Máy và quá trình thiết bị - Hệ cao đẳng

Máy và quá trình thiết bị - Hệ cao đẳng.

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP 4KHOA HOÁGIÁO TRÌNH THỰC HÀNHMÁY VÀ QUÁ TRÌNH THIẾT BỊHỆ CAO ĐẲNGThành phố Hồ Chí Minh, 9 – 2004 Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bò2MỤC LỤCMục lục .2Bài 1: Mạch lư u chất .3Bài 2: Chư ng cất .13Bài 3: Truyền nhiệt ống lồng ống 18Bài 4. Tháp đệm .25Bài 5. Thời gian lư u 25Bài 6. Sấy đối lư u .31Bài 7.A-B Bơm - Quạt .31Bài 8.A-B Khuấy - Lọc khung bản .50Bài 9. Vẽ sơ đồ và các chi tiết thiết bò chư ng cất 57Bài 10. Vẽ sơ đồ và các chi tiết thiết bò tháp đệm 62Bài 11: Tháo lắp bơm quạt . .68Bài 12: Tháo lắp thiết bò truyền nhiệt .71 Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bò3MÔN HỌC: THỰC HÀNH QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ1. Mã môn học : 038TP2202. Số đơn vò học trình: 33. Trình độ thuộc khối kiến thức: Khối kiến thư ùc cơ sở ngành.4. Phân bố thời gian: 100% thư ïc hành5. Điều kiện tiên quyết: Thư ïc hành sau các môn học lý thuyết Hóa đại cư ơng,Hóa lý, các quá trình thủy cơ và vật liệu rời, truyền nhiệt, truyền khối.6. Mô tả vắn tắt nội dung môn học: Trang bò cho sinh viên về các cơ sở cácquá trình hấp thu, chư ng cất, hấp phụ, trích ly và sấy vật liệu, tính toán cânbằng vật chất, năng lư ợng, cơ sở các quá trình thủy lư ïc, cơ học vật liệu rời,truyền nhiệt, truyền khối, tính toán đư ợc các thông số cơ bản trong các quátrình đó.7. Nhiệm vụ của sinh viên: Tham dư ï học và thảo luận đầy đủ. Thi và kiểm tragiư õa học kỳ theo qui chế 04/1999/QĐ-BGD&ĐT8. Tài liệu học tập : Giáo trình thư ïc tập quá trình và thiết bò9. Tài liệu tham khảo :[1]. Sổ tay quá trình và thiết bò công nghệ hóa học. Tập 2 - Nhà xuất bảnKhoa học và kỹ thuật. Hà nội 1992[2]. Nguyễn Bin - Tính toán quá trình, thiết bò trong công nghệ hóa chất vàthư ïc phẩm. Tập 1, 2 - NXB Khoa học và kỹ thuật. 1999[3]. Phạm Văn Bôn, Nguyễn Đình Thọ- Quá trình và thiết bò công nghệ hóahọc - Truyền nhiệt - NXB Đại học quốc gia Tp Hồ Chí Minh.[4]. Đỗ Trọng Đài, Nguyễn Trọng Khuông, Trần Quang Thảo, Võ Thò NgọcTư ơi, Trần Xoa - Cơ sở quá trình và thiết bò công nghệ hóa học. Tập1 -NXB Đại học và Trung học chuyên nghiệp. Hà Nội 1974[5]. Hoàng Đình Tín - Nhiệt công nghiệp - NXB Đại học quốc gia Tp Hồ ChíMinh, 2001.[6].Võ Văn Bang, Vũ Bá Minh - Truyền khối - NXB khoa học và kỹ thuật.1998.[7]. Hoàng Minh Nam, Vũ Bá Minh - Cơ học vật liệu rời - NXB khoa học vàkỹ thuật. 