Giáo trình thực hành máy và thiết bị khoa Hóa

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP KHOA HOÁ GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH MÁY VÀ QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ HỆ CAO ĐẲNG Thành phố Hồ Chí Minh, – 2004 http://www.ebook.edu.vn Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình thiết bò MỤC LỤC Mụ c lụ c Bà i 1: Mạ ch lư u chấ t Bà i 2: Chư ng cấ t 13 Bà i 3: Truyền nhiệt ố ng lồng ố ng 18 Bà i Tháp đệm 25 Bà i Thờ i gian lư u 25 Bà i Sấ y đố i lư u 31 Bà i 7.A-B Bơm - Quạ t 31 Bà i 8.A-B Khuấ y - Lọ c khung 50 Bà i Vẽsơ đồvàcác chi tiế t thiế t bòchư ng cấ t 57 Bà i 10 Vẽsơ đồvàcác chi tiế t thiế t bòtháp đệm 62 Bà i 11: Tháo lắ p bơm quạ t 68 Bà i 12: Tháo lắ p thiế t bòtruyền nhiệt 71 http://www.ebook.edu.vn Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình thiết bò MÔN HỌC: THỰC HÀNH QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ Mã môn học : 038TP220 Số đơn vò học trình: Trình độ thuộc khối kiến thức: Khố i kiế n thư ùc sởngà nh Phân bố thời gian: 100% thư ï c hà nh Điều kiện tiên quyết: Thư ï c hà nh sau mô n họ c lý thuyế t Hóa đạ i cư ơng, Hóa lý, quátrình thủy vàvật liệu rờ i, truyền nhiệt, truyền khố i Mô tả vắn tắt nội dung môn học: Trang bò cho sinh viê n vềcác sở trình hấ p thu, chư ng cấ t, hấ p phụ , trích ly vàsấ y vật liệu, tính toán câ n bằ ng vật chấ t, nă ng lư ợ ng, sở trình thủy lư ï c, họ c vật liệu rờ i, truyền nhiệt, truyền khố i, tính toán đư ợ c thô ng sốcơ trình Nhiệm vụ sinh viên: Tham dư ïhọ c vàthảo luận đầy đủ Thi vàkiể m tra giư õa họ c kỳtheo qui chế04/1999/QĐ-BGD&ĐT Tài liệu học tập : Giáo trình thư ï c tập quátrình vàthiế t bò Tài liệu tham khảo : [1] Sổtay trình vàthiế t bò cô ng nghệ hóa họ c Tập - Nhàxuấ t Khoa họ c vàkỹthuật Hànội 1992 [2] Nguyễn Bin - Tính toán trình, thiế t bò cô ng nghệ hóa chấ t thư ï c phẩ m Tập 1, - NXB Khoa họ c vàkỹthuật 1999 [3] Phạ m Vă n Bô n, Nguyễn Đình Thọ- Quátrình vàthiế t bò cô ng nghệhóa họ c - Truyền nhiệt - NXB Đạ i họ c quố c gia Tp HồChí Minh [4] ĐỗTrọ ng Đà i, Nguyễn Trọ ng Khuô ng, Trần Quang Thảo, VõThò Ngọ c Tư ơi, Trần Xoa - Cơ sở trình vàthiế t bò cô ng nghệhóa họ c Tập1 NXB Đạ i họ c vàTrung họ c chuyê n nghiệp HàNội 1974 [5] Hoà ng Đình Tín - Nhiệt cô ng nghiệp - NXB Đạ i họ c quố c gia Tp HồChí Minh, 2001 [6].VõVă n Bang, VũBá Minh - Truyền khố i - NXB khoa họ c vàkỹthuật 1998 [7] Hoà ng Minh Nam, VũBáMinh - Cơ họ c vật liệu rờ i - NXB khoa họ c kỹthuật 1998 10 Tiêu chuẩn đánh giá sinh viên :  Nắ m đư ợ c nội dung mô n họ c  Cótính chủđộng vàthái độnghiê m túc họ c tập  Kiể m tra giư õa mô n họ c đểđư ợ c dư ïthi 11 Thang điểm: 10/10 http://www.ebook.edu.vn Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình thiết bò 12 Mục tiêu môn học: Trang bò cho sinh viê n õng kiế n thư ùc vềcơ sởlýthuyế t chuyê n ngà nh hóa họ c 13 Nội dung chi tiết môn học: Bà i 1: Mạ ch lư u chấ t Bà i 2: Chư ng cấ t Bà i 3: Truyền nhiệt ố ng lồng ố ng Bà i 4: Tháp đệm Bà i 5: Thờ i gian lư u Bà i 6: Sấ y đố i lư u Bà i 7: A-B Bơm – Quạ t Bà i 8: A-B Khuấ y - Lọ c khung Bà i 9: Vẽsơ đồvàcác chi tiế t thiế t bòchư ng cấ t Bà i 10: Vẽsơ đồvàcác chi tiế t thiế t bòtháp đệm Bà i 11: Tháo lắ p bơm quạ t Bà i 12: Tháo lắ p thiế t bòtruyền nhiệt http://www.ebook.edu.vn Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình thiết bò BÀI 1: MẠCH LƯU CHẤT I MỤC ĐÍCH Khảo sát sư ïchảy nư ớc nhiệt độ phò ng thí nghiệm hệ thố ng chảy với hai đư ng ô ng có đư ng kính khác d= 28 vàd=16 , vàcólư u lư ợ ng kếmà ng chắ n, ventury , õng bộphận nố i cù ng õng van kiể m soát - Thí nghiệm a: Xác đònh hệ sốlư u lư ợ ng kếmà ng vàventuri (trắ c đònh lư u lư ợ ng kếmà ng chắ n vàveturi) - Xác đònh thư ø a sốma sát  - Xác đònh chiều dà i tư ơng đư ơng van Le II LÝ THUYẾT Lưu lượng kế màng chắn Ventury : Nguyê n tắ c hai dụ ng cụnà y làdo độ giảm áp