zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Khoa Học Tự Nhiên

Bài giảng Quá trình thiết bị công nghệ hóa học: Chương 9 - Nguyễn Minh Tân

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:60

Báo xấu

11
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Quá trình thiết bị công nghệ hóa học: Chương 9 - Vận chuyển chất lỏng" được biên soạn với các nội dung chính sau: Phương pháp vận chuyển chất lỏng; Bơm thể tích; Bơm ly tâm; Bơm đặc biệt; Thông số đặc trưng của bơm; Hiệu suất của bơm;... Mời các bạn cũng tham khảo bài giảng tại đây!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Quá trình thiết bị công nghệ hóa học: Chương 9 - Nguyễn Minh Tân

Vận$chuyển$chất$lỏng Giảng&viên:&Nguyễn&Minh&Tân& Bộ&môn&QT7TB&CN&Hóa&học&&&Thực&phẩm Trường&Đại&học&Bách&khoa&Hà&nội
Vận$chuyển$chất$lỏng Muốn vận chuyển phải dùng bơm để cung cấp năng lượng tạo nên sự chênh lệch áp lực để chất lỏng chảy thành dòng - Trong công nghiệp Hóa chất và thực phẩm, bơm được dùng rất phổ biến và đa dạng. - Phân loại bơm theo đặc trưng cấu tạo Bơm thể tích Bộ phân tịnh tiến hay quay của bơm làm thay đổi thể tích bên trong, tạo thành áp suất âm ở đầu hút của bơm và áp suất dương ở đầu đẩy của bơm, do đó thế năng áp suất của chất lỏng khi qua bơm được tăng lên Bơm ly tâm Nhờ lực ly tâm tạo ra trong chất lỏng khi guồng quay mà chất lỏng được hút vào và đẩy ra khỏi bơm Bơm đặc biệt Bao gồm các loại bơm không có bộ phân dẫn động như động cơ điện, máy hơi nước, mà dùng luồng khí hay hơi làm nguồn động lực. Ví dụ: Bơm tia, bơm sục khí, thùng nén, xiphông,…
Vận$chuyển$chất$lỏng Các thông số đặc trưng của bơm năng suất, áp suất toàn phần, công suất, hiệu suất Năng suất của bơm Với mọi loại bơm, năng suất được tính bằng thể tích chất lỏng được bơm cung cấp trong một đơn vị thời gian Q[m3/s] hoặc [m3/h] Công suất của bơm Được tính bằng năng lượng tiêu tốn để bơm làm việc Với các loại bơm có bộ phận dẫn động như động cơ điện, máy hơi nước, công suất của động cơ được tính bao gồm các dạng công thức sau: Công suất hữu ích Năng lượng mà bơm tiêu tốn để tăng áp suất cho chất lỏng, bằng tích số giữa áp suất toàn phần Δp (năng lượng riêng) và lưu lượng của dòng chất lỏng: N hi = !gQH Công suất trên trục của bơm Để tạo ra công suất hữu ích cho bơm, công suất trên trục bơm phải bù thêm phần tổn thất do ma sát ở trục, đặc trưng bởi hệ số hữu ích !b N hi "gQH N tr = = !b !b Công suất của động cơ Động cơ cần tiêu tốn năng lượng lớn hơn năng lượng do bơm tiêu tốn, vì năng lượng được truyền từ động cơ đến bơm một phần bị tốn thất do quá trình làm việc của động cơ, sự truyền động giữa trục động cơ và trục bơm do ma sát trên trục. Được đặc trưng bởi hệ số động cơ và hệ số hữu ích N tr N hi N hi N dc = = = !tr! dc !tr! dc!b !
Vận$chuyển$chất$lỏng Vận$chuyển$chất$lỏng Hiệu suất của bơm η"là đại lượng đặc trưng cho mức độ sử dụng hữu ích năng lượng được truyền từ động cơ đến bơm, chuyển thành động năng để vận chuyển chất lỏng, được gọi là hiệu suất của bơm hay hệ số hữu ích. N hi != = !b!tr! dc N dc Để bơm làm việc an toàn, thường chế tạo động cơ có công suất cao hơn công suất tính toán. Tỷ số giữa công suất thực tế và công suất tính toán gọi là hệ số dự trữ β N tt = !N dc β thường được chọn phụ thuộc vào công suất động cơ.
