phúc trình môn thí nghiệm quá trình thiết bị

Xác định các thông số của không khíTheo giản đồ I-d, sử dụng nhiệt độ bầu khô và nhiệt độ bầu ướt đo được trong thínghiệm, xác định độ ẩm tương đối φ %, enthanlpy I¿ ¿ và độ chứa hơi d¿

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

BỘ MÔN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ

PHÚC TRÌNH MÔN THÍ NGHIỆM QUÁ TRÌNH

THIẾT BỊ

Lớp: L10_Nhóm: 3B_HK: 232

GVHD: NGÔ VĂN TUYỀN

SINH VIÊNTHỰC HIỆN

Nguyễn Hồ Ngọc Thiện 2112354

Thành phố Hồ Chí Minh – 2024

MỤC LỤC

NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 1

CHƯNG CẤT 20

NGHIỀN – RÂY – TRỘN 35

SẤY ĐỐI LƯU 55

TRUYỀN NHIỆT ĐỐI LƯU 75

CỘT CHÊM 99

KHUẤY CHẤT LỎNG 122

NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC

I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM THÔ

1 Bảng số liệu thô cho trường hợp không phun hơi bão hòa

Tốc độ

quạt (%)

Lưulượng

không

khíkhô(m3/h)

Nhiệt độ (℃)

Lưulượngnướcngưng(ml/phút)ST-1 ST-2 ST-3 ST-4 ST-5 ST-6 ST-7 ST-8

Nhiệt độ (℃)

Lưulượngnướcngưng(ml/phút)ST-1 ST-2 ST-3 ST-4 ST-5 ST-6 ST-7 ST-8

II XỬ LÝ SỐ LIỆU

1 Công thức tính toán

1.1 Xác định các thông số của không khí

Theo giản đồ I-d, sử dụng nhiệt độ bầu khô và nhiệt độ bầu ướt đo được trong thínghiệm, xác định độ ẩm tương đối φ (%), enthanlpy I¿ ¿ và độ chứa hơi d¿ của không khítại 4 vị trí Sau đó vẽ quá trình biến đổi của trạng thái không khí theo thí nghiệm trên giản

đồ I-d

1.2 Xác định lưu lượng không khí chuyển động trong ống động

Lưu lượng khối lượng G kk¿ của không khí chuyển động trong ống khí động đượcxác định bằng công thức sau đây

G kk=v F ρ=G v ρ

vlà vận tốc gió đo tại đầu ra của ống khí động, m/s

Flà diện tích miệng ra của ống khí động, m2

ρ là khối lượng riêng của không khí (xác định theo bảng 4), kg /m3

G v là lưu lượng theo đầu ra của không khí, m3/s

Trong trường hợp này, ρ được xác định theo nhiệt độ bầu khô T k tại đầu vào củaống không khí động

Bảng khối lượng riêng ρ¿ ¿ phụ thuộc vào nhiệt độ T (℃ ) của không khí

ρ 1,165 1,161 1,157 1,154 1,150 1,146 1,142 1,139 1,135 1,131

ρ 1,128 1,124 1,121 1,117 1,114 1,110 1,107 1,103 1,100 1,096

G kk là lưu lượng của không khí chuyển động trong ống khí động, kg /s

i2;i3là enthalpy của không khí vào và ra khỏi dàn lạnh, kJ /k g

b) Lượng nước tách ra từ dàn lạnh theo tính toán lý thuyết G n ước

1.4 Tính toán thiết bị sấy không khí

Phụ tải nhiệt của thiết bị sấy không khí Q

Q(kW )=G kk(i4−i3)

trong đó i4;i3 là enthalpy của không khí vào và ra khỏi thiết bị sấy không khí,

kJ /k g

2 Sử dụng phần mềm

Sử dụng phần mềm “Online Interactive Psychrometric Chart”

