báo cáo thí nghiệm chuyển khối

BÀI 1 : XÁC ĐỊNH TRỞ LỰC ĐƯỜNG ỐNG.I.Mục đích thí nghiệm:  Chuyển đổi các giá trị đo sang hệ SI  Tìm quan hệ phụ thuộc giữa hệ số ma sát trên đường ống với chế độchuyển động của chất l

BÀI 1 : XÁC ĐỊNH TRỞ LỰC ĐƯỜNG ỐNG.

I.Mục đích thí nghiệm:

 Chuyển đổi các giá trị đo sang hệ SI

 Tìm quan hệ phụ thuộc giữa hệ số ma sát trên đường ống với chế độchuyển động của chất lỏng (Re, )

d

 Xác định các hệ số trở lực của trục khuỷu, van

II.Các bước tiến hành:

3) Lưu lượng kế đo lưu lượng tổng Q (Phạm vi đo 0,2 – 3 m3/h)

4) Áp kế Bỏudon, đo áp suất tổng (Phạm vi đo 0 – 6 Bar)

5) Khuỷu C1 độ cong 90°, ỉ = 27mm, bán kính cong 86mm

6) Ống thẳng T1 ỉ = 16mm/20mm, dài 1270mm

7) Ống thẳng T2 ỉ = 10mm/14mm, dài 1270mm

8) Ống T3 ỉ = 15.5mm/20mm, khuỷu 90° hẹp dài 1270mm, tổng độ dài1740mm.

9) Ống T4 ỉ = 15.5mm/20mm, khuỷu 90° rộng dài 1270mm, tổng độ dài2000mm

10) Khuỷu G2 45°, ỉ = 27mm

11) Khuỷu G1 90°, ỉ = 14.5mm

12) Van cầu V1, 1/2" (van 15)

13) Van cầu V2, 3/8” (van 12)

21) Công tơ nươcs kiểu thể tích, m3

22) Áp kế thuỷ ngân dạng chữ U (Phạm vi đo -400ữ+400 mmHg).23) Áp kế sai phân (Phạm vi đo 0ữ400mBar)

24) Van điều chỉnh lưu lượng Q và áp suất tổng

25) Van hút của bơm

26) Vna đẩy của bơm

27) Van kiểm tra

1) Mở van (25) và khởi động bơm (1) bằng công tắc (I)

2) Mở van (2)6 nối với các ống và van cần đo

7) Đọc các số chỉ ghi trên áp kế chữ U (22) đo độ giảm áp ∆P trên ống T1,

ghi giá trị đo được vào bảng 1 và 2

8) Lặp lại các bước từ 5 đến 7 với các giá tri Q khác nhau theo chiều tăng

dần bằng cách điều chỉnh van xả (24) (các giá trị đo tự chọn sao cho

Với ống 8: ỉ = 15.5mm/20mm, khuỷu 90° hẹp dài 1270mm, tổng độ dài

Với ống 9: ỉ = 15.5mm/20mm, khuỷu 90° rộng dài 1270mm, tổng độ dài

II.2.Xác định trở lực cục bộ ở các đầu uốn và khuỷu:

II.2.1.Sơ đồ hình vẽ (như bài 1).

II.2.2.Trình tự thí nghiệm:

1) Mở van (25) và khởi động bơm (1) bằng công tắc (I)

2) Mở van (26) nối với các ống và van cần đo

3) Mở van xả của áp kế (23)

4) Mở van V6 (17) trong khi các van V1, V2, V3, V4, V5 đóng

5) Điều chỉnh van xả (24) sao cho dòng qua lưu lượng kế (3) Q bằng0,2m3/h

6) Nối các điểm đo trước và sau khuỷu G1 (11) với áp kế (23) và nhẹnhàng đóng van xả

7) Đọc các số chỉ trên áp kế (23) đo độ giảm áp ∆P qua khuỷu G1 (11)ghi giá trị đo được vào bảng

8) Lặp lại các bước từ 5 đến 7 với các giá trị Q khác nhau theo chiều tăngdần bằng cách điều chỉnh van xả (24) (lấy đủ 5 điểm để có thể vẽ được

II.2.4.Bảng kết quả và tính toán:

Ở khuỷu G2(10) gập khúc 45°: hầu như không ảnh hưởng gì tới dòng chảy.

