Các quá trình thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực phẩm 1

LỜI NÓI ĐẨU Các quả trình, thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực phẩm được xây dựng trên cơ sở khoa học tự nhiên và kỹ thuật. Đặc điếm của lĩnh vực này ỉà nghiên cứu những qui luật hoạt động của các quá trình đ ể đinh ra cơ câu thiết bị, nhằm thích ứng vói thực tế sản xuất. Vì vậy, hiểu sâu về quá trình và thiết bị sẽ giúp cho các kỹ sư khả năng tính toán, thiết k ế thiết bị, khả năng vận hành, cải tiến hoặc đề xuất những thiết bị thích ứng nhất cho một công nghệ cụ thê, với năng suất và hiệu suất cao. Do đó, đôi tượng phục vụ của cuốn sách này rất rộng, bao gồm các ngành công nghệ hóa chât, thực phẩm, như công nghệ hóa dầu, phản bón, ch ế biến lương thực, dược liệu, xử lý môi trường, v.v. Các quá trình và thiết bị (hóa công) được coi là một môn học cơ sở rất quan trọng cho sinh viên ngành hóa chất, thực phàm., luyện kim . Mục đích trang bị cho sinh viên các ngành này những kiến thức về các quá trình thủy lực, truyền nhiệt, chuyên khôi và các quá trình hóa học; hiếu biết về phương pháp phân riêng hệ không đồng nhất dưới tác dụng của cơ học (lắng, lọc, ly tâm) hoặc dưới tác dụng của nhiệt (chưng luyện, hấp thụ, hấp phụ, trích ly, kết tinh). Ngoài ra còn trang bị thêm những kiên thức về truyền nhiệt, cô đặc, sấy, lạnh đông và đập, nghiền, sàng. Nội dung được trình bày gồm những phần sau: Tập 1: Các quá trình thủy lực (thủy tĩnh, thủy động, vận chuyến chất lỏng và nén khí). Tập 2: Phân riêng hệ không đồng nhất (lắng, lọc, ly tâm); khuấy trộn chất lồng và đập, nghiền, sàng. Tập 2: Truyền nhiệt và các quá trình nhiệt (dẫn nhiệt, nhiệt đôi lưu và bức xạ nhiệt; đun nóng, làm nguội, ngưng tụ và cô đặc); lạnh đông. Tập 4: Các quá trình chuyển khôi (chưng luyện, hấp thụ, hấp phụ, trích ly, kết tinh và sấy...). 3 Tập 5: Các quá trình hóa học (nhiệt động, động hóa học và cản bằng Ịlóa học, thời gian lưu, động lực học...). Trong từng phần có trình bày cơ sở lý thuyết và tính toán; mô tả nguyên lý câu tạo của thiết bi điển hình, cũng các ví dụ và bài tập. Bộ sách được dùng làm tài liệu học tập, tham khảo cho sinh viên đại học thuộc ngành công nghệ hóa học, thực phẩm và các ngành có liên quan khác. Đồng thời củng được dùng làm tài liệu tham khảo cho các cán bộ kỹ thuật thuộc các ngành trên. Mặc dù bộ sách được viết trên cơ sở tham khảo của nhiều tài liệu trong và ngoài nước, song không thể tránh khỏi những thiếu sót, mong nhận được sự đóng góp ý kiến của quí độc giả. Ỷ ktẾSTgbi gửi về Bộ môn Quá trình - Thiết bi công nghê Hóa và Thưc phẩm, Trường đai hoc Bách khoa Hà Nôi. Chương I KHÁI NIỆM Cơ BẢN 1.1. ĐỐI TƯỢNG VÀ NHIỆM vụ MÔN HỌC Kỹ thuật công nghệ hóa học bao gồm nhiều quá trình rất khác nhau và được thực hiện trong các dạng thiết bị khác nhau. Trong đó nguyên vật liệu thông qua các tác động tướng tác về mặt vật lý, hóa lý và hóa học sẽ biên đổi hoặc chuyển hóa để thành sản phẩm. Cùng vối sự biến đổi về chất có sự thay đổi về năng lượng và động lượng. Vì vậy đối tượng của kỹ thuật công nghệ hóa học là các quá trình và thiết bị. Qua nghiên cứu các quá trình được thực hiện trong thiết bị của công nghệ sản xuất các sản phẩm hóa học, sẽ tạo điều kiện cải tiên quá trình cù, cải tiến thiết bị, nhằm đổi mới công nghệ để tăng nhanh sản lượng, nâng cao chất lượng sản phẩm. Mặc khác nghiên cứu quá trình và thiết bị cũng nhằm tiên hành cơ giới hóa và tự động hóa các quá trình sản xuất, áp dụng kỹ thuật tiên tiên, nhằm giảm mức sử dụng nguyên vật liệu, chi phí chất đốt, năng lượng để đạt hiệu quả kinh tê cao nhất. Khác vối các quá trình cơ lý, trong đó vật chất chỉ bị thay đổi về hình dạng, trạng thái hay tính chất vật lý; quá trình hóa học làm biên đổi hoàn toàn cấu tcạo và thành phần hóa học hay tính chất hóa học của vật chất. Trong công nghệ hóa học và thực phẩm bao gồm nhiều phương pháp sản xuất rất khác nhau, song nhìn chung các quá trình chê biên đếu được thực hiện bơi các quá trình vật lý, hóa lý giông nhau như lắng, lọc, đun nóng, Tàm nguội, chưng luyện, hấp thụ, trích ly, sấy khô, đông lạnh, v.v. Các quá trình đều được tiên hành trong thiết bị. Vì vậy, các thiêt bị trong nhà máy hóa chất, thực phẩm cũng có nhiều loại, nhiều kiểu, song khi đảm nhận cùng nhiệm vụ thì cũng có cùng nguyên tắc cấu tạo. 5 Nắm vững kiến thức m ôn học "Quá trìn h , th iết bị công nghệ hóa học và thực phẩm " có nghĩa là các nhà kỹ th u ậ t đã có kiến thức sâu sắc về vật lý, hóa lý của các quá trìn h , và hiểu biết về quá trìn h và th iết bị tro n g dây chuyền sản xuất của m ột công nghệ. Đồng thòi cũng nắm vững các nguyên tắc cấu tạo và phương pháp tín h toán th iết k ế các th iết bị để tiến h àn h các quá trìn h đó. N hư vậy, khi đã được tran g bị đầy đủ kiến thức của m ôn học, các nhà kỹ th u ậ t có khả năng: 1- Trong điểu hành sản xuất, dễ dàng tiếp cận được ch ế độ làm việc thích hợp để nâng cao năng su ất th iết bị và chất lượng sản phẩm ; biết tìm ra khâu yêu trong dây chuyền sản xuất dể cải tiên. 2- T rong th iêt kê, biêt đánh giá và lựa chọn sơ đổ công nghê và loại thiêt bị thích hợp cho từ ng quá trĩnh; biết tín h ''''to án , th iết k ế th iết bị. 3 - Trong nghiên cứu khoa học, có phương pháp nghiên cứu hợp lý có kha năng thực nghiệm và đánh giá kêt quả chính xác, để chỉnh lý và khái quát hóa các kết quả khỉ ứng dụng vào thực tế sản xuất. 1.2. NỘI DUNG « Bên cạnh phan ứng hóa học, các quá trìn h công nghệ hóa hoc bao gồm nhiều quá trìn h vật lý và hóa lý k h á^n liau . Dựa vào qui lu ật đặc trư n g của từng quá trình, m ôn học được chia th àn h các phần sau: Phần thứ nhất: Các quá trìn h thủy lực, thủy cơ và cơ học N ghiên cứu các định luật về thủy tĩnh, thủy dộng, chuyển động chất long, khí; các quá trìn h và th iêt bị vận chuyên chất lỏng, khí (bơm, quạt, m áy nén); phân riêng các hệ không đồng n h ất (lắng, lọc, ly tâm ), đập nghiền và sàng. Phần th ứ hai: Các quá trìn h n h iệt và kỹ th u ậ t lạnh N ghiên cứu các định lu ật về tru y ền nhiệt (dẫn nhiệt, cấp nhiệt, bức xạ nhiệt); các quá trìn h và th iế t bị trao đổi nhiệt (đun nóng, làm nguội ngưng tụ, cồ đặc); quá trìn h và th iết bị lạnh. P hần th ứ ba: Các quá trìn h khuếch tá n N ghiên cứu cơ sỏ lý th u y ết chung và các định lu ật về chuyển khôi; các quá trìn h và th iết bị chưng luyện, hấp thụ, hấp phụ, trích ly, kết tinh, sấy. 6 P h ầ n th ứ tư: C ác q u á tr ìn h hóa học