Báo cáo kỹ thuật thực phẩm đầy đủ 6 bài

Đồ thị chênh lệch áp suất thực tế và áp suất lý thuyết của ống nhám Ø 27Nhận xét : Ta thấy sự chênh lệch cột áp giữa lý thuyết và thực tế ở cả 2 ống nhám và trơn đều rất lớn ,nguyên nhâ

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM

-  -

-MÔN : KỸ THUẬT THỰC PHẨM

Năm học: 2015-2016

MỤC LỤC

BÀI 1 :MẠCH LƯU CHẤT 1

1 Giới Thiệu 1

2 Mục đích thí nghiệm 1

3 Thực hiện 2

3.1 Thí nghiệm 1 : Xác định tổn thất ma sát của chất lỏng với thành ống 2

3.2 Thí nghiệm 2 : Xác định trở lực cục bộ 2

4 Bảng số liệu 2

4.2 Thí nghiệm 1 2

4.3 Thí nghiệm 2 4

5 Xử lý số liệu 5

5.1 Thí nghiệm 1 5

5.2 Thí nghiệm 2 9

BÀI 2 : BƠM LY TÂM 12

1 Giới Thiệu 12

2 Mục đích thí nghiệm 12

3 Thực hiện 12

3.1 Thí nghiệm 1 : Xác định các thông số đặc trưng của bơm 12

3.2 Thí nghiệm 2 : Xây dựng đường đặc tuyến tổng hợp 13

3.3 Thí nghiệm 3 : Xây dựng đường đặc tuyến hệ thống và xác định điểm làm việc 15 4 Bảng số liệu 16

5 Xử lý số liệu 21

5.1 Thí nghiệm 1 + Thí nghiệm 2 : 21

5.2 Thí nghiệm 5 : 26

6 Đồ thị 27

6.1 Thí nghiệm 1 : Xác định các thông số đặc trưng của bơm 27

6.2 Thí nghiệm 2 : Xây dựng các đường đặc tính tổng hợp 28

6.3 Thí nghiệm 5 : Xây dựng đường đặc tuyến hệ thống và xác định điểm làm việc 29 BÀI 3 : TRUYỀN NHIỆT VỎ ỐNG ( ỐNG CHÙM) 30

1 Giới Thiệu 30

2 Mục đích thí nghiệm 30

3 Thực hiện 30

3.1 Trường hợp xuôi chiều 31

3.2 Trường hợp ngược chiều 32

3.3 Hoàn tất thí nghiệm 32

4 Bảng số liệu 33

4.1 Xuôi chiều 33

4.2 Ngược chiều 33

5 Xử lý số liệu 34

5.1 Xuôi chiều 34

5.2 Ngược chiều 37

6 Kết quả tính toán 37

6.1 Trường hợp xuôi chiều 37

6.2 Trường hợp ngược chiều 40

BÀI 4 : CÔ ĐẶC 45

1 Giới Thiệu 45

2 Mục đích thí nghiệm 45

3 Thực hiện 45

3.1 Chuẩn bị 45

3.2 Tiến hành thí nghiệm 46

3.2.1 Giai đoạn đun sôi dung dịch 46

3.2.2 Giai đoạn bốc hơi dung môi 46

3.3 Kết thúc thí nghiệm 46

4 Bảng số liệu 47

5 Xử lý số liệu 47

5.1 Cân bằng vật chất 47

5.2 Cân bằng năng lượng 48

BÀI 5 : SẤY ĐỐI LƯU 50

1 Giới Thiệu 50

2 Mục đích thí nghiệm 50

3 Thực hiện 50

3.1 Chuẩn bị 50

3.2 Lưu ý 51

3.3 Tiến hành thí nghiệm 52

3.4 Kết thúc thí nghiệm 52

4 Bảng số liệu 52

5 Xử lý số liệu 56

BÀI 1 :MẠCH LƯU CHẤT

1 Giới Thiệu

 Có hai chế độ chuyển động chính của dòng chất lỏng trong ống dẫn:

 Chế độ chảy tầng với vận tốc nhỏ, khi đó trở lực trong ống dẫn tỷ lệ tuyến tínhvới vận tốc dòng chảy trong ống

 Chế độ chảy rối với vận tốc lớn, khi đó trở lực trong ống tỷ lệ với vận tốc dòngchảy

 Chế độ chảy chuyển tiếp giữa chảy tầng và chảy rối gọi là chảy quá độ

 Có hai loại trở lực trên đường ống khi dòng lỏng choáng đầy ống chuyển động trongống dẫn: trở lực ma sát và trở lực cục bộ

 Thí nghiệm 1: Xác định mối quan hệ giữa tổn thất áp suất do ma sát trong

và vận tốc của nước chảy nên trong ống trơn và xác định hệ số ma sát hf

 Thí nghiệm 2: Xác định trở lực cục bộ của co,van,đột thu,đột nở

3 Thực hiện

3.1 Thí nghiệm 1 : Xác định tổn thất ma sát của chất lỏng với thành ống

 Đóng và mở van thích hợp để cho nước được bơm vào đoạn ống cần làm thí nghiệm.Nối đầu đo áp suất vào đoạn ống cần làm thí nghiệm

 Đo đường kính trong của ống làm thí nghiệm, ghi số liệu

 Bật công tắc bơm cho nước chảy vào hệ thống

 Điều chỉnh van lưu lượng có lượng cần thiết Nên bắt đầu từ lưu lượng nhỏ nhất rồiđến lớn nhất

 Ghi lại kết quả thí nghiệm

Q : Lưu lượng dòng chảy (m3/s)

Dtd : đường kính trong của ống (m)

 ℜ≤ 2300 : f =64ℜ

 2300 ≤ ℜ≤ 4000 : f =0.3164

ℜ0.25

 4000 ≤ ℜ≤10000: f =¿

Tổn thất

áp suấtthực tế(mH20)

20 0.35288 7480.006 0.03338 0.01338 0.14

Đồ thị chênh lệch áp suất thực tế và áp suất lý thuyết của ống trơn Ø 27

Đồ thị chênh lệch áp suất thực tế và áp suất lý thuyết của ống nhám Ø 27

Nhận xét :

Ta thấy sự chênh lệch cột áp giữa lý thuyết và thực tế ở cả 2 ống nhám và trơn đều rất lớn ,nguyên nhân sự chênh lệch đó là :

 Sự rò rỉ chất lỏng dọc đường ống , làm tổn thất năng lượng

 Sự hoạt động không ổn định của bơm

 Sự gỉ sét bên trong ống dẫn đến độ nhám thành ống không đồng đểu

 Độ mở van không ổn định , từ đó mức chất lỏng trong ống không ổn định

 Mức chất lỏng dao động nhanh và quá nhỏ dẫn đến đọc kết quả không chính xác

 Các thông số dựa vào nhau để tính toán , từ đó sai số ngày càng tăng

 Nhiệt độ trong ống , phòng thí nghiệm không ổn định , …

Tuy có sự sai lệch do dụng cụ , kỹ thuật , phương thức tính toán , … nhưng sai số này rấtnhỏ vẫn có thể chấp nhận được

Hệ số trở lựccục bộƐ

Nhận xét : Ta thấy hệ số trở lực cục bộ tỉ lệ nghịch với vận tốc dòng chảy và tỉ lệ thuận với

diện tích ống ở từng vị trí ( đột thu < đột mở < co 90) Cũng như thí nghiệm 1 , ở đây tathấy có sự sai lệch về thông số tính toán , nguyên nhân sự sai lệch đó phụ thuộc vào dụng cụ( ống rỉ sét , rò rỉ nước trong lúc thí nghiệm , …) , kỹ năng thực hành ( đọc số sai lệch lớn ,sai thao tác , … ) , công thức tính ( π 3.14 , g 9.81, …) Tuy nhiên , sự sai lệch này có thểchấp nhận được vì chênh lệch không đáng kể

