Báo cáo thực hành truyền khối

báo cáo thực hành quá trình và thiết bị truyền khối

[BÁO CÁO THỰC HÀNH QT & TB TRUYỀN KHỐI] BÀI 1: ĐỘNG LỰC HỌC SẤY 1. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM  Khảo sát quá trình sấy đối lưu vật liệu là giấy lọc trong thiết bị sấy bằng không khí được đun nóng nhằm  Xác định đường cong sấy .  Xác định đường cong tốc độ sấy .  Giá trị độ ẩm tới hạn , tốc độ sấy đẳng tốc N, hệ số sấy K. 2. BÁO CÁO THÍ NGHIỆM 2.1 kết quả thí nghiệm Bảng 1: Số liệu thí nghiệm ở mức vận tốc khí 2 m/s, 50 o C stt τ (ph) Gi (g) tư (0C) tk 0C 1 0 145 37 46 2 3 135 39 49 3 6 130 37 47 4 9 120 38 48 5 12 115 35 44 6 15 113 32 42 7 18 112 28 39 8 21 110 26 38 9 24 108 24 36 10 27 106 31 43 11 30 102 37 47 12 33 98 37 46 13 36 95 39 49 14 39 93 38 48 15 42 92 40 50 16 45 90 38 49 17 48 89 39 49 18 51 89 40 49 18 54 89 40 49 Đặng Hồng Dương ĐHHD7 GVHD: Võ Thanh Hưởng Page 1 [BÁO CÁO THỰC HÀNH QT & TB TRUYỀN KHỐI] Bảng 2: Số liệu thí nghiệm ở mức vận tốc khí 2 m/s, 60 o C st t τ (ph) Gi (g) tư (0C) tk 0C 1 0 153 46 57 2 3 140 43 54 3 6 129 44 54 4 9 122 45 54 5 12 116 45 55 6 15 110 44 55 7 18 103 45 54 8 21 100 42 51 9 24 99 34 45 1 0 27 98 30 41 11 30 97 31 42 1 2 33 96 30 40 1 3 36 96 29 40 Bảng 3: Số liệu thí nghiệm ở mức vận tốc khí 2.5 m/s, 60 o C St t τ (ph) Gi (g) tư (0C) tk 0C 1 0 177 35 53 2 3 163 45 55 3 6 154 44 48 4 9 148 40 47 5 12 138 40 50 6 15 126 38 48 7 18 119 37 48 8 21 116 35 46 9 24 110 36 46 10 27 106 34 45 11 30 104 33 45 12 33 101 33 44 13 36 98 32 43 14 39 97 33 42 15 42 97 31 42 Đặng Hồng Dương ĐHHD7 GVHD: Võ Thanh Hưởng Page 2 [BÁO CÁO THỰC HÀNH QT & TB TRUYỀN KHỐI] 2.2 Bảng kết quả tính toán Bảng 4: Kết quả tính toán ở mức 50 0 C, v = 2 m/s St t N i ) 1 0 72.62 0.0661 2 180 60.71 0.0331 3 360 54.76 0.0661 4 540 42.86 0.0331 5 720 36.90 0.0132 6 900 34.52 0.0066 7 1080 33.33 0.0132 8 1260 30.95 0.0132 9 1440 28.57 0.0132 10 1620 26.19 0.0265 11 1800 21.43 0.0265 12 1980 16.67 0.0198 13 2160 13.10 0.0132 14 2340 10.71 0.0066 15 2520 9.52 0.0132 16 2700 7.14 0.0066 17 2880 5.95 0 18 3060 5.95 -0.0019 Bảng 5: Kết quả tính toán ở mức 60 0 C, v = 2 m/s Stt N i ) 1 0 82.14 0.086 2 180 66.67 0.0728 3 360 53.57 0.0463 4 540 45.24 0.0397 5 720 38.10 0.0397 6 900 30.95 0.0463 7 1080 22.62 0.0198 8 1260 19.05 0.0066 9 1440 17.86 0.0066 10 1620 16.67 0.0066 11 1800 15.48 0.0066 12 1980 14.29 0 13 2160 14.29 -0.2249 Đặng Hồng Dương ĐHHD7 GVHD: Võ Thanh Hưởng Page 3 [BÁO CÁO THỰC HÀNH QT & TB TRUYỀN KHỐI] Bảng 6: Kết quả tính toán ở mức 60 0 C, v = 2,5 m/s Stt N i ) 1 0 96.36 0.096 2 180 79.09 0.035 3 360 72.73 0.045 4 