(TIỂU LUẬN) THỰC HÀNH QUÁ TRÌNH THIẾT bị hóa học bài TH GHÉP bơm LY tâm

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC ––o0o— THỰC HÀNH Q TRÌNH THIẾT BỊ HÓA HỌC BÀI TH: GHÉP BƠM LY TÂM Giảng viên hướng dẫn: ThS.Trương Văn Minh Sinh viên thực hiện: Phan Thị Nguyễn Nhi Mssv: 18077131 – Tổ Lớp học phần: DHVC15 Ngày thực hành: 25/04/2022 Tp HCM, ngày 25 tháng 04 năm 2022 MỤC LỤC GIỚI THIỆU MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3.1 3.1.1 Các thông số đặc trưng bơm Năng suất 3.1.2 Cột áp toàn phần 3.1.3 Công cung cấp 3.1.4 Hiệu suất bơm 3.2 Đặc tuyến bơm ly tâm 3.2.1 Đặc tuyến thực bơm 3.2.2 Đặc tuyến mạng ống 3.2.3 Điểm làm việc bơm 3.3 Ghép bơm nối tiếp 3.4 Ghép bơm song song TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 4.1 Thí nghiệm 1: Xác định thơng số đặc trưng b 4.2 Thí nghiệm 2: Ghép bơm nối tiếp 4.3 Thí nghiệm 3: Ghép bơm song song KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 5.1 Thí nghiệm 1: Xác định thông số đặc trưng b 5.2 Thí nghiệm 2: Ghép bơm nối tiếp 5.3 Thí nghiệm 3: Ghép bơm song song XỬ LÝ SỐ LIỆU 6.1 Thí nghiệm 1: Xác định thơng số đặc trưng b 6.2 Thí nghiệm 2: Ghép bơm nối tiếp 6.3 Thí nghiệm 3: Ghép bơm song song NHẬN XÉT TÀI LIỆU THAM KHẢO GHÉP BƠM LY TÂM GIỚI THIỆU Bơm ly tâm loại máy vận chuyển chất lỏng thơng dụng cơng nghiệp hóa chất Việc hiểu nguyên lý hoạt động đặc trưng bơm ly tâm điều quan trọng cốt lõi sinh viên cơng nghệ MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM Xác định cột áp tồn phần bơm, công suất hiệu suất cho bơm ly tâm việc đo đạc thông số thay đổi lưu lượng bơm (thí nghiệm 1) Xây dựng đường đặc tuyến mạng ống để xác định điểm làm việc hệ bơm ghép nối tiếp Xây dựng đường đặc tuyến mạng ống để xác định điểm làm việc hệ bơm ghép song song CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3.1 Các thông số đặc trưng bơm 3.1.1 Năng suất Năng suất bơm thể tích chất lỏng mà bơm cung cấp đơn vị thời gian Ký hiệu: Q Đơn vị tính: m3/s, l/s, l/ph, 3.1.2 Cột áp toàn phần Cột áp toàn phần áp suất chất lỏng miệng ống đẩy Nó tính sau: H= chênh lệch cột áp tĩnh + chênh lệch công áp động + chênh lệch chiều cao hình học) H= Hs + Hv + He (m) Chênh lệch áp tĩnh: H Trong đó: Pout : áp suất chất lỏng đầu ra, pa Pin : áp suất chất lỏng đầu vào, pa = ρ g s P −P out ¿ (m) Chênh lệch cột áp tĩnh: Hv= Trong đó: v out = Q π v out = : vận tốc đầu ra, m/s dout 4Q : vận tốc đầu vào, m/s π d¿ Chênh lệch chiều cao hình học: He = Zout − Zin (m) Trong đó: Z : chiều cao hình học đầu vào, m Zout : chiều cao hình học đầu , m 3.1.3 Công cung cấp in Công suất động cung cấp bơm tính sau: π.n.t Pm= (W) 60 Trong đó: n: tốc độ vòng quay bơm, vòng/phút t: moment xoắn trục, N.m 3.1.4 Hiệu suất bơm Hiệu suất bơm tính sau: E= P 100% h Pm Trong đó: Ph cơng suất thủy lực tác động tới chất lỏng, tính sau: Ph = Q.H ρ g, (w) Trong đó: Q lưu lương chất lỏng, m3/s 3.2 Đặc tuyến bơm ly tâm 3.2.1 Đặc tuyến thực bơm Đường H – Q biểu diễn mối quan hệ cột áp toàn