Bài tập tiểu luận môn kỹ thuật thực phẩm 1

Một bơm ly tâm dùng để bơm dung dịch muối ăn có khối lượng riêng là 1273 kg/mŠ năng suất của bơm là 20 tắn/h.. Nhiệt độ tôn thất qua lmÊ tường: Một thiết bị phản ứng có có 3 lớp vỏ, lớp

v TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM S J Ø)

Bài tập tiểu luận môn

KY THUAT THUC PHAM 1

GVHD: TRUONG HOANG DUY Lớp: DHTP18B

NHÓM SINH VIÊN: NHÓM 1

TP HCM, ngày 26 thang 11 nam 2023

DANH SACH THANH VIEN NHOM

6_ | Phạm Thị Bích Thùy 22710491

7 _ |Nguyễn Thị Quỳnh Nga 22680371

8 | Tran Bao Viét 19522631

J9 0x a2 hee 21

4M I0 0 — ).H.H HĂẬHẬH ,ÔỎ 22 WMš H900 A HdÂH,).,., 24

\JMÈ2 (0n ìp 25 CHƯƠNG 8 ĐUN NÓNG - LÀM NGUỘI - NGƯNG TỤ -5 c<55- 27

ma 0/7 Ả ô 27

N4.) 0017 - HHẬ ,ÔỎ 29

VDA: (Mi Trinh) cesessecssssssecssessssecssesessucssusessecesaserseeesasersucesasersesesaersuceeaversncesaterseseees 30

g0 :ẻ:š.:Ỏ:ẻ.ó:ỏởẻ:ẻšš<š<šÃ4 31 0o g0 000 -.-/:':Ö111AĂồẰ3ồÃ<:.4.4 ÔỎ 32 (e0 00 .3 ,ÔỎ 33 90:0019)I000:990:09)0 01001109 34

pH (co 0 -3- ôÒÔỎ 34 VD2: (THE Viet) Nn - ô 35 W4 0077 - HẬẤ ôÔỎ 36

CHUONG 2 BOM

VDI1: (Thế Việt)

Một bơm ly tâm dung dé dom dung dịch muối ăn có khối lượng riêng là 1300 kg/mŠ

trong đường ống có đường kính 75 x 2,5 mm Năng suất của bơm là 10 tắn/h Vận tốc dòng chảy trong ống là bao nhiêu?

Một hệ thống bơm chat long ding dé bom chat lỏng có tỷ trọng 1,02 Chiều cao toàn

phản là 100 m Hiệu suất động cơ là 0,7 Năng suất 15 m/h Xác định công suất động cơ?

VD3: (Bich Tién)

Trên đường ống thắng, năm ngang ( đường kính 65x2,5 mm ) bằng nhựa dung dé dan

nước có đặt 2 áp kế cách nhau 100 em đo được các giá trị áp suất lần lượt là P;=1,67 at,

Pa=1,4 at, hệ số ma sát trên đường ống là 0,03 Hỏi vận tốc trên đường ống là bao nhiêu?

VD4: (Thanh Thúy)

Cho mạng ống như hình vẽ: Lưu chất là nước có KLR 994 kg/mŠ chảy rồi trong ống Hệ

Số ma sát 1690/94 = 0,1; 1638/42 = 0,155 Hệ số tôn that cuc b6 Eg = 0,113 Even=

0,17; Èaetthu= 0.13 Lưu lượng nước 200 lít/phút

a/ Tinh tôn thất năng lượng cục bộ?

b/ Tôn thát năng lượng dọc đường ống và tôn thát năng lượng tổng cộng?

c/ Viết phương trình bernoulli ở mặt cắt 1-1 và 2-22

d/ Tính Pa cho biết P;= 4 kg/cm?

valve

Co no _

ông Ø3§ 42 P,=4 kefcm m

= 0,524 (m/s)

Một bơm ly tâm dùng để bơm dung dịch muối ăn có khối lượng riêng là 1273 kg/mŠ

năng suất của bơm là 20 tắn/h Dung dịch được bơm từ thùng chứa ở áp suất thường vào thiết bị có áp suất dư là 0,5 at Chiều cao hình học nâng lên là 18 m Tôn thất gây ra bởi ống hút và ống đầy là 50 m Đường kính ống hút bằng đường kính ống đây Tính áp lực toàn phần và công suất động cơ biết hiệu suất tông là 0,5

