BÁO cáo THỰC HÀNH QUÁ TRÌNH THIẾT bị hóa học bài TH KHUẤY CHẤT LỎNG

Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến công suất khuấy đối với loại cảnh khuấy mái chèo không có tấm chặn .... Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến công s

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHI MINH

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

BÁO CÁO THỰC HÀNH QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ HÓA HỌC

BÀI TH: KHUẤY CHẤT LỎNG

Giảng viên hướng dẫn: ThS Trương Văn Minh Sinh viên thực hiện: Phan Thị Nguyễn Nhi MSSV:18077131

Lớp: DHHC14A Nhóm: 4

Ngày thực hành: 18/04/2022

Tp Hồ Chí Minh, ngày 24 tháng 04 năm 2022

Trang 2

MỤC LỤC

1.GIỚI THIỆU

2.MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM

3.CƠ SỞ LÝ THUYẾT

3.1 Khuấy chất lỏng

3.2 Mục đích của khuấy

3.3 Hệ thống thiêt bị khuấy

3.4 Các dạng cơ cấu khuấy

3.5 Công suất khuấy (N)

4.MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM

4.1 Sơ đồ hệ thống

4.2 Trang thiết bị, hóa chất

5.TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM

5.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến công suất khuấy đối với loại cảnh khuấy mái chèo (không có tấm chặn) .

5.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến công suất khuây đối với loại cánh khuấy mái chèo (có tấm chặn) .

5.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến công suất khuấy đối với loại cánh khuấy chân vịt (không có tấm chặn) .

5.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến công suất khuấy đối với loại cánh khuấy chân vịt (có tấm chặn) .

6.KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

6.1 Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến công suất khuấy đối với loại cánh khuấy mái chèo

6.2 Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến công suất khuấy đối với loại cánh khuấy chân vịt

7.XỬ LÝ SỐ LIỆU

7.1 Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến công suất khuấy đối với loại cánh khuấy mái chèo.

7.2 Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến công suất khuấy đối với loại cánh khuấy chân vịt.

2

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat

Trang 3

8 NHẬN XÉT 21

TÀI LIỆU THAM KHẢO 22

Trang 4

KHUẤY CHẤT LỎNG

1 GIỚI THIỆU

Quá trình khuấy chất lỏng được ứng nhiều trong các quá trình công nghệ hóachất, thực phẩm và môi trường Khuấy trộn làm tăng tốc độ truyền nhiệt, truyềnkhối, tang tốc độ phản ứng, tạo hệ đồng nhất…

Quá trình khuấy hệ lỏng là quá trình rất thường gặp trong công nghiệp ( nhất làcông nghiệp hóa chất và những ngành công nghiệp tương tự: công nghiệp thựcphẩm, công nghiệp luyện kim, công nghiệp vật liệu xây dựng, công nghiệp hóadược, công nghiệp nhẹ…) và trong đời sống hàng ngày

Quá trình khuấy thường được thực hiện trong các ống có dòng chất lỏng chảyqua, trong các bơm vận chuyển, trên đĩa các tháp tinh luyện v.v… cũng như trongcác thiết bị khuấy hoạt động nhờ năng lượng cơ học hoặc nhờ năng lượng của dòngkhí nén Trong khuôn khổ thí nghiệm này ta nghiên cứu về quá trình khuấy cơ học

3.2 Mục đích của khuấy

Quá trình khuấy cơ học được sử dụng nhằm mục đích:

Tạo các hệ đồng nhất từ các thể tích lỏng và lỏng khí rắn có tính chất, thành phầnkhác nhau: dung dịch, nhũ tương, huyền phù, hệ bọt v.v…

Tăng cường quá trình trao đổi nhiệt

Tăng cường quá trình trao đổi chất như quá trình truyền khối và quá trình hóa học

