Báo cáo thực hành quá trình và thiết bị

Đồ thị biểu điễn quá trình lọc không ôn định do quá trình thao tác của sinh viên không chính xác, không năm vững qui tac vận hành thiết bị và thời gian lay mau.. Qua phương trình ta thấy

BO CONG THUONG

TRUONG DAI HOC CONG NGHIEP THUC PHAM

KHOA CONG NGHE HOA HOC

kkk

BAO CAO THUC HANH

QUA TRINH VA THIET BI

GVHD: V6 Pham Phuong Trang SVTH: Duong Ngoc Tran MSSV:2004200044

LOP: 11DHHH3

TP Hà Chí Minh, ngày 2 tháng 12 năm 2022

BÀI 1: LỌC KHUNG BẢN

LCƠ SỞ LÝ THUYÉT

1 Khái niệm quá trình lọc

Lọc là quá trình phân riêng các hỗn hợp nhờ I vật ngăn xốp, vật ngăn xốp có kha nang cho |

pha di qua còn pha kia được giữ lại nên còn gọi là vách ngăn lọc

2 Nguyên tắc lọc

Tạo ra trên huyền phù một áp suất P1, pha lỏng xuyên qua các mao dẫn, pha ran bị giữ lại chênh lệch giữa hai vách ngăn gọi là động lực quá trình lọc

AP=P,—P,

- Có thê tạo động lực của quá trình lọc bằng các cách sau:

+ Tăng áp suất P,: ding cột áp thuý tĩnh, máy bơm hay máy nén

+ Giảm áp suất P;: đùng bơm chân không

- Cân bằng vật chất trong quá trình lọc:

*Lọc với tốc độ không đôi, W= const

IL SO LIEU VA XU LY SO LIEU

1.86 liệu

Loc cấp 1

Mo 100%: AP = 0,35

T(s) 12 10 805 | 830 | 8,75 vq) 2 4 6 8 10

Mo 45°: AP,= 0,75

T(s) 6,17 | 6,46 | 6,01 6,23 7 vq) 2 4 6 8 10

Đóng 100%: AP,=1,35

1(S) 384 | 5,25 | 4,37 | 4,66 | 4,41 vq) 2 4 6 8 10 Lọc cấp 2

Mo 100%: A P,=0,35

t(s) | 24,20 | 14,64 | 12,21 | 11,10 | 12,92 vq) 2 4 6 8 10

Mo 45°: A P,=0,77

t(s) | 11,27 | 7,83 | 8,94 | 7,04 | 7,85 vq) 2 4 6 8 10

Đóng 100%: AP,=1,25

T(s) 7,36 | 6,59 6 6,75 | 5.91 vq) 2 4 6 8 10

+ Đồ thị v theo r khi van 4 mớ 45°:

IV BAN LUAN

Đồ thị biểu điễn quá trình lọc không ôn định do quá trình thao tác của sinh viên không chính xác, không năm vững qui tac vận hành thiết bị và thời gian lay mau

Diện tích bề mặt lọc lớn, có thê để đàng thay đôi các màng lọc theo từng loại đung dịch lọc khác nhau

Qua phương trình ta thấy được khi tốc độ lọc không thay đôi áp suất lọc biến thiên tuyến tinh

theo thời gian lọc

Nguyên nhân sai số:

- Các thao tác kỹ thuật trong quá trình thí nghiệm còn vụng về

- Sai số trong quá trình tính toán, xử lý số liệu

Cách khắc phục:

- Kiém tra thiết bị trước và sau khi làm thí nghiệm Báo ngay cho bộ phận sửa chữa nêu có phát hiện hư hỏng

- Đọc kết quả và tính toán cân thận

BÀI 2: MẠCH LƯU CHAT

1 Cơ sở lý thuyết

1.1 Tén that năng lượng dòng chảy

a Tôn thất năng lượng dọc đường Ống

Khi dòng lưu chất chảy dọc đường ống thăng thì có sự mắt mát năng lượng do lưu chất

ma sát với thành ống Tôn thất năng lượng này được tính như sau:

b Tén that năng lượng cục bộ

Khi dòng lưu chất chảy qua value, bị đột thu, đột mở, bị đối hướng đột ngột khi qua co thì đòng lưu chất bị mắt mát năng lượng Tổn thất năng lượng này gọi là tổn thất năng lượng cục

bộ và được tính toán như sau:

Trong đó ¢ là hệ số trở lực cục bộ

Đề xác định chế độ chảy của chất lỏng, ta đựa vào chuân số Reynolds:

Re = odp _ od Hoy 1.2 Ventury va mang chan

Ventury là ông co tiết diện tròn that dan va sau đó tang dan trở lại kích thước ban đầu Màng chắn là đĩa kim loại mỏng có đường kính bằng với đường kính trong của ông đặt vuông góc với trục ông, trên đĩa có gia công một lõ hình tròn, tam 16 nam trên trục ông

2.1 Thí nghiệm 1: Thiết lặp quan hệ giữa lưu lượng thể tích và ton thất cột áp của

dong chay qua ventury va man chan

TN Đô mở van MAN CHAN ONG @ 32/34

‘ Minl | Maxl | Mm2 |Max2| Minl | MaxI | Mim2 | Max2

Bang 9.5: Bang so liệu từ phòng thí nghiệm ông 225/27

o moval [Mini | Maxl | Min2 | Max2 | Minl | Maxl | Min2 | Max2

o mo van Min! | Max! | Min2 | Max2 | Minl | Maxl | Min2 | Max2

II Cân bằng vật liệu trong hệ thống cô đặc 1 nồi

- _ Xét hệ thông một nồi, trong đó:

- _ Gạ: khối lượng nguyên liệu, [kg]:[kg/s]

- Gz khéi lượng sản pham, [kg]:[kg/s]

- W: luong hoi thu, [kg];[kg/s]

- xa nồng độ % chất khô trong nguyên liệu, [phần khối lượng]

- _ x¿: nồng độ % chất khô trong sản phâm, [phần khối lượng]

Theo định luật bảo toàn vật chất:

- _ Bảo toàn khối lượng: Gạ=G,+W

- - Bảo toàn chất khô: Gạ.x¿=Œ,.x,

cu 2 Xa

- Luong hoi thu: w=G,x[1——”)

G, G.-W

- Nong d6 san pham cudi: x,=

L2 Cân bằng nhiệt lượng

Kỷ hiệu:

- _ ta: nhiệt độ nguyên liệu, [độ|

-_ t nhiệt độ sản phâm, [độ]

- ty nhiệt độ nước ngưng, [độ]

- _ ca: nhiệt dụng riêng nguyên liệu, [J/kg.độ|

- ce: nhiét dung riêng sản phẩm, [J/kg.độ]

- _cạ: nhiệt dụng riêng nước ngưng, [J/kg.độ]

- i: ham nhiét trong hơi dot, [J/kg]

- 1: hàm nhiệt trong hơi thứ, [J/kg]

- Qua: tn thất nhiệt cô đặc, [J]

- Aq; ton thất nhiệt cô đặc riêng, [J/kg]

- Qạ tốn thất nhiệt ra môi trường, [1]

Theo định luật bảo toàn nhiệt: 2, Q,= d, Q,

Gạ.cz.tạ+D.i=G,.c t,+W.+D.cạ tự + Qu+Q„

W.Ï+G,c,t,—GŒacata+Q,a+Qự,

I—CnE,

- Luong hoi dét tiêu tốn: D=

- Trong qua trinh tính toán nhiệt có thể xem c; =ca

- _ F: diện tích bề mặt truyền nhiệt, [m2]

- +: thời gian cô đặc, [s]

At„: hiệu số nhiệt hữu ích, [độ]

Thời | Nông | Lượng | Nhiệt | Nhiệt | Nhiệt độ | Nhiệt | Nhiệt

gian t độ dd nước độ độ nước độ dd | độ hơi (phút) | thường | ngưng VỊ nước | nước ra | ngoài vỏ | a wo thir

(Brix) (ml) vào“ | t(°C) | t (°C) 8 t (°C) ht

ÉC)

0-10 30,1 152 24 24 78 38 31 10-20 31,7 1081 49 51 163 120 119 20-30 36,5 2206 75 78 248 184 189 30-40 42,9 3541 101 106 326 244 252

