Thu khê k thût ỉïng dủng Hunh Vàn Hong Trong doï µ hãû säú t lãû phủ thüc vo loải cháút lng, gi l âäü nhåït âäüng lỉûc hc ca cháút lng, âån vë l [µ ] = Pa.s hay N.s /m2 Ngoi hãû säú nhåït âäüng lỉûc hc cn âo bàòng âån vë Poazå (kyï hiãûu P) dyn.s N s 1P = = cm 10 m Âån vë nhoí hån centipoazå (cP ) : P=100 cP y dy y v+dv v x Hỗnh - Ngoi hãû säú nhåït âäüng lỉûc hc k thût hay duìng hãû säú nhåït âäüng hoüc (kyï hiãûu laì ν ) ν= µ ρ (3.16) Âäü nhåït âäüng hc ca cháút lng âỉåüc âo [ν ]: m2/s ; Stäúc (kyï hiãûu laì St) : 1St = cm2/s Âån vë nh hån l centiStäúc (cSt) : 1cSt = 1mm2/s ; 1St = 100 cSt Thỉåìng âäü nhåït dáưu bäi trån âỉåüc ghi km theo mạc dáưu vê dủ dáưu AK15 l dáưu bäi trån dng cho ätä mạy kẹo cọ âäü nhåït ν50=15 cSt åí nhiãût âäü 50oC Ngoi mäüt säú nỉåïc cọ âån vë âo âäü nhåït riãng ,vê dủ : Nga dng âäü Engle (o E), Anh dng giáy Rêụt ("R), Phạp dng âäü Bacbã (o B), M dng giáy Sãbän ("S) giỉỵa cạc âån vë ny cọ cäng thỉïc chuøn âäøi : - Thu khê k thût ỉïng dủng Hunh Vàn Hong 0,0631 (St) o E 172 , ν =0,00260R− ⋅'' (St) '' R ν =0,0731E− ⋅o 180 , '' S ν =0,00220S− ⋅'' 485 , B ν= o (St) (St) Cng cáưn lỉu ràịng so sạnh däü nhåït ca hai cháút lng phi dng cng mäüt khại niãûm l hãû säú nhåït âäüng hc hay hãû säú nhåït däüng lỉûc hc v cng åí nhiãût âäü Vê dủ so sạnh nỉåïc v khäng khê : Khi nhiãût âäü 20oC hãû säúü nhåït âäüng læûc hc ca khäng khê µkk = 18.10-5 Poazå hãû säú nhåït âäüng lỉûc hc ca nỉọc µnỉåïc = 1.10-2 Poazå (låïn hån 57 láưn so våïi khäng khê ) Nhỉng hãû säú nhåït âäüng hc ca khäng khê ì νkk = 15.10-2 Stäúc (låïn hån 15 láưn so våïi nỉåïc; hãû säú nhåït âäüng hc ca nỉåïc νnỉåïc = 1.10-2 Stäúc ) Âäü nhåït ca cháút lng phủ thüc vo nhiãût âäü v ạp sút mäi trỉåìng lm viãûc Khi nhiãût âäü tàng âäü nhåït ca cháút lng gim, cn cuớa chỏỳt khờ thỗ laỷi tng (Hỗnh 3-2) Tuỡy theo pháûm vi nhiãût âäü lm viãûc cáưn chn dáưu bäi trån cho ph håüp Trong cäng nghiãûp thỉåìng láúy âäü nhåït âäüng hc åí 50oC lm chøn nh hỉåíng ca aïp suáút âãún âäü nhåït khäng âaïng kãø Nãúu pFr thỗ chỏỳt loớng äúng tủt xúng so våïi mỉûc cháút lng bãn ngoi Hiãûn tỉåüng ny gi l mao dáùn (cháút loớng laỡ thuyớ ngỏn) (hỗnh-3.4) - Thu khê k thût ỉïng dủng Hunh Vàn Hoaìng Âäü cao mao dáùn âỉåüc tỉì âiãưu kiãûn cán bàịng giỉỵa trng lỉåüng cäüt cháút lng v lỉûc π d c = bãö màût: π 4c h= ρ g.d Suy ra: d h.