BÁO cáo THỰC HÀNH KTTP2

1.1.Mục đích thí nghiệm:Tìm hiểu về các dạng tổn thất áp suất xảy ra trong ống dẫn khi dòng chất lỏng không nén đươc chảy qua các ống, các khớp nối, van hay các thiết bị đo dùng trong mạng ống.Xác định mối quan hệ giữa tổn thất áp suất theo tổn thất ma sát và vận tốc của nước chảy bên trong ống trơn và so sánh với tổn thất áp suất được xác định bằng phương trình tính tổn thất ma sát trong ống.Xác định các tổn thất cục bộ trong hệ thống đường ống của mô hình thí nghiệm.Xác định mối quan hệ giữa hệ số ma sát và chuẩn số Reynolds đối với nước chảy trong ống nhám.1.2.Cơ sở lý thuyết:

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM BÁO CÁO THỰC HÀNH MÔN KĨ THUẬT THỰC PHẨM GVHD: TH.S NGUYỄN TIẾN ĐẠT NHÓM: TỔ: BUỔI HỌC: SÁNG THỨ Tp HCM, Tháng năm 2017 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM BÁO CÁO THỰC HÀNH MÔN KĨ THUẬT THỰC PHẨM GVHD: TH.S NGUYỄN TIẾN ĐẠT NHÓM: TỔ: BUỔI HỌC: SÁNG THỨ Tp HCM, Tháng năm 2017 Bài 1: MẠCH LƯU CHẤT 1.1 Mục đích thí nghiệm: - Tìm hiểu dạng tổn thất áp suất xảy ống dẫn dòng chất lỏng không nén đươc chảy qua ống, khớp nối, van hay thiết bị đo dùng mạng ống - Xác định mối quan hệ tổn thất áp suất theo tổn thất ma sát vận tốc nước chảy bên ống trơn so sánh với tổn thất áp suất xác định phương trình tính tổn thất ma sát ống - Xác định tổn thất cục hệ thống đường ống mô hình thí nghiệm - Xác định mối quan hệ hệ số ma sát chuẩn số Reynolds nước chảy ống nhám 1.2 Cơ sở lý thuyết: 1.2.1 Trở lực ma sát: - Khi lưu chất chảy ống ta có lượng ma sát thành ống Xét trường hợp ống tròn nằm ngang Trở lực ma sát hf chất lỏng choáng đầy ống tính theo công thức sau: Trong đó: • f: Hệ số ma sát (không có thứ nguyên) • L: Chiều dài ống dẫn, m • D: Đường kính ống dẫn, m • V: Vận tốc chuyển động dòng lưu chất, m/s  Xác định hệ số ma sát theo chế độ chảy: - Để xác định chế độ chảy chất lỏng ta dựa vào số Reynolds, công thức xác định số Re sau: Trong đó: • V: Vận tốc chuyển động lưu chất ống, m/s • : Khối lượng riêng lưu chất (kg/m3) • Độ nhớt động lực học lưu chất, Pa.s (kg/(m.s)) • Độ nhớt động học lưu chất (m2/s) • Dtđ: Đường kính tương đương, m Với vận tốc lưu chất xác định sau: Trong đó: • : Lưu lượng dòng chảy ống, m3/s • A: Diện tích mặt cắt ống dẫn, m  Công thức thực nghiệm xác định hệ số ma sát f: - Chế độ chảy dòng hay chảy tầng: ma sát nội ống chất lỏng, hệ số ma sát không phụ thuộc vào độ nhám ống dẫn - Chế độ chảy độ: hệ số sức cản tăng dần độ nhám ống chưa ảnh hưởng đến giá trị f xác định theo công thức Braziut - Chế độ chảy xoáy ống nhẵn: màng