Thí nghiệm quá trình và thiết bị thời gian lưu

Thí nghiệm quá trình và thiết bị thời gian lưu

TN Quá trình Thiết bị Thời gian lưu MỤC LỤC TN Quá trình Thiết bị Thời gian lưu I TRÍCH YẾU Mục đích thí nghiệm - Khảo sát thời gian lưu hệ thống bình khuấy trộn mắc nối tiếp mô hình dãy hộp - Xác định hàm phân bố thời gian lưu thực so sánh với hàm phân bố thời gian lưu lý thuyết Kết thí nghiệm D0 = 0, 015 - Độ hấp thu cực đại (cho bình): - Đường kính bình khuấy: - Chiều cao mực nước bình: - Lưu lượng nước chảy vào bình: d = 14 ( cm ) H = 12 ( cm ) v = 0, ( l / p ) Bảng 1: Kết thô t ( p) Hệ Một Bình 10 0,002 0,005 0,006 0,009 0,001 0,001 0,001 0,001 0,000 0,000 11 12 13 14 15 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 10 D 0,000 0,000 0,001 0,002 0,001 0,003 0,003 0,00 0,004 0,005 t ( p) 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 D 0,004 0,004 0,004 0,004 0,003 0,002 0,003 0,002 0,004 0,002 t ( p) 21 22 23 24 25 D 0,001 0,001 0,000 0,000 0,000 10 D 0,000 0,001 0,001 0,002 0,002 0,002 0,003 0,003 0,002 0,003 t ( p) 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 D 0,003 0,003 0,002 0,001 0,002 0,004 0,003 0,002 0,001 0,001 t ( p) 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 D t ( p) D t ( p) Hệ Hai Bình Hệ Ba Bình t ( p) TN Quá trình Thiết bị Thời gian lưu D 0,001 0,003 0,002 0,001 0,002 t ( p) 31 32 33 34 35 D 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,001 0,002 0,001 0,001 II LÝ THUYẾT THÍ NGHIỆM Các khái niệm - Trong hệ thống thiết bị, phần tử lưu chất khác theo đường khác Dựa hàm phân bố thời gian lưu xác định được, ta đánh giá tương quan dòng thiết bị, nhược điểm sinh thiết kế vùng tù, dòng chảy - tắt tìm cách khắc phục nhờ đánh giá Nghiên cứu thời gian lưu phương pháp cần thiết để so sánh thiết bị dựa dòng vật - liệu từ cải tiến, lập mô hình tối ưu Cũng dựa hàm phân bổ thời gian lưu ta vận hành tối ưu qua thiết lập - thông số, phương pháp điều khiển tối ưu hóa trình thiết bị Thời gian lưu phần tử hệ thời gian phần tử lưu lại bình phản ứng, hay thiết bị cần khảo sát Thời gian lưu của thiết bị đại lượng xác suất Như tất thời gian lưu dao động xung quanh thời gian lưu trung bình, xác định thời gian lưu trung bình đặc biệt có ý nghĩa tv = n ∑ tvi n i =1 (1) tvi Trong thời gian lưu phần tử i F ( tv ) = E ( tv ) - Với định nghĩa hàm phân bố thời gian lưu , ta có: ∞ tv = ∫ f ( tv ) tv ×dtv = E ( tv ) ∞ ∫c (t ) t A I tv = v v ×dtv ∞ ∫ c ( t ) ×dt A I v v Hay TN Quá trình Thiết bị - Thời gian lưu Với hàm điểm, ta có: K t= ∑c t i =1 K ∑c i =1 - i i i K khoảng chia Thời gian lưu bình thể tích: τ= VR =t VM VR : Với: thể tích lưu chất bình, lít VM : lưu lượng dòng vào thiết bị, lít/giây - Nếu chất thị không đạt tương quan lý tưởng phương trình không thoả mãn τ >t (nếu chất thị bí hấp phụ vào thành bình chi tiết hấp phụ) Các phương pháp nghiên cứu thời gian lưu - Nghiên cứu thời gian lưu tiến hành theo phương pháp: 1) Xác