N g h iê n cứ u các q u á tr ìn h v à th iê t bị p h ả n ứ n g h ó a học. M ôn học n à y là m ộ t m ô n học kỹ th u ậ t cơ sở cho kỹ sư các n g à n h hóa c h ấ t, th ự c p h ẩm , lu y ệ n k im , v.v. Đ ây là m ô n học có cd sỏ'''' lý th u y ê t rộ n g n h ư n g lại r ấ t g ầ n vói th ự c tê s ả n x u ấ t. Vì vậy, n g h iê n cứ u m ôn học này sin h v iên c ầ n tìm h iể u sâ u về lý th u y ế t, n ắ m v ữ n g p h ư ơ n g p h áp tín h to á n v à n g u y ê n lý v ậ n h à n h th iế t bị. Đ ồng th ờ i p h ả i liên h ệ với th ự c tê và q u a n s á t th ự c tê. Đ ề p h ụ c vụ cho lý th u y ê t c ủ a m ôn học còn có các b ài tập , th í n g h iệm và đồ á n m ôn học. N ội d u n g c ủ a c h ủ n g đ ều được r ú t r a từ th ư c tê sả n x u ất. M ục đích k h ô n g ch ỉ đế làm sá n g tỏ th ê m lý th u y ê t, m à dể biiốc đ ầ u học sin h tậ p dượt, g iải q u y ế t n h ữ n g v ấ n đ ể cụ th ể tro n g th ự c tê sa n x u ấ t. 1.3. NHỮNG KHÁI NIỆM C H U N G M ỗi q u á trìn h sả n x u ấ t n g o ài sức lao động củ a con người còn có: — N g u y ên v ậ t liệ u th a m g ia vào q u á trìn h và s ả n p h ẩm . — N ă n g lư ợ ng dưới các d ạn g : đ iệ n n ă n g , cơ n ă n g v à n h iệ t n ăn g . — T h iế t bị, m áy m óc v à các tr a n g bị k h ác. C ác q u á trìn h có th ế được tiê n h à n h th e o p h ư ơ n g th ứ c g ián doạn, liên tụ c h a y b á n liê n tụ c. T ro n g q u á tr ìn h g ián đ o ạn , v ậ t liệ u được n ạ p vào th iê t bị v à s ả n p h ẩ m được th á o ra k hỏi th iế t bị th à n h từ n g m ẻ m ột. Do đó k h i tín h to á n c ầ n th ờ i g ian n ạ p liệu v à th á o s ả n p h ẩ m . T ro n g m ỗi ch u kỳ làm việc, các q u á trìn h tiế n h à n h tu ầ n tự tro n g th iế t bị, n ê n các th ô n g sô kỹ th u ậ t (n h iệ t độ, áp s u ấ t, n ồ n g độ, v.v.) th a y đổi th e o th ờ i g ian từ đ ầu đôn cuối q u á trìn h . T ro n g q u á tr ìn h liê n tụ c, việc n ạ p liệu và th á o sả n p h ẩm được th ự c h iệ n liê n tụ c. K hi đó các g iai đ o ạn c ủ a q u á tr ìn h xảy ra đồng thời n h iín g ở các p h ầ n k h á c n h a u c ủ a th iế t bị, n ê n các th ô n g sô kỹ th u ậ t tạ i m ỗi vị tr í c ủ a th iế t bị được giữ n g u y ê n k h ô n g th a y dối th e o th ờ i g ian , và q u á trìn h làm việc là ổn đ ịn h . T ro n g n h iề u trư ờ n g hợp, k h ô n g p h ả i đồng thời v ậ t liệ u cho vào v à s ả n p h ẩ m lấy ra liê n tụ c, m à có th ể ch ỉ v ậ t liệ u cho vào, hoặc s ả n p h ẩ m lấy ra liê n tụ c, k h i đó ta gọi q u á tr ìn h b á n liê n tụ c. So với q u á tr ìn h g iá n đ o ạn , q u á tr ìn h liê n tụ c có ư u điểm : — Có k h a n ă n g tự đ ộng h ó a v à cơ giới h ó a q u á trìn h , q u a dó giảm lao dộng th ủ cô n g đ ên m ứ c tô i th iể u ; 7 - Có tính Ổn định cao, qua đó tăn g năng su ất và chất lượng sản phẩm ; - Có thể tra n g bị đồng bộ, qua đó giảm giá đầu tư và giá th àn h . Khi nghiên cứu các quá trìn h hay tín h toán th iêt kê th iêt bị, m áy cần nắm vững m ột số khái niệm cơ bản sau đây. 1.3.1. Tính cân bằng vật liệu N guyên v ật liệu, bán sản phẩm và sản phẩm của m ột quá trìn h trong thực tê không ỏ dạng nguyên chất m à là m ột hỗn hợp gồm nhiều cấu tử. T hành phần của hỗn hợp được chia theo p h ần khôi lượng hoặc p h ần mol. Đế xác định lượng nguyên liệu tiêu tôn, lượng sản phẩm th u được, kích thưóc và năng su ất của th iế t bị, người ta phải tín h cân bằng vật liệu dựa trê n định lu ật bảo toàn khôi lượng. Theo định lu ật bảo toàn khôi lương th ì tổng của lượng vật liệu dưa vào th iết bị trong quá trìn h sản xuất phải bằng tổng lượng vật liệu di ra khỏi th iế t bị (có kể đến lương tổn thất): s ơ vAo = £ ơ r„ + Gtl (1.1) Phương trìn h (1.1) là phương trìn h cân bằng vật liệu. Nó có ý nghĩa không chỉ cho một quá trìn h xác định, hoặc toàn bộ các quá trìn h m à đúng cho m ột không gian của quá trìn h . Phương trìn h cân bằng vật liệu có th ể tín h theo toàn bộ lượng v ật liệu (hỗn hợp) tham gia vào quá trìn h hoặc chỉ theo m ột cấu tử nào đó có tro n g vật liệu; có thế dùng cho m ột th iêt bị, m ột bộ phận th iế t bị hay m ột nhóm th iết bị. Việc th iết lập phương trìn h cân bằng vật liệu có ý nghĩa lớn tro n g thực tế. Q ua phương trìn h cân bằng v ật liệu người ta có thể: - Trong th iế t kê chọn được dây chuyền san x u ất và kích thưốc th iế t bị thích hdp. - Trong sản x u ất xác định được lượng hao tốn vật liệu, lượng san phẩm phu và tạp chất đế tìm biện pháp khắc phục. Phương trìn h cân bằng vật liệu được dùng để đánh giá m ức độ hoàn th iện của quá trìn h công nghệ. Mỗi công nghệ cần th ể hiện đầy đủ cân bằng v ật liệu. Tổn th ấ t vật liệu và sản phẩm phụ càng ít thì công nghệ càng hoàn hảo. 8 1.3.2. Cân bằng nhiệt lượng Khi chê biên vật liệu trong các quá trìn h luôn kèm theo sự tiêu tốn năng lượng, gồm cơ năng, điện năng'''', n hiệt năng, v.v. Để’ tín h năng lượng tiêu th ụ ta dựa vào định lu ật bảo toàn năng lương. Sự chuyển đổi đơn vị của các dạng năng lượng ỏ đây rấ t cần th iết như ở bảng 1.1. Trong đó có các đại lượng tru n g gian được dùng để tín h toán sau: - Gia tốc trọng trường: 9,81 m /s“ , - Cơ năng: 427 kp.m /kcal (kp là kilogam lực) - M ã lực (HP): 75 kp.m /s - Kilôoát (kW): 102 kp.m /s Theo định lu ật bảo toàn năng lượng, tổng lượng nhiệt được đưa vào bằng tổng lượng n h iệt đtíỢc lấy ra (kể cả tổn thất): Phương trìn h cân bằng n h iệt lượng (1.2) trong thực tế có th ể bao gổm các lượng n h iệt sau: Qi - lượng nhiệt do nguyên vật liệu m ang vào, kcal; Q ‘ - lượng nhiệt tiêu tôn được cung cấp vào, kcal; Q:ì - lượng nhiệt được tỏa ra trong quá trìn h , kcal; Q I - lượng nhiệt do sản phẩm và vật liệu m ang ra, kcal; Qr> - lương nhiệt m ất m át ra môi trường, kcal. Vộy phương trìn h cân bằng vật liệu sẽ là: Lượng n hiệt được tóa ra trong quá trìn h Q3 có thể do thay đổi tran g thái như n hiệt ngưng tụ, kêt tinh, hòa tan hoấc phan ứng hóa hoc, v.v. Lượng n hiệt này có thê là dương nêu quá trìn h tỏa n hiêt hoặc âm nêu quá trìn h th u nhiệt. Dựa vào phương trìn h cân bằng n hiệt ta tín h toán lượng nhiệt cần th iêt cho quá trìn h , cũng như kích thước cần th iết của th iết bị. 1.3.3. Năng suât N ăng su ất là đặc trư n g co'''' bản của th iết bị và máy, là lượng vật liệu vào hoặc san phẩm ra tín h theo một đơn vị thời gian. Đơn vị của năng suất có thê tín h theo: - đơn vị khôi lượng gồm : kilôgam , tấn; ( 1.2) Q i + Q i + Q.) - Q a + Qr> (1.3) 9 - đơn vị th ể tích : lít, m ét khối; - sổ" lượng vật