3.3 Hệ thống thiêt bị khuấy

Thiết bị khuấy gồm có các bộ phận chủ yếu sau: thùng khuấy 7 hình trụ với đáytròn (hoặc elip, nón); phía trên đậy nắp 14 ghép với than bằng bích 6 Theo đườngtâm của thùng lắp trục khuấy 10 với cánh khuấy 11 Trục khuấy xuyên qua nắp vàđược bịt kín bởi hợp đệm 4 Truyền chuyển đọng cho trục khuấy từ động cơ 1 quahợp giảm tốc 2 để tạo tốc độ thích hợp cho cánh khuấy Tháo và lắp trục khuấythông qua khớp nối 3 Thùng khuấy được gắn tay đỡ 8 nhờ bulong lắp vào chân đỡ

9. Thực hiện nhập liệu qua các cửa 13 trên nắp thiết bị, còn tháo sản phẩm qua 4

Trang 5

đường 12 dưới đáy Trên nắp và than thiết bị có khi ta bố trí cửa sửa chữa và cửaquan sát.

Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý thiết bị

khuấy 3.4 Các dạng cơ cấu khuấy

Cơ cấu khuấy thường được chia thàng cơ cấu khuấy chậm và quay nhanh Ngoài racòn có thể phân chia thành 2 loại cơ cấu khuấy: hướng kính và hướng trục

Cơ cấu khuấy nhanh gồm cơ cấu khuấy tuabin, cơ cấu khuấy chân vịt,… Cơ cấukhuấy tuabin kín và cơ cấu khuấy tuabin hở với cánh thẳng hoặc cánh cong đều tạodòng hưởng kính Cơ cấu khuấy vịt tải có ổng hướng và cơ cấu khuấy chân vịt cóthể duy trì được dòng hướng trục

Cơ cấu quay nhanh thường làm việc trong thiết bị có tấm chặn, tấm chặn sẽ tạo

ra sự chảy xoáy chất lỏng trong thiết bị và không cho hình thành phiễu

Loại quay chậm gồm các cơ cấu khuấy loại bản, loại tấm, loại mỏ neo và loạikhung Chúng chủ yếu tạo ra dòng vòng (dòng chảy tiếp tuyến), có nghĩa là chấtlỏng quay quanh trục thiết bị

Ngoài ra, còn có các loại cơ cấu khác như cơ cấu khuấy chân động, cơ cấukhuấy cào,

3.5 Công suất khuấy (N) 3.5.1 Đặc điểm

Trang 6

Công suất khuấy N phụ thuộc vào chế độ, đặc tuyến dòng trong hệ thống và vàokích thước hình học của thiết bị Các chế độ chuyển động của lưu chất là dạng màng, dạng rối và dạng chuyển tiếp.

Các thông số ảnh hưởng đến công suất khuấy là: những kích thước quan trọngcủa thùng chứa và cánh khuấy (dk); độ nhớt (µ, v) và khối lượng riêng (p) của chấtlỏng; tốc độ cánh khuấy n và hằng số gia tốc trọng trường g

Bảng 3.1 Thông số A và m của cánh khuấy

Công suất động cơ cho biết năng lượng tiêu hao thực tế cho quá trình khuấy và được xác định theo công thức:

= cos , ( )

Với: U: hiệu điện thế (V)

I: Cường độ dòng điện (A)

6

Trang 7

cos φ: hệ số công suất của dòng điện

3.5.2 Các chỉ tiêu cơ bản để giá quá trình khuấy

Mức độ khuấy: là sự phân bố tương hỗ của hai hoặc nhiều chất sau khi khuấy

cả hệ

Cường độ khuấy trộn: ta thường dung môt trong các đại lượng sau đây để biểu thị cường độ khuấy trộn:

+Số vòng quay n của cánh khuấy

+Vận tốc vòng v của đầu cánh khuấy

+Công suất khuấy trộn riêng

+Chuẩn số Reynolds đặc chưng cho quá trình khuấy.