BÀI LÀM p= 1273 kg/mŸ

Pau= 0.5 at

(Z¡ - Za= 18m

Shr =50 m

Q = 20 tan/h = 5,56.103 m3/s

Một bơm ly tâm dùng bơm dung dich cé KLR 1a 879 kg/m3 Chân không kế trên ống

hút chỉ áp suất 380 mmHg Áp kế trên ống đây chỉ áp suất 3 at Khoảng cách giữa chân không kê và áp kê là 2 m Ông hút và đây có đường kính giông nhau Tính âp suât toàn

phân của bơm

Chọn một bơm ly tâm để vận chuyên sữa tươi với năng suất 3,0m3/h, có nhiệt độ 30°C

Sữa tươi được bơm từ một bê chứa ở áp suất khí quyên lên một thiết bị có áp suất dư

2atm; chiều cao cần bơm là 20m KLR sữa tươi tại nhiệt độ 30°C là 1026,6kg/m

a Ông day lam bang SUS 304, có đường kính Ø50/55 mm, có chiều dài là 50m, tổng

hệ sô trở lực cục bộ 70,0 và hệ số ma sát là 0,03 Tính tổn thất ma sát và tổn thất cục

bộ trên đường ống đây

b._ Ống hút làm bằng SUS 304, có đường kính Ø60 /66 mm, có chiều dài là 5m; tổng hệ

Ton that cuc b6: Ae, = Digg si “ng: 6= 2,61m

= Yor = Hmsaấy † Hopaấy + Bs nat + đẹp nút

= 27,01+ 63,04 + 1,088 + 2,61= 93,74m

1, Địa — Pa + + ———_

Bom piston tác dụng đơn có đường kính piston 50mm, khoảng chạy 210mm Biết năng

suất bơm 0,6 m3 /phút và hiệu suát thể tích là 0,85 Số vòng quay của bơm là bao nhiêu?

BÀI LÀM

11

100 ¿_ - 0,12 250 = 0,678(m/phút)

VDI10: (Bảo Việt)

Bom piston tac dung kép có đường kính piston va can piston lần lượt là 170 mm và 40

mm, bán kính tay quay 400 mm Biết Số vòng quay của trục là 110 vòng/phút và hiệu suất thể tích là 85% Tính năng suất bơm?

VD11: (Quynh Nga)

Mot bom piston tac dụng kép, có đường kính piston là 120mm, duong kinh can piston

la 20mm, véi khoang chay 140mm dé bom 380 lit/ phut dung dich co khối lượng riêng

930 kg/ m3, từ một bể chứa với áp suất khí quyền lên một thiết bi có áp suat du 1a 3,2

kg/ cm2, với chiều cao cần bơm là 20m, đường kính ống hút bằng đường kính ống đây Cho tông tôn that áp suất trên đường ông hút và ống đây là 12m, và hiệu suất năng suất

là 0.8, hiệu suất chung của bơm là 0,72 Xác định:

- _ Số vòng quay của bơm?

- Ap suat toan phan cua bom tao ra?

- Xac định công suất thực tế của bom?

VD12: (Quỳnh Nga)

Bơm ly tâm được dùng để bơm nước có đặc tuyến Q= 56 mỶ/h ; H=42m; N=10,9 kW;

ở n=l 140 vòng (phút Xác định:

a) Hiệu suất của bơm?

b) Năng suất, áp suất, công suất cần thiết ở n=1450 vòng/phút, nếu hiệu suất không thay đôi

BÀI LÀM Q=56m°/h=0.01556 m°/s

H Hiệu suất bơm là 59%

a Năng suất bơm:

CHUONG 7 TRUYEN NHIET

Một tắm thép hình chữ nhật có kích thước 30x40 cm Dùng tắm thép này đề làm cửa của

một lò nung Nhiệt độ bên trong lò nung khi hoạt động là 330°C Tính nhiệt độ tại bê

mặt tắm thép Biết hệ số cáp nhiệt từ lò đến tắm thép là a = 60 (Kecal/m.h.độ) và mật độ dòng nhiệt truyền qua tắm thép là 2500 W/m2

VD3: (Bich Tién)

Tuong phang 1 ldp là gạch thường dày 200mm, kích thước 2000x3000 mm Nhiệt độ 2

bên tường lần lượt là 600°C và 509G Biết hệ số dẫn nhiệt của tường là 20 W/m.K Tính

nhiệt lượng truyên qua tường

Diện tích bề mặt truyền nhiệt: F = Dài x Rộng = 2 x 3 = 6 (m?)