suấ t lư u chấ t chảy qua dụ ng cụnói trê n đểxác đònh lư u lư ợ ng dò ng chảy Vận tố c trung bình ởvòtrí (2) đư ợ c tính tư øtổ ng kế tână ng lư ợ ng là: v2 v1 v2 v1 2 ố ng Venturi mà ng chắ n Sư ûdụ ng phư ơng trình Bernouli cho hai mặ t cắ t ớt1-1, 2-2 Z1  - P1  v12 P  v2   Z   2  H f (1)  2g  2g Z1 ,Z2 : Độ cao mặ t cắ t ớt so với mặ t chuẩ n , nế u lấ y mặ t chuẩ n trù ng mặ t ố ng Z1 ,Z2 = Hf : tổ n thấ t nă ng lư ợ ng dọ c ố ng, nế u bỏ qua tổ n thấ t nă ng lư ợ ng dọ c ố ng nà y Hf = 1,2 : Hệsốđiều chỉnh động lư ợ ng , nế u chếđộchảy rố i 1= 2 = Trọ ng lư ợ ng riê ng lư u chấ t  = g ( với  làkhố i lư ợ ng ruê ng lư u chấ t) v1, v2: Vận tố c dò ng chảy tạ i mặ t cắ t tạ i tiế t diện 1-1, 2-2 http://www.ebook.edu.vn Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình thiết bò (1)  - v12  v22 P1  P2 P    p (2) 2g   g : Gia tố c trọ ng trư ng p: Hệsốthủy dầu áp suấ t Lư u lư ợ ng kếmà ng chắ n vàveturi đư ợ c thiế t lập qua cô ng thư ùc: Q  v1 A1  v2 A2  v1 D d d2  v2  v1  v2 4 D d 1   v1  v2  D P v (1   ) P  (2)    p  v2  2g  1  2 Q  v2 A2  K gp d  K p 1  4 d 2g 1  Trong thư ï c tếcó tổ n thấ t nă ng lư ợ ng chấ t lỏng tư ø1-1, 2-2 Đểhiệu chỉnh ngư i ta đư a o hệsốhiệu chỉnh C, lư u lư ợ ng thư ï c ố ng là: Q  CK p Tổn thất lượng dòng chảy ống dẫn : Khi lư u chấ t chảy ố ng sẽcó sư ïthấ t thoát nă ng lư ợ ng ma sát với nh ố ng Xét trư ng hợ p ố ng trò n nằ m ngang : phư ơng trình Becnoulli tạ i hai mặ t cắ t ớt 1-1, 2-2 giới hạ n đoạ n ố ng cho ta : Z1  P1  v12 P  v2   Z2   2  H f  2g  2g Với : Z1 = Z2 = v1 = v2 1= 2 = ( chảy rố i) cô ng thư ùc Darcy cho tổ n thấ t nă ng lư ợ ng : http://www.ebook.edu.vn Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình thiết bò Hf   Lv 2 gD L : chiều dà i ố ng (m) D : đư ng kính ố ng (m)  : Hệsốma sát vôthư ùnguyê n Hệsốma sát phụthuộc o chếđôdò ng chảy Nế u chếđộlàchảy tầng (Re < 2320 )  64 Re Nế u chếđộ làchảy rố i (Re > 2320 )  = f(Re, /D) , có thểtra tư øđồthò Moody hay tư ømột sốcô ng thư ùc thư ï c nghiệm ( hệsốma sát phụthuộc o Re độnhám tư ơng đố i /D) Độnhám tư ơng đố i ố ng làtỉ sốgiư õa độnhám nh  trê n đư ng kính ố ng D Hf : tổ n thấ t nă ng lư ợ ng ma sát ố ng (m) Cóthểtính hệsốma sát theo cô ng thư ùc : H f  p0   v Lv 2 gD 4Q 8lQ   p   D g D   g D p0 8lQ g: gia tố c trọ ng trư ng g = 98,1 dm/s2 D : đư ng kính ố ng (dm) Ll : chiều dà i đoạ n ố ng khảo sát (dm) Q : lư u lư ợ ng nư ớc chảy ố ng (l/s) Q đư ợ c xác đònh tư øđồ thò Q theo chê nh lệch áp suấ t Pm/g (câ u a) p0 : tổ n thấ t cột áp ởhai đầu ố ng khảo sát (dm nư ớc ) Tổn thất cục : Ngoà i sư ïmấ t mát nă ng lư ợ ng ma sát nói trê n cò n có sư ïmấ t mát nă ng lư ợ ng trở lư ï c cuc ,ïdo sư ïthay đổ i tiế t diện chảy ,hư ớng chảy , bò cản van, khúc nố i , hay chỗđột mở, đột thu, co … Đố i với van hay khúc nố i , tổ n thấ t đư ợ c biể u diễn bằ ng phư ơng trình: Hf   Le v 2 gD http://www.ebook.edu.vn Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình thiết bò Le : chiều dà i tư ơng đư ơng van hay khúc nố i đư ợ c đònh nghóa làchiều dà i ố ng thẳng có cù ng sư ïmấ t mát nă ng lư ợ ng với van hay khúc nố i õng điều kiện giố ng Xác đònh chiều dà i tư ơng đư ơng Le: pv  p f   Le  pv  Le v 8Q  Le gD g D gD pv 8Q Pv g g: gia tố c trọ ng trư ng g = 98,1 dm/s2 D : đư ng kính ố ng (dm) l : chiều dà i đoạ n ố ng khảo sát (dm) Q : lư u lư ợ ng nư ớc chảy ố ng (l/s) Q đư ợ c xác đònh tư øđồthòQ theo chê nh lệch áp suấ t Pm/g (câ u a)  đư ợ c xác đònh tư øđồthò - Re thí nghiệm b1, ùng giá trò Re ta có giátròtư ơng ùng  ( sư ûdụ ng đồthòtrong khảo sát đư ng ố ng D28) Với đơn vòđạ i lư ợ ng đư ợ c đònh nghóa trê n III THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM Sơ đồ : (Xem hình vẽ) Dụng cụ : Thì kế(sinh viê n chuẩ n bò) Sốliệu : kích thư ớc ố ng dẫn bằ ng đồng Kí hiệu D28 D18 Đư ng kính ngoà i 28mm 18mm Đư ng kính 26mm 14mm Độnhám : e = 1.2 lỗmm Mà ng