Mục đích: để tính chính xác cá thông số của không khí ẩm thông qua nhiệt độ bầu

khô và nhiệt độ bầu ướt

Các bước sử dụng

Bước 1: Truy cập link: Online Interactive Psychrometric Chart (flycarpet.net)

Bước 2: Ở gốc trái màn hình chọn mục “Basic”

Bước 3: click chọn “Or input data for air properties”, set chế độ “T.Dry”, “T.Wet”, sau đó nhập nhiệt độ Cuộn xuống dưới nhấn “Submit”

Bước 4: Ghi lại số liệu

3 Kết quả tính toán

3.1 Thí nghiệm không phun hơi bão hòa

Bảng 1: Các thông số của không khí ẩm trước AR2 (môi trường)

Bảng 2: Các thông số không khí ẩm trước dàn lạnh

Giá trị tính toán dàn lạnh ứng với tốc độ quạt 40%

Lưu lượng khối lượng G kk¿

3.2 Thí nghiệm có phun hơi bão hòa

Bảng 6: Các thông số trạng thái không khí ẩm trước AR2 (môi trường)

80 TB Bão hòa 44,8 34,6 51,103 126,166 31,413

Giá trị tính toán dàn lạnh ứng với tốc độ quạt 40%

Lưu lượng khối lượng G kk¿

1 Phương thức xác định các thông số của không khí

Xét quá trình phun không khí có phun ẩm với vận tốc gió v1=0,045(m3/s )

Trường hợp phun hơi quá bão hòa, ở lần đo 1 ta thu được nhiệt độ bầu khô và nhiệt

độ bầu ướt trước dàn lạnh lần lượt là: ST1=35,7℃, ST2(℃)=31,3℃

Dựa trên giản độ I−d ta xác định các thông số: độ ẩm tương đối (φ₁), entanpi (i1),

độ chứa hơi (d1)

Để xác định độ ẩm tương đối φ₁:

Kẻ đường thẳng ST2(℃)=31,3℃ cắt φ=100 % Từ giao điểm này tiếp tục kẻ đườngthẳng I=const cắt ST1=35,7℃ Ta được giao điểm này là trạng thái của không khí ẩm.

Độ ẩm tương đối tại đây là độ ẩm tương đối của không khí ẩm ở trạng thái này

Để xác định entanpi: từ điểm trạng thái của hệ kẻ đường thẳng song song với cácđường I=const cắt trục tung tại i1=105(kJ /kg )

Để xác định độ chứa hơi: từ điểm trạng thái của hệ ta kẻ đường thẳng song song vớicác đường d=const cắt trục hoành tại d1=0.026( kg/kg ). Kết quả như hình vẽ bên dưới:

Sau đó, lần lượt áp dụng tương tự cho các trạng thái không khí ẩm kế tiếp: sau dànlạnh, sau khi sấy và sau dàn phun hơi

2 Sử dụng phần mềm

Phần mềm: “Online Interactive Psychrometric Chart”

Mục đích để vẽ các đồ thị thể hiện quá trình biến đổi các thông số trạng thái của

không khí ẩm

Các bước sử dụng

Bước 1: Truy cập link: Online Interactive Psychrometric Chart (flycarpet.net)

Bước 2: Ở gốc trái màn hình chọn mục “Process”, nhập lần lượt 4 cặp giá trị nhiệt

độ bầu khô và bầu ướt ứng với từng tốc độ quạt Sau đó cuộn xuống cuối trang nhấn

Trạng thái 1: không khí ẩm của môi trường

Trạng thái 2: không khí ẩm trước dàn lạnh

Trạng thái 3: không khí ẩm sau dàn lạnh

Trạng thái 4: không khí ẩm sau gia nhiệt

Hình 1 Quá trình biến đổi trạng thái của không khí ẩm, lưu lượng không khí 0,045 m3

/s

Hình 2 Quá trình biến đổi trạng thái của không khí ẩm, lưu lượng không khí 0,070 m3

/s

Hình 3 Quá trình biến đổi trạng thái của không khí ẩm, lưu lượng không khí 0,096 m3/s

