Báo cáo Thực hành quá trình và thiết bị cơ học

 tƯ: Nhiêt độ bầu ướt, là nhiệt độ ổn định đạt được khi một lượng nhỏ nước bốc hơi vào hỗn hợp không khí chưa bão hòa trong điều kiện đoạn nhiệt, đo bằng nhiệt kế thông thường có bọc vả

Mục Lục

BÀI 1: THÍ NGHIỆM SẤY ĐỐI LƯU 2

I MỤC ĐÍCH 2

II CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2

III TÍNH TOÁN THÍ NGHIỆM 12

BÀI 2: CỘT CHÊM 18

I MỤC ĐÍCH 18

II CƠ SỞ LÝ THUYẾT 18

III KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 21

BÀI 3: THÍ NGHIỆM LỌC KHUNG BẢN 32

I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM 32

II CƠ SỞ LÝ THUYẾT 32

III MÁY LỌC KHUNG BẢN 33

IV NGUYÊN LÝ LỌC 1 CẤP 35

V PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 35

BÀI 4: THÍ NGHIỆM CÔ ĐẶC 39

I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM 39

II CƠ SỞ LÝ THUYẾT 39

III THIẾT BỊ CÔ ĐẶC 41

IV CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH 42

V KẾT QUẢ 44

VI TÍNH TOÁN 45

BÀI 5: THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT ỐNG KÉP 49

I TRANG THIẾT BỊ,DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM 49

II TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 50

III LẬP CONG THỨC TINH TOAN 51

IV BÁO CÁO THÍ NGHIỆM 52

V BÀN LUẬN 58

BÀI 6: THÍ NGHIÊM MẠCH LƯU CHẤT 59

I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM 59

II CƠ SỞ LÝ THUYẾT 60

III NỘI DUNG THÍ NGHIỆM 65

IV TÍNH TOÁN 73

BÀI 1: THÍ NGHIỆM SẤY ĐỐI LƯU

 Xác định đường cong sấy : 𝑊 = 𝑓 ( 𝜏)

 Xác định đường cong tốc độ sấy : 𝑑𝑊𝑑𝜏 = 𝑓 ( 𝑊 )

 Giá trị độ ẩm tới hạn Wk, tốc độ sấy đẳng tốc N, hệ số sấy K

II Cơ Sở Lý Thuyết

Sấy là quá trình làm bốc hơi nước ra khỏi vật liệu bằng nhiệt, nhiệt được cung cấp cho vật liệu nhờ dẫn nhiệt, đối lưu nhiệt, bức xạ nhiệt…

1 Cơ sở lý thuyết về quá trình sấy 1.1 Tĩnh lực học quá trình sấy 1.1.1 Các thông số hỗn hợp không khí ẩm 1.1.1.1 Nhiệt độ

Gồm 3 loại: tK, tƯ, tS

 tK: Nhiệt độ bầu khô là nhiêt độ của hỗn hợp không khí được xác định bằng nhiệt kế thông thường

 tƯ: Nhiêt độ bầu ướt, là nhiệt độ ổn định đạt được khi một lượng nhỏ nước bốc hơi

vào hỗn hợp không khí chưa bão hòa trong điều kiện đoạn nhiệt, đo bằng nhiệt kế thông thường có bọc vải ướt ở bầu thủy ngân

 tS: Nhiệt độ điểm sương, nhiệt độ ở trạng thái bão hoa hơi nước

1.1.1.2 Độ ẩm

Gồm 3 loại: d, A, 𝜑

 d: Là độ chứa hơi, là số kg ẩm có trong 1 kg không khí khô của không khí chưa bão hòa hơi nước (kgẩm/kgkkk)

 A: Là độ ẩm cực đại là số kg ẩm có trong 1 kg không khí khô của không khí bão hòa hơi

 Nước (kgẩm/kgkkk)

 𝜑: Độ ẩm tương đối hay gọi là độ bão hòa hơi nước 𝜑 = d/A (0% ≤ 𝜑 ≤ 100%)

1.1.1.3 Áp suất

Gồm P, Pbh, Pb, Ph

 P: Áp suất của không khí (mmHg)

 Pbh: Áp suất hơi bão hòa của nước ở cùng nhiệt độ bầu khô (mmHg)

 Pb: Áp suất riêng phần của hơi nước trên bề mặt vật liệu (mmHg)