thể. # Ví dl1 nầnẽ su ất m áy nghiền tính theo kg/h, kg/s, tấn/h, nhưng năng snất của bơm thường tính theo 1/h, Vs, 1/ph, m 3/h, m 3/s, còn đối vói các máy ép nhựa năng su ất lại tính bằng số tấn theo đơn vị thời gian. o những điểu kiện giông nhau, năng suất của th iết bị và máy phụ thuộc vào kích thước và vân tôc của quá trìn h 1.3.4. Hiệu suât Hiệu su ất là tỷ lệ phần trăm giữa lương sản phẩm th u được so với lượng nguyên liệu đầu được đưa vào th iết bị. 1.3.5. Cường độ sản xuât Cường độ sản xuất là năng suất dựa trên đại lượng nào đó đặc trư ng cho thiết bị và máy. Ví dụ cường độ sản xuất của thiết bị cô đặc là lượng nước bốc hơi tính trên 1 m 2 bề m ặt gia nhiệt của th iết bị trong một đơn vị thời gian. Khi tăng cường độ sản xuất, vởi một quỉ mô n h ất đinh ta giảm được số thict bị cản dùng hoặc giảm được kích thước của chúng. Nhờ đó giảm được vôn đầu tư xây dựng và chi phí vận hành, tăng được năng suất lao động. 1.3.6. Công suất và hiệu suât Công suất là lượng công do th iết bị, m áy tiêu th ụ hoặc sinh ra trong một đơn vị thời gian. Thông thương công suất được tính theo kw hoặc m ã lực. Công suất do một động cơ tạo ra truyền đến máy qua bộ phận truyền đọng như trục hoặc dây đai, thường khác vối công suất máy. Trong thực tê công suất của động cơ lớn hơn nhiều so với công suất của m áy do sự m ất m át năng lương ở động cơ và qua bộ phận truyền động. Vì vậy, công su ất có ích luôn nhỏ hơn công su ất thực tế. Tỷ lệ giữa công su ất có ích và công suất thực tê tiêu tốn được gọi là hiệu suất (hoặc còn gọi là hệ sô'''' tác dụng hữu ích) của máy và thiết bị: _ N 11 = 7 í1-4) Trong thực te lnẹu suât luôn nhỏ hơn 1 và càng gần 1, máy hoặc th iết bị càng tô''''t. 10 1.4. HỆ ĐON Vị T rong tín h toán các quá trìn h và th iết bị công nghệ hóa và thực phẩm cần đến những sô'''' liệu về tín h chất vật lý như độ nhót, khối lượng riêng, ... và nhữ ng thông sô'''' trạn g th ái như áp suất, n h iệt độ, vận tô''''c, ... của vật chất. Các đại lượng này được đo bằng những hệ đơn vị khác nhau. H iện nay trong đời sôhg và trong khoa học kỹ th u ậ t người ta sứ dụng nhiều hệ dơn vị khác nhau. N hưng phổ biến hơn cả có Các hệ sau đây: 1- Hệ đơn vị CGS (centim ét - gam - giây) được dùng chủ yêu trong các phép đo vật lý. 2 - Hệ đơn vị M KGS (m ét - kilôgam lực - giây) được dùng tro n g các phép đo kỹ th u ật.

I = TẬP CÁC QUÁ T R Ì N H TH ỦY L ự c , BƠ M , Q UẠT, M ÁY NÉN G S , T S K H N G U Y Ễ N B IN C Á C O U Á TRÌN H T H IÊ T BỊ T R O N C C Ô N C NCHỆ H O Á CH Ấ T VÀ T H Ự C PH Ẩ M Tập C Á C Q U Á T R ÌN H T H U Ỷ L ự c , BƠM Q U Ạ T, M Á Y NÉN TRƯỜNG 0ẠỈ HỌC CÓNG NGHIỆP TP.HC?' THI IỆN J NHÀ XUẤT BẢ N K HOA HỌC VÀ KY T H U Ậ T H À N Ộ I - 2004 LỜI NÓI ĐẨU Các q u ả trìn h , th iế t bị tro n g công nghệ hóa c h ấ t thự c p h ẩ m xây d ự n g sở kh o a học tự n h iê n kỹ th u ậ t Đ ặc đ iếm lĩn h vực ỉà n g h iên u n h ữ n g q u i lu ậ t h o t đ ộ n g q u trìn h đ ể đ in h câu th iế t bị, n h ằ m th íc h ứ n g vói thự c t ế sản xu ấ t V ì vậy, h iể u s â u trìn h th iế t bị g iú p cho k ỹ s k h ả n ă n g tín h toán, th iế t k ế th iế t bị, kh ả n ă n g vận h n h , cải tiế n đ ề x u ấ t n h ữ n g th iế t bị th íc h ứ n g n h ấ t cho m ột công n g h ệ cụ thê, với n ă n g s u ấ t h iệu su ấ t cao Do đó, đôi tư ợ n g p h ụ c vụ cu ố n sá ch n y rấ t rộng, bao g m n g n h công nghệ hóa chât, thự c p h ẩ m , n h cô n g n g h ệ hóa d ầu, p h ả n bón, c h ế biến lư ng thực, dược liệu, x lý m ôi trường, v.v Các tr ìn h th iế t bị (hóa công) coi m ột m ôn học sở rấ t quan trọ n g cho s in h viên n g n h hóa chất, thự c phàm , lu y ệ n k im M ụ c đ íc h tra n g bị cho sin h viên n g n h n y n h ữ n g kiến th ứ c q u tr ìn h th ủ y lực, tru yền n h iệt, c h u y ên kh ô i tr ìn h hóa học; h iế u biết p h n g p h p p h â n riê n g hệ k h ô n g đ n g n h ấ t tác d ụ n g củ a học (lắng, lọc, ly tâm ) dư ới tác d ụ n g củ a n h iệ t (c h n g lu yện , h ấ p th ụ , h ấ p p h ụ , tríc h ly, kết tin h ) N g o i tr a n g bị th ê m n h ữ n g kiên thứ c tru yền n h iệt, cô đặc, sấy, lạ n h đ ô n g đ ập, n g h iền , sàng N ộ i d u n g tr ìn h bày g m n h ữ n g p h ầ n sau: Tập 1: Các q u tr ìn h th ủ y lực (th ủ y tĩn h , th ủ y động, vận ch u yến c h ấ t lỏ n g n én kh í) Tập 2: P h â n r iê n g hệ k h ô n g đ n g n h ấ t (lắng, lọc, ly tâm ); k h u ấ y trộ n c h ấ t lồ n g đập, n g h iền , sàng Tập 2: T ru yền n h iệ t q u tr ìn h n h iệ t (dẫn n hiệt, n h iệ t đôi lư u xạ n h iệt; đ u n nóng, m nguội, n g n g tụ cô đặc); lạ n h đông Tập 4: Các q u tr ìn h c h u y ể n k h ô i (c h n g lu yện , h ấ p th ụ , h ấ p p h ụ , trích ly, k ế t tin h sấy ) Tập 5: Các trình hóa học (nhiệt động, động hóa học cản Ịlóa học, thời gian lưu, động lực học ) Trong phần có trình bày sở lý thuyết tính toán; mô tả nguyên lý câu tạo thiết bi điển hình, ví dụ tập Bộ sách dùng làm tài liệu học tập, tham khảo cho sinh viên đại học thuộc ngành công nghệ hóa học, thực phẩm ngành có liên quan khác Đồng thời củng dùng làm tài liệu tham khảo cho cán kỹ thuật thuộc ngành Mặc dù sách viết sở tham khảo nhiều tài liệu nước, song không th ể tránh khỏi thiếu sót, mong nhận đóng góp ý kiến quí độc giả Ỷ ktẾSTgbi gửi Bộ môn Quá trình Thiết bi công nghê Hóa Thưc phẩm , Trường đai hoc Bách khoa Hà Nôi Chương I KHÁI NIỆM C BẢN 1.1 ĐỐI TƯỢNG VÀ NHIỆM vụ MÔN HỌC Kỹ th u ậ t công nghệ hóa học bao gồm nhiều trìn h rấ t khác n h au thực dạng th iế t bị khác n h au Trong nguyên v ật liệu thông qua tác động tướng tác m ặt v ật lý, hóa lý hóa học biên đổi chuyển hóa để th n h sản phẩm Cùng vối biến đổi ch ất có thay đổi n ăn g lượng động lượng Vì đối tượng kỹ th u ậ t công nghệ hóa học trìn h th iết bị Qua nghiên cứu trìn h thực th iế t bị công nghệ sản x u ất sản phẩm hóa học, tạo điều kiện cải tiê n trìn h cù, cải tiến th iế t bị, nhằm đổi công nghệ để tă n g n h a n h sản lượng, nâng cao ch ất lượng sản phẩm Mặc khác nghiên cứu trìn h th iết bị nhằm tiên h àn h giới hóa tự động hóa trìn h sản xuất, áp dụng kỹ th u ậ t tiên tiên, nhằm giảm mức sử dụng nguyên v ậ t liệu, chi phí ch ất đốt, lượng để đ ạt hiệu kinh tê cao Khác vối trìn h lý, vật ch ất bị th ay đổi hình dạng, trạ n g th i hay tín h chất v ật lý; trìn h hóa học làm biên đổi hoàn toàn cấu tcạo th n h p hần hóa học hay tín h ch ất hóa học vật chất Trong công nghệ hóa học thự c phẩm bao gồm nhiều phương pháp sản xuất r ấ t khác