Untitled 1 GIÁO TRÌNH TẬP 1 CÁC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ CƠ HỌC, THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN NGUYỄN TẤN DŨNG QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ[.]
NGUYỄN TẤN DŨNG GIÁO TRÌNH QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM TẬP CÁC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ CƠ HỌC, THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ******************* NGUYỄN TẤN DŨNG Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ CƠNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LỜI NĨI ĐẦU Cuốn sách Q trình Thiết bị Cơng nghệ hóa học Thực phẩm, Tập 1, Các Quá trình Thiết bị học, thủy lực, khí nén (Kỹ thuật thực phẩm 1) biên soạn khơng ngồi mục đích giáo trình giảng dạy cho sinh viên, học viên Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM trường đại học thuộc khối kỹ thuật khác lĩnh vực Cơng nghệ hóa học, Cơng nghệ thực phẩm, Cơng nghệ môi trường số ngành kỹ thuật khác có liên quan Ngồi ra, sách mang lại nhiều lợi ích cho đọc giả, sinh viên, học viên trường đại học tham khảo, tìm hiểu nghiên cứu Quá trình học, thủy lực, khí nén, q trình đồng phân riêng hệ khí, hệ lỏng khơng đồng Đồng thời ứng dụng chúng vào thực tiễn sản xuất Tác giả xin chân thành cám ơn PGS.TS Nguyễn Văn Sức (khoa CNHH&TP), PGS.TS Thái Bá Cần, PGS.TS Đỗ Văn Dũng (BGH Trường ĐHSPKT TP HCM) khuyến khích, ủng hộ cho đời sách Vì khối lượng kiến thức nội dung sách lớn nên trình biên soạn khơng tránh khỏi sai sót Tác giả mong bạn đọc giả góp ý để sách ngày hoàn thiện để trước tái lần Mọi liên hệ với tác giả xin gửi địa email: tandzung072@yahoo.com.vn, xin chân thành cám ơn Tác giả NGUYỄN TẤN DŨNG MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC Chương 1: Cơ sở lý thuyết q trình thủy lực 1.1 Q TRÌNH THỦY TĨNH HỌC 1.1.1 Một số khái niệm 1.1.1.1 Môi chất 1.1.1.2 Khối lƣợng riêng 1.1.1.3 Trọng lƣợng riêng 1.1.1.4 Áp suất 1.1.2 Phƣơng trình thủy tĩnh học 1.1.2.1 Áp suất thủy tĩnh học 1.1.2.2 Phƣơng trình thủy tĩnh học Euler 1.1.3 Một số ứng dụng thủy tĩnh học kỹ thuật 1.1.3.1 Định luật Pascal 1.1.3.2 Ứng dụng việc chế tạo máy ép thủy lực 1.1.3.3 Điều kiện bình thơng 1.1.3.4 Dụng cụ đo áp suất pezomet 1.1.3.5 Áp kế chữ U 1.1.3.6 Áp kế vi phân 1.1.4 Các câu hỏi ôn tập 1.2 QUÁ TRÌNH THỦY ĐỘNG HỌC 1.2.1 Một số khái niệm 1.2.1.1 Lƣu lƣợng 1.2.1.2 Vận tốc 1.2.1.3 Chế độ dịng chảy ổn định khơng ổn định 1.2.1.4 Độ nhớt 1.2.1.5 Đƣờng kính tƣơng đƣơng 1.2.2 Các chế độ dòng chảy 1.2.2.1 Chế độ chảy tầng 1.2.2.2 Chế độ chảy rối Trang 15 15 15 15 16 17 17 18 18 18 22 22 22 