Tong hop cau tra loi TN QTTB

Bài 1: NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 1) Hãy nêu đònh nghóa loại không khí ẩm? Các loại không khí ẩm: ♦ Không khí ẩm chưa bão hòa : loại không khí ẩm mà lượng nước chứa chưa đến mức tối đa Không khí ẩm chưa bão hòa có khả chứa thêm nước Trạng thái nước không khí ẩm chưa bão hòa nhiệt Phần áp suất nước không khí ẩm chưa bão hòa nhỏ áp suất bão hòa nước ứng với nhiệt độ không khí ẩm (Ph < Phs) ♦ Không khí ẩm bão hòa : không khí ẩm mà lượng nước chứa tới mức tối đa tức Gh = Ghmax Trong không khí ẩm bão hòa trạng thái nước bão hòa khô, phần áp suất nước không khí ẩm bão hòa áp suất bão hòa nước ứng với nhiệt độ không khí ẩm (Ph = Phs) ♦ Không khí ẩm bão hòa : loại không khí ẩm mà lượng nước chứa tới mức tối đa chứa thêm nước ngưng tụ Nếu nhiệt độ thấp oC có băng tuyết Trạng thái nước không khí ẩm bão hòa bão hòa ẩm 2) Nêu phương pháp chuyển đổi loại không khí ẩm? ♦ Không khí ẩm chưa bão hòa : Muốn chuyển thành không khí ẩm bão hòa ta thực cách sau: Làm lạnh không khí Phun ẩm vào không khí Muốn chuyển thành không khí ẩm bão hòa phải chuyển thành không khí ẩm bão hòa trước, sau từ không khí ẩm bão hòa chuyển thành không khí ẩm bão hòa ♦ Không khí ẩm bão hòa : Muốn chuyển thành không khí ẩm chưa bão hòa ta thực cách sau: Sấy nóng không khí Cho tiếp xúc với vật liệu có áp suất nước bề mặt vật liệu Pm < Ph Muốn chuyển thành không khí ẩm bão hòa ta thực cách phun ẩm vào không khí ♦ Không khí ẩm bão hòa : Thông thường không khí ẩm trạng thái bão hòa không bền tự động nhả ẩm để trở thành trạng thái bão hòa + + - + + - - 3) - - Hãy mô tả đồ thò không khí ẩm I – d Hàm ẩm d ghi trục hoành, đường d không đổi song song với trục tung, đồ thò (H.9.1/245) thường vẽ đường d không đổi trục d hợp với trục tung góc 135 ° không vẽ Trục tung biễu diễn enthapy I, đường I không đổi song song với trục d hợp với trục tung góc 135° Ngoài trục kể trên, đồ thò ghi thêm đường nhiệt độ không đổi, đường độ ẩm tương đối không đổi đường áp suất riêng phần nước hỗn hợp không khí ẩm 4) Hãy nêu ứng dụng lónh vực không khí ẩm công nghiệp đời sống hàng ngày ♦ Trong công nghiệp : không khí ẩm sử dụng làm tác nhân sấy ♦ Trong đời sống hàng ngày : không khí ẩm giúp phơi khô quần áo hay sản phâm rau 5) Thế nhiệt độ bầu khô nhiệt độ bầu ướt? ♦ Nhiệt độ bầu khô: nhiệt độ hỗn hợp khí xác đònh nhiệt kế thông thường Nhiệt độ bầu khô nhiệt độ tác nhân sấy bầu thủy ngân tiếp xúc trực tiếp với tác nhân sấy ♦ Nhiệt độ bầu ướt: nhiệt độ ổn đònh đạt lượng nhỏ nước bốc vào hỗn hợp khí chưa bão hòa nước điều kiện đoạn nhiệt Nhiệt độ bầu ướt thông số đặc trưng khả cấp nhiệt không khí để làm bay nước từ vật liệu ẩm không khí bão hòa nước t giúp để chọn nhiêt độ sấy thích hợp Nhiệt độ giới hạn vật liệu phải lớn nhiệt độ tư 6) Nêu nguyên lý hoạt động nhiệt kế bầu ướt Nhiệt độ bầu ướt đo nhiệt kế thông thường có bọc vải ướt bầu thủy ngân Cho nước vào cốc bọc đầu thủy ngân, nước bốc đoạn nhiệt không khí ẩm thu nhiệt làm nhiệt độ không khí giảm, chờ nhiệt độ không thay đổi nhiệt độ nhiệt độ bầu ướt Do phải thường xuyên theo dõi để thêm nước vào cốc 7) Nêu cách xác đònh độ ẩm tương đối không khí xác đònh nhiệt độ bầu khô nhiệt độ bầu ướt? I ϕ ts Làm lạnh t < ts 10) - - d Làm lạnh không khí t ↑ ↓ ↓ d const const ↓ I ↑ ↓ ↓ bh nhiệt ϕ=1 d Sấy nóng không khí C ϕ=1 d Phun ẩm vào không khí Ph const const ↓ ϕ ↓ ↑ const = ts const const ↓ tư ↑ ↓ ↓ Lưu lượng khối lượng lưu lượng thể tích không khí ẩm thay đổi qua dàn lạnh, dàn sấy nóng qua vòi phun nước ống khí động? ♦ Khi qua dàn lạnh: Lưu lượng khối lượng giảm (do phần nước bò ngưng tụ lại) Lưu lượng thể tích giảm không đáng kể (vì V = m/ρ Mà nhiệt độ giảm ρ tăng) ♦ Khi qua dàn sấy nóng: Lưu lượng khối lượng không đổi (do d = const) Lưu lượng thể tích tăng không đáng kể ♦ Khi qua vòi phun nước: Lưu lượng khối lượng tăng (do không khí hút ẩm) Lưu lượng thể tích không đổi 11) Hơi nước bão hòa nước nhiệt gì? Cho ví dụ ♦ Hơi nước bão hòa : Khi chất lỏng bay nhiệt độ sôi tạo nên áp suất bề mặt chất lỏng, áp suất tăng dần giá trò xác đònh P bh Lúc có cân động: lỏng bốc có nhiêu lỏng ngưng tụ.Ta nói: nước đạt trạng thái bão hoà ♦ Hơi nhiệt : nước bão hòa gia nhiệt làm tăng nhiệt độ áp suất không đổi 12) Trong công nghiệp, sử dụng nước từ lò người ta sử dụng nước bão hòa hay nước nhiệt, sao? Trong công nghiệp , sử dụng nước từ lò người ta sử dụng bão hòa Vì sử dụng nhiệt tốn nhiệt lượng để gia nhiệt cho bão hòa, nhiệt tạo thành thường không bền có xu hướng trở trạng thái bão hòa 13) Công thức (2), (5) sử dụng thí nghiệm dựa vào nguyên tắc nào? Hãy giải thích? Công thức (2): Qo = Gkk.(i1 – i2) Công thức (5): Q = G’kk.(i3 – i2) Công thức (2) (5) đước thiết lập dựa nguyên tắc cân nhiệt Nghóa là: ♦ (2): Nhiệt lượng không khí thải nhiệt lượng mà dàn lạnh nhận ♦ (5): Nhiệt lượng mà không khí nhận nhiệt lượng thiết bò sấy cung cấp 14) Nêu cách nạp nước vào nồi thí nghiệm hệ thống chưa vận hành hệ thống hoạt động ♦ Khi hệ thống chưa vận hành : đóng mở van thông nồi bình chứa nước để cấp thêm nước cho nồi Mực nước cấp ngang với nhiệt kế bão hòa ♦ Khi hệ thống hoạt động : nồi thiếu nước ta phải tắt điện trở, chờ cho áp suất nồi trở mở van thông nồi bình chứa nước để cấp thêm nước cho nồi Vì ta mở van ngay, áp suất nồi lớn, đẩy cột nước bình chứa nước vọt lên Bài 3: NGHIỀN – RÂY – TRỘN - - - • 1.Mục đích thí nghiệm nghiền Nghiền trình vật liệu rắn cắt làm vỡ thành hạt nhỏ Trong công nghiệp vật liệu đập nghiền nhiều phương pháp khác nhằm mục đích khác nhau: thuận tiện cho trình xử lý quặng; hóa chất, ngũ cốc nghiền thành bột; tăng hoạt tính phản ứng chất rắn; giúp phân tách tạp chất phương pháp học; giảm khối lượng riêng xốp để vận chuyển dễ dàng Trong thí nghiệm này, nghiềm loại vật liệu, dựa vào kết rây xác đònh phân phối kích thước vật liệu sau nghiền, công suất tiêu thụ & hiệu suất máy nghiền 2.Nguyên tắc hoạt động máy nghiền búa Vật liệu máy nghiền búa nghiền nhỏ va đập búa vào vật liệu chà xát vật liệu búa thành máy Các hạt vật liệu sau nghiền có kích thước nhỏ lỗ lưới lọt ngoài, hạt có kích thước lớn lỗ lưới tiếp tục nghiền 3.Phân loại máy nghiền, máy nghiền búa Phân loại máy nghiền: + Máy nghiền thô trung bình: • • • - - Máy nghiền má đập Máy nghiền nón Máy nghiền trục Máy nghiền búa Máy nghiền + Máy nghiền mòn: Máy nghiền chậu lăn Máy nghiền bi Phân loại máy nghiền búa: Máy nghiền búa nghiền thô trung bình có má nghiền phụ Máy nghiền búa nghiền thô trung bình có lưới thay đổi Máy nghiền mòn loại búa đúc nạp liệu chiều trục Máy nghiền búa chữ nhật có lưới sàng lắp phía đầu búa Máy nghiền búa chữ nhật có lưới sàng lắp hai bên búa 4.Tiến trình thí nghiệm Cân mẫu vật liệu gạo đem nghiền: Mẫu 1: 100g Mẫu 2: 200g Bật công tắc máy nghiền cho chạy không tải -> đo cường độ dòng điện lúc không tải Cho gạo vào máy, bật công tắc vít tải nhập liệu, bấm kế -> đo cường độ dòng điện có tải cực đại Khi cường độ dòng điện trở lại giá trò không tải -> bấm kế để xác đònh thời gian nghiền Tháo sản phẩm khỏi máy nghiền 5.Các thông số cần đo thí nghiệm nghiền Khối lượng mẫu vật liệu (gạo) Thời gian nghiền Cường độ dòng điện lúc có tải lúc không tải 6.Cách tính công suất nghiền Xác đònh kích thước trung bình vật liệu trước nghiền Dp1, mm Xây dựng giản đồ log∆Φn theo logDpn, từ xác đònh kích thước hạt vật liệu sau nghiền D p2, mm Xác đònh khối lượng vật liệu đem nghiền, Đo thời gian nghiền, phút Từ tính công suất nghiền theo công thức: 1 P = 19Wi ( D - D )T p2 p1 Trong đó: Wi: số công tức lượng cần thiết nghiền từ kích thước lớn đến 100 µm, kWh/ nguyên liệu Wi đề cho tra bảng 3.2 sách “Cơ học vật liệu rời” trang 90 Dp1, Dp2 : kích thước nguyên liệu sản phẩm, mm T: suất nghiền, tấn/phút 7.Ý nghóa hiệu suất nghiền P - Công thức: H = x100% P' - - - - Trong đó: P : Công suất nghiền, kW P’ : Công suất tiêu thụ cho động máy nghiền, kW Vậy: hiệu suất nghiền cho biết tỷ lệ phần lượng sử dụng để nghiền ( hữu ích ) so với lượng tiêu thụ cho động máy nghiền 8.Các yếu tố ảnh hưởng đến công suất hiệu suất nghiền a/ Công suất: Kích thước vật liệu trước sau nghiền D p1 , Dp2 ( hay nói cách khác yêu cầu trình nghiền) Chỉ số công Wi, mà Wi phụ thuộc vào loại máy nghiền loại vật liệu nghiền Năng suất máy nghiền T b/ Hiệu suất: Công suất P (tức phụ thuộc yếu tố trên) Công suất tiêu thụ cho động máy nghiền P ’= UIcosϕ (tức phụ thuộc vào hiệu điện máy nghiền, cường độ dòng điện hệ số công suất) 9.Ý nghóa số công Chỉ số công phụ thuộc điều kiện Chỉ số công Wi lượng lượng cần thiết, kW.h/tấn vật liệu nghiền, để nghiền vật liệu có kích thước ban đầu lớn đến sản phẩm có 80% lọt qua rây 100 micron Ý nghóa: số công giúp xác đònh công suất để nghiền vật liệu từ kích thước D đến d Chỉ số công phụ thuộc vào loại máy nghiền (các máy khác loại có W i xấp xỉ nhau) vật liệu nghiền (các vật liệu khác có Wi khác nhau) 10.Phát biểu đònh luật Bond, Rittinger Kick  ĐỊNH LUẬT BOND : Công cần thiết để tạo nên hạt có đường kính D từ cục vật liệu ban 6λ đầu lớn tỉ lệ với bậc hai tỉ số diện tích bề mặt – thể tích sản phẩm, S/V = Như D vậy: K E= b D ⇒ Năng lượng chi phí cho trình nghiền để nghiền vật liệu có kích thước ban đầu D thành sản phẩm có kích thước d là:  1  E = K b  −  D  d N Với: E = G N: công suất tiêu thụ, kW G: suất, tấn/h Kb = 18,97Wi Dùng cho nghiền trung bình mòn  ĐỊNH LUẬT RITTINGER : Công dùng cho trình nghiền tỉ lệ thuận với diện tích bề mặt tạo thành sản phẩm nghiền: 1  E = Kr −  d D Thích hợp cho nghiền mòn đặc biệt máy nghiền bi  ĐỊNH LUẬT KICK :Công cần thiết để nghiền lượng vật liệu cho trước không đổi ứng với mức độ nghiền, bất chấp kích thước ban đầu vật liệu E = K k lg i Trong i mức độ nghiền Kk số ⇒ Năng lượng chi phí cho trình nghiền tỉ lệ nghòch với giảm thể tích bề mặt vật liệu D E = K k ln d - Dùng trường hợp đập nghiền thô nghiền mòn va đập 11.Cách tính đường kính tương đương - Hình dạng hạt vật liệu rời biểu diễn đại lượng gọi thừa số hình dạng λ độc lập với kích thước hạt Thừa số λ liên hệ đến kích thước đònh nghóa hạt sau: Đặt chiều dài kích thước chọn tương đối D, gọi đường kính hạt Như với hình khối D cạnh hình cầu D đường kính, thể tích diện tích bề mặt hình khối D3 6D2, hình cầu (π/6) D3 πD2 Với hai hình tỉ số diện tích bề mặt thể tích 6/D - Thể tích hạt có hình dạng là: V = aD3 Và diện tích bề mặt là: S = 6bD2 Với a b số hình học tùy thuộc vào hình dạng hạt V D D = = ⇒ Tỉ số thể tích diện tích bề mặt là: S 6( b / a) 6λ Thừa số hình dạng: λ = b/a - Đường kính tương đương đường kính hạt hình cầu có tỉ số V/S D ⇒ Đường kính tương đương: D tđ = λ 12.Nêu tiến trình thí nghiệm rây  Thí nghiệm xác đònh hiệu suất rây: - Lấy ½ sản phẩm sau nghiền đem rây để xác đònh hiệu suất rây có kích thước 0,25mm - Rây lần, lần phút, cân lượng vật liệu lọt qua rây  Thí nghiệm xác đònh phân bố kích thước vật liệu sau nghiền: - Lấy ½ sản phẩm lại đem rây 20 phút, cân lượng vật liệu tích lũy rây 13.Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất rây  Độ ẩm vật liệu rây: - Độ ẩm vật liệu rây ảnh hưởng lớn đến trình rây Khi vật liệu chuyển động bề mặt rây, hạt vật liệu va chạm vào nhau, chúng có độ ẩm cao chúng dễ dính vào làm tăng kích thước hạt không lọt qua rây Mặt khác, vật liệu ẩm dễ kết dính vào lỗ lưới, gây bít lỗ lưới rây Độ ẩm lý tưởng vật liệu để hiệu suất rây đạt cao 5%  Bề dày lớp vật liệu bề mặt rây: - Chiều dày lớp vật liệu bề mặt rây ảnh hưởng đến hiệu suất rây Nếu lớp vật liệu dày lớp vật liệu nằm bề mặt khó xuống phía để tiếp xúc với bề mặt lưới rây lọt qua rây Có thể chọn chiều dày lớp vật liệu rây phụ thuộc vào kích thước vật liệu Khi d < 5mm bề dày lớp vật liệu h = (10 ÷ 15)d Khi d = (5 ÷ 50)mm h = (5 ÷ 10)d Khi d > 50mm h = (3 ÷ 5)d  Kích thước vật liệu rây: - Khi vật liệu chuyển động bề mặt lưới rây, có số hạt vật liệu nằm lọt lỗ lưới rây Để chúng không bít lỗ rây chuyển động cần phải tác dụng vào hạt vật liệu lực có giá trò thích hợp  Bề mặt tự rây: tổng diện tích lỗ rây bề mặt rây  Kích thước mặt rây 14.Nêu phương pháp phân tích rây để xác đònh kích thước hạt - Đem rây vật liệu 20 phút, cân lượng vật liệu tích lũy rây - Xây dựng giản đồ: log∆φn = (b+1)logDpn + logK’ Từ xác đònh K’ b 15.Cách tính hiệu suất rây J E= × 100 Fa F: khối lượng vật liệu ban đầu cho vào rây, g J: khối lượng vật liệu rây, g a: tỉ số hạt lọt qua rây, %  Tích số F.a thí nghiệm xác đònh sau: - Đem rây khối lượng F vật liệu, khảo sát xác đònh J Lấy vật liệu lại rây (F – J1) rây lại xác đònh J2, tiếp tục lấy vật liệu rây F – (J1 + J2) rây lại lần - Tổng số J1 + J2 + J3 + … tiệm cận đến F.a - Hiệu suất rây 100% J1 = F.a 16.Mục đích thí nghiệm rây trình rây  Mục đích thí nghiệm rây: để xác đònh hiệu suất rây, xây dựng giản đồ phân phối tích lũy vật liệu sau nghiền, từ xác đònh kích thước vật liệu sau nghiền  Mục đích trình rây: tạo phần hạt có kích thước đồng để dễ gia công, dễ chế biến 17.