Đồ thị thể hiện quá trình biến đổi các thông số trạng thái của không khí ẩm có phun hơi bão hoà trên giản đồ I-d

Hình 4 Trạng thái của không khí ẩm khi sử dụng hơi bão hòa với lưu lượng 0,045 m3

/s

Hình 5 Trạng thái của không khí ẩm khi sử dụng hơi bão hòa với lưu lượng 0,070 m3

/s

Hình 6 Trạng thái của không khí ẩm khi sử dụng hơi bão hòa với lưu lượng 0,096 m3/s

IV BÀN LUẬN

Câu 1 Nhận xét kết quả thí nghiệm thô

Với các tốc độ gió khác nhau, nhưng nhìn chung nhiệt độ không khí thay đổi nhưsau:

 Nhiệt độ không khí giảm xuống khi qua điểm 3 (sau dàn lạnh) và tăng lên khi quađiểm 4 (sau AR3 và thải ra ngoài)

 Nhiệt độ tại ST – 7 và ST – 8 (sau AR3 và thải ra ngoài) là lớn nhất

 Nhiệt độ tại ST – 5 và ST – 6 (sau dàn lạnh) là nhỏ nhất

 Kết quả giữa 3 lần đo khá gần nhau, có sự sai lệch ít

 Nhiệt độ tại ST – 1 và ST – 2 (môi trường); ST – 3 và ST – 4 (trước dàn lạnh) củaquá trình phun hơi bão hòa có sự chệnh lệch nhỏ khoảng từ 3 đến 4oC.

Câu 2 Nhận xét ảnh hưởng của lưu lượng gió lên sự thay đổi trạng thái không khí tại 4 điểm trong ống khí động trong hai trường hợp phun hơi bão hòa và hơi quá nhiệt.

Trong trường hợp không khí thường không phun hơi bão hòa thì khi ta thay đổi lưulượng gió thì trạng thái của không khí tại 4 điểm trong ống khí động thay đổi như sau:

Điểm 1: tại môi trường, các thông số độ ẩm tương đối, enthalpy và độ chứa hơikhông thay đổi hoặc thay đổi nhưng không đáng kể với các tốc độ gió khác nhau

Điểm 2: tại trước dàn lạnh, các thông số độ ẩm tương đối, enthalpy và độ chứa hơithay đổi không đáng kể với các tốc độ gió khác nhau

Điểm 3: tại sau dàn lạnh (trước sấy), khi lưu lượng gió tăng thì độ ẩm tương đốigiảm, enthalpy và độ chứa hơi có sự thay đổi

Điểm 4: tại sau sấy (ra khỏi thiết bị), khi lưu lượng gió tăng thì độ ẩm tương đốichênh lệch không đáng kể, enthalpy và độ chứa hơi tăng

Trong trường hợp có phun hơi bão hòa thì khi ta thay đổi lưu lượng gió thì trạng tháicủa không khí tại 4 điểm trong ống khí động thay đổi như sau:

Điểm 1: tại môi trường, các thông số độ ẩm tương đối, enthalpy và độ chứa hơi có sựchênh lệch ở các tốc độ gió khác nhau.

Điểm 2: tại trước dàn lạnh, khi lưu lượng gió tăng thì độ ẩm tương đối, enthalpy và

độ chứa hơi đều tăng

Điểm 3: tại sau dàn lạnh (trước sấy), khi lưu lượng gió tăng thì độ ẩm tương đối giảm

ít, enthalpy và độ chứa hơi tăng ít

Điểm 4: tại sau sấy (ra khỏi thiết bị), khi lưu lượng gió tăng thì độ ẩm tương đốichênh lệch không đáng kể, enthalpy và độ chứa hơi tăng ít