chảy dòng thành ống tương đối dày, phủ kín gờ nhám nên ống nhám coi ống nhẵn gọi ống có độ nhẵn thủy học Hệ số f chưa chịu ảnh hưởng độ nhám xác định theo công thức Ixaep - Chuyển động xoáy ống nhám: chiều dày màng chảy dòng mỏng sát thành ống, sức cản tượng tạo thành xoáy lốc lòng chất lỏng đạt tới giá trị không đổi, không phụ thuộc vào Re mà phụ thuộc vào độ nhám tương đối n ống xác định công thức Ixaep: 1.2.2 Trở lực cục bộ: Là trở lực chất lỏng thay đổi hướng chuyển động, thay đổi vận tốc thay đổi hình dáng tiết diện ống như: đột thu, đột mở, chỗ cong, van, khớp nối… Trong đó: • hm: Trở lực cục bộ, m • k: Hệ số trở lực cục 1.2.3 Lưu lượng kế màng chắn Ventury: - Màng chắn Ventury hai dụng cụ dùng để đo lưu lượng dựa vào nguyên tắc dòng lưu chất qua tiết diện thu hẹp đột ngột xuất độ chênh áp trước sau tiết diện thu hẹp - Áp dụng phương trình Bernoulli ta có mối lien hệ lưu lượng tổn thất áp suất qua màng chắn, Ventury theo công thức: Trong đó: • : Lưu lượng dòng chảy ống, m3/s • C: Hệ số hiệu chỉnh, Cm cho màng chắn, Cv cho Ventury • A1: tiết diện ống dẫn, m2 • P: Áp suất, Pa • : Trọng lượng riêng luw chất N/m3 - Dùng ống Pitot ta đo áp suất toàn phần áp suất tĩnh từ xác định áp suất động Trong đó: • V: Vận tốc dòng chảy ống, m/s • Ptp: Áp suất toàn phần, Pa • Pt: Áp suất tĩnh, Pa 1.3 Tiến hành thí nghiệm: 1.3.1 Thí nghiệm 1: Xác định tổn thất ma sát chất lỏng với thành ống Công thức tính vận tốc dòng = Với F = (m2), (m/s ) (m3/s) Chuẩn số Re : Re = Trong : • • khối lượng riêng lưu chất H2O = 1000 kg/m2 • µ độ nhớt động lực học lưu chất (kg/ms) • µ H2O (250C) = 8,937 10-4 kg/ms • Dtd : đường kính tương đương (m) , đường kính ống • V : vận tốc dòng chảy ( m/s) Dựa vào Re => hệ số ma sát f Trong đó: • L : Chiều dài ống dẫn ,m • f : Hệ số ma sát • D: Đường kính ống dẫn, m • V : Vận tốc dòng chảy, m/s Ống STT Lưu lượng (l/ph) Độ chênh áp (cmH2O) ᶲ16 0,4 1,3 Ống ᶲ27(trơn) Ống ᶲ27 (nhám) Đường kính ống (mm) Đường kính ống (m) 2,4 5,5 10 7,2 STT Lưu lượng (l/ph) Độ chênh áp (cmH2O) 0,5 0.9 1.4 2,5 10 2.9 STT Lưu lượng (l/ph) Độ chênh áp (cmH2O) 0,8 1.8 3,4 10 7,5 Lưu lượn gQ (l/ph út) Vận tốc dòng chảy (m/s) Chuẩn số Re Hệ số ma sát Hệ số ma sát lý thuyế t Tổn thất áp suất thực tế (mH2O ) Tổn thất áp suất lý thuy ết Hf (mH 2O) 16 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 10 27 (trơn) 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 10 27 (nhám) 0,019 0,019 0,019 0.4246 4751.04 0.038 0.031 0.004 0.04 21 0.8493 9503.18 0.031 0.026 0.013 0.27 78 1.2739 14254.2 0.028 0.023 0.024 0.45 87 1.6985 