Dụng cụ đo và kiểm soát quá trình báo cáo thực hành thực tập

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HCM BỘ MƠN CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT HĨA HỌC DỤNG CỤ ĐO VÀ KIỂM SỐT Q TRÌNH BÁO CÁO THỰC HÀNH THỰC TẬP GVHD: Lê Văn Bạn Sinh viên: Phùng Ngọc Bảo Nhi Lớp: DH18HD MSSV: 18139134 PHẦẦN A: ĐO LƯỜNG VÀ KIỂM SỐT NHIỆT I TÌM HI UỂ M TỘ SỐỐ NHI Ệ T KẾỐ ĐO NHIỆT ĐỘ Nhiệt kế rượu: loại nhiệt kế sử dụng bóng đèn chứa đầy cồn làm cảm biến nhiệt độ Nhiệt kế rượu sử dụng để đo nhiệt độ từ -115 độ C đến 78,5 độ C a Cấu tạo Gồm thành phần : -Phần cảm nhận nhiệt độ: bầu đựng rượu, có tác dụng nhận nhiệt từ môi trường cần đo, tác động nguyên lý dãn nở vật chất( cụ thể rượu), tùy mức nhiệt độ mà dãn nở rượu khác nhau, theo đo nhiệt độ môi trường -Ống mao dẫn: cột dẫn rượu dãn nở tiếp xúc với môi trường từ đo nhiệt độ mội trường - Phần hiển thị kết vạch số, dựa theo nguyên tắc dãn nỡ rượu mà độ cao ống mao dẫn người ta vạch mức nhiệt độ tương ứng b Ưu điểm nhiệt kế rượu: - Có thể đo nhiệt độ thấp - Đo nhiệt độ xác - Ít độc hại nguy hiểm nhiệt kế thủy ngân c Nhược điểm nhiệt kế rượu: - Không thể đo nhiệt độ cao nhiệt độ sơi chất lỏng bên bóng đèn - Thành mao quản bị ướt rượu - Chất lỏng nên nhuộm trước làm đầy bóng đèn - Kém bền rượu bay nhanh Nhiệt kế thủy ngân a Phân loại: tùy thuộc vào mục đích đo chia thành: - Nhiệt kế dùng y tế , dùng đo thân nhiệt , có khoảng đo từ 35 - 42 - Nhiệt kế dùng cơng nghiệp, có khoảng đo từ -38 đến 356 b.Cấu tạo Nhiệt kế thủy ngân có cấu tạo gồm phần là: – Phần cảm nhận nhiệt độ: Là bầu chứa thủy ngân, có tác dụng nhận nhiệt từ môi trường cần đo, dựa vào tác động nguyên lý dãn nở thủy ngân đo nhiệt độ mơi trường – Ống dẫn: ống thủy tinh dẫn thủy ngân dãn nở tiếp xúc với mơi trường từ đo nhiệt độ môi trường – Phần hiển thị kết quả: Đây nơi bạn đọc nhiệt độ dựa theo vạch chia có đánh số, vạch thủy ngân ống tương ứng với mức nhiệt độ cho kết nhiệt độ vật thể môi trường cần đo c Ứng dụng nhiệt kế thủy ngân Nhiệt kế thủy ngân có nhiều cơng dụng thực tế, sử dụng đa dạng lĩnh vực: - Trong y học: Nhiệt kế thủy ngân sử dụng để đo thân nhiệt thể nhằm nắm bắt tình trạng sức khỏe Nó có ý nghĩa to lớn việc xác định bệnh tình tìm phương pháp chữa trị phù hợp Vì có vai trị quan trọng y tế - Trong ngành cơng nghiệp thí nghiệm: Nó ứng dụng nhiều lĩnh vực sản xuất kiểm sốt nhiệt độ lị hơi, chất lỏng, khí…để q trình sản xuất diễn xác Đồng thời giúp xác định nhiệt độ trình nghiên cứu phản ứng chất - Trong ẩm thực: sử dụng để đảm bảo nhiệt độ nấu ăn phù hợp giúp đồ ăn đạt độ thơm ngon mong muốn Ngoài dùng để đo độ rượu… Nhiệt kế kỹ thuật số * Que nhiệt kế Thermo TA-288 a.Cấu tạo: -Gồm phần phần que cảm biến nhiệt phần hình hiển thị bên Phần que cảm biến nhiệt làm từ chất liệu thép không gỉ để giúp sản phẩm bền bỉ theo thời gian Thiết kế kim loại giúp cho thông tin nhiệt độ thu nhận xác nhanh chóng, kim loại có tính dẫn nhiệt tốt Phía hình hiển thị thơng tin thu nhận được, thể số nhiệt độ theo đơn vị đo ˚C ˚F, giúp người dùng dễ dàng điều chỉnh theo nhu cầu sử dụng Chế độ xem thay đổi chủ động người dùng thơng qua phím chuyển đổi đơn vị kế bên b.Công dụng -Dùng để đo nhiệt độ chất lỏng, chất rắn không cứng môi trường xung quanh - Thường sử dụng nhà máy thực phẩm, phịng thí nghiệm * Que đo nhiệt độ DIGITAL THERMOMETER a Cấu tạo - Nút on/off để kích hoạt nhiệt kế - Nút oC/oK để chuyển đổi độ đo - Màn hình LCD tinh thể lỏng để hiển thị nhiệt độ - Nhiệt độ hoạt động từ -50 oC đến 150 oC( -58 oK đến 302 oK) b Cơng dụng: Thường sử dụng phịng thí nghiệm, nhà máy thực phẩm, … Nhiệt kế hồng ngoại: Nhiệt kế hồng ngoại loại nhiệt kế cho phép đo nhiệt độ mà không cần chạm vào người vật thể, đo dựa nguyên lý đo lượng hồng ngoại thể tỏa Loại nhiệt kế hồng ngoại đo trán, đo tai có loại tích hợp đo trán đo tai a Cấu tạo: - Phần cảm biến làm nhiệm vụ tiếp nhận bước sóng thể - Màn hình LCD nằm thân nhiệt kế để hiển thị kết đo thân nhiệt - Các nút điều chỉnh tắt nguồn bật nguồn, chuyển đổi đơn vị đo chuyển từ đo nhiệt độ thể người sang đo nhiệt độ phịng b Cơng dụng: - Nhiệt kế hồng ngoại ứng dụng nhiều thực tế, với việc sử dụng đa dạng nhiều lĩnh vực khác nhau, đặc biệt phổ biến lĩnh vực y tế để đo nhiệt độ thể - Ngoài nhiệt kế hồng ngoại cịn ứng dụng cơng nghiệp: đo nhiệt độ động cơ, máy móc, lị nung, đo nhiệt độ từ xa, nơi khó tiếp xúc, nhiều chất độc hại Loại nhiệt kế kỹ sư tin dùng tính xác tốc độ đo nhanh II BÁO CÁO THỰC HÀNH Lập phương trình đường thẳng ax+b=y cho cặp nhiệt kế thủy ngân *Nhiệt kế Nhiệt độ 100 Nhiệt độ đo 0,5 101 Đồồ th ịđ ườ ng chu nẩ nhi tệkếế 120 100 80 f(x) = 1.01 x + 0.5 R² = 60 40 20 0 20 40 60 80 nhi ệt đ ộ đo 100 Linear (nhi ệt đ ộ đo) Ta có hệ phương trình Ta có phương trình : y=1,005x+0.5 Vậy y=27ºC nhiệt độ nhiệt kế x= 26,4ºC *Nhiệt kế Nhiệt độ 100 Nhiệt độ đo -10 92 120 Đồồ th đị ường chu nẩ nhi tệkếế 100 80 f(x) = 1.02 x − 10 R² = 60 40 20 0 20 40 60 80 100 120 -20 Ta có hệ phương trình Ta có phương trình : y=1,02x-10 *Nhiệt kế Nhiệt độ 100 Nhiệt độ đo 0,5 100 Đ ộth đị ường chu nẩ nhi tệkếế 120 100 f(x) = x + 0.5 R² = 80 60 40 20 0 20 40 60 80 Ta có hệ phương trình Ta có phương trình : y=0.995x+0.5 Vậy y=27,5ºC nhiệt kế mức x=27,1ºC 100 120 *Nhiệt kế Nhiệt độ 100 Nhiệt độ đo -2 102 Đồồ th đị ường chu nẩ nhi tệkếế 120 100 80 f(x) = 0.98 x + 0.5 R² = 60 40 20 0 20 40 60 80 100 Ta