Qua đó, ta thấy khi thay đổi lưu lượng gió qua ống khí động trong cả hai trường hợpthì sự thay đổi các thông số trạng thái của không khí dễ quan sát nhất là tại điểm 3 vàđiểm 4 Còn ở tại điểm 1 và điểm 2 thì sự thay đổi các thông số trạng thái không đáng kể

Câu 3 Nhận xét ảnh hưởng của hơi bão hòa lên sự thay đổi trạng thái không khí trước khi đi ra khỏi ống khí động

Khi phun hơi bão hòa sẽ làm:

 Độ ẩm của không khí tăng lên do có thêm lượng hơi nước được cung cấp vào

 Ethalpy tăng lên do không khí nhận thêm nhiệt lượng của dòng hơi được phunvào

Câu 4 So sánh giữa lý thuyết và thực tế các quá trình thay đổi trạng thái không khí

ẩm dựa trên giản đồ I-d, trình bày nguyên nhân của sự khác biệt (nếu có)

Hình Giản đồ các quá trình thay đổi trạng thái không khí ẩm theo lý thuyết (hình a) và

theo thực tế (hình b) – trường hợp có phun hơi bão hòa

Xét quá trình phun hơi bão hòa (đoạn AB): Do ảnh hưởng của môi trường khôngđáng kể, nên trạng thái không khí ẩm giữa lý thuyết và thực tế là giống nhau.

Xét quá trình khi đi qua dàn lạnh (đoạn BC và CD): giữa lý thuyết và thực tế có sựgiống nhau trong giai đoạn đầu của quá trình làm lạnh (BC), nhiệt độ không khí giảm đếnnhiệt độ điểm sương, độ chứa hơi không đổi và độ ẩm tương đối tăng đến trạng thái bãohòa φ=1 và ẩm bắt đầu ngưng tụ Sự khác nhau là trong giai đoạn sau của quá trình làmlạnh (CD), với lý thuyết thì độ ẩm tương đối không đổi và bằng 1 (do đã đạt trạng tháibão hòa), nhiệt độ giảm (do tiếp tục làm lạnh) và độ chứa hơi giảm (do tạo thành nướcngưng); với thực tế thì tại điểm sau quá trình làm lạnh (điểm D), trạng thái của không khíthực tế là hỗn hợp giữa không khí bão hòa và chưa bão hòa do hiện tượng lọt không khí,cũng như khi ra khỏi thiết bị làm lạnh thì nhiệt độ của không khí tăng lên (do nhận mộtlượng nhiệt từ môi trường xung quanh trước khi đi qua cảm biến nhiệt độ bầu khô và bầuướt) Vì thế hỗn hợp ra khỏi dàn lạnh thực tế có độ ẩm không theo đường độ ẩm tươngđối 100%

Xét quá trình sấy (đoạn DE): giữa lý thuyết và thực tế có sự giống nhau là độ ẩmtương đối đều giảm và enthalpy tăng do nhận thêm nhiệt từ qua trình sấy, nhưng sự khácnhau là ở lý thuyết thì độ chứa hơi không đổi trong quá trình sấy nóng còn ở thực tế thì

độ chứa hơi tăng do nhận thêm ẩm từ môi trường xung quanh trước khi đi qua cảm biếnnhiệt độ bầu khô và bầu ướt

Câu 5 So sánh các giá trị tính toán thu được theo công thức và thực tế ở quá trình

có phun ẩm, trình bày nguyên nhân của sự khác biệt (nếu có)

Năng suất lạnh ở TN2 của dàn lạnh:

 Theo lý thuyết: Q0=(2,220÷ 5,707) kW

 Thực tế: Q '0=0,746 kW

Do có sự thất thoát nhiệt ra môi trường xung quanh, nên không khí tỏa ra nhiệt lượnglớn hơn nhiệt lượng mà dàn lạnh nhận được Dẫn đến giá trị năng suất lạnh theo lý thuyếtlớn hơn so với giá trị thực tế của dàn lạnh

Lượng nước tách ra từ dàn lạnh:

 Theo lý thuyết: G nước=(2,154 ÷ 6,072)kg /h

 Thực tế: G ' nước=(0,522 ÷1,110)kg /h

Giá trị tính toán theo lý thuyết lớn hơn giá trị thực tế Do có sự mất mát nhiệt ra môitrường xung quanh thấp, làm cho lượng nước thải ra ít hơn.

