Phúc trình thí nghiệm quá trình và thiết bị bài cột chêm

Phúc trình thí nghiệm quá trình và thiết bị bài cột chêm Phúc trình thí nghiệm quá trình và thiết bị bài cột chêm Phúc trình thí nghiệm quá trình và thiết bị bài cột chêm Phúc trình thí nghiệm quá trình và thiết bị bài cột chêm Phúc trình thí nghiệm quá trình và thiết bị bài cột chêm

Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh Trường Đại học Bách Khoa Khoa Công nghệ Hóa học & Dầu khí BỘ MÔN MÁY & THIẾT BỊ Phúc trình Thí nghiệm Quá trình & Thiết bị Bài: CỘT CHÊM CBHD: Thầy Trần Lê Hải Sinh viên: Nguyễn Thị Thủy MSSV: 1413899 Nhóm, lớp: 3.7 – A03 – HC14HD Ngày TN: 06/09/2016 Năm học: 2016 - 2017 Mục lục Mục lục I TRÍCH YẾU: 1.1 Mục đích thí nghiệm: Khảo sát đặc tính động lực học lưu chất khả hoạt động cột chêm cách xác định: • Ảnh hưởng vận tốc dòng khí lỏng lên tổn thất áp suất (độ giảm áp) qua cột • Sự biến đổi hệ số ma sát cột khô fck theo chuẩn số Reynolds (Re) dòng khí suy hệ thức thực nghiệm • Sự biến đổi thừa số σ liên hệ độ giảm áp dòng khí qua cột khô qua cột ướt theo vận tốc dòng lỏng • Giản đồ giới hạn khả hoạt động cột (giản đồ ngập lụt gia trọng) 1.2 Phương pháp thí nghiệm: Cho dòng khí với lưu lượng khác qua cột có chứa vật chêm sứ Lần lượt khảo sát độ giảm áp có dòng khí chuyển động qua cột (cột khô) có dòng khí chuyển động qua cột kết hợp với dòng lỏng chảy từ xuống với lưu lượng khác (cột ướt) 1.3 Kết thí nghiệm: G(%) L=0(ga/phút) L=0,2 L=0,4 L=0,6 L=0,8 L=1,0 L=1,2 L=1,4 L=1,6 ∆Pck (mmH2O) ∆P ∆P ∆P ∆P ∆P ∆P ∆P ∆P 10 4 4 4 20 30 40 50 60 70 80 90 100 15 28 27 37 50 65 78 95 15 22 33 45 61 80 109 149 15 25 32 55 85 125 165 229 10 15 29 42 65 112 170 235 19 32 54 115 180 22 36 70 143 24 50 120 15 33 83 19 38 II LÝ THUYẾT THÍ NGHIỆM: 2.1 Độ giảm áp dòng khí: Độ giảm áp ∆Pck dòng khí qua cột phụ thuộc vào vận tốc khối lượng G dòng khí qua cột khô (không có dòng chảy ngược chiều) Khi dòng khí chuyển động khoảng trống vật chêm tăng dần vận tốc độ giảm áp tăng theo Sự gia tăng theo lũy thừa từ 1,8 đến 2,0 vận tốc dòng khí ∆Pck = αGn với n = 1,8 – 2,0 (1) Khi có dòng lỏng chảy ngược chiều, khoảng trống vật chêm bị thu hẹp lại Dòng khí di chuyển khó khăn phần thể tích tự vật chêm bị lượng chất lỏng chiếm Khi tăng vận tốc dòng khí lên, ảnh hưởng cản trở dòng lỏng tăng lên đặn trí số tới hạn vận tốc khí, lúc độ giảm áp dòng khí tăng vọt lên Điểm ứng với trị số tới hạn vận tốc khí gọi điểm gia trọng Nếu tiếp tục tăng vận tốc dòng khí trị số tới hạn này, ảnh hưởng cản trở hỗ tương dòng lỏng dòng khí lớn, ∆Pc tăng mau