báo cáo nhập môn kĩ thuật nhiệt lạnh học phần thí nghiệm

Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến nhất: Trong sản xuất thực phẩmVề tổng quan, độ ẩm có ảnh hưởng rất nhiều tới chất lượng của thực phẩm: màu sắc, hương vị, trọng lượng, thời hạn sử d

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

***

TRƯỜNG CƠ KHÍ KHOA NĂNG LƯỢNG NHIỆT

BÁO CÁO NHẬP MÔN KĨ THUẬT

NHIỆT LẠNH

HỌC PHẦN THÍ NGHIỆM

Nhóm sinh viên thực hiện:

1.Nguyễn Đức Khôi-MSSV: 20234855 2.Đỗ Vỹ Khanh-MSSV: 20234849

3.Nguyễn Quang Linh-MSSV: 20234867

4.Nguyễn Thành Long-MSSV: 20234873

5.Cao Ngọc Tùng Lâm-MSSV: 20234861

Hà Nội, 1/2024

BÀI 1 : CÂN PHÂN TÍCH

1 Công dụng :

 Ứng dụng của cân phân tích trong đời sống

Thiết bị này được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp với nhiều nhiệm vụ khác nhau Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến nhất:

 Trong sản xuất thực phẩm

Về tổng quan, độ ẩm có ảnh hưởng rất nhiều tới chất lượng của thực phẩm: màu sắc, hương vị, trọng lượng, thời hạn sử dụng… Đồng thời, xét cụ thể trong quá trình sản xuất thực phẩm, độ

ẩm của các nguyên liệu, vật liệu tại từng công đoạn trong quá trình sản xuất cũng sẽ gây ảnh hưởng tới hiệu quả sản xuất và chất lượng đầu ra của sản phẩm.G

Vì vậy, việc đảm bảo một giá trị độ ẩm phù hợp sẽ giúp đảm bảo được chất lượng của sản phẩm Trong quá trình sản xuất thực phẩm, cân phân tích sẽ hỗ trợ người sản xuất trong việc phân tích và đánh giá chính xác độ ẩm của sản phẩm

 Trong sản xuất dược phẩm

Việc kiểm soát độ ẩm của dược liệu trong quá trình sản xuất thuốc là một vấn đề vô cùng quan trọng và cần thực hiện sát sao Bởi ở mỗi giai đoạn, các dược liệu lại có dược tính khác nhau.GCân phân tích giúp kiểm soát độ ẩm của dược liệu ở cả các bước: điều chế, sản xuất và bảo quản.G

 Trong sản xuất hóa chất – công nghiệp

Một số các chất hóa học sẽ bị biến đổi khi có độ ẩm quá mức giới hạn Cân phân tích được sử dụng để đảm bảo ngưỡng độ

ẩm cho phép Nhằm tránh các trường hợp có thể xảy ra biến đổi chất, đảm bảo giữ nguyên các tính chất hóa học của hóa chất

và đặc tính của sản phẩm Ngoài ra, cân phân tích độ ẩm được

sử dụng nhằm xác định hàm lượng nước trong dầu thô, nhiên liệu, bùn thải và nhiều hóa chất, chất rắn và chất lỏng khác

 Phòng thí nghiệm, trung tâm nghiên cứu khoa học

Phòng thí nghiệm, các trung tâm nghiên cứu thường yêu cầu về

độ chính xác là cực cao Các thí nghiệm hóa học, vật lý khi thực hiện, các thành phần chỉ cần sai 1 chút nhỏ cũng có thể dẫn đến thất bại Ngoài cácGthiết bị thí nghiệm khácGthì các cân phân tích được sử dụng để cân các mẫu trước khi tiến hành làm thí nghiệm, đảm bảo đủ định lượng cho các thí nghiệm đạt kết quả chính xác nhất Hơn nữa, cũng có thể sử dụng chúng để xác định độ ẩm của các mẫu cần nghiên cứu

2 Cấu tạo :

 Đĩa cân (Pan)G– Vật chứa để in đậm mẫu vật liệu dùng để

đo khối lượng

 Quả cânG– Nó cho phép hiệu chuẩn cân phân tích.