540 64.55 0.040 5 720 57.27 0.025 6 900 52.73 0.040 7 1080 45.45 0.040 8 1260 38.18 0.020 9 1440 34.55 0.020 10 1620 30.91 0.025 11 1800 26.36 0.010 12 1980 24.55 0.010 13 2160 22.73 0.025 14 2340 18.18 0.015 15 2520 15.45 0.010 16 2700 13.64 0.000 17 2880 13.64 0.000 Bảng 7: Kết quả tính toán thời gian sấy Thông số mức 50 0 C (2m/s) mức 60 0 C (2m/s) mức 60 0 C (2,5m/s) (%) 46.2963 59.9206 76.98 (%) 5.95 14.29 15.48 t ư ( 0 C) 35.28 40.000 38.000 t k ( 0 C) 45.50 49.895 47.529 p b (mmHg) 37 55 65 p h (mmHg) 30 51 60 α m (kg/m 2 .h.mmHg) 0.163 0.2347 0.235 J m (kg/m 2 .h) 1.141 0.9388 1.174 N lt (%/h) 488,9984 402,3415 502,97 N tn (%/h) 78.4313 113.0953 136.054 K lt (1/h) 12,1208 8,8165 8,177 K tn (1/h) 1.9441 2.4783 2.212 τ 1lt (h) 0,0538 0,0552 0,067 τ 1tn (h) 0.3356 0.1965 0.248 τ 2lt (h) 0,2907 0,4136 0,482 τ 2tn (h) 1.8122 1.4713 1.512 τ lt (h) 0,3445 0,4688 0,549 τ tn (h) 2.1478 1.6678 1.760 2.3Đồ thị Hình 1: đồ thị đường cong sấy -t ở mức v = 2 m/s Đặng Hồng Dương ĐHHD7 GVHD: Võ Thanh Hưởng Page 4 [BÁO CÁO THỰC HÀNH QT & TB TRUYỀN KHỐI] Hình 2: đồ thị đường cong tốc độ sấy N- ở mức v = 2 m/s Đặng Hồng Dương ĐHHD7 GVHD: Võ Thanh Hưởng Page 5 [BÁO CÁO THỰC HÀNH QT & TB TRUYỀN KHỐI] Hình 3 đồ thị đường cong sấy -t ở 60 0 C, v = 2,5 m/s Hình 4: đồ thị đường cong tốc độ sấy N- ở 60 0 C, v = 2,5 m/s Đặng Hồng Dương ĐHHD7 GVHD: Võ Thanh Hưởng Page 6 [BÁO CÁO THỰC HÀNH QT & TB TRUYỀN KHỐI] 2.4 NHẬN XÉT VÀ BÀN LUẬN 2.4.1 Nhận xét đường công sấy và đường cong tốc độ sấy. Giải thích.  Dựa vào đồ thị ở hình 1, 2, 3 và 4 ta nhận thấy : • Đường cong sấy thể hiện rằng độ ẩm của vật liệu giảm dần theo thời gian. Tăng nhiệt độ thì đường cong sấy sẽ được rút ngắn nghĩa là thời gian sấy ít hơn. • Ở giai đoạn sấy đẳng tốc thì đường cong sấy có độ dốc lớn và giảm đều như một đường thẳng xiên. Đến giai đoạn sấy giảm tốc thì đường thẳng xiên chuyển thành đường thẳng nằm ngang và giảm chậm. • Đường cong tốc độ sấy tỉ lệ nghịch với độ ẩm của vật liệu. 2.4.2 Ở các chế độ sấy khác nhau thì thời gian sấy thay đổi như thế nào. Giải thích. • Thời gian sấy ở các công đoạn sấy khác nhau thì khác nhau, khi thời gian sấy càng tăng thì độ ẩm của vật liệu càng giảm, nhiệt độ tăng thì thời gian sấy cũng giảm theo. Thời gian sấy lý thuyết ngắn hơn thời gian sấy thực nghiệm. • Thời gian sấy phụ thuộc vào nhiệt độ sấy là chủ yếu, nhiều hốn với tốc độ tác nhân sấy. 2.4.3 Cho biết một số ứng dụng của quá trình sấy trong thực tế. • Quá trình sấy được sử dụng trong công nghiếp hóa học và thực phẩm. • Dùng để sấy lượng ẩm trong các chất hóa học. • Trong thực phẩm dùng để sấy khô các vật