Đang tải... (xem toàn văn)
Mục lục 3 Bài 1: Thí nghiệm đo và điều khiển quá trình gia nhiệt 4 Bài 2: Hệ thống đo và điều khiển áp suất. 16 Bài 3: Sấy vi sóng 21 Bài 4: Trao đổi nhiệt sử dụng dạng bản mỏng 27 Bài 5: Giới thiệu một số thiết bị gia công cơ học 33 Bài 6 :Thí nghiệm khuấy trộn 51 Bài 7: Tìm hiểu một số thiết bị truyền nhiệt 58 Bài 8: Xác định công nghiền riêng của các sản phẩm thực phẩm 76 Bài 9: Sấy đối lưu tuần hoàn khí thải 82 Bài 10: Thí nghiệm chưng cất 89 Bài 11: Sấy bơm nhiệt 97 Kết luận 107
SVTH: ĐỖ BÁ TRƯỜNG MSSV: 20136671 Mục lục SVTH: ĐỖ BÁ TRƯỜNG MSSV: 20136671 Bài 1: Thí nghiệm đo điều khiển trình gia nhiệt Sơ lược nhiệt độ đo nhiệt độ: 1.1 Định nghĩa: -Nhiệt độ đại lượng vật lý đặc trưng cho mức độ “nóng” “lạnh” vật đo Khi thay đổi nhiệt độ, vật rắn thay đổi kích thước dài, độ cứng, độ dẫn điện, độ dẫn nhiệt, nhiệt dung loạt tính chất khác 1.2 Phương pháp đo nhiệt độ: 1.2.1 Phương pháp giãn nở nhiệt Bao gồm: nhiệt kế thủy tinh, nhiệt kế ống kim loại nhiệt kế lưỡng kim • • • Nhiệt kế thủy tinh: - Hoạt động nhiệt kế thủy tinh dựa vào thay đổi thể tích chất lỏng bầu chứa nhiệt độ thay đổi Nhiệt kế ống kim loại: - Hoạt động nhiệt kế ống kim loại dựa kéo dài tương đối vật rắn có hệ số giãn nở dài khác tác động nhiệt - Ít sử dụng với tư cách dụng cụ đo độc lập; dung chủ yếu cấu cảnh báo tự động điều chỉnh để bù ảnh hưởng nhiệt độ môi trường xung quanh tới thị dụng cụ đo Nhiệt kế lưỡng kim: - Có phần tử cảm biến từ dải kim loại có hệ số dãn nở dài khác hàn với 1.2.2 Nhiệt kế áp lực SVTH: ĐỖ BÁ TRƯỜNG * Nguyên lý chung: Dựa thay đổi chất công tác chứa thể tích kín nhiệt MSSV: 20136671 giá trị áp suất độ thay đổi * Phân loại: - Tùy theo chất công tác điền hệ loại nhiệt kế áp lực lỏng, khí thống, phân thành - Áp nhiệt kế lỏng: Chất công tác thường thủy ngân chất lỏng hữu cồn Metylen - Áp nhiệt kế khí: chất công tác thường khí trơ (nito, ) - Áp nhiệt kế hơi: Chất công tác dùng chất lỏng hữu như: metylclorit, etylclorit, axetol,… 1.2.3 Phương pháp suất điện động * Nguyên lý họat động: Dựa hiệu ứng nhiệt: - Hiệu ứng Peltier: Hai dây dẫn A B khác nhau, tiếp xúc với có nhiệt độ tạo hiệu điện tiếp xúc, hiệu điện phụ thuộc vào chất vật dẫn nhiệt độ - Hiệu ứng Thomson: Nếu hai điểm M N có nhiệt độ khác vật dẫn sinh sức điện động Sức điện động phụ thuộc vào chất vật dẫn nhiệt độ điểm - Hiệu ứng Seekbek: + Nếu có mạch kín tạo thành từ vật dẫn A B đầu chuyển tiếp có nhiệt độ khác T1 T2 Chúng tạo thành cặp nhiệt điện có sức điện động kết hai hiệu ứng Peltier Thomson SVTH: ĐỖ BÁ TRƯỜNG MSSV: 20136671 + Nếu đầu sợi dây dẫn A B có chất khác hàn với đốt nóng đầu tạo độ chênh lệch điện hay sức điện động , tác động tạo dòng điện mạch kín + Dây dẫn có dòng điện chạy từ cực đến cực gọi dây dương + Dây dẫn có dòng điện chạy từ cực đến cực gọi dây âm - Ngắt cực lạnh nối dây dẫn vào dụng cụ đo hiệu điện ( mili volt ) ta nhận thiết bị đo nhiệt độ Khi giữ nhiệt độ cực lạnh to không đổi, suất điện động phụ thuộc vào nhiệt độ cực nóng 1.2.4 Phương pháp nhiệt điện trở * Nguyên lý hoạt động: - Dựa tính chất dây dẫn điện thay đổi điện trở nhiệt