chắ n : lố i o : 2,60 cm đư ng kính lỗ: 1,60 cm Ventury : lố i o : 2,60 cm đư ng kính lỗ : 1,60 cm IV PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM Trư ớc bắ t đầu phần m thí nghiệm , sinh viê n cần tuâ n theo số dẫn sau : http://www.ebook.edu.vn Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình thiết bò Trư ớc mởhay tắ t máy bơm phải đóng van số3 và4 đểtránh bọ t khí lọ t o hệthố ng Mởcầu nguồn Trắc đònh lưu lượng kế màng chắn ventury Mởvan nguồn nư ớc vàsố0 cho nư ớc o bình chư ùa đế n vạ ch tố i đa Mởvan số1 , vàđóng van ,5 Mở cô ng tắ c điện cho bơm chạ y vàtư øtư ømở van tố i đa đồng thờ i mở van áp kếdư ới ( thư ng van nà y đãmở) Ventury vàmà ng chắ n Tắ t bơm , đóng van So sánh mư ùc chấ t lỏng nhánh áp kếcó bằ ng khô ng Nế u khô ng bằ ng tiế n hà nh chỉnh cho mư ùc chấ t lỏng nhánh bằ ng bằ ng cách : mở cô ng tắ c điện cho bơm chạ y, mở van , đồng thờ i mở van phía trê n áp kế đểthô ng với khí quyể n sau đótiế n hà nh tắ t bơm vàkhóa van phía trê n áp kếlạ i Sau đótiế n hà nh thí nghiệm Ta chọ n thểtích nư ớc W (trư ớc bảng) ùng với độ mở van ( lư u lư ợ ng sẽkhác nhau) ta đo độ giảm áp màng chắn, venturi vàđồng thời đo thời gian màmáy bơm, bơm hế t thểtích nư ớc Sẽtiế n hà nh đo với độmởvan : hò an tò an, ¾ van, ½ van, ¼ van Van số4 mởhò an tò an (4 +1/4 vò ng ) Mởhò an tò an : sẽmởvan tố i đa Mở¾ van : khóa van +1/16 vò ng Mở½ van : khóa van thê m +1/16 vò ng Mở¼ van : khóa van thê m +1/16 vò ng Khi hế t nư ớc bình chư ùa : tắ t bơm, khóa van 4,mở van O vàvan nguồn nư ớc Tiế n hà nh m thí nghiệm lần, có thểlấ y sốliệu trung bình vàlọ õng thô ng sốthí nghiệm sai Thiết lập giản đồ  theo Re cho đường ống có đường kính 28 mm 16 mm Cho ố ng 28 mm mởvan 1,2 khóa van 4,5 Mư ùc chấ t lỏng nhánh áp kếphải bằ ng (nế u khô ng bằ ng tiế n hà nh chỉnh cho mư ùc chấ t lỏng bằ ng tiế n hà nh giố ng câ u a) Tiế n hà nh m thí nghiệm cho chiều dà i l = 0,9 m ùng với độmởvan ta đo độ giảm áp ống D28 màng chắn Van sẽthí nghiệm cho độmở: hò an tò an, ¾ van, ½ van, ¼ van Van số3 mởhò an tò an (4 +1/4 vò ng ) Mởhò an tò an : sẽmởvan tố i đa Mở¾ van : khóa van +1/16 vò ng Mở½ van : khóa van thê m +1/16 vò ng Mở¼ van : khóa van thê m +1/16 vò ng Tiế n hà nh m thí nghiệm lần, có thểlấ y sốliệu trung bình vàlọ õng thô ng sốthí nghiệm sai http://www.ebook.edu.vn Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình thiết bò Cho ố ng 16 mm khóa van 1,2 mởvan Tiế n hà nh m thí nghiệm cho chiều dà i l = 0,9 m ùng với độmởvan ta đo độ giảm áp ống D14 màng chắn Van sẽthí nghiệm cho độmở: hò an tò an, ¾ van, ½ van, ¼ van Van số3 mởhò an tò an (3 vò ng ) Mởhò an tò an : sẽmởvan tố i đa Mở¾ van : khóa van ¾ vò ng Mở½ van : khóa van thê m ¾ vò ng Mở¼ van : khóa van thê m ¾ vò ng Đònh chiều dài tương đương van : Mư ùc chấ t lỏng nhánh áp kếphải bằ ng (nế u không bằ ng tiế n hà nh chỉnh cho mư ùc chấ t lỏng bằ ng tiế n hà nh giố ng câ u a) Mởvan 1,3 khóa van 4,5 ùng với độmởvan ta đo độ giảm áp van màng chắn Van sẽthí nghiệm cho độmở: hò an tò an, ¾ van, ½ van, ¼ van Van số2 mởhò an tò an (4 +1/4 vò ng ) Mởhò an tò an : sẽmởvan tố i đa Mở¾ van : khóa van +1/16 vò ng Mở½ van : khóa van thê m +1/16 vò ng Mở¼ van : khóa van thê m +1/16 vò ng Tiế n hà nh m thí nghiệm lần, có thểlấ y sốliệu trung bình vàlọ õng thô ng sốthí nghiệm sai V KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM, TÍNH TOÁN VÀ ĐỒ THỊ Kết đo ghi kế t quảđo vàtính sốliệu theo bảng a Trắc đònh lưu lượng kế màng chắn, lưu lượng kế Venturi Độ mở W (lít) HT ¾ ½ ¼ T (s) Q Pm/g Pv/g (lít/s) (cmH2O) (cmH2O) 10 Re Cm Cv http://www.ebook.edu.vn Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình thiết bò Chất lỏng thường khuấy thùng chứa hình trụ tròn Đỉnh thùng chứa che kín để thơng với khơng khí Lượng chất lỏng thùng chứa có chiều cao thường đường kính thùng Một nhiều cánh khuấy lắp vào trục khuấy, trục khuấy quay