Lượng nhiệt do thiết bị sấy cung cấp:

 Theo lý thuyết: Q=(2,981÷ 5,512) kW

 Thực tế (1 điện trở): Q '=1 kW

Giá trị theo lý thuyết lớn hơn so với giá trị thực tế; mặc dù thực tế có sự mất mátnhiệt ra môi trường xung quanh Nguyên nhân có thể là sai số do thiết bị hay sai số trongquá trình đo

Câu 6 Giải thích sự thay đổi trạng thái của không khí khi đi qua ống khí động dựa trên sự thay đổi độ ẩm của không khí.

Xét quá trình phun hơi bão hòa: Độ ẩm tương đối của không khí ẩm tăng lên donhận thêm ẩm từ hơi bão hòa được phun vào

Xét quá trình khi đi qua dàn lạnh: Độ ẩm tương đối có xu hướng tăng để đạt đếnđường bão hòa φ=1 do nhiệt độ của không khí ẩm giảm; khi đã đạt trạng thái bão hòa màvẫn tiếp tục làm lạnh thì độ ẩm tương đối không đổi và bằng 1, nhiệt độ không khí sẽ tiếptục giảm kèm theo độ chứa hơi giảm do ẩm bắt đầu ngưng tụ

Xét quá trình sấy: Độ ẩm tương đối giảm dần do độ ẩm tuyệt đối không đổi và nhiệt

độ của không khí ẩm tăng dần

Câu 7 Giải thích tại sao có thể xác định được độ ẩm của không khí thông qua nhiệt

độ bầu khô và nhiệt độ bầu ướt.

Thông qua nhiệt độ bầu khô và độ bầu ướt ta có thể xác định được độ ẩm tươngđối của không khí Không khí càng khô thì nước xung quanh bầu nhiệt kế bầu ướt càngbay hơi nhiều làm cho không khí càng mất nhiều nhiệt lượng dẫn đến nhiệt độ bầu ướtcàng bé Như vậy, độ ẩm tương đối càng thấp thì độ chênh lệch nhiệt độ bầu ướt và nhiệt

độ bầu khô càng lớn Ngược lại, khi độ ẩm tương đối đạt tối đa hay¿100 % thì nhiệt độbầu ướt và nhiệt độ bầu khô không có sự chênh lệch Do đó, có thể kết luận rằng độchênh lệch giữa nhiệt độ bầu ướt và nhiệt độ bầu khô đặc trưng cho khả năng nhận ẩmcủa không khí

V TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Võ Văn Bang - Vũ Bá Minh (2004), “Quá tình và Thiết bị trong công nghệ Hóa

học và Thực phẩm – Tập 3: Truyền Khối”, NXB Đại học Quốc gia TPHCM

[2] Trần Văn Phú (2002), “Tính toán và thiết kế hệ thống sấy”, NXB Giáo dục.

CHƯNG CẤT

I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM THÔ

1 Bảng số liệu thô cho trường hợp chưng cất không có dòng hoàn lưu

STT Thờigian

(phút)

Lưulượngsản phẩmđỉnh ¿

Độrượu(độ)

Nhiệtđộđáy

Số liệu thô độ rượu ban đầu 24 °

2 Bảng số liệu thô cho trường hợp chưng cất có dòng hoàn lưu

Độrượu(độ)

Nhiệtđộđáy

II XỬ LÝ SỐ LIỆU

1 Thí nghiệm chưng cất không có dòng hoàn lưu

Đồ thị thời gian – lưu lượng sản phẩm đỉnh

0 5 10 15 20 25 30 35 0

0 5 10 15 20 25 30 35 93

0 5 10 15 20 25 30 35 93.5

0 5 10 15 20 25 30 35 90

0 5 10 15 20 25 30 35 90

BIẾN THIÊN NHIỆT ĐỘ 7 MÂM THEO THỜI GIAN

16 – 28 phút (46 ml/phút)