 Nút nguồn (nút ON/OFF)G– Dùng để bật hoặc tắt cân.

 Nút ‘RE-ZERO’ hoặc ‘TARE’G– Nó được sử dụng để cân

bằng lại hệ thống và đưa nó về không

 Nút ‘MODE’G– Nó được sử dụng để định cấu hình hệ thống

chuyển đổi đo lường sao cho hệ thống chuyển đổi có thể được thay đổi khi cần thiết

 Tấm chắn gióG– Những tấm chắn này được tích hợp vào

thiết kế của cân phân tích để bảo vệ khỏi các yếu tố bên ngoài như luồng không khí và bụi có thể ảnh hưởng đến độ chính xác

 Chân điều chỉnhG– Những chân này cho phép đưa cân về

vị trí tham chiếu Đây là những chân di động Bong bóng cân bằng hoặc quả dọi xác định vị trí tham chiếu

 Chỉ báo cân bằngG– Nó kiểm tra sự cân bằng của cân.

 Màn hình hiển thịG– Nó hiển thị nhiều thông tin khác

nhau như kết quả, lỗi, thông tin về cài đặt chức năng và chức năng đang thực hiện

Hình ảnh :

BÀI 2: MÁY BƠM NHIỆT

1.T108/3D-air conditioner and heat pump

-Sơ lược về bơm nhiệt:

+ Chu trình bơm nhiệt và chu trình máy lạnh

thực chất là giống nhau, chúng

đều là chu trình nhiệt động ngược chiều Chúng

chỉ khác nhau ở cấp nhiệt

độ và ở tên gọi bởi vì mục đích sử dụng của chúng Ở máy lạnh thì người ta

sử dụng nguồn lạnh ở dàn bay hơi để làm lạnh ở nhiệt độ thấp Còn ở bơm nhiệt thì người ta sử dụng nguồn nhiệt lấy từ dàn ngưng để cấp nhiệt làm nóng nước hoặc sưởi ấm

+ Nhờ ưu điểm tiêu thụ ít năng lượng hơn những thiết bị cấp nhiệt thông thường, bơm nhiệt ngày càng được nghiên cứu và phát triển rộng rãi vì sẽ cắt giảm được một lượng khí thải ra môi trường đáng kể, nhưng vẫn đảm bảo được nhu cầu về năng lượng sử dụng

+ Vì khả năng ứng dụng của nó trong hoàn cảnh các nguồn năng lượng thiên nhiên ( than đá, dầu mỏ, khí đốt ) đang dần khan hiếm, cạn kiệt cũng như thực trạng ô nhiễm khí thải, ô nhiễm môi trường hiện này thì việc nghiên cứu ứng dụng bơm nhiệt trong hoàn cảnh đất nước ta cũng đang là hướng nghiên cứu mới đang được định hướng và phát triển

-Sơ đồ nguyên lý

2.Pool boiling heat transfer unit

Môi chất R141B trong bình chứa

được đưa vào bình trao đổi nhiệt

qua

một van chặn Lượng môi chất

chiếm khoảng 1/3 thể tích bình

Nước làm mát

trước khi đi vào bình được qua một

thiết bị điều chỉnh lưu lượng

Trong bình,

nước làm mát đi trong một đường

ống dạng xoắn Các đại lượng đo

nhiệt độ,

áp suất hơi trong bình, công suất bộ gia nhiệt được thể hiện trong hình vẽ minh họa sau đây

Thiết bị trao đổi nhiệt kiểu sôi được minh

họa trên hình vẽ

Trong đó:

1 Thiết bị đo lưu lượng 2 Bình trao đổi

nhiệt

3 Bình chứa môi chất 4 Bộ gia nhiệt bề

mặt

5 Cặp nhiệt 1 6 Cặp nhiệt 2

3.Thiết bị trao đổi nhiệt có cánh hình phẳng

-Bộ thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống có

cánh hay ống cuốn cánh tản nhiệt

-Finned tube heat exchanger - bao gồm

các ống trao đổi nhiệt có cánh xung

quanh ống được lắp đặt lên khung đỡ

hoặc đặt bên trong một lớp vỏ kim

loại lớn hơn Cánh có chức năng tản

nhiệt, được gắn lên ống bằng cách gá,

hàn, kéo hoặc cắm Các cánh này làm

tăng hiệu quả trao đổi nhiệt Lưu chất

chảy bên trong ống (chất lỏng, hơi,

khí) sẽ trao đổi với lưu chất ở bên

ngoài ống Trong các ứng dụng sấy,

làm khô thì lưu chất bên ngoài ống sẽ

là không khí Ngoài ra, trong các ứng dụng làm mát, giải nhiệt, có thể dùng quạt thổi bên ngoài ống để làm giảm nhiệt độ lưu chất bên trong ống…

Bộ thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống có cánh có thiết kế linh hoạt, dễ sản xuất, kinh tế và dễ kết hợp thành bộ lớn hơn hoàn chỉnh

Bộ thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống có cánh được sử dụng rộng rãi trong ngành thực phẩm, cao su, HVAC, chiller, làm mát dầu thủy lực, ôtô, xử lý bề mặt (xi mạ), hệ thống nén đùn, ngành thép, ngành giấy, hàng hải, ngành bia rượu – nước giải khát, nhà máy điện, lọc hóa dầu, hóa chất, hóa mỹ phẩm, dược phẩm, năng lượng tái tạo (điện mặt trời, thủy điện, địa điện, năng lượng sinh học), ngành môi trường, xử lý nước thải, rác thải …

4 Cross Flow Heat Exchanger

G

-Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm được chia thành nhiều dạng khác nhau nhưng cơ bản cấu tạo đều tương đồng nhau Có 2 yếu tố để phân loại là: Đặc điểm của phần vỏ ngoài và kiểu dòng chảy Sau đây là sơ đồ cấu tạo chung của thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống chùm:

– Ống trao đổi nhiệt chính là bề mặt truyền nhiệt giữa lưu thể chảy bên trong ống và bên ngoài ống Các ống trao đổi nhiệt này được gắn vào mặt sàng ống bằng cách sử dụng phương pháp hàn hoặc phương pháp nong (Với một số ứng dụng có thể sử dụng đồng thời cả hai phương pháp nong ống và hàn ống)

Có hai loại dạng ống trao đổi nhiệt được sử dụng: Ống trơn hoặc sử dụng ống

có cánh khi một lưu chất có hệ số truyền nhiệt thấp hơn rất nhiều so với lưu chất kia

5.Hệ thống sấy phun dịch

Cấu tạo chính của máy bao gồm các bộ phận:

-Bơm cấp liệu

Thông thường, bơm cấp liệu sử dụng piston để

đẩy nguyên liệu từ bồn chứa lên để phun

sương và sấy

-Bộ phận phun sương

Bộ phận này thường có đĩa phun hoặc vòi

phun Đa phần các máy sấy phun ly tâm đều

sử dụng một số đĩa phun và vòi phun nhất

định như vòi phun áp suất cao hoặc vòi phun

siêu âm, vòi phun hai chất lỏng,…

Tác dụng của đĩa phun và vòi phun là để phân tán nguyên liệu dạng lỏng thành các tia nhỏ giọt Như vậy khi tác động nhiệt để sấy sẽ khô nhanh hơn và không

bị khô thành một khối như phương pháp sấy thăng hoa hay sấy lạnh mà trực tiếp được sấy thành dạng bột