Ứng dụng trình trộn vật liệu - Tạo hỗn hợp đồng từ thành phần rắn (hay lỏng) khác tác dụng lực học VD : sản xuất thức ăn gia súc, xi măng, phân bón, mỹ phẩm, thực phẩm đóng hộp … - Giúp tăng cường trình truyền nhiệt hay phản ứng chất rắn chất khí VD : trình sấy, đốt quặng, polymer hoá chất dẻo, sản xuất chất xúc tác… - Tạo lớp áo quanh vật liệu rời VD : sản xuất phẩm màu, thuốc nhuộm, dược phẩm, kẹo 18.Các tính chất ảnh hưởng đến trình trộn - Sự phân phối cỡ hạt : Sự phân phối rộng cỡ hạt ạnh hưởng xấu đến tình trộn - Khối lượng riêng xốp : Khối lượng riêng xốp thay đổi trình trộn, thay giảm bọng khí khối hạt tăng rung động hoặcnén học - Khối lượng riêng vật liệu: Vật liệu đem trộn có khối lượng riêng khác ảnh hưởng xấu đến trình trộn - Hình dạng hạt: có dạng phiến, hình trứng, khối lập phương, cầu, dóa, thanh, sợi, tinh thể dạng -Đặc trưng bề mặt: bao gồm diện tích bề mặt khuynh hướng tích điện Lực tónh điện có ảnh hưởng xấu tới trình trộn - Đặc tính lưu chuyển: góc nghiêng tự nhiên khả lưu chuyển Góc nghiêng tự nhiên lớn cho thấy khả lưu chuyển thấp - Tính dễ vỡ: tính dễ vỡ vụn vật liệu trình sử dụng Nếu vật liệu cần trộn mà không nghiền tính chất ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm trộn Ngoài tính chất mài mòn cùa vật liệu vật liệu khác có ảnh hưởng tương tự - Tính kết dính: Các hạt loại có khuynh hướng kết dính lại với cản trở trình trộn - Độ ẩm vật liệu: thường lượng nhỏ chất lỏng thêm vào để giảm bụi đáp ứng nhu cầu đặc biệt Hỗn hợp dạng trạng thái khô dạng nhão - Khối lượng riêng: độ nhớt sức căng bề mặt chất lỏng thêm vào nhiệt độ làm việc - Nhiệt độ giới hạn vật liệu: phải ý đến biến đổi nhiệt độ xảy -> Trước chọn lựa máy trộn cần xem xét kỹ tính chất vật liệu đem trộn 19.Các trình xảy máy trộn (cơ chế trình trộn) - Tạo lớp trượt với theo mặt phẳng trộn cắt - Chuyển dòch nhóm hạt từ vò trí đến vò trí khác - trộn đối lưu - Thay đổi vò trí hạt riêng rẽ – trộn khuếch tán - Phân tán phân tử va dập vào thành thiết bò – trộn va đập - Biến dạng nghiền nhỏ phận - trộn nghiền Những chế trộn xảy riêng rẽ hay đồng thời với mức dộ khác tuỳ thuộc vào loại máy trộn vật liệu trộn 20.Giải thích đồng giảm dần trộn lâu Trong trình trộn có lực chống lại trình trộn, thường lực tónh điện, luôn diện trình trộn bột khô có ảnh hưởng đáng kể Các trình có khuynh hướng chống lại trình trộn hoàn toàn, thời gian trộn lâu → qúa trình trộn ngược lại, vật liệu có khuynh hướng tách rời vật liệu loại kết dính lại → đồng giảm 21.Ý nghóa cách lấy mẫu trộn Ta phải lấy mẫu vò trí khác thời điểm khác để đảm bảo khảo sát hết khối vật liệu vò trí khác máy đảm bảo cho mẫu lấy có tính đặc trưng 22.Phân loại máy trộn - Loại máy trộn thùng quay - Loại máy trộn cánh - Loại máy trộn vít tải 23.Tiến trình thí nghiệm trộn Cân 1,5 kg đậu xanh kg đậu nành Cho vật liệu vào máy trộn, khởi động máy trộn, bấm kế xác đònh thời gian trộn Dừng máy thời điểm 5” , 15”, 30”, 60”, 120”, 300” lấy mẫu Lấy mẫu (8 mẫu) điểm theo sơ đồ, đếm số hạt đậu xanh hạt đậu nành có mẫu Sơ đồ lấy mẫu : 24 Cách tính số trộn Chỉ số trộn: σ Is = e s Với σ e : độ lệch chuẩn lý thuyết C AC B n C A C B ( N − 1) ⇒ Is = n.∑ (C A − C iA ) σe = n : số hạt trường hợp trộn vật liệu rời 25 Đánh giá sai số thí nghiệm trộn Giá trò sai biệt bình phương trung bình hỗn hợp thực là: N sA = ∑ (C i =1 A N −1 N sB = − C iA ) ∑ (C i =1 B − C iB ) N −1 Với CA, CB thành phần chất A, B hỗn hợp, ta thấy s A, sB nhỏ hỗn hợp gần với hỗn hợp lý tưởng; sA sB phụ thuộc vào nhiều yếu tố đònh thời gian trộn Bài 4: SẤY ĐỐI LƯU Đònh nghóa trình sấy đối lưu Sấy đối lưu trình tách ẩm khỏi vật liệu cách cấp nhiệt cho ẩm bay Trong đó, hai trình truyền nhiệt truyền ẩm thực phương pháp đối lưu Thế truyền nhiệt truyền ẩm phương pháp đối lưu ? Truyền nhiệt đối lưu Truyền ẩm đối lưu Sự chuyển động lưu chất chênh lệch Sự chuyển động lưu chất chênh lệch mật độ (khối lượng riêng) vùng có vầ độ ẩm nhiệt độ khác Kể tên phương pháp sấy học ? Dựa vào yếu tố mà phân biệt phương pháp sấy ? Tùy theo phương pháp cấp nhiệt cho trình sấy mà phân chia: - Cấp nhiệt đối lưu nhiệt: sấy đối lưu - Cấp nhiệt dẫn nhiệt: sấy tiếp xúc Ví dụ: sấy giấy,… 10 Liên kết hóa học Liên kết hấp phụ Liên kết hóa lý Liên kết mao dẫn Liên kết thẩm thấu Liên kết lý - Là liên kết ẩm với vật liệu - Đây liên kết bền, không dạng OH- tinh thể ngậm nước thể tách sấy Muốn Ví dụ: CaSO4.2H2O, SiO2.7H2O,… tách ẩm phải dùng phương pháp hóa học nung chảy Ví dụ: dùng H2SO4đđ để hút, … - Do lực hấp phụ, lực điện trường, lực từ - Quá trình sấy tách trường,… tạo nên lớp đơn phân tử bề phần ẩm mặt vật liệu, tạo thành lớp đa phân tử, có liên kết yếu hơn, cuối chúng gần đến trạng thái ẩm tự - Do lực mao dẫn giữ mao - Liên kết liên quản nhỏ lỗ xốp nhỏ lớp kết yếu tách ẩm sấy - Dạng liên kết tồn - Quá trình sấy để tách ẩm dung dòch từ dung dòch khó tách - Do áp suất thẩm thấu làm cho áp suất ẩm từ dung môi nguyên bề mặt dung dòch nhỏ áp chất suất dung môi nguyên chất - Ẩm nằm tự bề mặt - Liên kết liên kết lỗ xốp mao quản lớn yếu, tách sấy, chí phương pháp học 19 Nêu ngắn tiến hành thí nghiệm? Thí nghiệm chế độ? Mỗi chế độ đo thông số nào? Tại sao?  