40-50 52,2 4911 127 134 409 304 314

Nông độ phân khối lượng của dung dịch đường nhập liệu:

Tại t = 0, nồng độ là 30,1Bx vậy xa= 0.301 (phần khối lượng)

t= 50-60, nồng độ là 156,8Bx vậy x = 1,568 (phần khối lượng)

- - Khối lượng dung dịch đường nhập liệu:

pa : khối lượng riêng dung dịch đường nhập liệu ở nhiệt độ phòng [kg/m°]

va: thé tích dung địch đường nhập liệu, [m']

- Luong hoi thứ cô đặc:

W›= Gu (1-22 )= 116078 | ¬

0,301 Wi=Gu (1-45 7) = 119198, (1- Tổng )= 9631,6 kg

ñ S88

_ ga 12439,5.(1 Xd) _ -

0,301 We= Gus (1-25 ©) = 13309,0 (1- Tagg ) = 10754,1 ke

-_ Phương trình cân bằng vật chất ta có :

Ga=G.t+ W Theo ham luong chat kh6 trong dung dich => G = c )

P ung = 5 ) khôi lượng riêng nước ngưng tra ở 30°C (kgím”)

(tra theo số tay quá trình và thiết bị tập 1 trang 310)

-_ Phần trăm sai số của nông độ dung dịch sau cô đặc:

, ⁄55X4— =Xc-X=” ẤCCẤ ve 6 100%” %= 1ợng 10-3 100% = 0,6%

100% = 100% =

1,579.10—3—1,579 1,579.10—3 1,581.10—3—1,579 1,581.10—3

100% = 100% = 100% =

Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa lượng nước ngưng thu được và thời gian cô đặc

Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa lượng nước ngưng thu được và

thời gian cô đặc

—=&—Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa lượng nước ngưng thu được và thời gian cô đặc _ Dd

thi biểu diễn quan hệ giữa chỉ số Bx và thời gian cô đặc r: Chỉ số Bx tăng dần theo thời gian

- _ Đồ thị biểu điễn quan hệ giữa lượng nước ngưng thu được và thời gian cô đặc t: Luong nước ngưng có lúc tăng lúc giảm theo thời gian do áp lực khí không đủ để đây nước từ bình chứa ngưng ra ngoài đề đo

3.2 Kết quả thí nghiệm : có sai số

> Nguyên nhân:

- Thiết bị cô đặc gián đoạn một nỗi sử dụng trong thí nghiệm cô đặc, giúp chúng ta thực

hành và hiểu về quy trình cũng như các cách vận hành của thiết bị cô đặc Quá trình làm

tăng nồng độ của dung dịch bằng cách tách một phần dung môi ở nhiệt độ sôi trong môi trường chân không nên nhiệt độ sôi của dung dịch đường giảm, làm giảm sự hao phí nhiệt năng và giúp cho sản phâm không bị biến tính khi ở nhiệt độ cao Trong quá trình thực hành thí nghiệm sẽ không tránh khỏi sự sai xót về thông số, nhiệt độ, thời gian

- _ Các thao tác kỹ thuật trong quá trình thí nghiệm còn vụng về

- Dụng cụ thiết bị thí nghiệm còn nhiều hạn chế

- Sai s6 làm tròn lớn

- _ Cân đong dung dịch đường chưa chính xác

- _ Thông số thiết bị không ổn định

- _ Thời gian không đồng đều

> Cách khắc phục:

- _ Kiểm tra thiết bị trước và sau khi làm thí nghiệm Báo ngay cho bộ phận sửa chữa nếu có phát hiện hư hỏng

