BÁO CÁO THÍ NGHIỆM QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ CÔNG NGHỆ BÀI 2: KHUẤY CHẤT LỎNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG NGÀNH KỸ THUẬT HÓA HỌC BÁO CÁO THÍ NGHIỆM QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ CÔNG NGHỆ (Mã MH 602047) BÀI 2 KHUẤY CHẤT LỎNG Ngày TN 22022022 HỌC KÌ I 2021 202.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG NGÀNH KỸ THUẬT HĨA HỌC BÁO CÁO THÍ NGHIỆM Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ CƠNG NGHỆ (Mã MH:602047) BÀI 2:KHUẤY CHẤT LỎNG Ngày TN: 22/02/2022 HỌC KÌ I/ 2021 - 2022 MỤC LỤC I TRÍCH YẾU 1 Nội dung, ý nghĩa thí nghiệm .1 Tiến trình thí nghiệm II KẾT QUẢ XỬ LÝ SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM Số liệu thô 2 Xử lý số liệu 2.1 Phương pháp tính 2.2 Bảng số liệu III ĐỒ THỊ VÀ BÀN LUẬN Đồ thị Bàn luận 2.1 Phương Trang DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Số liệu thô trường hợp cánh khuấy turbine nhỏ Bảng 2: Số liệu thô trường hợp cánh khuấy turbine lớn Bảng 3: Số liệu thô trường hợp cánh khuấy chân vịt nhỏ Bảng 4: Số liệu thô trường hợp cánh khuấy turbine lớn Bảng 5: Bảng số liệu sau xử lý DANH MỤC HÌNH Hình III.1 Giản đồ chuẩn số công suất khuấy nhớt( Cánh khuấy turbine nhỏ) .6 Hình III.2 Giản đồ chuẩn số cơng suất khuấy nhớt( cánh khuấy turbine lớn) Hình III.3 Giản đồ chuẩn số công suất khuấy nhớt ( cánh khuấy chân vịt nhỏ ) Hình III.4 Giản đồ chuẩn số công suất khuấy dầu( cánh khuấy turbine lớn) I TRÍCH YẾU Nội dung, ý nghĩa thí nghiệm Khảo sát giản đồ chuẩn số cơng suất khuấy mơ hình hệ thống thí nghiệm với trường hợp cụ thể: -Khuấy khơng có chất lỏng - Khuấy với loại lưu chất khác nhau( Nhớt, dầu): + Nhớt: Khuấy với loại cánh khuấy cánh khuấy turbine lớn, cánh khuấy turbine nhỏ, chân vịt nhỏ + Dầu: Khuấy với cánh khuấy turbine lớn Với loại cánh khuấy phải đo chế độ: có khơng có chặn Vận tốc thay đổi từ 100 - 700 vòng/phút Xây dựng giản đồ chuẩn số cơng suất khuấy cho trường hợp thí nghiệm Xác định cơng suất khuấy, có chặn khơng có Tiến trình thí nghiệm  Hóa chất: Dầu, nhớt  Dụng cụ - bình để chứa dầu,nhớt - cánh khuấy turbine nhỏ, lớn cánh khuấy chân vịt - động Hp thay đổi tốc độ từ đến 1200 vòng/phút (rpm) hộp số  Cách tiến hành thí nghiệm B1: Kiểm tra hệ thống - Kiểm tra hệ thống nguồn - Kiểm tra mực chất lỏng bình - Kiểm tra hoạt động motor cánh khuấy B2: Tiến hành làm thí nghiệm - Đẩy bình chứa dầu nhớt vào vị trí Chú ý đảm bảo cho cánh khuấy nằm tâm bình - Lắp loại cánh khuấy cần thiết làm thí nghiệm, lắp chặn cần thiết - Khi đèn NGUỒN ( màu xanh bên trái, trên) sáng báo có điện, bật CB lên - Xoay công tắc( màu đen bên dưới) theo chiều kim đồng hồ,motor cánh khuấy quay - Nhấn nút bấm dưới( bên phải bảng điều khiển) để điều chỉnh số vòng quay motor -Ghi lại số liệu cho thí nghiệm