SẤY ĐỐI LƯU
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu bằng cách cấp nhiệt cho ẩm bay hơi Trong đó, cả hai quá trình truyền nhiệt và truyền ẩm đều được thực hiện bằng phương pháp đối lưu
1.1.2 Đặc trưng của quá trình sấy
Quá trình sấy diễn ra rất phức tạp, đặc trưng cho tính không thuận nghịch và không ổn định Nó diễn ra đồng thời 4 quá trình:
Truyền nhiệt cho vật liệu Dẫn ẩm trong lòng vật liệuChuyển pha vào môi trường xung quanh Tách ẩm vào môi trường xung quanh
CÁCH TIẾN HÀNH
Tiến hành thực hiện sấy tấm vải bố ở 2 chế độ của Caloriphe: 45 o C, 55 o C Đặt vật liệu vào buồng sấy, ghi nhận khối lượng vật liệu sau khi làm ẩm (G1) Sau đó cứ 3 phút ghi nhận giá trị cân và giá trị bầu khô bầu ướt Tiếp tục đến khi giá trị khối lượng vật liệu không đổi trong vòng 16 phút thì dừng chế độ thí nghiệm này và chuyển sang chế độ thí nghiệm khác.
Bước 1 Chuẩn bị thí nghiệm
Xác định khối lượng vật liệu khô ban đầu (G 0 ) của vật liệu:
Mở cửa buồng sấy ra, đặt cẩn thận
Sau khi cân xong, lấy vật liệu ra và nhúng nhẹ nhàng (tránh làm rách vật liệu) vào chậu nước Chờ khoảng 30 giây cho nước thấm đều, lấy vật liệu lên và để ráo nước sau đó xếp vào giá.
Chuẩn bị đồng hồ để đo thời gian Kiểm tra hệ thống:
Lặp lại cửa buồng sấy
Châm đầy nước vào bầu ướt (phía sau hệ thống) Lặp bảng số liệu thí nghiệm
Bước 2 Khởi động hệ thống
Khởi động quạt: bật công tắc của quạt để hút dòng tác nhân vào và thổi qua caloriphe gia nhiệt dòng tác nhân
Khời động caloriphe: Bật công tắc Caloriphe.
Cài đặt nhiệt độ cho Caloriphe ở nhiệt độ đang chuẩn bị khảo sát Bước 3: Tiến hành thí nghiệm
Chờ hệ thống hoạt động ổn định khi: nhiệt độ của Caloriphe đạt giá trị mong muốn ( ± 1÷ 2 o C ¿ Tiến hành sấy vật liệu ở nhiệt độ khảo sát. Đo số liệu trong chế độ thí nghiệm
Các số liệu cần đo: Khối lượng, nhiệt độ bầu khô, bầu ướt và thời gian
Khối lượng (g): khi đặt vật liệu vào giá đỡ, đọc số hiển thị trên cân đồng hồ.
Nhiệt độ ( o C): Nhấn nút tương ứng các vị trí cần đo và đọc số trên đồng hồ hiện số.
Chuyển chế độ thí nghiệm:
Mở cửa buồng sấy, lấy vật liệu ra làm ẩm tiếp (lặp lại như ban đầu)
Cài nhiệt độ Caloriphe ở giá trị tiếp theo cho chế độ sấy mới
Chờ hệ thống hoạt động ổn định
Lặp lại trình tự như chế độ đầu Bước 4 Kết thúc thí nghiệm
Tắt công tắc của điện trở Caloriphe Sau khi tắt Caloriphe được 5 phút, tắt quạt cho Caloriphe nguội
1.2.2.2 Khảo sát nhiệt độ sấy Ở nhiệt độ 45 o C τ i (phút T K v ( o C) T Ư v ( o C) T K r ( o C) T Ư r ( o C) G i (g)
KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
1.3.1 Tính toán kết quả Ở nhiệt độ 45 o C Độ ẩm vật liệu: W i = G i −G 0 ×100 %
11 Độ ẩm của vật liệu: W i = G i −G 0 × 100 (%)
(ph (g) (%) (%h) ( 0 C) ( 0 C) (mmHg) (mmHg) sấy út)
Ta tra P b và P h trên giản đồ H-d
P b (mmHg): Áp suất riêng phần hơi ẩm trên bề mặt vật liệu điều kiện đoạn nhiệt
P h (mmHg): Áp suất hơi ẩm trong tác nhân sấy
Cường độ ẩm: J m =a m (P b (TB) −P h(TB) ) 760
B: Áp suất phòng sấy; B = 760mmHg. a m : Hệ số trao đổi ẩm tính theo chênh lệch áp suất ( kg/ m 2 h.mmHg) a m = 0,0229 + 0,0174.V k
V k : Tốc độ khí trong phòng sấy V k = 1,6 (m/s).
