tiểu luận thực hành thí nghiệm lò hơi

Thiết bị được sử dụng để xây dựng mối quan hệ giữa nhiệt độ và áp suấtbão hòa của nước là lò hơi Marcet.. Lò hơi Marcet sử dụng điện trở để gia nhiệt nước, khi nước được gia nhiệt liên t

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH

Nguyễn Duy Khiêm 20034461 Phan Thành Khang 20059391

Vũ Ngọc Gia Huy 20038521 Nguyễn Thành Hưng 20029071

MỤC LỤC

I.GIỚI THIỆU VỀ LÒ HƠI 3

II.LÒ HƠI MARCET 3

2.1Tổng quan 3

2.2 Sơ đồ bố trí thiết bị 3

2.3 Chức năng của các thiết bị 3

2.4 Nguyên lí hoạt động của hệ thống 4

2.5 Quy trình thực hiện thí nghiệm 4

2.6 Kết quả và bàn luận 8

III.MÔ PHỎNG ĐIỀU KHIỂN LÒ HƠI 8

3.1Tổng quan 8

3.2 Sơ đồ bố trí thiết bị 8

3.3.Chức năng của các thiết bị 10

3.4 Nguyên lí hoạt động của hệ thống 14

3.5Quy trình thực hiện thí nghiệm 16

3.6 Kết quả và bàn luận 16

VI.MÁY NÉN KHÍ 17

4.1 Tổng quan 17

4.2 Sơ đồ bố trí thiết bị 17

4.3 Chức năng của các thiết bị 18

4.4 Nguyên lí hoạt động của hệ thống 18

4.5 Quy trình thực hiện thí nghiệm 19

4.6 Kết quả và bàn luận 20

V.LÒ HƠI ỐNG NƯỚC CÔNG SUẤT NHỎ 20

5.1 Tổng quan 20

5.2 Sơ đồ bố trí thiết bị 20

5.3 Chức năng của các thiết bị 21

5.4 Nguyên lí hoạt động của hệ thống 22

5.5 Quy trình thực hiện thí nghiệm 23

5.6 Kết quả và bàn luận 23

Lò hơi là một thiết bị sử dụng nhiệt năng của nhiên liệu đun sôi nước đểsản xuất ra hơi có áp suất và nhiệt độ nhất định Hơi nước có năng lượng lớnđược đưa vào sử dụng trong công nghiệp và đời sống.

II.LÒ HƠI MARCET.

2.1Tổng quan.

Thiết bị được sử dụng để xây dựng mối quan hệ giữa nhiệt độ và áp suấtbão hòa của nước là lò hơi Marcet Thiết bị này cho phép người vận hành xác định giá trị áp suất và nhiệt độ của hơi bão hòa ẩm trong khoảng áp suất 1 đến 17 bar

2.2 Sơ đồ bố trí thiết bị.

*Cấu tạo:

1 Lò hơi hình trụ, có chứa nước cần thiết cho kiểm tra

2 Bảng điều khiển, điều chỉnh nhiệt

độ nước và bốc hơi nước bằng

2.3 Chức năng của các thiết bị

- Đồng hồ áp suất: Nó có chức năng giúp người sử dụng đo lường sựthay đổi áp suất trong môi trường xung quanh từ đó giúp ta có thể kiểmsoát áp suất dễ dàng hơn rất nhiều

- Van an toàn: bảo vệ mạch thủy lực khỏi sự tăng áp vượt giá trị địnhmức (giá trị định mực được cài đặt sẵn)

- Nhiệt kế thủy ngân: kiểm soát nhiệt độ lò hơi, chất lỏng, khí…để quátrình sản xuất được diễn ra chính xác hơn Đồng thời giúp xác định nhiệt

độ trong quá trình nghiên cứu phản ứng các chất

- Công tắc áp suất: cung cấp cho hệ thống đang làm việc những thông tin,tín hiệu phản hồi điện để đáp ứng việc đo áp suất đang tăng hoặc giảm từ