chế độ khác - Nội dung thí nghiệm: Đối với nhớt tiến hành với cánh khuấy, với dầu dùng cánh khuấy turbine lớn Ứng với loại cánh khuấy phải đo chế độ: có khơng có chắn Vận tốc khuấy thao đổi từ 50 rpm đến 900 rpm( tự chọn thang đo theo yêu cầu GVHD) Do yêu cầu tính cơng suất dựa vào hiệu số cơng suất trường hợp có khơng có chất lỏng nên phải thực thí nghiệm trường hợp có khơng có chất lỏng B3: Kết thúc thí nghiệm - Xoay công tắc( màu đen ) ngược chiều kim đồng hồ Motor cánh khuấy ngừng quay - Tắt CB II KẾT QUẢ XỬ LÝ SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM Số liệu thơ - Kích thước cánh khuấy: + Turbine nhỏ: dnhỏ= 75 mm + Turbine lớn: dlớn= 150 mm + Chân vịt nhỏ: dvịt= 75 mm - Dầu: +Khối lượng riêng: ρdầu= 700 kg/m3 + Độ nhớt: μdầu= 0.0518 kg/m.s - Nhớt: + Khối lượng riêng: ρnhớt= 850 kg/m3 + Độ nhớt: μnhớt = 0.0909 kg/m.s  Nhớt Bảng 1: Số liệu thô trường hợp cánh khuấy turbine nhỏ Khơng có chất lỏng N(v/phút) 100 200 300 400 500 600 700 U(empty) I(empty) 207.5 213.5 207.2 207.1 208.7 213.4 207.0 1.697 1.386 1.159 0.679 0.512 0.471 0.438 Có chất Lỏng Ufull Có chặn Khơng chặn 219.8 219.8 219.7 219.4 219.1 217.9 218.7 Ifull Có chặn 213.7 214.1 213.0 212.2 212.3 212.3 213.1 0.897 0.928 0.903 0.874 0.875 0.908 0.964 Không chặn 0.863 0.910 0.856 0.847 0.871 0.882 0.890 Bảng 2: Số liệu thô trường hợp cánh khuấy turbine lớn Khơng có chất lỏng N(v/p) 100 200 300 400 500 600 700 U(empty) I(empty) 207.0 213.7 214.0 213.5 207.8 213.7 207.1 0.892 0.766 0.817 0.805 0.819 0.804 0.840 Có chất Lỏng Có chặn Ufull 214.4 220.6 214.1 219.2 219.6 218.8 219.2 Không chặn 212 213.2 211.8 214.1 211.7 212.1 211.9 I(full) Có chặn 0.941 0.930 0.955 1.006 1.110 1.347 1.611 Không chặn 0.866 0.900 0.898 0.932 1.056 1.172 1.315 Bảng 3: Số liệu thô trường hợp cánh khuấy chân vịt nhỏ Không có chất lỏng N(v/p) Có chất lỏng Ufull U(empty) I(empty) I(full) Có chặn Khơng chặn Có chặn Không chặn 217.8 213.9 0.921 0.852 100 207.9 0.879 200 207.6 0.897 217.7 214.4 0.942 0.887 300 207.2 0.855 217.2 214.1 0.908 0.859 400 208.4 500 208.9 0.821 217.4 213.8 0.942 0.886 0.822 217.3 213.7 0.998 0.901 600 208.0 700 206.2 0.841 217.4 214.9 1.074 0.942 0.877 216.9 214.4 1.163 0.960  Dầu Bảng 4: Số liệu thô trường hợp cánh khuấy turbine lớn Khơng có chất lỏng N(v/p) U(empty) I(empty) 207.0 213.7 214.0 213.5 207.8 213.7 207.1 0.892 0.766 0.817 0.805 0.819 0.804 0.840 100 200 300 400 500 600 700 Có chất Lỏng Có chặn Ufull 215.8 215.2 215.3 214.8 215.9 216.0 216.4 Không chặn I(full) Có chặn 214.6 216.7 215.2 219.2 212.4 212.7 212.9 0.855 0.874 0.865 0.929 1.030 1.119 1.232 Không chặn 0.838 0.860 0.833 0.896 0.928 0.945 1.004 Xử lý số liệu 2.1 Phương pháp tính Xét trường hợp cánh khuấy turbine nhỏ với nhớt có chặn, tốc độ quay 1.667 v/s, gia tốc trọng trường g=9.81 