Vận$chuyển$chất$lỏng Áp suất toàn phần H - Đặc trưng cho năng lượng riêng do bơm truyền lại cho một đơn vị trọng lượng chất lỏng. - Được tính bằng chiều cao để nâng một kg chất lỏng nhờ năng lượng do bơm truyền cho, không phụ thuộc vào độ nhớt và khối lượng riêng của chất lỏng. Viết phương trình Bernoulli cho mặt I-I và I’-I’: p1 w12 pv wv2 + = + + H h + hm.h !g 2 g !g 2 g Viết phương trình Bernoulli cho mặt I’-I’ và II-II: pr wr2 p2 w22 + = + + H đ + hm.đ !g 2 g !g 2 g pv p1 w12 ! wv2 = + ! H h ! hm.h "g "g 2g pr p2 w22 ! wr2 = + ! H đ ! hm.đ "g "g 2g Chênh lệch áp suất giữa đầu vào và đầu ra của bơm: p pv ! pr p2 ! p1 w22 ! w12 wv2 ! wr2 = = + + + H đ + H h + hm "g "g "g 2g 2g
Vận$chuyển$chất$lỏng Thông thường: w1 và w2 gần bằng nhau nên: w1 # w2 " w1 ! w2 = 0 Nên: p p2 ! p1 wv2 ! wr2 = + + H t + hm "g "g 2g Đặt chân không kế trên đường ống hút Áp kế trên đường ống đẩy Áp suất toàn phần: ppđ ! ph w22 ! w12 pđ ! ph H= = + + hm H= +h "g "g 2g "g
Vận$chuyển$chất$lỏng p1 & pv wv2 ' w12 # Chiều cao hút của bơm Hh = ' $$ + + hm.h !! (g % (g 2g " Chiều cao hút của bơm phụ thuộc: - Áp suất thùng chứa (thường là áp suất khi quyển nếu là bể hở) Chiều cao hút không vượt quá chiều cao cột chất lỏng ứng với 1at (phụ thuộc chiều cao đặt bơm so với mặt nước biển) p1 & pbh wv2 ' w12 # Hh ( ' $$ + + hm.h !! )g % )g 2g " - Áp suất vào của bơm (áp suất hút) được quyết định bởi áp suất hơi bão hòa của chất lỏng, do đó phụ thuộc vào nhiệt độ. Trong thực tế, pv phải lớn hơn pbh của chất lỏng được bơm. Áp suất hơi bão hòa của chất lỏng tăng theo nhiệt độ, tại nhiệt độ sôi của chất lỏng, nó bằng áp suất khí quyển. Do đó, khi nhiệt độ của chất lỏng tăng, chiều có hút sẽ giảm. -Vận tốc và trở lực trên đường ống hút Trở lực ma sát, quán tính guồng, hiện tượng xâm thực. Hằng số trở lực do xâm thực được tính theo công thức thực nghiệm: Q: năng suất của bơm, m3/s hxt = 0,019 (Qn ) 2 2 3 ,m n số vòng quay của trục bơm H: áp suất toàn phần của bơm, m H
Vận$chuyển$chất$lỏng Bơm pittông Bơm$thể$tích Nguyên tắc làm việc của bơm pittông Cấu tạo: - Phần thủy lực: phần trực tiếp vận chuyển chất lỏng - Phần dẫn động: Truyền năng lượng từ động cơ đến bơm, làm chất lỏng chuyển động Phân loại bơm pittông - Phân loại theo: mục đích, điều kiện làm việc, tính chất chất lỏng cần vận chuyển - Phân chia theo phương pháp dẫn động: Bơm có dẫn động: động cơ truyền động qua tay biên quay Bơm tác dụng bằng hơi: Pittông được nối trực tiếp với máy hơi nước và làm việc nhờ động lực của máy hơi nước Bơm tay - Phân chia theo cách sắp đặt vị trí Pittông: Bơm nằm ngang Bơm thẳng đứng - Phân chia theo cách làm việc: Bơm tác dụng đơn Bơm tác dụng kép Bơm vi sai
