ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC BỘ MÔN KỸ THUẬT CHẾ BIẾN DẦU KHÍ BÁO CÁO THÍ NGHIỆM AN TOÀN QUÁ TRÌNH (MSMH CH4052) Nhóm 5 – Lớp A01 Sinh viên thự.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC BỘ MƠN KỸ THUẬT CHẾ BIẾN DẦU KHÍ BÁO CÁO THÍ NGHIỆM AN TỒN QUÁ TRÌNH (MSMH: CH4052) Giảng viên hướng dẫn: Thành Duy Quang Nhóm – Lớp A01 Sinh viên thực Vũ Tấn Đạt Lê Hải Đăng Lê Thị Cẩm Nhung Nguyễn Phúc Huỳnh Sơn Thảo Sương Nguyễn Thị Thanh Thúy TP HCM, 12/2022 MSSV 1911032 1913090 1911799 1914689 1913981 1915397 BÀI THÍ NGHIỆM ÁP SUẤT HƠI REID I MỤC TIÊU BÀI THÍ NGHIỆM Áp suất thơng số quan trọng để xây dựng mơ hình nguồn mơ hình quan trọng an tồn hệ thống Bài thí nghiệm hướng dẫn quy trình thực nghiệm xác định áp suất cho sản phẩm dễ bay xăng, dầu thô sản phẩm dầu mỏ dễ bay khác Quy trình trình bày dùng cho hợp chất hỗn hợp có áp suất thấp 180 kPa có nhiệt độ sơi 0°C xăng cồn II HỆ THỐNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM Mơ tả hệ thống: Hình Hệ thống thiết bị thí nghiệm áp suất Reid Hệ thống thiết bị thí nghiệm bao gồm thiết bị sau: - Buồng chứa mẫu lỏng; - Buồng chứa hơi; - Đồng hồ đo áp; - Bể điều nhiệt III CƠ SỞ LÝ THUYẾT: Cho mẫu làm lạnh trước vào bình chứa chất lỏng dụng cụ đo áp suất Sau nối với buồng hóa gia nhiệt trước đến 37,8°C bể ổn nhiệt Ngâm toàn hệ thống vào bể ổn nhiệt nhiệt độ 37,8°C áp suất quan sát dụng cụ đo khơng đổi Đọc xác giá trị đo Giá trị đo gọi áp suất Reid IV TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM Chuẩn bị mẫu: Chuẩn bị bể điều nhiệt: Điều chỉnh nhiệt độ bể điều nhiệt 37,8°C Nhiệt độ đạt dùng nhiệt kế thủy ngân đo nhiệt độ nước hệ thống ổn nhiệt Mức nước bể điều nhiệt đạt tới gờ chảy tràn hệ thống điều nhiệt Độ xác phương pháp đo áp suất chịu ảnh hưởng lớn cách thức bảo quản chuẩn bị mẫu đặc tính dễ bay làm thay đổi thành phần mẫu Dụng cụ chứa mẫu tích khoảng lít, mẫu chứa đầy từ 70 – 80% thể tích Các mẫu lấy từ bình chứa sử dụng lần, phần cịn lại khơng sử dụng cho lần đo lần thứ hai Nếu cần thiết phải lấy mẫu Bảo vệ mẫu tránh tiếp xúc với nguồn nhiệt trước đo Nhiệt độ bảo quản mẫu: mẫu phải bảo quản điều kiện nhiệt độ từ – 1°C Chuẩn bị thực nghiệm Mẫu chấp nhận thể tích mẫu bình chứa mẫu từ 70 – 80% thể tích bình chứa Nhúng hồn tồn bình chứa mẫu vào bể ổn nhiệt 10 phút Nhúng buồng chứa lắp đồng hồ đo áp vào bể ổn nhiệt 37,8°C 10 phút cho khoảng cách từ đỉnh buồng đến bề mặt thống bể ổn nhiệt khơng thấp 25,4mm Quy trình thực nghiệm Lấy bình chứa mẫu khỏi bể làm lạnh khơng mở nắp bình, gắn ống chuyển mẫu làm lạnh vào bình chứa mẫu Cho đầy