23 26 27 27 29 29 29 29 30 31 31 33 34 34 34 1.2.2.3 Dòng chảy độ 1.2.2.4 Đại lƣợng xác định chế độ chảy 1.2.3 Sự phân bố tốc độ tiết diện ngang dòng chảy 1.2.3.1 Chế độ chảy tầng 1.2.3.2 Chế độ chảy rối 1.2.4 Các phƣơng trình thủy động học 1.2.4.1 Phƣơng trình dịng chảy liên tục 1.2.4.2 Hệ phƣơng trình thủy động học Euler 1.2.4.3 Hệ phƣơng trình Navier – Stockes dịng thủy động học 1.2.4.4 Phƣơng trình Becnully thủy động học 1.2.4.5 Một số ứng dụng phƣơng trình thủy động học 1.2.4.6 Phạm vi áp dụng phƣơng trình Becnully 1.2.5 Các câu hỏi ôn tập 1.3 BÀI TẬP ÁP DỤNG 35 35 36 36 39 40 40 41 42 Chương : Quá trình vận chuyển chất lỏng (Máy bơm chất lỏng) 2.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN 2.2 BƠM LY TÂM 2.2.1 Cấu tạo nguyên lý làm việc bơm ly tâm 2.2.2 Sự chuyển động chất lỏng bơm phƣơng trình bơm ly tâm 2.2.2.1 Sự chuyển động chất lỏng bơm Các giả thiết ban đầu 2.2.2.2 Phƣơng trình bơm ly tâm 2.2.2.3 Hiệu suất thủy lực bơm 2.2.2.4 Các dạng cánh guồng bơm ly tâm 2.2.3 Tính tốn hiệu suất cơng suất bơm 2.2.3.1 Hiệu suất thể tích bơm 2.2.3.2 Hiệu suất trục bơm 2.2.3.3 Cơng suất hữu ích bơm 61 44 51 56 58 59 61 62 63 63 63 65 66 67 68 68 68 68 2.2.3.4 Công suất trục bơm 2.2.3.5 Công suất động điện bơm 2.2.4 Chiều cao hút bơm tƣợng xâm thực 2.2.4.1 Hiện tƣợng xâm thực 2.2.4.2 Chiều cao hút bơm 2.2.5 Xây dựng đƣờng đặc tuyến bơm H = f(Q) 2.2.6 Xây dựng đƣờng đặc tuyến mạng ống điểm làm việc bơm 2.2.7 Điều chỉnh bơm ly tâm 2.2.7.1 Phƣơng pháp thay đổi số vòng quay trục bơm 2.2.7.2 Phƣơng pháp cách điều chỉnh van chặn đẩy 2.2.8 Bơm ghép nối tiếp song song 2.2.8.1 Bơm ghép nối tiếp 2.2.8.2 Bơm ghép song song 2.3 BƠM THỂ TÍCH 2.3.1 Bơm piston 2.3.1.1 Phân loại 2.3.1.2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động bơm piston tác dụng đơn 2.3.1.3 Cấu tạo nguyên lý hoạt động bơm piston tác dụng kép 2.3.1.4 Cấu tạo nguyên lý hoạt động bơm vi sai 2.3.1.5 Cấu tạo nguyên lý hoạt động bơm màng 2.3.1.6 Cấu tạo nguyên lý hoạt động bơm nhúng chìm 2.3.1.7 Cơng suất hiệu suất bơm 2.3.1.8 Đồ thị cung cấp chất lỏng bơm piston 2.3.1.9 So sánh bơm ly tâm bơm piston 2.4 MỘT SỐ LOẠI BƠM THỂ TÍCH KHÁC 2.4.1 Bơm bánh 2.4.2 Bơm Rơto 2.5 BƠM KHƠNG CĨ CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG 2.5.1 Bơm thùng nén 2.5.2 Bơm sụt khí 68 68 68 68 69 70 73 74 74 75 76 76 77 77 77 77 78 79 81 82 83 84 85 86 86 86 87 88 88 88 2.5.3 Bơm xi phông 2.5.4 Bơm Ejecter 2.6 ĐỊNH LUẬT TỈ LỆ 2.7 TỰ ĐỘNG HÓA VÀ VẬN HÀNH MÁY BƠM 2.7.1 Tự động hóa máy bơm 2.7.2 Vận hành máy bơm 2.8 MỘT SỐ LOẠI BƠM THƢỜNG DÙNG TRONG SẢN XUẤT 2.9 BÀI TẬP ÁP DỤNG 2.10 CÁC CÂU HỎI LÝ THUYẾT Chương : Quá trình vận chuyển chất khí (Máy nén khí, quạt, máy hút chân không) 3.