Khi không có dòng hoàn lưu, theo thời gian độ rượu chưng cất sẽ giảm Ban đầuchưng cất độ rượu cao và sẽ giảm dần theo thời gian Do rượu có nhiệt độ bay hơi thấphơn nước, nên khi rượu bay hơi hết nhiệt độ lò đun sẽ tăng lên làm bay hơi nước Làmgiảm độ rượu ở sản phẩm đỉnh

Nhiệt độ đáy và nhiệt độ các mâm trong tháp chưng cất: nhìn chung là khá cao (lớnhơn 90 oC)

Dựa vào số liệu thực nghiệm thu được và đồ thị ta có thể thấy nhiệt độ tại đáy tháp

và nhiệt độ từng mâm đều tăng dần theo thời gian Đặc biệt là trong khoảng thời gian từphút thứ 4 đến phút thứ 8, nhiệt độ các mâm 5, 6, 7 tăng nhanh hơn các mâm còn lại(tăng từ 1,5 đến 3℃).)

Nhiệt độ tại đáy là cao nhất vì theo thời gian, nồng độ rượu tại nồi đun giảm dầnkhiến cho nồng độ nước tăng lên, dẫn đến nhiệt độ sôi cũng tăng lên (nhiệt độ sôi của

nước là 100℃)., của rượu là 78,4℃).) Biến thiên nhiệt độ các mâm theo thời gian, nhìnchung các mâm đều tăng nhiệt độ dần theo thời gian và có xu hướng tăng dần về cùngnhiệt độ giữa các đường Mâm càng gần nồi đun nhiệt độ càng cao.

2 Thí nghiệm chưng cất có dòng hoàn lưu

Đồ thị thời gian - lưu lượng sản phẩm đỉnh

Đồ thị thời gian - nhiệt độ đáy

Đồ thị thời gian - nhiệt độ các mâm

Nhiệt độ đáy tăng từ 96,9oC lên 99,5oC nhưng luôn cao nhất vì theo thời gian, nồng

độ rượu tại nồi đun giảm dần khiến cho nồng độ nước tăng lên, dẫn đến nhiệt độ sôi cũngtăng lên (nhiệt độ sôi của nước là 100℃)., của rượu là 78,4℃).) Biến thiên nhiệt độ các mâm theo thời gian, nhìn chung các mâm đều tăng nhiệt độ dần theo thời gian và có xu hướng tăng dần về cùng nhiệt độ giữa các đường Mâm càng gần nồi đun nhiệt độ càng cao

Nhiệt độ các mâm tăng khá đều theo thời gian Và nhiệt độ tại đáy tháp luôn là cao nhất, còn nhiệt độ mâm 7 luôn là thấp nhất

III BÀN LUẬN

Câu 1: Nhận xét về độ tinh khiết sản phẩm đỉnh khi có và không có dòng hoàn lưu

Trường hợp không có dòng hoàn lưu

Độ rượu của sản phẩm đỉnh trong trường hợp không có dòng hoàn lưu thấp hơn sovới trường hợp có dòng hoàn lưu, điều này là do quá trình truyền khối xảy ra không hiệuquả Trong trường hợp này, chỉ có sự tiếp xúc và truyền khối giữa pha hơi được tạo thành

từ việc đun dung dịch nhập liệu tại nồi đun đáy tháp với pha lỏng được tạo thành khi phahơi đi qua các mâm rồi bị ngưng tụ lại trên các mâm và thành tháp chưng Quá trìnhngưng tụ xảy ra không đủ nhiều và việc không có dòng hoàn lưu dẫn đến hiệu quả truyềnkhối không cao Lúc này, quá trình chưng cất xảy ra chủ yếu là do sự chênh lệch nhiệt độsôi giữa rượu và nước Đồng thời, độ tinh khiết của sản phẩm đỉnh giảm theo thời gian, lígiải cho điều này là do khi càng chưng luyện thì lượng rượu có trong nồi đun đáy thápcàng giảm