Tốc độ sấy đẳng tốc: N đ t 0 J m F
G o 0,082 ta có chiều dài khăn là 4.5cm, chiều rộng khăn là 3,3cm, dày
F: diện tích bề mặt vật liệu, m 2 Độ ẩm tới hạn: W th = W
W 1 : Độ ẩm ban đầu trước khi sấy (%)
Thời gian sấy đẳng tốc: T 1 = W 1 −W t h
Thời gian sấy giảm tốc: T 2 = W t h −W c
Thời gian tổng cộng quá trình sấy gần đúng:
- 7,31 Ở nhiệt độ 55 o C Độ ẩm vật liệu: W i = G i −G 0 ×100 %
16 G 0 ×100 %=0,088−0,082 × 100 %=7,31 % 0,082 ×100 %= 0,085−0,082 × 100 %=3,65 % 0,082 ×100 %=0,082−0,082 ×100 %=0 % 0,082 ×100 %= 0,079−0,082 × 100 %=−3,65 % 0,082 ×100 %= 0,077−0,082 ×100 %=−6,10 % 0,082 Độ ẩm của vật liệu: Wi = G i −G 0 × 100 (%)
(ph (g) (%) (%h) ( 0 C) ( 0 C) (mmHg) (mmHg) sấy út)
Ta tra P b và P h trên giản đồ H-d
P b (mmHg): Áp suất riêng phần hơi ẩm trên bề mặt vật liệu điều kiện đoạn nhiệt
P h (mmHg): Áp suất hơi ẩm trong tác nhân sấy
Cường độ ẩm: J m =a m (P b (TB) −P h(TB) ) 760
B: Áp suất phòng sấy; B = 760mmHg. a m : Hệ số trao đổi ẩm tính theo chênh lệch áp suất ( kg/m 2 h.mmHg). a m = 0,0229 + 0,0174.V k
V k : Tốc độ khí trong phòng sấy V k = 1,6 (m/s).
Tốc độ sấy đẳng tốc: N đ t 0 J m F
G o 0,082 ta có chiều dài khăn là 4.5cm, chiều rộng khăn là 3,3cm, dày
F: diện tích bề mặt vật liệu, m 2 Độ ẩm tới hạn: W th = W
W 1 : Độ ẩm ban đầu trước khi sấy (%)
Thời gian sấy đẳng tốc: T 1 =
Thời gian sấy giảm tốc: T 2 =
Thời gian tổng cộng quá trình sấy gần đúng:
1.3.2 Vẽ đồ thị Ở nhiệt độ 45 o C Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa hàm ẩm (% kg ẩm/ kg vật liệu khô) và thời gian sấy ( phút)
-20 thời gian ( phút) Ở nhiệt độ 55 o C
21 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa hàm ẩm
(% kg ẩm/ kg vật liệu khô) và thời gian sấy ( phút)
LỌC KHUNG BẢN
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Mục đích của quá trình lọc là phân riêng pha liên tục và pha phân tán cùng tồn tại trong một hổn hợp Hai pha có thể là lỏng – khí; rắn – khí; rắn – lỏng hoặc hai pha lỏng không tan lẫn cùng tồn tại trong hổn hợp.