Tiến hành thí nghiệm:  Quan sát hệ thống nắm chi tiết thiết bò sấy  Chuẩn bò thí nghiệm: Xác đònh khối lượng khô ban đầu (Go) sấp giấy lọc  Làm ẩm giấy lọc  Kiểm tra hệ thống  Khởi động hệ thống: khởi động quạt, calorife, cài đặt nhiệt độ cho calorife  Tiến hành chế độ thí nghiệm, đo số liệu  Các chế độ thí nghiệm: chế độ sấy 50oC, 60oC, 70oC  Các số liệu cần đo chế độ thí nghiệm : khối lượng, nhiệt độ bầu khô – bầu ướt thời gian 20 Quá trình sấy kết thúc nào? Cách nhận biết? Quá trình sấy kết thúc giá trò khối lượng vật liệu không đổi vòng 15 phút ( kim cân không dao dộng ) 21 Nêu mối quan hệ thông số sấy? Các thông số sấy bao gồm thông số vật liệu sấy thông số tác nhân sấy 15  Các thông số vật liệu sấy : thời gian sấy, nhiệt độ, độ ẩm khối lượng vật liệu sấy Trong đó, quan hệ độ ẩm khối lượng vật liệu sấy quan hệ tuyến tính tỷ lệ thuận Còn mối quan hệ thời gain sấy, nhiệt độ độ ẩm biểu diễn Hình  Các thông số tác nhân sấy: độ ẩm tương đối ϕ, hàm ẩm x, nhiệt hàm H, nhiệt độ bầu khô tk, nhiệt độ bầu ướt tư, sấy ε, nhiệt độ điểm sương tS Ngoài có thông số thời gian sấy Khi thời gian sấy tăng thì: ϕ↑, x↑, H↓, tk↓, tư↓, ε↓, tS↑ 22 Vật liệu sấy thí nghiệm gì? Tại không dùng loại vật liệu khác gỗ, cát, giấy cacton,…? Vật liệu sấy thí nghiệm giấy lọc Ta dùng loại vật liệu vì: - Đây vật liệu dạng mỏng, xốp ⇒ đường cong tốc độ sấy đường thẳng ⇒ dễ dàng tính thời gian sấy (như công thức nêu ra) - Thời gian sấy vật liệu ngắn, phù hợp với thời gian làm thí nghiệm có hạn 23 Trong thí nghiệm tính toán xử lý kết thu được, thường mắc phải sai số nào? Các phương pháp để tính sai số thí nghiệm này?  Trong thí nghiệm: - Phơi giấy lọc: phơi giấy lọc bên phải chờ hết nhiễu nước bắt đầu chế độ thí nghiệm để xác đònh G1 xác - Cách đặt giấy lọc lên lưới sấy: phải theo chiều nếp gấp giấy lọc từ trái sang phải, tức theo chiều tác nhân phải đặt cách phẳng phiu không xếp góc Không đặt ngược lại, dòng tác nhân thổi qua bung giấy lọc (do giấy lọc gấp đôi), thay đổi bề mặt bốc hơi, dẫn đến thông số sấy thay đổi cuối gây sai số thí nghiệm - Hoạt động điều nhiệt: theo dõi hoạt động điều nhiệt để xem có xác giá trò nhiệt độ cài đặt hay không Trường hợp chế độ sấy nhiệt độ cao mà nhiệt độ calorife không đạt giá trò cài đặt phải khép bớt cửa dòng khí (chỉ khép bớt không đóng kín) - Bầu nước: châm nước liên tục vào bầu nước để đo nhiệt độ bầu ướt - Quạt: không mở quạt trần thí nghiệm làm kim cân dao động - Đọc giá trò đo : sai số trình đọc giá trò khối lượng nhiệt độ không xác  Trong tính toán xử lý kết thu được: - Sai số thực nghiệm dựng đường cong sấy đường cong tốc độ sấy - Sai số tính toán thông số “Bảng 4” 24 Để xử lý số liệu thí nghiệm tương đối xác, nên dùng phương pháp để giảm sai số? Dùng phương pháp “Bình phương cực tiểu” 25 Các thông số tính toán thí nghiệm tính theo lý thuyết hay thực nghiệm? Được tính theo lý thuyết 26 Tại nói sấy đặc trưng cho động lực trình sấy? Động lực trình sấy: chênh lệch áp suất áp suất nước (ẩm) bề mặt vật liệu (Pm) áp suất riêng phần nước không khí ẩm (Ph) Thế sấy: chênh lệch nhiệt độ nhiệt độ bầu khô nhiệt độ bầu ướt Mà chênh lệch áp suất tăng chênh lệch nhiệt độ tăng Cho nên sấy đặc trưng cho động lực trình sấy 27 Tại gọi trình sấy sấy đối lưu? Đặc trưng nhận biết Ta gọi trình sấy sấy đối lưu ta cấp nhiệt đối lưu nhiệt 16 Đặc trưng nhận biết: có calorife để làm nóng tác nhân sấy Bài 5: ĐỐI LƯU NHIỆT 1) Phân biệt dòng lưu chất chuyển động tự nhiên (đối lưu tự nhiên) chuyển động cưỡng (đối lưu cưỡng bức)? Đối lưu tự nhiên Đối lưu cưỡng Gr Phân biệt dựa theo giá trò tỷ số Re 2,5 Gr Gr -2 ≤ 10-3 ,5 ≥ 10 Re Re 2,5 2) Bản chất trao đổi nhiệt đối lưu Phân biệt đối lưu tự nhiên với đối lưu cưỡng Cho ví dụ minh họa Bản chất trao đổi nhiệt đối lưu: trao đổi nhiệt kèm với chuyển động dòng lưu chất Đối lưu tự nhiên Sự chuyển động lưu chất chênh lệch nhiệt độ 3) Đối lưu cưỡng Sự chuyển động lưu chất chủ yếu tác động yếu tố khác nhiệt độ như: chênh lệch áp suất thủy tónh, tác động học, … VD: đun nước, dàn ống lạnh, tượng VD: cấp nhiệt dòng lưu chất gió gió mùa, gió núi, gió biển, đốt cỏ chuyển động dọc theo tường phẳng, khô… cấp nhiệt khuấy chất lỏng cánh khuấy,… Giải thích ý nghóa hệ số dẫn nhiệt (λ), hệ số cấp nhiệt (α) hệ số truyền nhiệt (K) Ý nghóa hệ số dẫn nhiệt (λ) : đặc trưng cho dẫn nhiệt vật liệu Ý nghóa hệ số cấp nhiệt (α) : đặc trưng cho cấp nhiệt từ bên vào dòng lưu chất hay từ dòng lưu chất bên - Ý nghóa hệ số truyền nhiệt (K) : đặc trưng cho trình truyền nhiệt mà ta xét 4) Chuẩn số Grasshof (Gr) chuẩn số đồng dạng đặc trưng cho đối lưu nhiệt tự nhiên hay đối lưu nhiệt cưỡng bức? Nêu ý nghóa vật lý chuẩn số Gr? - Chuẩn số Gr chuẩn số đồng dạng đặc trưng cho đối lưu nhiệt tự nhiên dòng không đẳng nhiệt lực nâng gl Gr = Ga.β∆t = β∆t = lực nội ma sát ν - 17 - 5) Đặc trưng cho tác dụng tương hỗ lực ma sát phân tử lực nâng chênh lệch khối lượng riêng điểm có nhiệt độ khác dòng Cho biết ý nghóa vật lý chuẩn số đồng dạng sau đây: Re, Pr, Ga, K, Nu? CHUẨN SỐ Chuẩn số Reynolds Chuẩn số Prandtl Chuẩn số Galiley CÔNG THỨC ω Re = ν ν Pr = a Ga = Re gl = Fr ν r K= c∆t Ý NGHĨA VẬT LÝ Đặc trưng cho chế độ chảy dòng lưu chất Đặc trưng cho tính chất vật lý dòng chất tải nhiệt Đặc trưng cho tương quan lực ma sát phân tử trọng lực dòng Chuẩn số Đặc trưng cho trình truyền nhiệt chất chuyển pha chuyển pha nhiệt độ bão hòa Kutalelagze αl Chuẩn số cấp Đặc trưng cho cường độ cấp nhiệt biên giới tiếp xúc Nu = λ nhiệt Nusselt dòng chất tải nhiệt bề mặt cấp nhiệt 6) Trong thí nghiệm, cho biết trình trao đổi nhiệt trình đối lưu nhiệt cho biết khác biệt dạng đối lưu nhiệt đó? Đó trình truyền nhiệt nước bão hoà ngưng tụ bề mặt ống đứng với dòng nước lạnh chảy ống gồm : Hơi nước bão hoà ngưng tụ bề mặt ống đứng : trao đổi nhiệt đối lưu trường hợp có biến đổi pha - Dòng nước lạnh chảy ống : trao đổi nhiệt đối lưu dòng lưu chất biến đổi pha 7) Nusselt thiết lập công thức tính hệ số cấp nhiệt α (công thức 16) với giả thiết trình trao đổi nhiệt đối lưu môi trường tinh khiết ngưng tụ? • Nusselt dựa giả thiết: - Chất ngưng tụ chảy màng - Ngưng tụ tinh khiết bề mặt ống đứng 4G Re = • < 2000 πdnµ 8) Cho biết chức của: bình chứa, nồi hơi, buồng trao đổi nhiệt bình chảy tràn? Bình chứa: chứa nước khí