motor (motor điện đơi gắn trực tiếp thường gắn vào giảm tốc (speed reducer) Một số phận phụ có thêm vào thiết bị khuấy theo u cầu vỏ áo (jacket), thiết bị đo nhiệt (thermowell) v.v 2.3.2 Các dạng cấu khuấy: Cơ cấu khuấy thường chia thành cấu khuấy chậm quay nhanh Ngồi phân chia thành loại cấu khuấy: hướng kính hướng trục a) Cơ cấu khuấy nhanh gồm cấu khuấy tuabin, cấu khuấy chân vịt v.v Cơ cấu khuấy tuabin kín cấu khuấy tuabin hở với cánh thẳng cánh cong tạo dòng hướng kính Cơ cấu khuấy vít tải có ống hướng cấu khuấy chân vịt trì dòng hướng trục Cơ cấu quay nhanh thường làm việc thiết bị có chặn chặn tạo chảy xốy chất lỏng thiết bị khơng cho hình thành phễu b) Loại quay chậm gồm cấu khuấy loại bản, loại tấm, loại mỏ neo loại khung Chúng chủ yếu tạo dòng vòng (dòng chảy tiếp tuyến), có nghĩa chất lỏng quay quanh trục thiết bị c) Ngồi ra, có loại cấu khác cấu khuấy chấn động, cấu khuấy cào, v.v 2.4 Cơng suất khuấy P: 2.4.1 Đặc điểm: Cơng suất khuấy P phụ thuộc vào chế độ, đặc tính dòng hệ thống vào kích thước hình học thiết bị Các chế độ chuyển động lưu chất dạng màng, dạng rối dạng chuyển tiếp Các thơng số ảnh hưởng đến cơng suất khuấy là: kích thước quan trọng thùng chứa cánh khuấy; độ nhớt µ khối lượng riêng chất lỏng ρ; tốc độ cánh khuấy n số gia tốc trọng trường g P=f(n,Da,g,µ,g,ρ) 58 http://www.ebook.edu.vn Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình thiết bò 2.4.2 Các tiêu để đánh giá q trình khuấy: a) Mức độ khuấy: Là phân bố tương hỗ hai nhiều chất sau khuấy hệ b) Cường độ khuấy trộn: Người ta thường dùng đại lượng sau để biểu thị cường độ khuấy trộn: - Số vòng quay n cánh khuấy - Vận tốc vòng v đầu cánh khuấy - Chuẩn số Reynolds Rek=nd2/ν đặc trưng cho q trình khuấy - Cơng suất khuấy trộn riêng III THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM 3.1 Thiết bị thí nghiệm bao gồm - Hệ thống khuấy đơn giản - Bộ điều khiển điện 3.2 Phương pháp tiến hành thí nghiệm 1) Cho chất lỏng vào hệ thống (nước) 2) Bật cơng tắc điện hệ thống 3) Áp đặt tốc độ vòng quay trục khuấy với giá trị 300, 500, 700, 900(rpm: vòng/phút) 4) Ứng với giá trị tốc độ ghi lại thơng số cường độ điện IV PHÚC TRÌNH 4.1 Kết đo được: Ghi kết đo trực tiếp suy dẫn theo bảng kê sau: T N Số vòng quay n (rpm) 300 500 700 Cường độ (A) Điện (V) 59 Cơng suất (kW) Re http://www.ebook.edu.vn Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình thiết bò 900 4.2- Đồ thị: Xây dựng giản đồ cơng suất khuấy khuấy theo chế độ dòng P = f(Re) 4.3- Bàn luận: - Nhận xét vai trò, ảnh hưởng chặn? Khi dùng chặn? - Tìm hiểu loại cánh khuấy có: nêu tên, vẽ hình, phân loại - Ứng dụng thiết bị khuấy ngành cơng nghiệp nào? Cho nhận xét? - Nhận xét mối liên hệ P = f(Re) V TÀI LIỆU THAM KHẢO Mc Cabe, W.L& Smith “ Unit operations of Chemical Engineering”, Mc Graw Hill Nguyễn Minh Tuyển “Các máy khuấy trộn cơng nghiệp” Nguyễn Văn Lụa “Giáo trình QT & TB, tập 1, 1”, ĐHBK Tp.HCM 60 http://www.ebook.edu.vn Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình thiết bò Sơ đồ thiết bị thí nghiệm Động điện Hộp giảm tốc Bản khuấy 15×15, cm Trục khuấy Thùng khuấy (H = 40 cm; D = 40 cm) Bộ điều khiển Đồng hồ tốc độ vòng quay trục Điện Cường độ 61 http://www.ebook.edu.vn Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình thiết bò BÀI 8.B LỌC KHUNG BẢN I MỤC ĐÍCH - Khảo sát quátrình hoạ t động máy lọ c khung Xác đònh vận tố c lọ c trung bình, thờ i gian lọ c vànă ng suấ t lọ c II CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Nguyên tắc làm việc Lọ c làquá trình đư ợ c thư ï c đểphâ n riê ng hỗn hợ p nhờmột vật ngă n xố p Một pha qua vật ngă n xố p cò n pha đư ợ c giư õlạ i Vật ngă n làdạ ng hạ t: cát, đá, than; ng sợ i tơ nhâ n tạ o, sợ i bô ng, đay, gai; ng tấ m lư ới kim loạ i; ng vật ngă n sư ùxố p, thủy tinh xố p v.v Cho huyền phùvà o bê n vách ngă n tạ o trê n bềmặ t lớp huyền phùP1 dư ới tác dụ ng áp