ρ g Cäng thæïc ny thỉåìng dng âãø hãû säú sỉïc bãư màût Âãø trạnh hiãûn tỉåüng mao dáùn cạc dủng củ âo bàịng cháút lng (âo ạp sút, nhiãût âäü ) phi chn âỉåìng kênh äúng âo låïn hån 10 mm 3.7 - Sỉû säi ca cháút nỉåïc Sỉû säi cuớa chỏỳt nổồùc laỡ quaù trỗnh bay hồi chỏỳt loớng âỉåüc xy khäng nhỉỵng tỉì màût thoạng m cn xy bãn cháút lng, cạc bt khê âỉåüc tảo thnh ton bäü cháút nỉåïc v våỵ Lục âọ ạp sút bay håi bo ho bt khê pbh> po Nhiãût âäü æïng våïi pbh goüi l nhiãût âäü säi Nhiãût âäü säi ca cháút nỉåïc åí ạp sút po l khäng âäøi Nhiãût lỉåüng cung cáúp tiãúp cho cháút nỉåïc âang säi dng âãø sinh cäng tạch cạc phán tỉí pha lng v chuøn chụng sang pha håi 3.8 - Sỉû háúp thủ khê ca cháút lng Sỉû háúp thủ khê cháút nỉåïc âỉåüc biãøu thë bàịng âäü ho tan cháút khê cháút lng, k hiãûu l α* : V α* = k (3.18) V Trong âọ Vk l thãø têch cháút khê âỉåüc háúp thủ V thãø têch cháút loíng Thãø têch cháút khê åí nhiãût âäü t (Vk ) âỉåüc theo thãø têch khê åí nhiãût âäü t = 0o C (Vok ) : VK = VOK ( + βt t ) Hãû säú háúp thuû khê cuía cháút loíng åí nhiãût âäü t = 0o C ; T=273oK laì : α= Vok Vk 273 273 Vk α* = = = α* = V V (1 + β t t ) + β t t T T V (3.19) - Thu khê k thût ỉïng dủng Hunh Vàn Hong Hãû säú háúp thủ khê ca nỉåïc âiãưu kiãûn 0oC v ạp sút khê quøn l : Oxy : 0,0489 ; Nitå : 0,0231 ; OxyïtCaïcbonêt : 1,7130 ; Amäniàõc : 1300 Hãû säú háúp thủ khê gim nhióỷt õọỹ tng nhổng luùc õỏửu thỗ giaớm nhanh sau âọ cháûm hån Chàón hản oxy v nitå åí 40oC thỗ hóỷ sọỳ hỏỳp thuỷ nổồùc giaớm õi mäüt nỉía Khäúi lỉåüng cháút khê âỉåüc háúp thủ vo chỏỳt nổồùc õổồỹc tờnh tổỡ phổồng trỗnh traỷng thaùi : P.V K = m.r.T m= suy p.Vk α * p = V r.T 273.r (3.20) Nghéa l åí nhiãût âäü xạc âënh khäúi lỉåüng cháút khê âỉåüc háúp thủ vo cháút lng t lãû våïi ạp sút trãn màût thoạng cháút nỉåïc Báy giåì chụng ta xẹt trỉåìng håüp háúp thủ häùn håüp cháút khê vo cháút lng Trong trỉåìng håüp ny ạp sút riãng pháưn ca tỉìng cháút khê laì : p1 = m1 r1 T1 V hh suy ; p2 = m r2 T2 V hh p1 m1 r1 = p m r2 m1 , m2 l khäúi lỉåüng cháút khê häùn håüp Vhh l