H Nhiệt lượng truyền qua tường:

Q=¿.F.(tị — t;) = — 6 (600 — 50) = 330000 (W)

VD4: (Mỹ Trinh)

Tường phăng 2 lớp, lớp thép không gỉ dày 5 mm Lớp cách nhiệt là vải amiăng 300 mm

Nhiệt độ hai bên tường lân lượt là 120°C và 45°C Biệt hệ sô dân nhiệt của thép không

ri va của amiăng lân lượt là: 3¡ = 17,5 W/m.K; 2¿= 0,279 W/m.K Tính nhiệt tôn thất

qua 1 mẺ tường và nhiệt độ tiêp xúc

Nhiệt độ tôn thất qua lmÊ tường:

Một thiết bị phản ứng có có 3 lớp vỏ, lớp trong bằng thép không gỉ, lớp giữa là bông

thủy tỉnh và lớp ngoài là thép thường Biết nhiệt độ thành trong thiết bị có nhiệt độ là 90°C va nhiét độ bề mặt ngoài là 40°C Cho chiều dày lần lượt 3 lớp tường thép không

øỉ, bông thủy tính và thép thường, ổ;= 20 mm, ổ;= 100 mm, ổ;= 5 mm Hệ số dẫn nhiệt

lần lượt các bức tường là: ¡= 17,5 W/m.K, 2;= 0,0372 W/m.K, 2;= 46,5 W/m.K Xác định :

a) Lượng nhiệt tôn thất qua m2 tường?

b) Nhiệt độ tiếp xúc giữa các vách tường?

Một ống truyền nhiệt có đường kính 100 x 2mm dài 40m được làm bằng đồng đó Nhiệt

độ 2 bên tường lần lượt là 155C là 455C Tính nhiệt lượng dẫn qua tường ông?

VD7: (Bich Thay)

Ông truyền nhiệt có đường kính 100x2 mm, làm bằng đồng thanh Bên ngoài bọc lớp

cách nhiệt băng bông thủy tỉnh dày 50mm Biết nhiệt độ tri=120°C và tra= 65°G Tính

lượng nhiệt tôn thất qua 1m chiều dài ống và nhiệt độ tiếp xúc giữa 2 tường

Lượng nhiệt tôn that qua Im chiéu dai ống:

Hé so dan nhiét cua thuy tinh: 2,=0,0372 W/m.d6

Hé sé dẫn nhiệt của đồng thanh Â;= 64 W/m.độ

GOD _ zsptzze+t— = 11,42W/mÊ.K

Lượng nhiệt truyền từ lưu thê nóng đới lưu thể nguội:

Tường lò có hai lớp: Lớp gạch chịu lửa dày ổ;= 400 mm, lớp gạch thường dày ổ;= 200

mm Nhiệt độ bên trong của lò t:= 1000°C, nhiệt độ của phòng xung quanh lò ta = 359C

Cho hệ số dẫn nhiệt của gạch chịu lửa Â; = 1,005 w/m.K và của gạch thường ¿= 0,28 w/m.K Biết hệ số cáp nhiệt từ khí trong lò tới tường ø;= 30 Kcal/m2.h.K Hệ số cấp nhiệt từ tường đến không khí z;= 14 Kcal/m2.h.K Xác định:

a) Nhiệt tôn that tir bé mat trong?

b) Nhiệt độ tại vùng tiếp xúc giữa gạch chịu lửa và gạch thường và nhiệt độ hai bề mặt

a q= ?

b ta=?, tri=?, tro=?

a) Ta co: Hé sé truyén nhiét K:

Vậy nhiệt tôn thất từ bề mặt tường q= 800,95 ( W/m2)

Nhiệt độ tại vùng tiếp xúc: ta= 658°C

Nhiệt độ bề mặt tường tr;= 977°G; tra= 86°C

a) Lương nhiệt tôn thất ra môi trường?

b) Nhiệt độ tT1, T2, ta ?