có hệ phương trình Ta có phương trình : y=1.04x-2 Vậy y= 27ºC nhiệt kế nhiệt độ x=27,7ºC *Nhiệt kế Nhiệt độ 100 Nhiệt độ đo -4 98 120 Đồồ th đị ường chu nẩ nhi tệkếế 120 100 80 f(x) = 0.98 x + 0.5 R² = 60 40 20 0 20 40 60 80 100 120 Ta có hệ phương trình Ta có phương trình : y=1.02x-4 Khi y=26,5ºC nhiệt kế mức nhiệt độ x=28ºC *Nhiệt kế Nhiệt độ 100 Nhiệt độ đo 0.5 98 Chart Title 120 100 80 f(x) = 0.98 x + 0.5 R² = 60 40 20 0 20 Ta có hệ phương trình 40 60 80 Ta có phương trình : 100 y=0.975x+0.5 Vậy y=27ºC nhiệt kế nhiệt độ x= 27,1ºC 120 b Nguyên lí hoạt động  Lưu chất (lỏng khí) vào đồng hồ đo áp suất theo mũi tên số thông qua socket  Lưu chất vào ống bourdon làm cho ống giãn di chuyển theo chiều mũi tên số  Nguyên lý gần giống kèn lưỡi êch: ta thổi khí vào ống, lưỡi ếch (ống bourdon) giãn  Thông qua phận truyền động làm cho bánh phận truyền động di chuyển theo chiều mũi tên số  Từ làm kim đồng hồ quay theo chiều mũi tên số  Thông qua mặt hiển thị, giúp hiển thị giá trị áp suất đo  Áp suất lớn làm cho ống bourdon giãn nỡ lớn, dẫn đến kim đồng hồ quay nhiều hiển thị giá trị áp suất lớn  Tùy vào mức thang đo khác đồng hồ áp suất mà ống bourdon có độ dày hình dáng khác c Công dụng: - Là dụng cụ đo áp suất chân không,rất cần thiết công nghiệp chân không 19 20 +Trên hình sơ đồ lị xo ống vịng, tiết diện ngang ống hình trái xoan Dưới tác dụng áp suất dư ống, lò xo giãn ra, tác dụng áp suất thấp, co lại +Khi giãn hay co lại, lò xo làm quay kim thị áp kế 3.3: Đồng hồ đo áp suất chân không Mẫu VP – 01  Đơn vị đo: mmHg  Range: từ đến 760mmHg  Đo tối đa: 760mmHg = 1,01324 bar = 1,03322 kg/cm2 =14,6959 psi = 10,33253 mH2O  Dùng đo áp suất dương 21 3.4 Đồng hồ đo áp suất dư áp suất chân không   Đo áp suất chân không  Đơn vị đo: cmHg, in Hg  Range: từ đến 76cmHg Từ đến 30 in Hg  Đo tối đa: 76 cmHg = 30 in Hg = 1,01325 bar = 1,033224 kg/cm2 = 14,6959 psi = 10,3325 mH2O Đo áp suất dư  Đơn vị đo: psi, kg/cm2  Range: từ đến 30 psi Từ đến kg/cm2  Đo tối đa: kg/cm2 = 1,96133 bar = 20 mH2O = 28,44668 psi 30 psi = 2,0684 bar = 2,10921 kg/cm2 = 21,0926 mH2O 22 PHẦẦN D: DỤNG CỤ ĐO LƯU LƯỢNG I Dụng cụ đo lưu lượng kiểu phao ( drag effects) Lưu lượng kế đo nước Lưu lượng kế đo khí 23 *Cấu tạo: Lưu lượng kế quay có cấu tạo gồm có phao nhỏ đặt ống thẳng đứng hình nón *Ngun tắc hoạt động + Phao (Float)  Chịu tác động trọng lực lực nâng dòng lưu chất + Dòng lưu chất: (Flow)  Lưu lượng dòng lưu chất lớn làm cho phao nâng cao đến vị trí cân (equilibrium) + Khi khơng có dòng lưu chất trọng lực tác dộng làm cho phao rơi xuống vị trí +Lưu lượng kế kiểu phao đo chất lỏng chất khí - Cơng thức đo lưu lượng Trong đó: V thể tích o khối lượng riêng phao Cv