199810. Tiêu chuẩn đánh giá sinh viên : Nắm đư ợc cơ bản nội dung môn học Có tính chủ động và thái độ nghiêm túc trong học tập Kiểm tra giư õa môn học để đư ợc dư ï thi11. Thang điểm: 10/10 Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bò412. Mục tiêu môn học: Trang bò cho sinh viên như õng kiến thư ùc cơ bản về cơsở lý thuyết chuyên ngành hóa học13. Nội dung chi tiết môn học:Bài 1: Mạch lư u chấtBài 2: Chư ng cấtBài 3: Truyền nhiệt ống lồng ốngBài 4: Tháp đệmBài 5: Thời gian lư uBài 6: Sấy đối lư uBài 7: A-B Bơm – QuạtBài 8: A-B Khuấy - Lọc khung bảnBài 9: Vẽ sơ đồ và các chi tiết thiết bò chư ng cấtBài 10: Vẽ sơ đồ và các chi tiết thiết bò tháp đệmBài 11: Tháo lắp bơm quạtBài 12: Tháo lắp thiết bò truyền nhiệt Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bò5BÀI 1: MẠCH LƯU CHẤTI. MỤC ĐÍCHKhảo sát sư ï chảy của nư ớc ở nhiệt độ phòng thí nghiệm trong một hệ thốngchảy với hai đư ờng ông có đư ờng kính khác nhau d= 28 và d=16 , và có lư u lư ợngkế màng chắn, ventury , như õng bộ phận nối cùng như õng van kiểm soát- Thí nghiệm a: Xác đònh hệ số lư u lư ợng kế màng và venturi (trắc đònh lư ulư ợng kế màng chắn và veturi)- Xác đònh thư øa số ma sát - Xác đònh chiều dài tư ơng đư ơng của van LeII. LÝ THUYẾT1. Lưu lượng kế màng chắn và Ventury :Nguyên tắc của hai dụng cụ này là do độ giảm áp suất của lư u chất khi chảyqua dụng cụ nói trên để xác đònh lư u lư ợng dòng chảy.Vận tốc trung bình ở vò trí (2) đư ợc tính tư ø tổng kếtâ năng lư ợng là : 2 1 2 1v2v1v2v1 2 1 2 1 ống Venturi màng chắnSư û dụng phư ơng trình Bernouli cho hai mặt cắt ư ớt1-1, 2-2.- Z1 ,Z2: Độ cao mặt cắt ư ớt so với mặt chuẩn , nếu lấy mặt chuẩn trùng mặtống thì Z1 ,Z2 = 0.- Hf : tổn thất năng lư ợng dọc ống, nếu bỏ qua tổn thất năng lư ợng dọc ống nàythì Hf = 0.- 1,2 : Hệ số điều chỉnh động lư ợng , nếu chế độ chảy rối thì 1= 2 = 1.- Trọng lư ợng riêng của lư u chất  = g ( với  là khối lư ợng ruêng của lư uchất).- v1, v2: Vận tốc dòng chảy tại mặt cắt tại các tiết diện 1-1, 2-2.)1(222222221211 fHgvPZgvPZ  Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bò6- g : Gia tốc trọng trư ờng.p: Hệ số thủy dầu áp suất.Lư u lư ợng kế màng chắn và veturi đư ợc thiết lập qua công thư ùc:Trong thư ïc tế có tổn thất năng lư ợng khi chất lỏng đi tư ø 1-1, 2-2 . Để hiệuchỉnh ngư ời ta đư a vào hệ số hiệu chỉnh C, lư u lư ợng thư ïc của ống là :2. Tổn thất năng lượng của dòng chảy trong ống dẫn :Khi lư u chất chảy trong ống sẽ có sư ï thất thoát năng lư ợng do ma sát vớithành ống . Xét trư ờng hợp ống tròn đều nằm ngang : phư ơng trình Becnoulli tạihai mặt cắt ư ớt 1-1, 2-2 giới hạn đoạn ống cho ta : Với : Z1 = Z2 = 0v1 = v21= 2 = 1 ( chảy rối )công thư ùc Darcy cho tổn thất năng lư ợng :)2(2)1(212221pPPPgvv22212221221144 DdvvdvDvAvAvQ 2211 vvDd42422122)1()2(PvpPgvpKdpgAvQ 