Vận$chuyển$chất$lỏng Bơm tác dụng đơn - Có 2 loại: nằm ngang, thẳng đứng - Cấu tạo: một van hút, một van đẩy - Sau mỗi vòng quay của trục thì pittông chuyển động một luợt sang phải và một lượt sang trái, chất lỏng được hút và đẩy ra khỏi xi lanh một lần - Bơm làm việc không đều (nhược điểm chủ yếu) Bơm nhúng chìm Van đẩy ngay trên pittông, khi pittông chuyển động lên phía trên, chất lỏng từ bể chứa, qua van hút vào xi lanh, đồng thời khối chất lỏng nằm trên pittôngđược đẩy vào ổng đẩy Khi Pittông chuyển động xuống phía dưới, van hút đóng, van đẩy mở, chất lỏng phía dưới pittông chảy lên phía trên pittông Sau một khoảng chạy của pittông (đi lên): lỏng hút vào và đẩy ra đồng thời Lúc pittông đi xuống, chạy không tải Bơm làm việc không đều Thuận tiện để bơm nước ở giếng sâu, lỗ khoan (bơm có thể đặt ở lỗ sâu, xa mặt đất)
Vận$chuyển$chất$lỏng Bơm$thể$tích Bơm tác dụng đơn Bơm màng Xi lanh và pittông tách rời khỏi hộp van bằng một lớp màng đàn hồi Dùng bơm các dung dịch ăn mòn mạnh vì pittông và xilanh không tiếp xúc với môi trường ăn mòn, van và hộp van và màng được một lớp vật liệu chống ăn mòn bảo vệ
Vận$chuyển$chất$lỏng Bơm$thể$tích Bơm tác dụng kép Có tác dụng như 2 đơn tác dụng đơn ghép lại với nhau, có 1 xi lanh, một pittông và 4 van Sau mỗi vòng quay của trục, pittông chuyển động tới và lui một lần, bơm hút và đẩy 2 lần Pittông chuyển động về phía phải, chất lỏng đươc hút vào buồng xi lanh bên trái qua van hút, đồng thời đẩy chất lỏng đã có trong buồng xi lanh bên phải qua van đẩy vào ống đẩy Pittông chuyển động về phía trái, chất lỏng được hút vào buồng xi lanh phải qua van hút, đồng thời đẩy chất lỏng đã có trong buống xi lanh trái vào ống đẩy qua van đẩy Ưu điểm: Chất lỏng được bơm đều đặn hơn bơm tác dụng đơn Nhược điểm: có nhiều van (bộ phận hay hỏng)
Vận$chuyển$chất$lỏng Bơm$thể$tích Bơm vi sai Cấu tạo: có hai buồng A và b nối với nhau bằng xi lanh chung , Pittông có đường kính D lớn và d nhỏ, d nhỏ nối trực tiếp với tay quay, Buồng A có 2 van: hút và đẩy, Buồng B không có van Pittông chuyển động sang phải: chất lỏng được hút vào buồng A qua van hút, chất lỏng trong buồng B được đẩy vào ống đẩy Pittông chuyển động về bên trái: van hút đóng, vai đẩy mở, chất lỏng chuyển động từ buồng A sang buồng B, một phần chất lỏng ở buồng A vào ống đẩy vì thể tích Buồng A lớn hơn buồng B Sau một lần quay của trục, bơm hút 1 lần và đẩy 2 lần Chọn D= 2d (thể tích buồng A = 2 lần buồng B) để lượng chất lỏng chảy vào ống đẩy đều đặn.
