BCTH Kỹ thuật thực phẩm 1

Báo cáo thực hành kỹ thuật thực phẩm 1 (BƠM, CÔ ĐẶC CHÂN KHÔNG, MẠCH LƯU CHẤT) Công thức tính toán, trả lời câu hỏi, đồ vẽ đồ thị, sơ đồ hệ thống,.... Đường đặc tuyến lý thuyết bơm ly tâm, đặc tuyến của mạng ống, đặc tuyến thực của bơm

MỤC LỤC

MỤC LỤC 4

BÀI 1: HỆ THỐNG BƠM 5

I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM 5

II CƠ SỞ LÝ THUYẾT 5

III PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 17

IV PHÚC TRÌNH 20

V TRẢ LỜI CÂU HỎI 24

BÀI 2: HỆ THỐNG CÔ ĐẶC CHÂN KHÔNG 28

I MỤC TIÊU THÍ NGHIỆM 28

II CƠ SỞ LÝ THUYẾT 28

III PHÚC TRÌNH 32

IV ĐỒ THỊ 34

V CÂU HỎI CHUẨN BỊ 36

BÀI 3: MẠCH LƯU CHẤT 39

I TRÍCH YẾU 39

II CƠ SỞ LÝ THUYẾT 40

III KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 42

IV TÍNH TOÁN KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 43

V TRẢ LỜI CÂU HỎI 48

PHỤ LỤC 54

− Tính công suất của bơm ly tâm trong 3 trường hợp khi: khảo sát 1 bơm,

2 bơm nối tiếp và 2 bơm song song

2.1 Khái niệm và phân loại bơm

Bơm là loại thiết bị được áp dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp,dùng để vận chuyển chất lỏng chuyển động trong ống Bơm là loại thiết bịchính cung cấp năng lượng cho chất lỏng đề thắng trở lực trong đường ốngkhí chuyển động, nâng chất lòng lên độ cao nào đó, tạo lưu lượng trong thiết

bị công nghệ Năng lượng của bơm được lấy từ các nguồn động năng khác

Theo nguyên lý hoạt động, bơm chất lỏng chia làm ba nhóm chính sau:

− Bơm thế tích: việc hút và đây chất lỏng ra khỏi bơm nhờ sự thay đổi

thể tích của không gian làm việc trong bơm Do đó thể tích và áp suất chấtlỏng trong bơm sẽ thay đổi, sẽ cung cấp năng lượng cho chất lỏng

Việc thay đổi thể tích trong bơm có thể đo:

+ Chuyển động tịnh tiến (bơm pittông)

+ Chuyển động quay (bơm roto)

− Bơm động lực: việc hút và đây chất lỏng ra khởi bơm nhờ sự chuyển

động quay tròn của các bơm, khi đó động năng của cánh quạt sẽ truyền vàochất lỏng tạo năng lượng cho dòng chảy

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: bơm xoáy lốc

− Bơm khí động: việc hút và đẩy chất lỏng được thực hiện nhờ sự thay

đổi áp suất của dòng khí chuyển động trong bơm và tạo năng lượng cho dòngchảy

+ Bơm Ejector: Việc thay đổi áp suất dòng khí sẽ tạo ra lực lôi cuốn chấtlỏng cùng dòng khí

+ Thùng nén: tạo áp suất trên bề mặt chất lỏng nhằm tạo cho chất lỏng cóthế năng cần thiết đề chuyển động

2.2 Các thông số cơ bản của bơm

− Năng suất của bơm: là thể tích chất lỏng bơm cung cấp vào ống đẩytrong một đơn vị thời gian Ký hiệu: Q (m3/s; m3/h; l/s)

− Cột áp của bơm: là áp suất chất lỏng tại miệng ra ông đây của bơm hay

là năng lượng riêng của chất lỏng thu được khi đi từ ống hút đến ống đẩy củabơm Ký hiệu: H (m)

Cột áp của bơm được xác định theo công thức:

H=H1+H2+H3+H4+H5(m)

Trong đó:

H1: cột áp để khắc phục chiều cao nâng hình học, m

H2: cột áp để khắc phục chênh lệch áp suất ở hai đầu ống hút và đây, m

H3, H4: cột áp để khắc phục trở lực trong ống hút và ống đẩy, m

H5 : cột áp để khắc phục động năng giữa ống hút và ống đẩy, m

− Công suất của bơm: là năng lượng tiêu hao để tạo ra lưu lượng Q vàcột áp H Kí hiệu: N, đơn vị: kW hoặc HP (house power) gọi là sức ngựa (1 HP