4122242242124 gdKpCKQ fHgvPZgvPZ 222222221211 Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bò7L : chiều dài ống (m).D : đư ờng kính ống (m) : Hệ số ma sát vô thư ù nguyênHệ số ma sát phụ thuộc vào chế đô dòng chảyNếu chế độ là chảy tầng (Re < 2320 ) thì .Nếu chế độ là chảy rối (Re > 2320 ) thì  = f(Re, /D) , có thể tra tư ø đồ thòMoody hay tư ø một số công thư ùc thư ïc nghiệm ( hệ số ma sát phụ thuộc vào Re vàđộ nhám tư ơng đối /D).Độ nhám tư ơng đối của ống là tỉ số giư õa độ nhám thành  trên đư ờng kính ốngD .Hf : tổn thất năng lư ợng do ma sát trong ống (m) .Có thể tính hệ số ma sát theo công thư ùc :g: gia tốc trọng trư ờng g = 98,1 dm/s2.D : đư ờng kính ống (dm).Ll : chiều dài đoạn ống khảo sát (dm).Q : lư u lư ợng nư ớc chảy trong ống (l/s). Q đư ợc xác đònh tư ø đồ thò Q theochênh lệch áp suất Pm/g (câu a).p0 : tổn thất cột áp ở hai đầu ống khảo sát (dm nư ớc ).3. Tổn thất cục bộ :Ngoài sư ï mất mát năng lư ợng do ma sát nói trên còn có sư ï mất mát nănglư ợng do trở lư ïc cuc bộ ,ï do sư ï thay đổi tiết diện chảy ,hư ớng chảy , bò cản bởivan, khúc nối , hay chỗ đột mở , đột thu, các co …Đối với van hay khúc nối , tổn thất đư ợc biểu diễn bằng phư ơng trình:gDLvHf22Re64gDLvpHf2205220284DglQpDQv20528lQpDg gDvLHef22 Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bò8Le : chiều dài tư ơng đư ơng của van hay khúc nối đư ợc đònh nghóa là chiều dàicủa một ống thẳng có cùng sư ï mất mát năng lư ợng với van hay khúc nối trongnhư õng điều kiện giống nhau.Xác đònh chiều dài tư ơng đư ơng Le:g: gia tốc trọng trư ờng g = 98,1 dm/s2.D : đư ờng kính ống (dm).l : chiều dài đoạn ống khảo sát (dm).Q : lư u lư ợng nư ớc chảy trong ống (l/s). Q đư ợc xác đònh tư ø đồ thò Q theochênh lệch áp suất Pm/g (câu a). đư ợc xác đònh tư ø đồ thò - Re trong thí nghiệm b1, ư ùng mỗi giá trò Re ta cógiá trò tư ơng ư ùng  ( sư û dụng đồ thò trong khảo sát đư ờng ống D28).Với các đơn vò đại lư ợng đư ợc đònh nghóa như trên.III. THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM1. Sơ đồ : (Xem hình vẽ)2. Dụng cụ :Thì kế (sinh viên chuẩn bò )Số liệu : kích thư ớc ống dẫn bằng đồngKí hiệu Đư ờng kính ngoài Đư ờng kính trongD28 28mm 26mmD18 18mm 14mmĐộ nhám : e = 1.2 lỗ mmMàng chắn : lối vào : 2,60 cm đư ờng kính lỗ : 1,60 cmVentury : lối vào : 2,60 cm đư ờng kính lỗ : 1,60 cmIV. PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆMTrư ớc khi bắt đầu các phần làm thí nghiệm , sinh viên cần tuân theo một sốchỉ dẫn sau :522282 DgQLegDvLppefv 258 QpDgLev gPpvv Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bò9Trư ớc khi mở hay tắt máy bơm phải đóng van số 3 và 4 để tránh