Khái niệm: Lọc là quá trình được thực hiện để phân riêng các hỗn hợp nhờ một vật ngăn xốp Một pha đi qua vật ngăn xốp còn pha kia được giữ lại Vật ngăn có thể là dạng hạt: cát, đá, than; dạng sợi như tơ nhân tạo, sợi bông, đay, gai; dạng tấm lưới kim loại; dạng vật ngăn như sứ xốp, thủy tinh xốp v.v
Chênh lệch áp suất hai bên vách ngăn lọc được gọi là động lực của quá trình lọc nghĩa là:
P = P 1 –P 2 Động lực của quá trình lọc có thể tạo ra bằng cách sau:
Tăng áp suất P 1 : Dùng cột áp thủy tĩnh máy bơm hay máy nén
Giảm áp suất P 2 : Dùng bơm chân không (lọc chân không)
Cân bằng vật chất trong quá trình lọc
V h , G h là thể tích và khối lượng huyền phù đem lọc
V 0 , G 0 là thể tích và khối lượng chất rắn khô
V 1 , G 1 là thể tích và khối lượng nước lọc nguyên chất
V a , G a là thể tích và khối lượng bã ẩm
V, G là thể tích và khối lượng nước lọc chưa nguyên chất. Độ ẩm của bã:
W a = Ga−G0 (% kg ẩm/kg vật liệu ướt).
2.1.2.1 Tốc độ lọc và các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian lọc
Lượng nước lọc thu được trên một đơn vị diện tích bề mặt vách ngăn lọc trên một đơn vị thời gian gọi là tốc độ lọc.
V – Thể tích nước lọc thu được, m 3
F – Diện tích bề mặt vách lọc, m 2
Quá trình lọc huyền phù phụ thuộc vào các yếu tố sau: Tính chất huyền phù: độ nhớt, kích thước và hình dạng pha phân tán; động lực quá trình lọc; trở lực bã và vách ngăn; diện tích bề mặt vách lọc.
Theo DAKSI, tốc độ lọc có thể biểu diễn dưới dạng phương trình sau:
- độ nhớt của pha liên tục, Ns/m 2
R b = 1/ ∆ Pb – trở lực của bã lọc (tổn thất áp suất qua lớp bã), 1/m
R v = 1/ ∆ P v – trở lực của vách lọc (tổn thất áp suất qua vách lọc), 1/m
Lọc với áp suất khong đổi, ΔP= constP= const
Phương trình lọc có dạng: q 2 + 2.C.Q = K τ q = V/F – lượng nước lọc riêng
V – tỉ số giữ thể tích bã ẩm thu được và lượng nươc lọc R 0 – trở lực riêng theo thể tích của bã lọc (1/m 2 )
CÁCH TIẾN HÀNH
2.2.2.1 Tiến hành thí nghiệm Đóng van V1 và V2
Cho nước vào bồn chứa Bật công tắc máy khuấy
Mở bơm, điều chỉnh áp suất bằng V4 khi đồng hồ áp suất chỉ mức mong muốn Đong dung dịch lọc ở đầu C1, và ghi nhận thể tích trong mỗi thời gian đo Làm thí nghiệm với các chế độ áp suất khác nhau.
2.2.2.2 Số liệu thí nghiệm nhóm 1,2
2.2.2.3 Số liệu thí nghiệm nhóm 3,4
2.2.2.4 Số liệu thí nghiệm nhóm 5,6,7
Khảo sát thời gian và lưu lượng lần 1 Δ P 1=0,25
Khảo sát thời gian và lưu lượng lần 2 Δ P 1=0,25 τ (s) 10,12 10,26 10,26 10,18 10,25
KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
2.3.1.1 Tính năng suất của quá trình lọc
Q=V τ 2.3.1.2 Tính lượng nước lọc riêng q= V S
V: thể tích nước lọc thu được
S: diện tích bề mặt lọc (đo trên thiết bị lọc) τ : thời gian lọc
2.3.1.3 Khảo sát số liệu nhóm 1,2
Chiều dài của 1 khung: 22 (cm)
Bán kính lỗ tròn: 1,1 (cm)
Khảo sát số liệu nhóm 3,4
2.3.1.5 Khảo sát số liệu nhóm 5,6,7
THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Quá trình truyền nhiệt trong thiết bị dạng ống lồng ống là một ví dụ của sự truyền nhiệt phức tạp Ở đây diễn ra sự trao đổi nhiệt giữa hai lưu chất được ngăn cách bởi vách ngăn kim loại, bao gồm truyền nhiệt đối lưu từ dòng nóng đến vách, dẫn nhiệt qua thành ống kim loại và đối lưu nhiệt giữa dịng lạnh với ống.