định thành phần cấu tử thời điểm t (hoặc τ) khỏi thiết bị, xác định hàm F(t) F(τ) 2) Xác định thành phần cấu tử thời điểm t (hoặc τ) lưu lại thiết bị, hàm I(t) I(τ) 3) Xác định thành phần cấu tử thời điểm t (hoặc τ) trình thóat khỏi thiết bị, hàm f(t) f(τ) - Để khảo sát khả hoạt động thiết phản ứng thực tế ta thường dùng phương pháp kích thích – đáp ứng (phương pháp đánh dấu) Các dạng kích thích đầu vào đáp ứng đầu trình bày hình Tín hiệu vào (Kích thích) Nồn g độ chấ t thị Bình Tín hiệu (Đáp ứng) Tín hiệu vào TN Quá trình Thiết bị Thời gian lưu Ra Thời gian Nồn g độ chấ t thị Tín hiệu vào tuần hoàn Ra Thời gian Nồn g độ chấ t thị Tín hiệu bậc Ra Thời gian Nồn g độ chấ t thị Tín hiệu xung Ra Thời gian Hình 1: Các dạng tín hiệu thường dùng - Như phần tử đánh dấu phải có đặc điểm không ảnh hưởng khác biệt với phần tử tạo nên tương quan hệ TN Quá trình Thiết bị - Thời gian lưu Các loại chất thị môi trường lỏng dung dịch màu, chất phóng xạ, đồng vị phóng xạ ổn định, hạt rắn phát sáng Các chất thị thích hợp với tính chất phần tử hệ phải có khối lượng riêng, độ nhớt, hệ số khuếch tán thích - hợp Khi có thị thích hợp, ta để vào hệ theo hai kiểu tín hiệu là: tín hiệu ngẫu nhiên (Stochas) tín hiệu xác định (Determinis) Loại tín hiệu xác định chia làm - hai loại tín hiệu tuần hoàn tín hiệu không tuần hoàn Để khảo sát thiết bị, người ta sử dụng tín hiệu xác định không tuần hoàn Loại tín hiệu tạo nhờ: 1) Đánh dấu va chạm 2) Đánh dấu cho nhập vào liên tục lượng xác định 3) Đánh dấu cho nhập chiếm chỗ toàn hệ - Vì tiện lợi sử dụng đồng dạng tín hiệu kích thích có dạng bậc dạng xung Trong thí ngiệm, ta sử dụng loại đánh dấu va chạm Loại đánh dấu thực điều kiện kỹ thuật hàm Dirac (hàm động lượng Dirac), hay gọi hàm Delta 0, t ≠  δ ( t) =    ∞, t =  ∞ ∫ δ ( t ) dt = −∞ - Loại đánh dấu thường thích hợp với chất màu Hàm phân bố thời gian lưu mô hình dãy hộp - Đa số thiết bị thực lại thường có hàm phân bố mô hình dãy hộp - Trong bình phản ứng coi lý tưởng với kiểu đánh dấu va chạm phải thỏa mãn: thể tích VR bình số theo thời gian, bình có khuấy trộn hoàn toàn thành phần hệ cách đồng vị trí thuộc thể tích V R Như vậy, bình có đột biến dòng vào - Thời gian lưu trung bình thể tích: τ= - VR ; VM C1out  t − exp  − ÷ in C1  τ Khi nối bình lý tưởng lại, ta mô hình dãy hộp TN Quá trình Thiết bị - Thời gian lưu Hàm phân bố có dạng tổng quát n −1  t  t − ÷ ×exp  − ÷  τ  τ f ( t) = =  τ ( n − 1) ! - Khi n =1 , ta có mô hình khuấy trộn lý tưởng Con n=∞ , ta lại có mô hình đẩy lý tưởng - Giả sử ban đầu chất thị dòng lưu chất vào bình, sau tác động tín hiệu xung vào cho lượng chất thị định vào dòng lưu chất - khoảng thời gian ngắn Đường cong biểu diễn nồng độ theo thời gian thu gọn chất thị dòng ứng với tín hiệu kích thích dạng xung đầu vào gọi đường cong C Nồng độ ban đầu - chất thị Co Với diện tích bên đường cong 1, ta có: t t νt θ= = = t τ V Thời gian thu gọn vô thứ nguyên: Với t thời