19005.2 0.026 0.022 0,055 0.67 81 2.1231 23756.2 0.024 0.021 0.072 0.93 42 0.0962 2260.49 35.32 0.035 0.005 0.00 42 0.1925 4523.33 0.038 0.032 0,009 0.00 83 0.2887 6783.82 0.034 0.031 0,014 0.01 37 0.385 9046.66 0.031 0.028 0,025 0.02 01 0.4812 11307.1 0.029 0.027 0,029 0.02 76 0.1176 2500.17 0.044 0.100 0.008 0.00 67 0.2351 4998.21 0.037 0.087 0,018 0.01 34 0.3527 7498.38 0.033 0.082 0,034 0.02 • Sấy đối lưu phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy với không khí, khói lò, gọi chung tác nhân sấy 4.6.3 So sánh trình sấy thực tế sấy lí thuyết: - Đường cong sấy đường biễu diễn quan hệ độ ẩm vật liệu với thời gian sấy t Đường cong tốc độ sấy đường biểu diễn quan hệ tốc độ sấy độ ẩm vật liệu Qua biểu đồ đường cong sấy đường cong tốc độ sấy, ta thấy: - Giai đoạn đốt nóng vật liệu: nhiệt độ vật liệu tăng lên đến nhiệt độ bầu ướt tương ứng với trạng thái không khí lúc sấy, độ ẩm vật liệu thay đổi không đáng kể, tốc độ sấy tăng nhanh đến nhiệt độ cực đại - Giai đoạn đẳng tốc: độ ẩm vật liệu giảm nhanh đặn theo đường thẳng - Giai đoạn giảm tốc: tốc độ sấy giảm dần đều, nhiệt độ vật liệu tăng dần, độ ẩm giảm dần đến độ ẩm cân bằng, mức độ giảm chậm 4.6.4 Phương pháp xây dựng đường cong sấy: Tính số liệu độ ẩm vật liệu xây dựng đồ thị đường cong sấy với trục x thời gian sấy, trục y độ ẩm vật liệu sau tiến hành vẽ đồ thị excel 4.6.5 Các lưu ý tiến hành thí nghiệm: - Đối với thí nghiệm đầu tiên, đặt vật liệu sấy vào bắt đầu tính thời gian, ghi nhận giá trị cân, giá trị nhiệt độ điểm - Khối lượng vật liệu ban đầu thí nghiệm phải thí nghiệm sau phải lớn thí nghiệm trước, trường hợp lớn phải quan sát cân liên tục đến thí nghiệm trước bắt đầu tính thời gian (thời điểm ban đầu) - Trước đặt vật liệu sấy vào phòng sấy phải điều chỉnh cân - Khi nhiệt độ sấy đạt giá trị thí nghiệm giá trị tăng tắt điện trở hoặc hai tuyệt đối không tắt điện trở (do có điều khiển) Trường hợp sau khoảng thời gian định không đạt kiểm tra điện trở bật chưa (đèn báo), chưa bật lên - Trong suốt trình thí nghiệm phải chỉnh cho nhiệt độ điểm 1, tốc độ tác nhân sấy không thay đổi - Chọn bước thời gian ghi nhận giá trị cân nhiệt độ điểm - Khi giá trị cân không đổi liên tục lần đo kết thúc thí nghiệm 4.7 Tài liệu tham khảo: [1] Nguyễn Văn Lụa, Kỹ thuật sấy vật liệu, NXB Đại học Quốc gia TP.HCM, 2014 [2] Nguyễn Văn May, Giáo trình kỹ thuật sấy nông sản thực phẩm, NXB KHKT, 2007 [3] Nguyễn Bin, Các trình thiết bị công nghệ hóa chất thực phẩm, tập 4: Phân riêng tác dụng dụng, NXB KHKT, 2013 BÀI 5: KHUẤY CHẤT LỎNG 5.1 Mục đích thí nghiệm: Khảo sát giản đồ công suất khuấy trộn hệ thống khuấy trộn chất lỏng đơn giản 5.2 Cơ sở lý thuyết: 5.2.1 Mục đích khuấy: - Tạo hệ đồng từ thể tích lỏng lỏng khí rắn có tính chất,thành phần khác nhau: dung dịch,nhũ tương,huyền phù,… - Tăng cường trình trao đổi nhiệt - Tăng cường trình trao đổi chất 5.2.2 Công suất khuấy: - Công suất khuấy N phụ thuộc vào chế độ,đặc tuyến dòng hệ thống vào kích thước thiết bị.Các chế độ chuyển động lưu chất dạng màng,dạng rối chuyển tiếp - Các thông số ảnh hưởng: kích thước thùng chứa cánh khuấy (dk),độ nhớt (v, ) khối lượng riêng ( ) chất lỏng,tốc độ cánh khuấy n số gia tốc trọng trường g N = KN .n3 (W) Với KN chuẩn số công suất khuấy : KN = -Công suất động cơ: Nđc = U.I.cos (W) Với U: hiệu điện (V) I: cường độ dòng điện (A) Cos : hệ số công suất dòng điện = Với n: số vòng quay (vòng/s) D: đường kính cánh khuấy (m) V: độ nhớt động học (m2/s) 5.3 Tiến hành thí nghiệm: 5.3.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng tốc độ khuấy đến công suất loại cánh khuấy mái chèo (không có chặn): khuấy - Chuẩn bị nước đến 2/3 thùng khuấy - Chỉnh nút điều khiển tốc độ vị trí - Bật công tắc động để khởi động cánh khuấy - Chỉnh tốc độ khuấy từ nhỏ đến lớn - Ghi nhận tốc độ vòng quay,cường độ dòng điện hiệu điện (bằng Ampe kẹp) 5.3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng tốc độ khuấy đến công suất khuấy loại cánh khuấy mái chèo (có chặn): Gắn chặn vào thực TN1 5.3.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng tốc độ khuấy đến công suất khuấy loại cánh khuấy chân vịt (không có chặn) Thay cánh khuấy chân vịt,tháo chặn thực TN1 5.3.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng tốc độ khuấy đến công suất khuấy loại cánh khuấy chân vịt (có chặn): Gắn chặn thực TN1 5.4 Kết thí nghiệm: *Các thông số: d = 29cm = 0,29m (đường kính cánh khuấy) v = 0,806 cP = 0,81 m2/s(độ nhớt động học) Cánh khuấy A M Mái chèo (2 cánh) 14,35 0,31 Chân vịt (2 chân vịt) 0,985 0,15 5.4.1 Mái chèo không chặn:  Tính mẫu: -Thuận: ReM = KN = = = = 4,57 = 8,96 N = KN ρ n3 dk5 = 8,96.1000.443 0,295 = 1565510,658 (W) Nđc = U.I.cosρφ = 382.234.0,8 = 71510 (W) -Nghịch: ReM = KN = = = = 4,88 =8,78 N = KN ρ n3 dk5 = 8,78.1000.473 0,295 = 1869499,355 (W) Nđc = U.I.cosρφ = 382.240.0,8 = 73344(W) STT Thuận Nghịch ReM KN N(W) Ndc(W) N(W) Ndc(W) 4,57 8,96 1565510,658 71510 1869499,355 73344 6,33 8,1 3771069,3 92855 6,33 8,1 3771069,3 62988 7,89 7,56 6806950,02 93993 8,2 7,47 7554258,91 92213 9,34 7,18 10735986,63 95129 9,66 7,1 7180085,44 95256 10,5 6,92 14623798,87 96266 11,01 6,8 16611792,51 96390 11,63 6,7 19307180,65 97782 12,25 6,6 22242312,95 98280 12,56 6,55 23800572,32 100435 13,9 6,35 31338493,11 99414 13,7 6,37 30050466,3 101572 14,7 6,24 36647099,92 101572 14,95 6,2 37972496,9 105362 15,68 6,1 43077517,4 103572 10 16,61 6,01 50492213,45 108773 16,61 6,01 50492213,45 108864  Đồ thị: ReM 4,88 KN 8,78 Đồ thị 5.4.1a: Ảnh hưởng tốc độ khuấy đến công suất khuấy trường hợp khuấy mái chèo thuận chiều chặn Đồ thị 5.4.1b: Ảnh hưởng tốc độ khuấy đến công suất khuấy trường hợp khuấy mái chèo nghịch chiều chặn 5.4.2 Mái chèo có chặn:  Tính mẫu: -Thuận: ReM = KN = = = =4,36 =9,1 N = KN ρ n3 dk5 = 9,1.1000.423 0,295 = 1381421,08 (W) Nđc = U.I.cosρφ = 381.233.0,8 = 71018,4 (W) -Nghịch: ReM = KN = = = =4,88 =8,78 N = KN ρ n3 dk5 = 8,78.1000.473 0,295 = 1869726,482 (W) Nđc = U.I.cosρφ = 383.244.0,8= 74761,6 (W) STT Thuận Nghịch ReM KN N(W) Ndc(W) ReM KN N(W) Ndc(W) 4,36 9,1 1381421,08 71018,4 4,88 8,78 1869726,482 74761,6 5,3 8,56 2329025,71 89006 5,92 8,27 3141377,046 93590 6,96 7,86 4848829,84 91680 7,48 7,7 5894923,913 94354 8,5 7,4 8368801,49 94354 8,8 7,3 9195378,847 95500 9,86 7,06 12415536,94 96646 10,6 6,9 15018950,83 97410 11,01 6,82 16660650,73 98556 11,9 6,67 20806994,12 103140 12,25 6,6 22242312,95 101612 12,98 6,48 25959422,95 105432 13,2 6,45 27099474,35 105050 13,9 6,35 31338493,11 105050 13,9 6,35 31338493,11 106960 14,7 6,24 36647099,92 107342 10 16,6 6,006 50458607,98 111544 15,89 6,09 44738516,04 108870  Đồ thị: Đồ thị 5.4.2a: Ảnh hưởng tốc độ khuấy đến công suất khuấy trường hợp khuấy mái chèo thuận chiều có chặn Đồ thị 5.4.2a: Ảnh hưởng tốc độ khuấy đến công suất khuấy trường hợp khuấy mái chèo nghịch chiều có chặn 5.4.3 Chân vịt không chắn:  Tính mẫu: -Thuận: ReM = KN = = = =4,05 =0,8 N = KN ρ n3 dk5 = 9,3.1000.393 0,295 = 1131531,788 (W) Nđc = U.I.cosρφ = 383.238.0,8= 72923,2(W) -Ngịch: ReM = KN = = = =4,15 =9,23 N = KN ρ n3 dk5 = 9,23.1000.403 0,295 = 1211634,6 (W) Nđc = U.I.cosρφ = 382.236.0,8= 72121,6 (W) STT Thuận ReM KN N(W) 4,05 0,8 5,09 0,77 185809,9 6,44 0,745 364184,4 Nghịch Ndc(W) ReM KN N(W) Ndc(W) 1131531,788 72923,2 4,15 0,8 1211634,6 72121,6 89065 5,6 0,76 245462,34 93860 91339 6,7 0,74 416832,7 95000 7,58 0,73 582480,6 93613 8,41 0,72 784833,5 95760 8,51 0,71 802952,6 96266 9,86 0,7 1231002,25 98420 9,34 0,7 1046683,9 100435 10,9 0,69 1638351,1 102600 10,7 0,7 1568916,04 101193 11,7 0,68 2012492,32 103740 11,63 0,68 1959534 103467 12,46 0,67 2374698,79 106400 12,56 0,67 2434562,36 105362 13,5 0,67 3019220,62 107160 10 16 0,65 4869288,5 107636 16,6 0,65 5460888,31 107450  Đồ thị: Đồ thị 5.4.3b: Ảnh hưởng tốc độ khuấy đến công suất khuấy trường hợp khuấy chân vịt thuận chiều chặn Đồ thị 5.4.3b: Ảnh hưởng tốc độ khuấy đến công suất khuấy trường hợp khuấy chân vịt nghịch chiều chặn 5.4.4 Chân vịt có chắn:  Tính mẫu: -Thuận: ReM = KN = = = =4,15 =0,8 N = KN ρ n3 dk5 = 9,23.1000.403 0,295 =1211634,6 (W) Nđc = U.I.cosρφ = 383.239.0,8= 73229,6 (W) -Nghịch: ReM = KN = = = =4,88 =0,78 N = KN ρ n3 dk5 = 8,78.1000.473 0,295 =1869726,482 (W) Nđc = U.I.cosρφ = 383.237.0,8= 72616,8 (W) STT Thuận Nghịch ReM KN N(W) Ndc(W) ReM KN N(W) Ndc(W) 4,15 0,8 73229,6 88686 4,88 0,78 102391,66 72616,8 5,8 0,76 183396,8 89065 6,13 0,75 242232,57 93860 8,1 0,72 351963,4 91339 7,68 0,73 411199,8 95000 9,86 0,7 358543 93613 8,8 0,61 780334,2 96266 11,2 0,69 780334,2 96266 10 0,7 1231002,2 98420 12,04 0,68 1016778, 68 10043 11,1 0,69 1638351,1 102600 12,67 0,67 1501676, 78 10119 12,25 0,68 2012492,3 103740 13,9 0,67 1930718, 10346 13,1 0,67 2374698,7 106400 14,64 0,66 2398225, 10536 14,4 0,66 2974157,6 107160 10 16,3 0,65 4869288, 10763 16,5 0,65 5460888,3 107540  Đồ thị: Đồ thị 5.4.4a: Ảnh hưởng tốc độ khuấy đến công suất khuấy trường hợp khuấy chân vịt thuận chiều có chặn Đồ thị 5.4.4b: Ảnh hưởng tốc độ khuấy đến công suất khuấy trường hợp khuấy chân vịt nghịch chiều có chặn 5.5 Nhận xét, bàn luận: - Công suất khuấy lớn gấp 300 lần công suất động - Hiệu điện không đổi,cường độ dòng điện tăng tỉ lệ thuận với tốc độ - Công suất khuấy công suất động cần thiết cho thiết bị khuấy chiều nghịch lớn so với thiết bị khuấy chiều thuận.Khuấy chiều nghịch gây hao phí công suất mà hiệu không cao - Cánh khuấy mái chèo tạo dòng xoáy,khi lắp chặn dòng chất lỏng chảy xoáy rối - Cánh khuấy chân vịt tạo lưu lượng dòng chảy xoáy mạnh,cuộn quanh trục,tạo điều kiện cho việc khuấy trộn đạt hiệu suất cao 5.6 Tài liệu tham khảo: Tài liệu hướng dẫn thực hành trình thiết bị công nghệ hóa học (2017_ trường đại học công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh_ khoa công nghệ hóa học) ...BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM BÁO CÁO THỰC HÀNH MÔN KĨ THUẬT THỰC PHẨM GVHD: TH.S NGUYỄN TIẾN ĐẠT NHÓM: TỔ: BUỔI... nhỏ vận tốc dòng chảy lớn nên tổn thất cột áp tăng 1.5.2 Bàn luận: Thông qua thực hành chúng em nắm mục đích thực hành đưa ra, tính Vm , Vv Tuy nhiên trình làm thí nghiệm chúng em có xảy số... nghiệm - Do người tiến hành thí nghiệm - Các điều kiện khách quan môi trường xung quanh : nhiệt độ, độ ẩm phòng thí nghiệm 1.6 Tài liệu tham khảo: Tài liệu hướng dẫn thực hành trình thiết bị công