 Ph: Áp suất riêng phần hơi nước trong tác nhân sấy (mmHg)

 Quan hệ giữa áp suất hơi bão hòa ở nhiệt độ bầu khô, áp suất riêng phần hơi nước trong tác nhân sấy và độ ẩm tương đối là:

 Đường d: Là đường thẳng đứng, các thông số ghi dưới chân đơn vị là gam

 Đường nhiệt độ (tK, tƯ, tS): Là đường xiên 300 C so với trục hoành, các thông số ghi trên đường

 Đường H: Xiên 120 độ so với trục hoành các thông số ghi bên ngoài khung hình chữ nhật, ghi xiên theo đường

Trong quá trình sấy nhiều vì lý do mà ta cần phải hòa trộn hai hay nhiều hỗn hợp không khí ẩm Mục đích là làm giảm nhiệt độ tác nhân, trộn thêm hơi nóng, tăng lưu lượng…

Phương pháp hòa trộn dựa trên đồ thị

Giả sử trộn hỗn hợp hai loại không khí

 Không khí 1 có trạng thái A trên giản đồ Ramzimd

 Không khí 2 có trạng thái B trên giản đồ Ramzimd

Khi trộn A với B được hỗn hợp mới có trạng thái M

d M = (𝑮𝑩.𝒅𝑩+𝑮𝑨.𝒅𝑨)

𝑮𝑨+𝑮𝑩

H M = (𝑮𝑨.𝑯𝑩+𝑮𝑨.𝑯𝑨)

𝑮𝑨+𝑮𝑩Trong đó: GA, GB: Lượng không khí khô (kg, kg/s) ở trạng thái A và B

dA, dB: Độ ẩm tuyệt đối của không khí tại A và B (g/kgkkk) Tính được dM, HM  điểm M trên giản đồ Ramzimd và tra được các thông số còn lại khác

Biểu diễn theo sơ đồ thiết bị

Biểu diễn trên giản đồ Ramzimd

1.1.4 Cân bằng vật chất trong thiết bị sấy 1.1.4.1 Tính độ ẩm của vật liệu

Trong kỹ thuật sấy có 2 khái niệm về độ ẩm vật liệu:

x: Độ ẩm vật liệu trên căn bản vật liệu ướt kgẩm/kgvlư X: Độ ẩm vật liệu trên căn bản vật liệu khô (kgẩm/kgvlk)

x1, x2 độ ẩm của vật liệu trước và sau khi sấy tính theo vật liệu ướt

d0=d1: Độ ẩm tác nhân ban đầu và sau khi đun nóng (không có tách ẩm cũng như tăng ẩm trong quá trình đun nóng)

d2: Độ ẩm tác nhân ra (sau khi mang hơi ẩm từ vật liệu sấy ra khỏi buồng sấy)

1.1.5 Cân bằng năng lượng

Nhiệt lượng cần thiết làm bay hơi 1 kg ẩm trong quá trình sấy theo lý thuyết:

q c = 𝑯𝟐−𝑯𝟎

𝒅𝟐−𝒅𝟎 = g(H 2 -H 0 ) (kj/kgẩm, kcal/kgẩm)

H B = H C

1.1.6 Các phương thức sấy 1.1.6.1 Sấy có bổ sung nhiệt trong buồng sấy

Để đơn giản bỏ qua phần nhiệt C.tvld - ∑𝑞

Trường hợp 1: đường cong A-B1-C: Sấy không có bổ sung nhiệt trong phòng sấy, chỉ

có bộ phận đốt nóng Nhiệt độ không khí vào buồng nóng rất cao tB1

Trường hợp 2: Đường cong A-B2-C: Sấy có bộ phận đốt nóng và có bổ sung nhiệt trong phòng sấy

 Bộ phận đốt nóng thi đưa nhiệt độ từ A đến B2, và entapi từ HA đến HB2

 Bộ phận nhiệt bổ sung trong buồng sấy thì không làm nhiệt độ của không khí nóng hơn nhiệt độ do bộ phận đốt nóng đưa vào nhưng làm cho entapi tăng từ HB2 đến HC

Trường hợp 3: Đường cong A-B3-C: Sấy có bộ phận đốt nóng và có bổ sung nhiệt trong phòng sấy nhưng nhiệt độ sấy giữ không đổi bằng tC