m/s2, dnhỏ= 0.075 m - Công suất tiêu thụ điện có chất lỏng: Pfull = Ufull × Ifull × k = 219.8 × 0.897 × 0.9 = 177.44 W - Công suất tiêu thụ điện chất lỏng: Pempty = Uempty × Iempty × k = 207.5 × 1.697 × 0.9 = 316.91 W - Công suất khuấy: Pmixer= Pfull - Pempty = 177.44 － 316.91 = -139.47 W - Chuẩn số công suất: NP = - Chuẩn số Reynolds : Pmixer N3 d5 ρ = −139.47 1.6673 ×0.0755 ×850 =− 14926.18 Re = - Chuẩn số Froude: d2 Nρ μ Fr = = N2 d g 0.0752 ×1.667×850 = 0.0909 1.6672 ×0.075 9.81 Các trường hợp lại làm tương tự = 87.68 = 0.021 2.2 Bảng số liệu Bảng 5: Bảng số liệu sau xử lý Có chặn N, v/p N, v/s Pempty 100 200 300 400 500 600 700 1.667 3.333 5.000 6.667 8.333 10.000 11.667 316.915 266.320 216.130 126.559 96.169 90.460 81.599 177.445 183.577 178.550 172.580 172.541 178.068 189.744 100 200 300 400 500 600 700 1.667 3.333 5.000 6.667 8.333 10.000 11.667 166.180 147.325 157.354 154.681 153.169 154.633 156.568 181.575 184.642 184.019 198.464 219.380 265.251 317.818 100 200 300 400 500 600 700 1.667 3.333 5.000 6.667 8.333 10.000 11.667 164.470 167.595 159.440 153.987 154.544 157.435 162.754 180.534 184.566 177.496 184.312 195.179 210.139 227.029 100 200 300 400 500 600 700 1.667 3.333 5.000 6.667 8.333 10.000 11.667 166.180 147.325 157.354 154.681 153.169 154.633 156.568 166.058 169.276 167.611 179.594 200.139 217.534 239.944 P full Không chặn P mixer Np P full P mixer Cánh khuấy turbine nhỏ( Nhớt) -139.470 -14935.163 165.981 -150.934 -82.743 -1107.566 175.348 -90.972 -37.580 -149.047 164.095 -52.035 46.021 77.003 161.760 35.201 76.372 65.427 166.422 70.253 87.608 43.433 168.524 78.063 108.145 33.763 170.693 89.094 Cánh khuấy turbine lớn(Nhớt) 15.396 51.520 165.233 -0.947 37.317 15.610 172.692 25.367 26.665 3.305 171.177 13.823 43.783 2.289 179.587 24.906 66.211 1.773 201.200 48.030 110.618 1.714 223.723 69.090 161.250 1.573 250.784 94.216 Cánh khuấy chân vịt nhỏ (Nhớt) 16.065 1720.291 164.019 -0.451 16.971 227.162 171.156 3.560 18.055 71.610 165.521 6.080 30.325 50.740 170.484 16.497 40.635 34.811 173.289 18.745 52.704 26.129 182.192 24.757 64.276 20.067 185.242 22.488 Cánh khuấy turbine lớn( Dầu) -0.121 -0.494 161.851 -4.328 21.952 11.150 167.726 20.401 10.257 1.544 161.335 3.981 24.914 1.582 176.763 22.082 46.970 1.527 177.396 24.227 62.900 1.183 180.901 26.268 83.377 0.988 192.376 35.809 Re Fr -16162.758 -1217.717 -206.377 58.899 60.184 38.701 27.815 87.665 175.330 262.995 350.660 438.325 525.990 613.655 0.021 0.085 0.191 0.340 0.531 0.765 1.041 -3.168 10.611 1.713 1.302 1.286 1.070 0.919 350.660 701.320 1051.980 1402.640 1753.300 2103.960 2454.620 0.042 0.170 0.382 0.680 1.062 1.529 2.081 87.665 175.330 262.995 350.660 438.325 525.990 613.655 0.021 0.085 0.191 0.340 0.531 0.765 1.041 506.757 1013.514 1520.270 2027.027 