nén → cấp nước cho nồi - - Nồi hơi: gia nhiệt cho nước bốc gia nhiệt cho nước Buồng trao đổi nhiệt: nơi xảy trình trao đổi nhiệt đối lưu dòng dòng nước lạnh giúp ngưng tụ nước Bình chảy tràn: có tác dụng cung cấp lưu lượng nước ổn đònh chảy ống 9) Anh chò hiểu vò trí chảy tràn mức “0, ¼, ½, ¾, 1, ¼,1 ½”? Những số có ý nghóa gì? 18 • • Mức “0, ¼, ½, ¾, 1, ¼,1 ½” khoảng cách tính theo inches mực nước bình chảy tràn so với vò trí cao ống dẫn nước lạnh bình trao đổi nhiệt vò trí “0”: đối lưu nhiệt tự nhiên vò trí ¼, ½, ¾, 1, ¼,1 ½: đối lưu nhiệt cưỡng 10) Theo anh chò, trước thí nghiệm, chảy tràn để vò trí “0” cấp đủ nước cho bình chảy tràn nước có chảy ống đứng thoát không? Hãy phán đoán xem tiến hành thí nghiêm với chảy tràn vò trí “0” nước ống đứng có chảy không? Tại sao? - Trước thí nghiệm, chảy tràn để vò trí “0” cấp đủ nước cho bình chảy tràn nước không chảy ống đứng thoát lúc mực nước bình chảy tràn với vò trí cao ống ⇒ ∆P = ⇒ nước chảy chênh lệch áp suất - Khi tiến hành thí nghiêm với chảy tràn vò trí “0” nước ống đứng có chảy ta dùng nước để cấp nhiệt làm cho dòng lạnh bò nóng lên → có đối lưu nhiệt tự nhiên 11) Trong thí nghiệm, dòng lưu chất chảy ống dòng lưu chất chảy ống truyền nhiệt? Khi thí nghiệm, tượng xảy bề mặt ống đặt buồng ống trao đổi nhiệt? Dòng nước lạnh chảy ống dòng nóng chảy phía ống Khi thí nghiệm, phía bề mặt ống có giọt nước ngưng tụ; xuống phía ống nước ngưng tụ nhiều chảy thành màng mỏng 12) Khi thí nghiệm, áp suất buồng trao đổi nhiệt vào khoảng bao nhiêu? Tại biết? p suất buồng trao đổi nhiệt tương ứng với áp suất bão hòa nước ngưng tụ, tương ứng với nhiệt độ ngưng tụ nước đo 13) Hãy rõ đường dòng nước lạnh Hãy đặt ống nghiệm để đo lượng nước đó? Dòng nước lạnh từ bơm → bình chảy tràn → vò trí chảy tràn → phía ống trao đổi nhiệt → phía ống trao đổi nhiệt → theo đường ống dẫn đến phễu, qua van đổ vào bình đo Do đó, ta đặt bình đo lượng nước cuối van 14) Hãy rõ đường cấp vào buồng trao đổi nhiệt Hãûy đặt ống nghiệm vào vò trí để đo lượng nước ngưng tụ chảy ra? Dòng cấp cung cấp từ nồi theo đường ống qua van van vào buồng ống Nhờ lớp lưới giúp tỏa khắp bề mặt đáy lên phía buồng ống Sau vào lớp lưới bao xung quanh ống trao đổi nhiệt bắt đầu ngưng tụ thành nước chảy ngược xuống Nước ngưng tụ theo đường ống khác chảy vào bình đo Lượng nước ngưng tụ phía bên lưới thải bỏ qua van xả S Còn lượng nước lại ống chảy vào bình đo thải bỏ qua van S2 tiến hành thí nghiệm 15) Hãy giải thích lý bố trí ống cấp vào buồng trao đổi nhiệt thiết bò thí nghiệm? Từ nồi hơi, ống cấp chia thành hai nhánh, nhánh cung cấp vào buồng trao đổi nhiệt qua van 7, ống lại dùng để xả hết ngừng thí nghiệm qua van S Van dùng để điều chỉnh lượng vào buồng trao đổi nhiệt Phần ống cấp buồng trao đổi 19 nhiệt có đầu ngập vào lớp lưới, có tác dung làm cho dòng phân phối từ lên buồng trao đổi nhiệt Khi ngừng thí nghiệm, lượng buồng trao đổi nhiệt thải bỏ qua van S3 16) Hãy cho biết qui trình cấp nước vào ống thí nghiệm? Nước từ bơm cung cấp cho bình chảy tràn qua van V1 Ta điều chỉnh vò trí chảy tràn cho thích hợp Khi mực nước bình vượt qua chảy tràn nước chảy qua V2 đổ để mực nước bình chảy tràn ổn đònh Nước từ bình chảy tràn theo ống dẫn chảy vào đầu ống trao đổi nhiệt lên phía ống, theo đường ống dẫn đổ vào phễu qua V5 đổ 17) Hãy cho biết quy trình cấp nước vào buồng thí nghiệm? Thực theo bước sau: 1) 2) 3) 4) Khóa van: S1, S3, S5, V3, V6 V8 Mở van S4 xả ngưng dư khoá lại Mở van V7 Cho nước vào bình chứa đến ¾ chiều cao bình mở nắp bình Mở van V cấp nước cho nồi đun khoá van V8 mức nước nồi đun đạt 2/3 chiều cao ống mức 5) Đóng van V7 6) Cấp điện cho điện trở đun nước R áp suất nồi đun đạt khoảng 13 PSL 7) Cấp điện cho điện trở R2 để gia nhiệt cho nước ( có R2 ) 18) Lượng nước cấp cho bình chứa nồi vừa theo quy đònh thí nghiệm? Tại không cấp nước vào đầy nồi hơi? Cho nước vào bình chưá đến ¾ chiều cao bình Cấp nước cho nồi đạt 2/3 chiều cao ống mức Không cấp nước vào đầy nồi vì: cần có khoảng không cho nước bốc hơi, không nguy hiểm nước bay hơi, áp suất tăng cao gây nổ nồi 19) Sau kết thúc thí nghiệm, muốn cấp nước vào nồi để làm thí nghiệm làm nào? Sau đo xong, ngắt điện cấp cho nồi hơi, đóng van V 6, V7, mở van xả S5 Nạp nước vào bình chứa Mở van V8 cấp nước cho nồi khóa V8 lại, khóa van xả S5 20) Hãy cho biết đại lượng cần đo làm thí nghiệm? Đo dụng cụ nào? Lượng nước ngưng tụ chảy khoảng thời gian đònh nhiệt độ nước ngưng tụ (ống đong nhiệt kế) Lượng nước chảy ống khoảng thời gian đònh Nhiệt độ t1, t2, t3, t4 ( đồng hồ số ) p suất nồi (áp kế P1) Nhiệt độ nồi (đồng hồ đo nhiệt độ T2) Nhiệt độ nước nồi (đồng hồ đo nhiệt độ T1) p suất đo đồng hồ áp suất P2 Nhiệt độ vào buồng ngưng tụ đo đồng hồ nhiệt độ T3 Chú ý: Trong đo thường xuyên quan sát mức nước bình chảy tràn mức nước nồi 20 Các nhiệt độ t1, t2, t3, t4 nhiệt độ gì? Vò trí đo đâu? t1, t3 : nhiệt độ đầu cuối dòng nước chảy ống ,oC t2, t4 : nhiệt độ thành đầu vào (đầu dưới) đầu (đầu trên) ống , oC 22) Đơn vò đo đồng hồ đo nhiệt độ gì? Cách quy đổi nhiệt độ oC? - Đơn vò đo đồng hồ số oC - Đơn vò đo đồng hồ đo nhiệt độ T1, T2 T3 oF toF = toC + 32 23) Đơn vò đo áp suất áp kế thiết bò thí nghiệm gì? Cách quy đổi bar, at mmHg? p suất đọc đồng hồ đo áp suất gì? (áp suất dư hay áp suất tuyệt đối) - Đơn vò đo áp kế PSI 1PSI = 51,7mmHg 1at = 735mmHg = 9,81.104Pa = 14,22 PSI bar = 105Pa - p suất đọc đồng hồ đo áp suất áp suất dư 24) Em hiểu truyền nhiệt chế độ ổn đònh? Trong trình thí nghiệm, đại lượng đo chế độ truyền nhiệt ổn đònh hay không ổn đònh? Dấu hiệu cho biết thời điểm tiến hành đo đồng loạt đại lượng cần đo? - Truyền nhiệt chế độ ổn đònh có nghó a trường nhiệt không phụ thuộc vào thời gian, phụ thuộc vào tọa độ: T(x, y z) - Trong trình thí nghiệm, đại lượng đo chế độ truyền nhiệt ổn đònh - Dấu hiệu cho biết thời điểm tiến hành đo đồng loạt đại lượng cần đo là:nhiệt độ đồng hồ đo nhiệt độ ổn đònh, không dao động 25) Khi thí nghiệm, nước ngừng cấp vào bình chảy tràn phải xử lý tình đó? - Khi thí nghiệm, nước ngừng cấp vào bình chảy tràn