nhau, song n h ìn chung trìn h chê biên đếu thực bơi trìn h v ậ t lý, hóa lý giông n hau n hư lắng, lọc, đun nóng, Tàm nguội, chưng luyện, hấp th ụ , tríc h ly, sấy khô, đông lạnh, v.v Các trìn h tiê n h n h tro n g th iế t bị Vì vậy, th iê t bị nhà máy hóa chất, thực phẩm có nhiều loại, nhiều kiểu, song đảm nhận nhiệm vụ th ì có nguyên tắc cấu tạo N ắ m v ữ n g k iế n th ứ c m ô n học "Q u t r ìn h , t h i ế t b ị c ô n g n g h ệ h ó a học v th ự c p h ẩ m " có n g h ĩa n h k ỹ t h u ậ t đ ã có k iế n th ứ c s â u sắ c v ề v ậ t lý, h ó a lý c ủ a q u t r ìn h , v h iể u b iế t v ề q u t r ì n h v t h i ế t b ị tr o n g d ây c h u y ề n s ả n x u ấ t c ủ a m ộ t c ô n g n g h ệ Đ n g th ò i c ũ n g n ắ m v ữ n g c c n g u y ê n tắ c c ấ u tạ o v p h n g p h p t í n h t o n t h i ế t k ế t h i ế t b ị đ ể t i ế n h n h q u t r ì n h N h v ậ y , k h i đ ã t r a n g b ị đ ầ y đ ủ k iế n th ứ c c ủ a m ô n học, n h k ỹ t h u ậ t có k h ả n ă n g : 1- T ro n g đ iể u h n h s ả n x u ấ t, dễ d n g tiế p c ậ n c h ế độ m v iệc th íc h hợ p đ ể n â n g cao n ă n g s u ấ t t h i ế t b ị v c h ấ t lư ợ n g s ả n p h ẩ m ; b i ế t tìm r a k h â u y ê u t r o n g d â y c h u y ề n s ả n x u ấ t d ể cải tiê n - T ro n g t h i ê t k ê, b iê t đ n h g iá v lự a c h ọ n sơ đổ c ô n g n g h ê v lo i t h iê t bị th íc h hợp cho từ n g q u tr ĩn h ; b iế t tín h 'to n , t h i ế t k ế t h i ế t bị - T ro n g n g h iê n c ứ u k h o a học, có p h n g p h p n g h iê n c ứ u hợ p lý có k h a n ă n g th ự c n g h iệ m v đ n h g iá k ê t q u ả c h ín h xác, để c h ỉn h lý v k h i q u t h ó a k ế t q u ả k h ỉ ứ n g d ụ n g v th ự c t ế s ả n x u ấ t 1.2 NỘI DUNG « B ê n c n h p h a n ứ n g h ó a học, q u t r ì n h c ô n g n g h ệ h ó a hoc b a o gồm n h iề u q u t r ì n h v ậ t lý v h ó a lý k h ^ n l i a u D ự a v o q u i l u ậ t đ ặc t r n g c ủ a từ n g q u tr ìn h , m ô n học c h ia t h n h p h ầ n sa u : P h ầ n th ứ n h ấ t: C ác q u t r ì n h th ủ y lực, t h ủ y v học N g h iê n c ứ u đ ịn h l u ậ t v ề t h ủ y t ĩn h , t h ủ y d ộ n g , c h u y ể n đ ộ n g c h ấ t lo n g , k h í; q u t r ì n h v t h i ê t bị v ậ n c h u y ê n c h ấ t lỏ n g , k h í (bơm , q u t, m y n é n ); p h â n r iê n g c ác h ệ k h ô n g đ n g n h ấ t (lắn g , lọc, ly tâ m ), đ ậ p n g h iề n v sà n g P h ầ n t h ứ hai: C ác q u t r ì n h n h i ệ t v k ỹ t h u ậ t lạ n h N g h iê n c ứ u đ ịn h l u ậ t v ề t r u y ề n n h iệ t (d ẫ n n h iệ t, c ấ p n h iệ t, b ứ c x n h iệ t); q u t r ì n h v t h i ế t bị t r a o đổi n h i ệ t (đ u n n ó n g , m n g u ộ i n g n g tụ , cồ đ ặc); q u t r ì n h v t h i ế t b ị lạ n h P h ầ n t h ứ ba: C ác q u t r ì n h k h u ế c h t n N g h iê n c ứ u sỏ lý t h u y ế t c h u n g v đ ịn h l u ậ t v ề c h u y ể n k h ô i; t r ì n h v t h i ế t bị c h n g lu y ệ n , h ấ p th ụ , h ấ p p h ụ , tr íc h ly, k ế t t in h , sấ y P h ầ n t h ứ tư : C c q u t r ì n h h ó a h ọ c N g h iê n c ứ u q u t r ìn h v th iê t b ị p h ả n ứ n g h ó a học M ô n h ọ c n y l m ộ t m ô n h ọ c k ỹ t h u ậ t sở c h o k ỹ s c c n g n h h ó a c h ấ t , t h ự c p h ẩ m , l u y ệ n k i m , v v Đ â y l m ô n h ọ c có cd sỏ' lý t h u y ê t r ộ n g n h n g lạ i r ấ t g ầ n vói th ự c tê s ả n x u ấ t V ì v ậ y , n g h iê n c ứ u m ô n học n y s i n h v i ê n c ầ n t ì m h i ể u s â u v ề lý t h u y ế t , n ắ m v ữ n g p h n g p h p t í n h t o n v n g u y ê n lý v ậ n h n h t h i ế t b ị Đ n g t h i p h ả i l i ê n h ệ v i t h ự c t ê v q u a n s t th ự c tê Đ ề p h ụ c v ụ c h o lý t h u y ê t c ủ a m ô n h ọ c c ò n có c c b i t ậ p , t h í n g h i ệ m v đ n m ô n h ọ c N ộ i d u n g c ủ a c h ủ n g đ ề u r ú t r a t t h c t ê s ả n x u ấ t M ụ c đ íc h k h ô n g c h ỉ đ ế l m s n g t ỏ t h ê m lý t h u y ê t , m d ể b iiố c đ ầ u h ọ c s i n h t ậ p d ợ t, g i ả i q u y ế t n h ữ n g v ấ n đ ể c ụ t h ể t r o n g t h ự c t ê s a n x u ấ t 1.3 N H Ữ N G K H Á I N IỆM C H U N G M ỗ i q u t r ì n h s ả n x u ấ t n g o i s ứ c la o đ ộ n g c ủ a c o n n g i c ò n có: —N g u y ê n v ậ t l i ệ u t h a m g i a v o q u t r ì n h v s ả n p h ẩ m — N ă n g l ợ n g d i c c d n g : đ i ệ n n ă n g , n ă n g v n h i ệ t n ă n g —T h i ế t b ị, m y m ó c v c c t r a n g b ị k h c C c q u t r ì n h có t h ế đ ợ c t i ê n h n h t h e o p h n g t h ứ c g i n d o n , l i ê n tụ c h a y b n liê n tụ c T ro n g q u t r ì n h g iá n đ o n , v ậ t liệ u đ ợ c n p v o th iê t b ị v s ả n p h ẩ m đ ợ c t h o r a k h ỏ i t h i ế t b ị t h n h t n g m ẻ m ộ t D o đ ó k h i t í n h t o n c ầ n t h i g i a n n p l i ệ u v t h o s ả n p h ẩ m T r o n g m ỗ i c h u k ỳ m v iệ c , c c q u t r ì n h t i ế n h n h t u ầ n t ự t r o n g t h i ế t b ị, n ê n c c t h ô n g sô k ỹ t h u ậ t ( n h i ệ t đ ộ , p s u ấ t , n n g đ ộ , v v ) t h a y đ ổ i t h e o t h i g i a n t đ ầ u đ ô n c u ố i q u t r ì n h T r o n g q u t r ì n h l i ê n t ụ c , v iệ c n p l i ệ u v t h o s ả n p h ẩ m đ ợ c t h ự c h i ệ n l i ê n t ụ c K h i đ ó c c g i a i đ o n c ủ a q u t r ì n h x ả y r a đ n g th i n h i í n g c c p h ầ n k h c n h a u c ủ a t h i ế t b ị, n ê n c c t h ô n g sô k ỹ t h u ậ t t i m ỗ i v ị t r í c ủ a t h i ế t b ị đ ợ c g iữ n g u y ê n k h ô n g t h a y d ố i t h e o t h i g i a n , v q u t r ì n h l m v iệ c l ổ n đ ị n h T r o n g n h i ề u t r n g h ợ p , k h ô n g p h ả i đ n g th i v ậ t l i ệ u c h o v o v s ả n p h ẩ m l ấ y r a l i ê n t ụ c , m có t h ể c h ỉ v ậ t l i ệ u c h o v o , h o ặ c s ả n p h ẩ m lấ y r a liê n tụ c , k h i t a gọi q u t r ì n h b n liê n tụ c S o v i q u t r ì n h g i n đ o n , q u t r ì n h l i ê n t ụ c có u đ iể m : — C ó k h a n ă n g t ự đ ộ n g h ó a v g iớ i h ó a q u t r ì n h , q u a d ó g iả m la o d ộ n g th ủ c ô n g đ ê n m ứ c tô i th iể u ; - Có t ín h Ổn đ ịn h cao, q u a t ă n g n ă n g s u ấ t v c h ấ t lư ợ n g s ả n p h ẩ m ; - Có t h ể t r a n g b ị đ n g bộ, q u a g iả m g iá đ ầ u t v g iá t h n h K h i n g h iê n c ứ u q u t r ì n h h a y t í n h to n t h i ê t k ê t h i ê t bị, m y c ầ n n ắ m v ữ n g m ộ t s ố k h i n iệ m b ả n s a u đ â y 1.3.1 T ín h cân vật liệu N g u y ê n v ậ t liệ u , b n s ả n p h ẩ m v s ả n p h ẩ m c ủ a m ộ t q u t r ì n h t r o n g th ự c tê k h ô n g ỏ d n g n g u y ê n c h ấ t m m ộ t h ỗ n hợp gồm n h i ề u c ấ u tử T h n h p h ầ n c ủ a h ỗ n hợ p c h ia th e o p h ầ n k h