Báo cáo thí nghiệm quá trình và thiết bị Lọc khung bản

MỤC DÍCH THÍ NGHIỆM: - Làm quen với cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy lọc khung bản - Tiến hành thí nghiệm lọc - Xác định các hệ số lọc theo số liệu thí nghiệm thu được II... Từ đó

Mục Lục

I MỤC DÍCH THÍ NGHIỆM: 2

II PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH 2

2.1Sơ đồ thiết bị thí nghiệm 2

2.2Phương pháp tiến hành thí nghiệm 2

III Phương pháp tính toán 3

3.1Xây dựng đồ thị V=f(t): 3

3.2Giải hệ phương trình 3

3.3Xây dựng đồ thị r = f(V) 3

IV PHÚC TRÌNH 4

4.1 Kết quả thí nghiệm 4

4.2 Giải phương trình 6

4.3 Đồ thị 7

4.3 Bàn luận 9

V PHỤ LỤC 10

VI TÀI LIỆU THAM KHẢO 11

BÀI 7 : LỌC KHUNG BẢN

I MỤC DÍCH THÍ NGHIỆM:

- Làm quen với cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy lọc khung bản

- Tiến hành thí nghiệm lọc

- Xác định các hệ số lọc theo số liệu thí nghiệm thu được

II PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH

2.1 Sơ đồ thiết bị thí nghiệm

- Máy lọc khung bản:

 Số khung: 3

 Số bản: 3

- Diện tích bề mặt lọc

- Máy khuấy chuẩn bị huyền phù

- Bơm

- Dụng cụ đo:

 Áp kế đo áp suất lọc

 Đồng hồ đo thời gian lọc

 Ong đong đo lưu lượng nước lọc

2.2 Phương pháp tiến hành thí nghiệm

- Cho vào thùng khuấy 30÷40 lít nước

- Bật máy khuấy để khuấy điều

- Bật bơm và mở từ từ van cho huyền phù qua máy lọc

- Đo áp suất lọc p

- Đo lượng nước lọc sau mỗi đơn vị thời gian ∆t

III PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN

3.1 Xây dựng đồ thị V=f(t):

V=f(t)

V=Vl/F, m3/m2 : F=nf, m2

Với:

n: số tấm vãi lọc (n=6)

f: diện tích một tấm, m2

3.2 Giải hệ phương trình

V1,V2: lượng nước lọc/m2 ở thời điểm t1,t2

V0,k: là 2 nghiệm cần xác định

3.3 Xây dựng đồ thị r = f(V)

Mô tả phương trình lọc dạng nghịch đảo

r=dt/dV=V0/k+V/k

r =f(V) là đường thẳng với hện số góc 1/k,tung độ góc V0/k

Từ đó ta có phương trình lọc với loại huyền phù đã cho chạy

Khi lọc ở

Với Vo là lượng nước lọc cần thu được để có lớp bã có trở lực bằng trở lực lớp vải lọc,m3/m2 Khi đó cần thời gian tương ứng t0,phút

K hệ số phụ thuộc tính chất nước và bã lọc,chế độ lọc

Khi tích phân phương trình lọc ta có: V2 + 2VV0 = 2kt ; Hệ số góc 1/k

Theo bảng số liệu đo dược

-

IV PHÚC TRÌNH

4.1 Kết quả thí nghiệm

Bảng 1: Kết quả thí nghiệm

(m 3 /m 2 ) ∆t/∆V

0.2 kgf/cm 2

0.4 kgf/cm 2

0.6 kgf/cm 2

Cách tính F: F=nf , m 2

Trong đó:

n: số tấm vải lọc (n=6)

f: diện tích một tấm, m2

Ta có:

Cạnh hình vuông a = 0.2m

Cạnh tam giác vuông cân a’= 0.035m

 f = Shv - 2S∆ = 0.22

– 2*( *0.0352) = 0.038775 m2

 F = nf = 6 * 0.038775 = 0.23265 m2

4.2 Giải phương trình

Trường hợp lọc ở áp suất lọc: p = 0.2 kgf/cm 2

Chọn V1= 0.017 m3/m2, t1=25s và V2= 0.034 m3/m2, t2=60s

Ta có hệ phương trình sau:

{ Giải hệ phương trình ta được: k=2.89*10-5, Vo=0.034 m3/m2

Tương tự ta có bảng số liệu sau:

Bảng 2: Số liệu tính toán từ giải phương trình

P, kgf/cm 2 V 1 , m 3 /m 2 t 1 , s V 2 , m 3 /m 2 t 2 , s V 0 , m 3 /m 2 k

0.2

0.4

0.6

4.3 Đồ thị

0.000

0.010

0.020

0.030

0.040

0.050

0.060

0.070

0.080

0.090

0.100

0 50 100 150 200 250

3 /m

t, s

Đồ thị V= f(t) theo từng áp suất lọc

P=0.2kgf/cm2 P=0.4kgf/cm2 P=0.6kgf/cm2

y = 35520x + 901.52

0.0

500.0

1000.0

1500.0

2000.0

2500.0

3000.0

3500.0

4000.0

4500.0

0.000 0.010 0.020 0.030 0.040 0.050 0.060 0.070 0.080 0.090 0.100

V, m 3 /m 2

Đồ thị biểu diễn ∆t/∆V theo V với P=0.2kgf/cm2

y = 20974x + 1105.1

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1

V, m 3 /m 2

Đồ thị biểu diễn ∆t/∆V theo V với P=0.4kgf/cm2

y = 17591x + 1058.6

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1

V, lít

Đồ thị biểu diễn ∆t/∆V theo V với P=0.6kgf/cm2

Bảng 3: Kết quả tính tốn từ đồ thị

P, kgf/cm 2 Phương trình f(V)

k Vo, m 3 /m 2

0.2 kgf/cm 2 y = 35520x + 901.52 35520 901.52 2.8*10-5 0.0254

0.4 kgf/cm 2 y = 20974x + 1105.1 20974 1105.1 4.8*10-5 0.0527

0.6 kgf/cm 2 y = 17591x + 1058.6 17591 1058.6 5.7*10-5 0.0602

Phương trình f(V) cĩ dạng: f(V) =

4.3 Bàn luận

Khi tăng áp suất:

- Thời gian để thu được lượng nước cần thiết rút ngắn lại

- k: hệ số phụ thuộc tính chất nước và bã lọc, chế độ lọc tăng

- Lượng nước lọc cần thu được để có lớp bã có trở lực bằng trở lực lớp vải lọc cũng tăng

- Lưu lượng dịng chảy đi qua tấm lọc tăng làm cho độ bám dính của bã trên lớp vãi lọc càng nhiều càng về sau thì quá trình lọc diễn ra chậm hơn do lớp bã bám

trên khung và vải lọc càng nhiều

Sai số trong quá trình lọc :

- Khăn lọc xếp khơng đúng lỗ trên khung, gây cản trở dịng chảy thay đổi áp suất khi lọc

- Vải lọc nằm giữa khung và bản khơng phẳng nên trong quá trình ép sát khơng chặt làm nước rị rỉ trong quá trình làm , làm giảm áp suất trong quá trình lọc

- Hệ thống lọc trong phòng thí nghiệm chưa thật kín Do đó trong quá trình thí nghiệm lọc, việc điều chỉnh đúng, chính xác áp suất làm việc là rất khó Khi điều chỉnh các tấm lọc chưa thật sát, áp suất dễ bị thay đổi, làm nước lọc được bơm vào thiết bị lọc tràn ra ngoài Dẫn đến thất thoát, kết quả đo không đúng

- Quá trình thu thể tích nước lọc và đọc thể tích bằng dụng cụ thủ công, nước bị thất thoát nhiều do thao tác chưa nhanh

- Quá trình canh thời gian cũng không thật chính xác do thiết bị đo và đọc thủ công

Biện pháp khắc phục :

- Nắm vững các thao tác thí nghiệm,

- Sắp xếp cẩn thận các khung bản cho đúng khớp và khớp với vải lọc

- Cố gắng giữ độ huyền phù không đổi trong suốt quá trình

V PHỤ LỤC

VI TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Giáo trình QT & TB tập 3 - Truyền khối [2] Tài liệu thí nghiệm QT & TB