chóng không theo phương trình (1) Dòng lỏng lúc chảy xuống khó khăn, cột chêm điểm lụt Đường biểu diễn log(∆Pc/Z) (độ giảm áp suất dòng khí qua đơn vị chiều cao phần chêm cột) dự kiến trình bày hình 2.2 Hệ số ma sát fCK theo ReC cột khô: Chilton Colburn đề nghị hệ thức liên hệ độ giảm áp dòng khí qua cột chêm khô với vận tốc khối lượng dòng khí qua cột ∆Pck = 2f ck G 2Z γ h γ w , N/m2 ρg D h Z: chiều cao phần chêm, m G: vận tốc khối lượng dòng khí dựa đơn vị tiết diện cột, kg/s.m2 Dh: kích thước đặc trưng vật chêm, m ρg: khối lượng riêng pha khí, kg/m3 γh: hệ số điều chỉnh dùng cho vật chêm rỗng γw: hệ số hiệu chỉnh ảnh hưởng thành cột lên độ xốp cột chêm Sherwood tổng hợp kết số nghiên cứu đưa trị số sau cho vòng sứ Raschig: γh = 0,35 γw = Tuy nhiên, Zhavoronkov đề nghị hệ thức khác xác đưa trị số độ xốp cột chêm vào hệ thức: 2f ck G Z ∆Pck = , N/m2 ε ρG D e Với: ε: độ xốp vật chêm 4ε De = : đường kính tương đương vật chêm, m a a: diện tích bề mặt riêng vật chêm, m2/m3 Hệ số ma sát fck hàm số theo chuẩn số vô thứ nguyên Rec, với Rec tính theo công thức sau: Re c = GD e 4G = εµ aµ µ: độ nhớt dòng khí, kg/ms Zhavoronkov xác định dòng khí chuyển từ chế độ chảy tầng sang chế độ chảy rối ứng với trị số Rec = 50 Trong vùng chảy rối, 50 < Rec < 7000 với cột chêm ngẫu nhiên Ta được: 3,8 f ck = Re c0, Tuy nhiên, hệ thức tổng quát không xác không xem xét toàn ảnh hưởng hình dạng vật chêm 2.3 Độ giảm áp ∆PCƯ cột ướt: Sự liên hệ độ giảm áp cột khô ∆Pck cột ướt ∆Pcư biểu diễn sau: ∆Pcư = σ∆Pck Do dự kiến fcư = σfck Với σ: hệ số phụ thuộc vào mức độ xối tưới dòng lỏng L, kg/m2s Leva đề nghị ảnh hưởng L lên σ sau: σ = 10ΩL hay logσ = ΩL Giá trị σ tùy thuộc vào loại, kích thước, cách thức xếp vật chêm (xếp ngẫu nhiên hay theo thứ tự) độ lớn lưu lượng dòng lỏng L Thí dụ với vật chêm vòng sứ Raschig 12,7mm, chêm ngẫu nhiên, độ xốp ε = 0,586; giá trị L từ 0,39 đến 11,7 kg/m2s cột hoạt động vùng điểm gia trọng Ω = 0,084 Một số tài liệu biểu diễn phụ thuộc tỉ số ∆p cö với hệ số xối tưới sau: ∆p ck  GL  q    Fρ L  gε Khi A< 0,3 cho vật chêm sứ có d < 30mm, ta có: ∆p cö = ∆p ck (1 − A ) 4G L Re L = Faµ L 2.4 Điểm lụt cột chêm: Khi cột chêm bị ngập lụt, chất lỏng chiếm toàn khoảng trống phần chêm, dòng chảy bị xáo trộn mãnh liệt, tượng bất lợi cho hoạt động cột chêm Gọi giá trị GL tương ứng với trạng thái GL* A = 33 1,75 Re L Zhavoronkov kết luận trạng thái ngập lụt xảy hai nhóm số sau có liên hệ định với cho cột  f ck a  v ρG 0,2 Π1 =   µtñ  ε  2g ρ L L ρG G ρL Với fck: hệ số ma sát cột khô v: vận tốc dài dòng