ô i lư ợ n g h o ặ c p h ầ n m ol Đ ế x c đ ịn h lư ợ n g n g u y ê n liệ u tiê u tô n , lư ợ n g s ả n p h ẩ m t h u được, k íc h th ó c v n ă n g s u ấ t c ủ a t h i ế t bị, n g i t a p h ả i t í n h c â n b ằ n g v ậ t liệ u d ự a t r ê n đ ịn h l u ậ t bảo to n k h ô i lư ợ n g T h e o đ ịn h l u ậ t b ả o to n k h ô i lư n g t h ì tổ n g c ủ a lư ợ n g v ậ t liệ u d a v o t h i ế t bị t r o n g q u t r ì n h s ả n x u ấ t p h ả i b ằ n g tổ n g lư ợ n g v ậ t liệ u di r a k h ỏ i t h i ế t b ị (có k ể đ ế n lư n g tổ n th ấ t) : s vAo = £ r„ + G tl ( 1) P h n g t r ì n h (1.1) p h n g t r ì n h c â n b ằ n g v ậ t liệ u N ó có ý n g h ĩa k h ô n g c h ỉ cho m ộ t q u t r ì n h x ác đ ịn h , h o ặ c to n c c q u t r ì n h m đ ú n g ch o m ộ t k h ô n g g ia n c ủ a q u t r ì n h P h n g t r ì n h c â n b ằ n g v ậ t liệ u có t h ể t í n h th e o to n b ộ lư ợ n g v ậ t liệ u (h ỗ n hợp) th a m g ia v o q u t r ì n h h o ặ c c h ỉ th e o m ộ t c ấ u tử n o có tr o n g v ậ t liệ u ; có th ế d ù n g ch o m ộ t t h i ê t b ị, m ộ t p h ậ n t h i ế t b ị h a y m ộ t n h ó m t h i ế t bị V iệ c t h i ế t lậ p p h n g t r ì n h c â n b ằ n g v ậ t liệ u có ý n g h ĩa lớ n tr o n g th ự c tế Q u a p h n g t r ì n h c â n b ằ n g v ậ t liệ u n g i t a có th ể : - T ro n g t h i ế t k ê c h ọ n d â y c h u y ề n s a n x u ấ t v k íc h th ố c t h i ế t b ị t h íc h h d p - T ro n g s ả n x u ấ t x c đ ịn h lư ợ n g h a o tố n v ậ t liệ u , lư ợ n g s a n p h ẩ m p h u v t p c h ấ t đế tìm b iệ n p h p k h ắ c p h ụ c P h n g t r ì n h c â n b ằ n g v ậ t liệ u d ù n g đ ể đ n h g iá m ứ c độ h o n t h i ệ n c ủ a q u t r ì n h công n g h ệ M ỗi c ô n g n g h ệ c ầ n t h ể h iệ n đ ầ y đ ủ c â n b ằ n g v ậ t liệ u T ổ n t h ấ t v ậ t liệ u v s ả n p h ẩ m p h ụ c n g í t t h ì c ô n g n g h ệ c n g h o n h ảo 1.3.2 C â n nhiệt lượng K h i c h ê b iê n v ậ t liệ u tr o n g q u t r ì n h lu ô n k è m th e o tiê u tố n n ă n g lư ợ ng, gồm n ă n g , đ iệ n n ăng', n h i ệ t n ă n g , v.v Để’ t ín h n ă n g lư ợ n g t i ê u t h ụ t a d ự a v o đ ịn h l u ậ t b ảo to n n ă n g lương S ự c h u y ể n đổi đ n v ị c ủ a d n g n ă n g lư ợ n g ỏ đ â y r ấ t c ầ n t h i ế t n h b ả n g 1.1 T ro n g có đ i lư ợ n g t r u n g g ia n d ù n g đ ể t í n h to n sa u : - G ia tố c t r ọ n g trư n g : 9,81 m /s“ , - Cơ n ă n g : - M ã lự c (H P ): 427 k p m /k c a l (kp k ilo g a m lực) 75 k p m /s - K ilô o t (kW ): 102 k p m /s T h e o đ ịn h l u ậ t bảo to n n ă n g lư ợ n g , tổ n g lư ợ n g n h iệ t đ a vào b ằ n g tổ n g lư ợ n g n h i ệ t đtíỢc lấ y r a (kể c ả tổ n th ấ t): ( ) P h n g t r ì n h c â n b ằ n g n h i ệ t lư ợ n g (1.2) tr o n g th ự c t ế có t h ể b a o gổm c ác lư ợ n g n h i ệ t sa u : Qi - lư ợ n g n h iệ t n g u y ê n v ậ t liệ u m a n g vào, kcal; Q ‘ - lư ợ n g n h iệ t tiê u tô n c u n g c ấ p vào, k cal; Q:ì - lư ợ n g n h iệ t tỏ a r a tr o n g q u t r ì n h , k cal; Q I - lư ợ n g n h iệ t s ả n p h ẩ m v v ậ t liệ u m a n g r a , k c a l; Qr> - lư n g n h iệ t m ấ t m t r a m ô i trư n g , k c a l V ộy p h n g t r ì n h c â n b ằ n g v ậ t liệ u là: Q i + Q i + Q.) - Q a + Qr> (1.3) Lượng n h i ệ t tó a r a t r o n g q u t r ì n h Q3 th a y đổi t r a n g t h i n h n h i ệ t n g n g tụ , k ê t t in h , h ò a t a n h o ấ c p h a n ứ n g h ó a hoc, v.v L ợ n g n h i ệ t n y có th ê d n g n ê u q u t r ì n h tỏ a n h i ê t h o ặ c â m n ê u q u t r ì n h t h u n h iệ t D ự a v p h n g t r ì n h c â n b ằ n g n h i ệ t t a t ín h to n lư ợ n g n h iệ t c ầ n t h i ê t ch o q u t r ì n h , c ũ n g n h k íc h th c c ầ n t h i ế t c ủ a t h i ế t bị 1.3.3 Năng su â t N ă n g s u ấ t đ ặ c t r n g co' b ả n c ủ a t h i ế t bị v m áy , lư ợ n g v ậ t liệ u v o h o ặc s a n p h ẩ m r a t í n h th e o m ộ t đ n vị th i g ia n Đ n v ị c ủ a n ă n g s u ấ t có t h ê t í n h th e o : - đ n vị k h ô i lượng gồm : k ilô g a m , tấ n ; - đơn vị t h ể tíc h : lít, m é t khối; - sổ" lư ợ ng v ậ t th ể # V í dl1 n ầ n ẽ s u ấ t m y n g h iề n tín h th e o k g /h , kg/s, tấ n /h , n h n g n ă n g s n ấ t c ủ a bơm th n g tín h th e o 1/h, Vs, 1/ph, m 3/h , m 3/s, đối vói m áy ép n h ự a n ă n g s u ấ t lạ i t ín h b ằ n g s ố t ấ n th e o đơn vị thờ i g ian o n h ữ n g đ iể u k iệ n g iô n g n h a u , n ă n g s u ấ t c ủ a t h iế t bị v m áy p h ụ th u ộ c vào k íc h th c v v â n tôc c ủ a q u t r ìn h 1.3.4 Hiệu suât H iệ u s u ấ t tỷ lệ p h ầ n t r ă m g iữ a lư ng s ả n p h ẩ m t h u so với lư ợ n g n g u y ê n liệ u đ ầ u đ a vào t h i ế t bị 1.3.5 Cường độ sản xuât C ờng độ s ả n x u ấ t n ă n g s u ấ t d ự a t r ê n đ i lư ợ n g n o đặc tr n g cho t h iế t bị m áy V í d ụ cư n g độ s ả n x u ấ t c ủ a t h iế t bị cô đ ặc lư ợ n g nước bốc tín h t r ê n m b ề m ặ t g ia n h iệ t c ủ a t h i ế t bị tr o n g m ộ t đ n vị th i g ian K h i t ă n g cư n g độ s ả n x u ấ t, vởi m ộ t q u ỉ m ô n h ấ t đ in h t a g iả m s ố th ic t bị c ả n d ù n g g iả m k ích th c c ủ a c h ú n g N h g iả m vôn đ ầ u tư x â y d ự n g v ch i p h í v ậ n h n h , t ă n g n ă n g s u ấ t lao động 1.3.6 Công suất hiệu suât C ông s u ấ t lư ợ n g công t h i ế t bị, m y tiê u t h ụ h o ặc s in h r a tr o n g m ộ t đ n vị th i g ia n T h ô n g th n g công s u ấ t t ín h th e o kw h o ặ c m ã lực C ông s u ấ t m ộ t đ ộ n g tạ o r a tr u y ề n đ ế n m áy q u a p h ậ n tr u y ề n đ ọ n g n h trụ c h o ặ c dây đai, th n g k h c vối c ô n g s u ấ t m áy T ro n g th ự c tê công s u ấ t c ủ a đ ộ n g lớn h n n h iề u so với cô n g s u ấ t c ủ a m y m ấ t m t n ă n g lư n g đ ộ n g v q u a p h ậ n tr u y ề n động Vì vậy, cô n g s u ấ t có ích lu ô n n h ỏ cô n g s u ấ t th ự c tế T ỷ lệ g iữ a cô n g s u ấ t có ích v cô n g s u ấ t th ự c tê tiê u tố n gọi h iệ u s u ấ t (hoặc gọi hệ sô' tá c d ụ n g h ữ u ích) c ủ a m áy t h iế t bị: _ 11 = N í 1-4 ) T ro n g th ự c te ln ẹ u s u â t lu ô n n h ỏ h n v c n g g ầ n 1, m áy ho ặc t h i ế t b ị c àn g tô't 10 GIAI: a) tỷ số nén khoảng ỏ bậc số bậc cần thiết máy nén Theo phương trình tính số bộc: _ lg/ự - IgẠ \gx Ig55 Ìg4 Nếu chọn bậc, ta cần tính xác tỷ số nén (hình 4.30): - 'ịfoE = 3,8 Vậy phân bố áp suất bậc là: p = at; bậc I: p-1 o II co bo sa C+ X bậc II: P-2 bậc III: jDỊ — ,4 d 0-t.