đó thực hiện đóng – mở

2.4 Nguyên lí hoạt động của hệ thống.

Lò hơi Marcet sử dụng điện trở để gia nhiệt nước, khi nước được gia nhiệt liên tục, nhiệt độ và áp suất bão hòa tương ứng của nước tăng lên

2.5 Quy trình thực hiện thí nghiệm.

Chuẩn bị cho thí nghiệm

Kết nối vào hai đầu nối của van (3) và (7) đưa đến đường nướcthải

Nối ống nước cấp từ các kết nối chính của van (4)

6) Ghi nhiệt độ đọc được của nhiệt kế (6) và áp suất phòng p(atm), sau đó đóng van

7) (8) và tháo ống từ đầu nối của van (4)

8) Tiếp tục gia nhiệt và ghi lại nhiệt độ của nhiệt kế (6) (nhiệt độ

Too long to read on your phone? Save to

read later on your computer

Save to a Studylist

đồng hồ đo áp suất (1), cho đến khi áp suất tương đối đạt tới

17 bar

9) Nhấn nút màu đỏ trên bảng điện (2) để tắt điện trở (9), vàtương tự ghi lại số của nhiệt kế (6) (nhiệt độ làm mát) khi lòhơi giảm nhiệt độ xuống

Ghi chú quan trọng:

Các van (3), (4) và (8) không bao giờ mở khi đang tiến hành kiểmtra

- 2.5.3 Xác định mối quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ

- Chuyển các áp suất tương đối thành áp suất tuyệt đối bằng cách cộngthêm áp suất khí quyển (bar), và tính nhiệt độ trung bình ở mỗi cấp ápsuất

- Vẽ giá trị nhiệt độ thu được trong một hệ tọa độ Descartes theo cácgiá trị áp suất tuyệt đối Sau đó vẽ một biểu đồ so sánh bằng cách sửdụng các tính chất của hơi nước được cho ở bảng 1.2, thu được từbảng "hơi nước bão hòa ở một trạng thái giới hạn" Các phương trìnhđược sử dụng để xây dựng hệ tọa độ Descartes được đưa ra dưới đây:1bar = 1mmHg/750

Ptuyệt đối = Ptương đối + Pkhí quyển [bar]

ttrung bình = 0.5 * (ttăng + tgiảm)

2.6 Kết quả và bàn luận.

Lượng khí thải sinh ra từ lò hơi có nhiệt độ cao và lượng khí này sẽ sụctrong bể tản nhiệt kín có chứa nước lạnh Mục đích của việc sục trong bể tảnnhiệt kín là làm giảm nhiệt độ của khí thải từ lò hơi ra bên ngoài môi trường Lượng nước trong bể tản nhiệt kín này bị khí thải làm nóng lên, đồng thời kết

hợp với khí thải được dẫn ra bể làm mát nhờ ống lưu thông Bên cạnh đó, bộphận bể làm mát được máy thổi cung cấp lượng khí tươi tương thích Từ đó,giúp bể làm mát dễ dàng và đi theo dòng đối lưu trở lại bể tản nhiệt nhanhnhất

III.MÔ PHỎNG ĐIỀU KHIỂN LÒ HƠI.

3.1Tổng quan.

Mô phỏng điều khiển là một phương pháp hay được sử dụng để nghiêncứu, phân tích đối tượng, chuẩn bị cho việc thiết kế hệ thống Thực hiện môphỏng sẽ giảm chi phí thiết kế chế tạo một sản phẩm mới, tránh được những

sai lầm không đáng có khi ứng dụng thực tế Nhờ quá trình mô phỏng điềukhiển mà ta có thể tạo ra được những lỗi làm việc trong vận hành lò hơi để từ