phần lưu lượng Khi cột áp toàn phần giảm lưu lượng tăng ngược lại Đường Pm – Q biểu diễn mối quan hệ công suất cung cấp cho bơm lưu lượng qua bơm Ngoài vùng hoạt động tối ưu bơm đường trở nên phẳng, cho thay đổi lớn công suất tạo thay đổi nhỏ vận tốc dòng Đường E – Q biểu diễn mối quan hệ giữ hiệu suất lưu lượng bơm Đối với bơm đạt hiệu suất tương ứng với suất 3.2.2 Đặc tuyến mạng ống Đặc tuyến mạng ống đường cong biểu diễn mối quan hệ Hmo - Q Hmo = C + KQ2 (m) Trong đó: Q: lưu lượng, m3/s Hmo: Tổn thất cột áp chất lỏng chuyển động ống dẫn, m C = ρ P2−P1 g K=¿ Trong đó: P1, P2: áp suất đầu vào đầu ống, N/m2 z1, z2: chiều cao đầu vào đầu ống, m +(z2−z1)(m) L: chiều dài ống (sinh viên tự đo), m d: đường kính ống ( 27 1,8 mm) : hệ số ma sát, sinh viên tính tốn theo chế độ chuyển động lưu chất hệ thống đường ống : khối lượng riêng lưu chất, kg/m3 : tổng hệ số trở lực cục ống 3.2.3 Điểm làm việc bơm Điểm làm việc bơm giao điểm đặc tuyến thực bơm đặc tuyến mạng ống dẫn Hình 3.1 Điểm làm việc bơm 3.3 Ghép bơm nối tiếp Các bơm gọi làm việc nối tiếp sau chất lỏng khỏi bơm đưa tiếp vào ống hút bơm kia, sau đưa vào hệ thống đường ống Như bơm làm việc nối tiếp lưu lượng chúng phải lưu lượng tổng cộng hệ thống, cột áp hệ thống tổng cột áp toàn phần bơm Q = Q1 = Q2 = …= Qn H = H1 + H2 +…+Hn Các bơm làm việc nối tiếp sử dụng hệ thống yêu cầu áp lực cao mà bơm khơng đáp ứng Hình 3.2 Ghép bơm nối tiếp 3.4 Ghép bơm song song Các bơm làm việc cấp nước vào hệ thống đường ống gọi làm việc song song Vì bơm làm việc song song hệ thống chúng có cột áp cột áp hệ thống, lưu lượng hệ thống tổng lưu lượng bơm Theo lý thuyết, bơm làm việc song song với cột áp tổng H tc hệ thống cột áp toàn phần bơm: Htc = H1 = H2 =…= Hn Và lưu lượng tổng cộng hệ thống lưu lượng bơm làm việc : Q = Q1 + Q2 + …+ Qn Như bơm làm việc nối tiếp sử dụng hệ thống yêu cầu cần lưu lượng lớn mà bơm không đáp ứng Trong thực tế ta ghép hai nhiều bơm làm việc song song hệ thống đường ống Thậm chí có trường hợp hai trạm làm việc song song hệ thống đường ống Hình 3.3 Ghép bơm song song TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 4.1 Thí nghiệm 1: Xác định thơng số đặc trưng bơm Chuẩn bị Van xả đáy phải đóng hoàn toàn Cho nước vào khoảng 2/3 bồn chứa Mở hoàn toàn van Các lưu ý: Mực nước bình phải đảm bảo 2/3 thể tích bình Khi bật bơm mà bơm khơng hoạt động khơng có lưu lượng phải tắt bơm báo cho giáo viên 4.2 Thí nghiệm 2: Ghép bơm nối tiếp Tiến hành thí nghiệm 4.3 Thí nghiệm 3: Ghép bơm song song Tiến hành thí nghiệm 5.KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 5.1 Thí nghiệm 1: Xác định thông số đặc trưng bơm Bảng 5.1 Kết thông số đặc trưng bơm Q (LMP) Phút (kg/cm2) Pđẩy (kg/cm2) 5.2 Thí nghiệm 2: Ghép bơm nối tiếp Q (LMP) Phút (kg/cm2) Pđẩy (kg/cm2) 5.3 Thí nghiệm 3: Ghép bơm song song Bảng 5.3 Kết ghép bơm song song Q (LMP) Phút (kg/cm2) Pđẩy (kg/cm2) XỬ LÝ SỐ LIỆU Q = 10 L/p = 10.10−3 -4 =¿ 1.6 x 10 (m /s) 60 Phút = -0.20 kg/cm2 = -0.20 