Ị p> = b) Công lý thuyết tính theo công thức: lUỊưu - , N.m/kg L(U ¡= nRTi Từ bảng PL.l (trong “Tính toán trình, thiết bị công nghệ hoá chất thực phẩm”, Tập 1) đôi vối metan: EC= 1,31; R = 52,9 kp.m/kg"K; p., - 0,717 kg/m:: (tiêu chuẩn) Vói giả thiết qua thiết bị gia nhiệt trung gian metan hạ nhiệt độ xuông 30"C ta có: L, = 3.52,9.303ỉ^ i(õ õ " ':ỈW1':J1 ■- lU 75677,7 kp.m/kg = 742398,5 N.m/kg a“ 0,31 v Công suất máy nén: N == -210- ’71—75-6- 7— - 44,33 kW 3600.102;; 3600.102.0,7 c) Để xác định lượng nước lạnh cần thiết máy nén ta cần tính nhiệt độ ỏ bạc I II Theo đầu nhiệt độ metan vào bậc I 18"C theo gia thiêt vào bậc II III 30' C Do nhiêt vào tí bậc I 18 c < 30 c nen nhiệt độ (điểm 2) bậc I thấp chut (hình 4.31), Nhiệt độ cuối bậc tính: 77, zzT ị ~ \ " [p J 248 = 303.3,8lí‘;il/1-iJ = 416“K = 143l’C Chấp nhận nhiệt dung riêng m etan bậc (bỏ qua ảnh hiíởng áp suất) 0,531 kcal/kg"K = 2,22 kJ/kg"K (tra báng PL.l, cuôn “Tính toán trình, thiết bị công nghệ hoá chất thực phẩm”, Tập 1) Oj ■ỵ /ỷ ọ, >\ V ■+ÍÒ' 303 ¿0/ H ì n h (ví d ụ 2 ) Lượng nhiệt dùng cho ba th iết bị gia nhiệt: Q = - 0 ,7 ,5 (143 - 30) * 27103,96 kcal/h = 113430 kJ/h Lượng nhiệt tính cách khác, nêu coi công nén tương đương: L ã, y p 75677,7.210.0,717 „„„„ , „ Q = - y41í y ri - = ! * 26685,7 kcal/h 111679,6 kJ/h 42 / Nêu nước đun nóng 10nc , th ì lượng nước cẩn th iê t là: 27103,96 m = = 2710,4 kg/h (coi Cr nước kcal/kg"K) 10 4.2.2.10 Dùng máy nén pittông để tạo chân không ỏ 0,9 at Chấp nhận nén đa biên vói ni — 1,25 c ầ n tính công lý thuvết cho: a) thời điểm có độ chân không 0,1 nt, tức áp suất 0,9 at; b) áp suất thiết bị 0,3 at; c) áp suât 0,1 at, tức đạt độ chân không 0,9 at GIẢI: , N.m/nv’ '— 1 J1 Công lý th uyêt tính theo công thức: (lit 1>/i11 m p., L = p! m - ' p ], 24 a )Ü =^ U u i P ị 0,9 - L = 1,25,10 0,9[l,11° 25,1 25 - l] = 940,1 kp.m/m;i = 9310,8 N.m/nV* 0,25 b) Pv _ P, 0,3 3,33 - = 4080 kp.m/m ; = 40025,5 N.m/m L = 1’25' 10' 0.9 3,33 0,25 c) E l = — * 10 P, 0,1 L =1 ^ 0,2 O , - l]= 2924,5 kp.m/m:i - 28689 N.m/m3 Qua kết qua tín h toán ta thấy công su ất bơm chân điếm cực đại Vì vậy, tính công suất dộng cd ta phai tính với gicá trị cực đại 4.2.3 B àl tập 4.2.3.1 Dùng bdm để vận chuyến axit sunfuric 30% Áp kê ống đẩy chi 1,8 kp/cnv, chân không k ế Ống hút 29 torr Khoang cách hai điểm đặt áp kế chân không kê 0,5 m Đường kính h ú t ông đẩy Tính áp su ất toàn phần bơm ĐÁP SỐ: Ap suất toàn phần bơm H = 15,6 m 4.2.3.2 Chất lỏng có khối lượng riêng 960 kg/m ; bơm vận chuyển từ bế chứa có áp suất thường đên th iêt bị có áp su ất dư 37 at Chiều cao can vận chuyến 16 m Tông tổn th ấ t qua trơ lực ống h ú t ông đay 65,6 m Xác định áp suất bơm tạo ĐÁP SỐ: Áp suất bơm tạo ra: 467 m ^ 4.2.3.3 Dùng bơm dể vận chuyển dầu m azút có khôi lượng riêng tương đối 0,9 vói suất 380 1/ph Áp suất toàn phần 30,8 m Công suất dộng điện 2,5 kW Tính hiệu suất bơm ĐÁP SỐ: ỉ liệu suất bơm TỊ = 0,69 250 4.2.3.4 Dùng bơm có suất 14 l?s để bơm chất lỏng có khối lượng riêng tương đôi L1G Áp suất toàn phần 58 m Hiệu su ất bơm 0,64, hiệu suất truyền động 0,97 hiệu suất động 0,95 Tính công suất động cơ? ĐÁr s ỏ : Công suất động cơ: 18,2 k\v 4.2.3.5 Bơm p ittin g đặt độ cao cách mặt nước biến 300 m Tổn th ất áp suất ông hút 5,5 mH,Ch Chiều cao hút 3,6 m Ö nhiệt độ nao núớc bơm làm việc dược? ĐÁP SỐ: nhiệt độ mtóe: (,c 4.2.3.6 Can xác định lượng chất lỏng bơm vi sai vận chuyển (hình 4.32) Đường kính pittông lớn 340 mm iịiv , L + ă om TJF.1 _ , H ì n h (b i t ậ p ) cua pittông nhó 240 mm Khoáng cách ' r pittông 480 mm SỐ vòng quay trục động 60 vg/ph Hiệu suất chung 0,85 c n xác định lượng chất lóng qua pittông lớn nhỏ I DÁP SỐ: Năng suất bơm: 2,22 m”/ph Lượng chất lỏng phía pittông ỉón 0,0184 m:j/s phía pittông nhỏ 0,0186 nr7s ^4.2.3.7 Dùng bơm pittông kép để vận chuyển chất lỏng đến đổ đay bể chứa có đường kính m cao 2,6 m Thời gian bơm ỉà 25,6 ph Đường kính pittông 180 mm Cán pittông 50 mm Bán kính quay 145 mm, sô'vòng quay 55 vg/ph Xác định hiệu suất bơm? ĐÁP SỐ: Hiệu suất bơm 0,89 4.2.3.S Dùng bơm ly tám có sỏ vòng quay 1800 vg/pli để vận chuyển nước ỏ 30"C với suất 140 m7s Áp suất khí 745 ton' Tổn that áp suất ong hút lả 4,2 m Tính chiều cao hút lý thuyết DẢP S ỏ : Chiều cao hút lý thuyết: H < 2,4 m 251 4.2.3.9 Khi vận chuyển nưóc với suất 280 1/ph bơm ly tâm có áp suất toàn phần H = 18 m Dùng bơm để vận chuyển chất lỏng có khối lương riêng tương đối 1,06 với suất 15 m7h qua ống dẫn có đường kính 70 X 2,5 mm từ bể chứa có áp suất thường đổ vào thiết bị có áp suất dư 0,3 at độ cao so vói bể chứa 8,5 m Chiều dài ông dẫn (kể chiều dài tương đương vối trơ lực cục bộ) 124 m Hệ sô' ma sát ống dẫn 03 có phù hợp không? Ngoài cần tính công suất động điện hiệu suất bơm 0,55 ĐÁP SỐ: điểu kiện đầu bơm dùng thích hợp Công suất động kw ‘ ’ 4.2.3.10 Bơm ly tâm dùng để bơm nưốc có đặc tuyến Q = 56 m:7h ■H —42 m; N —10,9 kW n =1140 vg/ph Cần xác định : a) hiệu suất bơm; b) suất, áp suất công suất cần thiết n = 1450 vg/ph hiệu suất không thay đổi ĐÁP SỐ: a) Iliệu suất 1] = 0,59; b) Q = 71,2 m ;/h; H = 68 m; N = 22,5 kW 4.2.3.11 Quan hệ Q -H bơm ly tâm cho: Q ]/[)h 100 H, m 47 ;18;0 ■ 200 'lOO ã 00 37 :m ,5 28,5 ỉm h liiỢng chát long bơm lên cao 4,8 m qua ông dẫn cổ đường kính 76 X mm dài 355 m (kể chiều dài tương đương với trơ lực cục bộ) Hệ sô ma sát ông dẫn } = 0,03, chênh lệch áp suất d ống hút ông đẩy Ap = (Nêu đặc tuyên bơm ống dãn để tìm chế độ làm việc) 1inh nang suát cua bơm, nêu chiều cao cẩn bôm lên 19 m ĐÁP SỐ: Lượng chất lỏng bơm vận chuyển Qị = 400 17ph Năng suất cua bơm chiều cao 19 m Q - 300 17ph 252 4.2.3.12 Tính suất bơm ráng khía Các số liệu cho: số vòng quay n - 650 vg/ph; số khía: 12; bề rộng bánh 33 mm, tiết diện phần rỗng: 7,85 cm2; hiệu chung 0,7 Đ Á P SỐ: Nàng suất 258 1/ph 4.2.3.13 Dùng bơm tuye để vận chuyển dung dịch có khối lượng riêng tương đôi 1,06 từ bể chứa dưối mặt đất vối suất 2,5 1/ph Chiều cao cần bơm 3,8 m Nưóc dùng cho bơm tuye có áp suất dư 1,9 at Hiệu suất bơm 0,15 Tính lượng nưổc tiêu th ụ trìn h bơm, Đ Á P SỐ: Lượng nước dùng 18,3 m;i/h 4.2.3.14 Dùng không khí nén để vận chuyên axit suníuric có khôi lương riêng tương đỗì 1,78 từ bể chứa lên cao 21 m (hình 4.33) Không khi' Tính ảp suất khí nén? Đ Á P SỐ: Áp suất dư 375 at 4.2.3.15 Dùng quạt để vận chuyển không khí ỏ áp suất thương với suất 12500 H ì n h 3 (b i t ậ p 4 ) m ’/h Tính lượng không khí vận chuyến vào mùa đông có nhiệt độ “ 15"C vào m ùa hè có nhiệt độ 30‘C Đ Á P SỐ: Lượng không khí vận chuyển vào mùa đỏng 17090 kg vào mùa hè 14600 kg 4.2.3.16 Để vận chuyển không khí ỏ áp suất thường có nhiệt độ 18' c vào phòng có áp suất dư 43 ram lỊO quạt phải có áp suất bao nhiêu? 