gian phần tử lưu chất qua thiết bị τ t xác định theo (1) ∞ ∞ C C × d θ = ∫0 ∫0 C0 dθ = (2) TN Quá trình Thiết bị Thời gian lưu ∞ ∞ C0 = ∫ C ×dθ = ∫ C ×dt t0 Hay (3) Hình 2: Đường cong C biểu diễn đáp ứng dòng cho tín hiệu xung đầu vào III - THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM Ống nghiệm Thì kế Pipet Phẩm màu TN Quá trình Thiết bị - IV Thời gian lưu Máy đo độ truyền suốt (hấp thụ) ánh sáng PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM Tiến hành theo trình tự sau - Mở van cho nước lên thùng cao vị 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 định, cho phẩm màu vào bình Bấm kế (đồng thời với thời gian cho màu vào thiết bị), lấy gốc thời gian Dùng ống nghiệm lấy mẫu theo thời gian, sau đem mẫu so màu - Hệ hai, ba bình: làm giống hệ bình, cho phẩm màu vào bình lấy mẫu bình cuối (từ ống thông cuối cùng) V KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Bảng 2: Số liệu tính toán cho Hệ bình t (phút) D 10 11 12 13 14 15 0,002 0,005 0,006 0,009 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 ti.Di 0,002 0,010 0,018 0,036 0,005 0,006 0,007 0,008 0,009 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 Thực tế θ 0,267 0,535 0,802 1,069 1,337 1,604 1,871 2,139 2,406 2,673 2,941 3,208 3,475 3,743 4,010 Eθ 0,200 0,500 0,600 0,900 0,100 0,100 0,100 0,100 0,100 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 Lý thuyết θ Eθ 0,325 0,7227 0,650 0,5222 0,974 0,3774 1,299 0,2727 1,624 0,1971 1,949 0,1424 2,274 0,1029 2,598 0,0744 2,923 0,0538 3,248 0,0388 3,573 0,0281 3,898 0,0203 4,222 0,0147 4,547 0,0106 4,872 0,0077 Các số liệu cần cho tính toán TN Quá trình Thiết bị Thời gian lưu D0 = 0, 010 t = 3, 741 (phút) v = 0, (m3/phút) V = 0, 00185 (m3) τ = 3, 0788 (phút) D = f (θ ) D0 Hình 3: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ cho trường hợp lý thuyết thực nghiệm hệ bình 10 TN Quá trình Thiết bị Thời gian lưu Bảng 3: Số liệu tính toán cho Hệ bình t (phút) D 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 0,000 0,000 0,001 0,002 0,001 0,003 0,003 0,002 0,004 0,005 0,004 0,004 0,004 0,004 0,003 0,002 0,003 0,002 0,004 0,003 0,001 0,001 0,000 0,000 0,000 ti.Di 0,000 0,000 0,003 0,008 0,005 0,018 0,021 0,016 0,036 0,050 0,044 0,048 0,052 0,056 0,045 0,032 0,051 0,036 0,076 0,060 0,021 0,022 0,000 0,000 0,000 Thực tế θ 0,080 0,160 0,240 0,320 0,400 0,480 0,560 0,640 0,720 0,800 0,880 0,960 1,040 1,120 1,200 1,280 1,360 1,440 1,520 1,600 1,680 1,760 1,840 1,920 2,000 Eθ 0,000 0,000 0,200 0,400 0,200 0,600 0,600 0,400 0,800 1,000 0,800 0,800 0,800 0,800 0,600 0,400 0,600 0,400 0,800 0,600 0,200 0,200 0,000 0,000 0,000 Lý thuyết θ Eθ 0,162 0,4695 0,325 0,6785 0,487 0,7355 0,650 0,7087 0,812 0,6402 0,974 0,5552 1,137 0,4681 1,299 0,3866 1,462 0,3143 1,624 0,2524 1,786 0,2006 1,949 0,1582 2,111 0,1238 2,274 0,0964 2,436 0,0746 2,598 0,0575 2,761 0,0442 2,923 0,0338 3,086 0,0258 3,248 0,0196 3,410 0,0149 3,573 