-Buồng sấy

Hay còn gọi là tháp sấy, là nơi diễn ra quá trình sấy phun khi nguyên liệu dạng dịch được phân tán thành các tia, giọt nhỏ dạng sương Buồng sấy có diện tích lớn để quá trình sấy dịch diễn ra nhanh chóng hơn

-Hệ thống gia nhiệt

Làm nóng không khí để tiến hành sấy nguyên liệu Nhiệt độ sấy thường từ 160 – 250 độ C

-Quạt cấp gió

Thổi khí nóng từ hệ thống gia nhiệt vào tháp sấy

-Hệ thống lọc gió

Hút gió từ bên ngoài qua bộ phận lọc khí Hệ thống lọc gió đảm bảo không khí được đưa vào hệ thống gia nhiệt và buồng sấy sạch sẽ

-Cyclone trích ly

Sau khi nguyên liệu được sấy phun thành bột khô, bột và khí nóng sẽ đi qua cyclone trích ly Tại đây, bột thành phẩm được tách khỏi khí xả

-Bộ phận đựng sản phẩm

Bột thu hồi được từ cyclone sẽ đổ vào bộ phận đựng sản phẩm Khi bột đầy, nhân công khóa van trên và tháo thu hồi để mang bột tới công đoạn tiếp theo 6.Hệ thống sấy buồng

Cấu tạo

-Bộ phận cấp đông

Đây là bộ phận giúp cấp đông sản phẩm vào giai

đoạn đầu ở nhiệt độ âm 40 độ C Ngoài ra còn

dùng để hấp thụ hơi ẩm thoát ra từ sản phẩm sau

sấy

-Bơm chân không

Là thiết bị tạo ra môi trường chân không phục vụ cho quá trình sấy thăng hoa

thực phẩm Áp suất chân không khoảng 15-40pa để đảm bảo quá trình thăng

hoa diễn ra hiệu quả.

-Bộ phận ngưng tụ

Nhiệt độ dàn ngưng phải luôn ở mức thấp (thường ở mức -50 độ C) Khi thành phẩm nước trong sản phẩm thăng hoa, thì lượng nước này phải được ngưng tụ ở dàn ngưng để tránh bị hút ngược trở lại qua hệ thống chân không

-Bộ phận gia nhiệt

Để thực phẩm xảy ra hiện tượng thăng hoa thì nhiệt độ trong quá trình sấy cần được tăng dần từ -30-70 độ C Nhiệt độ thăng hoa càng cao thì thời gian sấy càng nhanh và nước trong thực phẩm cũng được rút ra một cách triệt để hơn Bộ phận này được tạo ra nhờ thanh điện trở hoặc gia công dưới dạng nguồn nước nóng ở bên ngoài, sau đó thông qua các tấm gia nhiệt để hoạt động

BÀI 3: HỆ THỐNG LẠNH KTE-5000LT

 Cấu tạo tổng quan hệ thống:

Máy tính

Mạch

điện tử

Bàn

Mạch điện điều khiển

Buồng đông

Chú thích:

1 Dàn ngưng tụ

2 Phin lọc

3 Các cảm biến áp suất

4,5,6,7 Các van điện từ

8 Buồng đông

9 Bình dãn nở

10 Van dịch vụ cho máy 2

11 Máy nén 1 và 2

12 Đồng hồ áp suất thấp

13 Đồng hồ áp suất cao

14 Van dịch vụ máy 1

15 Tụ khởi động cho máy nén

16 Mạch điện tử

17 Quạt dàn ngưng

4

7

8 9

10 11

12 13 14

15

16

17

 CẤU TẠO MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN:

1 Vol kế

2 Ampe kế

3 Còi

4 Đèn báo

5 Rơ le nhiệt

6 Bộ điều khiển nhiệt độ

7 Nút ấn

8 Công tắc gạt

9 Hiển thị nhiệt độ

10 Rơ le áp suất cao

11.Rơ le áp suất thấp

12 Cảm biến nhiệt điện tử

13 Nguồn cấp cho hệ thống

14 Công tắc tơ

15 Rơ le trung gian

16 Rơ le áp suất cho

17 Nguồn cho động lực và điều khiển

18 Áp tô mát

SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN :

 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG:

I) CÁCH ĐIỀU CHỈNH CÁC THÔNG SỐ

1) Thiết kế mạch có bảo vệ áp suất cao và áp suất thấp a) Áp suất thấp

Ta cài áp suất thấp trên role áp suất thấp cài đặt áp suất tác động

Cách cài đặt:

- Dùng tô vít vặn ốc điều chỉnh cài đặt áp thấp để khi đạt tới giá trị cài đặt

rơ le áp suất thấp tác động ngắt cấp điện cho máy nén

- Ta điều chỉnh vi sai bằng cách dùng tuavit vặn Đặt visai (độ trễ) theo role

áp suất thấp

- Khi cài đặt xong role áp xuất thấp ta quan sát bên đồng hồ áp suất thấp xem nó là bao nhiêu nếu:

+) Đồng hồ hiển thị giá trị cao hơn giá trị trên cài đặt thì lúc này hệ thống hoạt động bình thường, role áp suất thấp chưa tác động

+) Trên đồng hồ hiển thị giá trị thấp hơn role áp suất thấp thì lúc này role

áp suất thấp đang tác động

b) Áp suất cao

Thiết lập cài đặt rơ le áp suất cao tới giá trị cao hơn áp suất đầu đẩy của máy nén khi hoạt động bình thường khoảng 20kg/cm khi áp suất đầu đẩy vượt quá3 giá trị cài đặt rơ le áp suất cao sẽ ngắt điện dừng hệ thống

Cách cài đặt:

- Dùng tua vít để điều chỉnh và cài đặt thông số áp suất trên role áp suất cao

- Ta quan sát trên đồng hồ áp suất nếu:

+) Trên đồng hồ hiển thị áp suất nhỏ hơn áp suất cài đặt trên role áp suất cao thì lúc này hệ thống vẫn đang hoạt động bình thường và role áp suất cao chưa có tác động

+) Trên đồng hồ hiển thị áp suất lớn hơn áp suất cài đặt trên role áp suất thì máy không thể khởi động được

 Lưu ý: Có sai số nhất định giữa đồng hồ áp suất và role áp suất cao

2) Quy trình vận hành để kiểm tra thông số cài đặt

a áp suất thấp:

- Vận hành hệ thống hoạt động

-Cho hệ thống chạy đến khi đạt nhiệt độ trên đồng hồ cài đặt

- Ta quan sát thấy van điện từ sv sẽ đóng lại ngừng cấp dịch cho hệ thống Nhưng lúc này ta thấy máy nén vẫn hoạt động để hút môi chất từ phía thấp áp về phía cao áp

Ta qua sát trên đồng hồ áp suất thấp thấy kim sẽ giảm dần Ta quan sát khi đồng hồ hiển thị tới giá trị cài đặt trên role áp suất thấp thì máy nén ngừng hoạt động và được bảo vệ

b Áp suất cao

Ta vận hành cho hệ thống hoạt động bình thường

Ta tác động làm cho quạt dàn ngưng ngừng hoạt động, không giải được nhiệt làm cho dàn ngưng nóng lên kéo theo áp suất đầu đẩy máy nén một tăng lên

Ta quan sát trên đồng hồ áp suất thấy kim đồng hồ tăng lên khi vượt quá giá trị cài đặt thì role áp suất tác động làm ngắt toàn mạch

Ta có thể ngắt máy nén 1 làm cho thiết bị ngưng tụ của máy nén 2 không giải nhiệt được làm tăng nhiệt độ đầu đẩy của máy nén 2 cũng làm role áp cao tác động để dừng mạch

II) ĐIỀU CHỈNH NHIỆT ĐỘ

1 Cách thiết lập các thông số điều chỉnh nhiệt độ

a, Ta cài đặt thông số nhiệt độ dựa trên đồng hồ nhiệt độ để cài đặt.