liệu, sấy thực phẩm, ngũ cốc, hoa quả. • Trong sinh hoạt dùng để sấy khô quần áo ướt, đồ dùng ẩm. • Trong công nghệ vi sinh dùng để sấy các vi khuẩn, mô, tế bào, mô. 2.4.4 Nêu các sự cố có thể gặp phải trong quá trình vận hành và phương pháp khắc phục. • Cân và đọc số liệu không chính xác do khối lượng của vật liệu giảm trong suốt quá trình sấy. • Thiết bị làm thí nghiệm có hỏng hóc dẫn đến sai số trong quá trình tiến hành thí nghiệm.  Trước quá trình sấy, vật liệu mang đi tẩm ướt không phải là vật liệu khô tuyệt đối. Nên ta phải trừ hao. Đặng Hồng Dương ĐHHD7 GVHD: Võ Thanh Hưởng Page 7 [BÁO CÁO THỰC HÀNH QT & TB TRUYỀN KHỐI]  Trong quá trình tính toán, khi tra đồ thị rất dể gây ra sai số. Thay vì tra đồ thị thì ta nên áp dụng công thức tính. 2.5 PHỤ LỤC  Chế độ sấy 50 o C, v = 2 m/s. STT 8  Độ ẩm của giấy lọc:% Trong đó: G i : Khối lượng tại thời điểm i của vật liệu (g) G 0 : Khối lượng ban đầu của vật liệu (g)  Tốc độ sấy:Trong đó: : Độ ẩm trước và sau của vật liệu (%) t i+1 , t i : Thời gian sau và trước của hai lần cân liên tiếp (h)  Độ ẩm cân bằng X c : Dựa vào đường cong tốc độ sấy, từ điểm tốc độ sấy N=0 ta xác định được X c (50 0 C, v = 2 m/s)= 5,95 %  Độ ẩm tới hạn quy ước: Thực nghiệm, ta xác định trên đường cong tốc độ sấy khi giai đoạn đẳng tốc kết thúc.  Nhiệt độ trung bình: ( o C)  Trong đó: • n: số lần đo • Nhiệt độ bầu ướt trung bình: 35,28 o C • Nhiệt độ bầu khô trung bình: o C  Áp suất hơi bão hòa ở nhiệt độ bầu ướt P b : Tra trên giản đồ Ramzimin dựa vào nhiệt độ bầu ướt và nhiệt độ bầu khô P b = 37 (mmHg)  Áp suất riêng phẩn của hơi nước P h : Tra trên giản đồ Ramzimin dựa vào nhiệt độ bầu ướt và nhiệt độ bầu khô. P h = 30 (mmHg)  Hệ số trao đổi ẩm α m có thể xác định bằng công thức thực nghiệm sau: (kg/m 2 .h.mmHg) Trong đó: V k : Vận tốc tác nhân sấy (m/s) ; V k = 2 (m/s) Đặng Hồng Dương ĐHHD7 GVHD: Võ Thanh Hưởng Page 8 [BÁO CÁO THỰC HÀNH QT & TB TRUYỀN KHỐI]  α m = 0,04075.2 2 = 0,163 (kg/m 2 .h.mmHg)  Cường độ bay hơi ẩm J m :(kg/m 2 .h) Trong đó: B: Áp suất trong phòng sấy, lấy 760 (mmHg)  1,141(kg/m 2 .h)  Tốc độ sấy lý thuyết N lt : N lt = 100.J m .f (%/h) Trong đó: • f: Bề mặt riêng khối lượng của vật liệu (m 2 /kg) - F: Bề mặt bay hơi của vật liệu : F = L.p.D.R (m 2 )  F=2.3.0,3.0,2=0,36(m 2 )  Trong đó: -L: Bề mặt vật liệu :(L = 2 vì vật liệu có 2 mặt) -p: Số tấm mang đi sấy ( p = 3) -D: Chiều dài vật liệu (0,3 m) -R: Chiều rộng vật liệu (0,2 m)  Tốc độ sấy thực nghiệm N tn : (%/h)  Trong đó: t: là thời gian bắt đầu sấy đến khi đạt độ ẩm cân bằng (h)  Hệ số sấy K: • (1/h) = (1/h) • (1/h)  Thời gian sấy đẳng tốc : (h) • (h) • (h)  Thời gian sấy giảm tốc τ 2 : (h) Trong đó:: Độ ẩm sau cần đạt của vật liệu. Ta chọn độ ẩm gần nhất và trước độ ẩm cân bằng . (%).