Nguyên lý hoạt động của bơm ly tâm và ghép bơm trong kỹ thuật thực phẩm
MỤC LỤC
Bàn luận
- Tổn thất áp suất càng lớn khi mà tiết diện ống càng nhỏ, khi đó chất lỏng chiếm đầy ống và trở lực ma sát gây ra lớn. - Đối với trường hợp chất lỏng chảy qua đột thu thì tổn thất áp suất tăng lên đáng kể, do lúc này, tiết diện ống bất ngờ bị thu hẹp.
BƠM – GHÉP BƠM LY TÂM
- Cơ sở lý thuyết
- Kết quả 1. Kết quả
Nguyên lý hoạt động: Khi bánh guồng quay dưới tác dụng của lực ly tâm chất lỏng trong bánh guồng sẽ chuyển động theo cánh hướng dòng từ tâm bánh guồng ra mép bánh guồng và theo vỏ bơm ra ngòai. Vỏ bơm được cấu tạo theo hình xoắn ốc có tiết diện lớn dần có tác dụng làm giảm bớt vận tốc dòng chảy và tăng áp lực dòng chảy. Khi chất lỏng trong bánh guồng chuyển động ra ngòai dưới tác dụng của lực ly tâm, sẻ tạo ra áp suất chân không tại tâm bánh guồng, do có sự chênh lệch áp suất ở bên ngoài và tâm bánh guồng chất lỏng sẽ theo ống hút chuyển động vào bánh guồng, tạo thành dòng chất lỏng chuyển động liên tục trong bơm.
Ghép bơm là vấn đề rất cần thiết và quan trọng trong công nghiệp bởi vì nó mang lại nhiều lợi ích và đáp ứng được nhu cầu thực tế cần thiết. - Ưu điểm: Bơm ly tâm được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp và đời sống vì có nhiều ưu điểm như lưu lượng đề, gọn nhẹ, tốc độ quay lớn nên có thể trực tiếp nối với động cơ, đơn giản ít chi tiết, lưu lượng lớn,. - Thí nghiệm 1: Xác định cột áp toàn phần, công suất và hiệu suất của bơm ly tâm bằng cách đo đạc các thông số khi thay đổi lưu lượng chất lỏng (năng suất bơm).
THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT VỎ ỐNG
Mục đích
- Biết vận hành thiết bị truyền nhiệt, hiểu nguyên lý đóng ở van để điều chỉnh lưu lượng, và hướng dòng chảy, biết những sự cố có thể xảy ra và cách xử lý tình huống. - Khảo sát quá trình truyền nhiệt khi đun nóng hoặc làm nguội gián tiếp giữa 2 dòng qua một bề mặt ngăn cách là ống lồng ống, ống chùm và ống xoắn …. Quá trình trao đổi nhiệt giữa 2 dòng lưu chất qua một về mặt ngăn cách rất thường gặp trong các lĩnh vực công nghiệp hóa chất, thực phẩm, hóa dầu… Trong đó nhiệt lượng do dòng nóng tỏa ra sẽ được dòng lạnh thu vào.
Mục dích của quá trình nhằm thực hiện một giai đoạn nào đó trong quy trình công nghệ, đó có thể là đun nóng, làm nguội, ngưng tụ, hay bốc hơi… Tùy thuộc vào bản chất quá trình mà ta sẽ bố trí sự phân bố của các dòng sao cho giảm tổn thất, tăng hiệu suất của quá trình. Hiệu suất của quá trình trao đổi nhiệt cao hay thấp tùy thuộc vào cách ta bố trí thiết bị, điều kiện hoạt động… Trong đó, chiều chuyển động của các dòng có ý nghĩa rất quan trọng. - Trên mô hình thiết bị ống chùm và ống xoắn bố trí dòng chảy xuôi chiều hay ngược chiều chỉ cần điều chỉnh dòng lạnh, còn dòng nóng thì luôn bố trí cố định một chiều từ trên xuống.
Tiến hành thí nghiệm
- Dòng nóng chỉ có một chiều chảy trên xuống, cần điều chỉnh van dòng nóng sao cho dòng chảy từ thùng nóng qua bơm nóng qua lưu lượng kế qua thiết bị truyền nhiệt (chảy từ trên xuống) rồi trở về lại thùng nóng. Cần xác định mở nhưng van dòng lạnh nào để tạo ra dòng chảy từ thùng lạnh qua bơm lạnh qua lưu lượng kế qua thiết bị truyền nhiệt ( chảy từ trên xuống) rồi trở về thùng nóng hoặc xả bỏ ra ngoài. - Khi khảo sát TB1 thì cô lập TB2 (nghĩa là điều chỉnh van sao cho cả dòng nòng và lạnh không qua TB2) và ngược lại.
- Dòng nóng chỉ có một chiều chảy từ trên xuống, cần điều chỉnh van dòng nóng sao cho dòng chảy tử thùng nóng qua bơm nóng qua lưu lượng kế qua thiết bị truyền nhiệt (chảy từ trên xuống) rồi trở về lại thùng nóng. - Khi khảo sát ngược chiều thì ta chỉ cần điều chỉnh dòng lạnh cũng chảy từ dưới lên. Cần xác định mở những van dòng lạnh nào để tạo ra dòng chảy từ thùng lạnh qua bơm lạnh qua lưu lượng kế qua thiết bị truyền nhiệt (chảy từ dưới lên) rồi trở về thùng nóng hoặc xả bỏ ra ngoài.