khí trước vào cột, m/s Π2 = µtđ: độ nhớt tương đối chất lỏng so với nước, µtñ = µl , chất lỏng nước µ nöôùc µtđ = Do liên hệ ∏1, ∏2 giản đồ log∏1 - log∏2 xác định giản đồ lụt cột chêm, phần giới hạn hoạt động cột chêm đường III DỤNG CỤ, THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM: 3.1 Dụng cụ thiết bị thí nghiệm: Gồm có: • Cột thủy tinh, bên vòng sứ Raschig xếp chêm ngẫu nhiên • Hệ thống cấp khí gồm có: • Bơm (quạt) thổi khí BK • Ống dẫn khí • Áp kế sai biệt chữ U • Lưu lượng kế khí F có độ chia từ đến 100% • Hệ thống cấp nước gồm: • Thùng chứa nước nhựa N • Bơm chất lỏng BL • Lưu lượng kế lỏng Fl có độ chia từ 0,2 dến 3,5 galon/ph 3.2 Phương pháp thí nghiệm: 1) Khóa lại tất van lỏng (từ đến 4) 2) Mở van khóa van 3) Cho quạt chạy phút để thổi hết ẩm cột Tắt quạt 4) Mở van 2, sau cho bơm chạy 5) Mở van từ từ khóa van để điều chỉnh mức lỏng đáy cột ngang với ống định mức g Tắt bơm khóa van 6) Đo độ giảm áp cột khô: • Khóa tất van lỏng lại Mở van van đóng Cho quạt chạy từ từ mở van để chỉnh lưu lượng khí vào cột • Ứng với giá trị lưu lượng khí chọn ta đọc ∆Pck áp kế U theo mmH2O Đo xong tắt quạt, nghỉ phút 7) Đo độ giảm áp cột ướt: • Mở quạt điều chỉnh lưu lượng khí qua cột khoảng 15 – 20% • Mở van cho bơm chạy Dùng van VL lưu lượng kế để chỉnh lưu lượng lỏng (lưu lượng kế lỏng có vạch chia 0,1; 0,2; …;1,6) Nếu VL mở tối đa mà phao không lên dùng van để tăng lượng lỏng • Ứng với lưu lượng lỏng chọn (ví dụ: 0,1; 0,2…) cố định, ta chỉnh lưu lượng khí đọc độ giảm áp ∆Pcư giống ∆Pck trước Chú ý tăng lượng khí đến điểm lụt Chú ý: • Trong trình đo độ giảm áp cột ướt cần canh giữ mức long đáy cột ổn định ¾ chiều cao đáy cách chỉnh van Nếu cần, tăng cường van để nước cột thoát bình chứa (van dùng để xả nhanh giảm lưu lượng khí) • Khi tắt máy phải tắt bơm lỏng BL trước, mở tối đa van sau tắt quạt BK • Nếu sơ xuất để nước tràn vào ống dẫn khí mở van xả nước phía bảng IV KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: 4.1 Kết tính toán: Bảng 1: Kết tính toán cho cột khô G (%) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 G kg/s.m2 0.0841 0.1682 0.2523 0.3364 0.4205 0.5046 0.5887 0.6728 0.7569 0.8410 ∆Pck (mmH2O) 15 28 27 37 50 65 78 95 ∆Pck (N/m2) 39.24 68.67 147.15 274.68 264.87 362.97 490.50 637.65 765.18 931.95 ∆Pck/Z (N/m3) 93.429 163.500 350.357 654.000 630.643 864.214 1167.857 1518.214 1821.857 2218.929 fck Reck logG log∆Pck/Z 15.7024 6.8698 6.5427 6.8698 4.2396 4.0346 4.0057 3.9869 3.7802 3.7293 46.4683 92.9365 139.4048 185.8731 232.3414 278.8096 325.2779 371.7462 