=7,14% Đặng Hồng Dương ĐHHD7 GVHD: Võ Thanh Hưởng Page 9 [BÁO CÁO THỰC HÀNH QT & TB TRUYỀN KHỐI] • (h) • (h)  Tổng thời gian sấy τ: (h) • =0,0538+0,2907 =0,3445 (h) Đặng Hồng Dương ĐHHD7 GVHD: Võ Thanh Hưởng Page 10 [...]... Hưởng Page 23 [BÁO CÁO THỰC HÀNH QT & TB TRUYỀN KHỐI] 4.5 4.6 Thế số ta được: (mol/mol) (mol/h) (mol/h) (mol/h)  (mol/mol) (mol/mol)  (mol/h) (mol/h)  (mol/mol) (mol/mol)  (mol/h) (mol/h)  (mol/mol) Đặng Hồng Dương ĐHHD7 GVHD: Võ Thanh Hưởng Page 24 [BÁO CÁO THỰC HÀNH QT & TB TRUYỀN KHỐI] (mol/mol)  Đặng Hồng Dương ĐHHD7 GVHD: Võ Thanh Hưởng Page 25 [BÁO CÁO THỰC HÀNH QT & TB TRUYỀN KHỐI] b) Cân... log 0.326 2.813 2.925 Log(∆pcư/Z) ĐHHD7 GVHD: Võ Thanh Hưởng Page 31 [BÁO CÁO THỰC HÀNH QT & TB TRUYỀN KHỐI] 2.3 Đồ thị Hình 1: đồ thị biến đổi áp suất theo lưu lượng khí cho cột khô Hình 2: đồ thị biến đổi áp suất theo lưu lượng khí theo cột ướt Đặng Hồng Dương ĐHHD7 GVHD: Võ Thanh Hưởng Page 32 [BÁO CÁO THỰC HÀNH QT & TB TRUYỀN KHỐI] Hình 3: đồ thị biến đổi hệ số ma sát cột khô theo chuẩn số Re Hình...[BÁO CÁO THỰC HÀNH QT & TB TRUYỀN KHỐI] (h)BÀI 2: TĨNH LỰC HỌC SẤY 1 MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM  Khảo sát sự biến đổi thông số không khí ẩm và vật liệu sấy của quá trình sấy lí thuyết và thực tế  Xác định lượng không khí khô cần sử dụng và nhiệt lượng cần thiết cho quá trình sấy lí thuyết và thực tế  So sánh và đánh giá sự khác nhau giữa quá trình sấy thực tế và quá trình sấy lí thuyết 2 BÁO CÁO THÍ... Dương ĐHHD7 GVHD: Võ Thanh Hưởng Page 17 [BÁO CÁO THỰC HÀNH QT & TB TRUYỀN KHỐI] Các công thức tính toán và số liệu tra cứu  Phần mol etylic nhập liệu  Phần khối lượng etylic nhập liệu  Lượng hỗn hợp nhập liệu  Khối lượng riêng trung bình của hỗn hợp  Thể tích hỗn hợp nhập liệu còn lại VFhhconlai = VFbandau - VD.10-3 (lít)  Phần mol rượu ở đỉnh  Phần khối lượng rượu ở đỉnh  Lượng hỗn hợp thu... tăng chiều cao của tháp và thu được nhiều sản phẩm đỉnh hơn Đặng Hồng Dương ĐHHD7 GVHD: Võ Thanh Hưởng Page 22 [BÁO CÁO THỰC HÀNH QT & TB TRUYỀN KHỐI] - Nhưng từ các đồ thị trên ta nhận thấy độ tinh khiết của sản phẩm giảm khi tăng chỉ số hoàn lưu, điều này chứng tỏ trong quá trình làm thực hành có sự sai sót trong một số khâu như đo nồng độ, cài đặt chỉ số hoàn lưu …  Điều này dễ hiểu vì tăng lưu lượng... vật liệu trước và sau khi sấy, tính theo % khối lượng vật liệu ướt Trong đó: - Gđ, Gc lượng vật liệu trước khi vào và sau khi ra khỏi máy sấy, kg - G0 lượng vật liệu trước khi