Báo cáo thí nghiệm thực hành kỹ thuật thực phẩm

LỌC KHUNG BẢN

Mục đích thí nghiệm

- Khảo sát quá trình hoạt động của máy lọc khung bản.

- Xác định vận tốc lọc trung bình, chu kỳ lọc và năng suất lọc.

- Xác định các hệ số lọc và phương trình lọc, mối liên hệ giữa động lực quá trình lọc và năng suất của máy lọc.

Cơ sở lý thuyết

Quá trình lọc nhằm mục đích tách biệt pha liên tục và pha phân tán trong một hỗn hợp Hai pha có thể là lỏng – khí, rắn – khí, rắn – lỏng, hoặc hai pha lỏng không tan lẫn trong cùng một hỗn hợp.

Lọc là quá trình tách biệt các hỗn hợp thông qua một vật ngăn xốp, cho phép một pha đi qua trong khi pha còn lại bị giữ lại Vật ngăn có thể được hình thành từ nhiều dạng khác nhau như hạt (cát, đá, than), sợi (tơ nhân tạo, sợi bông, đay, gai), hoặc tấm lưới kim loại, cũng như các vật liệu như sứ xốp và thủy tinh xốp.

Chênh lệch áp suất hai bên vách ngăn lọc được gọi là động lực của quá trình lọc nghĩa là:

P = P1 - P2 Động lực của quá trình lọc có thể tạo ra bằng ba cách sau:

- Dùng áp lực của cột chất lỏng (áp suất thủy tĩnh).

- Dùng máy bơm hay máy nén đưa huyền phù vào(lọc áp suất).

- Dùng bơm chân không (lọc chân không).

2.1 Tốc độ lọc và các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian lọc

Lượng nước lọc thu được trên một đơn vị diện tích bề mặt vách ngăn lọc trên một đơn vị thời gian gọi là tốc độ lọc.

V – Thể tích nước lọc thu được, m 3

Quá trình lọc huyền phù phụ thuộc vào nhiều yếu tố quan trọng, bao gồm tính chất của huyền phù như độ nhớt, kích thước và hình dạng của pha phân tán Thời gian lọc (t) và diện tích bề mặt vách lọc (F) cũng ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả của quá trình này Ngoài ra, động lực của quá trình lọc và trở lực từ bã và vách ngăn cũng là những yếu tố cần xem xét để tối ưu hóa quá trình lọc.

Theo DAKSI, tốc độ lọc có thể biểu diễn dưới dạng phương trình sau

Trong đó: m - độ nhớt của pha liên tục, Ns/m 2

Rb = Pb – trở lực của bã lọc (tổn thất áp suất qua lớp bã), 1/m

Rv = Pv – trở lực của vách lọc, đại diện cho tổn thất áp suất qua vách lọc, tính bằng 1/m Trong đó, r0 là trở lực riêng theo thể tích của bã lọc, đo bằng 1/m², phản ánh trở lực của lớp bã dày Thêm vào đó, h0 là chiều dày của lớp bã lọc, tính bằng mét.

V - tỉ số giữa thể tích bã ẩm thu được và lượng nước lọc

Thay (1.3) vào phương trình (1.2) ta được: dV= ΔP.F μ ( r 0 X 0 V F+R v ) dτ

Trong nghiên cứu quá trình lọc, người ta thường tiến hành thí nghiệm dưới hai chế độ chính: lọc với áp suất không đổi và lọc với tốc độ lọc không đổi.

2.2 Lọc với áp suất không đổi, P = const

Gọi q = V/F – lượng nước lọc riêng: là lượng nước lọc thu được trên 1m 2 bề mặt vách lọc, m 3 /m 2

Từ phương trình (1.4), với điều kiện bã lọc và vách lọc không chịu nén ép, tức là r0 = const và Rv = const, chúng ta có thể biến đổi và tích phân hai vế của phương trình này.

Chia hai vế phương trình (1.6) cho m.r X/F 2 ta được

F= 2 ΔP μ.r 0 X 0 τ Û q 2 + 2.C.q = Kt (1.7) Đây là phương trình lọc với áp suất không đổi

Trong đó: C= R v r 0 X 0 ; K= 2.ΔP μ.r 0 X 0 là các hằng số lọc, đặc trưng cho một quá trình lọc xác định.

Vi phân hai vế phương trình (1.7) theo dq ta được:

Từ phương trình (1.8), chúng ta thấy rằng mối quan hệ giữa Δτ và Δq - q tạo thành một đường thẳng với hệ số góc là 2/K và tung độ gốc là 2C/K Khi thực hiện thí nghiệm lọc và dựng đồ thị giữa hai đại lượng này, nếu kết quả là một đường thẳng, ta có thể kết luận rằng quá trình lọc diễn ra với áp lực không đổi, đồng thời xác định được các hằng số lọc.

2.3 Lọc với tốc độ lọc không đổi (w=const)

Do tốc độ lọc là hằng số, nên sự thay đổi thể tích nước lọc trong một đơn vị thời gian cũng không thay đổi Vì vậy, phương trình (1.4) có thể được biểu diễn dưới dạng khác.

Nhận thấy rằng: P = Pb + Pv = m.r0.X0.w 2 t + mRv.w

Vậy: P = A.t + B; (A=m.r0.X0.w 2 ; B=mRv.w); A, B là các hằng số.

Nghĩa là động lực quá trình lọc biến thiên tuyến tính treo thời gian.

Trang thiết bị, dụng cụ, hóa chất, nguyên liệu

Thiết bị lọc được chế tạo với nhiều kiểu dáng và dạng khác nhau nhằm phù hợp với các điều kiện cụ thể Dựa vào cách thức hoạt động, thiết bị lọc được phân thành hai loại chính: thiết bị lọc gián đoạn và thiết bị lọc liên tục.

Trong bài này ta tiến hành với máy lọc khung bản.

Sơ đồ nguyên lý hoạt động:

Sơ đồ nguyên lý hoạt động máy lọc khung bản

Máy lọc khung bản bao gồm các bộ phận chính như bồn chứa nguyên liệu, bơm tạo áp lực cho chất lỏng, khung bản lọc, van điều chỉnh, lưu lượng kế và áp kế đo áp suất trước và sau khung bản lọc.

Máy lọc bao gồm nhiều khung bản cùng kích thước được xếp liền nhau trên một khung đỡ, với các tấm ngăn xốp phân chia giữa khung và bản Bản đầu tiên là bản cố định, trong khi bản cuối cùng là bản di động Quá trình ép chặt khung và bản được thực hiện bằng cơ cấu vít đai ốc thông qua tay quay Huyền phù được đưa vào khung qua van V3, trong khi nước trong được thu hồi qua van V4, và bã lọc được giữ lại trên các tấm ngăn xốp.