đó rút ra được kinh nghiệm để không xảy ra trường hợp đáng tiếc khi làmviệc

3.2 Sơ đồ bố trí thiết bị.

1 Bảng điều khiển điện

2 Bao nước dung tích 100 lít

3 Béc đốt (dầu hoặc khí)

4 Van phao điều khiển kiểu cơ

5 Đồng hồ áp suất

6 Van an toàn

7 Đầu dò mức nước tối đa và tối thiểu

8 3-đầu dò điện tử ở các mức khác nhau

9 Van phao điều khiển từ

10 Bao hơi

11 Công tắc điều khiển kiểu lá

CB tổng (IG)

F1 ÷ 5 Cầu chì

TP 1 ÷ 8 Đầu cốt để thử nghiệm điện

(TP6 / 7) / Tín hiệu đầu dò mức độ tối thiểu trong lò hơi

(TP7 / 8) / Áp suất trong nồi hơi

(TP3 / 4) / Tín hiệu mức độ tối thiểu trong bể cấp

(TP4 / 5) / Tín hiệu tối đa mực nước cấp vào lò hơi

12.Mô phỏng áp suất của lò hơi qua sự hoạt động của bơm bằng cơ cấu bànđạp

13.Bơm nước tuần hoàn

14.Bộ tích áp

15.Công tắc áp suất làm việc

16.Công tắc áp suất cao (cài đặt ở bằng tay ở áp suất tối đa)

17.Thermostat làm việc

18.Công tắc áp suất thấp của khí cấp

19.Van tuần hoàn nước

20.Van xả

21.Van điện từ cấp khí

3.3.1 Bảng điều khiển và quản lý

Phía trước bảng biểu thị khái quát hệ thống Các phần cơ bản của nó đượccho phía dưới:

3.3.2Thiết bị kiểm tra dòng điện

Thiết bị đơn giản giúp nó có thể:

1 Xác nhận có điện áp trong mạch điện bằng cách lắp một trong nhữngchốt cắm được cấp vào “cực dò” chuẩn và các chốt khác vào bất kỳđầu nối "TPxx" trên bảng điện

2 Xác nhận nơi sự có điện bị cắt và do đó xác định các bộ phận bị lỗi

3 Là cầu nối các bộ phận phù hợp để xác định liệu nó có thực sựkhông làm việc.

3.3.3 Bảng điều khiển mô phỏng lỗi

Phần này được đặt ở bên phải của bảng điện điều khiển và nó đượctrang bị hai mươi công tắc, mỗi cái trong số chúng có một chức năng khácnhau, với việc tạo ra các chế độ hoạt động khác nhau bằng cách mở hoặc tắtcác nút điều khiển

Những kết quả của các thay đổi bất thường tùy thuộc vào loại béc đốtđược sử dụng (nhiên liệu khí hay dầu)

Bảng danh sách các công tắc và chức năng cụ thể của nó

Bơm nước không hoạt

Cầu chì máy bơm nước Bơm dừng

15 Công tắc áp suất làm việc;

16 Công tắc bảo vệ áp suất

Trong điều kiện áp suất thấp công tắc áp suất "15" và "16" đang ở vị trí đóngvà

tắt, nó sẽ bật lại khi áp suất giảm trở lại.

Khi áp suất đạt tới điềm cài đặt của công tắc áp suất an toàn "16", béc đốt tắttới

khi áp suất giảm trở lại và thiết bị được phục hồi

3.3.6 Thiết bị điều chỉnh không khí

Van khóa điều chỉnh không khí

1 Nút nới lỏng

2 Làm việc trên nguyên lý trục vít

3 Xiết chặt vào vị trí mới.

3.3.7Bộ điều khiển điện (relay “BRAHMA”)

Hình 2 Bộ điều khiển điện

Các thiết bị cố định trên bệ đỡ của vật liệu chịu nhiệt Vỏ được làm bằngnylon, là loại vật liệu chịu được sự va đập và nhiệt Thiết bị là các đầu cựcđơn mềm dẻo của các mặt cắt ngang khác nhau, lưu lại mạch cảm biến ngọnlửa nhận được của mạch in Nút nhấn reset có báo tín hiệu