418.2145 464.6827 -1.075 -0.774 -0.598 -0.473 -0.376 -0.297 -0.230 -0.172 -0.121 -0.075 1.970 2.214 2.545 2.816 2.800 2.937 3.067 3.181 3.261 3.346 Bảng 2: Kết tính toán cho cột ướt L = 0, G (%) G,kg/s.m2 ∆Pcư (mmH2O) ∆Pcư (N/m2) ∆Pcư/Z (N/m3) fcư Recư σ 10 0.08 39.24 93.43 15.70 34.50 1.00 20 0.17 68.67 163.50 6.87 34.50 1.00 30 0.25 15 147.15 350.36 6.54 34.50 1.00 40 0.34 22 215.82 513.86 5.40 34.50 0.79 50 0.42 33 323.73 770.79 5.18 34.50 1.22 60 0.50 45 441.45 1051.07 4.91 34.50 1.22 70 0.59 61 598.41 1424.79 4.89 34.50 1.22 80 0.67 80 784.80 1868.57 4.91 34.50 1.23 90 0.76 109 1069.29 2545.93 5.28 34.50 1.40 100 0.84 149 1461.69 3480.21 5.85 34.50 1.57 Bảng 3: Kết tính toán cho cột ướt L = 0, G (%) G,kg/s.m2 ∆Pcư (mmH2O) ∆Pcư (N/m2) ∆Pcư/Z (N/m3) fcư Recư σ 10 0.08 39.24 93.43 15.70 216.75 1.00 20 0.17 78.48 186.86 7.85 216.75 1.14 30 0.25 15 147.15 350.36 6.54 216.75 1.00 40 0.34 25 245.25 583.93 6.13 216.75 0.89 50 0.42 32 313.92 747.43 5.02 216.75 1.19 60 0.50 55 539.55 1284.64 6.00 216.75 1.49 70 0.59 85 833.85 1985.36 6.81 216.75 1.70 80 0.67 125 1226.25 2919.64 7.67 216.75 1.92 90 0.76 165 1618.65 3853.93 8.00 216.75 2.12 100 0.84 229 2246.49 5348.79 8.99 216.75 2.41 Bảng 4: Tính toán cho cột ướt L = 0, G (%) G,kg/s.m2 ∆Pcư (mmH2O) ∆Pcư (N/m2) ∆Pcư/Z (N/m3) fcư Recư σ 10 0.08 39.24 93.43 15.70 325.13 1.00 20 0.17 10 98.10 233.57 9.81 325.13 1.43 30 0.25 15 147.15 350.36 6.54 325.13 1.00 40 0.34 29 284.49 677.36 7.12 325.13 1.04 50 0.42 42 412.02 981.00 6.59 325.13 1.56 60 0.50 65 637.65 1518.21 7.09 325.13 1.76 70 0.59 112 1098.72 2616.00 8.97 325.13 2.24 80 0.67 170 1667.70 3970.71 10.43 325.13 2.62 90 0.76 235 2305.35 5488.93 11.39 325.13 3.01 Bảng 5: Tính toán cho cột ướt L = 0,8 G (%) G,kg/s.m2 ∆Pcư (mmH2O) ∆Pcư (N/m2) ∆Pcư/Z (N/m3) fcư Recư σ 10 0.08 49.05 116.79 19.63 433.51 1.25 20 0.17 78.48 186.86 7.85 433.51 1.14 30 0.25 19 186.39 443.79 8.29 433.51 1.27 40 0.34 32 313.92 747.43 7.85 433.51 1.14 50 0.42 54 529.74 1261.29 8.48 433.51 2.00 60 0.50 115 1128.15 2686.07 12.54 433.51 3.11 70 0.59 180 1765.80 4204.29 14.42 433.51 3.60 Bảng 6: Kết tính toán cho cột ướt L = 1, G (%) G,kg/s.m2 ∆Pcư (mmH2O) ∆Pcư (N/m2) ∆Pcư/Z (N/m3) fcư Recư σ 10 0.08 39.24 93.43 15.70 541.88 1.00 20 0.17 88.29 210.21 8.83 541.88 1.29 30 0.25 22 215.82 513.86 9.60 541.88 1.47 40 0.34 36 353.16 840.86 8.83 541.88 1.29 50 0.42 70 686.70 1635.00 10.99 541.88 2.59 60 0.50 143 1402.83 3340.07 15.59 541.88 3.86 Bảng 7: Kết tính toán cho cột ướt L = 1, G (%) G,kg/s.m2 ∆Pcư (mmH2O) ∆Pcư (N/m2) ∆Pcư/Z (N/m3) fcư Recư σ 10 0.08 39.24 93.43 15.70 650.26 1.00 20 0.17 88.29 210.21 8.83 650.26 1.29 30 0.25 24 235.44 560.57 10.47 650.26 1.60 40 0.34 50 490.50 1167.86 12.27 650.26 1.79 50 0.42 120 1177.20 2802.86 18.84 650.26 4.44 Bảng 8: Kết tính toán cột ướt L = 1, G (%) G,kg/s.m2 ∆Pcư (mmH2O) ∆Pcư (N/m2) ∆Pcư/Z (N/m3) fcư Recư σ 10 0.08 39.24 93.43 15.70 758.63 1.00 20 0.17 15 147.15 350.36 14.72 758.63 2.14 10 17 18 19 20 21 22 23 24 V BÀN LUẬN: 25 Ảnh hưởng G lên độ giảm áp cột khô cột ướt?  Dựa vào đồ thị số liệu thực nghiệm ta thấy: • Đối với cột khô: G tăng độ giảm áp tăng theo (đồ thị gần đường cong bậc 2) • Đối với cột ướt: G tăng độ giảm áp tăng theo, đồ thị biểu diễn ảnh hưởng G lên độ giảm áp cột ướt đường cong Khi G cao độ giảm áp cao nhiều đường cong biểu diễn đồ thị dốc Khi lưu lượng lỏng tăng cột dễ gần đến điểm lụt  Vùng sau điểm gia trọng giá trị ∆P tăng lên nhanh, đột ngột Đường biểu diễn chế độ làm việc cột chêm dốc, nên khó vận hành cột chêm chế độ nhũ tương cột chêm làm việc tốt chế độ đó, sơ suất chút cột chêm chuyển sang làm việc chế độ theo ⇒ Chất lỏng bị ngược trở theo dòng khí Vì tiến hành thí nghiệm tới điểm lụt ta dừng thí nghiệm nên đồ thị điểm sau lụt Mục đích cách sử dụng giản đồ f theo Re?  Mục đích sử dụng giản đồ f theo Re: • Giản đồ f theo Re lập để biểu diễn phụ thuộc trở lực vào lưu lượng dòng lưu chất 3,8 GDe 4G = • Theo công thức tính toán: Rec = f ck = 0,2 Ta thấy lưu lượng Rec εµ aµ dòng lưu chất lớn hệ số ma sát f hai pha giảm • Tuy nhiên bảng số liệu tính toán đồ thị nhóm ta lại thấy có nhiều trường hợp lưu lượng tăng lên hệ số ma sát lại tăng Kết ảnh hưởng sai số hệ thống sai số ngẫu nhiên trình thí nghiệm • Lập đồ thị nhằm xác định lưu lượng hợp lý để vận hành cột cho trở lực nhỏ thu hiệu suất truyền khối tốt hai pha với mà cột không bị lụt  Cách sử dụng giản đồ f theo Re: Nếu biết hai giá trị Re f dùng đồ thị để xác định giá trị lại sau: Từ giá trị f Re biết, kẻ đường thẳng đứng theo phương ngang theo phương đứng, cắt đồ thị f_Re điểm Từ giao điểm đó, kẻ đường thẳng vuông góc với trục lại xác định giá trị cần tìm Sự liên hệ đối tượng khảo sát có theo dự đoán không? Nếu không giải thích lí do?  