thãø têch häùn håüp ca cháút khờ, T1=T2 Bồới vỗ mọựi chỏỳt khờ coù khaớ nng âiãưn âáưy thãø têch khäng gian trãn màût thoạng cháút nỉåïc v nãúu tạch häùn håüp khê thnh nhỉỵng thóứ tờch rióng reợ thỗ mọựi chỏỳt khờ seợ chióỳm thãø têch : Trong âoï m1 r1 T p m r T V2 = 2 p V1 = suy suy V1 p ; T V p m r2 = T m1 r1 = - Thu khê k thût ỉïng dủng Hunh Vàn Hong Trong âoï p = p1+p2 (theo âënh luáût Âantän ) T laì nhiãût âäü häùn håüp Tổỡ caùc phổồng trỗnh trón chuùng ta suy : p1 V1 = p V2 ϕ= (3.21) Nghéa laì t säú ạp sút riãng pháưn ca häùn håüp chạt khê bàịng thãø têch riãng pháưn ca chụng Khi häùn hồỹp naỡy õổồỹc hỏỳp thuỷ vaỡo chỏỳt loớng thỗ tyớ lãû häùn håüp s phủ thüc vo hãû säú háúp thủ α ca mäùi cháút nghéa l : ϕ* = V1h α p α = 1 = 1ϕ V2 h p α α (3.22) Vê duû :Trong khäng khê cọ 21% Oxy v 79% Nitå T lãû häùn håüp naìy laì : ϕ = V0 0,21 = = 0,265 V n 0,79 Khi dæåüc háúp thuỷ nổồùc ồớ 0o C thỗ tyớ lóỷ naỡy laì : ϕ * = 0,21.0,0489 = 0,563 0,79.0,0231 Nhỉ váûy lỉåüng äxy âỉåüc háúp thủ nỉåïc gáúp hai lán khäng khê Khi cháút lng gii phọng cháút khê háúp thủ âỉåüc sỉû thay âäøi ạp sút (gim) hồûc nhiãût âäü (tàng) lm nh hỉåíng âãún toạn thu lỉûc v gáy sỉû giạn âoản chuøn âäüng ca cháút lng 3.9 - Sỉû trao âäøi nhiãût v khäúi lỉåüng Hiãûn tỉång ny âỉåüc xy åí mäi trỉåìng cháút lng åí trảng thại ténh láùn chuøn âäüng Nhiãût âỉåüc truưn qua cháút lng tn theo âënh lût Furiã Sỉû khuúch tạn khäúi lỉåümg tn theo dënh luáût Fêch Hãû säú dáùn nhiãût vaì hãû säú khuúch tạn phủ thüc vo nhiãût âäü [1] 3.10 - Cạc âải lỉåüng trảng thại ca cháút khê 3.10.1 - Phổồng trỗnh traỷng thaùi cuớa chỏỳt khờ - Thu khê k thût ỉïng dủng Hunh Vàn Hong Cạc thäng säú trảng thại ca cháút khê l tỉåíng cọ liãn quan chàût ch våïi phổồng trỗnh traỷng thaùi Clapeyrọn (1884) : p p.v = r.T hay = r.T (3.23) Phổồng trỗnh traỷng thại viãút cho m kg khäúi lỉåüng cháút khê : pV=mrT (3.24) m R.T n Trong âọ M l trng lỉåüng phán tỉí ca cháút khê , r hàịng säú cháút khê (våïi khäng khê r=287 J/kg/0K) R l hàịng säú täøng quạt ca cháút khê, ρ l khäúi lỉåüng riãng ca cháút khê , p l ạp sút ca chỏỳt khờ Phổồng trỗnh traỷng thaùi chố õổồỹc sổớ duỷng cháút khê åí trảng thại cán bàịng cho n=m/M mol