độ thay đổi - Dây dẫn quấn lõi cạc điện đặt vỏ kim loại có đầu nối - Khi biết phụ thuộc điên trở vào nhiệt độ, dùng thiết bị đo điện trở để từ xác định nhiệt độ cần đo - Mach đo: Thong thường sử dụng mạch cầu không cân bằng, thị logonet từ điện mạch cầu tự cân bằng, có nhánh nhiệt điện trở * Yêu cầu vật liệu nhiệt điện trở: - Có hệ số nhiệt điện trở lớn, ổn định thay đổi theo qui luật nhiệt độ thay dổi SVTH: ĐỖ BÁ TRƯỜNG MSSV: 20136671 - Có điện trở suất lớn - Dễ gia công kim loại - Dễ chế tạo, thay Một số vật liệu chế tạo nhiệt điện trở: Platin, Đồng,… Mạch đo: Thường mạch cầu, kết hợp khuếch tang độ nhạy thiết bị Tìm hiểu số thiết bị đo nhiệt độ: 2.1 Cảm biến nhiệt độ Pt 100: -Cấu tạo Pt100 : Bạch kim có tính chất thay đổi điện trở theo nhiệt độ tốt loại kim loại khác nên chúng sử dụng rộng rãi nhiệt điện trở Pt100 đầu dò cảm biến nhiệt bên có lõi làm Bạch kim, dây Platin có đường kính 0,05-0,07 mm Bên có bọc số lớp bảo vệ cho phần lõi bên truyền nhiệt tốt cho phần lõi Cấu tạo cảm biến nhiệt độ Pt100 cảm biến nhiệt độ Pt100 hoàn toàn Bạch kim Việc chế tạo Bạch kim tốn cho thiết bị đo thông dụng Vì có thành phần cảm biến nhiệt thật Bạch kim Nhằm giảm thiều chi phí sản suất thành phần khác cảm biến nhiệt độ Pt100 làm thép không gỉ, đồng, chất bán dẫn, thủy tinh siêu mỏng… - Nguyên lý hoạt động: dựa mối quan hệ mật thiết kim loại nhiệt độ Khi nhiệt độ tăng, điện trở kim loại tăng Dải nhiệt độ đo -200~700oC Theo tiêu chuẩn nhiệt độ 00C điện trở Pt-100 100Ω - Bạch kim sử dụng rộng rãi do: + Có thể chế tạo với độ tinh khiết cao (99,999%) tăng độ xác tính chất điện + Có tính trơ mặt hoá học tính ổn định cấu trúc tinh thể cao đảm bảo tính ổn định cao đặc tính dẫn điện trình sử dụng + Hệ số nhiệt điện trở 0oC 3,9.10-3 SVTH: ĐỖ BÁ TRƯỜNG MSSV: 20136671 + Điện trở 100oC lớn gấp 1,385 lần so với 0oC + Dải nhiệt độ làm việc rộng từ -200oC ÷1000oC Vì Pt-100 loại điện trở biến đổi theo nhiệt độ nên ta đọc nhiệt độ trực tiếp chúng Do muốn đọc nhiệt độ ta phải thông qua chuyển đổi tín hiệu Pt-100 thường kết nối với chuyền đổi tín hiệu qua 2, sợi dây dẫn Nhưng dây dẫn làm đồng, chúng có điện trở riêng nên dây dài kết đo không xác Vì chuyền đổi tín hiệu thường kết nối với cảm biến cho khoảng cách chúng ngắn tốt Khi sử dụng đầu dò phải tiếp xúc trực tiếp với môi trường cần đo để có kết xác Các kiểu lắp thiết bị đường ống ***Hàm phụ thuộc đặc trưng :Rt = R0×(1 + t + t2) R0 : điện trở ứng với t = 0OC Rt : điện trở ứng với nhiệt độ t : 3,97.10-3 1/OC(hệ số ứng với điện trở Platin) : -5,85.10-7 1/OC : 0,1 mm2/m -Để đo điện trở, sử dụng rộng rãi tỷ số kế cầu cân : Mạch cầu cân bằng: RAB/RAD = RCB/RCD R1/R4 = R2/R3 SVTH: ĐỖ BÁ TRƯỜNG MSSV: 20136671 Khi điện trở R4 biến đổi : R1 = R2 = R3 = R0 R4 = R0.(1+t) Khi t = 0oC R4 = R0 = 100Ω UAC = UAD + UDC = UAD – UCD UAC = I.R4 - = R4 UAC = R0.