suấ t pha liê n tụ c xuyê n qua mao dẫn trê n vách ngă n chảy qua phía bê n kia, cò n pha phâ n tán bògiư õlạ i Pha liê n tụ c qua xuyê n qua vách ngă n đư ợ c gọ i lànư ớc lọ c, cò n pha phâ n tán bò giư õtạ o nh bãlọ c Khi kích thư ớc pha phâ n tán lớn kích thư ớc mao dẫn lớp bãtạ o nh trê n bề mặ t vách ngă n vàngư i ta gọ i làquá trình lọ c tạ o bãhay làlọ c bềmặ t Khi kích thư ớc pha phâ n tán nhỏ kích thư ớc mao dẫn lớp bãtạ o nh mao dẫn vàngư i ta gọ i làquátrình làlọ c sâ u Chê nh lệch áp suấ t hai bê n vách ngă n lọ c đư ợ c gọ i làđộng lư ï c trình lọ c tư ùc : P = P1 - P2 Động lư ï c quátrình lọ c cóthểtạ o bằ ng ba cách sau: - Dù ng áp lư ï c cột chấ t lỏng (áp suấ t thủy tónh) - Dù ng máy bơm hay máy nén đư a huyền phùvà o(lọ c áp suấ t) - Dù ng bơm châ n khô ng (lọ c châ n khô ng) 2.2 Phương trình lọc Nă ng suấ t lọ c đư ợ c đặ c trư ng bằ ng tố c độ lọ c, nghóa làbằ ng lư ợ ng nư ớc thu đư ợ c đơn vòthờ i gian đố i với mét vuô ng bềmặ t lọ c: W dV ,m / s Sd đó: V - thểtích nư ớc lọ c thu đư ợ c, m3 S - Diện tích bềmặ t vách ngă n lọ c, m2  - Thờ i gian lọ c kểtư øthờ i điể m ban đầu(tư ølúc nư ớc lọ c bắ t đầu chảy) Quá trình lọ c phụthuộc o nhiều yế u tốnhư hình ng, kích thư ớc hạ t tích chấ t pha phâ n tán, tính lư u biế n pha liê n tụ c, vật liệu, phư ơng pháp ché tạ o vách ngă n lọ c 62 http://www.ebook.edu.vn Khoa Hóa ng: Giáo trình thực hành Quá trình thiết bò Lọ c bề mặ t thư ng đư ợ c biể u diễn dư ới ng phư ơng trình Đaksi dư ới V dV P  Sd  ( Rb  Rv ) cò n quátrình lọ c sâ u tuâ n theo phư ơng trình Hagen-Poagen: V dV P Nrk4  Sd 8 l k  - Độnhớt pha liê n tụ c, Pa.S rk, lk - Bán kính vàchiều dà i mao dẫn vách ngă n lọ c, m N - Sốlư ợ ng mao dẫn trê n vách ngă n lọ c Rb- Trởlư ï c lớp bãlọ c, 1/m Rv - Trởlư ï c vách ngă n lọ c 1/m Động lư ï c trình lọ c P tư ơng ùng với đạ i lư ợ ng tổ n thấ t áp suấ t dò ng chảy qua lớp bãvàvách ngă n: P = Pv + Pb Pb - Tổ n thấ t áp suấ t dò ng chảy qua lớp bã Pv - Tổ n thấ t áp suấ t dò ng chảy qua vách ngă n III THIẾT BỊ LỌC ÉP ( Thiết bò lọc khung bản) Thiế t bò lọ c đư ợ c thiế t kếchếtạ o nhiều ng, nhiều kiể u khác đểphù hợ p với điều kiện cụthểriê ng biệt Theo trình lọ c ngư i ta thư ng sư û dụ ng thiế t bòlọ c gián đoạ n vàthiế t bòlọ c liê n tụ c - Thiế t bò lọ c gián đoạ n sư û dụ ng máy lọ c khung ba3nva2 máy lọ c ép loạ i ngă n, thiế t bòlọ c tấ m - Thiế t bò lọ c liê n tụ c thư ng gồm loạ i lọ c túi, lọ c châ n khô ng thù ng quay, lọ c đóa, lọ c bă ng tải 3.1 Thiết bò lọc ép khung Thiế t bò lọ c ép khung m việc gián đoạ n, huyền phùnhập o liê n tụ c, nư ớc chảy liê n tụ c cò n bãtháo theo chu kỳ Thiế t bòlọ c khung đư ợ c cấ u tạ o chủyế u làkhung vàbản Khung giư õvai tròchư ùa bãlọ c vàlànơi cư ûa ngõnhập huyền phùvà o Bản lọ c tạ o bềmặ t lọ c với rãnh dẫn nư ớc lọ c Khung vàbản thư ng đư ợ c chếtạ o với tiế t diện vuô ng, xung quanh hình nh bề mặ t nhẳn nhôlê n tạ o sư ïtiế p xúc bòt kín lúc ghép khung vàbản Khi tiế n hà nh lọ c ngư i ta phải tiế n hà nh ép chặ t khung đểgiư õáp suấ t lọ c khô ng m ròrỉ ngoà i Chính ví thếngư i ta mơi gọ i làthiế t bò lọ c ép Lư ï c ép khung cần đạ t đư ợ c sau: P  Q1 + Q 63 http://www.ebook.edu.vn Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình thiết bò Khung 1- rãnh dẫn huyền phù ; - khung; - rãnh dẫn nư ớc rư ûa; - rãnh dẫn nư ớc; 5- Q1 - Lư ï c áp suấ t huyền phù Q2 - Lư ï c ép tạ i bềmặ t tiế p xúc khung vàbản Q2 = pt.Ft pt - p suấ t tiế p xúc thư ng lấ y pt3 p1(p1 áp suấ t lọ c) Ft diện tích bềmặ t tiế p xúc Dòch lọc (áp suất lọc) Dòch lọ c p suấ t lọ c Thờ i gian lọc/phút Máy lọ c gồm dãy khung vàbản cù ng kích thư ớc xế p liền trê n khung đỡ, giư õa khung vàbản cóvải lọ c Bản đầu tiê n gọ i làbản cốđònh, 64 http://www.ebook.edu.vn Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình thiết bò cuố i cù ng làmột di động p chặ t khung vàbản bằ ng cấ u vít