Thực hành kỹ thuật thực phẩm

NHÓM – TỔ Contents MHP: 210501002 GVHD: Th.S Lê Nhất Thống SVTH: TRẦN THỊ KHANH MSSV: 09079861 Thực hành Kỹ thuật thực phẩm Báo cáo thí nghiệm Bài 1: LỌC KHUNG BẢN I Mục đích thí nghiệm - Khảo sát trình hoạt động máy lọc khung - Xác định vận tốc lọc trung bình, chu kỳ lọc suất lọc - Xác định hệ số lọc phương trình lọc, mối liên hệ động lực trình lọc suất máy lọc II Cơ sở lý thuyết Nguyên tắc làm việc Mục đích trình lọc phân riêng pha liên tục pha phân tán tồn hổn hợp Hai pha lỏng – khí; rắn – khí; rắn – lỏng hai pha lỏng không tan lẫn tồn hổn hợp Khái niệm: Lọc trình thực để phân riêng hỗn hợp nhờ vật ngăn xốp Một pha qua vật ngăn xốp pha giữ lại Vật ngăn dạng hạt: cát, đá, than; dạng sợi tơ nhân tạo, sợi bông, đay, gai; dạng lưới kim loại; dạng vật ngăn sứ xốp, thủy tinh xốp v.v Chênh lệch áp suất hai bên vách ngăn lọc gọi động lực trình lọc nghĩa là: ∆P = P1 - P2 Động lực trình lọc tạo ba cách sau: - Dùng áp lực cột chất lỏng (áp suất thủy tĩnh) - Dùng máy bơm hay máy nén đưa huyền phù vào(lọc áp suất) - Dùng bơm chân không (lọc chân không) Phương trình lọc 2.1 Tốc độ lọc yếu tố ảnh hưởng đến thời gian lọc Lượng nước lọc thu đơn vị diện tích bề mặt vách ngăn lọc đơn vị thời gian gọi tốc độ lọc dV W= ,m/ s Fdτ (1.1) Trong đó: V – Thể tích nước lọc thu được, m3 F – Diện tích bề mặt vách lọc, m2 τ - thời gian lọc, s Quá trình lọc huyền phù phụ thuộc vào yếu tố sau: Tính chất huyền phù: độ nhớt, kích thước hình dạng pha phân tán; động lực trình lọc; trở lực bã vách ngăn; diện tích bề mặt vách lọc Theo DAKSI, tốc độ lọc biểu diễn dạng phương trình sau dV ∆P W= = Fdτ µ R + Rv b ( ) (1.2) Trong đó: µ - độ nhớt pha liên tục, Ns/m2 Rb = ∆Pb – trở lực bã lọc (tổn thất áp suất qua lớp bã), 1/m Rv = ∆Pv – trở lực vách lọc (tổn thất áp suất qua vách lọc), 1/m Gọi: r0 – trở lực riêng theo thể tích bã lọc (1/m2): trở lực bã dày 1m h0 – chiều dày lớp bã lọc, m X0 = Va V Rb = r0 h0 = r0 Vậy: - tỉ số thể tích bã ẩm thu lượng nước lọc Va V = r0 X F F (1.3) Thay (1.3) vào phương trình (1.2) ta được: dV = ∆P.F dτ V   µ  r0 X + Rv  F   (1.4) Khi nghiên cứu trình lọc, để đơn giản người ta tiến hành hai chế độ lọc với áp suất không đổi lọc với tốc độ lọc không đổi 2.2 Lọc với áp suất không đổi, ∆P = const Gọi q = V/F – lượng nước lọc riêng: lượng nước lọc thu 1m bề mặt vách lọc, m3/m2 Từ phương trình (1.4), với điều kiện bã lọc vách lọc không chịu nén ép nghĩa là: r0= const Rv = const, biến đổi tích phân hai vế phương trình ta được: V ∫( τ µ.r0 X VdV + µRv dV ) = ∫ F ∆P.dτ F Hay: µ.r0.X0.V2 + µ.Rv.F.V = 2.F2.∆P.τ Chia hai vế phương trình (1.6) cho µ.r0.X0/F2 ta (1.5) (1.6) 2 Rv V 2.∆P V  = τ   + r0 X F µ.r0 X F ⇔ q2 + 2.C.q = Kτ (1.7) Đây phương trình lọc với áp suất không đổi C= Trong đó: Rv 2.∆P K= r0 X µ.r0 X ; số lọc, đặc trưng cho trình lọc xác định Vi phân hai vế phương trình (1.7) theo dq ta được: 2q + 2C = k ⇔ dτ dq dτ 2C = q + dq K K (1.8) ∆τ −q ∆q Từ phương trình (1.8) ta nhận thấy: mối quan hệ đường thẳng có hệ số góc 2/K tung độ gốc 2C/K Như làm thí nghiệm lọc, dựng đồ thị mối quan hệ hai đại lượng này, quan hệ đường thẳng kết luận trình lọc với áp lực không đổi đồng thời ta xác định số lọc C K 2.3 Lọc với tốc độ lọc không đổi (w=const) Do tốc độ lọc không đổi nên biến thiên thể tích nước lọc đơn vị thời gian số Do phương trình (1.4) viết dạng W= V ∆P = V F τ   µ  r0 X + Rv  F   (1.9) Nhận thấy rằng: ∆P = ∆Pb + ∆Pv = µ.r0.X0.w2.τ + µRv.w Vậy: ∆P = A.τ + B; (A=µ.r0.X0.w2; B=µRv.w); A, B số Nghĩa động lực trình lọc biến thiên tuyến tính treo thời gian III Trang thiết bị, dụng cụ, hóa chất, nguyên liệu Thiết bị lọc thiết kế chế tạo nhiều dạng, nhiều kiểu khác để phù hợp với điều kiện cụ thể riêng biệt Theo theo cách thức hoạt động, người ta chia ra: thiết bị lọc gián đoạn thiết bị lọc liên tục Trong ta tiến hành với máy lọc khung Sơ đồ nguyên lý hoạt động: Sơ đồ nguyên lý hoạt động máy lọc khung Máy lọc khung có cấu tạo gồm phận sau: Bồn chứa nguyên liệu, bơm tạo áp lực cho chất lỏng, khung lọc, van điều chỉnh, lưu lượng kế áp kế đo áp suất trước sau khung lọc Máy lọc gồm dãy khung kích thước xếp liền khung đỡ, khung có ngăn xốp thực phân riêng Bản gọi cố định, cuối di động Ép chặt khung cấu vít đai ốc thực tay quay Huyền phù đưa vào khung van V3, nước thu theo đường van V4, bã lọc bị giữ lại ngăn xốp Trên bề mặt người ta xẻ rãnh thẳng đứng song song với hai rãnh nằm ngang hai đầu Rãnh nằm ngang bên có thông với van tháo nước lọc nước rửa Khung rỗng tạo thành phòng lọc để chứa cặn Nguyên liệu thí nghiệm: Huyền phù IV Các bước tiến hành thí nghiệm Tiến hành thí nghiệm với áp suất lọc không đổi Các bước tiến hành thí nghiệm: Kiểm tra tổng quát thiết bị, cho huyền phù vào bể chứa nguyên liệu, lắp vách ngăn lọc vào khung ép chặt khung tay quay Kiểm tra nguồn điện, khóa van v2, v6; mở hoàn toàn van v1, v4; mở ¼ van v3, bật công tắc bơm Thay đổi áp suất áp kế P1 cách điều chỉnh van số 3, đọc giá trị áp suất áp kế P1, P2 thời gian thu thể tích nước lọc cố định Dừng máy, tháo ngăn lọc, rữa bã đồng thời đo thời gian rữa bã thời gian thao tác phụ để xác định chu kỳ lọc Tiến hành thí nghiệm với tốc độ lọc không đổi Các bước tiến hành thí nghiệm: Kiểm tra tổng quát thiết bị, cho huyền phù vào bể chứa nguyên liệu, lắp vách ngăn lọc vào khung ép chặt khung, tay quay Kiểm tra nguồn điện, khóa van v2, v6; mở hoàn toàn van v1, v4; mở van v3, bật công tắc bơm Điều chỉnh van v4 cho lưu lượng không đổi giá trị định, đọc giá trị áp suất áp kế P1, P2 thời điểm khác Dừng máy, tháo ngăn lọc, rữa bã Lặp lại thí nghiệm hai lần với lưu lượng tương ứng Q1, Q2 V Lập công thức tính toán  Xác định lượng nước lọc riêng: q = V/F, m3/m2  Tính vận tốc lọc lưu lượng chia cho tổng diện tích bề mặt vách lọc  Dùng phương pháp bình phương cực tiểu để tìm phương trình cho đồ thị dạng: Y = A*x + B VI Báo cáo thí nghiệm Kết đo Bảng Lọc với áp suất không đổi STT 5 Áp suất lọc 0.5 bar 1.0 bar Thể tíc lọc(lít) 10 10 Thời gian lọc(s) 39 125 220 316 409 12 24 37 48 61 Bảng Lọc với tốc độ không đổi STT Lưu lượng 300 l/ph P1 1.4 1.3 1.3 1.2 0.9 P2 1.1 0.9 0.9 0.9 0.5 10 1.1 1.4 1.4 1.3 1.3 200l/ph 1.1 1.1 1.1 1.0 1.1 Xử lý số liệu Xác định số vách ngăn xốp sử dụng trình làm thí nghiệm, đo kích thướt vách ngăn xốp để xác định diện tích bề mặt vách ngăn lọc: Trong thí nghiệm có sử dụng 10 vách ngăn, kích thướt đo 200x200mm Vậy diện tích bề mặt vách ngăn lọc F = 0.2x0.2x10 = 0.4 m2 Xác định lượng nước lọc riêng q = V/F, m3/m2 Xác định biến thiên thời gian dτi Xác định biến thiên lượng nước lọc riêng: dqi, suy tỷ số dτi/dqi Kết xử lý số liệu (chung cho hai điều kiện áp suất) V(m3) τ (s) q(m3/m2) Δτ ∆q Δτ/Δq 0.002 39 0.005 39 0.005 7800 0.004 125 0.010 86 0.005 17200 0.006 220 0.015 95 0.005 19000 0.008 316 0.020 96 0.005 19200 0.010 409 0.025 93 0.005 18600 0.002 12 0.005 12 0.005 2400 0.004 24 0.010 12 0.005 2400 0.006 37 0.015 13 0.005 2600 0.008 48 0.020 11 0.005 2200 0.010 61 0.025 13 0.005 2600 STT 3 Áp suất lọc 0.5 bar 1.0 bar Vẽ đồ thị mối liên hệ Δτ/Δq – Δτ, theo lý thuyết đồ thị đường thẳng Dạng đường thẳng: Y = AX + B (A = 2/K; B = 2C/K) Đồ thị Δτ/Δq – Δτ điều kiện áp suất lọc không đổi 0.5 bar Dựa vào đồ thị ta tính số lọc C K, sau viết phương trình lọc áp suất không đổi Đồ thị có dạng Y = 200X, suy C = K = 0.01; ta viết phương trình lọc với áp suất không đổi là: q2 = 0.01τ Tương tự, tiến hành thí nghiệm với áp suất lọc 1.0 bar ta có đồ thị kết quả: Đồ thị Δτ/Δq – Δτ điều kiện áp suất lọc không đổi 1.0 bar Đồ thị có dạng Y = 200X, suy C = K = 0.01; ta viết phương trình lọc với áp suất không đổi q2 = 0.01τ Bảng Kết xử lý số liệu (chung cho hai điều kiện lưu lượng lọc) STT 10 Q (lít/s) w (m3/m2.s) 0.0125 0.01 P1 (bar) P2 (bar) ∆P=P1-P2 (bar) τ (s) 1.1 1.3 1.4 1.5 0.8 0.9 1.1 1.2 1.3 1 0.9 0.9 0.8 0.8 0.8 0.7 0.7 0.7 0.1 0.4 0.5 0.7 0.1 0.4 0.5 0.6 30 60 90 120 150 30 60 90 120 150 Vẽ đồ thị quan hệ biến thiên áp suất thời gian ∆P - τ; ∆P = A.τ + B; (A=µ.r0.X0.w2; B=µRv.w) Đồ thị Quan hệ biến thiên áp suất theo thời gian tốc độ 0.0125(m3/s) Theo lý thuyết A B số, dựa vào đồ thị xác định số A, B, viết lại phương trình lọc với tốc độ lọc không đổi Dựa vào Đồ thị trên, ta tìm được: A = 0.006 B = -0.2 Suy phương trình lọc với áp suất không đổi là: ∆P = 0.006.τ – 0.2 Tương tự, với tốc độ lọc 0.01 (m3/s) ta có đồ thị phương trình lọc: Đồ thị biến thiên theo thời tốc độ 0.01 Quan hệ áp suất gian (m /s) Dựa thị trên, ta vào Đồ tìm được: A = 0.0053 B = -0.16 Suy trình lọc suất không = 0.0053.τ – 0.16 phương với áp đổi là: ∆P VII Đánh giá kết thí nghiệm Nhận xét kết thí nghiệm, dựa vào kết thí nghiệm so sánh với lý thuyết Dựa vào kết thí nghiệm, ta thấy có nhiều sai số; đồ thị không đường thẳng mà đường cong gần thẳng gần với lý thuyết Đánh giá sai số thí nghiệm, loại bỏ sai số thô Sai số hình thành trường hợp thao tác không đồng điều dẫn đến máy làm việc không xác Phần khác công đoạn làm bã chưa hiệu triệt để, phần bã dính lại lọc ảnh hưởng đến kết Bài 2: KHẢO SÁT HỆ THỐNG GHÉP BƠM I Mục đích - Khảo sát tìm đặc tuyến bơm - Khảo sát xây dựng đồ thị tìm điểm làm việc bơm ly tâm - Khảo sát tìm hiểu trường hợp ứng dụng mô hình ghép bơm song song nối tiếp II Cơ sở lý thuyết Khái niệm phân loại bơm a Khái niệm Bơm loại thiết bị ứng dụng rộng rãi nghành công nghiệp, dùng để vận chuyển chất lỏng chuyển động ống Bơm loại thiết bị cung cấp lượng cho chất lỏng để thắng trở lực đường ống chuyển động, nâng chất lỏng lên độ cao đó, tạo lưu lượng chảy thiết bị công nghệ… Năng lượng bơm lấy từ nguồn động lực khác b Phân loại bơm Theo nguyên lý họat động, bơm chất lỏng chia làm nhóm sau: o Bơm thể tích: Việc hút đẩy chất lỏng khỏi bơm nhờ thay đổi thể tích không gian làm việc bơm Do thể tích áp suất chất lỏng bơm thay đổi, cung cấp lượng cho chất lỏng Việc thay đổi thể tích bơm do: - Chuyển động tịnh tiến (bơm pittông) - Chuyển động quay (bơm roto) o Bơm động lực: Việc hút đẩy chất lỏng khỏi bơm nhờ chuyển động quay tròn bơm , động cánh quạt truyền vào chất lỏng tạo lượng cho dòng chảy Năng lượng cánh quạt truyền vào chất lỏng dạng: - Lực ly tâm (bơm ly tâm) - Lực đẩy cánh quạt (bơm hướng trục) - Lực ma sát: bơm xoáy lốc o Bơm khí động: Việc hút đẩy chất lỏng thực nhờ thay đổi áp suất dòng khí chuyển động bơm tạo lượng cho dòng chảy - Bơm ejector: Việc thay đổi áp suất dòng khí tạo lực lôi chất lỏng chuyển động dòng khí - Thùng nén: tạo áp suất bề mặt chất lỏng nhằm tạo cho chất lỏng cần thiết để chuyển động Các thông số bơm 14 2340 71.59 136.36 18.54 34 5940 5.68 22.73 23.24 15 2520 64.77 136.36 18.54 35 6120 4.55 22.73 23.24 16 2700 59.09 113.64 20.87 36 6300 3.41 22.73 20.90 17 2880 53.41 113.64 20.87 37 6480 2.27 22.73 18.54 18 3060 47.73 113.64 20.87 38 6660 2.27 20.87 19 3240 43.18 90.91 10.86 39 6840 2.27 20.87 20 3420 38.64 90.91 20.90 40 7020 1.14 22.73 20.87 Bảng Kết tính toán đại lượng Thông số Thông số Giá trị Nlt(%/h) 19.86 1.14 Ntn(%/h) 50.77 pb(mmhg) 37.40 K(1/h) 1.56 ph(mmhg) 33.30 (h) 1.06 m 0.07095 (h) 2.64 Jm(kg/m2.h) 0.29143 (h) 3.70 k Giá trị (%) cb 71.59 (%) (kg/m2.h.mmHg) 2.7 Đồ thị Đồ thị Đường cong sấy nhiệt độ 400C V Bàn luận Nhận xét đường cong sấy đường cong tốc độ sấy Giải thích Đường cong sấy đường biễu diễn quan hệ độ ẩm vật liệu với thời gian sấy t Đường cong tốc độ sấy đường biểu diễn quan hệ tốc độ sấy độ ẩm vật liệu Qua biểu đồ đường cong sấy đường cong tốc độ sấy, ta thấy: • Giai đoạn đốt nóng vật liệu: nhiệt độ vật liệu tăng lên đến nhiệt độ bầu ướt tương ứng với trạng thái không khí lúc sấy, độ ẩm vật liệu thay đổi không đáng kể, tốc độ sấy tăng nhanh đến nhiệt độ cực đại • Giai đoạn đẳng tốc: độ ẩm vật liệu giảm nhanh đặn theo đường thẳng • Giai đoạn giảm tốc: tốc độ sấy giảm dần đều, nhiệt độ vật liệu tăng dần, độ ẩm giảm dần đến độ ẩm cân bằng, mức độ giảm chậm Cho biết số ứng dụng trình sấy thực tế Trong thực tế, đặc biệt ngành công nghệ hóa chất công nghệ thực phẩm trình sấy quan trọng Bên cạnh đó, công nghệ nghiên cứu sấy thao tác thiếu để khử trùng dụng cụ, sấy dùng để sấy khô rau quả, thực phẩm, giảm khối lượng để dễ dàng vận chuyển bảo quản, tăng độ bền cho đồ gốm, sứ Sấy để tách nước khỏi nguyên liệu, để giảm hoạt độ nước nhằm bảo quản sản phẩm, dùng để chuẩn bị cho trình than hóa, tro hóa Nêu cố gặp phải trình vận hành phương pháp khắc phục Nhiệt độ phụ thuộc vào độ ẩm môi trường dẫn đến nhiệt độ lúc tăng lúc giảm Do ảnh hưởng tầng sấy bị lung lay làm cho thành sấy va chạm vào lòng thành sấy làm cho khối lượng vật liệu thay đổi, ảnh hưởng đến hiệu quả, nên khắc phục hạn chế tối đa va chạm Trong trình sấy, ba phút đo khối lượng , vật liệu sấy tiếp tục sấy Trong trình đo dẫn đến sai số thời gian đo không xác Đánh giá khác nhiệt lượng cần gia nhiệt trình sấy lý thuyết sấy thực tế So với thực tế ta bỏ qua giai đoạn đun nóng nhỏ nên lượng nhiệt so với lý thuyết có sai lệch Trong trình sấy ta nhân thấy nhiệt độ tăng tốc độ sấy tăng theo thời gian giảm xuống, tốc độ dòng khí cố định nên không ảnh hưởng Đánh giá khác hàm nhiệt không khí sau khỏi thiết bị trình sấy lý thuyết thực tế Giải thích Hàm nhiệt tương đối giống lý thuyết không hoàn toàn giống lý thuyết trình sấy thực tế trường hợp có yếu tố gây sai số khác Để tiện cho trình tính toán ta xem giá trị nhận gần liên tục Nêu nguyên nhân tạo nên khác biệt trình sấy lý thuyết sấy thực tế Nguyên nhân tạo nên khác biệt trình sấy lý thuyết sấy thực tế trình sấy lý thuyết xem nhiệt lượng bổ sung trình sấy với nhiệt lượng tổn thất trình sấy Trong trình sấy thực tế nhiệt lượng bổ sung khác nhiệt lượng tổn thất Bài 5: KHẢO SÁT CHẾ ĐỘ CỘT CHÊM (THÁP ĐỆM)-IC131D I Mục đích thí nghiệm Khảo sát đặc tính động lực học lưu chất khả hoạt động tháp đệm cách xác định: Ảnh hưởng vận tốc khí lỏng lên độ giảm áp suất dòng khí qua cột Sự biến đổi hệ số ma sát f ck cột theo chuẩn số Reynolds Re c dòng khí suy hệ thức thực nghiệm Sự biến đổi thừa số σ liên hệ độ giảm áp dòng khí cột khô cột ướt với vận tốc dòng lỏng II Phương pháp thí nghiệm II.1 Các bước tiến hành thí nghiệm + Mở van nguồn nước cho nước vào bình chứa (khoá van 11) + Mở hoàn toàn van 14, van 6, khoá van + Mở bơm lỏng đến nước qua van chảy ngược vào bình chứa ngừng bơm khoá van hoàn toàn + Khoá van 23, mở van 22, sau mở máy nén để lượng khí vào tháp nhằm thổi hết lượng nước đọng khe vật đệm Sau khoảng thời gian phút, chuẩn bị làm thí nghiệm cột khô Đo độ giảm áp cột khô + Khoá dần van 22 để thay đổi lượng khí qua cột Ứng với giá trị lưu lượng khí đọc giá trị ΔPck áp kế chữ “U” áp kế thuỷ ngân 16 Lưu ý điều chỉnh lưu lượng từ mức cao xuống thấp để đảm bảo điều kiện làm việc máy nén + Sau tiến hành cột khô tắt máy nén Đo độ giảm áp dòng khí cột ướt + Mở van 13, van (kiểm tra van điều kiện khoá) + Bật bơm lỏng, điều chỉnh van 14 để giữ lưu lượng lỏng không đổi qua lưu lượng kế vào cột ứng với giá trị bảng số liệu + Mở van 22, mở máy nén để đưa không khí vào tháp + Khoá dần van 22 thay đổi lưu lượng khí G tương ứng với giá trị G đo cột khô đọc ΔPcư áp kế chữ U tương tự làm thí nghiệm cột khô + Lặp lại giá trị khác L Lưu ý: giá trị lỏng lớn xảy tượng ngập lụt tiến hành ngừng máy cách tắt máy nén + Sau làm xong thí nghiệm ngừng máy tắt bơm, máy nén mở van xả hết chất lỏng lại tháp III Lập công thức tính toán Đổi đơn vị G, (m3/h) sang G, (kg/s.m2): (kg/s.m2) = Trong nước kg/m3 A : tiết diện tháp A tính sau: Trong : độ rỗng hay độ xốp (không thứ nguyên) IV Báo cáo thí nghiệm IV.1 Kết Thí nghiệm 1: Cột khô STT G, (m3/h) 0.5 0.8 1.2 1.6 1.8 2.4 ∆Pck 17.7 28.4 51.0 81.4 122.6 183.4 Thí nghiệm 2: Cột ướt L(l/ph) STT G (m3/h) 0.5 0.8 1.2 1.6 1.8 2.4 1.67 19.6 29.4 52.0 80.4 120.6 181.4 2.50 20.6 29.4 49.0 76.5 117.7 177.5 3.33 ∆Pcư 18.6 29.4 49.0 75.5 112.8 171.6 4.17 19.6 29.4 46.1 73.5 113.7 170.6 5.00 18.6 26.6 32.8 68.6 108.8 173.6 IV.2 Xử lý kết IV.2.1 Xác định đại lượng Tính toán đại lượng trình bày bảng sau: Thí nghiệm 1: STT G, (kg/s.m2) 0.07 logG -1.15 ∆Pck/Z, Pa/m log(∆Pck/Z) Reck fck 11.06 1.04 42.34 3.31 0.11 -0.95 17.75 1.25 67.75 1.64 0.17 -0.77 31.88 1.50 101.62 1.51 0.23 -0.65 50.88 1.71 135.50 1.42 0.25 -0.60 76.63 1.88 152.43 1.39 0.34 -0.47 114.63 2.06 203.24 1.31 Thí nghiệm 2: L(l/ph) STT Recư 42.34 67.75 101.62 135.50 152.43 203.24 L(l/ph) STT logG -1.15 -0.95 -0.77 -0.65 -0.60 -0.47 IV.2.2 Đồ thị V 1.67 2.50 3.66 1.69 1.54 1.41 1.37 1.30 3.85 1.69 1.45 1.34 1.33 1.27 1.67 2.50 1.09 1.26 1.51 1.70 1.88 2.05 1.11 1.26 1.49 1.68 1.87 2.05 3.33 fcư 3.47 1.69 1.45 1.32 1.28 1.23 3.33 log(∆Pcư/Z) 1.07 1.26 1.49 1.67 1.85 2.03 4.17 5.00 3.66 1.69 1.36 1.29 1.29 1.22 3.47 1.53 0.97 1.20 1.23 1.24 4.17 5.00 1.09 1.26 1.46 1.66 1.85 2.03 1.07 1.22 1.31 1.63 1.83 2.04 Bàn luận Đối với cột khô: Kết cho ta thấy, lưu lượng khối lượng G tăng độ giảm áp tăng theo Và gia tăng thực tế gần với lũy thừa từ 1.8 đến c vận tốc dòng khí Vì dòng lỏng dòng khí chuyển động khonagr trống dễ dàng vận tốc tăng dần Đối với cột ướt: Khi có dòng lỏng chảy ngược chiều khoảng trống bị thu hẹp lại, dòng khí di chuyển khó khăn phần thể tích dòng lỏng chiếm Lúc độ giảm áp tăng nhanh theo tốc độ khối lượng dòng khí lỏng Sẽ xảy tượng ngập lụt trtường hợp có đảo pha liên tục, từ pha khí (liên tục) – Lỏng (phân tán) thành pha khí (phân tán) – logr (liên tục) ngược lại Lúc độ giảm áp tăng nhanh Do cần làm việc điểm xảy ngập lụt bơm Thường hai yếu tố ảnh hưởng đến độ giảm áp cột khô cột ướt vận tốc dòng lưu lượng khối lượng dòng Bài 6: MẠCH LƯU CHẤT – C6 MKLL I Mục đích Tìm hiểu dạng tổn thất áp suất xảy ống dẫn dòng chất lỏng không nén chảy qua ống, loại khớp nối, van hay thiết bị đo dùng mạng ống Xác định ma sát chất lỏng với thành ống trơn Xác định trở lực cục Đo lưu lượng phương pháp chênh áp biến thiên II Cơ sở lý thuyết Theo nghiên cứu có hai chế độ chuyển động chất lỏng ống dẫn 1/ Chế độ chảy tầng với vận tốc nhỏ, trở lực ống dẫn tỉ lệ tuyến tính với vận tốc dòng chảy ống: h ~ w 2/ Chế độ chảy rối với vận tốc lớn, trở lực ống dẫn tỉ lệ với vận tốc dòng chảy theo dạng lũy thừa - Chế độ chảy chuyển tiếp chảy tầng chảy rối gọi chảy độ - Có hai loại trở lực đường ống dòng chất lỏng choáng đầy ống chuyển động ống dẫn: trở lực ma sát trở lực cục Trở lực ma sát Trở lực ma sát kí hiệu hms tính theo công thức sau: Trong : hệ số ma sát L : Chiều dài ống dẫn, m D : Đường kính ống dẫn, m w : vận tốc chuyển động dòng lưu chất, m/s Để xác định chế độ chảy chất lỏng ta dựa vào chuẩn số Reynolds Re = ρ w.d td µ Trong đó: ρ : khối lượng riêng lưu chất (kg/m3) µ : độ nhớt động lực học lưu chất (kg/ms) dtd : đường kính tương đương (m) Reynolds chứng minh nếu: • Re < 2320 : lưu chất chảy tầng • Re = 2320 ÷ 10.000 : lưu chất chảy độ • Re > 10.000 : lưu chất chảy xoáy Để xác định hệ số ma sát ta dựa vào giản đồ Moody, hệ số ma sát thay đổi phụ thuộc vào vật liệu chế tạo ống độ nhám cuẩ ống dẫn Trở lực cục Là trở lực chất lỏng thay đổi hướng chuyển động, thay đổi vận tốc thay đổi hình dáng tiết diện ống dẫn như: đột thu, đột mở, chỗ cong, van, co, khớp nối… Trở lực cục ký hiệu : hcb (m) w2 hcb = ∑ ξi 2g i đó: ζi : hệ số trở lực cục Đo lưu lượng theo nguyên tắc chênh áp biến thiên Màng chắn Ventury hai dụng cụ đo lưu lượng dựa vào nguyên tắc dòng lưu chất qua tiết diện thu hẹp đột ngột xuất độ chênh áp suất trước sau tiết diện thu hẹp Ống Pitto Dùng ống Pitto ta đo áp suất toàn phần áp suất tĩnh, từ xác định áp suất động: Suy ra: Các bước tiến hành thí nghiệm III Xác định tổn thất ma sát chất lỏng với thành ống trơn Xác định trở lực cục Xác định ma sát chất lỏng chảy qua ống thành nhám Xác định lưu lượng dòng chảy qua ống màng chắn, ống Ventury ống Pitto Lập công thức tính toán IV Bảng 1: xác định tổn thất ma sát chất lỏng với thành ống trơn V= QV (m / s) A Tính vận tốc dòng chảy: QV = V A ↔ Re = v.ρ d µ0 Tính chuẩn số Re: λ= (1,8 log Re − 1,64) Vì tất Re> 10000 nên hệ số ma sát tính theo công thức: Tổn thất áp suất tính theo công thức: H ms L.v = λ D.2 g Bảng 2: xác định trở lực cục Vận tốc dòng chảy: v= Qv A Công thức tính áp suất động ta dựa vào công thức: v2 Hv = 2.g H cb = H − H v ξ= → H cb 2.g v2 Bảng 3: Tổn thất ma sát chất lỏng với thành nhám Công thức tính vận tốc tương tự v= Qv A Re = vρ d µ0 Chuẩn số Re: Vì tất Re > 10000 nên hệ số ma sát tính theo công thức: λ= (1,8 log Re − 1,64) H ms L.v = λ D.2 g Tổn thất áp suất lý thuyết: Bảng 4: Xác định lưu lượng dòng chảy qua ống màng chắn,Ventury Đối với màng chắn ống ventuary ta tính đến tổn thất cục bộ: qua tham khảo tài liệu ta lấy ε=3,77 Vì ta có tỉ số: f1 = 0,5 f2 Trong đó: f1,f2: diện tích ướt đầu vào đầu màng chắn ống ventuary: H cb Ta có: Vậy: v2 =ξ →v= g H cb 2.g , (m / s ) ξ Q = v A(m3 / s ) V Báo cáo thí nghiệm Kết thí nghiệm  Xác định tổn thất chất lỏng với thành ống trơn STT Đ.kính ống (mm) 17.2 10.9 Thể tích (l) T.gian (s) Lưu lượng (m3/s) Tổn thất áp suất (thực tế) (mH2O) 10 10 10 10 10 10 10 10 19.53 19.62 20.92 21.84 62.00 29.34 26.73 27.09 0.000512 0.000510 0.000478 0.000458 0.000161 0.000341 0.000374 0.000369 8.19 8.49 9.41 12.11 23.32 6.75 6.95 7.12 5 10 10 10 10 10 10 10 1 1 7.7 4.5 26.46 61.00 34.56 35.01 36.90 45.18 103.00 13.99 14.35 14.49 14.76 17.95 0.000378 0.000164 0.000289 0.000286 0.000271 0.000221 0.000097 0.000071 0.000070 0.000069 0.000068 0.000056 8.28 12.11 14.96 15.07 16.13 18.62 10.53 22.01 22.05 22.33 22.11 17.67  Xác định trở lực cục STT 5 5 Vị trí Van 20 Van 21 Đột thu Đột mở 16 Nối T13 Co 900 Thể tích (l) Thời gian (s) Lưu lượng (m3/s) 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 22.31 23.04 23.94 24.57 24.66 19.50 20.11 20.61 21.00 25.15 34.92 34.92 35.10 35.15 36.49 33.87 34.69 35.64 35.91 36.00 19.74 20.38 20.65 21.06 22.50 22.36 22.45 22.77 22.86 0.000448 0.000434 0.000418 0.000407 0.000406 0.000513 0.000497 0.000485 0.000476 0.000398 0.000286 0.000286 0.000285 0.000284 0.000274 0.000295 0.000288 0.000281 0.000278 0.000278 0.000507 0.000491 0.000484 0.000475 0.000444 0.000447 0.000445 0.000439 0.000437 Đ.kính ống (mm) 17.2 17.2 17.2 7.7 17.2 17.2 Tổn thất áp suất (thực tế) (mH2O) 2.62 2.94 2.13 2.41 2.87 2.64 2.73 2.78 3.32 13.64 18.06 18.09 18.19 17.94 17.20 3.48 3.51 3.44 3.09 1.84 3.97 3.17 3.31 4.15 6.56 2.21 2.24 2.31 2.35 10 22.95 0.000436 2.40  Xác định ma sát chất lỏng chảy qua ống thành nhám STT Đ.kính ống Thể tích (l) Thời gian (s) Lưu lượng (m3/s) Tổn thất áp suất (thực tế) (mH2O) 17.2 10 10 10 10 10 20.56 20.56 20.97 21.35 21.70 0.000486 0.000486 0.000477 0.000468 0.000461 6.13 5.89 5.92 6.21 6.83  Xác định lưu lượng dòng chảy qua ống màng chắn, Ventury ống Pitto STT Thể tích (l) 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 Thời gian (s) Lưu lượng (m3/s) Tổn thất áp suất (mH2O) Màn chắn 19.80 0.000505 0.71 19.84 0.000504 0.63 19.93 0.000502 0.65 20.29 0.000493 0.35 21.37 0.000468 2.71 Ventury (cùng điều kiện lưu lượng) 19.80 0.000505 0.47 19.98 0.000501 0.44 20.20 0.000495 0.11 20.29 0.000493 0.76 21.15 0.000473 3.78 Ống Pito (cùng điều kiện lưu lượng) 19.62 0.000510 0.47 19.98 0.000501 0.63 20.00 0.000500 0.33 20.52 0.000487 0.57 22.18 0.000451 2.59 Chênh lệch áp suất (mH2O) 0.11 0.66 0.55 0.01 2.54 0.09 0.07 0.20 1.37 3.98 0.61 0.76 0.56 0.44 2.58 Xử lý số liệu Bảng 1: Tổn thất ma sát chất lỏng với thành ống trơn STT Đ.kính ống (mm) Thể tích (l) T.gian (s) Lưu lượng(m3/s) Tổn thất áp suất (thực tế) (mH2O) 17.2 10 19.53 0.000512 8.19 5 5 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 1 1 10.9 7.7 4.5 19.62 20.92 21.84 62.00 29.34 26.73 27.09 26.46 61.00 34.56 35.01 36.90 45.18 103.00 13.99 14.35 14.49 14.76 17.95 0.000510 0.000478 0.000458 0.000161 0.000341 0.000374 0.000369 0.000378 0.000164 0.000289 0.000286 0.000271 0.000221 0.000097 0.000071 0.000070 0.000069 0.000068 0.000056 8.49 9.41 12.11 23.32 6.75 6.95 7.12 8.28 12.11 14.96 15.07 16.13 18.62 10.53 22.01 22.05 22.33 22.11 17.67 Bảng 2: Trở lực cục STT 5 5 Vị trí Đ.kính ống (mm) Van 20 17.2 Van 21 17.2 Đột thu 17.2 Đột mở 16 7.7 Nối T13 17.2 Vận tốc dòng chảy (m/s) Áp suất động (mH2O) Hệ số trở lực cục 1.93 1.87 1.80 1.75 1.75 2.21 2.14 2.09 2.05 1.71 1.23 1.23 1.23 1.23 1.18 6.34 6.19 6.03 5.98 5.97 2.18 2.11 2.09 0.19 0.18 0.16 0.16 0.16 0.25 0.23 0.22 0.21 0.15 0.08 0.08 0.08 0.08 0.07 2.05 1.96 1.85 1.82 1.82 0.24 0.23 0.22 13.7991564 16.5144603 12.9175455 15.3949917 18.4680119 10.6224637 11.6825835 12.4954783 15.4927594 91.2940457 233.03348 233.420579 237.136844 234.544472 242.341771 1.69672264 1.79521692 1.85709898 1.69352069 1.01350067 16.3695563 13.9322008 14.9355153 Tổn thất áp suất (Thực tế ) (mH2O) 2.62 2.94 2.13 2.41 2.87 2.64 2.73 2.78 3.32 13.64 18.06 18.09 18.19 17.94 17.20 3.48 3.51 3.44 3.09 1.84 3.97 3.17 3.31 5 Co 900 2.04 1.91 1.93 1.92 1.89 1.88 1.88 17.2 0.21 0.19 0.19 0.19 0.18 0.18 0.18 19.4767699 35.1415554 11.6919776 11.9462834 12.6733125 12.9948843 13.3760759 4.15 6.56 2.21 2.24 2.31 2.35 2.40 Bảng 3: Tổn thất ma sát chất lỏng chảy qua ống thành nhám STT Đ.kính ống Vận tốc dòng chảy (m/s) Re 17.2 2.0944 2.0944 2.0534 2.0169 1.9843 23714.9 23714.9 23251.2 22837.4 22469 Hệ số ma sát Tổn thất áp suất (thực tế) (mH2O) Tổn thất áp suất (lý thuyết) (mH2O) 0.026 0.026 0.026 0.026 0.026 6.13 5.89 5.92 6.21 6.83 53.3847 53.3847 53.3847 53.3847 53.3847 Bảng 4: Lưu lượng dòng chảy qua ống màng chắn Ventury ống Pitto STT Lưu Tổn lượng thất áp lý suất thuyết (mH2O (m3/s) ) Màng chắn 0.00050 0.0005 0.71 0.00050 0.0004 0.63 0.00050 0.0004 0.65 0.00049 0.0004 0.35 0.00046 0.0004 2.71 Ventury 0.00050 0.0003 0.47 0.00050 0.0003 0.44 1 0.00049 0.0003 0.11 Lưu lượng thực tế (m3/s) Chênh lệch áp suất (mH2O ) 0.11 0.66 0.55 0.01 2.54 0.09 0.07 0.2 5 0.00049 0.00047 0.00051 0.00050 0.00050 0.00048 0.00045 0.0003 0.0002 Pitto 0.0005 0.0005 0.0005 0.0004 0.0004 0.76 1.37 3.78 3.98 0.47 0.61 0.63 0.76 0.33 0.56 0.57 0.44 2.59 2.58 Bàn luận Qua kết thí nghiệm ta thấy, tổn thất áp suất lớn mà tiết diện ống nhỏ, lúc chất lỏng chiếm đầy ống tối đa trở lực ma sát gây cúng lớn nhiều VI Đáng ý là, trường hợp chất lỏng chảy qua chỗ đột thu tổn thất áp suất tăng lên đáng kể, lúc này, tiết diện ống bất ngờ bị thu hẹp [...]... giảm chậm hơn 2 Cho biết một số ứng dụng của quá trình sấy trong thực tế Trong thực tế, đặc biệt trong các ngành công nghệ hóa chất và trong công nghệ thực phẩm thì quá trình sấy rất quan trọng Bên cạnh đó, trong công nghệ nghiên cứu thì sấy là thao tác không thể thiếu để khử trùng dụng cụ, ngoài ra sấy dùng để sấy khô rau quả, thực phẩm, giảm khối lượng để dễ dàng vận chuyển và bảo quản, tăng độ bền... nguyên liệu, để giảm hoạt độ nước nhằm bảo quản sản phẩm, và dùng để chuẩn bị cho quá trình than hóa, tro hóa 3 Nêu các sự cố có thể gặp phải trong quá trình vận hành và các phương pháp khắc phục Nhiệt độ phụ thuộc vào độ ẩm của môi trường dẫn đến nhiệt độ lúc tăng lúc giảm Do ảnh hưởng của các tầng sấy bị lung lay làm cho thành sấy va chạm vào lòng thành sấy làm cho khối lượng vật liệu thay đổi, sẽ... đo,…(Ký hiệu HT30XC) o Hệ thống thiết bị truyền nhiệt ống lồng ống loại nhiều đoạn (ký hiệu HT36) 1.1 Hệ thống HT30XC (như bài thực hành 1) 1.2 Hệ thống HT36 – Thiết bị truyền nhiệt loại ống lồng ống Thiết bị truyền nhiệt loại ống lồng ống gồm 2 ống đồng trục lồng vào nhau được chia thành 4 đoạn để rút gọn chiều dài và cho phép đo nhiệt độ của 2 ống ở nhiều vị trí khác nhau Nhiệt lượng được truyền từ một... chi phí phụ đó vẫn còn ít hơn so với phần giảm lượng chất tải nhiệt Vậy trường hợp lưu thể chuyển động ngược chiều vẫn lợi hơn chuyển động xuôi chiều Vì thế, trong thực tế thường làm việc theo nguyên tắc ngược chiều, trừ trường hợp yêu cầu kỹ thuật không cho phép BÀI 4: SẤY ĐỐI LƯU – IC106D TN: XÂY DỰNG ĐƯỜNG CONG SẤY VÀ ĐƯỜNG CONG TỐC ĐỘ SẤY I Mục đích thí nghiệm Khảo sát quá trình sấy đối lưu vật liệu... thuyết và sấy thực tế So với thực tế ta đã bỏ qua giai đoạn đun nóng do nó quá nhỏ nên lượng nhiệt so với lý thuyết có sai lệch Trong quá trình sấy ta nhân thấy nhiệt độ tăng thì tốc độ sấy cũng tăng theo và thời gian giảm xuống, tốc độ dòng khí được cố định nên không ảnh hưởng 5 Đánh giá sự khác nhau về hàm nhiệt của không khí sau khi ra khỏi thiết bị của quá trình sấy lý thuyết và thực tế Giải thích... không hoàn toàn giống lý thuyết vì trong quá trình sấy thực tế mỗi trường hợp có những yếu tố gây sai số khác nhau Để tiện cho quá trình tính toán ta đã xem các giá trị nhận được gần như liên tục 6 Nêu các nguyên nhân tạo nên sự khác biệt giữa quá trình sấy lý thuyết và sấy thực tế Nguyên nhân tạo nên sự khác biệt giữa quá trình sấy lý thuyết và sấy thực tế là do quá trình sấy lý thuyết thì xem nhiệt... khẩu độ van khác nhau ta chọn biểu tượng “GO” để ghi nhận kết quả tương ứng - Sau khi làm xong thì chúng ta đưa van số 2 về trạng thái mở hoàn toàn b Vận hành hệ thống ghép bơm nối tiếp - Chọn biểu tượng “new” để tạo bản kết quả mới, rồi đổi tên thành “Nối tiếp” - Chọn chế độ “series” trong phần mềm - Mở van 15, đóng van 14 rồi đợi vài phút (5 phút) để cho bọt khí ra khỏi hệ thống - Chọn biểu tượng... Thực nghiệm:N được xác định trên đoạn đẳng tốc của đường cong tốc độ sấy Lý thuyết: N = 100.f.Jm 2.5 Xác định hệ số K trong giai đoạn giảm tốc (i = j : n ) (1/h) 2.6 Xác định thời gian sấy Thời gian sấy trong giai đoạn đẳng tốc: (h) Thời gian trong giai đoạn giảm tốc ln () = ln () Thời gian tốc độ sấy tổng cộng : Kết quả tính toán: Bảng 1 và Bảng 2 Bảng 1 Kết quả tính toán tốc độ sấy lý thuyết và thực. .. và lưu lượng Đồ thị Mối quan hệ giữa hiệu suất và lưu lượng VI Nhận xét và bàn luận kết quả Dựa vào kết quả tính toán và đồ thị, ta nhận thấy rằng, đã có sai số nhiều so với lý thuyết Tuy nhiên, qua thực hành thí nghiệm, sự hiểu biết thêm về lý thuyết bơm đã học hơn rất nhiều Đồ thị cũng cho thấy rằng, nếu muốn giữ nguyên cột áp và tăng lưu lượng thì ta sử dụng phương án ghép bơm nối tiếp Còn muốn giữ... từng bơm riêng lẽ ứng với cột áp H1 và lưu lượng Q1 Điểm A là điểm làm việc khi bơm mắc nối tiếp ứng với cột áp H và lưu lượng Q Thực tế khi ghép bơm nối tiếp thì lưu lượng cũng tăng từ Q 1 lên Q tuy nhiên không đáng kế và cột áp tăng từ H1 lên H nhưng H1< 2H III Cách tiến hành thí nghiệm 1 Thí nghiệm 1 - Khởi động hệ thống - Cài đặt tốc độ 80% - Cho bơm chạy tuần hoàn cho đến khi đuổi khí ra hết hệ