ta phải ngắt điện cấp cho nồi hơi, đóng van V6, V7 mở van xả S5 - Mở vòi S4 xả nóng khóa vòi S4 lại 26) Nếu máy nén khí để tạo áp suất cho bình chứa việc cấp nước cho nồi thực thí nghiệm chuyển sang chế độ thí nghiệm khác? - Nếu máy nén khí để tạo áp suất cho bình chứa việc cấp nước thực có chênh lệch độ cao (có nghóa chênh lệch áp suất thủy tónh bình chứa nước nồi hơi) 27) Khi áp suất nồi cao 15PSI phải xử lýnhư nào? - Khi áp suất nồi cao 15PSI phải mở van xả S đợi cho áp suất giảm xuống 15PSI khóa van lại 21) 21 Bài 6: CỘT CHÊM 1.Các yếu tố ảnh hưởng đến độ giảm áp cột khô? Theo công thức Zhavoronkov: 2f G Z ∆Pck = 2ck , N/m2 (3) ε ρG De 4ε Với: D e = : đường kính tương đương vật chêm, m a fck = f(Rec): hệ số ma sát 4G Rec = aµ ⇒ Độ giảm áp cột khô phụ thuộc vào yếu tố sau: G – vận tốc khối lượng dòng khí dựa đơn vò diện tích cột, kg/s.m Z – chiều cao phần chêm, m ε - độ xốp vật chêm ρG – khối lượng riêng pha khí, kg/m3 a – diện tích bề mặt riêng vật chêm, m2/m3 µ - độ nhớt dòng khí, kg/ms Ngoài có yếu tố hình dạng vật chêm, xắp xếp vật chêm,… Tháp chêm ứng dụng lónh vực nào? Ưu nhược điểm chúng? Ưu điểm - Cấu tạo đơn giản - Trở lực thấp - Làm việc với chất lỏng bẩn dùng đệm cầu có ρ ≈ ρ chất lỏng Nhược điểm Phạm vi ứng dụng - Do có hiệu ứng thành → - Không nên dùng đường hiệu suất truyền khối thấp kính thiết bò lớn - Độ ổn đònh không cao, khó - Dùng hầu hết lónh vận hành vực: hấp thụ, chưng cất, trích - Do có hiệu ứng thành → ly lỏng lỏng, tăng suất hiệu ứng thành tăng → khó tăng suất Có loại vật chêm ? Chúng chế tạo từ vật liệu gì? - Vật chêm vật rắn trơ có hình dạng khác nhau: trụ, cầu, tấm, yên ngựa, lò xo, - Vật chêm làm từ nhiều vật liệu khác nhau: gỗ, nhựa, kim loại, gốm sứ, chí đá sỏi, * Phổ biến số loại vật chêm sau: Vòng Raschig: sứ kim loại, nhựa Vật chêm hình yên ngựa: sứ Vật chêm vòng xoắn Kích thước vật chêm cần thỏa mãn điều kiện gì? Tại sao? 22 - + + + + + + + 1) 2) 3) Kích thước vật chêm cần phải thỏa mãn điều kiện sau: Diện tích bề mặt riêng lớn ⇒ bề mặt tiếp xúc pha lớn Độ rỗng (hay thể tích tự do) lớn ⇒ giảm trở lực cho pha khí d 1 → Tốt Đường kính vật chêm phải thỏa mãn điều kiện: = ⇒ φ 15 10 giảm hiệu ứng thành Hiệu ứng thành hiên tượng chất lỏng có xu hướng chảy từ tâm thành TB, nên khó phân phối chất lỏng theo chiều cao tháp ⇒ ↓ tiếp xúc pha ⇒ ↓ hiệu suất truyền khối Hiệu ứng thành thiết bò lớn đường kính thiết bò lớn Lựa chọn vật chêm cần phải thỏa mãn điều kiện gì? Đủ độ bền học để làm việc với tải trọng lớn lỏng khí Có tính chòu ăn mòn cao Thấm ướt tốt chất lỏng Trở lực thuỷ lực nhỏ, thể tích tự lớn diện tích bề mặt riêng lớn Khối lượng riêng nhỏ (để làm việc với chất lỏng bẩn nên chọn đệm cầu có klr nhỏ) Phân phối chất lỏng Rẻ tiền, dễ kiếm, ổn đònh Không tác dụng với dòng khí, với dung dòch, không tương tác hóa học với môi trường Ít độc hại với người Cần đạt yêu cầu giảm hiệu ứng thành thiết bò Tại vòng Raschig thường có đường kính chiều cao? Vì h = d 1m3 thể tích chứa nhiều phần tử đệm ⇒ bề mặt tiếp xúc pha lớn Ưu nhược điểm vật chêm sứ? Ưu nhược điểm vật chêm sứ (so với thép): Ưu điểm: Có bề mặt riêng lớn Cột hoạt động vùng điểm gia trọng Rẻ tiền, dễ kiếm Bền với môi trường, không hấp thu dung môi Nhược điểm: Độ rỗng nhỏ Khối lượng riêng xốp lớn Trở lực lớn, chiếm nhiều thể tích, ma sát lớn với dòng khí Trong thí nghiệm số liệu đo lưu lượng dòng có ổn đònh không? Tại sao? Trong thí nghiệm số liệu đo không ổn đònh bơm quạt cung cấp lưu lượng dòng lỏng dòng khí không ổn đònh Trong thí nghiệm có điểm cần lưu ý? Điểm quan trọng nhất? Các điểm cần lưu ý: Trong trình đo độ giảm áp cột ướt, cần canh giữ mức lỏng đáy cột ổn đònh ¾ chiều cao đáy điều chỉnh van Nếu cần, tăng cường van để nước cột thoát bình chứa (van dùng để xả nhanh giảm lưu lượng khí) Khi tắt máy phải tắt bơm lỏng BL trước, mở tối đa van trước sau tắt quạt BX Nếu sơ suất để nước tràn vào ống dẫn khí mở van xả nước phía bảng 23 Trong ý trên, ý thứ quan trọng ảnh hưởng lớn đến kết thí nghiệm 10 Tại phải trì mực lỏng ¾ đáy cột? * Phần chất lỏng đáy cột để giới hạn không gian chất khí vào ống Nếu thể tích chất lỏng ít, có nghóa thể tích chất khí nhiều, chất khí vào nhiều , áp lực lớn đẩy mạnh vào chất lỏng chảy xuống làm chảy ngược trở lại Thí nghiệm lúc không xác Nếu mực chất lỏng cao không khí Nếu không khí không thắng trở lực nước để len lỏi lên Do mà mức chất lỏng giữ mức ¾ đáy cột hợp lý * Nếu khí vào giãn nở ít, nên sai số * Nếu cột chất lỏng ngắn nước vào nhiều không đủ để chứa 11 Có loại quạt? Kể tên? Quạt quạt gì? Cao áp hay thường? Có hai loại quạt thường sử dụng công nghiệp là: quạt ly tâm quạt hướng trục Phân loại Đặc điểm Theo áp lực -Quạt làm việc áp suất thấp (H < Tạo áp lực 100mmH2O) dòng khí lớn -Áp suất trung bình (H=100÷400 mmH2O) -Áp suất cao (H > 400mmH2O) Quạt ly Theo hệ số cao -Quạt cao tốc (ns >1500vòng/phút) tâm tốc -Quạt vận tốc trung bình (ns= 800÷1400 v/ph) -Quạt vận tốc chậm(ns < 800v/ph) Theo mục đích Quạt khói lò; quạt không khí nóng, lạnh; sử dụng quạt hút bụi… Quạt thông gió xí nghiệp, đường hầm, lò Tạo áp lực tunen… nhỏ.Ứng dụng để chuyển thể Quạt tích khí tương đối hướng trục lớn trường hợp áp suất nhỏ Trong thí nghiệm quạt ly tâm (quạt cao áp) Sử dụng để tăng áp suất khí điều hoà dòng lưu lượng khí 12 Tại phải nghiên cứu đồ thò tháp chêm từ điểm gia trọng đến điểm lụt? Phải nghiên cứu đồ thò tháp chêm từ điểm gia trọng điểm lụt vì: điểm gia trọng tiếp tục tăng vận tốc khí ảnh hưởng hỗ tương dòng lỏng dòng khí lớn, ∆Pc tăng mau chóng không theo phương trình : ∆Pck = αGn Khi đó, tăng vận tốc khí lên tháp chuyển sang làm việc chế độ theo ⇒ chất lỏng bi ngược trở theo dòng khí Vì thế, ta phải nghiên cứu đồ thò để giới hạn điểm làm việc nằm khoảng điểm gia trọng điểm lụt Để an toàn, giới hạn điểm làm việc điểm gia trọng, không nhỏ quá, hiệu suất trình thấp 24 13 Công thức tính vận tốc làm việc tối ưu tháp chêm? ,125 , 25  w s2 a  ρ K  0,16   L   ρK  µ L  = A − 1,75    Tốc độ sặc: lg   ρ G ρ g ε    L  l    Vận tốc tối ưu tháp chêm: wk = (0,8 ÷ 0,85)ws 14 Công thức