Phương trình cân bằng nhiệt lượng cho hai dòng lưu chất
G 1 , G 2 – lưu lượng dòng nóng và dòng lạnh, kg/s
C 1 , C 2 – nhiệt dung riêng trung bình của dòng nóng và dòng lạnh,
J/kg.K t v1 ,t R1 - nhiệt độ vào và ra của dòng nóng, o C t v2 , t R2 – nhiệt độ vào và ra của dòng lạnh, o C
3.3 PHƯƠNG TRÌNH BIỂU DIỄN QUÁ TRÍNH TRUYỀN NHIỆT
Nhiệt lượng Q truyền qua tường phẳng trong một đơn vị thời gian
F- diện tích bề mặt truyền nhiệt, m 2 ΔP= constt - hiệu số nhiệt độ trung bình, K
Hệ số truyền nhiệt cho tường phẳng nhiều lớp được tính theo công thức sau
Với: α 1 , α 2 - hệ số cấp nhiệt (ở hai phía tường, giữa lưu thể và bề mặt tường), (W/m 2 k) r 1 ,r 2 - nhiệt trở của cặn bẩn ở hai phía của tường, (W.m 2 K)
∑ n δ i - nhiệt trở của lớp tường thứ i, (m 2 K/W) i=1 λ i δ i - bề dày lớp tường thứ i , (m) λ i - hệ số dẫn nhiệt tương ứng với lớp tường thứ i, (W/m.K).
Phương trình truyền nhiệt qua tường hình trụ nhiều lớp
K L – hệ số truyền nhiệt của 1m chièu dài ống , (W/m 2 K)
Hệ số truyền nhiệt K đối với tường hình trụ có n lớp được tính theo công thức
Với: α 1 , α 2 - hệ số cấp nhiệt (ở hai phía ống, giữa lưu thể và bề mặt ống), (W/m 2 k) r 1 ,r 2 - nhiệt trở của cặn bẩn ở hai phía trong và ngoài ống, (W.m 2 K) d 1 và d n+1 – đương kính trong và ngoài của ống (m) d i và d i+1 - đường kính trong và ngoài của lớp thứ i(m) λ i - hệ số dẫn nhiệt tương ứng với lớp thứ i, (W/m.K).
41 Ở bài thí nghiệm này ta tiến hành thí nghiệm với ống truyền nhiệt, do vậy ta xem như là truyền nhiệt ở tường hình trụ 1 lớp nên công thức trở thành:
K* L - hệ số truyền nhiệt dài , W/m.K ΔP= constt log - chênh lệch nhiệt độ trung bình logarit, K. Độ chênh lệch nhiệt độ trung bình logarit Δt 1−Δt N ΔP= constt log = ln Δt
Hệ số truyền nhiệt dài lý thuyết, K L π
K L = 1 + 1 ln d ng + 1 α 1 d tr 2 λ d tr α 2 d ng
D ng , d tr – đường kính ngoài và đường kính trong của ống truyền nhiệt, m λ: hệ số dẫn nhiệt của ống, W/mK r b – nhiệt trở của lớp cặn d b – đường kính lớp cáu, m ở bài này coi lớp cáu như không đáng kể, tức là r b
Hệ số cấp nhiệt α 1 , α 2 giữa vách ngăn và dòng lưu chất được tính theo chuẩn số Nusselt như sau
Trong đó Nu = A Re m Pr n ( Pr Pr ) 0,25 l R t
Các hệ số A, n, m, l , R là các hệ số thực nghiệm, tùy thuộc vào các yếu tố sau:
Chế độ chảy của các dòng lưu chất
Sự tương quan giữa dòng chảy và bề mặt truyền nhiệt Đặc điểm bề mặt truyền nhiệt (độ nhám, hình dạng, )
CÁCH TIẾN HÀNH
Bước 1: Chuẩn bị thí nghiệm
Kiểm tra mực nước bên trong nồi đun Kiểm tra nước dòng lạnh trong các ống Mở công tác tổng
Mở công tắc gia nhiệt nồi đun.