(1+t) UAC = - = UAC = UAC= ; Do nên UAC = UAC phụ thuộc vào U0, , t thông thường U0, không thay đổi trình nên thực chất UAC phụ thuộc vào nhiệt độ, ta không thị điện áp mà thị nhiệt độ (t = 0oC UV = 0V) Tín hiệu bé, để truyền tín hiệu xa phải khuếch đại SVTH: ĐỖ BÁ TRƯỜNG MSSV: 20136671 Thực tế, cho điện trở R1, R2, R3 vào môi trường đo, vậy, mạch cầu cân Khi có độ sai lệch, R1 thay đổi cho cầu cân Con trượt nối với thị đồng hồ đo Như vậy, giá trị điện trở, tức giá trị nhiệt độ, ứng với vị trí xác định trượt cầu cân = =1 R1 = Rt + 2.rđ Rt = R1 – 2.rđ (2.rđ sai số) 2.1 Nhiệt kế thủy tinh: SVTH: ĐỖ BÁ TRƯỜNG MSSV: 20136671 -Nguyên lý làm việc: Dựa vào thay đổi thể tích chất lỏng bầu chứa nhiệt độ thay đổi, dải nhiệt độ từ -200 đến 750OC -Cấu tạo: Bầu chứa dung dịch (thường thủy ngân), vỏ bọc chất lỏng kim loại để dẫn nhiệt tốt hơn, ống mao dẫn Dung dịch bầu chứa thường thủy ngân thủy ngân không dính vào thủy tinh, khó bị oxy hóa, dễ thu nhận dạng tinh khiết, có miền nhiệt độ lớn (-38 357 OC), miền thủy ngân trạng thái lỏng Tuy nhiên có α không lớn, nhiệt độ < 200 oC đặc tính dãn nở Hg t quan hệ đường thẳng nên nhiệt kế thủy ngân dùng nhiều loại khác -Lưu ý: Nhiệt kế thủy ngân đo nhiệt độ < 100 oC ống thủy tinh không cần nạp khí, đo nhiệt độ cao muốn nâng cao giới hạn đo phải nâng cao điểm sôi cách nạp khí trơ (N2) vào + Nếu nạp N2 với áp suất 20 bar đo đến 500 oC + Nếu nạp N2 với áp suất 70 bar đo đến 750 oC Người ta dùng loại làm nhiệt kế chuẩn có độ chia nhỏ thang đo từ ÷ 50° ; 50 ÷ 100o đo đến 600oC SVTH: ĐỖ BÁ TRƯỜNG MSSV: 20136671 Ưu điểm: đơn giản, rẻ tiền, sử dụng dễ dàng, thuận tiện xác Nhược điểm: độ chậm trễ tương đối lớn, khó đọc số, dễ vỡ không tự ghi số đo phải đo chỗ không thích hợp với tất đối tượng (phải nhúng trực tiếp vào môi chất) Chỉ sử dụng nhiệt kế thủy ngân để kiểm tra nhiệt độ chỗ 3.Tiến hành thí nghiệm: -Tiến hành đo nhiệt độ nước đun nóng nhiệt kế thủy ngân cảm biến nhiệt độ Pt100: + Đặt nhiệt kế thủy ngân cảm biến nhiệt độ Pt100 thiết bị đun nóng tiếp xúc trực tiếp với nước +Cảm biến nhiệt độ Pt100 nối với bảng điều khiển.Nguồn nối với thiết bị đun nước thông qua bảng điều khiển.Tại bảng điều khiển, cài đặt nhiệt độ SV = 70oC Từ cảm biến dẫn tín hiệu điện tủ điều khiển, tín hiệu điện phản ánh giá trị nhiệt độ điểm đo, điều khiển xử lý so sánh với giá trị đặt đồng hồ (PV:giá trị thực tế, SV: giá trị đặt) định đóng hay cắt nguồn Khi nhiệt độ cảm biến Pt100 đưa bảng điều khiển nhỏ 70oC đèn bật, nguồn tiếp tục cung cấp điện cho thiết bị đun Khi nhiệt độ cảm biến Pt100 đưa bảng điều khiển đạt 70oC rơle ngắt, nguồn ngắt điện không cung cấp điện cho thiết bị đun - Kết thí thí nghiệm: Đo nhiệt độ Pt100: Lần 35,5 Lần 10 74 Lần 19 70,7 Lần 28 70,8 Lần 37 69,9 Lần 46 10 Lần 39,2 Lần 11 74,2 Lần 20 70,2 Lần 29 70,7 Lần 38 70,3 Lần 47 Lần 44,9 Lần 12 74,1 Lần 21 69,8 Lần 30 70,4 Lần 39 70,9 Lần 48 Lần 49,5 Lần 13 73,9 Lần 22 70,3 Lần 31 69,9 Lần 40 70,7 Lần 49 Lần 54,1 Lần 14 73,5 Lần 23 70,7 Lần 32 70 Lần 41 70,3 Lần 50 Lần 58,7 Lần 15 72,9 Lần 24 70,5 Lần 33 70,6 Lần 42 69,9 Lần 51 Lần 63,3 Lần 16 72,4 Lần 25 70,2 Lần 34 70,7 Lần 43 70,2 Lần 52 Lần 66,9 Lần 17 71,9 Lần 26 69,8 Lần 35 70,5 Lần 44 70,7 Lần 53 Lần 71,5 Lần 18 71,3 Lần 27 70,2 Lần 36 70,1 Lần 45 70,6 Lần 54 SVTH: ĐỖ BÁ TRƯỜNG MSSV: 20136671 Bước 6: Đo lưu lượng sản phẩm đỉnh, lưu lượng sản phẩm đáy, nồng độ sản phẩm