Bề mặt của bản được thiết kế với các rãnh thẳng đứng song song, cùng với hai rãnh nằm ngang ở hai đầu Rãnh nằm ngang phía dưới kết nối với van tháo nước lọc và nước rửa, trong khi khung rỗng tạo thành phòng lọc để chứa cặn hiệu quả.

Nguyên liệu thí nghiệm: Huyền phù.

Các bước tiến hành thí nghiệm

1 Tiến hành thí nghiệm với áp suất lọc không đổi

Các bước tiến hành thí nghiệm:

Kiểm tra tổng quát thiết bị là bước đầu tiên, sau đó cho huyền phù vào bể chứa nguyên liệu Tiếp theo, lắp vách ngăn lọc vào trong các khung bản và ép chặt khung cùng bản bằng tay quay để đảm bảo quá trình lọc diễn ra hiệu quả.

Kiểm tra nguồn điện, khúa van v2, v6; mở hoàn toàn van v1, v4; mở ẳ van v3, bật công tắc bơm.

Để thay đổi áp suất trên áp kế P1, hãy điều chỉnh van số 3 và ghi lại các giá trị áp suất trên áp kế P1 và P2 Đồng thời, hãy đo thời gian cần thiết để thu được một thể tích nước lọc cố định.

Dừng máy, tháo các tấm ngăn lọc, rữa bã đồng thời đo thời gian rữa bã và các thời gian thao tác phụ để xác định chu kỳ lọc.

2 Tiến hành thí nghiệm với tốc độ lọc không đổi

Các bước tiến hành thí nghiệm:

Kiểm tra tổng quát thiết bị là bước đầu tiên, sau đó cho huyền phù vào bể chứa nguyên liệu Tiếp theo, lắp vách ngăn lọc vào các khung bản và ép chặt khung bản bằng tay quay để đảm bảo quá trình lọc diễn ra hiệu quả.

Kiểm tra nguồn điện và khóa van v2, v6; mở hoàn toàn van v1, v4; sau đó mở van v3 và bật công tắc bơm Điều chỉnh van v4 để duy trì lưu lượng ổn định ở một giá trị nhất định, đồng thời ghi lại các giá trị áp suất trên áp kế P1, P2 tại những thời điểm khác nhau.

Dừng máy, tháo các tấm ngăn lọc, rữa bã

Lặp lại thí nghiệm hai lần với lưu lượng tương ứng Q 1 , Q 2

Lập công thức tính toán

 Xác định lượng nước lọc riêng: q = V/F, m 3 /m 2

 Tính vận tốc lọc bằng lưu lượng chia cho tổng diện tích bề mặt vách lọc. w= Q

 Dùng phương pháp bình phương cực tiểu để tìm phương trình cho đồ thị dạng:

Báo cáo thí nghiệm

1 Kết quả đo Bảng 1 Lọc với áp suất không đổi

STT Áp suất lọc Thể tíc lọc(lít) Thời gian lọc(s) 1

Bảng 2 Lọc với tốc độ không đổi

Xác định số lượng tấm vách ngăn xốp cần sử dụng trong thí nghiệm và đo kích thước của chúng để tính toán diện tích bề mặt của vách ngăn lọc là bước quan trọng trong quy trình nghiên cứu.

Trong thí nghiệm này có sử dụng 10 tấm vách ngăn, kích thướt đo 200x200mm. Vậy diện tích bề mặt vách ngăn lọc F = 0.2x0.2x10 = 0.4 m 2

Xác định lượng nước lọc riêng q = V/F, m 3 /m 2

Xác định biến thiên thời gian dτi.

Xác định biến thiên lượng nước lọc riêng: dqi, suy ra tỷ số dτi/dqi.

3 Kết quả xử lý số liệu (chung cho hai điều kiện áp suất)

Theo lý thuyết đồ thị, khi vẽ đồ thị mối liên hệ giữa Δτ/Δq và Δτ, chúng ta sẽ nhận được một đường thẳng với phương trình dạng Y = AX + B, trong đó A = 2/K và B = 2C/K Đồ thị này được xây dựng dưới điều kiện áp suất lọc không đổi là 0.5 bar.

Dựa vào đồ thị, chúng ta có thể xác định hằng số lọc C và K, từ đó viết phương trình lọc trong điều kiện áp suất không đổi Đồ thị thể hiện mối quan hệ Y = 200X, dẫn đến C = 0 và K = 0.01 Do đó, phương trình lọc với áp suất không đổi được xác định là q2 = 0.01 τ.

Trong thí nghiệm với áp suất lọc 1.0 bar, đồ thị Δτ/Δq – Δτ cho thấy mối quan hệ tuyến tính với dạng Y = 200X Kết quả cho thấy C = 0 và K = 0.01, từ đó ta có thể viết phương trình lọc với áp suất không đổi là q² = 0.01 τ.

Bảng 4 Kết quả xử lý số liệu (chung cho hai điều kiện lưu lượng lọc)

Vẽ đồ thị quan hệ giữa biến thiên áp suất và thời gian P - t; P = A.t + B; (A=m.r0.X0.w2; B=mRv.w). Đồ thị Quan hệ biến thiên áp suất theo thời gian ở tốc độ 0.0125(m 3 /s)

Theo lý thuyết thì A và B là các hằng số, dựa vào đồ thị xác định các hằng số A, B, viết lại phương trình lọc với tốc độ lọc không đổi.

Dựa vào Đồ thị trên, ta tìm được:

Suy ra phương trình lọc với áp suất không đổi là: P = 0.006.t – 0.2

Tương tự, với tốc độ lọc là 0.01 (m 3 /s) ta có đồ thị và phương trình lọc: Đồ thị Quan hệ biến thiên áp suất theo thời gian ở tốc độ 0.01 (m 3 /s)

Dựa vào Đồ thị trên, ta tìm được:

Suy ra phương trình lọc với áp suất không đổi là: P = 0.0053.t – 0.16

VII Đánh giá kết quả thí nghiệm

1 Nhận xét về kết quả thí nghiệm, dựa vào kết quả thí nghiệm so sánh với lý thuyết.

Dựa vào kết quả thí nghiệm, ta thấy có nhiều sai số; đồ thị không là đường thẳng mà là đường cong gần thẳng gần đúng với lý thuyết.

2 Đánh giá sai số thí nghiệm, loại bỏ các sai số thô.

Sai số có thể xảy ra khi thao tác không đồng đều, dẫn đến máy hoạt động không chính xác Ngoài ra, quá trình làm sạch bã chưa triệt để cũng có thể là nguyên nhân, vì phần bã còn sót lại trên bản lọc sẽ ảnh hưởng đến kết quả cuối cùng.

KHẢO SÁT HỆ THỐNG GHÉP BƠM

Mục đích

- Khảo sát và tìm các đặc tuyến của bơm.