cháút khê : pV = (3.25) 3.10.2 - Näüi màng, cäng thãø têch cháút khê Theo nguyãn lyï thæï nhỏỳt cuớa nhióỷt õọỹng hoỹc chỏỳt khờ thỗ nhióỷt truyóửn cho hóỷ mọỹt quaù trỗnh coù giaù trở bũng biãún thiãn näüi nàng ca hãû v cäng thãø têch hóỷ sinh quaù trỗnh : dq = du + da Trong âọ (3.26) q l nhiãût truưn cho hãû (J/kg) ; u l näüi nàng ca cháút khê (J/kg) ; a l cäng thãø têch ca cháút khê (J/kg) Näüi nàng âỉûåc xạc âënh theo thuút âäüng lỉûc hc phán tỉí., du = cv.dT Näüi nàng l hm trảng thại âån vë nãn cọ vi phán toaỡn phỏửn bồới vỗ õọỹ bióỳn thión cuớa noù khọng phuỷ thuọỹc vaỡo quaù trỗnh Cọng thóứ tờch õổồỹc sinh cháút khê bë tạc dủng båíi ạp suáút p laìm thay âäøi thãø têch cháút khê dv l da = p dv ; (åí âáy v l thãø têch riãng ) Âäü låïn ca cäng phủ thüc vaỡo quaù trỗnh laỡm thay õọứi traỷng thaùi chỏỳt khờ, nón cọng khọng phaới laỡ haỡm cuớa quaù trỗnh - Thu khê k thût ỉïng dủng Hunh Vàn Hong - 3.11 Cháút lng l tỉåíng Vëãc nghiãn cỉïu cháút lng âỉåüc bàõt âáưu tỉï cháút lng l tỉåíng, trãn cå såí âọ chụng ta måí räüng cho cháút lng thỉûc Cháút lng l tỉåíng cọ nhỉỵng cháút sau : - Khäng cọ nhåït - Di âäüng tuyãût âäúi - Hoaìn toaìn khäng chäúng âỉåüc lỉûc kẹo v lỉûc càõt Cháút lng åí trảng thại ténh hon ton tn theo cạc qui lût cán bàịng ca cháút lng l tỉåíng Vê dủ 1: Nỉåïc åí nhiãût däü 20oC chy qua äúng cọ tiãút diãûn thay âäøi Ngỉåìi ta làõp mäüt ạp kãú thy ngán nhổ hỗnh 3-5 õóứ õo õọỹ chónh aùp suỏỳt ồớ hai tiãút diãûn Hy âäü chãnh lãûch ạp sút ? Cho biãút ρo=13600 kh/m3 åí 0oC Hãû säú dn nåí ca thy ngán βt=1,815.10-4 âäü -1 v h1=350 mm ; h2=150 mm v ρn=1000 kg/m3 p1 p2 o nỉåïc 20 C h1 h2 Thuyớ ngỏn Hỗnh 3-5 Khọỳi lổồỹng riãng ca thy ngán åí 20oC l ρ tn = ρ o 1 + β t ∆t = 13600 = 13515 + 1,815.10 − 20 kg / m Tỉì âiãưu kiãûn cán bàịng hai nhạnh ạp kãú chỉỵ U ta cọ p1 + ρ n g (h1 − h2 ) = p + ρg (h1 − h2 ) Suy : - Thu khê k thût ỉïng dủng Hunh Vàn Hoaìng ∆p = p1 − p = g (h1 − h2 )( ρ − ρ tn ) = 9,81(0,350 − 0,150)(13515 − 1000) = 24554,43 Pa Vê duû : Tênh lỉåüng nỉåïc cáưn thiãút m båm phi cung cáúp âãø thỉí thy lỉûc âỉåìng äúng Âỉåìng kênh äúng d=350 mm ; äúng di l=50 m ; ạp sút thỉí p=5.106 Pa (ạp sút dỉ) ; mä âun ân häưi ca nỉåïc