Báo cáo thực hành bài 1 thiết bị truyền nhiệt vỏ Ống

mở sai thì sẽ gặp các trường hợp sau:  Lưu lượng kế không thấy hoạt động  Tiếng kêu động cơ lớn hơn bình thường  Bung một số khớp nối mềm nếu có  Xì nước ở roăn mặt bích  Có khả năn

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC-THỰC PHẨM

□□ BÁO CÁO THỰC HÀNH BÀI 1: THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT VỎ ỐNG Giảng viên hướng dẫn : Phạm Văn Hưng Sinh viên thực hiện : Đinh Thị Thanh Tuyến Lớp : DHTP19A MSSV : 23648381

Nhóm : 2

Tổ : 2

TP HỒ CHÍ MINH, ngày tháng năm 2025

mở sai) thì sẽ gặp các trường hợp sau: 

 Lưu lượng kế không thấy hoạt động 

 Tiếng kêu động cơ lớn hơn bình thường 

 Bung một số khớp nối mềm (nếu có)  

 Xì nước ở roăn mặt bích 

 Có khả năng hỏng bơm (bốc mùi khét) 

° Gặp hiện tượng như vậy thì tắt bom kiểm tra lại hệ thống van 

  - Trước khi mở điện trở phải đảm bảo trong thùng có nước điều này rất quan trọng

vì nếu bật điện trở mà không có nước trong thùng thì chỉ cần 1-3 phút điện trở sẽ hỏng (trường hợp này sinh viên hoặc tổ trực tiếp thực hành phải bồi thường do sự bấtcẩn của mình) 

- Trước khi mở bom phải đảm bảo trong vùng chứa phải có nước  

- Phải xác định được các vị trí đầu dò nhiệt độ, quan trọng đó là nhiệt độ nóng vào vànóng ra, lạnh vào, lạnh ra nếu việc đánh số trên các đầu do không khớp mô hình ở sơ

đồ thì sinh viên có thể dùng phán đoán như sau: 

 Nhiệt độ cài đặt luôn cao nhất (T9) 

 Nhiệt độ nóng vào cao thứ nhì (T1; T5) 

 Nhiệt độ lạnh vào luôn hấp nhất (T2; T4; T6; T8) 

 Nhiệt độ nóng ra (T3; T7) lớn hơn lạnh ra (T2; T4; T6; T8) nếu bố trí chảy xuôi chiều. 

- Khi mở bơm khởi động phải mở van hoàn lưu (VL1, VN1). 

- Khi vận hành chính thức dòng nóng chảy qua nhánh phụ không qua luôn lượng kế. 

1.5.1.2: Các lưu ý 

- Trước khi mở điện trở phải đảm bảo trong thùng có nước ít nhất 2/3 thùng. 

- Trước khi mở bơm phải đảm bảo trong thùng chứa phải có nước. 

- Trước khi mở vhome phải đảm bảo hệ thống van phải phù hợp. 

- Khi mở bơm khởi động phải mở van hoàn lưu. 

- Khi điều chỉnh lưu lượng cần điều chỉnh lưu lượng dòng nóng trước và điều chỉnh xong cho dòng nóng đi qua nhánh phụ sau đó tắt bơm nóng.  

- Nhiệt độ đầu vào mỗi thí nghiệm phải giống nhau. 