BÀI 2 : BƠM LY TÂM

1 Giới Thiệu

- Bơm ly tâm là loại máy vận chuyển chất lỏng thông dụng nhất trong công nghiệp hoáchất Việc hiểu nguyên lý hoạt động và đặc trung của một bơm ly tâm là điều quantrọng cốt lõi đối với bất kỳ sinh viên công nghệ nào

2 Mục đích thí nghiệm

- Giúp sinh viên hiểu rõ hơn về thiết bị bơm ly tâm

- Giúp sinh viên vận hành chính xác thiết bị, đo đạc các thông số của quá trình vàthiết bị

- Xác định cột áp toàn phần của bơm, công suất và hiệu suất cho bơm ly tâm bằngviệc đo đạc các thông số khi thay đổi lưu lượng bơm

- Khảo sát và xây dựng các đường đặc tuyến của bơm

- Xây dựng đường đặc tuyến của mạng ống để xác định điểm làm việc của bơm

3 Thực hiện

3.1 Thí nghiệm 1 : Xác định các thông số đặc trưng của bơm.

3.1.1 Chuẩn bị

- Van xả đáy phải được đóng hoàn toàn

- Đổ đầy nước trong bể chứa cách đỉnh bể chứa từ 5÷10cm

- Mở hoàn toàn van hút và van đẩy

- Bật công tắc (MAINS) trên bộ IFD7 chuyển sang ON ( đèn đỏ sáng )

- Mở máy tính và khởi động chương trình FM05-304, đợi khi chương trình đã kiểm traxong việc kết nối và sẵn sàng hoạt động

3.1.2 Lưu ý

- Đảm bảo mực nước trong bồn chứa phải cách đỉnh ít nhất 10cm

- Phải đặt bơm ở chế độ sẵn sàng trước khi chỉnh tốc độ bơm

- Khi bơm ở chế độ sẵn sàng và tốc độ bơm khác 0 nhưng bơm không hoạt động thìphải tắt ngay bơm và báo cáo ngay cho giáo viên hướng dẫn.

- Đảm bảo không còn bọt khí trong hệt thống trước khi tiến hành thí nghiệm

- Kiểm tra các giá trị đo được trong các thí nghiệm Nếu thay đổi độ van mà các giá trịkhông thay đổi thì phải báo ngay cho giáo viên hướng dẫn

3.1.3 Tiến hành thí nghiệm

- Bật công tắc IFD7

- Bật công tắc bơm FM50

- Cài đặt tốc độ ở chế độ 70% Phần mềm sẽ tăng tốc độ bơm đến giá trị cài đặt

- Cho bơm chạy tuần hoàn cho đến khi đuổi khí ra hết hệ thống Đóng và mở nhẹnhàng van hút và van đầy một vài lần để khử một số bọt khí trong hệ thống Sau đó

mở hoàn toàn van hút

- Trong bảng kết quả đổi tên sheet thành 70%

- Đóng van đẩy hoàn toàn để lưu lượng bằng 0

- Nhấp chuột vào biểu tượng GO để ghi lại giá trị đo được vào bảng số liệu của phầnmềm

- Mở van đẩy 1 ít để tăng lưu lượng lên một ít , đợi 1 lúc cho bơm hoạt động ổn địnhrồi nhấp chuột vào biểu tượng GO để ghi lại giá trị đo được vào bảng số liệu của phầnmềm

- Tăng dần độ mở van và ghi nhận các giá trị đo vào bảng số liệu phần mềm cho đếnkhi van mở hoàn toàn ( ít nhất 10 giá trị )