mẫu vào buồng chứa mẫu lỏng Rút ống chuyển mẫu khỏi buồng chứa mẫu tiếp tục mẫu chảy hết vào buồng chứa mẫu Ngay di chuyển buồng chứa khỏi bể ổn nhiệt đến buồng chứa mẫu, tránh làm đổ mẫu Khi buồng chứa lấy khỏi bể ổn nhiệt lắp vào buồng chứa mẫu tránh làm thay đổi nhiệt độ khối khí bên buồng chứa (37.8°C) Thời gian từ lúc lấy buồng khỏi bể ổn nhiệt đến lắp hoàn chỉnh thiết bị không vượt 10s Lắc mạnh thiết bị đo lên xuống theo chiều thẳng đứng khoảng lần (cho phép mẫu vào buồng chứa hơi) Khi đồng hồ đo áp khơng tăng nhúng thiết bị đo vào bể ổn nhiệt trì 37,8 ± 0,1°C Sau ngâm bể ổn nhiệt phút, đọc xác giá trị áp kế Lấy thiết bị khỏi bể tiếp tục tiến hành lắc ngâm lại phút trước đọc lại kết Lặp lại quy trình đến hai lần đọc kề có giá trị khơng đổi Đọc xác đến 0,25 kPa Chuẩn bị thiết bị cho việc kiểm tra Làm phần mẫu lại buồng chứa buồng mẫu nước ấm có nhiệt độ 32oC, lặp lại q trình làm lần Rửa buồng chứa mẫu ống chuyển mẫu naphtha tráng lại axeton, sau sấy khô Để buồng chứa mẫu vào bể làm lạnh tủ lạnh chuẩn bị cho lần thí nghiệm Quy trình tiến hành thí nghiệm: V Xử lý số liệu – Báo cáo kết thí nghiệm Lần đo 10 11 Bình ( Áp suất-MPa) 0.033 0.034 0.036 0.039 0.04 0.041 0.044 0.046 0.046 0.047 0.047 Bình 2( Áp suất-KPa) 25 30 35 38 40 41 42 45 46 47 47 VI CÂU HỎI BÀN LUẬN Nhiệt độ ảnh hưởng đến áp suất reid? Khi nhiệt độ lưu chất xét tăng áp suất reid tăng Lưu chất sử dụng bể điều nhiệt lựa chọn dựa yếu tố nào? Độ bay biến đổi thành phần mẫu theo nhiệt độ 3 Tại mẫu cần làm lạnh trước tiến hành thí nghiệm? Vì áp suất bão hịa lớn nhiệt độ cao, xét áp suất reid xác định 37,80C, độ bay cao, dễ tạo nút động cơ, gây ra hao hụt tồn chứa gây ô nhiễm môi trường Xăng Việt Nam quy định áp suất Reid nằm khoảng từ 7-11psi định không vượt 12psi Ngược lại, nhiệt độ thấp áp suất xăng thấp hanj chế gây ô nhiễm môi trường VII Tài liệu tham khảo ASTM D323-99a, Standard Test Method for Vapor Pressure of Petroleum Products (Reid Method) BÀI THÍ NGHIỆM DỊNG CHẢY CHẤT LỎNG I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM THƠ Thí nghiệm 1: Đĩa orifice 1, đường kính lỗ trống d = mm STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 Chiều cao mực chất lỏng (mm) 405 400 395 390 385 380 375 370 365 360 355 350 345 340 335 330 325 320 315 310 305 300 295 290 285 280 275 270 265 260 255 250 245 240 235 230 ∆t1 (s) ∆t2 (s) 00.00 12.37 11.86 11.21 12.27 10.20 12.40 12.38 11.71 11.50 12.58 12.84 12.94 11.50 12.81 13.75 12.53 13.27 13.51 13.51 12.95 13.44 13.54 14.96 15.44 14.44 14.64 16.02 15.38 15.71 14.26 16.03 16.19 15.86 18.04 16.89 00.00 10.54 11.44 