- Khảo sát và xây dựng đồ thị tìm điểm làm việc của bơm ly tâm.

- Khảo sát và tìm hiểu các trường hợp ứng dụng của mô hình ghép bơm song song và nối tiếp.

II Cơ sở lý thuyết

1 Khái niệm và phân loại bơm a Khái niệm

Bơm là thiết bị quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp, có chức năng vận chuyển chất lỏng qua hệ thống ống Nó cung cấp năng lượng cần thiết để vượt qua trở lực trong quá trình di chuyển, nâng chất lỏng lên độ cao và duy trì lưu lượng chảy trong các thiết bị công nghệ Năng lượng mà bơm sử dụng có thể được lấy từ nhiều nguồn động lực khác nhau.

Theo nguyên lý hoạt động, bơm chất lỏng được phân loại thành ba nhóm chính Nhóm đầu tiên là bơm thể tích, trong đó việc hút và đẩy chất lỏng diễn ra nhờ sự thay đổi thể tích của không gian làm việc bên trong bơm Quá trình này dẫn đến sự thay đổi về thể tích và áp suất của chất lỏng, từ đó cung cấp năng lượng cho chất lỏng.

Việc thay đổi thể tích trong bơm có thể do:

- Chuyển động tịnh tiến (bơm pittông)

Bơm roto, hay còn gọi là bơm động lực, hoạt động dựa trên chuyển động quay để hút và đẩy chất lỏng Sự quay tròn của cánh quạt tạo ra động năng, giúp truyền năng lượng vào chất lỏng và tạo ra dòng chảy hiệu quả.

Năng lượng của cánh quạt truyền vào chất lỏng có thể dưới dạng:

- Lực ly tâm (bơm ly tâm)

- Lực đẩy của cánh quạt (bơm hướng trục)

Lực ma sát trong bơm xoáy lốc là yếu tố quan trọng giúp tối ưu hóa hiệu suất Bơm khí động hoạt động dựa trên nguyên lý thay đổi áp suất của dòng khí chuyển động, từ đó tạo ra năng lượng để hút và đẩy chất lỏng hiệu quả.

- Bơm ejector: Việc thay đổi áp suất dòng khí sẽ tạo ra lực lôi cuốn chất lỏng chuyển động cùng dòng khí

- Thùng nén: tạo áp suất trên bề mặt chất lỏng nhằm tạo cho chất lỏng có thế năng cần thiết để chuyển động

2 Các thông số cơ bản của bơm

- Năng suất của bơm: là thể tích chất lỏng bơm cung cấp vào ống đẩy trong một đơn vị thời gian Ký hiệu: Q (m 3 /s; m 3 /h; l/s)

Cột áp của bơm là áp suất của chất lỏng tại miệng ra ống đẩy, thể hiện năng lượng riêng mà chất lỏng đạt được khi di chuyển từ ống hút đến ống đẩy của bơm Ký hiệu của cột áp là H (m).

Cột áp toàn phần của bơm được tính như sau:

P1: áp suất đầu vào, Pa

P2: áp suất đầu ra, Pa

2g : năng lượng để khắc phục động năng giữa ống đẩy và ống hút, m.

V1: vận tốc vào của dòng lưu chất, m/s.

V2: vận tốc ra của dòng lưu chất, m/s.

He = Z2 – Z1= 0,075m, năng lượng dùng để khắc phục chiều cao của hai mặt cắt, m.

- Công suất của bơm: là năng lượng tiêu hao để tạo ra lưu lượng Q và cột áp của bơm H Ký hiệu: N (KW , Hp)

Công suất của bơm được xác định theo công thức:

Trong đó: Q : lưu lượng của bơm, m 3 /s.

H : cột áp của bơm, m. r : khối lượng riêng của chất lỏng, kg/m 3 h : hiệu suất của bơm. g : gia tốc trọng trường, m/s 2

Công suất của bơm có thể được tính như sau:

60 , kW Trong đó: n: số vòng quay của bơm, vòng/phút t: momen xoắn của động cơ, Nm

3 Bơm ly tâm a Cấu tạo và nguyên lý họat động

Bơm ly tâm được cấu tạo gồm vỏ bơm, bánh guồng với các cánh hướng dòng, trục truyền động, ống hút và ống đẩy Bánh guồng gắn trên trục truyền động, trong khi ống hút và ống đẩy đảm nhiệm vai trò dẫn dòng chất lỏng.

Nguyên lý hoạt động của bơm guồng là khi bánh guồng quay, lực ly tâm khiến chất lỏng di chuyển từ tâm ra mép bánh guồng và theo vỏ bơm ra ngoài Vỏ bơm được thiết kế theo hình xoắn ốc với tiết diện lớn dần, giúp giảm vận tốc dòng chảy và tăng áp lực Khi chất lỏng di chuyển ra ngoài, áp suất chân không hình thành tại tâm bánh guồng, tạo ra sự chênh lệch áp suất giữa bên ngoài và bên trong, khiến chất lỏng từ ống hút chảy vào bánh guồng, duy trì dòng chảy liên tục trong bơm.

Bơm ly tâm được ưa chuộng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp và đời sống nhờ vào những ưu điểm nổi bật như lưu lượng lớn, thiết kế gọn nhẹ, tốc độ quay cao cho phép kết nối trực tiếp với động cơ, và cấu trúc đơn giản với ít chi tiết.

- Nhược điểm: Phải mồi bơm khi khởi động, không tạo ra được áp suất lớn hơn 7 at, năng suất phụ thuộc vào cột áp của bơm.

Ghép bơm song song là phương pháp hiệu quả khi cần duy trì cột áp ổn định và tăng lưu lượng chất lỏng Khi thực hiện ghép bơm, cả hai bơm sẽ cùng bơm chất lỏng vào một đường ống, dẫn đến việc tổng năng suất của hệ thống sẽ bằng tổng năng suất của từng bơm riêng biệt.

Khi kết hợp đặc tuyến tổng của bơm với đặc tuyến mạng ống trên cùng tọa độ, ta nhận thấy điểm B đại diện cho điểm làm việc riêng lẻ của từng bơm với lưu lượng QI = QII Đồng thời, điểm A thể hiện điểm làm việc của hai bơm khi được mắc song song với lưu lượng QI-II.

Như thế QI-II> QI nhưng nhỏ hơn 2 QI.

Như vậy ta thấy cách ghép song song càng bất lợi khi trở lực đường ống càng lớn.

Cách ghép song song chỉ nên được áp dụng cho các mạng ống đơn giản với trở lực nhỏ, khi đó đường đặc tuyến mạng ống sẽ là đường nét đứt, dẫn đến việc tăng năng suất QI-II.