3.1.4 Kết thúc thí nghiệm

- Ghi nhận các kết quả vào bảng

- Cài đặt tốc độ ở chế độ 0 và chuyển sang thí nghiệm tiếp theo

3.2 Thí nghiệm 2 : Xây dựng đường đặc tuyến tổng hợp

3.2.1 Chuẩn bị

- Van xả đáy phải được đóng hoàn toàn

- Đồ đầy nước trong bể chứa cách đỉnh bể chứa từ 5÷10 cm

- Mở hoàn toàn van hút và van đẩy

- Bật công tắc ( MAINS) trên bộ IFD7 chuyển sang ON

- Mở máy tính và khởi động chương trình FM50-304, đợi khi chương trình đã kiểm traxong việc kết nối và sẵn sàng hoạt động

3.2.2 Lưu ý

- Đảm bảo mực nước trong bồn chứa phải cách đỉnh bồn ít nhất 10cm

- Phải đặt bơm ở chế độ sẵn sàng ( Nút pump ON trên màn hình ở trạng thái 1) trướckhi chỉnh tốc độ bơm

- Khi bơm ở chế độ sẵn sàng và tốc độ bơm khác 0 nhưng bơm không hoạt động thìphải tắt ngay bơm và báo cáo ngay cho giáo viên hướng dẫn

- Đảm bảo không còn bọ khí trong hệ thống trước khi tiến hành thí nghiệm

- Kiểm tra các giá trị đo được trong các thí nghiệm, nếu thay đổi độ mở van mà các giátrị không thay đổi thì phải báo cáo ngay cho giáo viên hướng dẫn

Tiến hành thí nghiệm

- Cài đặt tốc độ bơm ở chế độ 50%

- Cho bơm chạy hoàn toàn cho đến khi đuổi hết khí trong hệ thống Đóng và mở nhẹnhàng van hút và van đẩy một vài lần để khử 1 số bọt khí trong hệ thống Sau đó mởhoàn toàn van hút

- Trong bảng kết quả, đổi sheeet thành 50%

- Đóng van đẩy hoàn toàn để lưu lượng bằng 0

- Nhấp chuột vao biểu tượng GO để ghi lại giá trị đo được vào bảng số liệu của phầnmềm

- Mở van đẩy 1 ít để tăng lưu lượng lên một ít, đợi 1 lúc cho bơm hoạt động ôn định rồinhấp vào biểu tượng GO để ghi lại các giá trị đo vào bảng số liệu của phần mền

- Tăng dàn độ mở van và ghi nhận lại các giá trị đo vào bảng số liệu của phần mềm chođến khi van mở hoàn toàn ( ít nhất 10 giá trị )

- Mở một sheet mới trên màn hình và đổi tên thành 60%

- Làm tương tự ở các tốc độ bơm là 70%, 80%, 90%, 100%

3.2.3 Kết thúc thí nghiệm

- Ghi nhận các kết quả vào bảng

- Cài đặt tốc độ bơm là 0% và chuyển sang thí nghiệm tiếp theo

3.3 Thí nghiệm 3 : Xây dựng đường đặc tuyến hệ thống và xác định điểm làm việc

3.3.1 Chuẩn bị

- Van xả đáy phải được đóng hoàn toàn

- Đổ đầy nước trong bể chứa cách đỉnh bể chứa từ 5÷10cm

- Mở hoàn toàn van hút và van đẩy

- Bật công tắc (MAINS) trên bộ IFD7 chuyển sang ON ( đèn đỏ sáng )

- Mở máy tính và khởi động chương trình FM05-304, đợi khi chương trình đã kiểm traxong việc kết nối và sẵn sàng hoạt động

3.3.2 Lưu ý

- Đảm bảo mực nước trong bồn chứa phải cách đỉnh bồn ít nhất 10cm

- Phải đặt bơm ở chế độ sẵn sàng ( Nút pump ON trên màn hình ở trạng thái 1) trướckhi chỉnh tốc độ bơm

- Khi bơm ở chế độ sẵn sàng và tốc độ bơm khác 0 nhưng bơm không hoạt động thìphải tắt ngay bơm và báo cáo ngay cho giáo viên hướng dẫn

- Đảm bảo không còn bọ khí trong hệ thống trước khi tiến hành thí nghiệm

- Kiểm tra các giá trị đo được trong các thí nghiệm, nếu thay đổi độ mở van mà các giátrị không thay đổi thì phải báo cáo ngay cho giáo viên hướng dẫn