1.5.1.3: Báo cáo 

     a) Khảo sát trường hợp xuôi chiều thiết bị: 

Xác định nhiệt lượng do dòng nóng tỏa, lạnh thu vào và nhiêt lượng tổn thất

Nhiệt độ trung bình của dòng nóng: TN= (TNv+TNr)/2=(55,4+54)/2=55,2oC

Xác định và so sánh hiệu số nhiệt độ của các dòng và hiệu suất nhiệt độ

Hiệu số nhiệt độ của dòng nóng: ΔTN=TNv -TNr=55,4 -54=1,4oC

Hiệu số nhiệt độ của dòng lạnh: ΔTL =TLr -TLv= 32,6-28=4,6oC

Hiệu suất nhiệt độ:

5

4437,95

1452,210,0004 0,000333

-3333 0,394 0,3319133001 0,4 3,8 659,24 5270,85 -4611,61

9

6497,520,0004 0,000466

-6667 0,393312 0,4646506999 1,1 4,1 1810,61 7959,37 6148,760,00043

33333 0,0002666667 0,4271799671 0,2654986999 1,4 4,6 2501,53 5102,57 -2601,07

3

9320.52

3430,59

0,5658847

7

10875,62

2668,25

0,4315003001

4

11360,41

4575,87

4432,680,00046

3333 0,48297 0,2323113001 7,9 4,6 16036,39 4464,74 11571,65

7

4,3 23739,02

5366,17

16875,51

0,0005 0,000366

6667 0,482085 0,3650606999 11,7 4,5 40394,19 6863,51 33530,510,0005 0,000433

3333

0,481575 0,431435

3001

11,3

4,5 22893,64

8111,41

14782,23

-Xác định hiệu số nhiệt độ và hiệu suất của quá trình truyền nhiệt:

-Xác định hệ số truyền nhiệt thực nghiệm và truyền nhiệt theo lý thuyết:

Xử lý số liệu

Trường hợp ngược chiều

Xác định nhiệt lượng do dòng nóng tỏa, lạnh thu vào và nhiêt lượng tổn thất

Nhiệt độ trung bình của dòng nóng: TN= (TNv+TNr)/2=(67,6+66,1)/2=66,85oCsuy ra ρN=979,43(kg/m3) và CN= 4,19 kJ/kg= 4190J/kgoC

Nhiệt độ trung bình của dòng lạnh: TL= (TLv+TLr)/2=(27,4+34,6)/2=31oCsuy ra ρL=995,33 (kg/m3) và CL= 4,18 kJ/kg= 4180J/kgoC

Lưu lượng khối lượng của dòng nóng và dòng lạnh:

Xác định và so sánh hiệu số nhiệt độ của các dòng và hiệu suất nhiệt độ

Hiệu số nhiệt độ của dòng nóng: ΔTN =TNv -TNr=67,6-66,1=1,5oC

Hiệu số nhiệt độ của dòng lạnh: ΔTL =TLr -TLv= 34,6-27,4=7,2oC

Hiệu suất nhiệt độ:

ηN=(TNv -TNr)*100%/(TNv -TLr)=(67,6-66,1)*100%/(67,6-34,6)=4,54%

GL   (kg/s) 

Δ T N

°

C 

Δ T L

° C

8  0,0004  0,39526

76  0,00036 66667  0,36511 27665  5  4  8261,09 284  6104,6854 56  2156,40738 4  0,0004  0,39426

8723  8320,2701 4  2788,51709 

ηN (%) 

127,5776995

202,8785861

77,46982266

113,9959002

140,4030815

179,9923195

158,3088686

91,09742363

51,13017093

74,89809614

86,46207213

số nhiệt độ trung bình có tăng lên so với trường hợp xuôi chiều, do đó bề mặt truyềnnhiệt 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 Vậy trường hợp lưu thể

chuyển động ngược chiều vẫn lợi hơn chuyển động xuôi chiều Vì thế, trong thực tế thường làm việc theo nguyên tắc ngược chiều, trừ trường hợp yêu cầu kỹ thuật khôngcho phép.