Vận$chuyển$chất$lỏng Bơm$thể$tích Bơm tác dụng ba Cấu tạo: 3 bơm tác dụng đơn ghép lại thành một bộ có chung ống hút và ống đẩy Tay quay của 3 bơm có chung một trục nhưng lệch nhau 120 độ Chất lỏng được đưa vào ống đẩy đều đặn hơn các loại bơm nêu trên Phân bố lực trên một vòng quay của trục đều nên bánh đà của bơm không cần kích thước lớn
Vận$chuyển$chất$lỏng Năng suất của bơm pittông Năng suất của bơm tác dụng đơn Q = 60 Fsn, m3 / h Hiệu$suất$thể$tích$ vào$khoảng$0,8$– Qt !0 = 0,95 Q Qt = !0Q = !0 60 Fsn, m3 / h Năng suất của bơm tác dụng kép -Khi Pittông chuyển động về bnên phải, lượng chất lỏng được hút vào xi lanh bằng Fs, lượng chất lỏng đẩy ra là: (F-f)s. -Khi Pittông chạy về phía bên trái, lượng chất lỏng được hút vào là: (F-f)s và đẩy ra là Fs. -Sau mỗi vòng quay của trục, lượng chất lỏng được vận chuyển: (F ! f )s + Fs = (2 F ! f )s, m3
Vận$chuyển$chất$lỏng Năng suất của bơm vi sai -Khi Pittông chuyển động về bnên phải, lượng chất lỏng được hút vào xi lanh bằng Fs, lượng chất lỏng đẩy ra là: (F-f)s. -Khi Pittông chạy về phía bên trái, chất lỏng chảy qua van đẩy là Fs, nhưng thể tích xi lanh bên phải chỉ chứa được một lượng chất lỏng (F-f)s, còn thừa một lượng fs ra ống đẩy -Sau mỗi vòng quay của trục, lượng chất lỏng được vận chuyển: (F ! f )s + fs = Fs, m 3 Để chất lỏng được bơm đều: (F " f )s = fs, m3 ! F = 2 f -Năng suất lý thuyết: Q = 60n(2 F ! f )s, m / h 3
Vận$chuyển$chất$lỏng Hiệu suất thể tích của bơm Pittông -Hiệu suất thể tích phụ thuộc: - Độ ì của các van khi đóng và mở - Độ kín và các đoạn nối - Hiện tượng tích khí - Những bơm có cấu tạo tốt có hiệu suất thể tích đạt đến 0,97 – 0,99 Bơm không tốt: hiệu suất thể tích chỉ đạt
Vận$chuyển$chất$lỏng Đồ thị cung cấp của bơm pittông Tay biên quay góc 0 và 180 độ thì nằm ngang - Khi trục quay được một vòng thì pittông chuyển động được quãng đường là 2s - Mỗi phút trục quay được n vòng, pittông chuyển động được 2sn - Chiều dài tay biên L rất lớn so với bán kính pittông - Vận tốc quay của trục Ctr = const - Vận tốc trung bình của pittông: 2 sn 2rn C= = = Ctr sin ! 60 30 Ctr = wr Thể tích chất lỏng được hút: !rn Cmax !rn ! V = FC = FCtr sin ! Cmax = Ctr = = 30 = = 1,57 30 C 2 rn 2 V = FC = "rF sin ! 30 30 " = s =! n
Vận$chuyển$chất$lỏng Đồ thị cung cấp của bơm pittông Đường kính xi lanh và số vòng quay của trục "D n 2 Qt = s !0 , m / s 3 4 60 Năng suất thực tế: - Phân loại bơm theo tốc độ quay: - n = 45 – 60vòng/phút là bơm chậm - n = 60 – 120vòng/phút là bơm trung bình - n = 120 – 180 vòng/phút là bơm nhanh
Vận$chuyển$chất$lỏng Đồ thị cung cấp của bơm pittông Đường kính xi lanh và số vòng quay của trục "D 2 n Qt = s !0 , m3 / s 4 60 Với bơm dùng động cơ điện, số vòng quay cự đại là 250v/phút - Với Bơm pittông tác dụng kép, n = 50 -120v/phút - Tỉ số s/D được cho theo vận tốc trung bình của pittông, lựa chọn theo kinh nghiệm thực tế, phụ thuộc vào cấu tạo của bơm, s/D = 0,8 – 8: - Bơm nằm ngang: s/D = 1,4 – 3 - Bơm thẳng đứng: s/D = 0,9 – 1,5 Bơm nén thủy lực: s/D = 3 - 8 - Bơm nước: D
Vận$chuyển$chất$lỏng Bơm$thể$tích Áp suất toàn phần và chiều cao hút của bơm Vận$tốc$chuyển$động$trung$ bình$của$Pittong Giai đoạn hút: 2 2 p1 w1 pv C + = + + H1 + hm.h + hi1 !g 2 g !g 2 g Giai đoạn đẩy: pr C2 p2 w22 + = + + H 2 + hm.đ + hi 2 !g 2 g !g 2 g Áp suất tác dụng lên bơm chính là hiệu số áp suất hút và áp suất đẩy: p pv ! pr w22 ! w12 = = (H1 + H 2 ) + (hmh + hmđ ) + (hi1 + hi 2 ) + "g "g 2g Thông thường Coi: p1 = p2 = pa 2 w1 ! w22 w1 " w2 nên =0 2g p w2 p pđ ! ph w22 ! w12 = H = H o + !" + hi =H = + ho + #g 2g "g "g 2g

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.