Ghép bơm nối tiếp là phương pháp hiệu quả khi cần duy trì lưu lượng và tăng cột áp Khi áp dụng kỹ thuật này, năng suất tổng của hệ thống bơm sẽ tương đương với năng suất của từng bơm riêng lẻ, trong khi áp suất tổng sẽ gấp đôi tổng áp suất mà mỗi bơm tạo ra Điều này giúp cải thiện hiệu suất hoạt động của hệ thống bơm.

Khi kết hợp đặc tuyến của hai bơm mắc nối tiếp với đặc tuyến mạng ống trên cùng một đồ thị, điểm B thể hiện điểm làm việc của từng bơm riêng lẽ với cột áp H1 và lưu lượng Q1 Trong khi đó, điểm A biểu thị điểm làm việc khi hai bơm được ghép nối tiếp, tương ứng với cột áp H và lưu lượng Q Mặc dù lưu lượng tăng từ Q1 lên Q khi ghép bơm nối tiếp, sự gia tăng này không đáng kể, và cột áp cũng chỉ tăng từ H1 lên H, với điều kiện H1 nhỏ hơn 2H.

Cách tiến hành thí nghiệm

Bơm chạy tuần hoàn để đuổi khí ra khỏi hệ thống hoàn toàn Để khử bọt khí, hãy đóng và mở nhẹ nhàng van hút một vài lần, sau đó mở hoàn toàn van hút.

- Chọn biểu tượng “GO” để lưu lại kết quả của bơm chạy ở chế độ 80%.

- Đóng van hút để lưu lượng là 0.

- Chọn biểu tượng “GO” để lưu lại kết quả này.

Mở từ từ van hút với các khẩu độ khác nhau để tăng lưu lượng Sau đó, chờ từ 1-2 phút tùy thuộc vào khẩu độ van đã chọn, rồi nhấn vào biểu tượng “GO” để lưu lại kết quả tương ứng.

TN 2: Điều chỉnh lưu lượng bằng cách đóng từ từ van hút và giảm từ từ tốc độ quay của bánh guồng 1.

- Hai bơm sử dụng trong thí nghiệm này có đặc tính giống nhau.

- Bơm 2 được cài đặt sẵn cố định.

- Bơm 1 được chạy với tốc độ tối đa là 80% đối với dòng điện 50Hz hoặc 100% đối với dòng điện 60Hz. a Vận hành 1 bơm đơn

- Đóng van ra của bơm 2 ( van 15), mở van ra của bơm 1( van 14).

- Chọn chế độ chạy 1 bơm (single) trong phần mềm.

- Chọn biểu tượng “GO” để đầu cảm biến nhận tín hiệu và hiển thị lên bảng kết quả của phần mềm.

Điều chỉnh tỉ lệ van số 2 để thay đổi lưu lượng, và chọn biểu tượng “GO” để ghi nhận kết quả tương ứng với từng khẩu độ van khác nhau.

- Sau khi làm xong thì chúng ta đưa van số 2 về trạng thái mở hoàn toàn. b Vận hành hệ thống ghép bơm nối tiếp

- Chọn biểu tượng “new” để tạo bản kết quả mới, rồi đổi tên thành “Nối tiếp”.

- Chọn chế độ “series” trong phần mềm.

- Mở van 15, đóng van 14 rồi đợi vài phút (5 phút) để cho bọt khí ra khỏi hệ thống.

- Chọn biểu tượng “GO” để đầu cảm biến nhận tín hiệu và hiển thị lên bảng kết quả của phần mềm.

- Đóng dần dần van 2 , rồi chọn biểu tượng “GO” để cảm biến đọc tương ứng với từng khẩu độ van khác nhau.

- Sau khi làm xong thì mở van 2 ra hoàn toàn.

TN 3: Điều chỉnh lưu lượng bằng cách mở từ từ van hút và tăng từ từ tốc độ quay của bánh guồng 1.

Thực hiện tương tự như TN 2, nhưng cần mở dần dần van 2 Sau đó, chọn biểu tượng “GO” để cảm biến có thể đọc chính xác tương ứng với từng khẩu độ van khác nhau.

TN 4: Điều chỉnh lưu lượng bằng cách đóng từ từ van hút và giảm từ từ tốc độ quay của bánh guồng 1.

- Kết nối và kiểm tra hệ thống ống dẫn.

- Cho bơm hoạt động để đuổi hết khí ra khỏi hệ thống ống.

- Chúng ta có thể lấy kết quả của thí nghiệm 6 tiếp tục cho thí nghiệm 7 Nếu không chúng ta có thể bắt đầu bằng 1 bảng thí nghiệm mới.

- Chọn biểu tượng “new” để tạo bản kết quả mới, rồi đổi tên thành “song song”.

- Chọn chế độ “Parallel” trong phần mềm.

- Chọn biểu tượng “GO” để đầu cảm biến nhận tín hiệu và hiển thị lên bảng kết quả của phần mềm.

- Đóng dần dần van 2 , rồi chọn biểu tượng “GO” để cảm biến đọc tương ứng với từng khẩu độ van khác nhau.

- Sau khi làm xong thì mở van 2 ra hoàn toàn.

- Cài đặt tốc độ bơm 1 bằng 0%.

- Sau đó tắt cả 2 bơm.

TN 5: Điều chỉnh lưu lượng bằng cách mở từ từ van hút và tăng từ từ tốc độ quay của bánh guồng 1.

Mở dần dần van 2 và chọn biểu tượng “GO” để cảm biến đọc chính xác theo từng khẩu độ van khác nhau.

Lập công thức tính toán

 Công suất của bơm: là năng lượng tiêu hao để tạo ra lưu lượng Q và cột áp của bơm H Ký hiệu N (KW hoặc HP) Công thức xác định:

Trong đó; Q: Lưu lượng của bơm, (m 3 /s).

H: Cột áp toàn phần của bơm, (m). ρ : Khối lượng riêng của chất lỏng, (kg/m 3 ) Trong thí nghiệm này ta dùng chất lỏng là nước, và ρ nước =1 (kg /m 3 ). g : Gia tốc trọng trường bằng 9.81 (m/s)

 Tính P m : Công thức tính như sau:

Trong đó; n: Số vòng quay của bơm, vòng/phút Trong bài thí nghiệm này, hai chế độ bơm quay là ở 1440 (vòng/phút) và 1764 (vòng/phút).

 Tính P h : Theo công thúc tính như sau:

P h = H tp Q ρ g ,( W ) Trong đó; H tp : là cột áp toàn phần của bơm, (mH2O)

Q: Lưu lượng của bơm, (m 3 /s). ρ : Khối lượng riêng của chất lỏng, (kg/m 3 ). g : Gia tốc trọng trường bằng 9.81 (m/s).