bọt khí lọtvào hệ thống .Mở cầu nguồn 1. Trắc đònh lưu lượng kế màng chắn và ventury .Mở van nguồn nư ớc và số 0 cho nư ớc vào bình chư ùa đến vạch tối đa .Mở van số 1 , 2 và đóng van 4 ,5Mở công tắc điện cho bơm chạy và tư ø tư ø mở van 3 tối đa đồng thời mở vancủa áp kế dư ới ( thư ờng các van này đã mở) Ventury và màng chắn . Tắt bơm ,đóng van 3 . So sánh mư ùc chất lỏng trong các nhánh áp kế có bằng nhau không .Nếu không bằng nhau thì tiến hành chỉnh cho mư ùc chất lỏng trong các nhánh bằngnhau bằng cách : mở công tắc điện cho bơm chạy, mở van 3 , đồng thời mở cácvan phía trên áp kế để thông với khí quyển sau đó tiến hành tắt bơm và khóa cácvan phía trên áp kế lại. Sau đó tiến hành thí nghiệm.Ta chọn thể tích nư ớc W (trư ớc như trong bảng) . ư ùng với mỗi độ mở van 4 (lư u lư ợng sẽ khác nhau) ta đo độ giảm áp của màng chắn, venturi vàđồng thờiđo thời gian mà máy bơm, bơm hết thể tích nư ớc đó.Sẽ tiến hành đo với các độ mở van : hòan tòan, ¾ van, ½ van, ¼ van.Van số 4 mở hòan tòan (4 +1/4 vòng )Mở hòan tòan : sẽ mở van tối đaMở ¾ van : khóa van 1 +1/16 vòngMở ½ van : khóa van thêm 1 +1/16 vòngMở ¼ van : khóa van thêm 1 +1/16 vòngKhi hết nư ớc trong bình chư ùa : tắt bơm, khóa van 4,mở van O và van nguồnnư ớc .Tiến hành làm thí nghiệm 3 lần, có thể lấy số liệu trung bình và lọai như õngthông số thí nghiệm sai.2. Thiết lập giản đồ  theo Re cho đường ống có đường kính 28 mm và 16 mmCho ống 28 mm mở van 1,2 khóa van 4,5 .Mư ùc chất lỏng trong các nhánh áp kế phải bằng nhau (nếu không bằng nhautiến hành chỉnh cho mư ùc chất lỏng bằng nhau tiến hành giống câu a).Tiến hành làm thí nghiệm cho chiều dài l = 0,9 m. ư ùng với các độ mở van 3 to độ giảm áp trên ống D28 và màng chắn.Van 3 sẽ thí nghiệm cho các độ mở : hòan tòan, ¾ van, ½ van, ¼ van.Van số 3 mở hòan tòan (4 +1/4 vòng )Mở hòan tòan : sẽ mở van tối đaMở ¾ van : khóa van 1 +1/16 vòngMở ½ van : khóa van thêm 1 +1/16 vòngMở ¼ van : khóa van thêm 1 +1/16 vòngTiến hành làm thí nghiệm 3 lần, có thể lấy số liệu trung bình và lọai như õngthông số thí nghiệm sai. Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bò10Cho ống 16 mm khóa van 1,2 mở van 3 .Tiến hành làm thí nghiệm cho chiều dài l = 0,9 m. ư ùng với các độ mở van 5 to độ giảm áp trên ống D14 và màng chắn.Van 5 sẽ thí nghiệm cho các độ mở : hòan tòan, ¾ van, ½ van, ¼ van.Van số 3 mở hòan tòan (3 vòng )Mở hòan tòan : sẽ mở van tối đaMở ¾ van : khóa van ¾ vòngMở ½ van : khóa van thêm ¾ vòngMở ¼ van : khóa van thêm ¾ vòng3. Đònh chiều dài tương đương của van : Mư ùc chất lỏng trong các nhánh áp kế phải bằng nhau (nếu không bằng nhautiến hành chỉnh cho mư ùc