22

BÀI LÀM d=1m

1619,85 {11 =t -—>——— đ1.21r.T1.L = 850- = 845,19

Dùng một lưu thể nóng để đun nóng một dung dịch đường với năng suất 800 kg/h, từ

nhiệt độ 30°C đến 80°C Lưu thể nóng chảy cùng chiều có nhiệt độ giảm từ 120°C xuống

§5°C Biết hệ số truyền nhiệt của thiết bị K = 30 kcal/m.h.K, nhiệt dung riêng của dung

dịch đường và của lưu thê nóng lần lượt là 4,8 kJ/kg.K; 3,1 kJ/kg.K Xác định:

a/ Lưu lượng lưu thê nóng vào thiết bị?

b/ Diện tích bề mặt truyền nhiệt của thiết?

Q =G¡.Cp1.(t : — t1) =Ga.Cpa (P2 — 2)

a) Lưu lượng thê nóng đi vào thiết bị:

24

b) Dién tich bé mat truyén nhiét cua thiét bi:

Dùng nước lạnh để làm nguội khi Nitơ tir nhiét d6 80°C xuống 35°C, biết nước lạnh

chảy ngược chiều có nhiệt độ vào 22°C và đi ra 32°C Năng suất ở diều kiện tiêu chuẩn

là 1240 m3⁄h Khối lượng riêng của khí Nitơ là 1,25 kg/m? Nhiệt dung riêng của khí Nitơ là Cn= 0,25 Kecal/kg.K Hệ số truyền nhiệt của thiết bị K = 60 Kcal/mZ.h.K Xác định:

a/ Lượng nhiệt truyền cho khí Na?

b/ Lượng nước làm lạnh cân thiết

œ/ Diện tích bề mặt truyền nhiệt?

a) Luong nhiét truyén cho khi No:

Ap dung phương trình ta có: Q=Gn Cn (tne - tha)

Q= Gn Cn ( the: 7 tna’) => Gn= Cụ n-( the ;— thar) , = 0,9985.(32—22) = 1746,37 kg/h

c) Diện tích bề mặt truyền nhiệt

Kk At = 10,84 m?

60 26,8

26

CHƯƠNG 8 ĐUN NÓNG - LÀM NGUỘI - NGUNG TU

VDI1: (Thế Việt)

Một thiết bị trao đôi nhiệt kiều ống chum có diện tích bề mặt truyền nhiệt là 10 m2, làm

việc ngược chiều đề đun nóng một hỗn hợp rượu và năng suất là 600 kg/h tir nhiét 25°C -> 80°C Tác nhân đun nóng là một chất thải hữu cơ có nhiệt độ vào là 1059Ơ, †° ra là

65°C Cho nhiệt dung riêng trung bình chất thải là 0,45 Kcal/kg.k và nhiệt dung riêng

trung bình của hỗn hợp rượu là 0,85 Kcal/kg.k

8) Lưu lượng chất thải hữu cơ đưa vào đun nóng?

b) Hệ só truyền nhiệt của thiết bi?

VD2: (Phuong Vi)

(Làm nguội băng chat tái nhiệt): Một thiết bị trao đổi nhiệt kiều ống chùm, dùng làm

lạnh một dung dich có lưu lượng là 90 kg/phút từ nhiệt độ 120°C đến 50°C Dung dịch được làm lạnh bằng nước lạnh chảy ngược chiều, có nhiệt độ vào là 20°C, đi ra có nhiệt

độ là 45°C Cho nhiệt dung riêng trung bình của dung dịch và của nước lần lượt là 2800

J/kg.K và 4186 J/kg.K, hệ số truyền nhiệt của thiết bị là 340 W/mZ.K, cho nhiệt tồn that

băng không Xác định:

a/ Lưu lượng nước cần sử dụng?

b/ Diện tích bề mặt truyền nhiệt?

bị dùng làm nguội dung dịch từ 120°C xuống 40°C bằng nước lạnh chảy ngược chiều,

nước vào 20°C và đi ra 35°C Biết hệ số cấp nhiệt của dung dịch là 240 Keal/m?.h.K,

hệ số cáp nhiệt của nước lạnh là 150 Kcal/mÊ.h.K Xác định:

a/ Hệ số truyền nhiệt của thiết bị?