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH

MSSV : 23648381

Tổ : 2

Hồ Chí Minh ngày tháng năm 2025

2.4 Mô hình thí nghiệm:

2.4.1 Sơ đồ hệ thống:

Mô hình này trình bày cơ chế của quá trình cô đặc bởi sự bay hơi cục bộ dung môi

Mô hình khảo sát quá trình làm việc gián đoạn ở áp suất khí quyển

Mô tả chung của mô hình:

- Dung tích nồi đun 10 lít

- Bộ điều chỉnh công suất gia nhiệt (2000W) được điều chỉnh bằng tay

- Một thiết bị ngưng tụ vỏ làm bằng thủy tinh và bộ làm lạnh làm ống xoắn bằng thép không rỉ (bề mặt truyền nhiệt 0,2m)

- Một bơm định lượng cấp liệu cho quá trình làm việc liên tục.

- Tất cả các van được điều chỉnh bằng tay.

- Nhiệt độ được đo bằng các đầu dò nhiệt độ kết nối với bộ hiển thị số gắn với bộ điều khiển gắn ở bảng trước

- Công suất gia nhiệt được điều chỉnh tay thì được đọc trực tiếp trên bộ điều khiển phía trước bảng hiển thị số nhiệt độ nồi đun

Lưu lượng dòng chất tải nhiệt của thiết bị trao đổi nhiệt được đo bằng Rotamet viên

bị với thiết bị ngưng tụ 40 – 400lít/h

- Lớp bảo vệ cách nhiệt đặt tại mức thoát giữa nồi đun và thiết bị kết tinh không chophép nung trong suốt quá trình di chuyển dung dịch và thất thoát nhiệt ít nhất để tránh việc kết tinh huyền phù trong ống

- Để mô hình làm việc mà không có sự giám sát của người điều hành được huấn luyện về

các nguy cơ của máy

- Dùng với các vật cứng như viết, chìa khóa,

- Dùng với các chất phản ứng mà không cho phép dùng với mô hình thí nghiệm

2.4.2 Trang thiết bị, hóa chất

Quá trình làm việc có nhiệt độ đến 100°C và làm việc ở áp suất khí quyển với các trang thiết bị phụ trợ và các tiện nghi khác phục vụ cho quá trình thí nghiệm Bên cạnh đó, để phục vụ cho quá trình cần có thêm các hóa chất, máy, dụng cụ sau

- Dung dịch đồng sulphate

- Cân phân tích và ống đong (100ml) dùng để xác định khối lượng riêng của dung dịch - Máy đo độ hấp thu A dùng để xác định nồng độ (g/1) của dung dịch thông qua đường chuẩn

Nồng độ dung dịch g/l được xác định thông qua độ hấp thu A Độ hấp thu A được xác định qua máy đo có bước sóng A = 890nm, ở nhiệt độ phòng 30°C Cuvet chứa mẫu phải luôn sạch và khô ráo, bên trong ống không được có bọt khí và được đặt trong máy đo đúng theo yêu cầu

2.5 TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM

2.5.1 Chuẩn bị thí nghiệm

2.5.1.1 Kiểm tra các hệ thống phụ trợ

- Bật công tắc nguồn cấp cho tủ điện

- Kích hoạt bộ điều khiển bằng cách chuyển công tắc tổng sang vị trị 1, công tắc đèn hiển thị trắng sáng

- Kích hoạt mô hình thí nghiệm bởi công tắc cấp nguồn cho các thiết bị phụ trợ (nếu cần thiết sử dụng công tắc khẩn cấp) để kích hoạt mô hình, lúc này đèn xanh sáng

- Bộ hiển thị số được cấp điện

- Mở van nguồn cung cấp nước giải nhiệt cho hệ thống.