 Bộ phận đốt nóng thì đưa nhiệt độ từ A đến B3, và entapi từ HA đến HB3

 Bộ phận nhiệt bổ sung trong buồng sấy thì duy trì nhiệt độ do bộ phận đốt nóng đưa vào = tC và làm cho entapi tăng từ HB3 đến HC

Trường hợp 4: đường cong A-C: Sấy không có bộ phận đốt nóng, chỉ có bổ sung

nhiệt-trong buồng sấy entapi tăng từ HA đến HC, nhiệt độ sấy nhỏ nhất trong quá trình sấy nhiệt độ ra lớn nhất cũng chỉ bằng tC

Nhận xét: trong các trường hợp sấy nếu tốc độ bay hơi và lượng ẩm bay ra vẫn như nhau thi chọn nhiệt độ sấy nhỏ tốt cho quá trình sấy nông sản

Quá trình sấy tốt cho nông sản thực phẩm theo thứ tự ưu tiên trường hợp 4-3-2-1

Tuy nhiên điều khiển quá trình thì khó theo thứ tự khó nhất là trường hợp 4-3-2-1

1.1.6.2 Sấy có đốt nóng giữa chừng

1.1.6.3 Sấy hồi lưu một phần khí thải

Không khí tại A được nung nóng lên B1 và được sấy xuống C xả ra một phần còn một phần hồi lưu trở lại trộn với A được trạng thái M và qua caloriphe lên đến nhiệt

độ sấy tB1 rồi lại về C Nhận xét:

 Phương pháp này có thể điều chỉnh được độ ẩm của không khí và tiết kiệm được

năng lượng, giữ được nhiệt độ thấp

 Một số máy sấy có hồi lưu khí thải một phần nhưng có bộ điều chỉnh nhiệt độ theo

nhiệt độ cài đặt trước và không cài lại nhiệt độ thì nhiệt độ sấy không đổi cho dù có

xuống C hồi lưu lần 1 trộn với không khí ở A được trạng thái M từ M đến lúc đó ta không cần nâng lên nhiệt độ cao như ban đầu (tB) nữa mà hạ nhiệt độ cài đặt xuống

tB1 thì độ ẩm tuyệt đối cũng tăng từ d1 đến d2 và vẫn thực hiện được quá trình sấy

Đường cong sấy bây giờ là A-M-B1-C

 Các quá trình sấy hồi lưu đều tiết kiện được năng lượng trong cùng một khoảng thời gian Tuy nhiên thời gian sấy dài hơn khi không hồi lưu vì độ ẩm tương đối tăng

1.2 Động học quá trình sấy 1.2.1 Các định nghĩa

Tốc độ sấy: Là lượng ẩm bay hơi trên 1 m2 vật liệu sấy trong một đơn vị thời gian

Thời gian sấy: Là thời gian bắt đầu đun nóng vật liệu đến khi vật liệu đạt độ ẩm cần thiết (độ ẩm bảo quản, hoặc độ ẩm nào đó)

1.2.2 Các giai đoạn sấy

Người ta chia các quá trình sấy ra làm các giai đoạn:

Giai đoạn tăng tốc: giai đoạn nung nóng vật liệu nhiệt độ vật liệu tăng lượng ẩm bay hơi chậm

Giai đoạn sấy đẳng tốc: Là giai đoạn vật liệu sấy bay hơi đều (tốc độ không đổi) theo thời gian nhiệt độ vật liệu sấy không tăng và nhiệt độ vật liệu ướt

Giai đoạn giảm tốc: Nhiệt độ vật liệu sấy tăng lượng ẩm bay hơi chậm dần

W1, W2: là lượng ẩm bay ra ở thời điểm 1 và 2

t1, t2: là thời gian sấy từ giai đoạn 1 tới giai đoạn 2 Thời điểm mới bắt đầu sấy lượng ẩm bay ra là 0 (kg) Giai đoạn tăng tốc:

N ĐT = 𝑾Đ𝑻

𝑺.∆𝒕Đ𝑻Giai đoạn giảm tốc:

N GT = 𝑾𝑮𝑻

𝑺.∆𝒕𝑮𝑻

1.2.4 Tính thời gian sấy

Thời gian sấy tính toán lý thuyết của từng giai đoạn được tính bằng công thức

Dựa vào tác nhân sấy:

 Thiết bị sấy bằng không khí hoặc thiết bị sấy bằng khói lò, ngoài ra còn có các thiết

bị sấy bằng phương pháp đặc biệt như sấy thăng hoa, sấy bằng tia hồng ngoại hay bằng dòng điện cao tần

Dựa vào áp suất lam việc:

 Thiết bị sấy chân không, thiết bị sấy ở áp suất thường

Dựa vào phương thức làm việc

 Sấy lien tục hay sấy gián đoạn

Dựa vào phương pháp cung cấp nhiệt cho quá trình sấy

 Thiết bị sấy tiếp xúc, thiết bị sấy đối lưu, thiết bị sấy bức xạ

 Phòng sấy, hầm sấy, sấy bang tải, sấy trục, sấy thùng quay,sấy phun, sấy tầng sôi

Dựa vào chiều tác động của tác nhân sấy và vật liệu sấy Cùng chiều, nghịch chiều và giao chiều

3 Các bước tiến hành thí nghiệm

 Mở nắp phòng kiểm tra cân (mở chốt khóa cân) xem cân co nhạy không ghi chỉ số

ban đầu trên cân

 Chon 1 tờ giấy lọc đo kích thước cắt làm 4

 Cân khối lượng 4 tờ giấy này ghi nhận kết quả G0 (g)

 Thấm nước đều không vượt quá ướt hoặc quá khô, để 1 lúc ben ngoài cho thấm đều, cân lại

 Đặt tờ giấy lọc vào phòng sấy, ghi nhận kết quả trên cân G1, đóng cửa sấy lại

 Đổ nước vào 2 cốc phía sau máy sấy, giữ cho mực nước không đổi

 Ấn nút, dò đặt chế độ sấy ở 500C

 Mở công tắt tổng, mở quạt, mở cửa xả và cửa hút không khí Đóng van chặn không hồi lưu

 Mở công tắt đốt nóng điện trở thứ nhất

 Sau 5 phút ghi lại kết quả trên cân, đồng thời đọc kết quả nhiệt độ bầu ướt (tƯ) nhiệt

độ bầu khô (tK) (vào và ra) trên bảng điện

 Khi chỉ số trên cân không đổi (vật liệu đã khô) ta dừng thí nghiệm

- Tắt điện trở trước tắt quạt sau, đồng thời mở nắp phòng sấy lấy giấy lọc ra chuẩn bị làm lại thí nghiệm khác (làm thêm thí nghiệm khác tương tự thí nghiệm trên nhưng đặt ở chế độ sấy 600C)

Wi(%)

N = dw/dt (%h)

Ph (mmHg)

760 = 0.101 (kg/m2.h)

Trong đó:

 B: áp suất trong phòng sấy B = 760 mmHg

 𝛼m: hệ số trao đổi ẩm tính theo chênh lệch áp suất (kg/m2.h.mmHg)

0.955

Độ ẩm tới hạn:

Wth = 𝑊1

1,8 + 𝑊𝑐 =17,277

1,8 + 3 = 12.598 % Trong đó:

 W1: độ ẩm ban đầu trước khi đem sấy (%)

 Wc = 3% : độ ẩm cân bằng

Thời gian sấy:

 Thời gian sấy đẳng tốc:

Do Wcuối = 0524 < Wc = 3 nên không có thời gian sấy giảm tốc

 Đồ thị đường cong tốc độ sấy ( N-W):

0 5 10 15 20 25 30 35

Hàm nhiệt của không khí sau khi ra khỏi thiết bị của quá trình sấy thực tế mỗi trường hợp có những yếu tố gây sai số khác nhau

 Sự khác nhau giữa nhiệt lượng cần gia nhiệt của quá trình sấy lý thuyết và sấy

 Một số ứng dụng của quá trình sấy trong thực tế:

Trong thực tế, đặc biệt trong các ngành công nghệ hóa chất và trong công nghệ thực phẩm thì quá trình sấy rất quan trọng Bên cạnh đó, trong công nghệ nghiên cứu thì sấy là thao tác không thể thiếu để khử trùng dụng cụ, ngoài ra sấy dùng để sấy khô rau

quả, thực phẩm, giảm khối lượng để dễ dàng vận chuyển và bảo quản, tăng độ bền cho đồ gốm, sứ