 Tính Hiệu suất (E): E được tính theo công thức:

Kết quả thí nghiệm

1 Kết quả đo a Hệ 1 bơm

(Tỉ lệ %) Áp suất hút

9 80% 0.90 0.90 0.16 b Hệ 2 bơm ghép nối tiếp

TN 2: Điều chỉnh lưu lượng bằng cách đóng từ từ van hút và giảm từ từ tốc độ quay của bánh guồng 1.

STT Chế độ tốc độ bơm Áp suất hút P h

(kPa) Áp suất đẩy bơm 1

P 1d , (kPa) Áp suất đẩy bơm 2,

STT Chế độ tốc độ bơm Áp suất hút

P h (kPa) Áp suất đẩy bơm 1

P 1d , (kPa) Áp suất đẩy bơm 2,

TN 3: Điều chỉnh lưu lượng bằng cách mở từ từ van hút và tăng từ từ tốc độ quay của bánh guồng 1.

STT Chế độ tốc độ bơm Áp suất hút P h

(kPa) Áp suất đẩy bơm 1

P 1d , (kPa) Áp suất đẩy bơm 2,

9 80% -0.60 0.00 12.90 1.28 c Hệ 2 bơm ghép song song

TN 4: Điều chỉnh lưu lượng bằng cách đóng từ từ van hút và giảm từ từ tốc độ quay của bánh guồng 1.

STT Chế độ tốc độ bơm Áp suất hút P h

(kPa) Áp suất đẩy bơm 1

P 1d , (kPa) Áp suất đẩy bơm 2,

TN 5: Điều chỉnh lưu lượng bằng cách mở từ từ van hút và tăng từ từ tốc độ quay của bánh guồng 1.

STT Chế độ tốc độ bơm Áp suất hút P h

(kPa) Áp suất đẩy bơm 1

P 1d , (kPa) Áp suất đẩy bơm 2,

2 Kết quả tính toán a Hệ 1 bơm

9 0.000160 1.872E-05 3165.12 52.752 0 b Hệ 2 bơm ghép nối tiếp

7 0.0000 0.0002771 0.00 0.0000 0.0000 c Hệ 2 bơm ghép song song

3 Vẽ đồ thị Đồ thị cho TN 2:

Q Đồ thị Mối quan hệ giữa cột áp và lưu lượng

Q Đồ thị Mối quan hệ giữa Công suất và lưu lượng

Q Đồ thị Mối quan hệ giữa hiệu suất và lưu lượng Đồ thị cho TN 3:

H Đồ thị Mối quan hệ giữa cột áp và lưu lượng

N Đồ thị Mối quan hệ giữa Công suất và lưu lượng

E Đồ thị Mối quan hệ giữa hiệu suất và lưu lượng Đồ thị cho TN 4:

H Đồ thị Mối quan hệ giữa cột áp và lưu lượng

N Đồ thị Mối quan hệ giữa Công suất và lưu lượng

E Đồ thị Mối quan hệ giữa hiệu suất và lưu lượng Đồ thị cho TN 5:

H Đồ thị Mối quan hệ giữa cột áp và lưu lượng

N Đồ thị Mối quan hệ giữa Công suất và lưu lượng

E Đồ thị Mối quan hệ giữa hiệu suất và lưu lượng

Nhận xét và bàn luận kết quả

Kết quả tính toán và đồ thị cho thấy có sai số đáng kể so với lý thuyết, nhưng thực hành thí nghiệm đã giúp nâng cao hiểu biết về lý thuyết bơm Đồ thị chỉ ra rằng để duy trì cột áp và tăng lưu lượng, cần sử dụng phương án ghép bơm nối tiếp Ngược lại, nếu muốn giữ nguyên lưu lượng và tăng cột áp, phương án ghép bơm song song là lựa chọn phù hợp.

Tuy nhiên tùy theo một mục đích công nghệ nào đó mà ta có thể phối hợp hai phương pháp này để đạt kết quả tốt nhất.

THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT ỐNG LỒNG ỐNG

Trang thiết bị, dụng cụ thí nghiệm

Hệ thống thiết bị thí nghiệm bao gồm hai phần chính: hệ thống nguồn cung cấp và các thiết bị điều khiển, đo (ký hiệu HT30XC), cùng với hệ thống thiết bị truyền nhiệt ống lồng ống loại nhiều đoạn (ký hiệu HT36).

1.1 Hệ thống HT30XC (như bài thực hành 1)

1.2 Hệ thống HT36 – Thiết bị truyền nhiệt loại ống lồng ống

Thiết bị truyền nhiệt loại ống lồng ống bao gồm hai ống đồng trục lồng vào nhau, được chia thành bốn đoạn để giảm chiều dài và cho phép đo nhiệt độ tại nhiều vị trí khác nhau Nhiệt lượng được truyền từ dòng chảy bên trong ống trong ra dòng chảy bên ngoài hoặc ngược lại.

Trên đoạn ống khảo sát, sẽ có 10 vị trí được thiết kế để lắp đặt đầu dò của cặp nhiệt điện loại K, nhằm đo nhiệt độ của các dòng tại vị trí đầu và cuối của mỗi đoạn tương ứng.

1.3 Kết nối HT30XC với HT36

Bệ đỡ HT30XC được trang bị 4 chân cột giúp định vị và cố định HT36 Tùy thuộc vào cách bố trí dòng chảy, người dùng có thể sử dụng ống nhựa dẻo để lắp đặt đường ống dẫn cho dòng nóng và dòng lạnh, phù hợp với cả trường hợp xuôi chiều và ngược chiều.

1.3.2 Trường hợp xuôi chiều Đối với trường hợp xuôi chiều thì đầu vào và ra của dòng nóng khi ngược chiều chính là đầu ra và vào của dòng nóng.

Tiến hành thí nghiệm

Trong hệ thống khảo sát, các đoạn ống được quy ước với đầu ra dòng lạnh là ống 1, tiếp theo là ống 2, ống 3 và ống 4, mỗi đoạn ống đều có nhánh kết nối trực tiếp với đường ống cung cấp nước lạnh từ hệ thống HT30XC Trên các nhánh này đều được lắp đặt các van tương ứng là V1, V2, V3 và V4.

Sau khi đã kết nối hệ thống cần khảo sát ta tiến hành như sau:

Khi thực hiện khảo sát các đoạn ống, cần chú ý đến việc mở và khóa van tương ứng Cụ thể, để khảo sát 4 đoạn, mở van V4 và khóa V1, V2, V3; để khảo sát 3 đoạn, mở van V3 và khóa V1, V2, V4; để khảo sát 2 đoạn, mở van V2 và khóa V1, V3, V4; và để khảo sát 1 đoạn, mở van V1 và khóa V2, V3, V4.