x 98066.5 = -19613.3Pa Pđẩy = 1.20 kg/cm2 = 1.20 x 98066.5 = 117679.8Pa Tra nước T = 250C, ρnước = 997 kg/cm3, Zout = 1.25 m Zin = 0.95 m He = Zout - Zin = 1.25 - 0.95 = 0.3 m H P −P = out ¿ = 117679.8−(−19613.3) = 14.04 m ρ g997 x 9.81 s Hv= H = Hs + Hv + He = 14.04 + + 0.3 = 14.34 m C = P2−P1 + (Z2 - Z1) = 0.3 (m) ρg Vì áp suất đầu vào trình đặt thùng nên P – P1 = K=¿ Hmo = C +KQ2 = 0.3 + 30110283.32 x (1.6x10-4)2 = 1.07 6.1 Thí nghiệm 1: Xác định thông số đặc trưng bơm Co 90 (0 K=¿ = (27.65 + 0,3 Q.10-4 STT (m3 /s) 1.6 2.5 3.3 4.2 5.0 5.8 6.6 7.5 8.3 10 9.2 35 30 25 20 15 10 0.0001 6.2 Thí nghiệm 2: Ghép bơm nối tiếp Co 90 Co chữ (0.75) 13 K=¿ 10 Bảng 6.4 Kết tính toán hai bơm ghép nối tiếp Q.10-4 (m3 /s) STT 1.6 2.5 3.3 4.2 5.0 5.8 6.6 7.5 8.3 10 9.2 11 35 30 25 20 15 10 0.0001 Hình 6.2 Điểm làm việc bơm ghép song song 6.3 Thí nghiệm 3: Ghép bơm song song Bảng 6.5 Các thơng số để tính tốn Co 90 Co chữ T (0.75) 12 12 K=¿ = (31.9 + 0,03 Bảng 6.6 Kết tính tốn hai bơm ghép song song Q.10-4 (m3 /s) STT 1.6 2.5 3.3 4.2 5.0 5.8 6.6 7.5 8.3 10 9.2 35 30 25 20 15 10 0.0001 0.0002 Hình 6.3 Điểm làm việc bơm NHẬN XÉT Trong thí nghiệm thấy có thay đổi lưu lượng ảnh hưởng đến thông số đặc trưng bơm: lưu lượng nước hồi lưu, áp suất, chiều cao… Bài thí nghiệm có sai số làm trịn số, bơm khơng ổn định, điều chỉnh lưu lượng chưa xác làm cho thông số áp suất không ổn định Hệ số trở lực cục có ảnh hưởng lớn đến kết Khi bơm ghép nối tiếp: cột áp hệ thống tăng nhanh lưu lượng không đổi Khi bơm hoạt động nối tiếp lưu lượng bơm lưu lượng hệ thống Đồng thời, cột áp hệ thống tổng cột áp toàn phần bơm Khi ghép bơm song song cột áp giảm nhẹ nhỏ ghép nối tiếp Nếu muốn giữ nguyên lưu lượng tăng cột áp ta sử dụng phương án ghép bơm nối tiếp Còn muốn giữ nguyên cột áp tăng lưu lượng ta cần phải dùng phương án ghép bơm song song Tuy nhiên tùy theo mục đích cơng nghệ mà ta phối hợp hai phương pháp để đạt kết tốt Khi bơm hoạt động song song lưu lượng hệ thống tổng lưu lượng bơm Đồng thời, bơm có cột áp cột áp hệ thống 14 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tài liệu hướng dẫn thực hành q trình & thiết bị cơng nghệ hóa học, Khoa cơng nghệ hóa học Trường đại học cơng nghiệp TP.HCM, 2017 [2] Tập thể tác giả, Sổ tay trình & thiết bị cơng nghệ hóa chất, tập & 2, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2012 15 ... hệ th? ??ng 14 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tài liệu hướng dẫn th? ??c hành trình & thiết bị cơng nghệ hóa học, Khoa cơng nghệ hóa học Trường đại học công nghiệp TP.HCM, 2017 [2] Tập th? ?? tác giả, Sổ tay trình. .. trưng b 6.2 Th? ? nghiệm 2: Ghép bơm nối tiếp 6.3 Th? ? nghiệm 3: Ghép bơm song song NHẬN XÉT TÀI LIỆU THAM KHẢO GHÉP BƠM LY TÂM GIỚI THIỆU Bơm ly tâm loại máy... bảo 2/3 th? ?? tích bình Khi bật bơm mà bơm khơng hoạt động khơng có lưu lượng phải tắt bơm báo cho giáo viên 4.2 Th? ? nghiệm 2: Ghép bơm nối tiếp Tiến hành th? ? nghiệm 4.3 Th? ? nghiệm 3: Ghép bơm song