- Kiểm tra ống nhựa mềm dẫn nước giải nhiệt đầu ra được đặt đúng nơi quy định

- Mở van V9

- Kiểm tra áp suất của hệ thống đạt được 1 bar

- Mở van V6 để lưu thông nước trong thiết bị ngưng tụ

2.5.1.2 Kiểm tra mô hình thiết bị Trước khi thí nghiệm

- Nồi đun và thiết bị kết tinh được tháo hết và sạch

- Các van thoát được đóng: V2, V5, V8

- Thùng chứa dung dịch cô đặc phải rỗng và sạch

- Các van V3 và V4 đóng Kết thúc thí nghiệm

- Tắt W1

- Khóa van VP1

- Đợi cho dung dịch trong nồi đun đạt đến nhiệt độ khoảng 30°C

- Khóa van nguồn nước giải nhiệt cấp cho thiết bị ngưng tụ ECH1

- Tháo hết dung dịch trong nồi đun qua van V2

- Tháo dung môi (nước) trong bình chứa hơi thứ

-Ghi nhận kết quả thí nghiệm để tính toán cân bằng vật chất và năng lượng Những vấn

đề cần ghi chú trong mỗi giai đoạn của thí nghiệm

- Tính toán cân bằng vật chất

- Tính toán cân bằng năng lượng

- So sánh kết quả giữa lý thuyết và thực nghiệm trong mỗi giai đoạn Nhận xét và giải thích

- Tính hệ số truyền nhiệt của thiết bị ngưng tụ

- Nhận xét về sự biến đổi nhiệt độ trong nồi đun khi thực hiện giai đoạn hóa hơi dung môi Giải thích sự biến đổi này

2.6 Kết quả

 Khối lượng dung dịch ban đầu trong nồi là:

Dung dịch CuSO4 nạp vào: 6l

❖ Tính toán cân bằng năng lượng:

• Giai đoạn đun sôi:

Công suất điện trở gia nhiệt:2000W

→ Công suất điện trở cho quá trình đun sôi: P1=100%.2000=2000W

→ Công suất điện trở cho quá trình hóa hơi: P2=100%.2000=2000W

Năng lượng do nồi đun cung cấp cho quá trình (thực tế):

Qk1=P1.𝜏1=2000×14×60=1680000 (J )

Năng lượng dung dịch nhận được

Q1= Gđ.Cp.(Tsdd-Tđ)= 6,12*4066,72 * (97 - 56,1) = 1032902,654(J)Trong đó:

• Giai đoạn bốc hơi dung môi:

Năng lượng do nồi đun cung cấp cho quá trình:

Qk2=P2.𝜏2=2000×(60*60) = 7200000 (𝐽)

Nhiệt lượng nước giải nhiệt thiết bị ngưng tụ: T1=98,2°C

Tra bảng sổ tay QTTB ta được: iw=2672,91(kj/kg) =2672910(J/kg) CH2O=4115,2( J.kg/k)

Cân bằng năng lượng tại thiết bị ngưng tụ:

Qng= Gw*rw= VH2O * H2O* CH2O * (Tr-Tv) * 2

Nhiệt độ nước giải nhiệt vào 30,2°C

Nhiệt độ nước giải nhiệt ra 30,6°C

Kết luận:

- Năng lượng do nồi đun cung cấp để đun sôi dung dịch thì một phần được sử dụngcòn một phần bị thất thoát nhiệt ra bên ngoài môi trường

- Nguyên nhân sai số khi tính toán cân bằng năng lượng và vật chất:

+ Thời gian giữa các lần đo bị chênh lệch

+ Nồng độ chất tan sau cô đặc tính được độ chính xác không cao

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC-THỰC PHẨM

3.2 Mục đích thí nghiệm (viết tay) 3.3 Cơ sở lý thuyết ( viết tay ) 3.3.1.4 Xác định số mâm lý thuyết

3.3.2.4 Cân bằng nhiệt toàn tháp

3.4.1.2 Tháp chưng cất

3.4.1.3 Sơ đồ hệ thống

3.4.2 Trang thiết bị, hóa chất 3.4.2.1 Dụng cụ, hóa chất

Buổi 1: Xác định chỉ số hồi lưu tối thiểu, khảo sát mâm nhập liệu cuối

Buổi 2: Khảo sát 2 vị trí mâm còn lại

- Cài đặt chế độ làm việc “Auto” và giá trị nhiệt độ sôi của nhập liệu trên bộ điều khiển củathiết bị gia nhiệt nhập liệu