Thiết bị M300 là loại thiết bị an toàn thích hợp đối với béc đốt phun khíhoặc dầu với mức công suất lên đến 350 kW Các lý do an toàn, việc điềuchỉnh dừng máy ít nhất cho mỗi 24h

Phát hiện ngọn lửa:

Hình 3 Ống quang điện phát hiện ngọn lửa

Là thiết bị phía O của thiết bị lửa, là loại ghép nối có chức năng dò tìm cóthể lắp đặt với thiết bị theo từng chế độ hoạt động:

3.4 Nguyên lý hoạt động của hệ thống

Hoạt động với điện cực.Ổ cắm được chỉ theo hướng mũi tên tới B Khihết thời gian thông gió ban đầu, đồng thời là van điện từ và máy biến

áp có điện

Hoạt động với sự điều khiển ống UV và tia lửa Mũi tên chỉ hướng tới A.Vào cuối thời gian thông gió, chỉ có máy biến áp đánh lửa có điện Vanđiện từ chỉ được cấp nguồn nếu phát hiện biến áp đánh lửa bởi cácthiết bị dò lửa

Hoạt động với ống UV và không kiểm soát tia lửa Mũi tên hướng tới B(cùng hoạt động như câu a) ở trên

Hoạt động với điện cực và thiết bị điều khiển tia lửa RT1 Mũi tênhướng tới A Van điện từ chỉ được cấp nguồn khi các thiết bị dò lửa đãnhận được một tín hiệu từ thiết bị RT1 phát hiện sự đánh lửa của máybiến áp Thiết bị RT1 phải được cài đặt để một cáp điện cao thế đi quacuộn dây Hai dây của thiết bị phải được kết nối với đầu 8-9 của dải đầucuối

Hình 4 (RT1) Thiết bị điều khiển tia lửa

Thời gian an toàn

Thời gian an toàn có được bằng cách gắn mạch điện bán dẫn vào

• Với sự chênh lệch điện áp từ - 20 và +10%, thời gian có thể thay đổi lên đếntối đa là 2%

• Với sự chênh lệch điện áp từ - 20 đến 10% và sự biến đổi nhiệt độ từ - 10

Bảo đảm một khoảng thời gian thông gió tối thiểu, hoặc giai đoạn rửa, trong

30 giây , làm việc cùng với các mạch điện tử kết nối với nó và bất chấp:

• Nguồn không ổn định

• Những thay đổi của nhiệt độ môi trường xung quanh;

• Mất điện;

• Thường xuyên khởi động lại

Công tắc áp suất không khí

trường hợp bị lỗi những điều kiện sau đây có thể xảy ra:

đoạn khởi động reley BRB được cấp điện và ngừng thiết vị trong vòng 5giây

trong điều kiện bình thường Thiết bị đóng van khí vẫn tiếp tục trong điều kiệnpreventilation cho đến khi tiếp điểm áp suất đóng

Lưu ý: Nếu, vì một lý do đặc biệt, không có công tắc áp suất trong hệ thống

béc đốt, nó cần thiết có thiết bị đầu cuối 4-6, không 4-7 Nếu sau này ngắnmạch, các thiết bị ngừng hoạt động, như điều kiện này mô phỏng một tiếpđiểm bị kẹt

3.5 Quy trình thực hiện thí nghiệm

Bể chứa đầy nước với 10% etylenglycol

Kiểm tra chế độ những thành phần sau:

Làm việc của thermostat

Làm việc của công tắc áp suất

Công tắc áp suất tối đa

Tắt nút chính “IG”

Chọn công tắc “S1” và béc đốt “S2”

Đợi bơm điền nước trong lò hơi

Mở van dưới bể chứa vật liệu acrylic

3.6 Kết quả và bàn luận

Qua thí nghiệm cho thấy hoạt động của thiết bị đi gần giống với quá trình lýthuyết cho ta hiểu thêm về sự tương quan giữa áp suất và nhiệt độ.

VI.MÁY NÉN KHÍ.