11.52 11.79 11.65 11.94 11.86 12.59 12.07 11.47 12.66 12.34 13.01 12.52 13.67 12.18 13.62 13.11 13.38 13.83 14.19 13.93 13.74 14.98 13.70 15.56 13.86 15.90 14.65 16.19 16.70 15.65 16.77 16.74 17.71 ∆tTB (s) 00.00 11.46 11.65 11.37 12.03 10.93 12.17 12.12 12.15 11.79 12.03 12.75 12.64 12.26 12.67 13.71 12.36 13.45 13.31 13.45 13.39 13.82 13.74 14.35 15.21 14.07 15.10 14.94 15.64 15.18 15.23 16.37 15.92 16.32 17.39 17.30 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 225 220 215 210 205 200 195 190 185 180 175 170 165 160 155 150 145 140 135 130 125 120 118 116 114 112 110 109 108 107 106 18.07 17.08 18.64 18.11 19.71 18.83 21.59 20.62 22.86 21.33 22.38 21.94 25.17 24.26 27.44 28.65 29.72 31.79 35.83 36.13 44.13 47.68 25.16 21.45 23.93 28.69 28.94 42.48 26.54 44.05 45.08 17.28 18.36 18.71 18.43 18.55 19.92 19.65 21.53 21.56 22.14 23.31 22.63 24.73 26.51 27.05 25.86 31.29 32.47 36.41 38.08 39.24 49.21 26.77 17.73 22.33 31.71 24.88 14.67 17.87 27.03 36.43 17.68 17.72 18.68 18.27 19.13 19.38 20.62 21.08 22.21 21.74 22.85 22.29 24.95 25.39 27.25 27.26 30.51 32.13 36.12 37.11 41.69 48.45 25.97 19.59 23.13 30.20 26.91 28.58 22.21 35.54 40.76 Thí nghiệm 2: Đĩa orifice 2, đường kính lỗ trống d = mm STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 Chiều cao mực chất lỏng (mm) 455 450 445 440 435 430 425 420 415 410 405 400 395 390 385 380 375 370 365 360 355 350 345 340 335 330 325 320 315 310 305 300 295 290 285 280 275 270 265 260 255 250 ∆t1 (s) ∆t2 (s) 00.00 1.61 1.71 2.22 2.96 2.47 2.47 2.93 2.41 2.67 2.00 2.53 2.71 2.56 2.87 2.40 2.09 2.84 3.19 2.84 3.46 3.28 2.53 2.56 3.07 3.09 3.18 3.06 3.28 3.49 3.21 3.47 3.10 3.31 3.46 3.85 3.62 3.46 3.37 4.03 4.41 3.25 00.00 1.57 1.61 2.94 2.82 2.66 2.56 2.78 2.88 2.62 2.69 2.61 2.54 2.71 3.08 2.81 2.54 2.79 3.13 2.78 2.87 3.13 3.07 2.98 2.98 3.17 3.2 3.49 2.95 3.38 3.15 3.71 2.97 3.42 3.55 3.6 3.46 3.61 3.26 4.19 3.95 3.8 ∆tTB (s) 00.00 1.59 1.66 2.58 2.89 2.57 2.52 2.86 2.65 2.65 2.35 2.57 2.63 2.64 2.98 2.61 2.32 2.82 3.16 2.81 3.17 3.21 2.80 2.77 3.03 3.13 3.19 3.28 3.12 3.44 3.18 3.59 3.04 3.37 3.51 3.73 3.54 3.54 3.32 4.11 4.18 3.53 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 245 240 235 230 225 220 215 210 205 200 195 190 185 180 175 170 165 160 155 150 145 140 135 130 125 120 118 116 114 112 110 108 107 106 105 103.5 3.94 4.01 4.41 3.92 3.85 4.69 4.31 4.22 4.57 4.71 4.78 4.98 5.46 5.10 5.40 5.87 5.79 6.00 6.16 7.13 6.94 7.56 7.63 8.44 9.05 10.38 5.69 4.19 5.84 5.03 6.09 10.21 5.58 6.12 5.65 23.08 3.96 4.34 3.93 4.22 3.55 4.83 4.26 4.51 4.4 4.58 4.78 5.19 5.47 