có ẩm, kg  , độ ẩm vật liệu trước và sau khi sấy, tính theo % khối lượng vật liệu khô tuyệt đối Đặng Hồng Dương ĐHHD7 GVHD: Võ Thanh Hưởng Page 13 [BÁO CÁO THỰC HÀNH QT & TB TRUYỀN KHỐI]  Lượng ẩm tách ra khỏi vật liệu • W... độ giảm áp của dòng khí khi qua cột khô và khi cột ướt với vận tốc dòng lỏng 2 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM 2.1 Kết quả thí nghiệm Bảng 1 kết quả thí nghiệm khi cột khô G (Nm3/h) STT 1 2 3 4 5 6 Đặng Hồng Dương ∆pck (mmHg) 2 2,5 3 3,5 4 4,5 ĐHHD7 4 5,8 7,4 10,6 13,6 17,0 GVHD: Võ Thanh Hưởng Page 29 [BÁO CÁO THỰC HÀNH QT & TB TRUYỀN KHỐI] Bảng 2 kết quả thí nghiệm khi cột ướt STT 1 2 3 4 5 6 Llỏng (l/h) G (Nm3/h)... thấy: Đặng Hồng Dương ĐHHD7 GVHD: Võ Thanh Hưởng Page 12 [BÁO CÁO THỰC HÀNH QT & TB TRUYỀN KHỐI] • Trong quá trình sấy lý thuyết thì ta xem không có sự thay đổi nhiệt lượng nên H2=H1, vì lượng nhiệt bổ sung bằng lượng nhiệt tổn thất • Trong quá trình sấy thực tế ta thấy kết quả sau khi tra cứu giản đồ ramzin thì H 2 > H1  Nguyên nhân: • Sấy thực tế thì nhiệt lượng riêng sau khi ra khỏi phòng sấy lớn... đường cong theo : Đặng Hồng Dương ĐHHD7 GVHD: Võ Thanh Hưởng Page 20 [BÁO CÁO THỰC HÀNH QT & TB TRUYỀN KHỐI] BÀI 4 CHƯNG LIÊN TỤC 1 MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM  Khảo sát ảnh hưởng lưu lượng dòng nhập liệu  Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ dòng nhập liệu  Khảo sát ảnh hưởng vị trí dòng nhập liệu  Khảo sát ảnh hưởng chỉ số hồi lưu 2 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM 2.1 Kết quả thí nghiệm: • vF = 25 %V Bảng 1: Kết quả thí nghiệm... kJ/s kJ/s GVHD: Võ Thanh Hưởng Page 14 [BÁO CÁO THỰC HÀNH QT & TB TRUYỀN KHỐI] BÀI 3: CHƯNG GIÁN ĐOẠN KHÔNG HOÀN LƯU 1 MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM  Khảo sát sự ảnh hưởng của sự biến đổi nồng độ sản phẩm đỉnh theo thời gian chưng cất  Khảo sát sự biến nồng độ sản phẩm đỉnh và sản phẩm đáy theo thời gian chưng cất  Khảo sát sự biến đổi năng lượng trong quá trình chưng 2 THỰC NGHIỆM 2.1 Kết quả thí nghiệm • VF . 4 [BÁO CÁO THỰC HÀNH QT & TB TRUYỀN KHỐI] Hình 2: đồ thị đường cong tốc độ sấy N- ở mức v = 2 m/s Đặng Hồng Dương ĐHHD7 GVHD: Võ Thanh Hưởng Page 5 [BÁO CÁO THỰC HÀNH QT & TB TRUYỀN KHỐI] Hình. Page 9 [BÁO CÁO THỰC HÀNH QT & TB TRUYỀN KHỐI] • (h) • (h)  Tổng thời gian sấy τ: (h) • =0,0538+0,2907 =0,3445 (h) Đặng Hồng Dương ĐHHD7 GVHD: Võ Thanh Hưởng Page 10 [BÁO CÁO THỰC HÀNH QT. Page 17 [BÁO CÁO THỰC HÀNH QT & TB TRUYỀN KHỐI] Các công thức tính toán và số liệu tra cứu  Phần mol etylic nhập liệu  Phần khối lượng etylic nhập liệu  Lượng hỗn hợp nhập liệu  Khối lượng