2533.784 3040.541 3547.297 0.042 0.170 0.382 0.680 1.062 1.529 2.081 Np -48.314 47.653 24.115 27.603 16.059 12.274 7.021 -17.588 10.362 0.599 1.402 0.788 0.494 0.424 III ĐỒ THỊ VÀ BÀN LUẬN Đồ thị Hình III.1 Giản đồ chuẩn số công suất khuấy nhớt( Cánh khuấy turbine nhỏ) Hình III.2 Giản đồ chuẩn số cơng suất khuấy nhớt( cánh khuấy turbine lớn) Hình III.3 Giản đồ chuẩn số công suất khuấy nhớt ( cánh khuấy chân vịt nhỏ ) Hình III.4 Giản đồ chuẩn số công suất khuấy dầu( cánh khuấy turbine lớn) Bàn luận 2.1 Phương Trang a)Ảnh hưởng chặn đến cơng suất khuấy: Theo kết thí nghiệm, tốc độ khuấy, có chặn cơng suất khuấy lớn cơng suất khuấy khơng có chặn Vì có chặn làm thay đổi chiều chuyển động dòng chất lỏng, dòng chất lỏng chuyển động ngược chiều lại so với chiều chuyển động cánh khuấy, cánh khuấy động gặp khó khăn dẫn đến động phải hoạt động nhiều nên công suất khuấy phải lớn b)Sự tiêu thụ lượng loại cánh khuấy: Khi khuấy chất lỏng( nhớt) cánh khuấy turbine lớn tiêu thụ lượng nhiều nhất, cánh khuấy turbine nhỏ cuối cánh khuấy chân vịt tiêu thụ lượng Nguyên nhân cánh khuấy turbine tiêu thụ lượng nhiều cánh khuấy chân vịt cánh khuấy turbine có diện tích bề mặt chịu lực lớn khuấy c) Tại lại chọn khoảng cách vận tốc trường hợp khuấy dầu lớn khốy nhớt: Cơng suất khuấy phụ thuộc vào lực ma sát chất lỏng, mà lực ma sát phụ thuộc vào độ nhớt chất lỏng Độ nhớt dầu bé độ nhớt nhớt nên công suất khuấy lực ma sát khuấy dầu bé khuấy nhớt Vì phải chọn khoảng cách vận tốc trường hợp khuấy dầu lớn khốy nhớt để thấy thay đổi ma sát khuấy tránh sai số trình khảo sát d) Trường hợp có xốy phễu: Khi vận tốc khuấy lớn, khơng có chặn xốy phễu xuất lưu chất chịu tác dụng lực ly tâm Xốy phễu có hại làm giảm tiếp xúc lưu chất với cánh khuấy, làm giảm hiệu xuất khuấy ngồi cịn gây tượng bọt TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Bin, “ Các trình thiết bị cơng nghệ hóa chất vả thực phẩm”,tập 2, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 2003 [2] Các tác giả, “ Sổ tay Qúa Trình Và Thiết Bị Cơng Nghệ Hóa Chất”, tập , NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 1999 [3] Nguyễn Quốc Hải, Giáo trình hướng dẫn Thí nghiệm q trình thiết bị công nghệ ... hợp khuấy dầu lớn khốy nhớt: Cơng suất khuấy phụ thuộc vào lực ma sát chất lỏng, mà lực ma sát phụ thuộc vào độ nhớt chất lỏng Độ nhớt dầu bé độ nhớt nhớt nên công suất khuấy lực ma sát khuấy. .. số công suất trường hợp có khơng có chất lỏng nên phải thực thí nghiệm trường hợp có khơng có chất lỏng B3: Kết thúc thí nghiệm - Xoay cơng tắc( màu đen ) ngược chiều kim đồng hồ Motor cánh khuấy. .. khơng có chất lỏng - Khuấy với loại lưu chất khác nhau( Nhớt, dầu): + Nhớt: Khuấy với loại cánh khuấy cánh khuấy turbine lớn, cánh khuấy turbine nhỏ, chân vịt nhỏ + Dầu: Khuấy với cánh khuấy turbine