0,0113 3,735 0,0085 3,898 0,0064 4,060 0,0048 Các số liệu cần cho tính toán D0 = 0, 005 t = 12,5 (phút) v = 0, (m3/phút) 11 TN Quá trình Thiết bị Thời gian lưu V = 0, 00369 (m3) τ = 6,1575 (phút) D = f (θ ) D0 Hình 4: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ cho trường hợp lý thuyết thực nghiệm hệ bình Bảng 4: Số liệu tính toán cho hệ bình t (phút) D 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 0,000 0,001 0,001 0,002 0,002 0,002 0,003 0,003 0,002 0,003 0,003 0,003 0,002 0,001 0,002 0,004 0,003 0,002 0,001 0,001 0,001 0,003 0,002 0,001 0,002 ti.Di 0,000 0,002 0,003 0,008 0,010 0,012 0,021 0,024 0,018 0,030 0,033 0,036 0,026 0,014 0,030 0,064 0,051 0,036 0,019 0,020 0,021 0,066 0,046 0,024 0,050 Thực tế θ 0,068 0,136 0,205 0,273 0,341 0,409 0,478 0,546 0,614 0,682 0,751 0,819 0,887 0,955 1,024 1,092 1,160 1,228 1,297 1,365 1,433 1,501 1,569 1,638 1,706 Eθ 0,000 0,300 0,300 0,600 0,600 0,600 0,900 0,900 0,600 0,900 0,900 0,900 0,600 0,300 0,600 1,200 0,900 0,600 0,300 0,300 0,300 0,900 0,600 0,300 0,600 Lý thuyết θ Eθ 0,108 0,114 0,217 0,331 0,325 0,538 0,433 0,691 0,541 0,780 0,650 0,811 0,758 0,798 0,866 0,753 0,974 0,689 1,083 0,615 1,191 0,538 1,299 0,462 1,407 0,392 1,516 0,329 1,624 0,273 1,732 0,224 1,841 0,183 1,949 0,148 2,057 0,119 2,165 0,096 2,274 0,076 2,382 0,060 2,490 0,048 2,598 0,038 2,707 0,029 12 TN Quá trình Thiết bị 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 Thời gian lưu 0,000 0,001 0,002 0,001 0,001 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,027 0,056 0,029 0,030 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 1,774 1,842 1,911 1,979 2,047 2,115 2,184 2,252 2,320 2,388 0,000 0,300 0,600 0,300 0,300 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 2,815 2,923 3,032 3,140 3,248 3,356 3,465 3,573 3,681 3,789 0,023 0,018 0,014 0,011 0,008 0,006 0,005 0,004 0,003 0,002 Các số liệu cần cho tính toán D0 = 0, 0033 t = 14, 655 (phút) v = 0,6 (m3/phút) V = 0, 00554 (m3) τ = 9, 2363 (phút) 13 TN Quá trình Thiết bị Thời gian lưu D = f (θ ) D0 Hình 5: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ VI cho trường hợp lý thuyết thực nghiệm hệ bình BÀN LUẬN Câu 1: So sánh hàm phân bố thời gian lưu lý thuyết thực nghiệm - Hệ bình: dựa vào đồ thị ta thấy hàm thời gian lưu lý thuyết thực nghiệm không giống Đa phần giá trị E lý thuyết lớn so với E thực nghiệm Nhìn vào giá trị đồ thị ta thấy thời gian lưu bình thực tế nhỏ so với tính toán theo lý thuyết nên nhiều khả tạo vùng tù, cánh khuấy không tác động tới - Hệ bình: dựa vào đồ thị ta thấy hàm thời gian lưu lý thuyết thực nghiệm tương đối giống giá trị tăng đến điểm định giảm xuống độ tăng lại không tăng giảm không theo quy luật Các giá trị E thực nghiệm hầu hết lớn E lý thuyết Các giá trị - θ thu gọn nhanh so với tính toán nên có khả xuất vùng tù hệ thống Hệ bình: dựa vào đồ thị ta thấy hàm thời gian lưu lý thuyết thực nghiệm không giống Các