En=2.109 Pa Tỉì cäng thỉïc hãû säú nẹn ta âỉåüc lỉåüng nỉåïc cáưn phi cung cáúp âãø thỉí ạp lỉûc πd ‘ l p V ∆p ∆V = = En En π 0,3 = 50.5.10 2.10 = 8,83.10 −3 m3 - Thuyí khê k thût ỉïng dủng Hunh Vàn Hong - Chæång Ténh hc cháút lng 2.1- Khại niãûm cå bn Trong chỉång ny chụng ta nghiãn cỉïu âiãưu kiãûn cán bàịng ca cháút lng åí trảng thại ténh, qui lût phán bäú ạp sút v lỉûc cháút lng tạc dủng lãn váût tiãúp xục hay ngáûp cháút lng Trong ténh hc cháút lng chụng ta cọ thãø coi cháút loớng nhổ chỏỳt loớng lyù tổồớng vỗ aớnh hổồớng tờnh nhåït khäng thãø hiãûn Cáưn phán bëãt trảng thại ténh tuût âäúi v ténh tỉång âäúi Nãúu cháút lng khäng chuyãøn âäüng so våïi hãû toaû âäü gàõn våïi quaớ õỏỳt thỗ chỏỳt loớng ồớ traỷng thaùi tộnh tuyóỷt âäúi (vê dủ nỉåïc ao häư ) Trong tỉåìng håüp ny lỉûc khäúi chè l trng lỉûc Nãúu cháút lng chuøn âäüng so våïi hãû toả âäü tuût âäúi nhỉng giỉỵa chụng khäng cọ chuøn âäüng tỉång âäúi, nghộa laỡ chỏỳt loớng chuyóứn õọỹng lióửn mọỹt khọỳi thỗ gi âọ l ténh tỉång âäúi (xe chåí nỉåïc chuøn âäüng cọ gia täúc ) Lỉûc khäúi gäưm trng lỉûc v lỉûc quạn Hãû ta âäü nghiãn cỉïu cạc baỡi toaùn naỡy õổồỹc gừn vaỡo bỗnh chổùa chỏỳt loớng Ạp sút ténh ca cháút lng ỈÏng sút cháút lng ténh cọ lỉûc tạc dủng vo gi l ạp sút thy ténh Ạp sút thy ténh cọ cạc cháút : -Ạp sút ténh tạc dủng thúng goùc vaỡ hổồùng vaỡo mỷt tióỳp xuùc (hỗnh 4.1a) Tênh cháút ny âỉåüc suy tỉì âënh nghéa ạp suỏỳt: vỗ chỏỳt loớng ồớ traỷng thaùi cỏn bũng nón khäng cọ thnh pháưn ỉïng sút tiãúp tuún chäúng lải sỉû trỉåüt ca cạc pháưn tỉí lng våïi v cháút lng chè chëu lỉûc nẹn z C p0 ∇ p dz γ dx α py O dy β px p A B x a/ pz y b/ Hỗnh - - ... dn nåí ca thy ngán βt=1,815.1 0-4 âäü -1 vaì h1=350 mm ; h2=150 mm vaì ρn=1000 kg/m3 p1 p2 o nổồùc 20 C h1 h2 Thuyớ ngỏn Hỗnh 3-5 Khäúi lỉåüng riãng ca thy ngán åí 20 oC l ρ tn = ρ o 1 + β t ∆t... 60.10 -6 m2/s ; khäng khê = 14,9.10 -6 m2/s mäüt säú cháút loíng : (åí 20 oC) ; (åí 20 oC) ; (åí 18o C) ; (åí 18oC) ; (åí 30oC); - Thu khê... 1 = 1ϕ V2 h p α α (3 .22 ) Vê dủ :Trong khäng khê cọ 21 % Oxy v 79% Nitå T lãû häùn håüp ny l : ϕ = V0 0 ,21 = = 0 ,26 5 V n 0,79 Khi dổồỹc hỏỳp thuỷ nổồùc ồớ 0o C thỗ t lãû ny l : ϕ * = 0 ,21 .0,0489