5.3 5.6 5.73 6.14 5.79 6.28 6.73 6.86 7.76 7.7 8.34 9.17 10.26 6.6 4.4 5.8 5.99 10.31 5.82 6.3 5.15 23.13 3.95 4.18 4.17 4.07 3.70 4.76 4.29 4.37 4.49 4.65 4.78 5.09 5.47 5.20 5.50 5.80 5.97 5.90 6.22 6.93 6.90 7.66 7.67 8.39 9.11 10.32 6.15 4.30 5.82 5.02 6.04 10.26 5.70 6.21 5.40 23.11 II KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Cơ sở lý thuyết Lưu lượng dòng chảy lưu chất qua lỗ trịn cho phương trình sau: (đây phương trình 4-12 tài liệu tham khảo áp suất dư chất lỏng bề mặt Pg = 0) 𝑄𝑚 = ρA𝐶𝑜 √2𝑔ℎ (1) Hay: 𝑄𝑣 = A𝐶𝑜 √2𝑔ℎ (2) Trong đó: Qm, Qv: lưu lượng khối lượng lưu lượng thể tích dịng chảy qua lỗ trống : khối lượng riêng lưu chất (ở nhiệt độ lưu chất bồn chứa) A: tiết diện lỗ trống Co: hệ số (coefficient of discharge) g: gia tốc trọng trường h: chiều cao mực chất lỏng bình chứa (so với vị trí lỗ trống) Thay đổi theo thời gian chiều cao mực chất lỏng bình chứa cho phương trình sau: (đây phương trình 4-18 tài liệu tham khảo áp suất dư chất lỏng bề mặt Pg = 0) ℎ = ℎ𝑜 − ( A𝐶𝑜 𝐴𝑡 𝑔 A𝐶 √2𝑔ℎ𝑜 ) 𝑡 + ( 𝐴 𝑜 𝑡) (3) 𝑡 Trong đó: ho: chiều cao mực chất lỏng bình chứa thời điểm ban đầu t = (so với vị trí lỗ trống) At: diện tích tiết diện ngang bình chứa Thời gian để lưu chất thoát hết (mực chất lỏng giảm đến mức chất lỏng thấp = vị trí lỗ rị rỉ cho phương trình sau: 200 210 220 230 240 250 305.7 0.12705 0.0001390 305.75 0.1218 0.0001390 305.725 0.11655 0.0001125 305.9 0.1123 0.0000860 305.825 0.10905 0.0001389 306.9 0.1038 0.0000659 Giá trị trung bình C0 0.000190 0.000170 0.000147 0.000125 0.000105 0.000060 0.732 0.819 0.767 0.689 1.325 1.107 0.845 Sự thay đổi lưu lượng, áp suất, nhiệt độ dịng theo thời gian biểu diễn hình đến hình Lưu lượng thực tế (kg/s) 0.0009000 0.0008000 0.0007000 0.0006000 0.0005000 0.0004000 0.0003000 0.0002000 0.0001000 0.0000000 50 100 150 200 250 300 Thời gian (s) Hình Lưu lượng dòng chảy thực tế theo thời gian Lưu lượng lý thuyết (kg/s) 0.000800 0.000700 0.000600 0.000500 0.000400 0.000300 0.000200 0.000100 0.000000 50 100 150 200 250 300 Thời gian (s) 41 Hình Lưu lượng dịng chảy tính tốn theo thời gian Áp suất dư trung bình (MPa) 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 50 100 150 200 250 300 Thời gian (s) Hình Sự thay đổi áp suất theo thời gian Nhiệt độ (OC) 306.8 306.6 306.4 306.2 306 305.8 305.6 305.4 305.2 50 100 150 200 250 300 Thời gian (s) Hình Sự thay đổi nhiệt độ đầu theo thời gian Trường hợp P0 = bar, d = mm Dòng chảy bế tốc P0 > 0.1063MPa nên lưu lượng trường hợp bế tốc xác định cơng thức [3] 42 Trong 𝐶0 : hệ số 𝐴 = 7.85 × 10−7 (𝑚2 ) 𝛾 = 1.4 𝑔𝑐 = (kg.m/s2)/N M = 29 (kg/kmol) Rg = 8314 (Pa.m3/kmol.K) T0: nhiệt độ trung bình đầu vào đầu (K) P0: áp suất trung bình đầu vào đầu (Pa) P: áp suất tuyệt đối mơi trường bên ngồi (Pa) Từ giá trị Q thực tế Q lý thuyết ta xác định hệ số C0 ≈ 0.696 Các giá trị Qm thực tế, Qm lý thuyết C0 thể Bảng 13 Bảng 15 Các giá trị tính tốn cho trường hợp P0 = bar, d0 = mm Thời gian (s) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 Áp suất trung bình Qm thực tế tuyệt đối (kg/s) (Pa×106) 306.3 0.2013 0.0002642 306.3 0.1913 0.0002972 306.275 0.18005 0.0002444 306.3 0.1708 0.0002708 306.1 0.16055 0.0002379 306.05 0.15155 0.0002049 306.175 0.1438 0.0001982 306.125 0.1363 0.0001983 306.125 0.1288 0.0001256 306.15 0.12405 0.0001256 306.175 0.1193 0.0001255 306.2 0.11455 0.0000925 306 0.11105 0.0000793 306.025 0.10805 0.0001785 Giá trị trung bình C0 Nhiệt độ trung bình (K) Qm lý thuyết (kg/s) Hệ số cản dòng C0 thực tế 0.000365 0.000347 0.000327 0.000310 0.000291 0.000275 0.000261 0.000247 0.000234 0.000225 0.000217 0.000208 0.000202 0.000196 0.723 0.856 0.748 0.874 0.816 0.745 0.759 0.801 0.537 0.558 0.580 0.445 0.393 0.910 0.696 Sự thay đổi lưu lượng, áp suất, nhiệt độ dòng theo thời gian biểu diễn hình đến hình 12 43 Lưu lượng thực tế (kg/s) 0.0003500 0.0003000 0.0002500 0.0002000 0.0001500 0.0001000 0.0000500 0.0000000 20 40 60 80 100 120 140 Thời gian (s) Hình Lưu lượng dịng chảy thực tế theo thời gian Lưu lượng lý thuyết (kg/s) 0.000400 0.000350 0.000300 0.000250 0.000200 0.000150 0.000100 0.000050 0.000000 20 40 60 80 100 120 140 Thời gian (s) Hình 10 Lưu lượng dịng chảy tính tốn theo thời gian 44 Áp suất dư trung bình (MPa) 0.12 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0 20 40 60 80 100 120 140 Thời gian (s) Hình 11 Sự thay đổi áp suất theo thời gian Nhiệt độ (OC) 306.35 306.3 306.25 306.2 306.15 306.1 306.05 306 305.95 20 40 60 80 100 120 140 Thời gian (s) Hình 12 Sự thay đổi nhiệt độ trung bình theo thời gian Trường hợp P0 = bar, d = mm Dòng chảy bế tốc P0 > 0.318MPa nên lưu lượng trường hợp bế tốc xác định công thức [3] Với P0 < 0.2119 MPa ta sử dụng cơng thức [1] Trong đó: 45 𝐶0 : hệ số 𝐴 = 7.85 × 10−7 (𝑚2 ) 𝛾 = 1.4 𝑔𝑐 = (kg.m/s2)/N M = 29 (kg/kmol) Rg = 8314 (Pa.m3/kmol.K) T0: nhiệt độ trung bình đầu vào đầu (K) P0: áp suất trung bình đầu vào đầu (Pa) P: áp suất tuyệt đối mơi trường bên ngồi (Pa) Từ giá trị Q thực tế Q lý thuyết ta xác định hệ số C0 ≈ 0.542 Các giá trị Qm thực tế, Qm lý thuyết C0 thể Bảng 13 Bảng 16 Các giá trị tính tốn cho trường hợp P0 = bar, d0 = mm Thời gian (s) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Áp suất trung