giá trị E thực nghiệm tăng giảm tuần hoàn Câu 2: Các tượng trình thiết bị phát sinh ổn định - Do tạo nên vùng tù thiết bị Nguyên nhân vùng tù tốc độ cánh khuấy - chậm nên có vùng không khuấy tới Do tuần hoàn lưu chất Nguyên nhân tuần hoàn lưu chất phân bố không dung dịch Điều đặc điểm thân lưu chất - tốc độ khuấy chậm Để khắc phục tượng trên, ta tăng cường tốc độ khuấy để khuấy • khuấy toàn dung dịch Ngoài ta có tượng phát sinh ổn định khác như: Sự thay đổi vận tốc phương chuyển động lưu chất hình dáng bề mặt thiết bị (bình phản ứng, cánh khuấy, đường ống ) tạo thành vùng không mong muốn vùng xoáy, vùng chết, vùng chảy qua , vùng tồn khoảng • thời gian ngắn hay kéo dài làm ảnh hưởng đến kết đo Vận tốc quay cánh khuấy không ổn định theo thời gian (do motor, trục khuấy ) 14 TN Quá trình Thiết bị Thời gian lưu • Sự hấp thụ chất thị thiết bị (đặc biệt đường ống) làm nồng độ chất thị • giảm theo thời gian Nhiệt độ môi trường trình thí nghiệm biến đổi làm thay đổi tương quan phần tử lưu chất có hệ (thay đổi độ nhớt, tỷ trọng, vận tốc ), thay đổi tính chất lưu chất chuyển động đường ống thiết bị Câu 3: Đánh giá sai số hệ thống sai số ngẫu nhiên a Sai số thiết bị - Máy đo độ truyền suốt ánh sáng: nguyên nhân chủ yếu dẫn đến sai số thí nghiệm • Do cuvet chứa mẫu đo mẫu kiểm chứng không Các chất bẩn bám • hấp thụ ánh sáng nên ảnh hưởng đến kết đo Do máy đo nhạy nên cần chút vết bẩn cuvet ảnh hưởng lớn đến kết Tùy vào cách đặt cuvet máy đo mật độ quang mà ta thu kết • • • • - khác nhau, có vết bẩn khác vị trí khác bề mặt cuvet Vì máy đo cũ nên có phần sai sót Do điện áp cung cấp cho máy không ổn định Cánh khuấy Quay không bình, vận tốc không điện áp Quay chậm làm cho độ không đồng tăng lên Đường ống • Do trở lực ống van không giống nhau, nên việc điều chỉnh lưu lượng vào bình khó khăn Sự khó khăn tăng lên hệ nhiều bình Thực tế thí nghiệm cho thấy giữ nguyên thể tích lưu chất bình so với ban đầu suốt thời gian thí nghiệm (mặc dù hệ hoạt động ổn định trước cho chất thị) Trong suốt trình thí nghiệm ta phải điều chỉnh van cho thể tích lưu chất bình không đổi, nên ảnh hưởng đến tính ổn định hệ thống b Sai số thao tác - Do xác định thời gian lấy mẫu - Do lau chùi cuvet chưa thật sạch, cuvet chưa hoàn toàn khô đưa vào máy Do điều c d - kiện thí nghiệm dụng cụ làm khô cuvet số lượng cuvet đủ để thay Sai số hoạt động hệ thống Do có suất vùng tù Do cánh khuấy hoạt động không ổn định Sai số thời điểm ban đầu dạng tín hiệu xung Ta xác lập dạng thức hàm động lượng DIRAC khống chế thời gian cho chất thị (thực tế thí nghiệm cho chất thị pipet 15 TN Quá trình Thiết bị Thời gian lưu khoảng 5s), thời gian lớn gây nên khác biệt đường cong thực nghiệm lý thuyết (được xây dựng từ hàm động lượng DIRAC) VII PHỤ LỤC Các giá trị tính toán cho hệ bình - Thực tế • D0 = 0, 010 Độ hấp thụ cực đại t= ∑Dt ∑D i i i • Thời gian lưu trung bình θ= • Thời gian thu gọn t t Eθ = • - • Độ đo phân bố thời