ρ: khối lượng riêng của chất lỏng, kg/m3

η =0.55: hiệu suất của bơm

g: gia tốc trọng trường, m/s2

− Hiệu suất của bơm: là đại lượng đặc trưng cho độ sử dụng hữu ích củanăng lượng được truyền từ động cơ đến bơm Kí hiệu: 

− Chiều cao hút của bơm phụ thuộc vào nhiều yếu tố như sau:

+ Áp suất tác dụng lên chất lỏng ở bể hút, nếu là bể hớ thì áp suất nàybằng áp suất khí quyển

+ Tổn thất trở lực ống hút;

+ Do lực ỳ của chất lỏng

− Tổn thất do sự bay hơi chất lông nếu áp suất trong ông hút đạt giá trị để

nó bay hơi ở nhiệt độ tương ứng và chất lông tương ứng, Hb Nếu là nướcphụ thuộc nhiệt độ như sau:

− Áp suất toàn phần của bơm: Là đại lượng đặc trưng cho năng lượngriêng do bơm truyền cho một đơn vị trọng lượng chất lỏng Vì nó được tínhbằng chiều cao để nâng 1 kg chất lỏng nhờ năng lượng do bơm truyền chonên nó không phụ thuộc vào độ nhớt và khối lượng riêng của chất lỏng

Hình 1: Các thông số cơ bản của bơm

Gọi:

P1: áp suất ở mặt thoáng bể chứa số 1, Pa

P2: áp suất ở mặt thoáng bể chứa số 2, Pa

h: khoảng cách giữa áp kế và chân không kế, m.

Ph, Pđ: áp suất trong đường ống hút và ống đẩy, Pa

− Trường hợp 1: đối với bài toán thiết kế hoặc chọn bơm thích hợp, ta áp

dụng phương trình Bernoulli viết cho 2 mặt cắt 1-1 và 2-2:

: khối lượng riêng của dòng lưu chất, kg/m3

H: chiều cao cột áp toàn phần, m

hf = hms + hcb: tổng trở lực trên đường ống hút và đây, m

H=(Z¿¿2−Z1)+P2−P1

ρgg +

ω22

−ω122g +∑h f¿Trong phương trình thì:

(Z2 – Z1) = Z: năng lượng (cột áp) dùng đề khắc phục chiều cao nâng hìnhhọc, m

2.3 Trường hợp 2: đối với bài toán thử lại bơm (đã có bơm) thì ta áp

dụng phương trình Bernoufli viết cho hai mặt cắt 1` - 1` và 2` - 2`:

Z h+ P h

ρg g+

ω122g+H =Z đ+ P đ

ρgg+

ω22

2 g

Trong đó:

(Zđ – Zh) = Z: năng lượng (cột áp) dùng đề khắc phục chiều cao nâng hìnhhọc, m.

ốc có tiết điện lớn dần có tác dụng làm giảm bớt vận tốc dòng chảy Khi chấtlỏng trong bánh guồng chuyển động ra ngoài dưới tác dụng của lực ly tâm, sẽtạo ra áp suất chân không tại tâm bánh guỗng, do có sự chênh lệch áp suất ởbên ngoài và tâm bánh guồng chất lỏng sẽ theo ống hút chuyển động vàobánh guồng, tạo thành dòng chất lỏng chuyển động liên tục trong bơm

Hình 3: Nguyên lý hoạt động của bơm ly tâm

− Ưu điểm: bơm ly tâm được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp và đời

sống vì có nhiều ưu điểm như:

+ Lưu lượng đều

+ Gọn nhẹ

+ Tốc độ quay lớn niên có thể trực tiếp nỗi với động cơ

+ Đơn giản, ít chỉ tiết

+ Lưu lượng lớn

− Nhược điểm:

+ Phải mỗi bơm khi khởi động

+ Không tạo ra được áp suất lớn hơn 7at

+ Năng suất phụ thuộc vào cột áp của bơm

c Hiện tượng xâm thực và chiều cao đặt bơm

Chất lỏng chuyển động vào miệng bơm ly tâm do áp suất ở đây thấp hơn

áp suất khí quyền Điều này đã tạo điều kiện cho các khí hòa tan có trong chấtlỏng bốc hơi tạo ra các bọt khí ở miệng hút của bơm Các bọt khí này cùng vớichất lỏng sẽ chuyển động trong cánh guồng, khi đó áp suất lại tăng lên, khí lạihòa tan - ngưng tụ - hòa tan xảy ra rất nhanh, thể tích bọt khí tăng lên và giảmđột ngột dẫn đến áp suất trong các bọt khí có thể đạt tới 100+1000 at Hiệntượng đó tạo ra các va đập thủy lực, bảo mòn các kết cấu kim loại tạo ra rungđộng và tiếng ồn Hiện tượng này gọi là hiện tượng xâm thực Hiện tượngxâm thực có hại cho bơm do đó cần phải hạn chế

Một trong những biện pháp hạn chế hiện tượng xâm thực là giới hạnchiều cao hút của bơm Chiều cao hút của bơm được xác định theo côngthức:

pt: áp suất hơi bão hòa ở miệng hút, N/m2

d Đường đặc tuyến lý thuyết bơm ly tâm

Đặc tuyến của bơm ly tâm là mối quan hệ hàm số giữa các thông số củabơm như: cột áp, lưu lượng, công suất, hiệu suất khi số vòng quay cố định vàthay đổi H=fQ), =f(Q), N =f(Q) Trong đó mối quan hệ giữa cột áp và lưulượng là quan trọng nhất

Đặc tuyến lý thuyết của bơm được thể hiện trên hình sau:

Hình 4: Đặc tuyến lý thuyết của bơm (với  là góc nghiêng của cánh guồng)

Đặc tuyến thực của bơm: Trong thực tế khi hoạt động do số cánh bơm

có hạn và khi chất lỏng chuyển động trong bơm sẽ có tổn thất cột áp, đặc biệt

là tổn thất cột áp tăng theo tỉ lệ bậc hai với lưu lượng Do vậy đặc tuyến thựccủa bơm sẽ là những đường cong phi tuyến như hình vẽ:

Hình 5: Đặc tuyến thực của bơm

Mối quan hệ lý thuyết giữa các giá trị: lưu lượng Q, cột áp H, công suất Nkhi số

vòng quay thay đổi được thể hiện theo tỉ lệ:

P1, P2: áp suất đầu vào và đầu ra của ống, N/m2

z1, z2 : chiều cao đầu vào và đầu ra của ống, m

l = 5,8m : chiều dài ông

D = 0.027m : đường kính ống

 = 38,25 : tông hệ số trở lực cục bộ trong ống

 = 0,03 : hệ số ma sát

 = 1000: khối lượng riêng của lưu chất, kg/m3

Điểm làm việc của bơm:

Giao điểm của đường đặc tuyến bơm và mạng ống được gọi là điểm làmviệc của bơm trong mạng ống

Trong quá trình làm việc, điểm làm việc của bơm không được phép nằmtrong vùng không ôn định của bơm

Hình 6: Điểm làm việc của bơm

e Ghép bơm

Trong các trạm bơm cấp nước cũng như thoát nước, khi yêu cầu vậnchuyển một lưu lượng nước lớn người †a thường sử dụng nhiều bơm cùnglàm việc

Các bơm khi làm việc cùng cấp nước vào một hệ thống đường ống gọi làlàm việc song song Vì thế khi các bơm làm việc song song trong hệ thống thìchúng có cột áp bằng nhau và bằng cột áp yêu cầu của hệ thống, còn lưulượng của hệ thống sẽ bằng tổng lưu lượng của các bơm

Trong thực tế người ta có thể ghép hai hoặc nhiều bơm làm việc songsong trên cùng một hệ thống đường ống Thậm chí có những trường hợp haitrạm làm việc song song trên một hệ thống đường ông Để xác định điểm làm

việc của từng bơm phải dựng đường đặc tính tổng cộng của chúng khi làmviệc song song.

Hình 7: Hệ thống 2 bơm (cùng đặc tính) ghép song song

Hai bơm cùng đặc tính làm việc song song:

Trên hình giới thiệu hai bơm cùng đặc tính Q-H làm việc song song trêncùng

đường ống

Do khi làm việc song song, cột áp tổng Htc của hệ thống băng cột áp củatừng bơm: Htc = H1 = H2 = H3 = = Hn (1) và lưu lượng tổng cộng bằng tổnglưu lượng của các bơm cùng làm việc: Qtc = Q1+Q2+ +Qn (2) nên khi dựngđường đặc tính tổng cộng chỉ cần nhân đôi hoành độ ( lưu lượng) còn tung độ

(cột áp) giữ nguyên

Hình 8: Đặc tính làm việc song song của hai bơm giống nhau

Ví dụ : tìm c trên đường đặc tính tổng cộng Q-H(1+2), chỉ việc lẫy ac = 2ab.Tương tự như vậy sẽ tìm được các điểm của đường đặc tính tổng công Q-

H(1+2)

Giao điểm giữa hai đường đặc tính đường ống DE và đường đặc tínhtổng cộng Q-H(1+2) là điểm làm việc của hai bơm ghép song song, hoành độcho lưu lượng tổng cộng Q(1+2), tưng độ cho cột áp tổng cộng H(1+2) Từ điểm 2

kẻ đường song song với trục hoành, đường này cắt đường đặc tính của mỗibơm Q-H(1+2) tại điểm 1 cho lưu lượng Q(1+2) cột áp H(1+2) của từng bơm khi làmviệc song song trong hệ thống Như vậy khi hai bơm làm việc song song trong

hệ thống, chúng luôn tuân theo điều kiện (1) và (2) Từ đồ Hình 8 thấy:

và 7 xác định công suất và hiệu suất của tưng bơm khi làm việc riêng rẽ Từ

đồ thị Hình 8 thấy:

2 Q1=Q(1 +2)<2Q

Tức là lưu lượng tổng cộng của hai bơm ghép song song trên một hệthống đường ống nhỏ hơn tổng lưu lượng của chúng khi làm việc riêng rẽtrong hệ thống ấy Nguyên nhân của sự giảm lưu lượng này là do khi các bơmlàm việc song song, lưu lượng trong đường ống tăng lên sẽ làm tăng tổn thấtcột áp Do đó cột áp toàn phần của bơm cũng tăng lên, điểm làm việc lùi vềphía có cột áp lớn, vì thế lưu lượng của bơm khi làm việc song song bị giảm đi

so với khi làm việc riêng rẽ

Sự làm việc song song của hai bơm có lợi nhất trong trường hợp điểmlàm việc 1 ứng với giá trị hiệu suất lớn nhất Điều đó có thể thực hiện đượcnếu chọn bơm hợp lý Khi chọn bơm, lấy lưu lượng của mỗi bơm bằng nửalưu lượng tính toán, còn cột áp toàn phần xác định ứng với giá trị lưu lượngtính toán

Các bơm gọi là làm việc nối tiếp nếu sau khi ra khỏi bơm này, chất lỏng đượcđưa tiếp vào ống hút của bơm kia, rồi sau đó mới được đưa vào hệ thống.Như vậy khi các bơm làm việc nối tiếp, lưu lượng của chúng bằng nhau vàbằng lưu lượng tổng cộng của hệ thống: Q1=Q2=…=Q ht cơn cột áp của hệthống bơm bằng tổng cột áp của các bơm: H ht=H1+H2+H3+… Các bơm làmviệc nối tiếp được sử dụng khi hệ thống yêu cầu áp lực cao mà một bơmkhông đáp ứng được.

Hình 9: Hệ thống 2 bơm (cùng đặc tính) ghép nối tiếp

Hệ thống 2 bơm (cùng đặc tính) ghép nối tiếp

Hình 10: Đặc tuyến làm việc của hai bơm ghép nối tiếp (cùng đặc tính) khi H hh

 H o

Trên Hình 10 giới thiệu đặc tính của hai bơm giống nhau làm việc nối

tiếp Đặc tính tổng cộng của hai bơm được đựng bằng cách: ứng với mỗi điểmtrên đường đặc tính của bơm, giữ nguyên hoành độ và nhân đôi tung độ Ví

dụ điểm c trên đường đặc tính tổng cộng Q - H(1+2) nhận được bằng cách lấytưng độ ac = 2ab, còn hoành độ giữ nguyên Đặc tính đường ống CE cắt đặctính Q - H(1+2) tại A xác định điểm làm việc của hai bơm trong hệ thống Từ

đường đặc tính xác định được lưu lượng Q(1+2); và cột áp H(1+2) cửa hai bơmlàm việc nối tiếp Lưu lượng của mỗi bơm: Q1=Q2=Q(1+2) và cột áp

H1=H2=H(1 +2)

2

Hình 11: Đặc tuyến làm việc của hai bơm ghép nối tiếp (cùng đặc tính) khi H hh

H o

Trên Hình 11 giới thiệu đường đặc tính của hai bơm giống nhau ghép nối

tiếp khi có H0 > Hhh Cách dựng đường đặc tính tổng cộng cũng giống nhưtrường hợp trên A là điểm làm việc của hai bơm ghép nối tiếp, D là điểm làmviệc riêng rẽ của từng bơm cũng trong hệ thống ấy Từ đồ thị thấy rằng, trongtrường hợp này khi ghép hai bơm làm việc nối tiếp không những có khả năngtăng cột áp mà còn tăng cả lưu lượng của hệ thống

III PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM

Thí nghiệm 1: Khảo sát duy nhất bơm 1 ( hoặc bơm 2)

+ Mở công tắc bơm 1( hoặc bơm 2)

+ Khóa 1⁄4 van hoàn lưu (van 5)

+ Khóa van 1, van 3 khi khảo sát bơm l

+ Khóa van 2, van 3 khi khảo sát bơm 2

Thí nghiệm 2: Khảo sát 2 bơm ghép song song

+ Mỡ công tắc cả 2 bơm

+ Khóa van 3

+ Khóa 1⁄4 van hoàn lưu (van 5)

Thí nghiệm 3: Khảo sát 2 bơm phép nối tiếp

+ Mỡ công tắc cả 2 bơm

+ Khóa van 1, van 2

+ Khóa 1⁄4 van hoàn lưu- van 5

❖ Ứng mỗi thí nghiệm, ghi giá trị I và U

❖ Ứng mỗi chế độ lưu lượng ta ghi giá trị áp suất hút (Ph) ở đầu vào và ápsuất đẩy (Pđ) ở đầu ra

3.3 Kết quả số liệu thí nghiệm

Các thông số cần thiết cho việc tính toán

+ Công suất thiết kế của bơm N= 370 (w)

+ Lưu lượng tối đa của bơm Qmax= 6,5 (mẺ”/h)

+ 1 = 5,8m : chiều đài ống

+ d = 0,027m : đường kính ống

+  = 38,25 : tông hệ số trở lực cục bộ trong ống

+  = 0,03 : hệ số ma sát

+ Zđ - Zh = 0,04m : năng lượng (cột áp) dùng để khắc phục chiều cao giữa

Bảng 3.2: Khảo sát bơm 2: I = 6A; U = 220V

Ho H Q

Đồ thị đặc tuyến của 2 bơm mắc nối tiếp

Đường đặc tuyến bơm 1 và bơm 2 có dạng giống lý thuyết Dựa vào hai

đồ thị đặc tuyến bơm H = f (Q) và N = f (Q), ta nhận định 2 bơm có β đặctrưng cho hình dáng cánh guồng nhỏ hơn 90 (β < 90 ) nên bơm 1 là bơm cócánh guồng cong về phía sau

Nguyên nhân gây sai số có thể là do: chưa đuổi hết bọt khí trong thiết bị,bơm không ổn định, đọc kết quả sai…

Câu 1: Nêu mục đích của bài thí nghiệm?

Xác định cột áp toàn phần của bơm, công suất và hiệu suất của bơm lytâm bằng việc đo đạc các thông số khi thay đổi lưu lượng bơm

Khảo sát và xây dựng các đường đặc tuyến của bơm

Khảo sát sự ảnh hưởng của việc thay đổi cột áp ống hút đối với bơm,đồng thời khảo sát hiện tượng xâm thực bằng cách thay đổi áp suất trong ốnghút với việc thay đổi van hút để thay đổi lưu lượng

Xây dựng đường đặc tuyến của mạng ống để xác định điểm làm việc củabơm

Câu 2: Có mấy loại bơm Ưu và nhược điểm?

Có 2 loại bơm là bơm ly tâm trục đứng và bơm ly tâm trục ngang

− Hiệu suất thấp với loại máy có số vòng quay nhỏ

− Cần phải mồi chất lỏng trước khi sử dụng

− Bánh công tác phải luôn được bao phủ trong chất lỏng để hoạt độngnhư thiết kế Vì vậy máy bơm có thể không hoạt động hiệu quả đối vớichất lỏng nhớt hoặc không nhất quán

Câu 3: Nêu cấu tạo và nguyên lí hoạt động của bơm ly tâm

− Bánh xe công tác: có 3 dạng kết cấu chính là cánh mở hoàn toàn, cánh

mở một phần và cánh kín Bánh xe thường được làm bằng gang hoặcthép

− Trục bơm: Có chất liệu là thép hợp kim, kết nối với bánh xe công tácthông qua mối ghép then

− Mắt hút: Là vùng chân không, có tác dụng đẩy nước ra ngoài cánh quạt

− Ngoài ra, máy còn có các bộ phận hướng dẫn vào và bộ phận hướngdẫn ra

* Nguyên lý hoạt động: 4 quá trình

− Quá trình mồi bơm: Để hoạt động, máy bơm ly tâm cần mồi bơm bằngcách cho thân và ống hút chứa đầy chất lỏng

− Quá trình đẩy: Bánh công tác quay, chất lỏng ở bánh công tác sẽ bịvăng ra ngoài nhờ tác dụng của lực ly tâm Khi đó chất bơm đi vào ốngđẩy có áp suất cao theo các máng dẫn

− Quá trình hút: Song song với thời điểm đó, ở lối vào của bánh công táctạo ra vùng chân không, khiến các chất lỏng ở bể hút bị đẩy vào liên tụctheo đường ống hút

− Quá trình đẩy-hút trên diễn ra liên tục, tạo dòng chảy liên tục, máy bơmhoạt động

Câu 4: Khi nào cần ghép bơm nối tiếp Giải thích ?

− Khi cần cố định lưu lượng và tăng cột áp

− Khi hai hay nhiều bơm lắp nối tiếp thì cột áp bơm sẽ tăng nhưng lưulượng không thay đổi

− Các bơm ly tâm mắc nối tiếp được sử dụng để vượt qua tổn thất cột áp

hệ thống lớn hơn so với một bơm, khi hệ thống yêu cầu áp lực cao màmột máy bơm không đáp ứng được

Câu 5: Khi nào cần ghép bơm song song Giải thích?

− Cần cố định cột áp và tăng lưu lượng

− Khi hai hay nhiều bơm lắp song song thì lưu lượng sẽ tăng

− Bơm lắp song song để đạt được lưu lượng lớn hơn so với máy bơmđơn

Câu 6: Nêu cách xây dựng đường đặc tuyến bơm, mạng ống?

− Đường đặc tuyến bơm được xây dựng dưới dạng biểu đồ đường vớitrục tung là các giá trị của lưu lượng (Q), trục tung là cột áp bơm (H)hoặc hiệu suất của bơm (N).

− Đường đặc tuyến mạng ống được xây dựng bằng cách vẽ đường congdựa vào mối quan hệ giữa lưu lượng (Q) và tổng tổn thất cột áp khi chấtlỏng chuyển động trong ống dẫn (Ho)

Câu 7: Chiều cao hút của bơm là gì? Tại sao chiều cao này lại bị giới hạn, giới hạn tối đa bao nhiêu?

− Chiều cao hút hay áp lực của bơm là lượng tăng năng lượng riêng củachất lỏng khi đi từ miệng hút đến miệng đẩy của bơm và thường đượctính bằng mét cột chất lỏng Ký hiệu H

− Chiều cao hút của bơm dùng để khắc phục chiều cao nâng (hình học),hiệu số áp suất ở hai đầu đường ống, trở lực thủy lực trong ống hút vàtrong ống đẩy, hiệu số áp suất động học giữa phía đẩy và phía hút

Câu 8: Dựa vào chi tiết nào của bơm để phân biệt bơm cao áp và bơm thường?

− Dựa vào bình tích áp: có tác dụng nén áp suất để tích trữ năng lượngthuỷ lực Dùng để cung cấp năng lượng, cân bằng thuỷ lực

− Dựa vào cấu tạo và số lượng guồng động

Câu 9: Nêu công dụng của bầu khí trong hệ thống bơm pittong?

− Chuyển động không ổn định của chất lỏng trong ống hút và ống đẩy lànguyên nhân làm cho lưu lượng không đều và gây ra lực quán tính Bầukhí là thiết bị tốt nhất để khắc phục hiện tượng này

Câu 10: Nêu ứng dụng của bơm ly tâm trong công nghiệp cũng như trong cuộc sống?

− Trong công nghiệp: bơm hóa chất, nước thải, xử lý nước,…

− Trong cuộc sống: bơm cấp nước sạch cho các khu dân cư, nhà caotầng, bơm phòng cháy chữa cháy

BÀI 2: HỆ THỐNG CÔ ĐẶC CHÂN KHÔNG

 Trình bày được cấu tạo, nguyên lý làm việc và ưu nhược điểm thiết bị

cô đặc gián đoạn 1 nồi, hoạt động trong điều kiện chân không

 Vận hành được hệ thống cô đặc

 Tính toán được cân bằng vật chất, cân bằng năng lượng và các đạilượng đặc trưng cho quá trình cô đặc

2.1 Các khái niệm trong cô đặc

❖ Khái niệm cô đặc

Cô đặc là quá trình làm tăng nồng đồ của dung dịch bằng cách tách một phần dung môi ở nhiệt độ sôi, dung môi tách ra khỏi dung dịch bay lên gọi là hơi thứ

❖ Mục đích của quá trình cô đặc

 Làm tăng nồng độ của chất hòa tan trong dung dịch

 Tách chất rắn hòa tan ở dạng rắn (kết tinh)

 Tách dung môi ở dạng nguyên chất (cất nước)

2.2 Các phương pháp cô đặc

 Cô đặc ở áp suất khí quyển: là phương pháp đơn giản nhưng không

tinh tế

 Cô đặc ở áp suất chân không: dùng cho các dung dịch có nhiệt độ sôi

cao, dễ phân hủy vì nhiệt,…

 Cô đặc ở áp suất dư: dùng cho các dung dịch không phân hủy ở nhiệt

độ cao, sử dụng hơi thứ cho các quá trình khác

❖ Cân bằng vật liệu trong hệ thống cô đặc 1 nồi

xc- nồng độ chất khô trong sản phẩm, [phần khối lượng]

Theo định luật bảo toàn vật chất:

+ Bảo toàn khối lượng: Gđ = Gc + W

+ Bảo toàn chất khô: Gđ xđ = Gc xc

tn: nhiệt độ nước ngưng, [độ]

cđ: nhiệt dung riêng nguyên liệu, [J/kg.độ]

cc : nhiệt dung riêng sản phẩm, [J/kg.độ]

cn: nhiệt dung riêng nước ngưng, [J/kg.độ]

i: hàm nhiệt trong hơi đốt, [J/kg]

i’: hàm nhiệt trong hơi thứ, [J/kg]

Qcđ: tổn thất nhiệt cô đặc, [J]; Qcđ = 0,01.q.Gc

q: tổn thất nhiệt cô đặc riêng, [L/kg]

Qmt: tổn thất nhiệt ra môi trường, [J]

Theo định luật bảo toàn nhiệt

Trong quá trình tính toán nhiệt có thể xem cc≈cđ

Tính bề mặt truyền nhiệt Q = K.F..thi=D.(i-cn.tn)

Trong đó

Q: lượng nhiệt truyền, [J]

K: hệ số truyền nhiệt, [W/m2 độ]

F: Diện tích bề mặt truyền nhiệt

: thời gian cô đặc, [s]

thi: hiệu số nhiệt hữu ích, [độ]

Rút ra bề mặt truyền nhiệt: F= D(i−c n ×t n)

K ×∆ t hi

2.3 Thiết bị thí nghiệm

Dung dịch được cô đặc theo từng mẻ, nhập liệu một lần từ thùng chứadung dịch đầu Dung dịch sôi trong buồng bốc hơi do nhiệt truyền từ dầu tảinhiệt bên vỏ ngoài Hơi thứ bốc lên từ dung dịch sôi được dẫn qua thiết bị ngưng tụ ống xoắn để ngưng tụ thu hồi và định lượng Một bơm chân

không loại vòng nước được sử dụng để tạo chân không cho hệ thống

Hệ thống cô đặc gồm các thiết bị chính sau:

+ Nồi cô đặc 2 vỏ cánh khuấy

+ Máy khuấy trộn

+ Thiết bị ngưng tụ ống xoắn

+ Bình chứa nước ngưng

+ Bơm chân không loại vòng nước

+ Áp kế đo độ chân không

Nồi được chế tạo bằng thép không gỉ AISI304

b Thiết bị ngưng tụ ống xoắn

Ống xoắn có đường kính 16 được quấn thành các vòng xoắn cóđường kính D=150mm Ống xoắn được gia công bằng thép không gỉAISI304