hệ số lực cản  khối lượng riêng chất lưu g- gia tốc trọng trường II Dụng cụ đo kiểu cánh quạt Nguyên lý cấu tạo:  Cánh tua bin  Đầu cánh có nam châm  Cảm biến điếm xung quanh cánh nam châm  Nguyên lý làm việc: Lưu lượng dòng chảy phụ thuộc tiết diện vận tốc dịng chảy Vận tốc lớn lưu lượng dòng chảy lớn, đồng thời vận tốc lớn cho tuabin quay nhanh nhiều xung  Chú ý: Sơ đồ lắp đặt vị trí đầu ống để đo  24  Loại TW- 082:  Đo tín hiệu điện  Range: l/min  1V ứng với l/min  Đo xung  Đơn vị đo: l/min  Range: từ đến 25 l/min 25 PHẦẦN E: TH Ự C HÀNH ĐO NỒẦNG ĐỘ PH I.Định nghĩa pH: Ph axit hay đọ chua nước Độ ph có ảnh hưởng tới điều kiện sống bình thường sinh vật nước Cá thường khơng sống mơi trường có độ ph 10.Sự thay đổi ph nước thường liên quan tới có mặc hóa chất axit kiềm , phân hủy chất hữu cơ,sự hòa tan số anion SO4, NO3,vvv Vì sử dụng đo ph để đo lường ,kiểm sốt điểu chỉnh mơi trường nước có lợi cần thiết II Đo độ pH Giấy quỳ tím: Bằng phương pháp so màu ta xác định pH -Cách sử dụng: Khi nhúng giấy quỳ vào dung dịch, màu giấy quỳ giữ nguyên màu tía dung dịch trung tính, ngả sang màu xanh dung dịch mang tính kiềm, chuyển sang màu đỏ dung dịch mang tính axit 26 *Thực hành đo độ pH nước nước chanh - Nước pH=7 -Nước+chanh pH=5 2.Module đo nồng độ muối pH  Cấu tạo:  Đầu xanh: Đầu đo pH  Đầu đen: Đầu đo muối  Công dụng: Đo pH đo nồng độ muối, kiểm tra pH, độ mặn, oxi hòa tan phục vụ cho nuôi trồng thủy sản 3.Bộ điều khiển pH HORIBAR HP-480  Cấu tạo:  SV: set value: cài đặt giá trị  PV: điều khiển giá trị theo giá trị cài đặt  Đầu dây nhiều: Cảm biến pH  Đầu cịn lại: Đóng, ngắt bơm (1 bơm); bơm sút hay acid, (nếu pH nhỏ bơm sút, pH cao bơm acid)  Công dụng: Đo, điều khiển xử lý pH 27 BÁO CÁO THỰC HÀNH LƯU LƯỢNG VÀ ÁP SUẦẤT I.MỐI QUAN HỆ GIỮA ÁP SUẤT VÀ LƯU LƯỢNG *Kết đo Lưu lượng hút (l/min) 2,5 3,5 Áp suất chân không (cmHg) 22 20 12 Đồồ thị th ể mồối quan hệ gi ữa áp suấốt chấn khồng lưu l ượng áp suất (cmHg) 25 22 20 20 f(x) = − 9.14 x + 45.5 R² = 0.98 15 12 10 0 2.5 3.5 4.5 5.5 Lưu lượng (l/min) II MỐI QUAN HỆ GIỮA ÁP SUẤT DƯ VÀ LƯU LƯỢNG ĐẨY Áp suất dư (kg/cm2) 0,83 0,51 0,35 Lưu lượng đẩy (l/phút) Đồồ thị thể hi ện mồối quan hệ áp suấốt dư lưu l ượng Áp suất dư (kg/cm2) 0.9 0.83 0.8 0.7 f(x) = − 0.17 x + 0.84 R² = 0.6 0.51 0.5 0.35 0.4 0.3 0.2 0.1 0 Lưu lượng đẩy (l/phút) BÀI TẬP 1.Tính hiệu suất ấm đun - Khối lượng nước: mnước=438,5g - Cân lần nước: m= 438,5*3=1315,5(g) - Nhiệt độ : tđầu=26,4˚C tsau=76,3˚C - Nhiệt dung riêng nước : C=4,18J/g.˚C - Nhiệt lượng thu vào: Q=m.c 1315,5*4,18*(76,3-26,4)=274,389(kJ)=274389(J) - Công suất tiêu thụ đo được: P=80W=80*3600=288000(J) -Hiệu suất ấm đun nước nóng H= = 2.Tính khối lượng nước đá cho vào nước nóng - Đo lại nhiệt độ sau để thời gian: t1=75,3˚C - Đổ nước đá vô: t2= 39,5˚C - Nhiệt độ nước đá: tnước đá= 0˚C - Nhiệt dung riêng nước: C=4,18J/g.