II.3.Xác định trở lực cục bộ ở các van:

II.3.1.Sơ đồ hình vẽ:

II.3.2.Trình tự tiến hành:

1) Mở van (25) và khởi động bơm (1) bằng công tắc (I)

2) Mở van (26) nối với các ống và van cần đo

3) Mở van xả của áp kế (23)

4) Mở van V1(12) trong khi các van V2, V3, V4, V5, V6 đóng

5) Điều chỉnh van xả (24) sao cho dòng qua lưu lượng kế (3) Q bằng0,2m3/h

6) Nối các điểm đo trước và sau vanV1 (12) với áp kế (23) và nhẹ nhàngđóng van xả

7) Đọc các số chỉ trên áp kế (23) đo độ giảm áp ∆P qua van V1 (12) ghigiá trị đo được vào bảng

8) Lặp lại các bước từ 5 đến 7 với các giá tri Q khác nhau theo chiều tăngdần bằng cách điều chỉnh van xả (24) (các giá trị đo tự chọn sao cho có

III.Nhận xét:

III.1 Nhận xét sai số:

Trong quá trinhg thí nghiệm máy bơm chạy liên tịc và việc nối chỗ tiếp xúcgiữa thiết bị đo và các van tại các ống luôn làm cho nước bị xì ra có thể gây rahiện tượng có khí trong đường ống gây ra sai số phép đo.Vì vậy trước khi đo cầnlàm thoát hết khí còn tồn trong thiết bị bằng van xả khí (28)

Do việc đo nhiều lần dẫn đến cột thuỷ ngân có thể bị mất cân bằng giữa cácbên nên việc đó cũng có thể gây sai số trong quá trình đo.Vì vậy nên chỉnh lạicột thuỷ ngân trước khi tiến hành thí nghiệm bằng 2 van phía trên cột

Một phân nguyên nhân có thể gây sai số là do việc đọc số chỉ ghi trên cộtthuỷ ngân của người tiến hành đo

III.2.Nhận xét kết quả thí nghiệm:

III.2.1.Đối với việc đo trở lực đường ống :

Qua đồ thị ta có thể thấy các đường biểu diễn mối quan hệ giữa ÄP – Q đều

là những đường cong có dạng nhánh của một hyperbol theo chiều hướng xuốngdưới.Điều này đúng với lý thuyết là nếu đường kính ống tăng và lưu lượng nướctăng thì trở lực đường ống sẽ giảm do lớp biên thuỷ lực của trong thành ốngmỏng đi

Thông qua đồ thị ta có thẻ thấy đường cong của các ống 7 và 8 là dốc hơnđường cong của các ống 6 và 9.Nó cho thấy sự ảnh hưởng của lưu lượng tới trởlưc đường ống ở các ống 7 và 8 là rất lớn và nhạy khi thông số lưu lượng thayđổi trong khi ở các ống 6 và 9 thì điều này là chậm hơn

Từ hình vẽ có thể nhận thấy ống có đường kính nhỏ hay có độ gấp khúc mauhơn thì sẽ cho sự thay đổi về trở lực lớn hơn ống có đường kính và dộ gấp khúclớn hơn.

III.2.2.Đối với trục khuỷu:

Ta có thể thấy đường biểu diễn mối quan hệ của ÄP – Q của khuỷu cũng làđường cong dạng nhánh của hyperbol nhưng có chiều hướng lên trên

Hệ số dốc là R2 = 0.9876 chứng tỏ sự ảnh hưởng của lưu lượng với trở lựcđường ống là rất lớn

III.2.3.Đối với van:

Từ đồ thị ta thấy sự ảnh hưởng của lưu lượng tới trở lực đường ống của cácvan là khác nhau.Nhìn vào đồ thị độ dốc của van 12 > van 13 > van 14 > van 15chứng tỏ sự ảnh hưởng của lưu lượng tới trở lực của van 1 là lớn nhất