Bước 2: Khảo sát quá trình truyền nhiệt trong ông chảy vuông góc Đo lưu lượng dòng nóng
Mở công tắc bơm nước nóng
Chỉnh lưu lượng dòng nóng bằng van 10 Đo lưu lượng dòng lạnh
Chỉnh lưu lượng dòng lạnh bằng van 9 Đo nhiệt độ các dòng
Nhấn nút N3 để đo nhiệt độ đòng nóng vào và ghi nhận t nv
Nhấn nút N4 để đo nhiệt độ dòng nóng ra và ghi nhận t nr
Nhấn nút L1 để đo nhiệt độ dòng lạnh vào và ghi nhận t LV
Nhấn nút L2 để đo nhiệt độ dòng lạnh ra và ghi nhận t Lr Bước 3: Khảo sát quá trình truyền nhietj trong ống chảy dọc. Đo lưu lượng dòng nóng
Mở công tắc bơm nước nóng
Chỉnh lưu lượng dòng nóng bằng van 10 Đo lưu lượng dòng lạnh
Chỉnh lưu lượng dòng lạnh bằng van 8 Đo nhiệt độ các dòng
Nhấn nút N5 để đo nhiệt độ dòng nóng vào và ghi nhận t nv
Nhấn nút N4 để đo nhiệt độ dòng nóng ra và ghi nhận t nr
Nhấn nút L1 để đo nhiệt độ dòng lạnh vào và ghi nhận t lv
Nhấn nút L2 để đo nhiệt độ dòng lạnh ra và ghi nhận t lr
Xoay công tắc của gia nhiệt ngược chiều kim đồng hồ Đèn hoạt động (màu đỏ) tắt Cụm gia nhiệt ngưng hoạt động.
Xoay công tắc của bơm Bơm nóng ngưng hoạt động.
Tắt CB. Đóng tất cả các van.
3.4.2.2 Khảo sát lưu lượng dòng nóng và dòng lạnh của từng loại ống Ống lồng ống lần 1
Lưu lượng dòng 3 6 9 nóng (lít/ph)
Lưu lượng dòng t 1v t 1R t 2v t 2R t 1v t 1R t 2v t 2R t 1v t 1R t 2v t 2R lạnh (lít/ph)
Lưu lượng dòng 3 6 9 nóng (lít/ph)
Lưu lượng dòng t 1v t 1R t 2v t 2R t 1v t 1R t 2v t 2R t 1v t 1R t 2v t 2R lạnh (lít/ph)
Lưu lượng dòng 3 6 9 nóng (lít/ph)
Lưu lượng dòng t 1v t 1R t 2v t 2R t 1v t 1R t 2v t 2R t 1v t 1R t 2v t 2R lạnh (lít/ph)
Lưu lượng dòng 3 6 9 nóng (lít/ph)
Lưu lượng dòng t 1v t 1R t 2v t 2R t 1v t 1R t 2v t 2R t 1v t 1R t 2v t 2R lạnh (lít/ph)
Lưu lượng dòng t 1v t 1R t 2v t 2R t 1v t 1R t 2v t 2R t 1v t 1R t 2v t 2R lạnh (lít/ph)
Lưu lượng dòng 3 6 9 nóng (lít/ph)
Lưu lượng dòng t 1v t 1R t 2v t 2R t 1v t 1R t 2v t 2R t 1v t 1R t 2v t 2R lạnh (lít/ph)
Lưu lượng dòng 3 6 9 nóng (lít/ph)
Lưu lượng dòng t 1v t 1R t 2v t 2R t 1v t 1R t 2v t 2R t 1v t 1R t 2v t 2R lạnh (lít/ph)
Lưu lượng dòng 3 6 9 nóng (lít/ph)
Lưu lượng dòng t 1v t 1R t 2v t 2R t 1v t 1R t 2v t 2R t 1v t 1R t 2v t 2R lạnh (lít/ph)
Lưu lượng dòng 3 6 9 nóng (lít/ph)
Lưu lượng dòng t 1v t 1R t 2v t 2R t 1v t 1R t 2v t 2R t 1v t 1R t 2v t 2R lạnh (lít/ph)
KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
Tính cho dòng nóng ở lưu lượng dòng nóng 3 lít/phút và lưu lượng dòng lạnh 3 lít/phút
Nhiệt độ trung bình dòng nóng: t NTB1 = 60+47=¿ 53,5°C
2 Tính khối lượng riêng của nước ở 53,5 o C theo phương pháp nội suy biết:
- Suất lượng khối lượng dòng nóng: G N = 60(s / ph)× 1000(l/m3) = 60 ×1000 0,049309 (kg/s)
Nhiệt dung riêng của nước ở 53,5 o C, tra bảng: C 53,5 = 4181 (J/kg o C).