- Khi nhiệt độ nhập liệu gần bằng nhiệt độ sôi của nhập liệu, tiến hành mở van nhập liệu vàđiều chỉnh bơm nhập liệu với tốc độ 10-15 l/h

- Cài đặt độ giảm áp của tháp chưng cất ở giá trị 20mBar trên bộ điều khiển độ chênh áp

- Mở van thu sản phẩm đỉnh và thu sản phẩm đáy

- Điều chỉnh công tắc chia dòng ở vị trí “Cycle”(hồi lưu một phần)

- Cài đặt giá trị tỉ số hồi lưu giá trị thấp nhất bằng 1 lần giá trị tỉ số hồi lưu tối thiểu bằngcách cài đặt chế độ làm việc “Manu”, chu kỳ lấy mẫu và giá trị phần trăm hồi lưu

- Sau 10 phút, tháo hết dung dịch có trong bình chứa sản phẩm đỉnh

- Đo lưu lượng sản phẩm đỉnh bằng phương pháp thể tích và nồng độ sản phẩm đỉnh

- Ghi các thông số nồng độ, nhiệt độ vào trong bảng số liệu

- Lần lượt tiến hành thí nghiệm với các giá trị tỉ số hồi lưu, vị trí mâm nhập liệu và nhiệt độnhập liệu khác nhau Sau mỗi lần điều chỉnh chế độ làm việc phải đợi 5 phút để hệ thống ổnđịnh mới tháo hết dung dịch trong bình chứa sản phẩm đỉnh và xác định các thông số

 Các lưu ý

Trong suốt quá trình làm thí nghiệm cần chú ý những vấn đề sau:

- Lưu lượng dòng nước giải nhiệt vào trong hệ thống, nếu không có nước giải nhiệt thì phảingừng hệ thống

- Lượng hỗn hợp nhập liệu hết thì phải ngừng quá trình làm việc

- Theo dõi sự biến đổi nhiệt độ trong suốt thời gian làm việc và giải thích

- Đánh giá kết đo thành phần và lưu lượng dòng sản phẩm đỉnh để điều chỉnh chế độ làmviệc hợp lý

 Kết thúc thí nghiệm

- Chuyển công tắc chia dòng về chế độ “Reflux"

- Ngưng bơm, khóa van và tắc điện trở gia nhiệt nhập liệu

- Tắc điện trở gia nhiệt nồi đun

- Để nguội 20 phút tháo hết dung dịch trong các bình chứa sản phẩm, nồi đun và bình chứanhập liệu vào thùng chứa

- Khóa hệ thống nước giải nhiệt

- Đóng phần mềm điều khiển DV13000 trên máy tính

- Biểu diễn và nhận xét sự biến đổi của nồng độ sản phẩm đỉnh theo chỉ số hồi lưu, vị trímâm và nhiệt độ nhập liệu

- Xác định các phương trình đường làm việc, từ đó vẽ và xác định số mâm lý thuyết, hiệusuất làm việc tổng quát cho từng thí nghiệm Đánh giá và giải thích sự thay đổi hiệu suấtlàm việc của tháp

- Xác định lượng nhiệt trao đổi tại thiết bị làm lạnh sản phẩm đỉnh, sản phẩm đáy và nồi

đun Biểu diễn và đánh giá sự biến đổi của lượng nhiệt nồi đun cung cấp khi có sự thay đổi

về chỉ số hồi lưu, vị trí mâm và nhiệt độ nhập liệu

- Nhận xét về kết quả thí nghiệm, phân tích và nhận định các nguyên nhân sai số, xác định

thông số làm việc hợp lý cho quá trình

Từ bảng số liệu tại x F=0,0671(kmol rượu

kmolℎℎ ) ta vẽ đồ thị cân bằng suy ra

Khối lương riêng sản phẩm đỉnh

 Phương trình làm việc của đường chưng:

Thí nghiệm : khảo sát sự ảnh hưởng lưu lượng của dòng hoàn lưu

*khảo sát mâm nhập liệu giữa tháp R= 1,1

Tính toán mâm nhập liệu

- Khối lượng mol của hỗn hợp nhập liệu

*khảo sát mâm nhập liệu giữa tháp R= 1,3

Tính toán mâm nhập liệu

- Khối lượng mol của hỗn hợp nhập liệu

- Do các thao tác trong quá trình làm thí nghiệm bị sai lệch

- Do ảnh hưởng của điều kiện môi trường xung quanh tới thiết bị

- Trong quá trình tính toán, xử lý số liệu thủ công dẫn đến sai số đáng kể

Trong quá trình tiến hành thí nghiệm chuyển công tắc chia dòng hoàn lưu về chế độ hồi lưu hoàn toàn để giúp tăng nồng độ sản phẩm đỉnh, tránh bị khô mâm Nếu bỏ qua hoànlưu thì nồng độ sản phẩm đỉnh sẽ không cao, hiệu suất chưng sẽ rất thấp

Nhiệt độ ảnh hưởng đến khả năng phân tích của hỗn hợp Do đó cần chọn nhiệt độ thíchhợp để tách hoàn toàn các cấu tử ra khỏi hỗn hợp Nếu nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp các sản phẩm và chất tách sẽ hòa lẫn vào nhau làm cho hiệu suất chưng cất thấp Thông

số làm việc hợp lý cho quá trình là chọn chỉ số hồi lưu là 1 Do đó có hiệu suất làm việccao

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH

KHOA ……….

 BÁO CÁO THỰC HÀNH

Bài 4: C Ộ T CHÊM

Giảng viên hướng dẫn : Phạm Văn Hưng Sinh viên thực hiện : Đinh Thị Thanh Tuyến Lớp : DHTP19A

4.3 Cơ sở lý thuyết

4.4.Mô hình thí nghiệm

4.4.1.Sơ đồ hệ thống

Mô hình tháp đệm (cột chêm) khảo sát chế độ hoạt động ở áp suất khí quyển

- Cột chêm làm bằng thủy tinh đường kính trong bằng 80mm, chiều cao phần đệm sinh

- Van xả đáy bồn lỏng (V L1) phải được đóng hoàn toàn

- Mở van nguồn nước, cấp nước vào bồn lỏng khoảng 2/3 bồn

- Mở hoàn toàn lỏng hoàn lưu (V L2)

- Mở hoàn toàn van điều chỉnh mực nước trong bộ phận phân khối khí (V L4)

- Khóa van xả nước trong bộ phận phân phối khí (V L5)

- Mở hoàn toàn van khí hoàn lưu (V K1)

- Khi kết thức thí nghiệm, cho bơm cấp lỏng ngừng trước và quạt thổi khí ngừng sau

- Khi đo lưu lượng dòng khí, giá trị đọc được trên lưu lượng kế phải nhân với 29,08 để

đổi đơn vị ra lít/phút

- Điều chỉnh lưu lượng dòng khí hay lỏng đạt được giá trị theo yêu cầu, có thể kết hợp

cả 2 van điều chỉnh lưu lượng và van hoàn lưu Nhất thiết không được khóa hoàn toàn van hoàn lưu

- Khi làm thí nghiệm cột ướt, các giá trị lỏng lớn hơn 6,4l/phút có thể sảy ra hiện tượng ngập lụt

- Khi kết thúc thí nghiệm:

Tắt bơm lỏng, mở hoàn toàn van lỏng hoàn lưu

Tắt quạt khí, mở hoàn toàn van khí hoàn lưu

Đợi cho chất lỏng trong ống thoát hết, xả hết nước trong bồn chứa lỏng

6.5.2 Báo cáo