Thực hành quá trình thiết bị mạch lưu chất

BÁO CÁO THỰC HÀNH Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ CƠNG NGHỆ BÀI 1: MẠCH LƯU CHẤT Ngày thí nghiệm: 14/1/2016 Họ tên: Lê Hữu Hiếu MSSV: 61302362 I Thiết bị II Kết số liệu thí nghiệm  Thí nghiệm 1: STT Chế độ mở HT 3/4 1/2 1/4 W(lít) 10 10 10 10 t(s) 29.41 30.09 31.15 42.98 ΔPm (cm H2O) 13.80 13.03 16.43 16.96 ΔPv (cm H2O) 10.00 9.63 9.10 4.47  Thí nghiệm 2: STT Chế độ mở HT 3/4 1/2 1/4 ΔPm (cm H2O) theo ống A 4.4 4.3 3.4 3.2 ΔP ống A (cm H2O) 1.4 1.4 1.3 1.1 STT Chế độ mở HT 3/4 1/2 1/4 ΔPm (cm H2O) theo ống B 3.3 3.2 2.8 3.2 ΔP ống B (cm H2O) 2.1 2.1 1.9 1.1 STT Chế độ mở HT 3/4 1/2 1/4 ΔPm (cm H2O) theo ống C 2.3 2.8 2.9 3.1 ΔP ống C (cm H2O) 6.8 6.6 2.7 STT Chế độ mở HT 3/4 1/2 1/4 ΔPm (cm H2O) theo ống D 1.6 1.6 1.6 1.8 ΔP ống D (cm H2O) 9.0 9.0 9.0 6.6  Thí nghiệm 3: STT Chế độ mở van ΔPm( cm H2O) ΔP van (cm H2O) HT 2.8 2.4 3/4 3.8 2.8 1/2 3.9 3.5 1/4 4.5 7.2 Xử lý số liệu: a Tính hệ số màng chắn venturi: - Khối lượng riêng nước:  = 995 kg/m3 - Độ nhớt nước: μ = 0.0008 Ns/m2 - Trọng lượng riêng nước: γ = ρ.g = 995.9,81 = 9760.95 N/m3 - Gia tốc trọng trường: g = 9,81 m/s2 Ở chế độ mở hoàn toàn: W 10   0.340 (lít/s) t 29.41 - Lưu lượng: Q  - Ta có: Pm  Pm 98 13,8.98 100  100  13.855 cmH2O g 995.9,81 - Ta có: Pv  Pv 98 10.98 100  100  10.040 cmH2O g 995.9,81 - 0.340 4Q 1000 Vận tốc qua màng chắn venturi: V = = = 1.498 m/s 3,14.0,017 d (với d = 17 mm: đường kính lỗ venturi màng chắn) Vd 995 x1.498 x0.017  = 31673  0.0008 - Re = - Hệ số màng chắn:  0.017  9761 x(1    )  (1   ) 0.04   o Cm = V =1.498x = 0.886 x9.81x(13.855 x98.1) gPm - Hệ số venturi:  0.017  9761 x(1    )  (1   ) 0.04   o Cv = V = 1.498x = 1.047 x9.81x(10.040 x98.1) gPv Tính tốn tương tự cho chế độ mở khác ta thu kết sau: W (lit) t (s) Q (lit/s) Pm (cmH2O) g HT 10 29.41 0.34 13.855 ¾ 10 30.09 0.332 ẵ 10 31.15 ẳ 10 42.98 mở Pv (cmH2O) g Cm Cv 10.04 31673 0.886 1.047 1.498 13.082 9.524 30933 0.896 1.050 1.463 0.321 16.496 8.999 29897 0.772 1.044 1.414 0.233 17.023 4.42 21715 0.551 1.082 1.027 b Tính thừa số ma sát ống dẫn  Ống A: Ở chế độ mở hoàn toàn: - Ta có: Pm  - Ta có: P  Pm 98 4.4.98 100  100  4.422 cmH2O g 995 9,8 P.98 1,4.98 100  100  1.407 cmH2O g 995 9,8 Từ kết tính tốn thí nghiệm ta vẽ đồ thị biểu diễn mối quan hệ Q Pm , phương trình biểu diễn mối quan hệ chúng là: g Q = 0.0124x + 0.1681 - Lưu lượng: Q = 0.0124x4.422 + 0.1687 = 0.224 (lít/s) - 0.224 4x 4Q 1000 = 0.33931 m/s = 33.931 cm/s Vận tốc dòng: V= = 3.14 x0.029 d (với d=29mm: đường kính ống A) - V Re Thừa số ma sát ống A: f = ( với L=1.5m: chiều dài ống A) P.2.g.d 1.407 x x9.81x100 x0.029 = = 0.0464 1.5 x33.913 LV - Chuẩn số Reynolds: Re = Vd 995 x0.33913 x0.029  = 12232  0.0008 Tính tương tự cho độ mở khác ống A ta kết thể bảng số liệu sau: Chế độ mở P ( cm H2O) g Pm ( cm H2O) g Q (lít/s) V(cm/s) f Re HT 1.407 4.422 0.224 33.913 0.0464 12232 ắ 1.407 4.322 0.222 33.61 0.0472 12123 ẵ 1.307 3.417 0.211 31.945 0.0486 11522 ¼ 1.106 3.216 0.209 31.642 0.0419 11413 Thực phép tính tương tự tính cho ống A với việc sử dụng số liệu đo cho ống B, C, D thí nghiệm đường kính ống B,C, D là: 22mm, 17mm, 13.5mm, chiều dài ống B, C, D 1.5m ta tính kết sau:  Ống B: Chế độ mở P ( cm H2O) g Pm ( cm H2O) g Q (lít/s) V(cm/s) f Re HT 2.111 3.317 0.21 55.244 0.0199 15116 ¾ 2.111 3.216 0.209 54.981 0.0201 15044 ½ 1.91 2.814 0.204 53.665 0.0191 14684 ¼ 1.106 3.216 0.209 54.981 0.0105 15044  Ống C: Chế độ mở P ( cm H2O) g Pm ( cm H2O) g HT 6.834 2.312 0.197 86.792 0.0202 18351 ắ 6.633 2.814 0.204 89.876 0.0183 19003 ẵ 6.03 2.915 0.205 90.316 0.0164 19096 ¼ 2.714 3.116 0.207 91.197 0.0073 19282 Q (lít/s) V(cm/s) f Re  Ống D: Chế độ mở P ( cm H2O) g Pm ( cm H2O) g HT 9.045 1.608 0.189 132.04 0.0092 22170 ắ 9.045 1.608 0.189 132.04 0.0092 22170 ẵ 9.045 1.608 0.189 132.04 0.0092 22170 ¼ 6.633 1.809 0.191 133.44 0.0066 22405 Q (lít/s) V(cm/s) Đồ thị biểu diễn mối quan hệ f theo Re ống A c Tính chiều dài tương đương van: Ở chế độ van mở hoàn toàn van mở hoàn tồn: - Ta có: Pm  Pm 98 2,8.98 100  100  2.811 cmH2O g 995.9,81 - Ta có: Pv  Pv.98 2,4.98 100  100  2.410 cmH2O g 995.9,81 - Lưu lượng: Q=0.0124x2.811 + 0.1687=0.204 lít/s f Re - 0.204 4Q 1000 = 0.16234 m/s = 16.234 cm/s Vận tốc dòng: V= = 3.14 x0.04 d - V 0.16234  = 0.134 2g x9.81 - Chuẩn số Reynolds : Re= 4x Vd 995 x0.16234 x0.04  = 8076  0.0008 Từ thí nghiệm ta vẽ đồ thị quan hệ f Re Phương trình biểu diễn mối quan hệ chúng là: f = 3.10-6Re + 0.0134 Thừa số ma sát: f =3.10-6Re + 0.0134=3.10-6 8076+ 0.0134=0.038 - Chiều dài tương đương: le = d f  0.04 x0.04  0.042 m 0.038 (với  = 0.04 ứng với trường hợp ống mở hồn tồn, d= 40mm: đường kính ống ) Thực phép tính tương tự cho chế độ mở khác van ta tính kết sau: Độ mở Pvan g Pm g (cmH2O) Q (lít) V (cm/s) V2/2g f