- Cần năm vững kiến thức trước khi thực hành thí nghiệm

- Vệ sinh và khởi động thiết bị để nhiệt độ và áp suất ôn định

- _ Thao tác vận hành nhanh, pha dung địch phải chuẩn

- _ Tính toán cần thận và chính xác

BAI 4: TRUYEN NHIET ONG LONG ONG

IL.CƠ SỞ LÝ THUYÉT

Quá trình truyền nhiệt trong thiết bị dạng ông lồng ống là một ví dụ của sự truyền nhiệt phức tạp Ở đây diễn ra sự trao đôi nhiệt giữa hai lưu chất được ngăn cách bởi vách ngăn kim loại, bao gồm truyền nhiệt đối lưu từ đòng nóng đến vách, dẫn nhiệt qua thành ống kim loại và đối

lưu nhiệt giữa dòng lạnh với thành ống

Phương trình cân băng nhiệt cho hai dòng luu chat:

t—t,)=G;C, n ,W_ Phương trình biêu diễn quá trình truyền nhiệt:

Q=G,C,

-Lượng nhiệt Q truyền qua tuéng phang trong mot don vi thoi gian; Q=K.F.At

Hệ số truyền nhiệt cho tường nhiều lớp theo công thức tinh:

-Phương trình truyền nhiệt qua đường hình trụ nhiều lớp: Q=K,.At.L

Hệ số truyền nhiệt X; đôi với hình trụ có n lớp xác định theo công thức:

Q=K,.At,„.L - Độ chênh lệch nhiệt độ trung bình logarit: in ae

Hệ số truyền nhiệt đài lý thuyết K;:

Nu=A 9t" Pr (=) £1E,

Các hệ số A, n, m, £;, £, là các hệ số thực nghiém tuy thudc vao cac yéu t6 sau:

- Chế độ chảy của các dòng lưu chất

- Sự tương quan giữa dòng chảy và bê mặt truyện nhiệt

- Đặc điểm bê mặt truyền nhiệt (độ nhám, hình dạng )

II SO LIEU VA XU LY SO LIEU

- Ton that nhiệt: AQ=Q,—Q;,W,

* Trường hợp ống lồng ống song song ngược chiều:

- Nhiệt độ trung bình dòng nóng:

68 34 4185.4 | 4174 | 978,88 | 994,3 | 0,081573 | 0,149145 67,5 33 4185 | 4174 | 979,15 | 994,65 | 0,081596 | 0,19893 66,5 32,5 | 4184,2 | 4174 | 979,69 | 994,82 | 0,081641 | 0,248705

73 4l 41894] 4174 976 | 991,79 | 0,162667 | 0,04959

72 38 4188,6 | 4174 | 976,6 | 992,9 | 0,162767} 0,09929 71,5 35,5 | 4188.2 | 4174 | 976,9 | 993,78 |0,162817 | 0,149067

Kết qua tính hệ sô truyền nhiệt dài thực nghiệm

Tính vận tốc dòng chảy và chuẩn số Reynold

Diện tích tiếp xúc lưu chất dòng nóng:

*Xac định chuẩn sô Nu:

bin C, Hy Ä;W/m.°C) Pr, (°C) (J/kg.°C)_ |(N.S/m¿¿2)¿

3330703,1 | 16079804.57 | 4,76 | 30 | 34,8 | 4174 | 730,4.10°° | 62,6.107 4.87 3287388,52 | 21014702.05 | 3,59 | 30 748,1.10° | 624.10? | 5,004

Xác định chuẩn số Nuselt; tùy thuộc theo Re

+ Cho chế độ chảy dọc theo thân ống:

Chế độ chảy màng: Re<2320

0,25

Nu=0.158.c.99%.Gr°!, pr94 | Be

Pr, Ché déchay chuyén tiép: 2320<Re<104

Nu=G.e.Pr?9 LE, lp, Pr) Chế độ chảy rồi: Re>10!

4,76 | 3,57 |0,725 | 0.00217 | 16079804,5 |4,789| 4,87 | 23877,374 35,5 7

3,59 | 3,51 |0,739 | 0.00155 | 21014702,0 | 4,901 | 5,004 | 29843,635 34,5 5

2,87 | 3,51 |0,739 | 0.00124 | 26268205,0 | 4,901 | 5,082 | 35538,928 34,5 7

Tinh hé sé cap nhiét %),@,

-2

0.019 4572, 146 66,62.10 160313,8947

4543,977 66,58.10? 159230,5437 4487,401 66,49.107 157035,4196 4846,232 66,98.10 7 170842,458 4789,311 66,92.10 7 168684,6039 4760,864 66,89.10°7 167607,4758 4752.345 66,86.107 167232,5444 4683,359 66,86.10 7 164804,9524

l Nu, A, a,

10355,051 62,9910 383685,1287 17473,099 62,7410 644860,1533 23810,190 62.4810” 875094,5345