gian lưu Lý thuyết Lưu lượng nước chảy vào bình (l/phút) Thể tích bình khuấy τ= • Thời gian lưu lý thuyết • Thời gian thu gọn • Độ đo phân bố thời gian lưu Các giá trị tính toán cho hệ bình • = 0, ×10−3 v = 0,6 V =π • D D0 Thực tế (m3/phút) d2 0,14 ×H = π ×0,12 = 0, 00185 4 V 0, ×10−3 = = 3, 0788 v 0, 00185 (phút) t θ= τ Eθ = e −θ D0 = 0, 0033 Độ hấp thụ cực đại t= ∑Dt ∑D i i i • Thời gian lưu trung bình 16 TN Quá trình Thiết bị Thời gian lưu θ= • Thời gian thu gọn t t Eθ = • - D D0 Độ đo phân bố thời gian lưu Lý thuyết = 0, ×10−3 v = 0, • Lưu lượng nước chảy vào bình • Thể tích bình khuấy (l/phút) (m3/phút) d2 0,142 V = 2π ×H = 2π ×0,12 = 0, 00369 4 τ= • Thời gian lưu lý thuyết • Thời gian thu gọn V 0, ×10−3 = = 6,1575 v 0, 00369 (phút) t θ= τ n ( nθ ) Eθ = e − nθ = 4θ ×e −2θ ( n − 1) ! n −1 • Độ đo phân bố thời gian lưu Các giá trị tính toán cho hệ bình • Thực tế D0 = 0, 010 Độ hấp thụ cực đại t= ∑Dt ∑D i i i • Thời gian lưu trung bình θ= • Thời gian thu gọn t t Eθ = • - D D0 Độ đo phân bố thời gian lưu Lý thuyết v = 0,6 • Lưu lượng nước chảy vào bình • Thể tích bình khuấy = 0, ×10−3 (l/phút) (m3/phút) d2 0,142 V = 3π ×H = 3π ×0,12 = 0, 00554 4 17 TN Quá trình Thiết bị Thời gian lưu τ= • Thời gian lưu lý thuyết • Thời gian thu gọn V 0, ×10 −3 = = 9, 2363 v 0, 00554 (phút) t θ= τ n ( nθ ) 27θ −3θ Eθ = e − nθ = ×e ( n − 1) ! n −1 • Độ đo phân bố thời gian lưu VIII TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Vũ Bá Minh, “Quá trình Thiết bị Công Nghệ Hóa Học & Thực phẩm – Tập 4: Kỹ thuật phản ứng”, Nhà xuất Đại học Quốc gia Tp.HCM, 2004, 380tr [2] Nguyễn Thị Thu Vân, “Phân tích định lượng”, Nhà xuất Đại học Quốc gia Tp.HCM, 2004, 540tr 18 [...]... (phút) 13 TN Quá trình và Thiết bị Thời gian lưu D = f (θ ) D0 Hình 5: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ VI cho trường hợp lý thuyết và thực nghiệm hệ 3 bình BÀN LUẬN Câu 1: So sánh giữa hàm phân bố thời gian lưu lý thuyết và thực nghiệm - Hệ 1 bình: dựa vào đồ thị ta thấy hàm thời gian lưu lý thuyết và thực nghiệm không giống nhau Đa phần các giá trị E lý thuyết đều lớn hơn so với E thực nghiệm Nhìn vào các... Độ hấp thụ cực đại t= ∑Dt ∑D i i i • Thời gian lưu trung bình 16 TN Quá trình và Thiết bị Thời gian lưu θ= • Thời gian thu gọn t t Eθ = • - D D0 Độ đo sự phân bố thời gian lưu Lý thuyết = 0, 6 ×10−3 v = 0, 6 • Lưu lượng nước chảy vào bình • Thể tích 1 bình khuấy (l/phút) (m3/phút) d2 0,142 V = 2π ×H = 2π ×0,12 = 0, 00369 4 4 τ= • Thời gian lưu lý thuyết • Thời gian thu gọn V 0, 6 ×10−3 = = 6,1575 v... bố thời gian lưu 3 Các giá trị tính toán cho hệ 3 bình • Thực tế D0 = 0, 010 Độ hấp thụ cực đại t= ∑Dt ∑D i i i • Thời gian lưu trung bình θ= • Thời gian thu gọn t t Eθ = • - D D0 Độ đo sự phân bố thời gian lưu Lý thuyết v = 0,6 • Lưu lượng nước chảy vào bình • Thể tích 1 bình khuấy = 0, 6 ×10−3 (l/phút) (m3/phút) d2 0,142 V = 3π ×H = 3π ×0,12 = 0, 00554 4 4 17 TN Quá trình và Thiết