Như vậy ta có thể thấy rằng nếu loại van khác nhau cũng có thể gây ra trở lựckhác nhau đối với dòng chảy

Tóm lại : việc đo đạc trở lực cảu các đường ống, trục khuỷu và van có thể giúp

ta rất nhiều trong việc tính toán sử dụng các trang thiết bị cho các mục đích sửdụng sao cho phù hợp nhất.Nó giúp ta giảm bớt được các lỗi mà ta có thể mắcphải khi lựa chon đường ống cũng như loại van hay trục khuỷu ma ta sẽ sửdụng

BÀI 2:ĐO LƯU LƯỢNG VÀ ÁP SUẤT.

I.Mục đích thí nghiệm:

 So sánh dòng đo trên 3 dụng cụ :S1 (máy đo Ventyri), S2 (Calibrated diaphram) và S3 (ống Pito)

 So sánh trở lực thực sự trên thiết bị với giá trị lý thuyết.

 Chuyển đổi giá trị đo sang hệ SI

 Xác định hằng số điều chỉnh của 3 loại dụng cụ trên

 Xác đinhm giới hạn tuyến tính của thiết bị

II.Trình tự thí nghiệm:

1) Mở van (25) và khởi động bơm (1) bằng công tắc (I)

2) Mở van (26) nối với các ống và van cần đo3) Mở van xả của áp kế (23)

4) Mở van V5 trong khi các van V2, V3, V4, V6 đóng5) Điều chỉnh van xả (24) sao cho dòng qua lưu lượng kế (3) Q bằng

0,2m3/h

6) Nối các điểm đo trước và sau ống Ventury với áp kế (23) và nhẹ nhàng

đóng van xả

7) Đọc các số chỉ trên áp kế (23) đo độ giảm áp ∆P qua van V1 (12) ghi

giá trị đo được vào bảng

8) Lặp lại các bước từ 5 đến 7 với các giá tri Q khác nhau theo chiều tăng

dần bằng cách điều chỉnh van xả (24) (các giá trị đo tự chọn sao cho có

III.Các công thức tính toán:

Với ông Ventury và màng chắn:

) 1 1 ( 8000 )

1 1 ( 2

.

4 1

4 2 2

2 2

1

2 2

2

D D

Q S

S g

Q

∆

π γ

Với ống Pito:

2 4 2 4 2

2

.

8000

.

8

D

Q D

g

Q P

π π

N j j tb

Q2

(m6/s2)

ÄP(thựcnghiệm)

ÄP(thực

ÄP(lýthuyết)

K[Pa/m6/s2]

K-Ktb

[Pa/m6/s2]

(m6/s2)

ÄP(thựcnghiệm)

ÄP(thực

ÄP(lýthuyết)

K[Pa/m6/s2]

K-Ktb

[Pa/m6/s2]

(m3/h) (m3/s) (m6/s2) nghiệm)

[mBar]

cnghiệm)[Pa]

thuyết)[Pa]

V.Nhận xét:

V.1.Với ống Venturi:

Từ đồ thị ta có thể thấy rằng độ dốc của đường biểu diễn mối quan hệ giữa

ÄP – Q của ÄP thực nghiệm dốc hơn của ÄP lý thuyết.Điều đó chứng tỏ so với

lý thuyết thì sự ảnh hưởng của lưu lượng đối với trở lực đường ống là lớn hơnrất nhiều vì vậy cần chú ý khi tính toán và sử dụng thiết bị

Từ đồ thị (K-Ktb) – Q2 ta thấy sự biến đổi của (K-Ktb) với Q2 là tuyến tính hay

và theo đồ thị nó có chiều tằng dần.Điều này cũng có nghĩ là sự tăng lưu lượngnước sẽ dẫn tới sự giảm trở lực của ống do K tăng đồng nghĩa với việc chuẩn số

Re tăng

V.2.Với ống Pito:

Từ đồ thị ta có thể thấy độ dốc của đường biểu diễn mối quan hệ giữa ÄP – Qcủa ÄP lý thuyết dốc hơn của ÄP thực nghiệm nhưng sự chênh lệch là không lớnlắm.Chứng tỏ việc sử dụng số liệu tính toán bằng thực nghiệm có thể dùng đượctrong việc lựa chon thiết bị để sử dụng

Từ đồ thị (K-Ktb) – Q2 ta thấy sự biến đổi của (K-Ktb) với Q2 là không tuyếntính.Do vậy việc xác định mức độ ảnh hưởng của lưu lượng tới trở lực đườngống là rất khó khăn, cần tiến hành nhiều thí nghiệm cụ thể hơn để có thể xácđịnh một cách chính xác mức độ phụ thuộc của lưu lượng với trở lực của thiết bịnày để phục vụ cho việc tính toán và sử dụng thiết bị

V.3.Với ống Diaphram (màng):

Từ đồ thị ta có thể thấy độ dốc của đường biểu diễn mối quan hệ giữa ÄP – Qcủa ÄP lý thuyết dốc hơn của ÄP thực nghiệm nhưng sự chênh lệch là khálớn.Điều đó cho ta thấy không thể sử dụng số liệu tính toán lý thuyết vào việclựa chọn thiết bị sử dụng

Từ đồ thị (K-Ktb) – Q2 ta thấy sự biến đổi của (K-Ktb) với Q2 là tuyến tính hay

và theo đồ thị nó có chiều tằng dần .Điều này cũng có nghĩ là sự tăng lưu lượng nước sẽ dẫn tới sự giảm trở lực của ống

V.4.So sánh 3 thiết bị:

Từ đồ thị ÄP – Q hay (K-Ktb) – Q2 của 3 thiết bị ta có thể thấy sự thay đổi rõ nhất khi lưu lượng nước thay đổi thuộc về trở lực ống thuộc về ống Pito.Điều đócho ta sự lựa chọn tốt hơn trong việc lựa chọn thiết bị để sử dụng

BÀI 3:XỬ LÝ BÙN BẰNG MÁY LỌC ÉP KHUNG BẢN

PILOT:MODEL FP-50200A I.Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy:

Máy lọc gồm một dãy các khung và bản cùng kích thước xếp xen kẽ nhau,khung và bản có tay cầm để tựa lên hai thanh nằm ngang, giữa khung và bản cólớp vải lọc.Để ép khung và bản người ta dùng một đầu là tấm đáykhông chuyểnđộng được một đầu là tấm đáy có thể dịch chuyển được nhờ tay quay.

Trên bề mặt bản người ta có sẻ các rãnh dể thu nước trong, khung rỗng tạothành ngăn để chứa bã lọc.(Huyền phù được đưa vào phía khung và nước trongđược lấy ra phía bản)

Quá trình lọc được tiến hành như sau:Huyền phù được bơm vào khoảng rỗngcủa khung, chất lỏng chui vào lớp vải lọc sang các rãnh của bản rồi theo van rangoài còn các hạt rắn thì giữ lại tạo thành lớp bã chứa trong khung.Khi lớp bãchứa trong khung điền đầy khonag chứa, dùng bơm cấp huyền phù, nới lởng tayquay, khung và bản tách xa nhau, bã sẽ rơi xuống máng dưới rồi lấy ra ngoài

II.Mục đích thí nghiệm:

Làm quen với cách vận hành thiết bị lọc ép khung bản

Xác định các hằng số lọc h, j của phương trinhg lọc Ruth và năng suất củathiết bị lọc ép khung bản

III.Trình tự tiến hành thiư nghiệm:

III.1.Mô tả thí nghiệm:

Để xác định các hằng số trong phương trình Ruth người ta tiến hành đo thờigian lọc ố và lượng nước trong thu được trong khoảng thời gian đó