bình Qm thực tế tuyệt đối (kg/s) (Pa×10 ) 306.85 0.6023 0.0026570 307 0.50155 0.0026294 306.575 0.4018 0.0018609 305.75 0.3313 0.0015219 304.55 0.2738 0.0012489 303.95 0.2268 0.0008653 303.7 0.1943 0.0007927 303.35 0.16455 0.0006202 303.275 0.1413 0.0004736 303.275 0.12355 0.0003269 303.45 0.1113 0.0001800 303.525 0.10455 0.0000866 Giá trị trung bình C0 Nhiệt độ trung bình (K) Qm lý thuyết (kg/s) Hệ số cản dòng C0 thực tế 0.004368 0.003637 0.002915 0.002407 0.001993 0.001629 0.001416 0.001180 0.000946 0.000710 0.000478 0.000273 0.608 0.723 0.638 0.632 0.627 0.531 0.560 0.526 0.501 0.461 0.377 0.317 0.542 Sự thay đổi lưu lượng, áp suất, nhiệt độ dòng theo thời gian biểu diễn hình 13 đến hình 16 46 Lưu lượng thực tế (kg/s) 0.0030000 0.0025000 0.0020000 0.0015000 0.0010000 0.0005000 0.0000000 20 40 60 80 100 120 Thời gian (s) Hình 13 Lưu lượng dịng chảy thực tế theo thời gian Lưu lượng lý thuyết (kg/s) 0.005000 0.004500 0.004000 0.003500 0.003000 0.002500 0.002000 0.001500 0.001000 0.000500 0.000000 20 40 60 80 100 120 Thời gian (s) Hình 14 Lưu lượng dịng chảy tính tốn theo thời gian 47 Áp suất dư trung bình (MPa) 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 20 40 60 80 100 120 Thời gian (s) Hình 15 Sự thay đổi áp suất theo thời gian Nhiệt độ (OC) 307.5 307 306.5 306 305.5 305 304.5 304 303.5 303 20 40 60 80 100 120 Thời gian (s) Hình 16 Sự thay đổi nhiệt độ trung bình theo thời gian Trường hợp P0 = bar, d = mm Dòng chảy bế tốc P0 > 0.318MPa nên lưu lượng trường hợp bế tốc xác định công thức [3] Với P0 < 0.2119 MPa ta sử dụng công thức [1] Từ giá trị Q thực tế Q lý thuyết ta xác định hệ số C0 ≈ 0.561 48 Các giá trị Qm thực tế, Qm lý thuyết C0 thể Bảng 13 Bảng 17 Các giá trị tính tốn cho trường hợp P0 = bar, d0 = mm Thời gian (s) Áp suất trung bình Qm thực tế tuyệt đối (kg/s) (Pa×106) 305.35 0.4008 0.0021864 305.6 0.3183 0.0015425 305.35 0.26005 0.0012191 304.875 0.21405 0.0008826 304.35 0.1808 0.0007711 303.775 0.1518 0.0004862 303.5 0.13355 0.0004200 303.425 0.1178 0.0002467 303.475 0.10855 0.0001933 Giá trị trung bình C0 Nhiệt độ trung bình (K) 10 20 30 40 50 60 70 80 Qm lý thuyết (kg/s) Hệ số cản dòng C0 thực tế 0.000729 0.000578 0.000473 0.000389 0.000329 0.000265 0.000213 0.000153 0.000102 3.001 2.667 2.579 2.267 2.343 1.838 1.973 1.612 1.899 0.561 Sự thay đổi lưu lượng, áp suất, nhiệt độ dòng theo thời gian biểu diễn hình 17 đến hình 20 Lưu lượng thực tế (kg/s) 0.0025000 0.0020000 0.0015000 0.0010000 0.0005000 0.0000000 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Thời gian (s) Hình 17 Lưu lượng dòng chảy