b/ Lượng nhiệt trao đổi giữa 2 lưu thê

BÀI LÀM n=90

a) Hệ số truyền nhiệt của thiết bị:

Q=K.F At = 92 49,2, 44.9 =203235,36 (Kcal/h)

VD4: (Mỹ Trinh)

(Đun nóng gián tiếp bằng hơi nước bão hòa): Một thiết bị dùng đun nóng 5 tấn dung

dịch clorua canxi băng hơi nước bão hòa khô có áp suất (Pa = 2 at) ân nhiệt ngưng tụ

bang 527 Kcal/kg va tiêu hao là 300 kg Tổn thất nhiệt của thiết bị ra môi trường xung

quanh trung bình là 600 Keal⁄h Nhiệt độ ban đầu của dung dịch 20°C Nhiệt dung riêng

trung bình của dung dich là 0,7 Kcal/kg.K Xác định nhiệt độ cuối của dung dịch sau 3

giờ đun nóng?

BÀI LÀM G=5 tan= 5000 kg

3200J/kg.K Nhiệt ton that bang 5% tông lượng nhiệt vào, cho hệ số truyền nhiệt là 570Kcal/m°.h.K Xác định:

a Lưu lượng hơi đốt cần dùng?

b Bề mặt truyền nhiệt cần thiết?

BÀI LÀM

Do hơi nước bão hòa: tiạ= te

P=2at —=r= 527 kcal/kg > tia= 119,6°C

Một thiết bị ngưng tụ ống chùm đề ngưng tụ hơi benzen ở áp suất thường với năng suất

1000 kg/h Biết nhiệt độ hơi benzen ngưng tụ ở nhiệt độ 80°C và ấn nhiệt ngưng tụ fp =

9 45kcal/kg Nước dùng làm lạnh có nhiệt độ vào 24°C và nhiệt dé ra 34°C Dién tích

bẻ mặt truyền nhiệt là 20m2 Cho Qu= 0 Xác định:

a) Lượng nhiệt trao đổi?

b) Lượng nước đưa vào thiết bị?

VD7: (Quynh Nga)

Một thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm dùng ngưng tụ hơi rượu ethanol voi nang suat 500kg/h.Biết hơi rượu ngưng tụ ở 78 °°,và được làm lạnh bằng nước lạnh có nhiệt độ

vào là 20 nước đi ra là 40'€,diện tích truyền nhiệt của thiết bị bằng 30m2,nhiệt dung

riêng của rượu và nước lần lượt là 0,8kcal/kg.K, Ikcal/kg.K,cho ân nhiệt ngưng tụ của

rượu bằng 1800kJ/kg Tinh:

a)Lượng nước lạnh đưa vào thiết bị 2

b)Hệ số truyền nhiệt của thiết bị 2

CHUONG 9 BOC HOI- CO DAC

VDI: (Báo Việt)

Một thiết bị bốc hơi làm việc ở áp suất khí quyên đẻ cô đặc dung dịch ©aGl; từ 10% lên 48% khối lượng Năng suất theo nhập liệu của thiết bị là 1500 kg/h Dòng nhập liệu

có nhiệt độ đầu 1a 20°C và sản phâm ra có nhiệt độ 110°C, nhiệt độ sôi trung bình của dung dich la 107°C Nhiét dung riéng cua dung dich coi như không đôi và băng 0,8 kcal/kg và hàm nhiệt của hơi thứ là 639 kcal/kg Biết diện tích bề mặt truyền nhiệt của thiết bị là 52 m2.Tính:

a) Lượng hơi thứ bốc hơi

b) Lượng hơi đốt cung cấp

c) Hệ sô truyền nhiệt

a) Lượng hơi thứ Đốc hơi:

Áp dụng công thức cân bằng vật liệu của thiết bị cô đặc ta có :

w=GI | 1+1_# = 1500.(1 028) =1187,5 (kg/h) —NGS-

b) Lượng hơi đốt vào thiết bị:

Q=Dr= Ga Ca (te-ta) + W.(i-Cnite) + Qit