Sấy để tách nước ra khỏi nguyên liệu, để giảm hoạt độ nước nhằm bảo quản sản phẩm, và dùng để chuẩn bị cho quá trình than hóa, tro hóa

Giản đồ giới hạn khả năng hoạt động của cột (giản đồ ngập lụt và gia trọng)

II Cơ Sở Lý Thuyết

1 Khái niệm quá trình hấp thụ (hấp thu)

Quá trình hấp thu là quá trình cho một hỗn hợp khí tiếp xúc với dung môi lỏng nhằm mục đích hòa tan chọn lọc một hay nhiều cấu tử của hỗn hợp khí để tạo nên một

dung dịch các cấu tử trong chất lỏng, pha khí sau hấp thu gọi là khí sạch, pha lỏng sau

hấp thu gọi là dung dịch sau hấp thu

Vậy quá trình hấp thu là quá trình truyền vận cấu tử vật chất pha khí vào pha lỏng, nên quá trình xẩy ra theo chiều ngược lại, nghĩa là truyền vận cấu tử từ pha lỏng sang pha khí, ta có quá trình nhả hấp thu

Mục đích của quá trình hấp thu là hòa tan chọn lọc một số cấu tử

2 Ứng dụng của quá trình hấp thu

 Độ hòa tan chọn lọc Đây là những tính chất chủ yếu của dung môi, là tính chất chỉ hòa tan tốt những cấu

tử cần tách ra khỏi hỗn hợp mà không hòa tan các cấu tử còn lại hoặc hòa tan không đáng

kể Tổng quát, dung môi và dung chất có bản chất tương tự nhau thì cho độ hòa tan tốt

Dung môi và dung chất tạo nên phản ứng hóa học thì làm tang độ bền hòa tan lên rất

nhiều, nhưng nếu dung môi được thu hồi để dung lại thì phản ứng phải có tính hoàn

 Độ nhớt Dung môi có độ nhớt thấp sẽ tang tốc độ hấp thu, cải thiện điều kiện ngập lụt trong tháp hấp thu, độ giảm áp thấp và truyền nhiệt tốt

 Các tính chất khác Dung môi nên có nhiệt dung riêng thấp để ít tốn nhiệt khi hoàn nguyễn dung môi, nhiệt độ đóng rắn thấp để tránh hiện tượng đóng rắn làm tắc thiết bị, không tạo kết tủa

không độc

Trong thực tế, không một dung môi nào đáp ứng được tất cả các tính chất trên, do đó khi chọn phải dựa vào những điều kiện cụ thể khi thực hiện quá trình hấp thu Dù sao tính chất thứ nhất cũng không thể thiếu được trong bất cứ trường hợp nào

4 Phương pháp hấp thu:

Có 2 phương pháp hấp thu nghịch dòng và hấp thu xuôi dòng ta chỉ xét hấp thu nghịch

dòng

 Hấp thu nghịch dòng Pha khí là hỗn hợp khí G vào chứa nhiều chất:

Trong đó :

Pha lỏng:

- Lượng dung môi gọi là L

- Lượng cấu tử A đã có sẵn trong pha lỏng L

- Lượng dung môi trơ là Lư là lượng dung môi tổng cộng L trừ đi cấu tử A

5 Một số định nghĩa

Phần mol của câu tử I là số mol ( suất lượng mol ) của cấu tử I chia cho tổng số mol hỗn hợp ( suất lượng mol hỗn hợp )

Phần mol khối lượng của cấu tử i là khối lượng ( suất lượng khối lượng) của cấu

tử I chia cho tổng khối lượng hỗn hợp (suất lượng khối lượng hỗn hợp )

Tỉ số mol của cấu tử I là số mol (suất lượng mol) của cấu tử I chia cho tổng số mol (suất lượng mol) trừ đi số mol (suất lượng mol) của i

Các đơn vị:

Suất lượng mol : mol/h; (kmol/h.m2); (mol/h.m2)

Suất lượng khối lượng: kg/h; (kg/h.m2); (g/h.m2)

Phần mol và tỉ số mol không có đơn vi

6 Ảnh hưởng của nhiệt độ và áp suất lên quá trình hấp thu

Nhiệt độ và áp suất là những yếu tố có ảnh hưởng quan trọng lên quá trình hấp thu Chúng ảnh hưởng lên trạng thái cân bằng và động lực của quá trình