đai ố c đư ợ c thư ï c tay quay Huyền phùđư ợ c đư a o rãnh 1, rư ûa nư ớc rư ûa đư ợ c đư a o rãnh Trê n bềmặ t ngư i ta xẻ rãnh thẳng đư ùng song song với vàhai rãnh nằ m ngang hai đầu Rãnh nằ m ngang bê n dư ới có thô ng với van tháo nư ớc lọ c vànư ớc rư ûa Khung rỗng tạ o nh phò ng lọ c đểchư ùa cặ n 3.2 Thiết bò lọc ép loại ngăn Loạ i nà y đư ợ c kế t cấ u tư ơng tư ï , nhiê n khô ng có khung màchỉ có lọ c Giư õa ngư i ta lắ p tấ m vách ngă n tạ o nh khô ng gian rỗng nhập huyền phùvàchư ùa bã Huyền phùđư ợ c đư a o Nồng độ pha rắ n đạ t đư ợ c nhờbơm cấ p dòch lọ c Bơm m việc áp suấ t tố i đa cho phép may ép lọ c Trởlư ï c tă ng dần quátrình hình nh lớp bã bơm phai tă ng đểthắ ng trở lư ï c nà y Lư ợ ng dòch cấ p vàlư ợ ng nư ớc giảm dần Khi đạ t đư ợ c yê u cầu nồng độ bãlọ c hoặ c lư ợ ng nư ớc chảy giảm hẳn kế t thúc chu kỳlọ c IV THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM Sơ đồthí nghiệm hình vẽtrình bà y phần sau V PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 1) Kiể m tra n thiế t bò Cho dung dòch cần lọ c o thù ng chư ùa 1, ép chặ t lọ c o vải lọ c Các van 6,7 thiế t bòkhóa lạ i 2) Mởcầu dao tổ ng 8, cho nguồn điện o (khi đóđè n nguồn cháy sáng) 3) Nhấ n nút khởi động máy khuấ y, sau đểcho máy khuấ y hoạt động ổ n đònh thờ i gian (khoảng đế n phút) tiế n hà nh thí nghiệm 4) Mởvan bật nút 11 đểbơm dòch o máy lọ c 5) Điều chỉnh van đểthay đổ i áp suấ t p suấ t đư ợ c đọ c trê n áp kếvới giátròkhác vàtính kế t qủa đo 6) Khi dung dòch thù ng chư ùa hế t Tắ t máy khuấ y ởnút 10, tắ t bơm Trong suố t trình m thí nghiệm phải ý đè n tải chiế u sáng phải tắ t quạ t Vệsinh tắ t điện sau m xong thí nghiệm VI PHÚC TRÌNH 6.1 Kết qủa đo 65 http://www.ebook.edu.vn Khoa Hóa - Giáo trình thực hành Quá trình thiết bò Tính chu kỳlọ c k k =  + r + p Trong :  , r , p tư ơng ùng với thờ i gian lọ c, thờ i gian rư ûa bã, vàcác thờ i gian thao tác phụ (tháo bãtái sinh vải lọ c, lắ p khung ) - Nă ng suấ t thiế t bò: Vk  V q.S  k k V- Lư ợ ng nư ớc lọ c thu đư ợ c thờ i gian lọ c S- Diện tích bềmặ t lọ c thiế t bò S  2.n.a n- Sốkhung thiế t bò; a - Kích thư ớc khung(lò ng khung) q - Lư ợ ng nư ớc lọ c thu đư ợ c trê n 1m2 bềmặ t lọ c, m3/m2 13 14 15 10 11 12 Áp kế Thù ng khuấy dung dòch trư ớc khí o lọc Máy lọc khung Bảng điều khiển Máng chư ùa chất lỏng Bơm dung dòch 6,7 Van Công tắc tổng 9,10 Nút bật vàtắt máy khuấy 11,12 Nút bật vàtắt bơm 13 Đè n báo công tắc tổng 14 Đè n báo chạy 15 Đè n báo tải 6.2 Bàn luận:  Tìm hiể u quátrình hoạ t động máy lọ c  Giảm thờ i gian lọ c cần phải m gì?  Đểtă ng nă ng suấ t lọ c máy lọ c cần phải m thếnà o? 66 http://www.ebook.edu.vn Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình thiết bò VII TÀI LIỆU THAM KHẢO 1) Nguyễn Vă n Lụ a, Các trình vàthiế t bò cô ng nghiệp hóa chấ t vàthư ï c phẩ m – Tập 1, quyể n – Các trình vàthiế t bò họ c, Nhà xuấ t Đạ i Họ c Quố c Gia, Tp.HCM, 1997 2) Tập thểtác giả, Sổtay trình vàthiế t bò cô ng nghệhóa chấ t thư ï c phẩ m – tập 1, NXB khoa họ c kỹthuật, HàNội, 1992 3) Tập thểtác giả, Quá trình vàthiế t bò cô ng nghệ hóa chấ t vàthư ï c phẩ m – tập 1, NXB khoa họ c kỹthuật, HàNội, 1974 4) Nguyễn Bin, Các trình vàthiế t bò cô ng nghệ hóa chấ t vàthư ï c phẩ m – Tập – Các trình thủy lư ï c, Bơm, Quạ t, Máy nén, NXB Khoa họ c vàKỹthuật, HàNội, 2002 67 http://www.ebook.edu.vn Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình thiết bò BÀI VẼ SƠ ĐỒ VÀ CÁC CHI TIẾT THIẾT BỊ CHƯNG CẤT I MỤC ĐÍCH Giúp cho sinh viê n nắ m bắ t sơ đồthiế t bò Cách bốtrí thiế t bò cho hợ p lý Vẽcác chi tiế t thiế t bò Cấ u tạ o tư ø ng bộphận thiế t bòchư ng cấ t vàcác thiế t bò kè m Ngò giúp sinh viê n nắ m bắ t đư ợ c tố t vẽkỹthuật cách biể u diễu thiế t bòtrê n vẽ, đọ c vẽvàbốtrí vẽcho thích hợ p II CÁCH TIẾN HÀNH Vẽ sơ đồ tổng quát hệ thống chưng cất Mặ t bằ ng bốtrí thiế t bò gia nhiệt, ngư ng tụhò an