Re le 0.204 16.234 0.134 0.038 8076 0.042 HT 2.41 (cmH2O ) 2.81 ¾ 3.82 2.82 0.204 16.240 0.134 0.038 8079 0.042 ½ 3.92 3.51 0.212 16.879 0.145 0.039 8397 0.041 ¼ 4.52 7.23 0.225 17.914 0.164 0.040 8912 0.040 Đồ thị: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ Q với hiệu Pm Pv g g Đồ thị biểu diễn mối quan hệ Cv Cm theo Re Đồ thị biểu diễn quan hệ f theo Re ống A Đồ thị biểu diễn quan hệ f theo Re ống B Đồ thị biểu diễn quan hệ f theo Re ống C Đồ thị biểu diễn quan hệ f theo Re ống D II/ Biện luận 1/ Nhận xét giản đồ so sánh kết danh sách Trả lời: + Đối với đồ thị: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ Cv Cm theo Re, theo chiều tăng Re Cv, Cm tăng theo phù hợp so với lí thuyết , lưu lượng chảy nhanh hệ số màng chắn tốt + Đối với đồ thị Re hệ số ma sát ống: ống có đặc thù riêng, đường cơng thành ống khơng đều, khơng xác, hệ số ma sát thay đổi theo vị trí tốc độ dòng chảy 2/ Nhận xét mức tin cậy kết đo nguyên nhân gây sai số Mức tin cậy: đồ thị bảng số liệu sau xử lí thống kê R2 gần tiến sát một, điều chứng tỏ số liệu đo gần với lí thuyết, phần trăm co số chấp nhận phần máy móc cũ, phần sai số thao tác Các nguyên nhân gây sai số: - Sai số hệ thống: + Sai số dụng cụ: số dụng cụ cũ khơng độ xác cao lúc sản xuất thật khơng hồn hảo ống dây, van khơng xác + Sai số hóa chất: Là sai số tạp chất phân tích, vd nước lẫn số ion định ảnh hưởng đến khối lượng riêng làm sai số - Sai số ngẫu nhiên: Sai số ngẫu nhiên thể độ lệch chuẩn, biểu thị độ phân tán kết đo có nghĩa độ lặp lại phép đo Nó thay đổi ngẫu nhiên tùy thuộc phương pháp đo lường, điều kiện đo lường, độ lớn đại lượng đo vào cá nhân người đo lường + Sai số cách nhìn: trình thực vị trí mắt đặt khơng đúng, dẫn đến đọc kết đo khơng xác, với sai số phần vị trí mắt nhìn lưu lượng thùng bấm thời gian + Sai s phn canh gc ẳ, ẵ, ắ khụng chớnh xác dẫn đến sai số nhiều Sai số ngẫu nhiên phát sinh hàng loạt ngun nhân khơng kiểm sốt ln ln có mặt phép đo lường Ta loại bỏ sai số ngẫu nhiên giảm thiểu tới mức tùy ý muốn cách tăng lên số lần đo n cách tương ứng 3/ Dựa giản đồ đo đề nghị mục đích sử dụng van Trả lời: Dựa giản đồ kết hợp với lí thuyết, ứng dụng van: + Dùng tính lưu lượng chảy chất lỏng + Xác định tổng thể tính cần tính, từ xác định cơng xuất bơm, thời gia bơm giúp nâng cao xuất, hiệu bơm + Xác định hệ số ma sát, chế độ chảy dòng để điều chỉnh phù hợp cho loại dung chất khác