Sự liên hệ đối tượng khảo sát tương đối gần dự đoán Cụ thể sau: • ∆Pcư/Z G gần chia thành hai vùng rõ rệt: vùng điểm gia trọng vùng điểm gia trọng Vùng điểm gia trọng ∆P tăng chậm đặn nên điểm thu gần nằm đường cong dốc Vùng điểm gia trọng ∆P tăng nhanh, đột ngột nên đường cong biểu diễn đồ thị dốc; tăng lưu lượng lỏng khí lên cao tiến đến lụt lôi dòng lỏng theo dòng khí • Logfcư logReck: đồ thị biểu diễn đường thẳng Khi G tăng Reck tăng hệ số ma sát fck giảm nên fcư = σ fck giảm Vì đồ thị ta thấy 26 logReck tăng logfcư giảm Tuy nhiên, có sai số trình làm thí nghiệm, đồ thị biểu diễn logfcư logReck trường hợp L=1.2 L=1.4 số trường hợp khác không dự đoán, tức logReck tăng logfcư tăng theo nên đồ thị không thực đường thẳng • Logσ L: theo dự đoán hoàn toàn phụ thuộc tuyến tính với nên thể thành đường thẳng đồ thị L tăng σ tăng Nhưng theo kết thí nghiệm nhóm đồ thị biểu diễn quan hệ Logσ L trường hợp G=10% trường hợp khác giá trị thu không dự đoán, tức L tăng Logσ lại giảm không thay đổi  Kết thu tiến hành thí nghiệm số trường hợp không giống hoàn toàn kết dự đoán sai số trình thí nghiệm nguyên nhân sau: • Lưu lượng dòng lỏng dòng khí không ổn định thiết bị bơm quạt • Sai số thao tác làm thí nghiệm đọc kết • Cột nước trì đáy cột không đảm bảo yêu cầu làm cho nước xâm nhập vào ống đo độ chênh áp làm ảnh hưởng đến kết • Ma sát dòng khí có tốc độ lớn với ống dẫn làm cho ống nóng lên làm tăng thể tích khí làm tăng áp suất ảnh hưởng đến độ chênh áp VI PHỤ LỤC: 6.1 Tính toán giá trị cột khô: • • Chuyển đổi áp suất : ΔPck (N/m2) = Δ Pck (mmH2O) 9,81 Tính chuyển đổi lượng: G (%).ρ K V Lưu lượng khí: G (kg / s.m ) = 100.60.F Trong đó: V = 0,286 m /phút F = r2 , với r = k , d = 0.09 m = 1,293 với: T: nhiệt độ không khí, chọn T=3080K p=760mmHg – áp suất khí 27 E: áp suất nước không khí, mmHg, trị số 0,3783E tra bảng I.9, [2], trang 15 • Tính fck công thức: ∆P.ε ρ G De f ck = 2.G Z Trong đó: De = 4ε/a : đường kính tương đương vật chêm, m : độ xốp vật chêm, = 0,586 a: diện tích bề mặt riêng vật chêm, a = 380 m2/m3 : khối lượng riêng pha khí, G G = K = 1,1225 kg/m3 : vận tốc khối lượng dòng khí dựa đơn vị tiết diện cột, kg/s.m2 : Chiều cao phần chêm, Z = 0,42m • Tính Reck công thức: GDe 4G Re ck = = εµ aµ Trong đó: De = : đường kính tương đương vật chêm, m : độ nhớt dòng khí nhiệt độ T, kg/ms, tính theo công thức: Chọn T = 308K, tra bảng 5, trang 15, [3]: 28 • : độ nhớt không khí 00C, • = 17,3.10-6 Pa.s = 124: số phương trình tính độ nhớt => = 1,905.10-5 Pa.s 6.2 Tính toán giá trị cột ướt: • • Chuyển đổi áp suất : ΔPcư (N/m2) = Δ Pcư (mmH2O) 9,81 Tính σ công thức: ∆P σ = cu ∆Pck • Tính fcư công thức: fcư = σ.fck ( với lưu lượng khí G) với: : hệ số phụ thuộc vào mức độ xối tưới dòng lỏng L, kg/m2s, theo Leva: = hay log = L ta chọn Ω = 0,084 • Tính Recư công thức: Re cu = 4GL πd aµ L Trong đó: GL = L.