lư u, m nguội sản phẩ m đỉnh Các vò trí đặ t dụ ng cụđo lư u lư ợ ng, nhiệt kế , đo mư ùc Vò trí bốtrí bơm nhập liệu, hồi lư u Vẽ thiết bò - Vẽthiế t bòchính - Vẽcác chi tiế t cần thiế t thiế t bò - Các vòtrí cần thiế t trê n mặ t cắ t đểthểhiện thiế t bòđư ợ c rõrà ng Vẽ thiết bò phụ - Thiế t bògia nhiệt - Thiế t bòngư ng tụhò an lư u III BÀN LUẬN Tìm hiể u tạ i vàcócách bốtrí hợ p lýkhác tố t khô ng? Các vòtrí mặ t cắ t đểthểhiện thiế t bòchính cóhợ p lýkhô ng Cần thê m bớt chỗ nà o? 68 http://www.ebook.edu.vn Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình thiết bò BÀI 10 VẼ SƠ ĐỒ VÀ CÁC CHI TIẾT THIẾT BỊ THÁP ĐỆM I MỤC ĐÍCH Giúp cho sinh viê n nắ m bắ t sơ đồthiế t bò Cách bốtrí thiế t bò cho hợ p lý Vẽcác chi tiế t thiế t bò Cấ u tạ o tư ø ng bộphận thiế t bòtháp đệm vàcác thiế t bò kè m Ngò giúp sinh viê n nắ m bắ t đư ợ c tố t vẽkỹthuật cách biể u diễu thiế t bòtrê n vẽ, đọ c vẽvàbốtrí vẽcho thích hợ p II CÁCH TIẾN HÀNH Vẽ sơ đồ tổng quát hệ thống hấp thu Mặ t bằ ng bốtrí thiế t bò hấ p thu, hệthố ng bơm, hệthố ng quạ t gió Các vò trí đặ t dụ ng cụđo lư u lư ợ ng, đo mư ùc Vò trí bốtrí hệ thố ng cấ p dung dòch, cấ p khí Vẽ thiết bò - Vẽthiế t bòchính - Vẽcác chi tiế t cần thiế t thiế t bò - Các vòtrí cần thiế t trê n mặ t cắ t đểthểhiện thiế t bòđư ợ c rõrà ng Vẽ thiết bò phụ - Hệthố ng cấ p dung dòch - Hệthố ng cấ p khí III BÀN LUẬN Tìm hiể u tạ i vàcócách bốtrí hợ p lýkhác tố t khô ng? Các vòtrí mặ t cắ t đểthểhiện thiế t bòchính cóhợ p lýkhô ng Cần thê m bớt chỗ nà o? Thiế t bòhấ p thu lọ đệm so sánh với lọ đóa, lọ chóp, lọ bềmặ t cóư u ợ c điể m gì? 69 http://www.ebook.edu.vn Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình thiết bò BÀI 11 THÁO LẮP BƠM - QUẠT I MỤC ĐÍCH Giúp cho sinh viê n nắ m bắ t rõcấ u tạ o thiế t Cách bốtrí chi tiế t thiế t bò Cách thắ o lắ p, sư ûa chư õa chi tiế t thiế t bò hay hỏng Cách tháo, lắ p đặ t thiế t bò II CÁCH TIẾN HÀNH Tháo gỡ quạt bơm Các thiế t bò trê n giáđãđư ợ c lắ p cốđiï nh Tháo thiế t bòvàcác chi tiế t vàquan sát Ghi nhận kế t luận quan sát Nhận xét phận hay hỏng cách khắc phục - Đố i với bơm - Đố i với quạ t Lắp đặt lại thiết bò - Lắ p bộphận thiế t bòthà nh thiế t bòhò an chỉnh - Lắ p lạ i trê n giánhư ban đầu III BÀN LUẬN Tìm hiể u tạ i vàcócách bốtrí bộphận? So sánh giư õa bơm vàquạ t điể m giố ng vàkhác nhan So sánh lọ bơm vàcác lọ quạ t phò ng thí nghiệm 70 http://www.ebook.edu.vn Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình thiết bò BÀI 12 THÁO LẮP THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT I MỤC ĐÍCH Giúp cho sinh viê n nắ m bắ t rõcấ u tạ o thiế t Cách bốtrí chi tiế t thiế t bò Cách thắ o lắ p, sư ûa chư õa chi tiế t thiế t bò hay hỏng Cách tháo, lắ p đặ t thiế t bò II CÁCH TIẾN HÀNH Tháo gỡ thiết bò truyền nhiệt Các thiế t bò trê n giáđãđư ợ c lắ p cốđiï nh Tháo thiế t bòvàcác chi tiế t vàquan sát Ghi nhận kế t luận quan sát Nhận xét phận hay hỏng cách khắc phục Lắp đặt lại thiết bò - Lắ p bộphận thiế t bòthà nh thiế t bòhò an chỉnh - Lắ p lạ i trê n giánhư ban đầu III BÀN LUẬN Tìm hiể u tạ i vàcócách bốtrí bộphận? So sánh giư õa lọ thiế t bòtruyền nhiệt điể m giố ng vàkhác nhan So sánh lọ thiế t bòtruyền nhiệt phò ng thí nghiệm 71 http://www.ebook.edu.vn Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình thiết bò Chủbiê n: ThS LêThòThanh Hư ơng Biê n soạ n: Bộmô n Máy thiế t bò Hiệu đính: ThS Nguyễn Thạ ch Minh Xong ngà y 20.9.2004 tạ i khoa Hóa trư ng Cao đẳng Cô ng nghiệp 72 [...]... thích sư ïkhác nhau giư õa Kl* vàKl Đư a ra một và i ư ùng dụ ng môhình thí nghiệm trong thư ï c tế 7 TÀI LIỆU THAM KHẢO: 1 Hư ớng Dẫn Thí Nghiệm Quá Trình vàThiế t Bò – Trư ờ ng Đạ i Họ c Bách Khoa Thà nh PhốHồChí Minh 2 SổTay Tập II Quá Trình VàThiế t Bò Cô ng Ngh Hóa Chấ t – NXB Khoa Họ c vàKỹThuật 24 http://www.ebook.edu.vn Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bò BÀI 4 THÁP ĐỆM I MỤC... lư u chấ t, J/kg.