- Tính nhiệt lượng thu vào của dòng nóng:
Nhiệt độ trung bình dòng nóng: t LTB1 = 31+36
33,5 = 2 Tính khối lượng riêng của nước ở 33,5 o C theo phương pháp nội suy biết:
- Suất lượng khối lượng dòng nóng: G L G’ L(lit / ph)× ρ(kg/m 3)
Nhiệt dung riêng của nước ở 33,5 o C, tra bảng: C 33,5 = 4178 (J/kg o C).
- Tính nhiệt lượng thu vào của dòng nóng:
Thực hiện tính tương tự cho lưu lượng dòng nóng và dòng lạnh ở các mức còn lại.
Bảng: Nhiệt lượng toả ra của dòng nóng
G' N (lít/phút) G N (kg/s) t NV t NR t NTB ρ N (kg/m 3 ) C1 (J/kg.°C) Q N (W)
Bảng: Nhiệt lượng toả ra của dòng lạnh Ρ L (kg/m 3 )
C1 G' L (lít/phút) G L (kg/s) t LV t LR t LTB (J/kg.oC) Q L (W)
Tính hiệu nhiệt độ logarit ∆ t log ∆ tmax−∆ tmin ln
Trường hợp ống lồng ống song song cùng chiều:
Hiệu nhiệt độ: ∆t = t NV – t LV ; ∆t = t NR – t LR
Sau khi tính so sánh nếu cái nào lớn hơn thì là ∆t max cái nào nhỏ hơn là ∆t min
Tính hệ số truyền nhiệt dài thực nghiệm: K* L Q L
Bảng Nhiệt lượng Q, ∆ t log , hệ số truyền nhiệt K* L
K*L tNV tNR tLV tLR L (m) (W/m.độ
Tính tốc độ chảy của dòng nóng
2 Tính tốc độ chảy của dòng lạnh
Tính chuẩn số Reynolds của dòng nóng:
- Ta có μ sẽ tính theo phương pháp nội suy
Tính chuẩn số Reynolds của dòng lạnh:
Bảng Chuẩn số Re của dòng nóng Re N
(lít/phút F N (m ) (m) (m/s) t NV t NR t NTB (kg/m 3 ) Re N
Bảng Chuẩn số Re của dòng nóng Re L
(lít/ph (m 2 ) (m) (m/s) t LV t LR t LTB (kg/m (N*S/m 2 ) Re L út) 3
Tính Pr của lưu chất
C p nhiệt dung riêng đẳng áp (J/Kg 0 C) μ độ nhớt của chất lỏng ở nhiệt độ trung bình (N.s/m 2 ) λ hệ số dẫn nhiệt của lưu chất (W/m 0 C)
Bảng: Chuẩn số λ và Pr của dòng nóng
Bảng: Chuẩn số λ và Pr của dòng lạnh
Tính cho dòng nóng ở lưu lượng dòng nóng 6 lít/phút và lưu lượng dòng lạnh 3, 6,
Bảng: Số liệu đo được khi thiết bị truyền nhiệt ống lồng ống hoạt động
Lưu lượng Lưu lượng dòng dòng nóng lạnh (lít/ph) tNV tNR tLV tLR
Bảng: Nhiệt lượng toả ra của dòng nóng
(lít/phút) GN (kg/s) tNV tNR tNTB m3) (J/kg.oC) QN (W)
Bảng: Nhiệt lượng toả ra của dòng lạnh
GN (kg/s) Tlv tLR tLTB C1
Bảng Nhiệt lượng Q, ∆ t log , hệ số truyền nhiệt K* L tNV tNR tLV tLR
Bảng Chuẩn số Re của dòng nóng Re N
(lít/phút F N (m 2 ) t NV t NR t NTB Re N
Bảng Chuẩn số Re của dòng nóng Re L
0,00082 0,03 0,018293 52 57 54,5 974,8 0,56 0,95527 Bảng: Chuẩn số λ và Pr của dòng nóng
Bảng: Chuẩn số λ và Pr của dòng lạnh
Tính cho dòng nóng ở lưu lượng dòng nóng 9 lít/phút và lưu lượng dòng lạnh 3, 6, 9 lít/phút
Lưu lượng dòng Lưu lượng dòng tNV tNR tLV tLR nóng (lít/ph) lạnh (lít/ph)