29792226 62,31107 1091972,713 35460,137 62,2210 129784 1,041 0,017

10407,488 63,63.10°* 389546,1613

17492224 63,1610 7 649887,6034 23877,374 62,74107 8812155865 29843,635 62,5710°° 109842 1,328 35538,928 62,57107 130804 1,634

Tính hệ số truyền nhiệt dài ly thuyết K;:

a, a, A K, 165425,1378 383685, 1287 66,83.107 7.231 165456,6384 644860, 1533 66,83.10 7 7.231

160313,5947 875094,5345 66,62.10 7 7.248 159230,5437 1091972,713 66,58.102 7,252 157035,4196 1297841,041 66,49.107 7.259 170842,458 389546,1613 66,98.10° 7.218 168684,6039 649887,6034 66,92.107 7.223 167607,4758 881215,5865 66,89.10 2 7.226 167232,5444 1098421,328 66,86.107 7.228 164804,9524 1308041,634 66,86.10 7 7.228

Kết quả tính hệ số truyền nhiệt K; và K; theo dòng lạnh

IV BAN LUẬN

Ta thay sai SỐ giữa KL lí thuyết và thực tế là khá cao Tổn thất nhiệt là tương đối lớn Hệ số

truyền nhiệt thực tế và lý thuyết của ống chảy ngang và chảy đọc đều rất khác xa nhau Trong bài thí nghiệm này sai số lên tới hàng trăm đơn vị Trong công nghiệp thì người ta thường áp

dụng chảy dọc vì hệ số dẫn nhiệt của nó cao hơn, tiết kiệm được điện tích và chi phí hơn so với

ống chảy ngang

Nguyên nhân: Do các bước tiến hành thí nghiệm chưa nhịp nhàng , các chỉ số trên máy

không được nhạy, dân đên nhiệt độ chênh lệch lớn Máy đã sử dụng lâu nên có nhiêu trở lực

Tính toán có nhiêu sai sô

Cách khắc phục:

+ Phải năm vững lý thuyết và các bước tiễn hành bài thí nghiệm truyền nhiệt

+ Kiểm tra các van đúng theo trình tự đã hướng dẫn

+ Đọc các thông số cần đo chính xác, đúng thời điểm

BAI 5: SAY DOI LUU

I CO SO LY THUYET

1 Dinh nghia

Sấy đối lưu là quá trình tách âm ra khỏi vật liệu bằng cách cấp nhiệt cho am bay hoi Trong đó, cả 2 quá trình truyện nhiệt và truyền âm đêu được thực hiện băng phương pháp đôi lưu

Bản chất của quá trình say la quá trình khuếch tán do chênh lệch áp suất hơi riêng phân của âm ở bề mặt vật liệu và môi trường xung quanh Sấy là quá trình không ôn định, độ âm vật liệu thay đổi theo không gian và thời gian sấy

Sấy đối lưu là phương pháp sấy cho trực tiếp vật liệu sấy với tác nhân sây là không khí nóng, khói lò,

s* Ưu điểm:

Thiết bị say da nang, ap dung cho nhiéu loai vat say, đái nhiệt độ nóng dễ điều chính cho mỗi

loại vật liệu Nguôn nhiệt phong phú, chi phí cho thiết bị không cao

s* Nhược điểm:

- Chất lượng sản phâm không cao, màu sản phâm dễ biến đổi, chỉ phí năng lượng cao

- Quá trình sấy phức tạp, không 6n định, trong đó đồng thời xảy ra nhiéu qua trinh nhu qua trinh truyén nhiệt từ các tác nhân say cho cac vat say, bay hơi của am, dẫn âm từ bên trong ra

bề mặt vật liệu say, truyền âm từ bề mặt vật sấy vào môi trường sấy

II SO LIEU VA XU LY SO LIEU

Bảng 3.1 Bảng số liệu

4 Ché dé say 50°C