Nếu nhiệt độ tang thì giá trị của hệ số của định luật Henry tăng, đường cân bằng sẽ chuyển dịch về trục tung, động lực truyền khối sẽ giảm nếu tăng nhiệt độ lên một giới

hạn nào đó thì không những động lực truyền khối giảm mà ngay cả quá trình cũng không thực hiện được Mặt khác khi nhiệt độ tăng cao cũng ảnh hưởng không tốt vì độ nhớt của dung môi giảm (có lợi đối với trường hợp trở lực khuếch tán nằm chủ yếu trong pha

III Kết Quả Thí Nghiệm

1 Từ thí nghiêm ta có bảng số liệu

 Bảng số liệu cột khô

L = 0 (l/p) Hàng V (fit3/p) ∆PCK(cmH2O)

Bảng số liệu cột ướt L= 4 (l/p)

2 fit3/phút = 2.38∗10

−2

60 (m3/s)≈ 9.43*10-4Tính G

Cột khô đang vận hành ở nhiệt độ 50𝑜C hay 323𝑜K

Ở đó 𝜌kk=1.095 (kg/m3), 𝜇= 1.9558*10-5

G = 𝑉∗𝜌kk

𝑆 = 0.00472∗1,095

0.00459 = 0,1125 Tong đó : S =𝜋*d2*𝜀

4 = 0.00495 Tính : ∆PCK

∆PCK=(số lớn –số nhỏ)*10*9.81=(39.6-39.4)*10*9.81=19.62

∆PCK

𝑍 = 19.62

0.72=27.25 Tính Re

Re = 4∗𝐺𝑎∗𝜇 = 4∗0.112524.656∗1.9558∗10 −5 = 933.18 Tính fCK :

fCK = 3.8

Re 0.2 = 0.9678

Làm tương tự ta có bảng xử lý số liệu cột ướt như sau:

𝜌lỏng =1000(kg/ m3)

fCK =0.967 a=24.656(m2/m3)

2 ∗1.095 0.585 3 ∗2∗9.81∗1000 *10.2=0.000024 Tính chuẩn số thứ 2 𝜋2

𝜋2 =𝐿

𝑉*√𝜌KK𝜌lỏng

L =9 (lit/phút) = 9*10-3 =0.00015 (m3/s)

V =0.000472

𝜌lỏng =1000 (kg/m3)

𝜋2 =𝐿

𝑉*√𝜌lỏng𝜌KK = 0.00015

0.000472*√1.16631000 =0.01296 Làm tương tự cho các dòng tiếp theo ta có bảng xử lý số liệu:

Đồ thị ngập lụt

Log𝜋1- Log𝜋1

-30,000 -25,000 -20,000 -15,000 -10,000 -5,000

0 -43,000 -42,000 -41,000 -40,000 -39,000 -38,000 -37,000 -36,000 -35,000

Ngập lụt

BÀI 3: THÍ NGHIỆM LỌC KHUNG BẢN

I Mục Đích Thí Nghiệm

Khảo sát thí nghiệm lọc huyền phù có chứa CaCO3 trong nước dưới áp suất không đổi

II Cơ Sở Lý Thuyết

1 Lọc chất lỏng

Lọc là quá trình thực hiện để phân riêng các hỗn hợp nhờ một vật ngăn xốp, vạt xốp có khả năng cho một pha đi qua còn pha kia bị giữ lại nên còn gọi là vách ngăn lọc

2 Nguyên tắc lọc

Tạo ra trên bề mặt huyền phù một áp suất P1 dưới P1 pha lỏng xuyên qua các lỗ mao dẫn, pha rắn bị giữ lại Chênh lệch áp suất hai bên vách ngăn lọc gọi là động lực của quá trình lọc

P = P1 - P2 Lượng nước lọc thu được

s m S

Vh, Gh: Khối lượng và thể tích hổn hợp huyền phù đem đi lọc

V0 , G0 : Thể tích và khối lượng chất rắn khô

V1, G1: thể tích và khối lượng nước lọc nguyễn chất

V, G : Thể tích và khối lượng bã ẩm + Độ ẩm của bã:

𝐺 −𝐺

3 Áp suất lọc 3.1 Khi lọc với áp suất không đổi

∆𝑃 = 𝜇𝑉

2 𝑟0 𝑋0+ 2 𝑅𝑉 𝑆 𝑉

2 𝑆2 𝜏Trong đó:

𝜇: Độ nhớt (Kg/ms) V: Thể tích nước lọc (m3) S: Diện tích bề mặt lọc (m2)

𝜏 : thời gian lọc được ấn định trước

𝑟0: Trở lực riêng (1/m2) trở lực lớp bã tạo thành (1 Kg bã khô / 1 m2 bề mặt)

𝑋0 = Va/V0 : Tỉ số giữa lượng bã ẩm (m3/lượng nước lọc)

2 Quá trình lọc – trở lực của vải lọc và bã lọc

Lọc ép đưa tới kết quả là một lớp hạt rắn tạo thành trên vải lọc gồm các mao quản cảu bã lọc và vật ngăn là chuyển động dòng cần phải có áp suất để khắc phục trở lực của vật ngăn và trở lực của bã lọc Trở lực của ống dẫn không đáng kể

𝜇: Độ nhớt (Kg/ms) V: Thể tích nước lọc (m3) S: Diện tích bề mặt lọc (m2)

𝜏 : thời gian lọc được ấn định trước

𝑟0: Trở lực riêng (1/m2) trở lực lớp bã tạo thành (1 Kg bã khô / 1 m2 bề mặt)

𝑋0 = Va/V0 : Tỉ số giữa lượng bã ẩm (m3/lượng nước lọc)

𝑑𝑉

𝑆.𝑑𝜏 = ∆𝑃

𝜇.(𝑟 0 𝑋 0 𝑉𝑆+𝑅 𝑉 ) (4) Tích phân với ∆𝑃 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡, thu được:

𝑉2+ 2.𝑅𝑣 𝑆

𝜇.𝑟0.𝑋0 𝑉 = 2.∆𝑃.𝑆2

𝜇.𝑟0.𝑋0 (5) Đặt 𝑞 =𝑉

𝑆 lượng nước lọc riêng, (m3/m2) Phương trình (5) được viết gọn lại:

𝑞2 + 2 𝐶 𝑞 = 𝐾 𝜏

B3: cho dung dịch đã pha vào bồn chứa dung dịch

B4: bật công tắc máy khuấy

B5: mở van V3, V4, V5, V6

B6: mở bơm, điều chỉnh V4 khi đồng hồ áp suất chỉ mức mong muốn

B7: hứng dung dịch lọc ở đầu C1 và ghi thời gian cho mỗi 1000ml đặt biệt ghi chú thời gian không ổn định

B8: lặp lại thí nghiệm cho nhiều lần với áp suất khác nhau (3 lần)

Tính cho lọc 1 cấp Bảng 1: tính 𝑞 =𝑉𝑆 và ∆𝜏/∆𝑞

y = 422398x + 1919.6 R² = 0.9925

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0.009

P=0.2 atm

y = 422398x + 1919.6 R² = 0.9925

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01

P=0.3 atm

y = 422398x + 1919.6 R² = 0.9925

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0.009

P=0.4 atm

BÀI 4: THÍ NGHIỆM CÔ ĐẶC

I Mục đích thí nghiệm

Khỏa sát haọt động và hiệu suất của thiết bị loại nồi 2 vỏ có cánh khuấy.dung dịch cô đặc

là nước đường,cô đặc ở áp suất chân không

II Cơ Sở Lý Thuyết

1 Cân bằng vật liệu trong hệ cô đặc1 nồi

Xd - nồng độ chất khô nguyên liệu,[phần khối lượng]

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

lượng]

Theo định luật bảo toàn vật chất

Bảo toàn khối lượng

w -

c

d c

d d

x

2 Cân bằng nhiệt lượng

Ký hiệu

tđ nhiệt độ nhập liệu.[độ]

tc nhiệt độ sản phẩm, [độ]

tn nhiệt đọ nước cứng, [độ]

Cđ nhiệt dung riêng nguyên liệu,[j/kg.độ]

Cc nhiệt dung riêng sản phẩm, ,[j/kg.độ]

I hàm lượng nhiệt trong hơi đốt,[j/kg]

I’ hàm lươnghj nhiệt trong hơi đốt,[j/kg]

Qcđ tổn thất nhiệt cô đặc[j] Qcđ=0.01.∆qGc

∆q tổn thất nhiệt cô đặc riêng[j/kg]

Qmt tổn thất nhiệt ra môi trường [j]

Theo định luật bảo toàn nhiệt