đỉnh, đọc lưu lượng hồi lưu Nếu đại lượng ổn định sang bước Bước 7: Kết thúc thí nghiệm Tắt bơm nguyên liệu, tắt gia nhiệt đáy, gia nhiệt Tháo hết sản phẩm đỉnh Chờ 15 phút tắt bơm nước làm mát b.Kết thí nghiệm: - Nồng độ thể tích nguyên liệu đầu: 15% - Nhiệt độ đáy: 100oC - Nhiệt độ giữa: 92,7 oC - Lưu lượng thể tích sản phẩm đỉnh: D = 48,75 (ml/min)= 2,925 (l/h) - Nồng độ thể tích sản phẩm đỉnh: xD = 70,57 (% thể tích) - Lưu lượng thể tích sản phẩm đáy: W = 184,4 (ml/min)= 11,04 (l/h) - Lưu lượng hồi lưu: L = 4,5 (l/h)=75 (ml/min) - Số đĩa thực tế: 13 đĩa IV Tính toán: Quy đổi lưu lượng thể tích sang lưu lượng mol: *Nguyên liệu đầu vào: Gọi phần trăm khối lượng rượu nguyên liệu đầu vào a (%) Gọi phần trăm khối lượng nước nguyên liệu đầu vào b (%) Gọi khối lượng riêng trung bình hỗn hợp đầu vào c (kg/m3) Ở 250C ta có: = 996,5 (kg/m3) 84 SVTH: ĐỖ BÁ TRƯỜNG MSSV: 20136671 = 784,750 (kg/m3) Do nồng độ thể tích ban đầu 15% => Trong 500 ml có: Ta có hệ phương trình: Quy đổi sang nồng độ mol: Lưu lượng mol: *Sản phẩm đỉnh: Gọi phần trăm khối lượng rượu sản phẩm đỉnh a (%) Gọi phần trăm khối lượng nước sản phẩm đỉnh b (%) Gọi khối lượng riêng trung bình hỗn hợp đầu vào c (kg/m3) Ở 92,70C ta có: = 963,226 (kg/m3) 85 SVTH: ĐỖ BÁ TRƯỜNG MSSV: 20136671 = 723,325 (kg/m3) Do nồng độ thể tích sản phẩm đỉnh 70,57% => Trong 48,75 ml có: Ta có hệ phương trình: Quy đổi sang nồng độ mol: Lưu lượng mol: Ta có: Phương trình cân vật chất chung: F=D+W W = F – D = – = 23,498 (mol/min) Phương trình cân vật chất với cấu tử ethanol: F xF = D x D + W xW 86 SVTH: ĐỖ BÁ TRƯỜNG MSSV: 20136671 Chỉ số hồi lưu: * Phương trình đường nồng độ làm việc - Phương trình đường nồng độ làm việc đoạn luyện: Y= - Phương trình đường nồng độ làm việc đoạn chưng: Y= Trong : f= Y= Xác định số đĩa lý thuyết phương pháp đồ thị Mc Cabe Thiele: Đoạn luyện: đường làm việc đoạn luyện qua (x D;yD) cắt trục tung điểm có tung độ B = => B(0;0,1632) Đoạn chưng: đường làm việc đoạn chưng qua giao điểm đường làm việc đoạn luyện với đường x = xF qua điểm (xW;yW) Từ vẽ đường song song với trục x y liên tiếp ta thu số đĩa lý thuyết: 87 SVTH: ĐỖ BÁ TRƯỜNG MSSV: 20136671 B(0,0.163) Ta có số đĩa lý thuyết Nlt = 1,8 đĩa Hiệu suất làm việc tháp là: XF (%) H= ×100 XD XW H= ×100 = 13,85% V.Nhận xét: Hiệu suất làm việc tháp thấp khoảng 13,85% do: 88 SVTH: ĐỖ BÁ TRƯỜNG MSSV: 20136671 + Thu nồng độ sản phẩm đỉnh thấp nên phải tăng số hồi lưu, số hồi lưu tăng dẫn đến lượng nhiệt đáy tiêu thụ nhiều phải làm bay lượng hồi lưu này, thêm thời gian tổn thất nhiệt suất làm việc thiết bị giảm Chỉ số hồi lưu tăng nên số đĩa lý thuyết bị giảm + Nguyên liệu đầu vào giảm suất đầu + Năng suất làm việc định đường kính tháp nên tháp chế tạo phù hợp với quy mô phòng thí nghiệm nên suất thấp Bài 11: Sấy bơm nhiệt 1.Lý thuyết sấy: - Sấy trình tách phần hay phần lớn lượng ẩm có vật liệu Quá trình sấy phức tạp không ổn định, đồng thời xảy nhiều trình trình truyền nhiệt từ tác nhân sấy cho vật liệu sấy, dẫn nhiệt vật liệu sấy, bay ẩm, dẫn ẩm từ bề mặt vật liệu sấy, truyền ẩm từ bề mặt vật liệu sấy vào môi trường Các trình tuân theo trình truyền ẩm - Trong trình sấy, độ ẩm vật liệu sấy liên tục thay đổi theo hướng giảm dần chia làm giai đoạn: +Giai đoạn đầu: Giai đoạn nung nóng vật liệu đế nhiệt độ bay ẩm +Giai đoạn (giai đoạn vận tốc sấy không đổi): chủ yếu làm bay nước tự vật liệu sấy Hơi bay lên từ bề mặt sấy nước bão hòa, nhiệt hóa nhiệt hóa nước tự +Giai đoạn 3(giai đoạn vận tốc sấy giảm dần): Khi ẩm bên truyền bề mặt vật liệu sấy nhỏ lượng bốc bề mặt vật liệu Giai đoạn kéo dài tới vật liệu sấy đạt tới độ ẩm cân 2.Sấy bơm nhiệt: a.Chu trình hệ thống lạnh: 89 SVTH: ĐỖ BÁ TRƯỜNG MSSV: 20136671 Hệ thống lạnh gồm phận chính: +MN (máy nén): Bơm môi chất lạnh thông qua hệ thống áp suất cao đến dàn nóng trì áp lực nội không khí phòng dựa vào nhiệt độ môi trường xung quanh +NT (thiết bị ngưng tụ - dàn nóng): Đây nơi chất làm lạnh sau rời khỏi máy nén, chất làm lạnh vào áp lực cao, khí nhiệt Khi khí hoạt động qua bình ngưng tiếp tục tỏa nhiệt môi trường bên nhờ bình ngưng Khi khí lạnh bắt đầu biến đổi trở thành chất lỏng +TL (van tiết lưu): Chất làm lạnh vào van tiết lưu hệ thống, van có tác dụng tạo chênh lệch áp suất cần thiết cho hệ thống +BH (thiết bị bay – dàn lạnh): Dưới áp suất thấp chất lỏng bay thu nhiệt môi trường cần làm lạnh sau lại máy nén hút để bơm tiếp chu trình - b.Nguyên lý hoạt động ưu điểm chu trình hệ thống lạnh: • Nguyên lý: Chu trình làm lạnh nén dựa nguyên tắc chất lỏng nén nhiệt độ định lạnh chúng giãn nở Với mức thay đổi áp suất phù hợp, khí nén nóng nguồn làm mát (Ví dụ: Không khí bên ngoài) khí giãn nở lạnh nhiệt độ lạnh mà mong đạt Trong trường hợp này, chất lỏng sử dụng để làm mát môi trường nhiệt độ thấp thải môi trường nhiệt độ cao 90 SVTH: ĐỖ BÁ TRƯỜNG - - - - • - 91 MSSV: 20136671 Đồ thị chu trình hệ thống lạnh Quá trình 1-2: Hơi nhiệt cấp vào máy nén, áp suất tăng lên Nhiệt tăng phần lượng dựa vào trình nén chuyển sang môi chất lạnh Quá trình nén trình đoạn nhiệt Quá trình 2-3: Quá trình ngưng tụ đẳng nhiệt thiết bị ngưng tụ Khi nhiệt áp suất cao từ máy nén vào bình ngưng Bộ phận khử nhiệt khí trước quay trở lại dạng lỏng Quy trình thường sử dụng không khí nước để làm mát Tại bình chứa chất lỏng hệ thống ống, nhiệt độ giảm thêm dung dịch môi chất lạnh làm mát sơ trước vào thiết bị giãn nở (van tiết lưu) Quá trình 3-4: Dung dịch làm mát sơ trước vào thiết bị giãn nở Thiết bị giúp giảm áp suất chất lỏng điều chỉnh lưu lượng chất lỏng thiết bị bay Đây trình tiết lưu đẳng entanpi (i3 = i4) Quá trình 4-1: Môi chất lỏng áp suất thấp đưa vào thiết bị bay Tại đây, môi chất lỏng hấp thụ nhiệt từ môi trường xung quanh, thường không khí, nước chất lỏng khác Trong trình này, thay đổi trạng thái từ lỏng sang khí bị nhiệt đầu thiết bị bay Đây trình bay đẳng nhiệt Ưu điểm hệ thống: Vì hệ thống sử dụng lượng nhiệt lớn để chuyển chất lỏng thành nên có nhiều nhiệt thải từ không gian điều hòa không khí SVTH: ĐỖ BÁ TRƯỜNG - MSSV: 20136671 Bản chất cách nhiệt hóa cho phép trích nhiệt mà không cần tăng nhiệt độ chất lỏng tới nhiệt độ làm mát, tốc độ trao đổi nhiệt cao c.Thiết bị sấy bơm nhiệt: +BS: Buồng sấy +GL: Giàn lạnh (bay hơi) +GN: Giàn nóng +qBS: Bổ sung để gia nhiệt cho giai đoạn đầu giai đoạn đầu sấy không đủ nhiệt độ d.Nguyên lý hoạt động thiết bị sấy bơm nhiệt: Nguyên lý hoạt động thiết bị sấy bơm nhiệt thể qua đồ thị I-d: 92 SVTH: ĐỖ BÁ TRƯỜNG MSSV: 20136671 Máy nén tiêu thụ lượng đưa môi chất lạnh đến giàn nóng Ở môi chất lạnh tỏa nhiệt Q1 không khí làm cho nhiệt độ tăng lên từ nhiệt độ t0, đến t1, Không khí nóng qua vật liệu sấy buồng sấy làm bay ẩm Wh từ vật liệu Không khí thoát khỏi buồng sấy có nhiệt độ t2 độ ẩm tương đối quạt thổi vào buồng lạnh Trong buồng lạnh môi chất lạnh đưa từ giàn nóng qua van tiết lưu vào giàn lạnh Ở môi chất lạnh nhận nhiệt Q2 không khí, thân môi chất hóa hút máy nén Không khí buồng lạnh nhả nhiệt Q2 cho giàn lạnh làm cho nhiệt độ giảm từ t2 xuống t3 tiếp tục giảm đến t4 Quá trình làm lạnh không khí 2-3-4 làm cho không khí ẩm trở nên bão hòa (điểm sương), nước ngưng tụ thoát Vì suất lạnh giàn lạnh không đủ để làm lạnh không khí từ trạng thái đến nên người ta phải dùng nước bổ sung đưa vào làm mát không khí Quá trình sấy theo chu trình 93 SVTH: ĐỖ BÁ TRƯỜNG MSSV: 20136671 kín, thiết bị làm việc theo chu kỳ Đầu trình sấy suất bay ẩm từ vật liệu Wh lớn cuối trình sấy Wh giảm đáng kể (bằng 10 – 20% suất bay ẩm đầu trình sấy) Vì cần phải điều chỉnh chế độ bơm nhiệt phù hợp với trình sấy Để giảm khoảng điều chỉnh công suất bơm nhiệt người ta bố trí thêm phận gia nhiệt điện trở để gia nhiệt bổ sung đầu trình sấy mà bơm nhiệt không đáp ứng 3.Thí nghiệm sấy bơm nhiệt: a.Sơ đồ giám sát trình sấy bơm nhiệt tự động: *Mô tả thiết bị: -Có hệ thống lạnh: dàn nóng (ngưng tụ), dàn lạnh (bay hơi), van tiết lưu, máy nén -Có quạt tản nhiệt để thải nhiệt môi trường -Có cencor đo nhiệt độ tác nhân sấy => lấy tín hiệu hệ thống PLC 94 SVTH: ĐỖ BÁ TRƯỜNG MSSV: 20136671 -Đường thải ẩm phía để thải ẩm tác nhân sấy -Hệ thống ống cánh để tăng hệ số trao đổi nhiệt -Trước giàn ngưng có máy nén (nén đoạn nhiệt) -Sau giàn ngưng van tiết lưu điều chỉnh van -Môi chất lạnh chạy ống đồng b,Số liệu thí nghiệm kết tính toán: mkhay = 312,9 (g) mcủ cải = 506,8 (g) STT lần đo Thời gian (ph) Nhiệt độ không khí vào (0C) Độ ẩm không khí vào (%) Nhiệt độ không khí (0C) Độ ẩm không khí (%) Khối lượng vật liệu sấy mi (g) Tốc độ sấy (g/ph) 55 18 36 33 506,8 10 55 18 36 33 474,1 3,57 20 54 14 37 25 443 3,11 30 56 15 37 20 412,1 3,09 40 54 19 37 32 381,5 3,06 50 54 19 37 31 354,5 2,70 60 54 19 37 29 327,2 2,73 70 56 17 38 26 302,3 2,49 80 55 18 37 26 271,2 3,11 95 SVTH: ĐỖ BÁ TRƯỜNG MSSV: 20136671 10 90 55 18 38 30 244 2,72 11 100 55 18 38 30 214 c.Báo cáo: Từ số liệu thu trình làm thí nghiệm, vẽ đồ thị đường cong sấy đường cong tốc độ sấy Do trình sấy thiết bị bơm nhiệt diễn chậm khuôn khổ thí nghiệm sấy vật liệu đến trạng thái khô tuyệt đối, nên tính độ ẩm vật liệu Vì vậy, đồ thị đường cong sấy, trục tung ta thể khối lượng vật liệu thay cho độ ẩm vật liệu Việc thay đổi đại lượng khác với lý thuyết, phản ánh xu hướng giảm độ ẩm vật liệu trình sấy theo thời gian 1.Đồ thị đường cong sấy: m(g *Nhận xét: - Vì thời gian đo cách xa (10 phút/lần) nên đồ thị điểm rời rạc đường thẳng đường thẳng f(x) = y biểu diễn giảm khối lượng theo thời gian phản ánh xu hướng giảm độ ẩm vật liệu trình sấy - Theo thời gian độ ẩm vật liệu sấy giảm dần - Khối lượng vật liệu sấy giảm chậm 2.Đồ thị đường cong tốc độ sấy: Tương tự đồ thị đường cong sấy, đồ thị đường cong tốc độ sấy, thể tốc độ bay ẩm vật liệu theo khối lượng vật liệu Trong tốc độ bay tính sau: 96 SVTH: ĐỖ BÁ TRƯỜNG MSSV: 20136671 *Nhận xét: - Vì thời gian đo cách xa (10 phút/lần) nên đồ thị điểm rời rạc đường thẳng đường thẳng f(x) = y biểu diễn tốc độ bay ẩm theo khối lượng vật liệu phản ánh xu hướng giảm độ ẩm vật liệu trình sấy - Tốc độ sấy dao động khoảng 3,11 không biến động nhiều chứng tỏ có giai đoạn sấy đẳng tốc xảy tức vận tốc sấy không đổi, giai đoạn hàm ẩm vật liệu giảm nhanh theo lý thuyết 4.Kết luận: • Xảy giai đoạn sấy đẳng tốc dẫn đến loạt thay đổi như: +Sự thay đổi nhiệt độ vật liệu trình sấy: Toàn nhiệt lượng truyền cho vật liệu tiêu tốn để làm bay ẩm nhiệt độ vật liệu giữ nguyên không đổi nhiệt độ bay nước bề mặt tự +Sự bay ẩm từ bề mặt vật liệu sấy: Ẩm di chuyển từ lòng vật liệu đến bề mặt vật liệu với vận tốc lớn vật tốc bay ẩm từ bề mặt vật liệu vào môi trường không khí xung quanh Nên vận tốc bay ẩm định toàn vận tốc trình sấy vận tốc bay ẩm bề mặt tự • Ưu – nhược điểm: +Thiết bị sấy bơm nhiệt không sấy nhiệt độ cao thiết bị sấy tuần hoàn khí thải, +Thiết bị sấy bơm nhiệt không gây nguy hiểm với thiết bị sấy vi sóng + Có thể hạ thấp phần áp suất nước 97 SVTH: ĐỖ BÁ TRƯỜNG MSSV: 20136671 +Thời gian sấy lâu thiết bị khác lớp vật liệu dày dạng liên kết ẩm với vật liệu +Máy nén tiêu tốn điện Kết luận Thông qua môn học “Thí nghiệm trình thiết bị công nghiệp Thực Phẩm” giúp chúng em hiểu cấu tạo, cách thức làm việc, điều khiển đo thiết bị gia công học, thiết bị truyền nhiệt thiết bị chuyển khối ứng dụng công nghiệp thực phẩm Cách thức tính toán nhận xét kết dựa số liệu thực tế xác định Do kiến thức hạn chế nên trình báo cáo nhiều thiếu sót nên em mong nhận bảo thầy cô môn, để từ hoàn thiện kiến thức Em xin chân trọng cảm ơn ! Hà Nội, ngày 15/12/2015 Sinh Viên: Đỗ Bá Trường 98 [...]... thống van hơi được đưa vào trong khoang giữa đến khoảng nhiệt độ yêu cầu thì đóng van lại Nguyên liệu sau khi được nghiền sẽ qua phễu và vào khoang trong của thiết bị Nhờ hệ thống trục vít, nguyên liệu được dẫn và đảo trộn Khoang ngoài chứa hơi cấp nhiệt nên sẽ làm nóng nguyên liệu ở khoang trong Nguyên liệu sau khi được đun nóng và đảo trộn sẽ được đưa ra ngoài qua cửa ra của thiết bị theo chiều vít xoắn... lượng: 85kg -Mục đích: +Chà nguyên vật liệu khi vừa tiến hành đun nóng 34 SVTH: ĐỖ BÁ TRƯỜNG MSSV: 20136671 + Tach vỏ, hạt, xơ ra khỏi khối quả -Cấu tạo:Gồm khoang chà có trục chà, ở trên trục chà có gắn 3 cánh chà.Nghiền bánh răng để điều chỉnh tốc độ.Bao bọc trục và cánh chà là lưới chà có kích thước 0.5 – 2 mm -Nguyên lý hoạt động:Vật liệu qua phễu nạp liệu vào khoang chà.Hộp giảm tốc điều chỉnh... -> chất lỏng điền vào đó, khi đạt đủ vận tốc rồi-> khí nén cấp vào đầu còn lại đồng thời khí nén ở đầu kia thoát ra -> piston chạy sang bên phải -> đẩy chất lỏng ra 5 Máy chà: 33 SVTH: ĐỖ BÁ TRƯỜNG MSSV: 20136671 1.Phễu nạp liệu 6.Trục chà 2.Hộp giảm tốc 7.Lưới chà 3.Nắp thân chà 8.Cửa tháo dịch chà 4.Cánh chà 9.Phễu tháo bã chà 5.Khoang chà 10.Chân đỡ -Thông số kỹ thuật: +Lưới chà kích thước: 0,5-1... nghiền và ép vào má nghiền, ngoài ra còn có sự va đập cọ sá giữa vật liệu với thành thiết bị góp phaanf làm nhỏ nguyên liệu Qua các lỗ nhỏ trên má nghiền, nguyên liệu ra ngoài theo cửa ra ở phía dưới vào phễu của thiết bị đun 2 Thiết bị gia nhiệt trục vít: 1 2 3 4 5 6 7 8 Nguyên liệu vào Hơi nước vào Hơi nước ra Nước vệ sinh vào Nước vệ sinh ra Lớp cách nhiệt Lớp áo hơi gia nhiệt Sản phẩm sau khi gia... cánh chà Dưới tác dụng của lực ly tâm khiến nguyên vật liệu văng ra nắp thân chà cộng với việc cánh chà nén và ép khiến vật liệu ra khỏi cánh chà xuống lưới, qua lưới và xuống phía cửa tháo dịch chà.Vỏ và xơ to nên không qua lưới chà được đưa ra phía cửa tháo bã 6 Máy dập nút chai: 1.Hộp có cơ cấu xylanh và piston 2.Trục dập có lò xo bên trong 3.Đầu trục dập có nam châm 4.Giá đỡ 5.Dây dẫn khí nén vào... việc sấy những nguyên liệu có tính chịu nhiệt kém +Do thiết bị được thiết kế theo kiểu chuyển động quay vòng nên nguyên liệu sẽ được tiếp xúc nhiệt từ vi sóng một cách trực tiếp và liên tục, tránh hiện tượng một số nguyên liệu khác thì lại không khô được +Thiết bị được thiết kế bền vững và chiếm diện tích nhỏ, cấu trúc đơn giản, gọn nhẹ, do vậy thiết bị vệ sinh, lau chùi đơn giản thuận tiện - Nhược điểm:... thống các đường rãnh trên khắp các bề mặt tạo sự chảy rối và tăng diện tích truyền nhiệt.Khi ghép kín các bản mỏng lại với nhau trên bộ khung của thiết bị sẽ hình thành nên những hệ thống vào và ra cho dòng nóng và dòng lạnh + Cảm biến nhiệt độ, van điều chỉnh lưu lượng dòng chảy +6 con ốc siết vào nhau +Dòng nóng đi vào khe số lẻ +Dòng lạnh đi và khe số chẵn -Nguyên lý làm việc: Bơm nước nóng đi từ... 3 khoang chứa nước: khoang nóng thanh trùng C và khoang nước ấm C để giảm nhiệt, và khoang làm mát chứa nước thường, động cơ của băng tải sản phẩm, hệ thống vòi phun, bơm, đồng hồ chỉ nhiệt độ, áp suất… Ngoài ra còn có hệ thống đường dây dẫn, ống xả, bảng điều khiển, van xả tự động và van cấp hơi, giơle tự ngắt… -Nguyên lý hoạt động: Nhờ bơm, nước được bơm đầy vào các khoang, mở van hơi bằng tay và. .. Khởi động thiết bị trao đổi nhiệt: Bật công tắc nguồn; Nhấn nút ‘Plan start’ Bước 5: Lấy nước vào đầy thùng chứa Bước 6: Khởi động bơm sản phẩm: Bật công tắc ‘Product pump’ sang vị trí ‘On’; điều chỉnh van lưu lượng bơm 200 lit/h Bước 7: Theo dõi các đồng hồ đo nhiệt độ nước vào và ra của hai dòng nguồn nóng và lạnh cho đến khi ổn định Bước 8: Ghi số liệu thí nghiệm: Ghi nhiệt độ nước vào và ra và lưu... dòng nguồn nóng và lạnh Bước 9: Tắt bơm sản phẩm Bước 10: Lặp lại thí nghiệm hai lần từ bước 5 đến 9 Bước 11: Tắt hệ thống -Các thông số cần đo: Nhiệt độ đầu vào và ra của lưu thể cần làm lạnh Nhiệt độ vào và ra của lưu thể lạnh Đo lưu lượng của hai lưu thể - Yêu cầu: Vận hành hệ thống truyền nhiệt và đo các thông số cần thiết Tính hệ số truyền nhiệt lý thuyết, hệ số truyền nhiệt thực tế và hiệu suất