3.3.3 Tiến hành thí nghiệm

- Đo chiều dài đường ống của hệ thống, không bao gồm phần đi qua bơm

- Cộng tất cả các giá trị hệ số trở lực cục bộ trong hệ thống : nối bể chứa với ống, nốiống với bể chứa, các co, van và lưu lượng kế ( không bao gồm phần nối với bơm)

- Bật công tắc IFD7

- Bật công tắc bơm FM50

- Cài đặt tốc độ bơm ở chế độ 100%

- Cho bơm chạy hoàn toàn để đuổi hết khí ra khỏi hệ thống.

- Nhấp chuột vào biểu tượng GO để ghi lại giá trị đo vào bàng số liệu của phần mềm

- Cài đặt tốc độ bơm ở chế độ 90% và nhấp chuột vào biểu tượng GO để ghi lại giá trị

đo được vào bảng số liệu của phần mềm

- Lặp lại việc đó với mỗi lần giả đi tốc độ 10% cho tới khi tốc độ đạt 0%

- Tạo sheet mới với tên là 70% ( tốc độ thiết kế của bơm )

- Nhấp chuột vào biểu tượng GO để ghi lại giá trị đo được vào bảng số liệu của phầnmềm

- Đóng van đẩy một ít để đảm bảo lưu lượng giảm đi một ít Đợi một lúc cho hệ thống

ổn định và nhấp chuột vào biểu tượng GO để ghi lại giá trị đo được vào bảng số liệucủa phần mềm

- Giảm dần độ mở van của van đẩy để đảm bảo lưu lượng giảm dần dần tương ứng vớimỗi lần ghi lại kết quả vào bảng số liệu cho đến khi van đóng hoàn toàn ( ít nhất 10giá trị )

3.3.4 Kết thúc thí nghiệm

- Ghi nhận các giá trị đo vào bảng

- Mở hoàn toàn van đẩy, cài đặt tốc độ bơm ở chế độ 0% dồi tắt bơm

T(°C)

Q(lít/s)

Với : P out , P¿ là áp suất chất lỏng tại đầu ra , đầu vào (Pa)

ρ là khối lượng riêng của nước ( lấy trung bình ở 40°C 992 kg/m3)

 Chênh lệch cột áp động : Hv=v out−v¿

2 g (m)Với : v out , v¿ là vận tốc chất lỏng tại đầu ra , đầu vào (m/s)

 Chênh lệch chiều cao hình học :H e=z out−z¿ (m) = 0.075 (m)

Với : z out , z¿ là chiều cao hình học tại đầu ra , đầu vào (m)

 Chênh lệch cột áp tĩnh : H t=H s+H e+H v (m)

 Công suất động cơ : P m=2 πnt

60 (W)Với : n là tốc độ vòng quay của bơm (vòng/phút)

t là moonment xoắn của trục (N.m)

 Công suất thuỷ lực : P h=πg H t (W)

Với : Q là lưu lượng thể tích (m3/s)

6 Đồ thị

6.1 Thí nghiệm 1 : Xác định các thông số đặc trưng của bơm.

Đồ thị mối quan hệ giữa chiều cao cột áp và công suất bơm theo chế độ bơm 70%

6.2 Thí nghiệm 2 : Xây dựng các đường đặc tính tổng hợp

Đồ thị mối quan hệ chiều cao cột áp và lưu lượng ở chế độ bơm 50%

Đồ thị mối quan hệ công suất cung cấp và lưu lượng ở chế độ bơm 50%

Đồ thị mối quan hệ giữa hiệu suất và lưu lượng ở chế độ bơm 50%

6.3 Thí nghiệm 5 : Xây dựng đường đặc tuyến hệ thống và xác định điểm làm việc.

Chế độ bơm 100%

Đường đặc tuyến của bơm là đường cong Cột áp- lưu lượng

BÀI 3 : TRUYỀN NHIỆT VỎ ỐNG ( ỐNG CHÙM)