- Điều chỉnh lưu lượng của dòng theo yêu cầu thí nghiệm

- Kiểm tra nhiệt độ đầu vào của dòng lạnh (T6)

Để thực hiện thí nghiệm, hãy cài đặt nhiệt độ đầu vào của dòng nóng ở mức yêu cầu, đảm bảo rằng nhiệt độ này cao hơn nhiệt độ của dòng lạnh T6 Bạn cần nhấn nút để bắt đầu quá trình và đợi cho đến khi nhiệt độ cùng với lưu lượng các dòng ổn định Sau đó, ghi lại các giá trị lưu lượng để phục vụ cho việc phân tích kết quả.

- Ghi lại các nhiệt độ T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7, T8, T9, T10 (có thể dùng phần mềm ghi lại bằng cách click chọn )

- Lặp lại tương tự các bước trên ở những điều kiện thí nghiệm khác

- Kết thúc thí nghiệm đóng van điều khiển dòng lạnh (cài đặt giá trị 0%)

- Tiến hành khảo sát lần lượt với 3, 2, 1 đoạn ống (làm tương tự các bước trên)

Tiến hành các thao tác tương tự như trường hợp ngược chiều

Lưu ý rằng nhiệt độ của dòng nóng vào và ra trong trường hợp ngược chiều tương ứng với nhiệt độ ra và vào của dòng nóng trong trường hợp xuôi chiều.

Lập công thức tính toán

- Xác định và so sánh hiệu số nhiệt độ của các dòng và hiệu suất nhiệt độ trong các quá trình truyền nhiệt:

- Xác định hiệu suất của quá trình truyền nhiệt:

- Xác định hệ số truyền nhiệt thực nghiệm: log log

- Xác định hệ số truyền nhiệt theo lý thuyết (giáo trình QTTB Truyền Nhiệt)

- Xác định ∆t max và ∆t min Còn ∆t log thì được tính theo công thức: Δ t lo g Δ t max − Δ t min ln Δ t max Δ t min

Với ∆t max và ∆t min tương ứng.

Báo cáo thí nghiệm

3.1.1 Khảo sát trên 4 đoạn ống

- Xác định và so sánh hiệu số nhiệt độ của các dòng và hiệu suất nhiệt độ trong các quá trình truyền nhiệt

- Xác định hiệu suất của quá trình truyền nhiệt

- Xác định hệ số truyền nhiệt thực nghiệm log log

- Xác định hệ số truyền nhiệt theo lý thuyết.

3.2.1 Kết quả tính toán khảo sát trên 4 đoạn ống

Bảng 1 Hiệu suất nhiệt độ

Bảng 2 Hiệu suất truyền nhiệt

Bảng 3 Hệ số truyền nhiệt

Q N ∆t max ∆t min ∆t log K TN a N a L K LT

Bảng 1 Hiệu suất nhiệt độ

Bảng 2 Hiệu suất truyền nhiệt

Bảng 3 Hệ số truyền nhiệt

Bàn luận

- Đánh giá ảnh hưởng của kích thước thiết bị đến quá trình truyền nhiệt

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 lưu lượng dòng đến quá trình truyền nhiệt.

Lưu lượng dòng nóng và lạnh càng tăng thì hiệu suất truyền nhiệt càng lớn

- Đánh giá sự ảnh hưởng của chiều chuyển động của các dòng đến quá trình truyền nhiệt.

Khi so sánh hiệu suất truyền nhiệt giữa dòng xuôi chiều và ngược chiều, dòng xuôi chiều cho hiệu quả cao hơn Tuy nhiên, trong trường hợp lưu thể chuyển động ngược chiều, hiệu số nhiệt độ trung bình có giảm nhẹ, dẫn đến bề mặt truyền nhiệt tăng lên Khi xem xét tổng hợp lượng chất tải nhiệt và các chi phí phụ để làm thiết bị lớn hơn, chi phí phụ vẫn thấp hơn so với sự giảm lượng chất tải nhiệt Do đó, việc sử dụng lưu thể chuyển động ngược chiều vẫn mang lại lợi ích hơn so với xuôi chiều, vì vậy trong thực tế, nguyên tắc ngược chiều thường được áp dụng, trừ khi có yêu cầu kỹ thuật khác.

SẤY ĐỐI LƯU – IC106D

Tiến hành thí nghiệm

- Làm ẩm đều các tờ vật liệu.

- Kiểm tra thiết bị sấy: đổ nước vào chổ đo nhiệt độ bầu ướt.

- Điều chỉnh tốc độ quạt ở nút điều chỉnh tốc độ ở mức 5 bật công tắc quạt ( chờ 1 phút cho phòng sấy khô).

- Cài đặt mức điện trở ở mức 7, bật công tắc điện trở để gia nhiệt.

Khi thiết bị sấy đã hoạt động ổn định với nhiệt độ bầu khô không đổi, sau khoảng 10 phút mở cửa phòng sấy, bạn hãy nhẹ nhàng đặt các tờ giấy lọc lên giá đỡ và sau đó đóng cửa phòng sấy lại.

Ghi nhận các giá trị ban đầu trong quá trình sấy là rất quan trọng, bao gồm chỉ số cân khối lượng vật liệu G0, nhiệt độ bầu khô và nhiệt độ bầu ướt của không khí trong phòng sấy tại thời điểm ban đầu (=0).

Ghi nhận các giá trị như chỉ số cân, nhiệt độ bầu khô và nhiệt độ bầu ướt trong phòng sấy sau mỗi 2 phút Khi khối lượng vật liệu không thay đổi sau 3 lần đo liên tiếp, quá trình ghi số liệu sẽ được dừng lại.

- Tăng mức điện trở lên mức 8, tiến hành sấy thêm khoảng 30 phút ghi nhận chỉ số cân xác định Gk

- Ngừng thiết bị: chuyển các nút diều chỉnh (điện trở, quạt) về mức “ 0”, đóng công tắc điện trở gia nhiệt, đóng công tắc quạt.

IV Báo cáo thí nghiệm

Thí nghiệm 1 Gk = 88 (g) ; G0 = Gđ = 237 (g), Nhiệt độ tác nhân sấy là 40 0 C.

Lần đo (i) τ (ph) G i (g) t ư ( 0 C) t k ( 0 C) Lần đo (i) τ (ph) G i (g) t ư ( 0 C) t k ( 0 C)

2.1 Các thông số ban đầu

- Diện tích bề mặt bay hơi: F (m 2 ).

- Nửa chiều dày một tấm giấy lọc: R (m).

- Khối lượng giấy lọc khô tuyệt đối: G k (g).

- Bề mặt riêng khối lượng của vật liệu: f = G F k

- Độ ẩm của giấy lọc: X i = G i − G k

- Đo vận tốc không khí trong buồng sấy: w k

2.2 Xác định độ ẩm tới hạn và độ ẩm cân bằng

Thực nghiệm: xác định trên đường cong tốc độ sấy khi giai đoạn đẳng tốc kết thúc.

1,8 + X cb Độ ẩm cân bằng X cb : tìm được tại điểm bẳng 0 trên đường cong tốc độ sấy.

2.3 Xác định áp suất hơi bão hòa và áp suất hơi riêng phần

Từ nhiệt độ bầu khô và bầu ướt kết hợp với tra bảng và phần mềm chuyên dụng để xác định được các kết quả.

Xác định cường độ bay hơi ẩm J m

100 ((Kg/m 2 h) α m : hệ số trao đổi ẩm (kg/m 2 h.mmHg) α m = 0,04075 w k

B: áp suất phòng sấy (760 mmHg)

2.4 Xác định tốc độ sấy

Thực nghiệm:N được xác định trên đoạn đẳng tốc của đường cong tốc độ sấy.

2.5 Xác định hệ số K trong giai đoạn giảm tốc

2.6 Xác định thời gian sấy

Thời gian sấy trong giai đoạn đẳng tốc: τ 1 = X đ − X k

N (h) Thời gian trong giai đoạn giảm tốc τ 2 = X k − X cb

X c − X cb ) Thời gian tốc độ sấy tổng cộng : τ =τ 1 + τ 2

Kết quả tính toán: Bảng 1 và Bảng 2

Bảng 1 Kết quả tính toán tốc độ sấy lý thuyết và thực nghiệm

Bảng 2 Kết quả tính toán các đại lượng

Thông số Giá trị Thông số Giá trị

X cb (%) 1.14 N tn (%/h) 50.77 p b (mmhg) 37.40 K(1/h) 1.56 p h (mmhg) 33.30 τ 1 (h) 1.06 α m (kg/m 2 h.mmHg) 0.07095 τ 2 (h) 2.64

𝑿 Đồ thị Đường cong sấy ở nhiệt độ 40 0 C

1 Nhận xét đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy Giải thích. Đường cong sấy là đường biễu diễn quan hệ giữa độ ẩm của vật liệu với thời gian sấy t Đường cong tốc độ sấy là đường biểu diễn quan hệ giữa tốc độ sấy và độ ẩm của vật liệu Qua biểu đồ đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy, ta thấy:

Trong giai đoạn đốt nóng vật liệu, nhiệt độ của vật liệu tăng lên đến nhiệt độ bầu ướt tương ứng với điều kiện không khí trong quá trình sấy Trong giai đoạn này, độ ẩm của vật liệu chỉ thay đổi không đáng kể, trong khi tốc độ sấy tăng nhanh cho đến khi đạt nhiệt độ cực đại.

 Giai đoạn đẳng tốc: độ ẩm vật liệu giảm nhanh và đều đặn theo một đường thẳng.

Trong giai đoạn giảm tốc, tốc độ sấy giảm dần nhưng đều, trong khi nhiệt độ của vật liệu tăng lên và độ ẩm giảm dần đến mức cân bằng Mức độ giảm độ ẩm diễn ra chậm hơn trong giai đoạn này.

2 Cho biết một số ứng dụng của quá trình sấy trong thực tế.

Quá trình sấy đóng vai trò quan trọng trong các ngành công nghệ hóa chất và thực phẩm, không chỉ giúp khử trùng dụng cụ trong nghiên cứu mà còn sấy khô rau quả, thực phẩm để giảm khối lượng, dễ dàng vận chuyển và bảo quản Ngoài ra, sấy còn tăng độ bền cho đồ gốm, sứ, góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm.

Sấy là quá trình quan trọng giúp tách nước khỏi nguyên liệu, giảm độ ẩm để bảo quản sản phẩm hiệu quả hơn Ngoài ra, sấy còn là bước chuẩn bị cần thiết cho các quá trình tiếp theo như than hóa và tro hóa.

3 Nêu các sự cố có thể gặp phải trong quá trình vận hành và các phương pháp khắc phục.

Nhiệt độ phụ thuộc vào độ ẩm của môi trường dẫn đến nhiệt độ lúc tăng lúc giảm.

Do sự lung lay của các tầng sấy, thành sấy có thể va chạm vào lòng thành, dẫn đến sự thay đổi khối lượng vật liệu và ảnh hưởng đến hiệu quả sấy Vì vậy, cần khắc phục để giảm thiểu tối đa tình trạng va chạm này.

Trong quá trình sấy, việc đo khối lượng vật liệu sấy cứ ba phút một lần là cần thiết, tuy nhiên, việc này có thể gây ra sai số do thời gian đo không chính xác.

4 Đánh giá sự khác nhau giữa nhiệt lượng cần gia nhiệt của quá trình sấy lý thuyết và sấy thực tế.

So với thực tế ta đã bỏ qua giai đoạn đun nóng do nó quá nhỏ nên lượng nhiệt so với lý thuyết có sai lệch.

Trong quá trình sấy, khi nhiệt độ tăng, tốc độ sấy cũng gia tăng, dẫn đến thời gian sấy giảm Tuy nhiên, tốc độ dòng khí được duy trì ổn định, do đó không ảnh hưởng đến quá trình này.

5 Đánh giá sự khác nhau về hàm nhiệt của không khí sau khi ra khỏi thiết bị của quá trình sấy lý thuyết và thực tế Giải thích.

Hàm nhiệt chỉ tương đối giống lý thuyết do trong quá trình sấy thực tế có nhiều yếu tố gây sai số khác nhau Để thuận tiện cho việc tính toán, chúng ta đã xem các giá trị nhận được gần như liên tục.

6 Nêu các nguyên nhân tạo nên sự khác biệt giữa quá trình sấy lý thuyết và sấy thực tế.

Sự khác biệt giữa quá trình sấy lý thuyết và sấy thực tế chủ yếu nằm ở việc nhiệt lượng bổ sung trong sấy lý thuyết được coi là bằng với nhiệt lượng tổn thất Trong khi đó, trong sấy thực tế, nhiệt lượng bổ sung và nhiệt lượng tổn thất không giống nhau.

KHẢO SÁT CHẾ ĐỘ CỘT CHÊM (THÁP ĐỆM)-IC131D

Phương pháp thí nghiệm

II.1 Các bước tiến hành thí nghiệm

+ Mở van nguồn nước cho nước vào trong bình chứa (khoá van 11)

+ Mở hoàn toàn các van 14, van 6, khoá van 5.

+ Mở bơm lỏng đến khi nước qua van 6 chảy ngược vào bình chứa thì ngừng bơm và khoá van 6 hoàn toàn.

Mở khoá van 23 và van 22, sau đó khởi động máy nén để đưa khí vào tháp, giúp thổi sạch nước còn sót lại trong khe của vật đệm Sau khoảng 5 phút, tiến hành thí nghiệm khi cột đã khô và đo độ giảm áp của cột khô.