chất lỏng bằng nhau tiến hành giống câu a).Mở van 1,3 khóa van 4,5 . ư ùng với các độ mở van 2 ta đo độ giảm áp của van2 và màng chắnVan 2 sẽ thí nghiệm cho các độ mở : hòan tòan, ¾ van, ½ van, ¼ van.Van số 2 mở hòan tòan (4 +1/4 vòng )Mở hòan tòan : sẽ mở van tối đaMở ¾ van : khóa van 1 +1/16 vòngMở ½ van : khóa van thêm 1 +1/16 vòngMở ¼ van : khóa van thêm 1 +1/16 vòngTiến hành làm thí nghiệm 3 lần, có thể lấy số liệu trung bình và lọai như õngthông số thí nghiệm sai.V. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM, TÍNH TOÁN VÀ ĐỒ THỊ1. Kết quả đoghi kết quả đo và tính các số liệu theo bảnga. Trắc đònh lưu lượng kế màng chắn, lưu lượng kế VenturiĐộ mở W(lít)T(s)Q(lít/s)Pm/g(cmH2O)Pv/g(cmH2O)Re Cm CvHT¾½¼ [...]... HồLê n - Sổ qu trình và t n n n n Viê tay thiế bòcôg nghệhó chấ – nxb khoa họ và thuậ n a t c kỹ t 30 Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bò S Đ À H Ä T O GT A Đ ÄM Ơ O E H ÁN H ÙP E 5 6 4 7 3 V3 L V2 L 8 V4 L V 8 V1 K V5 L 2 9 1 1- B lỏ g ơm n 2- T ng chư ù hù a 3- C t chư ù nư ớ ộ a c 4- L u lư ợ kế ng ư ng lỏ 5- C t chư ù đ m ộ a ệ 6- Ap kế õ Ù chư U 7- Ong chỉ m ï chấlỏ g Á ưc t n 8- L... u chấ J/kg.đ t n a t, ộ 0 tv1, tR1 - Nhiệ đ và và củ dòg nó g, C t ộ o ra a n n tv2, tR2 - Nhiệ đ và và củ dòg lạh, 0C t ộ o ra a n n Qu trình truyề nhiệ đ ợ biể diễ bở phư ơng trình: n t ư c u n i * Q = Kl tlog.L Trong đ : ó L - Chiề dàốg, m u i n Kl* - Hệsố truyề nhiệ dàtheo thư ï nghiệ , W/m2.đ n t i c m ộ 18 (1) (2) Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bò tlog – hiệ số u nhiệ đ trung... Kl* và l i khá a K Đ a ra mộ và ù g dụg mô ư t i n n hình thí nghiệ trong thư ï tế m c 7 TÀI LIỆU THAM KHẢO: 1 Hư ớ g Dẫ Thí Nghiệ Quá Trình và n n m Thiế Bò – Trư ờg Đ i Họ Bá h t n ạ c c Khoa Thàh Phố Chí Minh n Hồ 2 Sổ Tay Tậ II Quá Trình Và p Thiế Bò Côg NghệHó Chấ – NXB Khoa t n a t Họ và Thuậ c Kỹ t 24 Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bò BÀI 4 THÁP ĐỆM I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM: -. .. αd td Nu λ vớ : i - hệsố n nhiệ củ lư u chấ dẫ t a t 23 40 1,02 8 27 10 33 50 1 Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bò b5 - Lậ bả g kế qủ tính Kl* và l theo chếđ chả tư ø ó suy ra sai p n t a K ộ y đ * số õ Kl và l giư a K b6 - Dư ïg đ thòKl*, Kl theo Re n ồ VI BÀN LUẬN Sau khi tính toá và ïg cá đ thò sinh viê tư ïđ a ra như õ g nhậ xé , n dư n c ồ , n ư n n t đ nh gi và n luậ vềkếquảthí... n 2 Mối liên hệ giữa hiệu suất mâm Murpree và hiệu suất tổng quát : Hiệ suấ tổg quá củ thá khôg bằg vớ hiệ sâ trung bình củ tư øg u t n t a p n n i u t a n mâ Mố liê hệ nà tù thuộ và đ dố tư ơng đ i củ đ m