thực tế theo thời gian 49 Lưu lượng lý thuyết (kg/s) 0.003500 0.003000 0.002500 0.002000 0.001500 0.001000 0.000500 0.000000 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Thời gian (s) Hình 18 Lưu lượng dịng chảy tính tốn theo thời gian Áp suất dư trung bình (MPa) 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Thời gian (s) Hình 19 Sự thay đổi áp suất theo thời gian 50 Nhiệt độ (OC) 306 305.5 305 304.5 304 303.5 303 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Thời gian (s) Hình 20 Sự thay đổi nhiệt độ trung bình theo thời gian Trường hợp P0 = bar, d = mm Dòng chảy bế tốc P0 > 0.1068MPa nên lưu lượng trường hợp bế tốc xác định công thức [3] Từ giá trị Q thực tế Q lý thuyết ta xác định hệ số C0 ≈ 0.467 Các giá trị Qm thực tế, Qm lý thuyết C0 thể Bảng 13 Bảng 18 Các giá trị tính tốn cho trường hợp P0 = bar, d0 = mm Thời gian (s) 10 20 30 40 Áp suất trung bình Qm thực tế tuyệt đối (kg/s) (P10 ) 303.9 0.2023 0.0010718 304.425 0.16205 0.0007111 304.5 0.1353 0.0004385 304.175 0.1188 0.0002727 304.1 0.10855 0.0001929 Giá trị trung bình C0 Nhiệt độ trung bình (K) Qm lý thuyết (kg/s) Hệ số cản dòng C0 thực tế 0.001474 0.001180 0.000985 0.000865 0.000791 0.727 0.603 0.445 0.315 0.244 0.467 Sự thay đổi lưu lượng, áp suất, nhiệt độ dòng theo thời gian biểu diễn hình 21 đến hình 24 51 Lưu lượng thực tế (kg/s) 0.0012000 0.0010000 0.0008000 0.0006000 0.0004000 0.0002000 0.0000000 10 15 20 25 30 35 40 45 Thời gian (s) Hình 21 Lưu lượng dòng chảy thực tế theo thời gian Lưu lượng lý thuyết (kg/s) 0.003500 0.003000 0.002500 0.002000 0.001500 0.001000 0.000500 0.000000 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Thời gian (s) Hình 22 Lưu lượng dịng chảy tính tốn theo thời gian 52 Áp suất dư trung bình (MPa) 0.12 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0 10 15 20 25 30 35 40 45 Thời gian (s) Hình 23 Sự thay đổi áp suất theo thời gian Nhiệt độ (OC) 304.6 304.5 304.4 304.3 304.2 304.1 304 303.9 303.8 10 15 20 25 30 35 40 45 Thời gian (s) Hình 24 Sự thay đổi nhiệt độ trung bình theo thời gian III NHẬN XÉT Trong thí nghiệm, lưu lượng khối lượng dịng khí ln giảm theo thời gian giảm theo hàm số xác định, gần tuyến tính Áp suất giảm theo thời gian khí bên ngồi, nhiên độ giảm áp suất khơng tuyến tính độ giảm lưu lượng 53 Nhiệt độ thay đổi ít, chênh lệch khơng đáng kể nên xem nhiệt độ khơng thay đổi, hay trình diễn đẳng nhiệt Hệ số C0 tính tốn phù hợp so với lý thuyết (các giá trị C0 xung quanh giá trị 0.61 tài liệu tham khảo [1]) Với loại orifice có đường kính nhỏ C0 lớn, với loại orifice có đường kính lớn C0 nhỏ tương ứng Với loại orifice khác hệ số C0 có khác Với loại orifice giá trị C0 tương đối giống nhau, phụ thuộc điều kiện thực thí nghiệm IV CÂU HỎI THẢO LUẬN Câu Nhận xét yếu tố ảnh hưởng đến lưu lượng khối lượng khí Theo cơng thức tính lưu lượng khối lượng khí: 2𝑔𝑐 𝑀 𝛾 𝑃 𝛾 𝑃 [( ) − ( ) 𝑄𝑚 = 𝐶0 𝐴𝑃0 √ 𝑅𝑔 𝑇0 𝛾 − 𝑃0 𝑃0 𝛾+1 𝛾 ] Lưu lượng khối lượng khí bị ảnh hưởng yếu tố sau: - Hệ số cản dòng C0 Tiết diện oriffice Áp suất tuyệt đối phía nguồn Áp suất tuyệt đối mơi trường bên ngồi Khối lượng phân tử dịng khí Nhiệt độ ban đầu dịng khí Hệ số nhiệt dung Câu Nhận xét yếu tố ảnh hưởng đến hệ số cản dòng C0 Hệ số cản dòng hàm số Reynolds nên hệ số cản dòng C0 bị ảnh hưởng hình dạng lỗ, khối lượng riêng lưu chất, vận tốc lưu chất, đường kính lỗ, độ nhớt lưu chất, loại orifice điều kiện thí nghiệm Một số lưu ý xác định hệ số C0: - - Với orifices có cạnh sắc nhọn hệ số Re lớn 30000, C0 tiến đến 0.61 Với điều kiện tốc độ chất lỏng khơng phụ thuộc vào kích thước lỗ Với vòi phun tròn, hệ số cản dòng gần Với đoạn ống ngắn gắn vào bình (có tỉ lệ chiều dài/đường kính khơng nhỏ 3) hệ số xấp xỉ 0.81 Khi hệ số lưu lượng khơng xác định khơng chắn sử dụng giá trị C0 = để tính tốn lưu lượng tối đa, 54 Câu Nhận xét sai số số liệu thí nghiệm cơng thức tính tốn, nêu nguyên nhân gây sai số Sai số số liệu thí nghiệm cơng thức tính tốn mức chấp nhận được, giá trí thực nghiệm tính tốn có ý nghĩa tham khảo Nguyên nhân sai số: - V Khi tính tốn chọn hệ số C0 = để tính giá trị lưu lượng tối đa dịng, thực tế thí nghiệm hệ số C0 nhỏ Sai số áp suất ban đầu lần đo thí nghiệm không giống nhau, dẫn tới sau khoản thời gian định áp suất vị trí đo có sai biệt Sai số thao tác thí nghiệm, lúc mở vịi xả khí nhanh chậm Sai số lúc đọc giá trị video bị lệch th Sai số hệ thống dụng cụ đo, cảm biến, đường kính orifice,… TÀI LIỆU THAM KHẢO Daniel A Crowl; Joseph F Louvar (2011) Chemical Process Safety: Fundamentals and Applications, 3rd edition, Prentice Hall PTR 55 ... Để buồng chứa mẫu vào bể làm lạnh tủ lạnh chuẩn bị cho lần thí nghiệm Quy trình tiến hành thí nghiệm: V Xử lý số liệu – Báo cáo kết thí nghiệm Lần đo 10 11 Bình ( Áp suất-MPa) 0.033 0.034 0.036...BÀI THÍ NGHIỆM ÁP SUẤT HƠI REID I MỤC TIÊU BÀI THÍ NGHIỆM Áp suất thơng số quan trọng để xây dựng mơ hình nguồn mơ hình quan trọng an tồn hệ thống Bài thí nghiệm hướng dẫn quy trình thực nghiệm. .. nhiệt độ sơi 0°C xăng cồn II HỆ THỐNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM Mơ tả hệ thống: Hình Hệ thống thiết bị thí nghiệm áp suất Reid Hệ thống thiết bị thí nghiệm bao gồm thiết bị sau: - Buồng chứa mẫu lỏng;