tính hệ số trở lực ma sát tháp chêm chế độ chảy (Re) khác nhau? 3,8 Khi 50 < Rec < 7000: fck = Re 0c,2 35 Khi Rec < 50: fck = Re c 15 Công thức tổng quát tính tổn thất áp suất tháp chêm? Giải thích thừa số công thức mức độ ảnh hưởng chúng đến độ giảm áp? 2fG Z ∆P = ε ρG De * Đối với cột khô: f = fck * Đối với cột ướt: f= fcư = σ fck σ - hệ số phụ thuộc vào mức độ xối tưới dòng lỏng L, kg/m 2.s σ = 10ΩL Giá trò σ tùy thuộc vào loại, kích thước, cách thức xếp vật chêm độ lớn lưu lượng lỏng L ♣ Mức độ ảnh hưởng: ∆P ∼ f, ∆P ∼ G2, … ∆p cư 16 Công thức tính mối quan hệ tỉ số ∆p với hệ số xối tưới cho vật chêm sứ ck kim loại trường hợp d > 30mm (d: đường kính vòng chêm) * Đối với vòng đệm sứ: ∆p cư = Khi d > 30mm A < 0,3: ∆p ck (1 − A ) ∆p cư = Khi d > 30mm A > 0,3: ∆p ck (1,13 − 1,43A ) ∆p cư = * Đối với vòng đệm thép: ∆p ck (1 − 1,39 A ) 17 Tháp chêm làm việc chế độ tốt nhất? Thực tế vận hành chế độ hay không? Tại sao? Tháp chêm làm việc tốt chế độ nhũ tương Nhưng thực tế, khó để vận hành chế độ vì: đoạn thẳng biểu diễn chế độ (BC, hình 1) dốc, chênh lệch vận tốc khí nhỏ ⇒ cần sơ sẩy chút cột chêm chuyển sang làm việc chế độ theo ⇒ chất lỏng bi ngược trở theo dòng khí 25 Bài 7: THỜI GIAN LƯU 1.Thời gian lưu gì? Phân biệt thời gian lưu thời gian phản ứng? - - - - Thời gian lưu Thời gian phản ứng - Là thời gian phần tử lưu lại - Là thời gian phần tử thực trình bình phản ứng, hay thiết bò cần phản ứng khảo sát - Thời gian lưu thiết bò đại lượng xác suất - Gồm: Thời gian phản ứng thời gian lưu chất dòch chuyển 2.Hàm phân bố thời gian lưu ? Ý nghóa việc khảo sát hàm phân bố thời gian lưu Hàm phân bố thời gian lưu E: độ đo phân bố thời gian lưu bình tất phân tố dòng lưu chất rời khỏi bình E độ đo phân bố thời gian lưu lưu chất bình Ý nghóa việc khảo sát hàm phân bố thời gian lưu: Dựa hàm phân bố thời gian lưu xác đònh được, ta đánh giá tương quan dòng thiết bò, nhược điểm sinh thiết kế vùng tù, dòng chảy tắt… tìm cách khắc phục nhờ đánh giá Nghiên cứu thời gian lưu la phương pháp cần thiết để so sánh thiết bò dựa dòng vật liệu, từ cải tiến, lập mô hình tối ưu Cũng dựa hàm phân bố thời gian lưu ta vận hành tối ưu qua thiết lập thông số, phương pháp điều khiển tối ưu hoá trình thiết bò Ứng dụng thời gian lưu trình thiết bò công nghệ hóa học Nêu ví dụ ♦ Ứng dụng: Các kết biểu diễn phân bố thời gian lưu sử dụng trực tiếp liên kết với mô hình dòng chảy để tiên đoán khả hoạt động thiết bò phản ứng thực, phương pháp sử dụng tùy thuộc phần lớn thiết bò phản ứng xem tuyến tính hay phi tuyến Tối ưu hóa thiết bò công nghệ hóa học thiết bò hấp thu, chưng cất, vật chêm, thiết bò trao đổi nhiệt… 4.Các loại mô hình dùng để nghiên cứu dòng chảy thực Mô hình phân tán Mô hình bình khuấy mắc nối tiếp Mô hình tầng lưu hóa 5.Mô tả tượng xảy mô hình dãy hộp Cho màu vào: Ban đầu: màu có chỗ, màu đậm Sau đó: màu hòa khắp hộp màu nhạt dần 26 - - - 6.Phân loại thiết bò phản ứng đặc trưng loại thiết bò? ♦ Phân loại theo phương pháp hoạt động: Bình phản ứng hoạt động gián đoạn : đặc trưng biến đổi mức độ phản ứng tính chất hỗn hợp phản ứng theo thời gian Bình phản ứng hoạt động liên tục : đặc trưng mức độ phản ứng thay đổi theo vò trí không đổi theo thời gian ♦ Phân loại theo hình dạng bình phản ứng: Bình khuấy trộn lý tưởng: đặc trưng tính chất hỗn hợp phản ứng đồng vò trí thiết bò Thiết bò phản ứng dạng ống lý tưởng: đặc trưng phân tố lưu chất độc lập với nhau, phân tốc có nồng độ, nhiệt độ khác Các tính chất thay đổi theo chiều dài thiết bò ♦ Phân loại theo số pha hỗn hợp phản ứng: Thiết bò phản ứng đồng thể: hỗn hợp phản ứng pha (lỏng khí) Thiết bò phản ứng dò thể: hỗn hợp phản ứng diện tối thiểu hai pha 7.Nguyên nhân sai khác dòng chảy thực lý tưởng? ♦ Điều kiện lý tưởng: Bình khuấy lý tưởng: trình khuấy trộn hoàn toàn Thiết bò dạng ống lý tưởng: đồng vận tốc theo phương dòng chảy khuấy trộn theo trục ♦ Nguyên nhân sai khác dòng thực dòng lý tưởng: Dòng chảy tắt lưu chất Sự tuần hoàn lưu chất Do tạo nên vùng tù thiết bò 8.Các phương pháp đánh dấu Tại thường dùng tín hiệu xung để nghiên cứu thời gian lưu? ♦ Các phương pháp đánh dấu: Tín hiệu vào Tín hiệu vào tuần hoàn Tín hiệu bậc Tín hiệu xung ♦ Ta thường dùng tín hiệu xung để nghiên cứu thời gian lưu vì: tiện lợi sử dụng đồng dạng tín hiệu đáp ứng đầu với hàm phân bố Các mối quan hệ F, C, I, E thời điểm θ: F+I=1 C=E F=1–I= θ θ 0 ∫ Edθ = ∫ Cdθ dE dI C=E= =− dθ dθ Trong đó: C: nồng độ theo thời gian thu gọn chất thò dòng ứng với tín hiệu kích thích dạng xung đầu vào 27 - 1) 2) 3) 4) F: nồng độ theo thời gian thu gọn chất thò dòng ứng với tín hiệu kích thích dạng bậc đầu vào I: độ đo phân bố theo thời gian lưu chất bình E: độ đo phân bố theo thời gian lưu chất bình tất phân tố dòng lưu chất rời khỏi bình Các mối quan hệ cho thấy thí nghiệm kích thích đánh dấu – đáp ứng, với tín hiệu bậc tín hiệu xung cho ta phân bố thời gian lưu chất bình dòng 9.Các điều kiện chọn chất thò Không ảnh hưởng khác biệt với phân tử tạo nên tương quan hệ Các chất thò phải thích hợp với tính chất phần tử hệ (có khối lượng riêng, độ nhớt, hệ số khuếùch tán thích hợp) Các loại chất thò môi trường lỏng là: dung dòch màu, chất phóng xạ, đồng vò phóng xạ ổn đònh, hạt rắn có phát sáng… 10.Tiến trình thí nghiệm Theo trình tự sau: Mở van cho nước lên thùng cao vò có nước ống chảy tràn Mở khóa cho nước chảy qua lưu lượng kế vào hệ thống bình khuấy chỉnh lưu lượng dòng chảy Hệ bình: hệ thống ổn đònh, cho phẩm màu vào bình Bấm kế (đồng thời với thời gian cho màu vào thiết bò), lấy gốc thời gian Dùng ống nghiệm lấy mẫu theo thời gian, sau đem mẫu so màu Hệ hai, ba, bốn bình: làm giống hệ bình, cho phẩm màu vào bình lấy mẫu bình cuối (từ ống thông cuối cùng) 11.Cách tính thời gian lưu trung bình hàm phân bố thời gian lưu ♦ Thời gian lưu trung bình: n t V = ∑ t Vi n i =1 Trong tVi thời gian lưu phần tử i ∞ Hay: t V = ∫c A i (t V )t V dt V ∞ ∫c A i (t V ).dt V Với hàm điểm, ta có: K t= ∑c t i =1 K i i ∑c i =1 i K khoảng chia Thời gian lưu trung bình thể tích: V τ= R =t VM Với VR: thể tích lưu chất bình, lít 28 VM: lưu lượng dòng vào thiết bò, lít/giây Nếu chất thò không đạt tương quan lý tưởng phương trình không thỏa mãn (nếu τ t > chất thò bò hấp phụ vào thành bình chi tiết phụ ♦ Hàm phân bố thời gian lưu:: ∞ E(t V ) = ∫ f (t V )t V dt V Đối với mô hình dãy hộp:  1 −  τ f (t ) = / τ =  n −1  1 exp −   τ (n − 1)! 12.Các phương pháp tính sai số so với dạng lý tưởng – Xác đònh phân phối thời gian lưu thực tế từ số liệu thí nghiệm đáp ứng tính độ chuyển hóa cách xem dòng chảy hoàn toàn không khuấy trộn Mô hình thích hợp cho thiết bò dạng ống với chế độ chảy dòng phản ứng bậc – Mô hình phân tán theo phương trục, xem thiết bò phản ứng dạng ống có khuếch tán theo phương trục, phân phối thời gian lưu thực tế thiết bò dùng để tính hệ số khuếch tán theo phương trục, sau dùng giá trò để tiên đoán độ chuyển hóa Mô hình thích hợp cho thiết bò phản ứng có chế độ chảy rối – Mô hình hệ nhiều bình khuấy lý tưởng mắc nối tiếp Số liệu thí nghiệm đáp ứng dùng để xác đònh số bình khuấy hệ, từ tính độ chuyển hóa 13.`Nhận xét cách lấy mẫu cho chất thò thí nghiệm ♦ Cách lấy mẫu: Dùng ống nghiệm lấy mẫu theo thời gian, sau đem mẫu so màu Đối với hệ bình lấy bình Đối với hệ nhiều bình cho phẩm màu vào bình lấy mẫu bình cuối ♦ Cách cho chất thò: cho lượng chất thò vào dòng lưu chất khoảng thời gian ngắn hệ thống ổn đònh 29 [...]... cấp vào buồng trao đổi nhiệt qua van 7, ống còn lại dùng để xả hết hơi khi đã ngừng thí nghiệm qua van S 5 Van 6 dùng để điều chỉnh lượng hơi vào trong buồng trao đổi nhiệt Phần ống cấp hơi ở trong buồng trao đổi 19 nhiệt có đầu ra ngập vào trong một lớp lưới, có tác dung làm cho dòng hơi được phân phối đều từ dưới lên trên buồng trao đổi nhiệt Khi ngừng thí nghiệm, lượng hơi trong buồng trao đổi nhiệt... biết quá trình trao đổi nhiệt nào là quá trình đối lưu nhiệt và cho biết sự khác biệt căn bản giữa các dạng đối lưu nhiệt đó? Đó là quá trình truyền nhiệt giữa hơi nước bão hoà ngưng tụ trên bề mặt ngoài ống đứng với dòng nước lạnh chảy trong ống gồm : Hơi nước bão hoà ngưng tụ trên bề mặt ống đứng : trao đổi nhiệt đối lưu trong trường hợp có biến đổi pha - Dòng nước lạnh chảy trong ống : trao đổi nhiệt... trên bề mặt ống đặt trong buồng ống trao đổi nhiệt? Dòng nước lạnh chảy trong ống và dòng hơi nóng chảy phía ngoài ống Khi thí nghiệm, phía trên bề mặt ống có những giọt nước ngưng tụ; càng xuống phía dưới ống nước ngưng tụ càng nhiều và chảy thành màng mỏng 12) Khi thí nghiệm, áp suất trong buồng trao đổi nhiệt vào khoảng bao nhiêu? Tại sao biết? p suất trong buồng trao đổi nhiệt tương ứng với áp suất... nghiệm để đo lượng nước đó? Dòng nước lạnh từ bơm → bình chảy tràn → vò trí tấm chảy tràn → phía dưới ống trao đổi nhiệt → phía trên ống trao đổi nhiệt → theo đường ống dẫn đến phễu, qua van 5 đổ vào bình đo Do đó, ta đặt bình đo lượng nước ở cuối van 5 14) Hãy chỉ rõ đường đi của hơi cấp vào buồng trao đổi nhiệt Hãûy đặt ống nghiệm vào đúng vò trí để đo lượng nước ngưng tụ chảy ra? Dòng hơi cấp được... lưu tự nhiên Đối lưu cưỡng bức Gr Phân biệt dựa theo giá trò của tỷ số Re 2,5 Gr Gr -2 ≤ 10-3 2 ,5 ≥ 10 Re Re 2,5 2) Bản chất của sự trao đổi nhiệt đối lưu Phân biệt đối lưu tự nhiên với đối lưu cưỡng bức Cho ví dụ minh họa Bản chất của sự trao đổi nhiệt đối lưu: là sự trao đổi nhiệt đi kèm với sự chuyển động của 2 dòng lưu chất Đối lưu tự nhiên Sự chuyển động của lưu chất là do sự chênh lệch về nhiệt... chứa, nồi hơi, buồng trao đổi nhiệt và bình chảy tràn? Bình chứa: chứa nước và khí nén → cấp nước cho nồi hơi - - Nồi hơi: gia nhiệt cho nước bốc hơi và gia nhiệt cho hơi nước Buồng trao đổi nhiệt: nơi xảy ra quá trình trao đổi nhiệt đối lưu giữa dòng hơi và dòng nước lạnh giúp ngưng tụ hơi nước Bình chảy tràn: có tác dụng cung cấp một lưu lượng nước ổn đònh chảy trong ống 9) Anh chò hiểu như thế nào... lưới bao xung quanh ống trao đổi nhiệt và bắt đầu ngưng tụ thành nước chảy ngược xuống dưới Nước ngưng tụ sẽ theo một đường ống khác chảy vào bình đo Lượng hơi nước ngưng tụ phía bên ngoài lưới được thải bỏ qua van xả S 4 Còn lượng nước còn lại trong ống chảy vào bình đo được thải bỏ qua van S2 khi tiến hành thí nghiệm mới 15) Hãy giải thích lý do bố trí ống cấp hơi vào buồng trao đổi nhiệt như ở thiết... tính hệ số cấp nhiệt α (công thức 16) với những giả thiết như thế nào về quá trình trao đổi nhiệt đối lưu ở môi trường hơi tinh khiết ngưng tụ? • Nusselt đã dựa trên giả thiết: - Chất ngưng tụ chảy màng - Ngưng tụ hơi tinh khiết trên bề mặt ống đứng 4G Re = • < 2000 πdnµ 8) Cho biết chức năng của: bình chứa, nồi hơi, buồng trao đổi nhiệt và bình chảy tràn? Bình chứa: chứa nước và khí nén → cấp nước cho... nào? Tại sao?  Tiến hành thí nghiệm:  Quan sát hệ thống nắm được các chi tiết của thiết bò sấy  Chuẩn bò thí nghiệm: Xác đònh khối lượng khô ban đầu (Go) của 3 sấp giấy lọc  Làm ẩm giấy lọc  Kiểm tra hệ thống  Khởi động hệ thống: khởi động quạt, calorife, cài đặt nhiệt độ cho calorife  Tiến hành các chế độ thí nghiệm, đo các số liệu  Các chế độ thí nghiệm: chế độ sấy ở 50oC, 60oC, 70oC  Các... ¼,1 ½”? Những con số này có ý nghóa gì? 18 • • Mức “0, ¼, ½, ¾, 1, 1 ¼,1 ½” là khoảng cách tính theo inches của mực nước trong bình chảy tràn so với vò trí cao nhất trong ống dẫn nước lạnh trong bình trao đổi nhiệt vò trí “0”: đối lưu nhiệt tự nhiên vò trí ¼, ½, ¾, 1, 1 ¼,1 ½: đối lưu nhiệt cưỡng bức 10) Theo anh chò, trước khi thí nghiệm, nếu tấm chảy tràn để ở vò trí “0” và cấp đủ nước cho bình chảy ... vào buồng trao đổi nhiệt Phần ống cấp buồng trao đổi 19 nhiệt có đầu ngập vào lớp lưới, có tác dung làm cho dòng phân phối từ lên buồng trao đổi nhiệt Khi ngừng thí nghiệm, lượng buồng trao đổi... hơi, buồng trao đổi nhiệt bình chảy tràn? Bình chứa: chứa nước khí nén → cấp nước cho nồi - - Nồi hơi: gia nhiệt cho nước bốc gia nhiệt cho nước Buồng trao đổi nhiệt: nơi xảy trình trao đổi nhiệt... → phía ống trao đổi nhiệt → phía ống trao đổi nhiệt → theo đường ống dẫn đến phễu, qua van đổ vào bình đo Do đó, ta đặt bình đo lượng nước cuối van 14) Hãy rõ đường cấp vào buồng trao đổi nhiệt