55 59 Bảng: Nhiệt lượng toả ra của dòng nóng
(lít/phút tNTB (J/kg.oC
) GN (kg/s) tNV tNR N(kg/m3) ) QN (W)
Bảng: Nhiệt lượng toả ra của dòng lạnh
) GN (kg/s) Tlv tLR tLTB (J/kg.oC) QL (W)
Bảng Nhiệt lượng Q, ∆ t log , hệ số truyền nhiệt K* L
Bảng Chuẩn số Re của dòng nóng Re N
(lít/phút F N (m 2 ) W N (m/s) t NV t NR t NTB Re N
Bảng Chuẩn số Re của dòng nóng Re L
(lít/phú 2 t LV t LR t LTB Re L
Bảng: Chuẩn số λ và Pr của dòng nóng
Bảng: Chuẩn số λ và Pr của dòng lạnh
THIẾT BỊ CHƯNG CẤT
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
4.1.1 Mô hình mâm lý thuyết
Mô hình mâm lý thuyết là mô hình toán đơn giản nhất dựa trên các cơ sở sau:
Cân bằng giữa hai pha lỏng – hơi cho hỗn hợp hai cấu tử Điều kiện động lực học lưu chất lý tưởng trên mâm lý tưởng cho hai pha lỏng – hơi là:
Pha lỏng phải hòa trộn hoàn toàn trên mâm Pha hơi không lôi cuốn các giọt lỏng từ mâm dưới lên mâm trên và đồng thời có nồng độ đồng nhất tại mọi ví trí trên tiết diện
Trên mỗi mâm luôn đạt sự cân bằng giữa hai pha
4.1.2 Hiệu suất Để chuyển từ số mâm lý thuyết sang số mâm thực ta cần phải biết hiệu suất mâm.
Có ba loại hiệu suất mâm được dung là: Hiệu suất tổng quát, liên quan đến toàn tháp; hiệu suất mâm Murphee, liên quan đến một mâm; hiệu suất cục bộ, liên quan đến một ví trí cụ thể trên một mâm.
Hiệu suất tổng quát E o : là hiệu suất đơn giản khi sử dụng nhưng kém chính xác nhất, được định nghĩa là tỷ số giữa mâm lý tưởng và số mâm thực cho toàn tháp.
E = Số m âml ýt ưở ng 0 Số m âmthự c
Hiệu suất mâm Murphree: là tỷ số giữa sự biến đổi nồng độ pha hơi qua một mâm với sự biến đổi nồng độ cực đại có thể đạt được khi pha hơi rời mâm cân bằng với pha lỏng rời mâm thứ n
Trong đó: y n : nồng độ thực của pha hơi rời mâm thứ n y n+1 : nồng độ thực của pha hơi vào mâm thứ n y * n : nồng độ pha hơi cân bằng với pha lỏng rời ống chảy chuyền mâm thứ n
Nói chung, pha lỏng rời mâm có nồng độ không bằng với nồng độ trung bình của pha lỏng trên mâm nên dẫn đến khái niệm hiệu suất cục bộ.
Hiệu suất cục bộ được định nghĩa như sau:
Trong đó: y’ n : nồng độ pha hơi rời khỏi vị trí cụ thể trên mâm n y’ n+1 : nồng độ pha hơi mâm n tại cùng vị trí y’ en : nồng độ pha hơi cân bằng với pha lỏng tại cùng vị trí
4.1.3 Mối quan hệ giữa hiệu suất mâm Murphree và hiệu suất mâm tổng quát
Hiệu suất tổng quát của tháp không bằng với hiệu suất trung bình của từng mâm. Mối quan hệ giữa hai hiệu suất này tùy thuộc trên độ dốc tương đối của đường cân bằng và đường làm việc Khi mG/L >1 hiệu suất tổng quát có giá trị lớn hơn và mG/L