ρ L , kg/s 1000 L(l/s) = L (ga/phút).4,546/60 (Theo tiêu chuẩn Anh: 1ga = 4,546 lít) L (350C) = 994,06 kg/m3, tra bảng I.5, trang 12, [2] L (350C) = 722,5.10-6 Pa.s, tra bảng 6, trang 16, [3] 6.3 Điểm lụt cột chêm: 29  f ck a  ν ρ G 0, Π =   .µ tđ  ε  2g ρ L Π2 = ρG ρL L G Trong đó: = F= : vận tốc dài dòng khí trước vào cột, m/s , m2 (D: đường kính ống thép đáy cột) L: lưu lượng nước, l/s G: vận tốc khối lượng dòng khí dựa đơn vị tiết diện cột, kg/s.m2 µtđ = µl µ =1 µ H O : độ nhớt tương đối chất lỏng so với nước, tđ 30 VII TÀI LIỆU THAM KHẢO: [1] Tập thể CBGD môn Máy – Thiết bị, Thí nghiệm Quá trình – Thiết bị, Đại học Bách Khoa Tp HCM [2] Tập thể tác giả, “Sổ tay Quá trình Thiết bị Công nghệ hóa chất – Tập 1, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 1999, 626 trang [3] Các tác giả, “Bảng tra cứu Quá trình học Truyền nhiệt – Truyền khối”, NXB ĐHQG TP.HCM, 2015, 100 trang [4] Võ Văn Bang – Vũ Bá Minh, “Quá trình Thiết bị Công nghệ hóa học thực phẩm – Tập 3: Truyền khối”, NXB ĐHQG TP.HCM, 2004, 388 trang 31 [...]... bộ môn Máy – Thiết bị, Thí nghiệm Quá trình – Thiết bị, Đại học Bách Khoa Tp HCM [2] Tập thể tác giả, “Sổ tay Quá trình và Thiết bị Công nghệ hóa chất – Tập 1, NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội, 1999, 626 trang [3] Các tác giả, “Bảng tra cứu Quá trình cơ học Truyền nhiệt – Truyền khối”, NXB ĐHQG TP.HCM, 2015, 100 trang [4] Võ Văn Bang – Vũ Bá Minh, Quá trình và Thiết bị Công nghệ hóa học và thực phẩm... trường hợp G=10% và một ít trường hợp khác các giá trị thu được không đúng như dự đoán, tức là khi L tăng thì Logσ lại giảm hoặc không thay đổi  Kết quả thu được khi tiến hành thí nghiệm trong một số trường hợp không giống hoàn toàn như kết quả dự đoán là do sai số trong quá trình thí nghiệm vì những nguyên nhân sau: • Lưu lượng dòng lỏng và dòng khí không ổn định do thiết bị bơm và quạt • Sai số... chỉ sơ suất một chút là cột chêm đã chuyển sang làm việc ở chế độ cuốn theo ⇒ Chất lỏng bị cuốn ngược trở ra theo dòng khí Vì vậy khi tiến hành thí nghiệm tới điểm lụt ta dừng thí nghiệm nên trên đồ thị không có điểm sau lụt 2 Mục đích và cách sử dụng giản đồ f theo Re?  Mục đích sử dụng giản đồ f theo Re: • Giản đồ f theo Re được lập để biểu diễn sự phụ thuộc của trở lực vào lưu lượng của dòng lưu... lượng lỏng và khí lên cao nữa sẽ tiến đến lụt và lôi cuốn dòng lỏng ra ngoài theo dòng khí • Logfcư và logReck: đồ thị biểu diễn là một đường thẳng Khi G tăng thì Reck càng tăng và hệ số ma sát fck sẽ giảm nên fcư = σ fck cũng sẽ giảm Vì vậy trên đồ thị ta thấy rằng 26 logReck càng tăng thì logfcư càng giảm Tuy nhiên, do có sai số trong quá trình làm thí nghiệm, đồ thị biểu diễn logfcư và logReck ở... L tại G = 30% Kết quả thực nghiệm y = 0.0346x - 0.0069 y = 0.2568x - 0.0744 y = 0.3103x - 0.1269 4.2 Đò thị: 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 V BÀN LUẬN: 25 1 Ảnh hưởng của G lên độ giảm áp khi cột khô và cột ướt?  