độ tv1, tR1 - Nhiệt đ và o vàra của dò ng nóng, 0C tv2, tR2 - Nhiệt đ và o vàra của dò ng lạ nh, 0C Qu trình truyền nhiệt đư ợ c biể u diễn bởi phư ơng trình: * Q = Kl tlog.L (1) (2) Trong đó: L - Chiều dà i ố ng, m Kl* - Hệsốtruyền nhiệt dà i theo thư ï c nghiệm, W/m2.độ 18 http://www.ebook.edu.vn Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bò tlog – hiệu sốnhiệt độtrung bình... http://www.ebook.edu.vn Khoa Hóa - Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bò Nê u cách sư ûdụ ng van đểhạ n chếtổ n thấ t (khi lư u chấ t qua van) vànhư õng ư ùng dụ ng van trong thư ï c tế VI TÀI LIỆU THAM KHẢO a Giáo trình cơ lư u chấ t ( tập thểgiảng viê n bộmôn cơ lư u chấ t) Trư ờ ng ĐHKT (ĐHBK) nă m xb: 1997 b VũVă n Tảo vàNguyễn Cảnh Cầm ‘’thủy lư ï c’’tập 1 NXB Đạ i họ c vàTrung họ c chuyê n... http://www.ebook.edu.vn Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bò Mởvan 4 và óng hai van 3, 5 đểdò ng nóng chảy và o ố ng B Bậc bơm BN sau đó đóng van 11 lạ i Điều chỉnh van 4 cho nư ớc qua lư u lï ng kếlà4 l/phút Đợ i khoảng 2 phút, sau đóđo nhiệt độđầu và o vàra của 2 dò ng lư u chấ t ư ùng với các nút trê n thiế t bòđo nhiệt độ Tiế p tụ c điều chỉnh van 4 đểtă ng lư u lư ợ ng dò ng nóng lê n 8 và1 2 l/phút,... độdò ng nhập liệu vànhiệt độdò ng hoà n lư u bằ ng đồng hồ điện tư û 15 http://www.ebook.edu.vn Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bò 4 Đo nồng độnhập liệu vàtrong mỗi thí nghiệm mởvan SP đểlấ y mẫu sản phẩ m và o ố ng đong và o nồng độbằ ng phùkế VI KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ TÍNH TOÁN : 1 Kết quả đo và tính toán ghi theo mẫu sau: Thí nghiệm Vò trí mâm 1 2 3 4 TN Vò trí mâm L.lượng dòng ml/ph... KỹThuật Thà nh PhốHồChí Minh 2 Tà i liệu thí nghiệm qt & tb trư ờ ng đạ i họ c kỹ 3 Trần xoa, Nguyễn Trọ ng Khuô n, HồLêViê n - Sổtay qu trình vàthiế t bòcô ng ngh hóa chấ t – nxb khoa họ c vàkỹthuật 30 http://www.ebook.edu.vn Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bò SƠĐỒHỆTHỐNGTHÁPĐỆM 5 6 4 7 3 VL3 VL2 8 VL4 V8 VK1 VL5 2 9 1 1- Bơmlỏng 2- Thù ngchư ùa 3- Cột chư ùanư ớc 4- Lư ulư ợ ngkếlỏng... ï c nghiệm phụthuộc và o các yế u tố : Chếđộchảy của dò ng lư u chấ t Sư ïtư ơng quan giư õa dò ng chảy vàbềmặ t truyền nhiệt 19 http://www.ebook.edu.vn Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bò Đặ c điể m bềmặ t truyền nhiệt bao gồm độnhám, hình dạ ng… III THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM Hệ thống thiết bò thí nghiệm có 3 loạ i ống với kiểu kếcấu bềmặt truyền nhiệt như sau:  Kiể u ố ng A: Loạ i ố ng... 1 2 3 4 TN Phương trình đường nhập liệu Phương trình đường cất 1 2 3 4 TN Vò trí mâm R H.suất mâm t.quát Số mâm LT Hiệu suất mâm số 1 2 3 4 1 2 3 4 2 Đồ thò và kết quả tính toán 16 http://www.ebook.edu.vn 5 Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bò a Tìm sốmâ m lýthuyế t bằ ng phư ơng pháp đồthò Dù ng mỗi đồthòcho mỗi trư ờ ng hợ p thí nghiệm b Tính hiệu suấ t tổ ng quát vàhiệu suấ t mâ m... khuấy 7 Trục và cách khuấy 8 ng chảy tràn 9 ng thông nhau 10 Nước vào 5 7 9 8 6 3 10 2 1 IV TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM: a) Nguyê n tắ c:  Thiế t lập hệthố ng bình khuấ y ởtrạ ng thái hoạ t động ổ n đònh 34 http://www.ebook.edu.vn Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bò  Xác đònh thờ i gian lư u theo phư ơng pháp đánh dấ u bằ ng va chạ m (xung) Chấ t chỉ thò làchấ t mà u đư ợ c cho và o hệthố... chờnồi đun sô i tiế n hà nh nhập liệu 14 http://www.ebook.edu.vn Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bò - Nố i đầu ố ng nhập liệu và o mâ m muố n khảo sát, mở van NL, mở van và o mâ m cần nhập liệu,mở cô ng tắ c bơm nhập liệu, điều chỉnh lư u lư ợ ng nhập liệu (bằ ng nút điều chỉnh trê n lư u lư ợ ng kế ).Ơ Ûđộđọ c thích hợ p (theo giáo viê n hư ớng dẫn) Nhiệt độnhập liệu có thểđiều chỉnh bằ