4.1 Tổng quan.

sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau Máy nén khí được sử dụng rộng rãitrong các ngành công nghiệp, xây dựng và nhiều lĩnh vực khác để cung cấpnguồn năng lượng cho các thiết bị khác nhau như máy khoan, máy sơn, máycắt kim loại và máy nén khí được sử dụng trong công nghiệp thực phẩm.Các loại máy nén khí thông thường được phân loại theo cách thức hoạt động,bao gồm:

Máy nén khí piston: là loại máy nén khí sử dụng piston chuyển động đểnén khí vào bình chứa

Máy nén khí trục vít: là loại máy nén khí sử dụng hai trục xoắn để nénkhí và đưa khí vào hệ thống

Máy nén khí dàn lạnh: là loại máy nén khí sử dụng nguyên lý làm lạnh

để nén khí

Áp suất khí tối đa mà máy nén khí có thể tạo ra đã được xác định bởi côngsuất và đầu vào của nó Máy nén khí thường được kết hợp với các thiết bịkhác nhau như bình chứa khí, van điều khiển và bộ lọc khí để cung cấp khínén cho các thiết bị khác nhau

Máy nén khí còn được sử dụng trong các ứng dụng khác như trong xe hơi và

xe tải để cung cấp khí nén cho hệ thống phanh

4.3 Chức năng của các thiết bị

động Động cơ có thể sử dụng nhiều loại năng lượng khác nhau nhưđiện, xăng, dầu hoặc khí

khí Hệ thống van thường bao gồm van áp suất, van an toàn và vanxả

tạp chất và độ ẩm từ khí nén để đảm bảo sự an toàn và hiệu suấtcủa máy nén khí

4.4 Nguyên lí hoạt động của hệ thống.

Nguyên lý hoạt động của máy nén khí dựa trên nguyên lý Mariotte, còn được gọi là luật hóa học

Theo luật Boyle-Mariotte, khi khí được nén lại, áp suất khí tănglên Ngược lại, khi khí được giãn ra, áp suất khí giảm đi

Máy nén khí sử dụng các bộ phận như pít-tông, trục vít hoặc

hiệu ứng tăng lên Khí nén được tạo ra qua van và ống dẫn đến bìnhchứa khí.

Khi áp suất đạt mức cao, hệ thống van an toàn được kích hoạt

để duy trì áp suất khí ở mức an toàn và tránh tai nạn Khí nén được

sử dụng để cung cấp năng lượng cho các thiết bị khác như máykhoan, máy mài, máy phun cát, v.v

Ngoài ra, hệ thống làm mát trong máy nén khí giúp giảm nhiệt độcủa khí nén Việc giảm nhiệt độ giúp tăng hiệu suất và độ bền củamáy nén khí

Tóm lại, máy nén khí hoạt động bằng cách nén khí, tăng áp suất và đưa khí vào bình chứa khí Khí nén được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các thiết bị khác, giúp tiết kiệm năng lượng và tăng hiệu quả sản xuất

4.5 Quy trình thực hiện thí nghiệm.

Bước 1: Lắp ráp và kết nối các phụ kiện vào máy

Các bộ phận được lựa chọn lắp ráp là: chân đế, bánh xe, lọc gió và nút báodầu (nếu có) Chân đế và bánh xe sẽ giúp cho việc di chuyển máy dễ dàng.Lắp lọc gió ở đầu hút khí, đề không khí đầu vào được lọc sạch trước khi đưavào máy

Nhiều gia đình chủ yếu sử dụng máy để bơm hơi truyền thống, nên phụ kiện

đi kèm sẽ là dây hơi Tìm kiếm cút nối nhanh trên thân máy Kết nối một đầudây hơi với máy nén khí, đầu còn lại sẽ gắn với các loại súng như súng bơm,súng xì khô, súng phun