Chuẩn bị trước từ 5 đến 6 bình tam giác có ghi số thứ tự.Đầu tiên lấy mẫunước trong vào bình 1 sau 20s kể từ lúc bắt đầu, sau đó lấy mẫu vào bình 2 trong20s tiếp theo và cứ tiếp tục như vậy cho đến bình cuối cùng.Với cách lấy mẫunhư vậy thời gian thí nghiệm khoảng 60s hoặc 120s.Bằng cách đo thể tích nuớctrong mỗi bình, ta thiết lập được mối quan hệ giữa thời gian lọc và thể tích nướclọc, cụ thể như sau:

III.2.Chuẩn bị thí nghiệm:

III.2.1.Tháo lắp máy lọc ép khung bản:

Việc tháo rời khonag lọc được thực hiện abừng cách xoay tay cầm (8) ngượcchiều kim đồng hồ để nới lỏng khung và bản lọc

Khi lắp lại khung lọc cần lưu ý các điểm sau:

 Vị trí tấm đệm cao su nằm ở ngoài cùng bên trái khung lọc (nơi bố trí cácđường dẫn chất lỏng vào – ra khỏi khung lọc) và vị trí của bản lọc chỉ córãnh một bên mặt kia chỉ có các lỗ tròn ở 4 góc nằm bên phải miếng đệm

 Ngoài ra khi lắp cần tuân theo thứ tự sau đệm, vải lọc, đệm, khung, đệm,vải lọc, đệm, bản theo chiều từ trái sang phải

 Chú ý lỗ ở 4 góc của khung, bản, đệm và vải lọc phải thông nhau

 Sau khi các chi tiết đã nằm đúng vị trí, xoay tay cầm (8) theo chiều kimđồng hồ để xiết chặt khoang lọc

III.2.3.Chuẩn bị các bình lấy mẫu:

Một bình dung tích 100l để chứa nước trong

5-6 bình tam giác để đo tốc độ lọc

III.3.Tiến hành thí nghiệm:

III.3.1.Đuổi khí:

Đóng van (16) và van xả khí (20), mở van giảm áp (14) và van (20) sau đóbật bơm cấp huyền phù vào khoang lọc

Mở van xả khí (20) để đuổi khí ra khỏi khoang lọc, huyền phù quay trở vềthùng khuấy.

Đóng van xả khí (20) khi không thấy khí thoát ra

III.3.2 Thiết lập áp suất:

Đóng hoàn toàn van giảm áp (14), van nạp huyền phù (12) và mở hoàn toànvan xả (16)

Mở từ từ van nạp (12) để thiết lập áp suất tại cửa vào.Chú ý không được chonước lọc trở về thùng khuấy trong giai đoạn này mà phải lấy vào thùng chứakhác.Việc thiết lập áp suất phải hoàn thành trong khoản thời gian 20s

Trong quá trình đo, áp suất sẽ tăng do hình thành lớp bã bên trong khoanglọc, do đó cần mở van giảm áp (14) để duy trì áp suất lọc là hằng số

III.3.3.Tiến hành đo:

Ngay khi thiết lập áp suất xong , tiến hành lấy mẫu nưổctng lần lượt vào cácbình khác nhau theo thứ tự trong một khoảng thơì gian nào đó (khoảng từ 10sđến 30s)

Sau khi các bình đã được lấy mẫu, tắt công tắc nguồn (7) để dừng bơm

Dùng ống lường để xác định thể tích trong các bình, ghi kết quả đo vào bảng

Thời gian lọc

ố (s)

Thể tíchnước lọcV(l)

BÀI 4 : SẤY BẰNG KHÔNG KHÍ NÓNG.