bị Thời gian lưu. .. không ổn định Sai số đối với thời điểm ban đầu và dạng của tín hiệu xung Ta không thể xác lập được dạng thức đúng của hàm động lượng DIRAC do không thể khống chế thời gian cho chất chỉ thị bằng 0 (thực tế thí nghiệm cho chất chỉ thị bằng pipet 15 TN Quá trình và Thiết bị Thời gian lưu mất khoảng 5s), thời gian này là khá lớn và do đó gây nên khác biệt giữa đường cong thực nghiệm và lý thuyết (được xây dựng... toán cho hệ 1 bình - Thực tế • D0 = 0, 010 Độ hấp thụ cực đại t= ∑Dt ∑D i i i • Thời gian lưu trung bình θ= • Thời gian thu gọn t t Eθ = • - • Độ đo sự phân bố thời gian lưu Lý thuyết Lưu lượng nước chảy vào bình (l/phút) Thể tích 1 bình khuấy τ= • Thời gian lưu lý thuyết • Thời gian thu gọn • Độ đo sự phân bố thời gian lưu 2 Các giá trị tính toán cho hệ 2 bình • = 0, 6 ×10−3 v = 0,6 V =π • D D0 Thực... thực nghiệm hầu hết đều lớn hơn E lý thuyết Các giá trị - θ thu gọn đều nhanh hơn so với tính toán nên có khả năng sẽ xuất hiện các vùng tù trong hệ thống Hệ 3 bình: dựa vào đồ thị ta thấy hàm thời gian lưu lý thuyết và thực nghiệm không giống nhau Các giá trị E thực nghiệm tăng giảm tuần hoàn Câu 2: Các hiện tượng của quá trình và thiết bị phát sinh sự mất ổn định - Do tạo nên vùng tù trong thiết bị. .. tốc và phương chuyển động của lưu chất do hình dáng bề mặt thiết bị (bình phản ứng, cánh khuấy, đường ống ) tạo thành các vùng không mong muốn như vùng xoáy, vùng chết, vùng chảy qua , các vùng này có thể tồn tại trong một khoảng • thời gian ngắn hay kéo dài làm ảnh hưởng đến kết quả đo Vận tốc quay của cánh khuấy không ổn định theo thời gian (do motor, trục khuấy ) 14 TN Quá trình và Thiết bị Thời gian. .. Thời gian lưu • Sự hấp thụ chất chỉ thị của thiết bị (đặc biệt là đường ống) làm nồng độ của chất chỉ thị • giảm theo thời gian Nhiệt độ môi trường trong quá trình thí nghiệm biến đổi làm thay đổi tương quan giữa các phần tử lưu chất có trong hệ (thay đổi độ nhớt, tỷ trọng, vận tốc ), thay đổi các tính chất của lưu chất chuyển động trong đường ống và thiết bị Câu 3: Đánh giá sai số hệ thống và sai số... trở lực của ống và van không giống nhau, nên việc điều chỉnh lưu lượng vào và ra bằng nhau ở mỗi bình rất khó khăn Sự khó khăn này càng tăng lên đối với hệ nhiều bình Thực tế thí nghiệm cho thấy không thể giữ nguyên thể tích lưu chất trong mỗi bình so với ban đầu trong suốt thời gian thí nghiệm (mặc dù hệ đã hoạt động khá ổn định trước khi cho chất chỉ thị) Trong suốt quá trình thí nghiệm ta phải luôn... 3π ×H = 3π ×0,12 = 0, 00554 4 4 17 TN Quá trình và Thiết bị Thời gian lưu τ= • Thời gian lưu lý thuyết • Thời gian thu gọn V 0, 6 ×10 −3 = = 9, 2363 v 0, 00554 (phút) t θ= τ n ( nθ ) 27θ 2 −3θ Eθ = e − nθ = ×e 2 ( n − 1) ! n −1 • Độ đo sự phân bố thời gian lưu VIII TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Vũ Bá Minh, Quá trình và Thiết bị trong Công Nghệ Hóa Học & Thực phẩm – Tập 4: Kỹ thuật phản ứng”, Nhà xuất bản