˚C - Ẩn nhiệt hóa rắn nước đá 80 Kcal/kg - Nhiệt dung riêng nước đá: λ=(80*4,18)=334,4 kJ Có Qẩn nhiệt hóa rắn+Qthu=Qtỏa 334,4*m+m*4,18*(39,5-0)=1315,5*4,18*(75,3-39,5) ↔m=394.0996(g) Bể cao 1,2m áp suấ tĩnh p =0,12 kg/cm2 , 3m3 nước , nồng độ oxi hòa tan = 0,05 g/l , lưu lượng Q = 5,5 l/phút Hỏi sau bể 1,2g/l oxi hịa tan, oxi khơng khí 20% Giải 3m3 = 3000 (l) 29 - L ng ượoxi cầồn thiếết đ ểcung cầếp nước: moxi = (1,2-0,05) *3000 = 3450 (kg) - Th ểtch oxi th ực tếế: Voxi = = = 2415 (l) - Thể tch khồng khí: Vkk = 2415* = 12075 (l) - Thời gian bể 1,2 g/l oxi hòa tan: t = Vkk /5,5 = 12075 /5,5 = 2195,45 (phút) 30 Contents I TÌM HIỂU MỘT SỐ NHIỆT KẾ ĐO NHIỆT ĐỘ .1 Nhiệt kế rượu a Cấu tạo .1 b Ưu điểm nhiệt kế rượu: .1 Nhiệt kế thủy ngân a Phân loại .2 b.Cấu tạo c Ứng dụng nhiệt kế thủy ngân Nhiệt kế kỹ thuật số * Que nhiệt kế Thermo TA-288 b.Công dụng .3 * Que đo nhiệt độ DIGITAL THERMOMETER a Cấu tạo b Công dụng 4 Nhiệt kế hồng ngoại a Cấu tạo b Công dụng II BÁO CÁO THỰC HÀNH I.Tìm hiểu cấu tạo số dụng cụ phương pháp đo độ ẩm môi trường %RH 10 Giản đồ trắc ẩm (đồ thị khơng khí ẩm): 10 Đo độ ẩm môi trường .10 Đo ẩm độ môi trường máy đo ẩm 10 II.TÌM HIỂU CẦẤU TẠO MỘT SỒẤ DỤNG C Ụ VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐO ẨM Đ Ộ VẬT CHẦẤT %MC: 10 Các phương pháp để xác định ẩm vật chất : 10 Xác định ẩm theo phương pháp đo máy: .11 2.1 Đo máy theo nguyên tắc đo điện trở: 11 2.2 Đo máy theo nguyên tắc đo điện dung: 11 III.ĐO ẨM ĐỘ LÚA-GẠO: 11 3.1 Tìm hiểu cấu tạo máy đo ẩm độ lúa gạo theo nguyên tắc đo điện trở KETT: .11 12 31 3.2 Tìm hiểu cấu tạo máy đo ẩm độ lúa gạo theo nguyên tắc đo điện dung KETT PM-300: 12 3.3 Đo ẩm độ lúa, gạo, so sánh, nhận xét kết quả: .13 I Một số khái niệm áp suất .14 II Các định nghĩa áp suất 14 2.1 Áp suất tĩnh 14 2.2 Áp suất động 14 2.3 Áp suất tổng 14 2.4 Áp suất khí trời (áp suất khí quyển) .14 2.5 Áp suất chân không 15 2.6 Áp suất tuyệt đối 15 2.7 Áp suất tương đối: 15 2.8 Đơn vị đo lường áp suất .16 III Các dụng cụ đo áp suất .17 3.1: Áp kế chữ U 18 a.Cấu tạo 18 b.Công dụng 18 c Nguyên lí hoạt động 18 3.2 Áp kế bourdon 19 a Cấu tạo .19 b Nguyên lí hoạt động 19 c Công dụng: 20 3.3: Đồng hồ đo áp suất chân không 21 3.4 Đồng hồ đo áp suất dư áp suất chân không .22 I Dụng cụ đo lưu lượng kiểu phao ( drag effects) 23 II Dụng cụ đo kiểu cánh quạt 24 I.Định nghĩa pH 26 II Đo độ pH 26 Giấy quỳ tím: Bằng phương pháp so màu ta xác định pH 26 2.Module đo nồng độ muối pH .27 3.Bộ điều khiển pH HORIBAR HP-480 27 32 33