ℜM =

Trong đó: n: số vòng quay (vòng/s)

d: đường kính cánh khuấy (m)v: độ nhớt động học (m²/s)

4. MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM 4.1 Sơ đồ hệ thống

Hệ thống thiết bị khuấy chất lỏng được thể hiện trong hình dưới đây:

Hình 4.1 Mô hình thiêt bị khuấy

Trang 8

Thùng khuây co đường kính D = 41 cm, cao H = 56 cm, cả hai cánh khuấy mái chèo chân vịt đều có đường kính d = 29 cm

4.2 Trang thiết bị, hóa chất

Chất lỏng kháo sátAmpe kẹp (APTECH)

5. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 5.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến công suất khuấy đối với loại cảnh khuấy mái chèo (không có tấm chặn)

Thay chất lỏng khảo sát khi thấy bẩn, nhiều cặn bẩn, có mùi hôi;

Đảm bảo mức chất lỏng trong thùng khuấy ở mức 2/3 chiều cao thùng, không được cho chất lỏng vào quá đầy;

Trước khi tiến hành thí nghiệm cần kiểm tra đã lắp đặt đúng loại cánh khuấy và tháo tấm chặn hay chưa;

Khi kết thúc mỗi thí nghiệm chỉnh nút điều khiển về vị trí 0

Báo cáo

Xây dựng đồ thị quan hệ giữa chuẩn số ℜM và chuẩn số công suất khuấyXây dựng đồ thị quan hệ giữa chuẩn số ℜM và hiệu suất khuấy

Nhận xét về kết quá thí nghiệm, các dạng đường biểu diễn…

5.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến công suất khuây đối với loại cánh khuấy mái chèo (có tấm chặn)

Chuẩn bị (Tương tự thí nghiệm 1) Các lưu ý

Trước khi tiến hành thí nghiệm cần kiểm tra đã lắp đặt đúng loại cánh khuấy và tấm chặn hay chưa;

8

Trang 9

Khi kết thúc mỗi thí nghiệm chỉnh nút điều khiển về vị trí 0.

Báo cáo

Xây dựng đồ thị hệ giữa chuẩn số ℜM và chuẩn số công suất khuấyXây dựng đồ thị quan hệ giữa chuẩn số ℜM và hiệu suất khuấyNhận xét về kết quả thí nghiệm, các dạng đường biểu diễn…

So sánh công suất, hiệu suất khuấy với trường hợp khảo sát cánh khuấy loại máychèo không có tậm chặn

5.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến công suất khuấy đối với loại cánh khuấy chân vịt (không có tấm chặn)

Thay chất lỏng khảo sát khi thấy bẩn, nhiều cặn bẩn, có mùi hôi;

Trước khi tiến hành thì nghiệm cần kiểm tra đã lắp đặt đúng loại cánh khuấy và thao1 tấm chặn hay chưa;

Khi kết thúc mỗi thí nghiệm chỉnh nút điều khiển về vị trí 0

Báo cáo

Xây dựng đồ thị quan hệ giữa chuẩn số ℜM và chuẩn số công suất khuấyXây dựng đồ thị quan hệ giữa chuẩn số ℜM và hiệu suất khuấy

Nhận xét về kết quả thí nghiệm, các dạng đường biểu diễn…

5.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến công suất khuấy đối với loại cánh khuấy chân vịt (có tấm chặn)

Trước khi tiến hành thì nghiệm cần kiểm tra đã lắp đặt đúng loại cánh khuấy và thao1 tấm chặn hay chưa;

Trang 10

Khi kết thúc mỗi thí nghiệm chỉnh nút điều khiển về vị trí 0.

Báo cáo

Xây dựng đồ thị hệ giữa chuẩn số ℜM và chuẩn số công suất khuấy

Xây dựng đồ thị quan hệ giữa chuẩn số ℜM và hiệu suất khuấy

Nhận xét về kết quả thí nghiệm, các dạng đường biểu diễn…

+ Khảo sát cánh khuấy loại máy chèo có tấm chặn+ Kháo sát cánh khuấy loại chân vịt không có tấm chặn

Trang 11

Trang 12

Bảng 6.2 Bảng số liệu ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến công suất khuấy không tấm

chặn

Loại

Không tấmchặn

6.2 Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến công suất khuấy đối với loại cánh khuấy chân vịt

Bảng 6.3 Bảng số liệu ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến công suất khuấy có tấm chặn

Loại

Trang 13

Trang 14

Có tấmchặn

Bảng 6.4 Bảng số liệu ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến công suất khuấy không tấm

chặn

Loại

Không tấmchặn

Trang 15

Trang 16

7. XỬ LÝ SỐ LIỆU 7.1 Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến công suất khuấy đối với loại cánh khuấy mái chèo.