- Khảo sát quá trình truyền nhiệt giữa 2 dòng qua bề mặt ngăn cách là ống chùm

- Tính toán hiệu suất toàn phần dựa trên cân bằng nhiệt lượng ở những lưu lượng dòngkhác nhau

- Khảo sát ảnh hưởng của chiều chuyển động lên quá trình truyền nhiệt trong haitrường hợp : ngược chiều và xuôi chiều

- Đánh giá quá trình hoạt động xuôi chiều và ngược chiều

- Xác định hệ số truyền nhiệt thực nghiệm KTN của thiết bị và so sánh với kết quả tínhtoán theo lý thuyết KLT

- Bật công tắc điện trở

- Khi nhiệt độ trong thùng chứa nước nóng đạt giá trị cài đặt ban đầu thì bắt đầu tiếnhành thí nghiệm

 Thiết bị truyền nhiệt ống chùm

3.1 Trường hợp xuôi chiều

- Dùng van VN để điều chỉnh lưu lượng dòng nóng chảy theo yêu cầu thí nghiệm Chú

ý trong trường hợp lưu lượng không đạt đến giá trị thí nghiệm thì đóng từ từ van VN1cho đạt giá trị thí nghiệm

- Khi lưu lượng đạt giá trị cần thí nghiệm thì mở van VN4 đóng van VN2 và VN3 Chú

ý lúc này dòng chảy nóng không qua lưu lượng kế nhưng vẫn đạt giá trị cần thinghiệm

3.1.3 Ghi kết quả thí nghiệm

Khi điều chỉnh lưu lượng của 2 dòng nóng và lạnh xong đợi 1 phút thì ghi nhiệt độ của 2dòng :

- Nhiệt độ dòng nóng vào là T1, nóng ra là T3

- Nhiệt độ dòng lạnh vào là T2, lạnh ra là T4

3.2 Trường hợp ngược chiều

- Khi lưu lượng đạt giá trị cần thí nghiệm thì mở van VN4, đóng van VN2 và VN3.Chú ý lúc này dòng nóng không qua lưu lượng kế nhưng vẫn đạt giá trị cần thínghiệm

3.2.3 Ghi kết quả thí nghiệm

Khi điều chỉnh lưu lượng của 2 dòng nóng và lạnh xong đợi khoản 1 phút thì ghi nhiệt độcủa 2 dòng :

T2 (°C)Lạnh vào

T4 (°C)Lạnh ra

T2 (°C)Lạnh vào

T4 (°C)Lạnh ra

5 Xử lý số liệu

5.1 Xuôi chiều

Hiệu số nhiệt độ của các dòng và hiệu suất nhiệt độ trong các quá trình truyền nhiệt :

Đổi lưu lượng thể tích sang lưu lượng khối lượng :

ΔTt max=T nóng vào−T lạnhvào

ΔTt min=T nóngra−T lạnhra

ΔTtlog= t max−t min

ln(ΔTt max

ΔTt min)

Diện tích truyền nhiệt : F=¿n × π ×d tb × L1 = 0.349 m2

Với : n : số ống trong thiết bị thuỷ tinh ( 19 ống )

dtb : đường kính thiết bị ( dtb = d t +d n2 = 8+102 = 9 mm)

L1 : Chiều dài ống trong thiết bị thuỷ tinh ( 650 mm)Theo công thức : K TN= Q N

F × ΔTtlog

Được tính theo công thức :

Trong đó : δ là chiều dày ống (δ=d 1 n−d 1t=0.01−0.008=0.002m¿

Tính tương tự trường hợp ngược chiều

Lưu ý : Khi tính Δtt max , Δtt min Cái nào lớn hơn là Δtt max , cái nào nhỏ hơn là Δtt min

6 Kết quả tính toán

6.1 Trường hợp xuôi chiều

Bảng kết quả tính toán hiệu suất nhiệt độThí