+ Khoá dần van 22 để thay đổi lượng khí qua cột Ứng với 6 giá trị lưu lượng khí đọc

Giá trị ΔPck trên áp kế chữ “U” của áp kế thuỷ ngân là 16 Để đảm bảo máy nén hoạt động hiệu quả, cần điều chỉnh lưu lượng từ mức cao xuống thấp.

+ Sau khi tiến hành cột khô tắt máy nén. Đo độ giảm áp của dòng khí khi cột ướt

+ Mở van 13, van 6 (kiểm tra van 5 ở điều kiện khoá).

+ Bật bơm lỏng, điều chỉnh van 14 để giữ lưu lượng lỏng không đổi qua lưu lượng kế vào cột ứng với giá trị trong bảng số liệu.

+ Mở van 22, mở máy nén để đưa không khí vào tháp.

Khóa dần van 22 điều chỉnh lưu lượng khí G tương ứng với giá trị G được đo trên cột khô, đồng thời đọc ΔPcư trên áp kế chữ U, tương tự như quy trình thực hiện thí nghiệm cột khô.

Lặp lại 5 giá trị khác nhau của L, lưu ý rằng các giá trị lỏng lớn hơn có thể dẫn đến hiện tượng ngập lụt Trong trường hợp này, cần tiến hành ngừng máy bằng cách tắt máy nén để đảm bảo an toàn và hiệu quả cho hệ thống.

+ Sau khi làm xong thí nghiệm ngừng máy tắt bơm, máy nén mở van 5 xả hết chất lỏng còn lại trong tháp ra ngoài.

III Lập công thức tính toán Đổi đơn vị G, (m 3 /h) sang G, (kg/s.m 2 ):

Trong đó ρ nước bằng 1 kg/m 3 và

A : tiết diện tháp A được tính như sau:

Trong đó ε : độ rỗng hay độ xốp (không thứ nguyên)

IV Báo cáo thí nghiệm

IV.2 Xử lý kết quả IV.2.1Xác định các đại lượng

Tính toán các đại lượng trình bày trong bảng sau:

STT G, (kg/s.m 2 ) logG ∆P ck /Z, Pa/m log(∆P ck /Z) Re ck f ck

Series2 Series4 Series6 Series8 Series10 Series12

V Bàn luận Đối với cột khô:

Kết quả cho thấy rằng khi lưu lượng khối lượng G tăng, độ giảm áp cũng tăng tương ứng Sự gia tăng này gần đúng với lũy thừa từ 1.8 đến c của vận tốc dòng khí.

Vì khi không có dòng lỏng thì dòng khí chuyển động giữa các khonagr trống dễ dàng và vận tốc tăng dần. Đối với cột ướt:

Khi dòng lỏng chảy ngược chiều, các khoảng trống trong hệ thống bị thu hẹp, dẫn đến việc dòng khí di chuyển khó khăn hơn do một phần thể tích bị chiếm giữ bởi dòng lỏng.

Lúc này độ giảm áp sẽ tăng nhanh theo tốc độ khối lượng dòng khí và lỏng.

Hiện tượng ngập lụt có thể xảy ra khi có sự đảo pha liên tục giữa pha khí và pha lỏng, dẫn đến sự giảm áp nhanh chóng Để tránh tình trạng này, cần làm việc dưới điểm ngập lụt của bơm.

Thường thì hai yếu tố chính ảnh hưởng đến độ giảm áp của cột khô và cột ướt là vận tốc dòng và lưu lượng khối lượng dòng.

MẠCH LƯU CHẤT – C6 MKLL

Các bước tiến hành thí nghiệm

1 Xác định tổn thất ma sát của chất lỏng với thành ống trơn

2 Xác định trở lực cục bộ

3 Xác định ma sát chất lỏng chảy qua ống thành nhám

4 Xác định lưu lượng dòng chảy qua ống bằng màng chắn, ống Ventury và ống Pitto

IV Lập công thức tính toán

Bảng 1: xác định tổn thất ma sát của chất lỏng với thành ống trơn

Tính vận tốc dòng chảy:

Vì tất cả các đều Re> 10000 nên hệ số ma sát được tính theo công thức:

46 GVHD: Th.S Cao Thanh Nhàn

Tổn thất áp suất được tính theo công thức:

Bảng 2: xác định trở lực cục bộ

Công thức tính áp suất động ta dựa vào công thức:

Bảng 3: Tổn thất ma sát của chất lỏng với thành nhám

Công thức tính vận tốc tương tự như trên

Vì tất cả các đều Re > 10000 nên hệ số ma sát được tính theo công thức:

Tổn thất áp suất lý thuyết:

Để xác định lưu lượng dòng chảy qua ống bằng màng chắn và ống Venturi, cần tính đến tổn thất cục bộ, với hệ số ε được tham khảo là 3,77 Tỉ số giữa diện tích ướt đầu vào và đầu ra của màng chắn và ống Venturi được xác định là f1/f2 = 0,5, trong đó f1 và f2 lần lượt là diện tích ướt ở đầu vào và đầu ra.

Báo cáo thí nghiệm

 Xác định tổn thất của chất lỏng với thành ống trơn

Tổn thất áp suất (thực tế) (mH 2 O)

 Xác định trở lực cục bộ

STT Vị trí Thể tích

Lưu lượng (m 3 /s) Đ.kính ống (mm)

Tổn thất áp suất (thực tế) (mH 2 O)

 Xác định ma sát chất lỏng chảy qua ống thành nhám

STT Đ.kính ống Thể tích

Tổn thất áp suất (thực tế) (mH 2 O)

 Xác định lưu lượng dòng chảy qua ống bằng màng chắn, Ventury và ống Pitto

Tổn thất áp suất (mH 2 O)

Chênh lệch áp suất (mH 2 O) Màn chắn

Ventury (cùng điều kiện lưu lượng)

5 10 21.15 0.000473 3.78 3.98 Ống Pito (cùng điều kiện lưu lượng)

Bảng 1:Tổn thất ma sát của chất lỏng với thành ống trơn

Tổn thất áp suất (thực tế) (mH 2 O)

Bảng 2: Trở lực cục bộ

STT Vị trí Đ.kính ống (mm)

Vận tốc dòng chảy (m/s) Áp suất động (mH 2 O)

Hệ số trở lực cục bộ

Tổn thất áp suất (Thực tế ) (mH 2 O)

Bảng 3: Tổn thất ma sát chất lỏng chảy qua ống thành nhám

Re Hệ số ma sát

Tổn thất áp suất (thực tế) (mH 2 O)

Tổn thất áp suất (lý thuyết) (mH 2 O)

Bảng 4: Lưu lượng dòng chảy qua ống bằng màng chắn và Ventury và ống Pitto

Tổn thất áp suất (mH 2 O )

Chênh lệch áp suất (mH 2 O ) Màng chắn