Cách cài đặt:

Ta nhấn nút set đồng hồ nhiệt độ, ta nhấn 1 lần thì vào được cài đặt nhiệt độ của

hệ thống

Ta dùng nút lên hoặc xuống để tăng hoặc giảm nhiệt độ

Sau khi cài xong ta lại nhấn nút set để lưu lại nhiệt độ mới cài đặt

Sau khi cài xong nhiệt độ cho hệ thống ta lại tiếp tục cài đặt vi sai Nhấn nút set

2 lần , ta cài đặt vi sai cho hệ thống

Sau khi cài đặt xong vi sai ta nhấn nút set để hoàn tất

Muốn chuyển chế độ chạy nóng hoặc lạnh ta nhấn đồng thời nút H/C và nút lên hoặc xuống

Nhiệt độ khi dừng máy sẽ là nhiệt độ cài đặt (set) + nhiệt độ visai (hy) + độ trễ của thiết bị 0,1

Ví dụ : Khi ta muốn máy dừng ở -22 c và chạy lại ở -16 c thì ta cài đặt như sau:

Set: -10 C0

Hy: 1.9 C0

Độ trễ thiết bị 0,1 C0

Khi máy dừng set + hy + độ trễ = -12 C0

Khi chạy lại set – hy – độ trễ = -8 C0

b Quy trình vận hành để kiểm tra thông số cài đặt.

- Vận hành cho hệ thống hoạt động

- Ta cài đặt nhiệt độ cho hệ thống , cài đặt vi sai

- Quan sát xem đồng hồ nhiệt độ có tác động đúng như ta cài đặt không (thường thì khi đồng hồ nhiệt độ tác động thì ta quan sát thấy van điện từ

SV bị cắt điện và quan sát qua mắt gas thấy môi chất ngừng di chuyển)

 Khi cài đặt nhiệt độ cho hệ thống thì hệ thống sẽ hoạt động đến nhiệt

độ cài đặt trừ khoảng vi sai thì tác động để ngắt van điện từ SV

 Muốn hoạt động trở lại thì nhiệt độ phải tăng quá nhiệt độ cài đặt cộng với vi sai thì đồng hồ nhiệt độ cấp điện trở lại cho van điện từ SV hoạt động cấp dịch trở lại cho hệ thống

BÀI 4: MÁY ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

∗∗∗∗∗[ Cấu[tạo:

G-GGồmG4GthiếtGbịGchính:

G +GMáyGnénG

G +GThiếtGbịGngưngGtụG(GdànGnóngGđiềuGhòaG)

G + VanGtiếpGlưu

G +GThiếtGbịGbay hơi (GdànGlạnhGđiềuGhòaG)

GGGGVàGcácGthiếtGbịGphụ:

G +GBìnhGtáchGlỏng

G +GBìnhGchứaGcaoGáp

G + PhimGgiấyGlọc

G + CaoGđiệnGtừG

G +GĐồngGhồGápGsuấtGcao,Gthấp

*Nguyên lí hoạt động:

-Trong phòng kín đặt một dàn ống, bên trong dàn ống này cho bay hơi một loại chất lỏng dễ bay hơi (gọi là gas lạnh), khi chất lỏng bay hơi trong dàn bay hơi ở nhiệt độ thấp sẽ thu nhiệt của không khí trong phòng (được quạt gió thổi qua dàn bay hơi)

-Không khí nóng trong phòng bị mất nhiệt sẽ lạnh đi và nhiệt độ trong phòng sẽ thấp xuống Hơi do gas lạnh bay hơi tạo thành theo đường ống tới cửa hút của 1 máy nén và được nén lên áp suất cao, nhiệt độ cao, sau đó tới dàn ngưng ngưng

tụ đặt bên ngoài phòng lạnh Hơi nén trong dàn ngưng tụ có nhiệt độ cao nên dễ dàng truyền nhiệt cho không khí bên ngoài