Trường hợp có dòng hoàn lưu

Độ rượu của sản phẩm đỉnh cao hơn so với trường hợp không có dòng hoàn lưu vìlúc này tại các mâm, lượng pha lỏng được duy trì ổn định nhờ có dòng hoàn lưu, làm tăngdiện tích tiếp xúc giữa hai pha nên hiệu quả truyền khối càng lớn Độ tinh khiết của sảnphẩm đỉnh cũng giảm theo thời gian do ta thực hiện hoàn lưu liên tục, tuy nhiên độ tinhkhiết giảm chậm và đồng đều hơn so với trường hợp không có dòng hoàn lưu nhờ thànhphần pha lỏng được ổn định

Câu 2: Nhận xét về nhiệt độ từng mâm trong tháp ở từng thời điểm.

Tại cùng một thời điểm quan sát, ta thấy rằng nhiệt độ cao nhất trong tháp là tại đáytháp và nhiệt độ thấp nhất trong tháp là tại đỉnh tháp Ở cả hai trường hợp thí nghiệm khi

có và không có dòng hoàn lưu, nhiệt độ giữa các mâm đôi khi có chút xáo trộn, khôngtuân theo xu hướng giảm dần, điều này có thể là do sai số từ cảm biến nhiệt độ từngmâm Tuy nhiên vẫn luôn đảm bảo nhiệt độ tại đáy tháp là cao nhất do tại đây nồng độrượu thấp nhất nên nhiệt độ sôi của hỗn hợp chưng cất là cao nhất, còn nhiệt độ tại đỉnhtháp là thấp nhất do hỗn hợp tại đây có nồng độ rượu cao nhất Điều này là phù hợp với

lý thuyết của quá trình chưng cất

Câu 3: Nhận xét về sự tăng nhiệt độ đáy và nhiệt độ từng mâm theo thời gian chưng cất.

Trong cả hai thí nghiệm khi có và không có dòng hoàn lưu thì theo thời gian chưngcất, nhiệt độ tại đáy tháp và trên từng mâm đều tăng Điều này là do khi chưng cất cànglâu, lượng rượu trong đáy tháp và trên các mâm càng giảm, khi ấy thành phần nước tronghỗn hợp chưng luyện càng tăng, làm cho nhiệt độ sôi của hỗn hợp càng tăng và tiến đếntiệm cận 100℃, nhiệt độ sôi của nước nguyên chất

Câu 4: Giải thích hiện tượng và quá trình diễn ra trong tháp khi tháp hoạt động ổn định.

Nhập liệu vào mâm nhập liệu, phần trên mâm nhập liệu gọi là phần cất, phần dướimâm nhập liệu gọi là phần chưng

Khi hệ thống được gọi là hoạt động ổn định thì:

Các lưu lượng kế hoạt động ổn định

Điện trở gia nhiệt các dòng hoạt động đúng công suất, đảm bảo cung cấp nhiệtlượng ổn định cho các dòng

Quá trình xảy ra bên trong tháp diễn ra ngược chiều : pha khí từ dưới lên sẽ lối cuốncác cấu tử dễ bay hơi trong pha lỏng làm tăng nồng độ cấu tử dễ bay hơi trong pha khí,nồng độ cấu tử dễ bay hơi giảm trong pha lỏng

Pha lỏng chuyển động trong phần chưng từ trên xuống do dòng hoàn lưu lỏng, tạimâm nhập liệu nhận thêm phần lỏng của nhập liệu và đi xuống phần chưng Khi xuốngphần chưng, pha lỏng ngày càng giảm nồng độ do bị pha hơi từ dưới lên lôi cuốn cấu tử

dễ bay hơi, đó là quá trình truyền khối giữa hai pha Phần lỏng ở nồi đun lấy ra chính làsản phẩm đáy, chứa nhiều cấu tử khó bay hơi (nước)

Pha hơi đi từ dưới lên, do nồi đun đun lỏng đến nhiệt độ sôi (đun bằng điện trở) bốchơi bay lên, khi pha hơi đi trong tháp nó sẽ lôi cuốn cấu tử dễ bay hơi trong pha lỏng, do

đó hơi trên đỉnh có nồng độ cấu tử dễ bay hơi cao, hơi này được thiết bị ngưng tụ làmngưng tụ thành lỏng, một phần làm sản phẩm đỉnh, một phần được hoàn lưu trở lại tháp.Thiết bị ngưng tụ theo kiểu trao đổi nhiệt gián tiếp, dòng hơi đi ngoài ống có nhiệt độ cao

sẽ trao đổi nhiệt với dòng nước lạnh đi trong ống và ngưng tụ thành lỏng

Hiện tượng: trên mỗi mâm luôn xảy ra sự sôi của hỗn hợp Nhiệt độ sôi mỗi mâm

có sự khác nhau, cụ thể là giảm dần cho đến mâm cuối cùng

Nhiệt kế trên các mâm chỉ giá trị khác nhau càng lên cao nhiệt độ càng giảm.Không có sự tăng hay giảm đột ngột Trong tháp chưng cất pha lỏng luôn ở nhiệt độ sôi,còn pha hơi luôn ở nhiệt độ ngưng tụ, do đó nhiệt độ trong tháp cao nhất ở đáy, và thấpnhất ở đỉnh tháp (do nồng độ cấu tử dể bay hơi tăng dần từ đáy lên đỉnh Tại mâm nhậpliệu luôn thấy lượng lỏng là lớn nhất trong các mâm trong tháp, do ở mâm này nhậnlượng lỏng nhập liệu và cộng thêm phần lỏng ngưng tụ hồi lưu chảy từ trên xuống

Câu 5: Nhận xét về các yếu tố gây sai số kết quả của bài thí nghiệm và đề xuất cách khắc phục.

Nguyên nhân gây sai số và cách khắc phục:

 Sai số do thiết bị và dụng cụ

Do lưu lượng kế hoạt động không ổn định

Hệ thống chưng cất không đạt hệ lý tưởng như lý thuyết

Sai số dụng cụ đo nhiệt độ và phù kế

Sử dụng ống đong lớn nên sai số lớn

 Sai số do người làm thí nghiệm

Hệ thống chưa ổn định đã tiến hành ghi chép số liệu

Tiến hành thí nghiệm người đọc không đọc số liệu cùng lúc

Tính toán làm tròn số, bảng tra, đồ thị và vẽ đồ thị không chính xác

Chờ hệ thống ổn định rồi mới tiến hành thí nghiệm

Làm tròn số chỉ nên xảy ra ở bước cuối cùng, nên sử dụng các phần mềm ( ví dụnhư excel) để xử lý số liệu

Cả nhóm cần có sự chuẩn bị bài từ trước để phối hợp thí nghiệm nhịp nhàng.

Cần chú ý ở dụng cụ có hệ số hiệu chỉnh ( ví dụ như lưu lượng kế)

Sử dụng bảng tra có độ tin cậy cao và tính toán nội suy cẩn thận

Người đọc số liệu cần phải nhanh mắt, chính xác và kết hợp nhuần nhuyễn với cácbạn khác

VI TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Võ Văn Bang - Vũ Bá Minh (2004), “ Quá trình và Thiết bị trong công nghệ Hóa

học và Thực phẩm – Tập 3: Truyền Khối” NXB Đại học Quốc gia TPHCM

[2] Trần Văn Phú (2002), “Tính toán và thiết kế hệ thống sấy” NXB Giáo dục