i n y y c o ộ c ố a ơng2 câ bằg và n n đ ờg là việ Khi mG/L > 1 hiệ suấ tổg quá có giá trò lớ hơn và mG/L ư n m c u t n t n khi < 1 hiệ suấ tổg quá có giá trò nhỏ hơn Như vậ vớ quá trình trong đ... á suấ Pm/ g và Pv/ g (màg chắ và ng n n c p t n n ố venturi) (câ a) u - Hệsố u lư ợg kế và theo Re (câ a) lư n Cm Cv u - Thư ø số sá theo Re (câ b1, b2) a ma t u - Lư u lư ợg Q theo đ mởvan (câ c) n ộ u 3 Bàn luận: - So sá h cá đ thòtư ø t quảthí nghiệ vớ kếquảtrong sá h (lýthuyế n c ồ kế m i t c t) - Nhậ xé vềmư ù tin cậ củ kếquảthí nghiệ và n t c y a t m nguyê nhâ củ sai số n n a - Liê hệmô n hình... theo (2) n t i c m 21 Nhiệ đ dòg t ộ n lạh n 0 Và, C Ra, 0C o Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bò b4 - Tính hệ sốtruyề nhiệ dà theo lý thuyế theo (4) bằg cá h tính hệ n t i t n c số p nhiệ 1, 2 như sau: cấ t Xá đ nh chế ộchả củ lư u chấbằg chuẩ số c ò đ y a t n n Re Re ρωd td μ Trong đ : ó , - khốlư ợg riêg và ộnhớ đ ng họ củ lư u chấ kg/m3 và i n n đ t ộ c a t, Pa.S dtd – kích thư ớ hình... nghiệ m i c n p - 11 Khoa Hóa - Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bò Nê cá h sư ûdụg van đ hạ chế n thấ(khi lư u chấqua van) và õ g ư ù g u c n ể n tổ t t như n n dụg van trong thư ï tế n c VI TÀI LIỆU THAM KHẢO a Giá trình cơ lư u chấ( tậ thể ng viê bộmô cơ lư u chấ Trư ờg Đ o t p giả n n t) n HKT (Đ HBK) nă xb: 1997 m b VũVă Tả và n o Nguyễ Cả h Cầ ‘’ y lư ï’ tậ 1 NXB Đ i họ và n n m thủ c ’... dtr - Đ ờg kính ngo và ư ờg kính trong củ ồ g truyề nhiệ, m ư n i đ n a n n t - hệsố n nhiệ củ kim loạlà ốg, W/m.đ dẫ t a i m n ộ db - Đ ờg kính lớ bẩ bá trê thàh ốg, m ư n p n m n n n 2 rb – hệsố nhiệ củ cặ bẩ, m đ /W trở t a n n ộ cấ t a c n cá n t ư c 1, 2 - hệsố p nhiệ giư õ vá h ngă và c dòg lư u chấ đ ợ tính tư ø chuẩ số n Nu Nu P 0,25 A.R e m Pr n ( r ) E E R l Prt Cá hệsố m, n, El, ER là c hệsố... n n i p n t n y t đ m và pha phâ tá Ơ ûchế ộké theo (hay chế ộsủ bọthì pha lỏ g chiế ệ là n n đ o đ i t n m toà bộthể n tích tư ï và do như vậ pha lỏ g là y n pha liê tụ cò pha khí là n c n pha phâ n tá n A- Đ m hã iể m B- Đ m treo iể C- Đ m đ o pha iể ả D 25 Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bò Độ giảm áp khi cột khô: Đ giả á Pc củ dòg khí qua thá đ m phụthuộ và vậ tố khố ộ m p a n . TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP 4KHOA HOÁGIÁO TRÌNH THỰC HÀNHMÁY VÀ QUÁ TRÌNH THIẾT BỊHỆ CAO ĐẲNGThành phố Hồ Chí Minh, 9 – 2004 Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá. Giáo trình thư ïc tập quá trình và thiết bò9. Tài liệu tham khảo :[1]. Sổ tay quá trình và thiết bò công nghệ hóa học. Tập 2 - Nhà xuất bảnKhoa học và kỹ