Dựa vào đồ thị và số liệu thực nghiệm ta thấy: • Đối với cột khô: khi G tăng thì độ giảm áp tăng theo (đồ thị gần như là một đường cong bậc 2) • Đối với cột ướt: khi G tăng thì độ... độ giảm áp cột ướt là một đường cong Khi G càng cao thì độ giảm áp cũng sẽ cao hơn rất nhiều và đường cong biểu diễn trên đồ thị sẽ dốc hơn Khi lưu lượng lỏng càng tăng thì cột càng dễ gần đến điểm lụt hơn  Vùng sau điểm gia trọng thì giá trị ∆P tăng lên rất nhanh, đột ngột Đường biểu diễn chế độ làm việc của cột chêm khá dốc, nên rất khó vận hành cột chêm ở chế độ nhũ tương mặc dù cột chêm làm việc... quạt • Sai số do thao tác trong làm thí nghiệm và khi đọc kết quả • Cột nước duy trì ở đáy cột không đảm bảo yêu cầu làm cho nước xâm nhập vào ống đo độ chênh áp làm ảnh hưởng đến kết quả • Ma sát giữa dòng khí có tốc độ lớn với ống dẫn làm cho ống nóng lên và làm tăng thể tích khí làm tăng áp suất cũng ảnh hưởng đến độ chênh áp VI PHỤ LỤC: 6.1 Tính toán giá trị khi cột khô: • • Chuyển đổi áp suất :... tính toán: Rec = và f ck = 0,2 Ta thấy rằng nếu lưu lượng Rec εµ aµ dòng lưu chất càng lớn thì hệ số ma sát f giữa hai pha càng giảm • Tuy nhiên trong các bảng số liệu tính toán và các đồ thị của nhóm ở trên thì ta lại thấy rằng có nhiều trường hợp khi lưu lượng tăng lên thì hệ số ma sát lại tăng Kết quả này là do ảnh hưởng của sai số hệ thống và sai số ngẫu nhiên trong quá trình thí nghiệm • Lập đồ... kính tương đương của vật chêm, m : độ xốp của vật chêm, = 0,586 a: diện tích bề mặt riêng của vật chêm, a = 380 m2/m3 : khối lượng riêng của pha khí, G G = K = 1,1225 kg/m3 : vận tốc khối lượng dòng khí dựa trên một đơn vị tiết diện cột, kg/s.m2 : Chiều cao phần chêm, Z = 0,42m • Tính Reck bằng công thức: GDe 4G Re ck = = εµ aµ Trong đó: De = : đường kính tương đương của vật chêm, m : độ nhớt của dòng... = 722,5.10-6 Pa.s, tra bảng 6, trang 16, [3] 6.3 Điểm lụt của cột chêm: 29 2  f ck a  ν ρ G 0, 2 Π 1 =  3  .µ tđ  ε  2g ρ L Π2 = ρG ρL L G Trong đó: = F= : vận tốc dài của dòng khí ngay trước khi vào cột, m/s , m2 (D: đường kính ống thép ở đáy cột) L: lưu lượng nước, l/s G: vận tốc khối lượng dòng khí dựa trên một đơn vị tiết diện cột, kg/s.m2 µtđ = µl µ =1 µ H O : độ nhớt tương đối của chất