Bảng 7.1 Bảng số liệu thông số ảnh hưởng đến công suất khuấy

Bảng 7.2 Các thông số tra ở nhiệt độ 25°C ở bảng tra cứu quá trình thiết bị, truyền

nhiệt, truyền khối

p (kg/m3)

Tính dòng 10 có tấm chắn của loại cánh khuấy mái chèo

- Chuẩn số Reynold đặc trưng cho quá trình sấy:

Trang 17

H =

Bảng 7.3 Bảng kết quả xử lý có tấm chặn

Cótấmchặn

Bảng 7.4 Bảng kết quả xử lý không tấm chặnLoại

Trang 18

Trang 20

Trang 21

18 16 14 12

10 8 6 4 2 0

Hình 7.2 Đồ thị có tấm chặn giữa chuẩn số

7.1.3 Xây dựng đồ thị không tấm chặn giữa chuẩn số ℜM và chuẩn số

Hình 7.3 Đồ thị không tấm chặn giữa chuẩn số ℜM và KN

7.1.4 Xây dựng đồ thị không tấm chặn giữa chuẩn số ℜM và hiệu suất

khuấy.

Trang 22

Hình 7.4 Đồ thị không tấm chặn giữa chuẩn số

7.2 Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến công suất khuấy đối với loại

Bảng 7.5 Bảng số liệu thông số ảnh hưởng đến công suất khuấy

Bảng 7.6 Các thông số tra ở nhiệt độ 25°C ở bảng tra cứu quá trình thiết bị, truyền

nhiệt, truyền khối

p (kg/m3)

Tính dòng 10 có tấm chắn của loại cánh khuấy chân vịt

- Chuẩn số Reynold đặc trưng cho quá trình sấy:

Trang 24

Trang 26

Trang 27

7.2.3 Xây dựng đồ thị không tấm chặn giữa chuẩn số ℜM và chuẩn số

công suất khuấy.

Trang 28

Trang 30

Trang 31

số Re ngày càng tăng theo tốc độ vòng quay, công suất khuấy cũng tăng theo riêngchuẩn số công suất khuấy ngày càng giảm.

Thí nghiệm 2: Khi ta tăng tốc độ quay thì cường độ dòng điện tăng theo, hiệu điệnthế thay đổi khác nhau lúc thì tăng, lúc thì giảm trong khoảng 396-397, chuẩn số Rengày càng tăng theo tốc độ vòng quay, công suất khuấy cũng tăng theo riêng chuẩn

số công suất khuấy ngày càng giảm

Thí nghiệm 3: Khi ta tăng tốc độ quay thì cường độ dòng điện tăng theo, hiệu điệnthế thay đổi khác nhau lúc thì tăng, lúc thì giảm trong khoảng 396-397-398, chuẩn

số Re ngày càng tăng theo tốc độ vòng quay, công suất khuấy cũng tăng theo riêngchuẩn số công suất khuấy ngày càng giảm Hiệu suất khuấy ngày càng tăng theochuẩn số Re

Thí nghiệm 4: Khi ta tăng tốc độ quay thì cường độ dòng điện tăng theo, hiệu điệnthế thay đổi khác nhau lúc thì tăng, lúc thì giảm trong khoảng 396-397-398-399,chuẩn số Re ngày càng tăng theo tốc độ vòng quay, công suất khuấy cũng tăng theoriêng chuẩn số công suất khuấy ngày càng giảm Hiệu suất khuấy ngày càng tăngtheo chuẩn số Re

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Tài liệu hướng dẫn thực hành các quá trình & thiết bị trong công nghệ hóa học, Khoa công nghệ hóa học Trường đại học công nghiệp TP.HCM, 2017

[2] Tập thể tác giả, Sổ tay quá trình & thiết bị trong công nghệ hóa chất, tập 1 & 2, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2012

Định dạng
Số trang	31
Dung lượng	256,98 KB