1Ô11 tliât áp suát dường ông 28 mmll o \ ạn tốc dòng khí ông dẫn 11,5 m/s Đ Á P SỐ: Ap suất quạt 80 m m lĩ.o 253 4.2.3.17 Tính công suất động cho quạt có suất llOnrVph; ảp suất chung lạ 85 mmĩLO; hiệu suất chung quạt 0,47 DẤP SỐ: Công suất động cd 4,2 kW 4.2.3.18 Quạt ly tâm tạo áp suất 44 mmhhO để vận chuyển 3200 m7h không khí Quạt có sô vòng quay n —960 vg/ph, tiêu tôn công suất 0,8 k\v Tính suất, áp suất công suất quạt làm việc số vòng quay 1250 vg/ph Ngoài cẩn xác định hiệu suất quạt ĐÁP SỐ: Q = 4170 m:i/h; Ap - 74,8 kp/nr; N = 1,78 kW; TỊ = 0,48 4.2.3.19 Tính lượng không khí quạt dã vận chuyển nêu mắc vào hệ thông (mạng) Khi lưu lượng 1000 m'7h tổn thất áp suốt (gồm Ap w + A/Jin + í\pA) 27 rninH h Biêt hiệu sô áp suất ông hút ôhg đẩy 20 m m l i o ĐÁP SỐ: Lượng không khí quạt vận chuyển mạng 940 m3/h 4.2.3.20 Như 4.2.3.19, ỏ suất 1350 m Vh có tổn th ất áp suát (gồm ả p w + Á p nì + Ap cb) 17 kp/nT, chênh lệch áp suất ông hút va ông 13 ramlhO Tính lượng không khí vận chuyên ĐÁP SỐ: Lượng không khí vận chuyển la 1650 m:7h 4.2.3.21 Tính sô vòng quay quạt có sô'liệu; Q m :'/ìi 100 :ỉf>0 700 1000 HỈOO 2000 \p, 11,0 45,8 ■i :ỉ ,2 44 43,5 39,5 32,2 Đế vận chuyến 1500 m7h không khí hệ thông có tổn th ất áp suất chung 43 mmỉLO ĐÁP SỐ: Sô vòng quay quạt 1500 vg/ph 4.2.3.22 Tính tra đồ thị T —s nhiệt độ không khí nén đoạn nhiệt U i i đen 3,5 at Nhiệt đô không khí han dần 0"C, Tính cóng nén kg khí ĐAP SO: Nhiệt độ không khí san nén 117nc Công nén đoạn nhiệt 1200 kp/m 4.2.3.23 Tính công snất tiêu thụ máy nén pittông đê nén cacbon đioxit từ 20 at đến 70 at với suất 5,6 m'7h (theo trạng thái hút) Nhiệt độ đầu -15'C Hiệu suất máy nén 0,65 (biếu đồ cacbon đioxit tra ổ hình PL.23, “Tính toán trình, thiết bị công nghệ hoá chất thực phẩm”, Tập 1) ị - s ĐÁP SÒ: Công suất máy nén kW 4.2.3.24 Tính hiệu suất thể tích máy nén (bài tập 4.2.3.23), biêt khoang hại chiêm 6% thể tích Chỉ sô đa biên m - 1,2 ĐÁP SỐ: Hiệu suất máy nén 0,89 4.2.3.25 Tính suất công suất cua máy nén pittông bậc Pittông có đường kính 250 mm, khoang chạy 275 mm Khoảng hại chiêm 5,4% thề tích Sô' vòng quay trục 300 vg/ph Không khí nén ỏ áp suất khí đến at So với sô đoạn nhiệt ,chỉ sô đa biến nhỏ 10% Nhiệt độ ban đầu 25"C Hiệu suất nén đoạn nhiệt 0,72 ĐÁP SỐ: Năng suất Q - 3,21 nvVph; công suất N = 12,9 kW 4.2.3.26 Sự thay đổi suất công suất máy nén ả 4.2.3.25 thể nào, trước vào máy nén không khí qua quạt có áp suất dư 0,4 at Ap suất sau nén giữ nguyên (4 at) ĐÁP SỐ: Năng sụất Q tăng đến 5,67 kg/ph Công suất N tăng đến 14 kW 4.2.3.27 Tính áp suất cuối máy nén pittông cấp dùng cho etylen, hiệu suất thể tích giam 0,2 ông hút có áp suất thường (1 at) Khoang hại chiếm 7% thể tích Sự giãn trung khoang hại theo nguyên lý nén đoạn nhiệt 255 ĐÁP SỐ; Áp suất cuôi máy nén 23,3 at 4.2.3.28 Thực tê cho thấy, dầu máy nén dùng ỏ nhiệt độ không 160 C- Tính áp suất nén giới hạn máy nén pittông cấp? Cho trường hớp: a) không khí; b) etan Ap suất cửa hút at Máy nén đoạn nhiệt ĐÁP SỐ: a) vói không khí có áp suất nén 3,67 at b) vối etan có áp suất nén 9,3 at 4.2.3.29 Tính sô bậc máy nén pittông để nén khí nitơ từ at đến 100 at nhiệt độ không Ĩ40uc Nén đoạn nhiệt Nhiệt độ đầu 20,,c ĐÁP SỔ; Sô bậc máy nén là: bậc 4.2.3.30 Tính công lý thuyêt máy nén cấp hai cấp để nén hydro từ 1,5 at đôn 17 at Nhiệt độ đầu hydro 20°c ĐÁP SỔ: Công lý thuyết nén cấp : Lị = 430000 kp.m Công lý thuyết nén hai cấp : L, = 354000 kp.m 4.2.3.31 Dùng máy nén để nén khí vào bình có dung tích 42 Sau 10,5ph áp suất bình tăng từ đến 52 at (theo áp suất dư) Nhiệt độ tiong bình tăng từ 17"c đên 37uc Tính suất máy nén theo m3/h tiêu chuẩn DÁP Sỏ: Năng suất; 10,7 m7h tiêu chuẩn 4.2.3.32 Dùng máy nén pittông để nén khí etylen từ at đến 18 at vối suất 625 m7h tiêu chuẩn Tính lượng lượng nước làm lạnh Iliệu suất nén đoạn nhiệt 0,75 thiết bị gia nhiệt nước làm nóng nên nhiệt độ mrôc tăng 13nc Nhiệt độ ban đầu nước: lam lạnh 20 c ĐÁP SỐ: Nêu dùng máy nén hai cấp có N = 85 kW Q = 4 m7h Ncu dùng máy nén ba cấp có N = 80 kW Q = m7h 256 ■ TAI LIẸU THAM KHAO Nguyền Bin Cơ sỏ tính toán trình thiết bị công nghệ hoá chất, Tập 1, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 1999 Tập thê tác giả Cơ sỏ trình thiết bị công nghệ hoa học, Tập Đại học Bách khoa, Hà Nội ,1999 Tập thê tác giả Cơ sở trình thiết bị công nghệ hoá học, Tập Đại học trung học chuyên nghiệp, 1970 Tập thê tác giả Số tay trình thiêt bị công nghệ hoa học, Tập NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội,1992 Nguyễn Bin Cơ sơ tính toán chuyên qui mô thiết bị công nghệ, Đại học Bách khoa ,Hà Nội, 1994 Dại học Bách khoa Hà Nội, Nguyễn Vãn May Bơm, quạt, mảy nén, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 1997 s Katỉanck Grundlagen der Verfahrenstechnik Lehrbrief, VLB Verlag Technik Berlin, 1977 Autorenkollektiv Lehrbuch der Chemischen Verfahrenstechnik Auflage, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1980 A G Kassatkin Chemische Verfahrenstechnik, Bondl VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1962 10 K Pawlow, p G Romankow, A A Noskow Beispiel und Übungsaufgaben zur chemischen Verfahrenstechnik, Auflage, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1966 257 M I C M IC Loi n ó i d ấ u CUƯƠXG Ị KHÁI MÍ1M r o |IÀ\ ì ĐỖI TƯƠNG V Ã NHIỆM v u C Ủ A MÔN HOC 1.2 NÔI DUNG i NHỮNG KHÁI NIỆM CH UN G 1.3.1 Cân vật liệu 1.3.2 Cần bang nhiệt lương 1.3.3 Năng suất 1.3.4 IIiộ u suí Yí 1.3.5 Cường độ sân siưít 1.3.6 Công suất hiệu suat 1.4 HỆ đơn V! 1HUYẾT Đ Ổ N G D Ạ N G VÀ PHƯƠNG PHÁP -'HÂN Ứ C '■THÚ NGUYÊN 1.5.1 Thuyết đồng dạng 1.5.2 Nhiệm vụ phương pháp ])liần tích thú' nguyên 1.5.3 Xác d in h c h u a n sô t p h n g t r ì n h vi J)hàn 1-5.4 Ví dụ Phán thứ - CÁ C QUÁ TRÌNH THUỶ Lực, THỦY c VÀ c HỌC C ỉ ỉ x o M U N G KIKN T1U c r O 1ỈAN vì; TIIIA u c n ọ r A T ĨN II L ự c I K K C U A C H A T L Ỏ N G ? Ư KHÁI N ẺM VỂ TÌNH LƯC H Ọ C C Ủ A c H Ẩ T 1Ó N G 2.2 nhũng TÍNH CHẤT VÂT LÝ C Ủ A CHẤT : Ó N G 2.2.1 Khôi lượng riêng 2.2.2 Độ chịu n é n ép 2.2.3 Áp suất 2.3 PHƯƠNG TRÌNH C À N BAN G C Ủ A CHAT LỎ N G 2.3.1 Á p s u ấ t t h u ỷ tĩn h 47 2.3.2 P h n g t r ì n h vi p h â n c â n h ằ n g E u le r 48 2.3.3 P h n g t r i n h h a n c ủ a t ì n h lực học c h ấ t lỏng 49 2.3.4 Khái niệm chiếu cao pezômet 50 2.3.5 Thê nấng thê riêng chát long 51 2.4 ỨNG DUNG C Ủ A PHƯƠNG TRỈNt I c BÂN TĨNH L ự c H Ọ C o iẤ T LÒ N G 52 2.4.1 Đ ịn h l u ậ t P a s c a l 52 2.4.2 S ự c â n b ằ n g c ủ a c h ấ t lỏ n g tr o n g h ìn h th n g n h a u 54 2.4.3 A p lực c ủ a c h a t lỏ n g lê n đ y b ìn h v t h n h b ìn h 55 2.4.4 D u n g c u p s u â t 56 lỉ DỘNG I ự c n ọ c C ỦA C I I Ấ I ’ L Ỏ NG 2.5 KHÁI NIÊM VỂ Đ Ộ N G Lực HỌC CỦA CHÁT LỎNG 58 58 2.5.1 L u lư ợ n g v v ậ n tốc c h u y ê n d ộ n g c ú n c h a t lo n g 58 2.5.2 Độ n h ố t v y ế u tô a n h h n g lê n dộ nhót 60 2.5.2.1 Độ n liớ t 60 2 A n h h n g c u a n h iệ t dộ v p s u â t d e n dó nhoi 61 2.5.3 Sức c ă n g hổ m ặ t 64 2.5.4 C h a t lỏ n g p h i N e w to n 64 C h ấ t lỏ n g deo 65 C h ấ t lỏ n g b iê n d n g G5 2-5.4.3 C h ấ t lỏ n g đ n hổi Gõ 2.6 CHẾ DỘ CHUYỂN Đ Ộ N G CỦA CHÂT LỎNG ■ 47 66 2.6.1 C h a y d ò n g v c h a y xoáy 66 2.6 B n k ín h th u ỷ lực 67 2.6.3 D ò n g ổ n đ ịn h d ò n g k h ô n g ôn clịnh 67 2.6.4 Phương trìn h dòng liên tục 68 2.6.5 T ín h lư u lư ợ n g tr o n g ô n g đ ả n 70 259 C Á C PHƯƠNG TRÌNH c BẢN VỂ CHUYỂN Đ Ộ N G C Ủ A CHẤT LỎ N G 72 2.7.1 Phương trìn h vi phân chuyển động cua Euler /Ọ 2.7.2 Phương trình Bernoulli 74 2.7.2.1 Thiết lập phương trình Bcrnoulỉi 74 2.7.2.2 ứ ng dụng phương trình Bernoulli 77 7.3 Phương trình Navier - Stockes 87 2.8 TRỞ LỰC TRONG Õ N G DAN CHẤT LÒ NG 88 2.8.1 Trở lực ma sát chất lỏng thành ông 89 2.8.2 Trở lực cục 94 2.8.3 Chọn dường kính ống dẫn 99 2.9 THUỶ Đ Ô N G LƯC H Ọ C C Ủ A LỚP HAT 104 2.9.1 Khái niệm 104 2.9.2 Trỏ lực lốp hạt 106 2.9.3 Xác định vận tốc dòng chay qua lớp hạt 109 22 ĨHUỲ Đ Ộ N G Lực C Ù A D Ò N G HAI PHA KHÍ ■LỎNG 115 2.10.1 Khái niệm 115 2.10.2 Quá trình sục bọt 117 2.10.2.1 Sự hình thành bọt khí 117 2.10.2.2 Sự dâng bọt ch.ất lỏng 121 CỈIC OXG -t VẬN n i t V K N CH A T I.ÓMỈ VÀ NKN KHÍ 3.1, VẬN CHUYỂN CHẤT LỎ N G 2G0 127 3.1.1 C ác th ô n g sô 'd ặ c tr ứ n g c ủ a bơm 127 3.1.1.1 N ă n g s u ấ t c ủ a bơm 128 3.1.1.2 C ô n g s u ấ t c ủ a bơm 128 3.1.1.3 H iệ u s u ấ t c u a bơm 128 3.1.1.4 Á p s u ấ t to n p h a n c h iề u cao h ú t c u a hòm 129 3.1.2 Bơm th ể tíc h 132 3.1-2.1 Bơm p ittô n g 132 3.1.2.2 Các loại bơm t h ể tíc h k h c 147 3.1.3 Bdm ly tâ m 3.1.3.1 N g u y ên tắ c làm việc củ a bơm ly tâ m (l4 / 149 3.1.3.2 Sự ch u y ên dộng c h ấ t lỏng tro n g bơm phương tr ìn h 151 3.1.3.3 C h iều cao h ú t bơm ly tâ m 156 3.1.3.4 H iện tương xám th c tro n g bơm ly tâ m 156 3.1.3.5 N ăn g s u ấ t, công s u ấ t h iệu s u ấ t củ a bơm ly tâ m 157 3.1.3.6 Đ ịnh lu ậ t tỷ lệ, đặc tu y ê n bơm, đặc tu y ên đường 157 ,3.1.3.7 G hép bơm song song, nôi tiếp 3.2 3.1.3.8 Đồng d ạn g củ a bơm ly tâm 163 3.1.4 Các loại bơm khác 164 3.1.4.1 Bơm hưống trụ c 164 3.1.4.2 Bơm xoáy lốc 165 3.1.4.3 Bơm sục khí 166 3.1.4.4 Bơm tia 166 3.1.4.5 T h ù n g n én 167 3.1.4.6 O ng xiphông 168 3.1.5 So s n h chon bơm 168 V Ậ N CHUYỂN VÀ NÉN KHÍ 162 170 3.2.1 K hái niệm ch u n g 170 3.2.2 M áy n én p ittô n g 172 3.2.2.1 N g u y ên tắc làm việc m áy nén p ittô n g 172 3.2.2.2 Q u trìn h n é n lý th u y ế t thự c tê 173 3.2.2.3 M áy n én n h iều cấp 176 3.2.2.4 N ăn g s u ấ t công s u â t m áy n é n 3.2.2.5 C ấu tạo m áy n é n pittô n g 178 181 3.2.3 M áy n é n th ổ i khí kiểu rôto 183 3.2.3.1 M áy n é n thổi k h í kiểu cán h trư ợ t 1S4 3.2.3.2 M áy n é n th ổ i k h í kiểu h guồng quay 18 3.2.4 M áy n én m áy thổi k h í k iểu tu a b in 185 Nguyên tắc làm việc cua máy nén, máy kiểu tuabin 2.4.2 Cấu tạo máy nén máy thổi khí kiểu tuabm 185 2.4.3 Công suất hiệu suất 188 3.2-5 Quạt gió 189 3.2.5.1 Quạt ly tâm 186 (Í j 3.2.5.2 Quạt hướng trục yL 3-2.6 Bơm chân không (May hút chán không) 192 3.2.6.1 Bơm chân không kiểu pittông 194 3.2.6.2 Bơm chân không kiểu rôto 195 3.2.6.3 Bơm chân không kiểu phun tia 197 2.6.4 Bơm khuếch tán 198 3.2.7 So sánh chọn máy nén, máy thổi khí 198 3.3 BỂ CHỨA KHÍ 193 199 CHVƠS(, ví m, VÀ HÀI TẬP 4.1 C Á C QUÁ TRĨNH ĨHUỶ TĨNH VÀ THUỲ Đ Ô N G LƯC HỌC 4.1.1 Tóm tắt công thức thường dùng 1.2 Ví dụ 4.1.3 Bai tập 4.2 BƠM , QUẠT, MAY NÉN 1.2.1 Tóm tắ t công thức thường dùng 4.2.2 Ví dụ 4.2.3, Bài tập T ài liệ u t h a m k h ả o 262 205 205 206 9*24 234 234 240 250 257 [...]... , th ì: f \ x1 rnxw { = 1 hay f l x2 rn.iW.-t / 1T1 /V 2 =1 m xw 1 ( 1 12 ) m 2w ? T h e o p h ư ơ n g t r ì n h (1. 12) r ú t ra : £l ũ «Í-; aT x2 ìn L = a„ m., w L = a w.t (1. 13) Đ iề u dó có n g h ĩa , b iể u th ứ c (1. 12) có t h ể v iế t d ư ó i d ạ n g m ộ t b iể u th ứ c liê n h ệ g iữ a các h ằ n g sô' đ ồ n g d ạ n g , tứ c là: c = a a = 1 (1. 14) _ Đ ạ i lư ợ n g c _ được gọi là c h ỉ s ô 'đ... c , c pc v r 1 (72 Ck (7) c (8) ~ ~ c T ừ 8 p h ư ơ n g t r ì n h t r ê n t a r ú t ra : c.„ ( 1) c yc ncv (4) _ = 1; c wc y (2) - ^ - = 1 ; CbT ( 6) (5) ~ ^ r L = 1 ; Cp c ;c \ ; = 1 ( 8) c ‘c Q c„ = 1 c y c r c ,f (7) (3 ) = c yc ac f 1; c„ CyCyC' = u N h ư v ậ y các c h u ẩ n s ố đ ạ t được là: «7 = w LV tayY ; *8 == — CZrự ypf, _ pC„T«? t -p — 10 T T ỵQ yaf\ ’ _ wy ; 11 ’ 11 _ \ 12 — V ta ” ^72f2... iệ u c ủ a đơn vị ( 1. 2 1) = i M ỗi đ ơ n vị được lậ p t h à n h t ừ n h ữ n g đơn vị cơ sở tr o n g tậ p hợp: [*k ] = n # ; lliU k ] (1. 22) T h a y vào p h ư ơ n g t r ì n h (1. 21) t a có: [*j]= ÍÌK ]^ k=i = n rì-E;“* ^ k=i 1= 1 =1 (1. 23) vì có c h u n g h ệ sô' E\ n ề n sô' m ũ được c h u y ể n t h à n h tổ n g , tứ c là: n, [* j] = n £ j k==l ĩ =1 -1 (1. 24) P h ư ơ n g t r ì n h (1. 24) ch ỉ th ỏ a m... A = 0 n ê n t a sẽ t h a y đ ổ i c ộ t đ ể có À ^ 0 B ả n g 1 7 C ác đ a i lư ơ n g Pth Đơn vi cơ sở A= = -1 - (-5 ) = 4 (* 0) T ín h d ịn h th ứ c t ử sô: 1. 1 +1 - 9 r+2 — ^2 .1+ 1 ~ = —9 = +2 ^3 .1 +1 — Sơ d ồ c ủ a N n g h iệ m độc lậ p (s = ũ —3 — 2) t h ê h i ệ n ơ b ả n g 1. 8 B ả n g 1 8 L ũ y th ừ a củ a A'k Pa Pk ^v,h P'tlh .(0 ) 1 0 0 1 P*tH N g h iệ m đ ộ c lậ'j tu y c n ^ ỉìih * ' * - -N g... i/s2 m/s" - Khỏi lương riên g p p k g /m 3 k p ss/m 4 9, 81 N /m 3 k p /m 2 9, 81 N s/rn2 k p s/m 2 9 ,8 1 Sức că n g b ề mặt ụ ơ N /m kp/m 9, 81 N h iệt d u ng c J /k g đ ộ k cal/k g.đ ộ 4 ,1 8 ầ l0 3 Hàm n h iệt I J /k g k cal/k g 4 ,1 8 6 10 a 1lậ sô dẫn n h iệt X w /m d ộ k cal/m h đ ộ 1, 16 H ệ sô' cấp n h iệt a v v /n r d ộ k ea ì/m 2.h.độ 1, 16 Áp suấtĐ ộ nhớt, động lự c ■> — — — 3 - H ệ đ ơ n vị... có: Í (Xj - -1 ot2 = - 2