Kết quả
Qua thí nghiệm, nhận ra ràng, nếu diện tích bề mặt thiết bị truyền nhiệt lớn thì sự truyền nhiệt diễn ra nhanh chóng hơn. - Đánh giá sự ảnh hưởng của chiều chuyển động của các dòng đến quá trình truyền nhiệt. Kết quả so sánh giữa truyền nhiệt xuôi chiều và ngược chiều thì hiệu suất truyền nhiệt của dòng xuôi chiều hiệu quả hơn rất nhiều.
Nhưng nếu xét về mặt hiệu số nhiệt độ trung bình thì người ta nhận thấy rằng khi lưu thể chuyển động ngược chiều, hiệu số nhiệt độ trung bình có giảm đi một ít so với trường hợp xuôi chiều, do đó bề mặt truyền nhiệt có tăng lên một ít. Khi so sánh tổng hợp về lượng chất tải nhiệt và các chi phí phụ khác để làm thiết bị có kích thước to hơn, người ta nhận thấy những chi phí phụ đó vẫn còn ít hơn so với phần giảm lượng chất tải nhiệt. Vì thế, trong thực tế thường làm việc theo nguyên tắc ngược chiều, trừ trường hợp yêu cầu kỹ thuật không cho phép.
QUÁ TRÌNH CÔ ĐẶC
- Cân bằng vật chất và năng lượng 1. Nồng độ
- Tiến hành thí nghiệm Giai đoạn đun sôi dung dịch
Cô đặc chân không dùng để cô đặc các dung dịch có nhiệt độ sôi cao ở áp suất thường và dung dịch dễ phân hủy vì nhiệt hoặc ó thể sinh ra phản ứng phụ không mong muốn (oxy, đường hóa, nhựa hóa). Cô đặc áp suất cao hơn áp suất khí quyển thường dùng cho các dung dịch không bị phân hủy ở nhiệt độ cao như các dung dịch muối vô cơ, để sử dụng hơi thứ cho quá trình cô đặc và các quá trình đun nóng khác. - Dung dịch cho vào ở mức nhất định, cho bốc hơi đồng thời bổ sung dung dịch mới liên tục vào để giữ mức chất lỏng không đổi cho đến khi nồng độ đạt yêu cầu, sau đó tháo dung dịch ra làm sản phẩm và thực hiện một mẻ mới.
Trong đó: Gđ: Khối lượng dung dịch ban đầu trong nồi đun (kg) : Nồng độ ban đầu của chất tan trong nồi đun (kg/kg) Gc: Khối lượng dung dịch còn lại trong nồi đun (kg) : Nồng độ cuối cùng của chất tan trong nồi đun (kg/kg) Gw: Khối lương dung môi bay hơi (kg). Qng Nhiệt lượng nước giải nhiệt nhận được ở thiết bị ngưng tụ (J) P1 Công suất điện trở nồi đun sử dụng cho quá trình đun nóng (W) P2 Công suất điện trở nồi dun sử dụng cho quá trình hóa hơi (W). Năng lượng do nồi đun cung cấp cho quá trình là kJ mà trong khi đó năng lượng mang ra là năng lượng dung dich nhận được chỉ có kJ nên ta có thể thấy lượng nhiệt tổn thất ra bên ngoài là rất lớn.
SẤY ĐỐI LƯU
Giai đoạn sấy đẳng tốc: Sau giai đoạn sấy đốt nóng, độ ẩm của vật liệu giảm tuyến tính theo thời gian (trên đường cong sấy là đoạn thằng hay trên đường cong tốc độ sấy là đoạn nằm ngang).Trong giai đoạng này, sự giảm độ ẩm của vật liệu trong một đơn vị thời gian là không đổi (N = const) nên được gọi là giai đoạn sấy đẳng tốc, giai đoạn sấy đẳng tốc kéo dài cho đến thời điểm mà hàm ẩm của vật liệu đạt đến giá trị nào đấy thì kết thúc, được gọi là độ ẩm tới hạn của vật liệu. Giai đoạn giảm tốc: khi độ ẩm của vật liệu đạt giá trị tới hạn thì tốc độ sấy bắt đầu giảm dần và đường cong sấy chuyển từ đường thẳng sang đường cong tiệm cận dần đến độ ẩm cân bằng của vật liệu trong điều kiện của quá trình sấy. Để dễ dàng cho việc tính toán, người ta thay các dạng đường cong phức tạp của tốc độ sấy bằng đường thẳng giảm tốc quy ước sao cho việc thay thế này có sai số bé nhất, khi đó giá trị độ ẩm tới hạn sẽ dịch chuyển về điểm tới hạn quy ước và được gọi là độ ẩm tới hạn quy ước là giao điểm đường đẳng tốc N và đường thẳng giảm tốc quy ước.
• 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 của vật liệu thay đổi không đáng kể, tốc độ sấy tăng nhanh đến nhiệt độ cực đại. Bên cạnh đó, trong công nghệ nghiên cứu thì sấy là thao tác không thể thiếu để khử trùng dụng cụ, ngoài ra sấy dùng để sấy khô rau quả, thực phẩm, giảm khối lượng để dễ dàng vận chuyển và bảo quản, tăng độ bền cho đồ gốm, sứ. Nguyên nhân tạo nên sự khác biệt giữa quá trình sấy lý thuyết và sấy thực tế là do quá trình sấy lý thuyết thì xem nhiệt lượng bổ sung trong quá trình sấy bằng với nhiệt lượng tổn thất trong quá trình sấy.