Bước 2: Tiến hành khởi động máy

Kết nối nguồn điện vào máy Sau đó bạn kéo rơ le tại hộp công tắc áp suất lêntrên và máy bơm hơi sẽ bắt đầu quá trình nạp hơi Máy sẽ tự động dừng saukhi khí đã đầy Nếu áp suất trong bình vượt ngưỡng an toàn, máy sẽ tự động

xả khí

Ở bước này cần lưu ý về đường dây điện tải phù hợp Thứ nhất, dây điện nênđược làm bằng cao su Thứ hai, vì nguồn điện sử dụng cho máy là rất lớn nênhãy sử dụng dây điện dài để giảm tải áp Cuối cùng, hãy đảm bảo đồ điện củabạn là chuẩn an toàn

những điều dưới đây để đảm bảo sử dụng một cách an toàn:

- Khi chưa tháo phích cắm điện ra khỏi ổ điện thì không nên tháo rời bất cứ bộphận dẫn điện nào

- Không nên tùy tiện điều chỉnh van an toàn của máy nén khí mini

- Không nên sử dụng máy nén bơm hơi mini ở những nơi có điện áp quá caohoặc quá thấp sẽ gây hư hỏng máy.

- Không nên gỡ phích cắm để bắt máy nén khí cỡ nhỏ dừng lại mà phải sửdụng nút tắt của máy

- Dầu sử dụng cho máy nén phải sạch sẽ, thường xuyên kiểm tra mức dầu để

4.6 Kết quả và bàn luận

sơn nhà cửa, thiết bị: vật dụng trong nhà đang có dấu hiệu bị bong tróc và xỉnmàu sơn, bức tường bị dính nhiều vết bẩn hay những cánh cửa đang bị bạcmàu, han gỉ… Bạn chỉ cần sử dụng bình nén khí mini chuyên phun sơn với vàithao tác di chuyển lên những vị trí cần phun sơn là có thể xử lý mà không cầngọi thợ

Các loại máy nén khí mini còn có tác dụng dùng để rửa xe: Do có áp lực khílớn nên thường được dùng để cung cấp nguồn khí cho súng phun xịt khô, cóthể thổi khô nước và bụi bẩn của xe kể cả những vị trí khó lau chùi nhất ,tránh cho việc nước đọng lại trên xe gây hoen gỉ hoặc ảnh hưởng đến hoạtđộng và tuổi thọ của máy

- Được sử dụng để bơm hơi cho xe đạp, xe máy, bóng hơi; hoặc dùng để bắn đinh vít; xịt vệ sinh bụi bẩn

V.LÒ HƠI ỐNG NƯỚC CÔNG SUẤT NHỎ.

5.1 Tổng quan.

Lò hơi ống nước công suất nhỏ là một loại thiết bị sản xuất hơi nước sử dụng trong các ứng dụng nhỏ hơn, bao gồm trong các tòa nhà, cửa hàng, nhà hàng, khách sạn hoặc khu dân cư nhỏ Lò hơi ống nước này sử dụng nước làm chất lỏng truyền nhiệt để sản xuất hơi nước, sau đó hơi nước này được sử dụng để cung cấp năng lượng nhiệt cho các quá trình sản xuất, hoặc để làm nóng không gian và nước sử dụng Lò hơi ống nước công suất nhỏ có thể hoạt động bằng nhiều loại nhiên liệu khác nhau, bao gồm gas, dầu, than hoặc điện Chúng thường được thiết kế để có thể hoạt động hiệu quả với áp suất nước tối đa từ 6 đến 10 bar và nhiệt độ tối đa từ

100 đến 200 độ C Một số lợi ích của việc sử dụng lò hơi ống nước công suất nhỏ bao gồm tiết kiệm chi phí năng lượng, giảm thiểu thời gian khởi động và ngưng hoạt động của thiết bị, cải thiện hiệu quả sản xuất và giảm thiểu ô nhiễm môi trường Tuy nhiên, để đảm bảo an toàn và hiệu quả khi

sử dụng lò hơi ống nước công suất nhỏ, các quy trình bảo trì và kiểm tra định kỳ cần được thực hiện để đảm bảo thiết bị hoạt động đúng cách và đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn và môi trường

5.2 Sơ đồ bố trí thiết bị.