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN 3.1.1 Quá trình nén đẳng nhiệt 3.1.2 Quá trình nén đoạn nhiệt 3.1.3 Quá trình nén đa biến 3.1.4 Hệ số suất hút máy nén 3.1.5 Công suất động lắp đặt cho máy nén 3.2 MÁY NÉN KHÍ 3.2.1 Định nghĩa 3.2.2 Phân loại 3.2.3 Máy nén thể tích 3.2.3.1 Máy nén piston 3.2.3.2 Máy nén trục vít 3.2.3.3 Máy nén rôto 3.2.3.4 Máy nén cánh xoắn 3.2.4 Máy nén ly tâm 3.2.5 Máy nén khơng có chi tiết truyền động 3.2.6 Một số phƣơng pháp điều chỉnh suất hút máy nén 3.2.7 Tự động hóa vận hành máy nén 3.3 QUẠT GIÓ 89 89 90 92 92 94 95 95 103 107 107 108 108 109 111 112 113 113 113 114 114 138 141 143 144 145 146 148 150 3.3.1 Một số khái niệm 3.3.2 Cấu tạo quạt gió ly tâm 3.3.3 Nguyên lý làm việc 3.3.4 Xây dựng đƣờng đặc tuyến quạt 3.3.5 Xây dựng đƣờng đặc tuyến mạng ống điểm làm việc quạt 3.3.5.1 Đƣờng đặc tuyến mạng ống quạt 3.3.5.2 Điểm làm việc quạt 3.3.6 Hiệu suất công suất quạt 3.3.6.1 Hiệu suất lƣu lƣợng quạt 3.3.6.2 Hiệu suất thủy lực quạt 3.3.6.3 Hiệu suất trục quạt 3.3.6.4 Cơng suất hữu ích quạt 3.3.6.5 Cơng suất trục quạt 3.3.6.6 Công suất động điện quạt 3.3.7 Tự động hóa động quạt 3.3.7.1 Sơ đồ điều khiển động KĐB khởi động - 3.3.7.2 Sơ đồ điều khiển động KĐB pha rotor lồng sóc, mở máy trực tiếp 3.3.7.3 Sơ đồ điều khiển động KĐB rotor lồng sóc hai cấp tốc độ 3.3.7.4 Sơ đồ điều khiển động KĐB rotor lồng sóc dùng biến tần 3.4 MÁY HÚT CHÂN KHÔNG 3.5 BÀI TẬP ÁP DỤNG VÀ CÂU HỎI ÔN TẬP Chương : Khuấy trộn chất lỏng 4.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN 4.1.1 Định nghĩa 4.1.2 Mục địch khuấy trộn 4.1.3 Phân loại khuấy trộn 4.2 KHUẤY TRỘN HỆ CHẤT LỎNG BẰNG CƠ KHÍ 4.2.1 Khuấy trộn cánh khuấy mái chèo 150 151 151 151 155 155 155 156 156 156 156 156 156 157 157 157 159 159 161 162 164 189 189 189 189 190 192 192 ... vận hành máy nén 3.3 QUẠT GIÓ 89 89 90 92 92 94 95 95 10 3 10 7 10 7 10 8 10 8 10 9 11 1 11 2 11 3 11 3 11 3 11 4 11 4 13 8 14 1 14 3 14 4 14 5 14 6 14 8 15 0 3.3 .1 Một số khái niệm 3.3.2 Cấu tạo quạt gió ly tâm 3.3.3... 15 1 15 5 15 5 15 5 15 6 15 6 15 6 15 6 15 6 15 6 15 7 15 7 15 7 15 9 15 9 16 1 16 2 16 4 18 9 18 9 18 9 18 9 19 0 19 2 19 2 10 4.2 .1. 1 Cấu tạo cánh khuấy sơ đồ thiết bị khuấy 4.2 .1. 2 Nguyên lý làm việc 4.2 .1. 3 Ƣu nhƣợc... LỤC Chương 1: Cơ sở lý thuyết q trình thủy lực 1. 1 Q TRÌNH THỦY TĨNH HỌC 1. 1 .1 Một số khái niệm 1. 1 .1. 1 Môi chất 1. 1 .1. 2 Khối lƣợng riêng 1. 1 .1. 3 Trọng lƣợng riêng 1. 1 .1. 4 Áp suất 1. 1.2 Phƣơng