I.Mục đích thí nghiệm:

Làm quen và nắm được phương pháp thao tác hệ thông sấy bằng không khínóng

Xác định quan hệ giữa vận tốc sấy và độ ẩm của vật liệu

Xác định quan hệ giữa độ ẩm của vật liệu vối thời gian sấy

II.Sơ đồ thí nghiệm và nguyên lý làm việc:

III.Trình tự tiến hành:

Ngâm ướt vật liệu: không làm mất mát

Quan sát và kiểm tra hệ thông thí nghiệm theo sơ đồ

Đổ nước vào ẩm kế và chuẩn bị dụng cụ đo: đồng hồ bấm giây, ẩm kế

Mở quạt và đóng cầu giao để tăng nhiệt cho caroliphe

Đợi khi nhiệt độ không khí sấy (tác nhân sấy) ốn định mới cho vật liệu vào

và số chỉ trên cân

Cứ sau 15 phút (kể từ lúc cho vật liệu vào) lại đọc và ghi số chỉ trên cân 1lần.Tiến hành như vậy cho đến khi số chỉ trên cân không đổi trong 3 lần đo liêntiếp thì dừng thí nghiệm

Ngắt cầu giao, tắt quạt, lấy ra quan sát vật liệu

IV.Bảng số liệu và kết quả tính toán:

IV.1.Bảng số liệu và nhận xét:

Khối lượng chất sấy khô được sử dụng: mk=85g

Diện tích khay sấy: S = 20x30 = 600 (cm2) = 0,06 (m2)

τ

∆

(phút )

Số chỉ của nhiệt kế Số chỉ

của cân G (g)

Các đại lượng tính toán Trước buồng

sấy

Sau buồng sấy

Lượn

g ẩm bay hơi

ÄW (g)

Lượn

g ẩm trong vật liệu W’

(g)

Lượn

g ẩm trong vật liệu tính theo vật liệu khô tuyệt đối W%

Vận tốc sấy

t 1

Nhiệt

kế ướt

t ư1

Nhiệt

kế khô

t 2

Nhiệt

kế ướt

bắt đầu cho vận hành máy

Từ đồ thị và số liệu ta có thể thấy trong chu trình sấy lượng ẩm bay hơI làkhông đều trong suốt quá trình sấy vậy liệu

BÀI 5:XÁC ĐỊNH TRỞ LỰC THÁP ĐỆM.

I.Mục dích thí nghiệm:

Xác định hệ số ma sát của đệm khô và đệm ướt.Tìm sự phụ thuộc giữa hệ số

ma sát và chuẩn số Râynôn khi ứng với các lưu lượng lỏng khác nhau

) (ReK

Đặc tính kỹ thuật của tháp đệm:

Đường kính trong của tháp D = 75mm

Tháp đổ đầy đệm thuỷ tinh, kích thước đệm 10x10

Chiều cao lớp đệm L = 1,4m

Bề mặt riêng của đệm σ = 440 m2/m3

Thể tích tự do của đệm Vtd =0,69 m3/m3

II.Trình tự tiến hành thí nghiệm:

Trước khi chạy máy kiểm tra lại tất cả các bộ phận thiết bị.Các van trước khi

mở máy đều ở vị trí đóng kín

Các áp kế chữ U, lưu lượng kế ở vị trí “0”

III.1.Đo trở lực đệm khô:

Chạy máy thổi khí

Mở van C2 điều chỉnh lưu lượng khí cần thiết.Đợi khi lưu lượng khí đi vàotháp ổn định thì bắt đầu ghi các số liệu

Chênh lệch áp suất giữa đáy và đỉnh tháp ∆P(mmH2O) ∆P= ∆h1 + ∆h2

Trong đó Äh1, Äh2 : chênh lệch cột nước của 2 áp kế chữ U

Lưu lượng khí đi vào tháp VK ở lưu lượng kế F2

Tiến hành thí nghiệm như vậy từ 6 đến 8 lần với các lưu lượng khí khácnhau

III.2.Đo trở lức đệm ướt:

Bật bơm để tưới nước vào tháp

Chờ cho mực nước trong ống xả đáy dâng lên đến ngưỡng chảy tràn mở vanC4 để cho nước quay về thùng chứa.Điều chỉnh van C4 sao cho mức nước trongống xả đáy luôn giữ ở vạch cũ

Chạy máy thổi khí

Dùng van C2 điều chỉnh lưu lượng khí vào tháp theo số liệu cần thiết

Làm 2 thí nhiệm với các giá trị lưu lượng nước khác nhau

IV.Bảng số liệu và tính toán: