intTypePromotion=1

Giáo trình Thực hành máy và quá trình thiết bị (hệ Cao đẳng): Phần 1

Chia sẻ: Lê Thị Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:43

0
106
lượt xem
16
download

Giáo trình Thực hành máy và quá trình thiết bị (hệ Cao đẳng): Phần 1

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phần 1 Giáo trình Thực hành máy và quá trình thiết bị (hệ Cao đẳng) gồm các bài học: Mạch lưu chất, chưng cất, truyền nhiệt ống lồng ống, tháp điện, sấy đối lưu. Tham khảo nội dung giáo trình để nắm bắt nội dung chi tiết.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Thực hành máy và quá trình thiết bị (hệ Cao đẳng): Phần 1

  1. TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÂNG NGHIEÄP 4 KHOA HOAÙ GIAÙO TRÌNH THÖÏC HAØNH MAÙY VAØ QUAÙ TRÌNH THIEÁT BÒ HEÄ CAO ÑAÚNG Thaønh phoá Hoà Chí Minh, 9 – 2004
  2. Khoa Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò MUÏC LUÏC Muïc luïc ..................................................................................................................... 2 Baø i 1: Maï ch lö u chaá t................................................................................................. 3 Baø i 2: Chö ng caá t ..................................................................................................... 13 Baø i 3: Truyeàn nhieät oá ng loàng oá ng . ......................................................................... 18 Baø i 4. Thaùp ñeäm ..................................................................................................... 25 Baø i 5. Thôø i gian lö u ................................................................................................ 25 Baø i 6. Saáy ñoá i lö u ................................................................................................... 31 Baø i 7.A-B Bôm - Quaï t ........................................................................................... 31 Baø i 8.A-B Khuaá y - Loï c khung baûn ......................................................................... 50 Baø i 9. Veõsô ñoàvaøcaùc chi tieá t thieá t bòchö ng caá t.................................................... 57 Baø i 10. Veõsô ñoàvaøcaùc chi tieá t thieá t bòthaùp ñeäm.. ................................................ 62 Baø i 11: Thaùo laé p bôm quaï t . ................................................................................... 68 Baø i 12: Thaùo laé p thieá t bòtruyeàn nhieät ..................................................................... 71 2
  3. Khoa Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò MOÂN HOÏC: THÖÏC HAØNH QUAÙ TRÌNH VAØ THIEÁT BÒ 1. Maõ moân hoïc : 038TP220 2. Soá ñôn vò hoïc trình: 3 3. Trình ñoä thuoäc khoái kieán thöùc: Khoá i kieán thö ùc cô sôûngaø nh. 4. Phaân boá thôøi gian: 100% thö ï c haønh 5. Ñieàu kieän tieân quyeát: Thö ï c haø nh sau caùc moâ n hoï c lyù thuyeá t Hoùa ñaïi cö ông, Hoùa lyù, caùc quaùtrình thuûy cô vaøvaät lieäu rôø i, truyeàn nhieät, truyeàn khoá i. 6. Moâ taû vaén taét noäi dung moân hoïc: Trang bò cho sinh vieâ n veàcaùc cô sôû caùc quaù trình haá p thu, chö ng caá t, haáp phuï , trích ly vaøsaá y vaät lieäu, tính toaùn caâ n baèng vaät chaá t, naê ng lö ôï ng, cô sôû caùc quaù trình thuûy lö ï c, cô hoï c vaät lieäu rôøi, truyeàn nhieät, truyeàn khoá i, tính toaùn ñö ôï c caùc thoâ ng soácô baûn trong caùc quaù trình ñoù. 7. Nhieäm vuï cuûa sinh vieân: Tham dö ïhoï c vaøthaûo luaän ñaày ñuû. Thi vaøkieå m tra giö õa hoï c kyøtheo qui cheá04/1999/QÑ-BGD&ÑT 8. Taøi lieäu hoïc taäp : Giaùo trình thö ï c taäp quaùtrình vaøthieá t bò 9. Taøi lieäu tham khaûo : [1]. Soåtay quaù trình vaøthieá t bò coâng ngheä hoùa hoï c. Taäp 2 - Nhaøxuaá t baûn Khoa hoï c vaøkyõthuaät. Haønoäi 1992 [2]. Nguyeãn Bin - Tính toaùn quaù trình, thieá t bò trong coâ ng ngheä hoùa chaá t vaø thö ï c phaåm. Taäp 1, 2 - NXB Khoa hoï c vaøkyõthuaät. 1999 [3]. Phaï m Vaê n Boân, Nguyeãn Ñình Thoï- Quaùtrình vaøthieá t bò coâng ngheähoùa hoïc - Truyeàn nhieät - NXB Ñaï i hoïc quoá c gia Tp HoàChí Minh. [4]. ÑoãTroï ng Ñaø i, Nguyeãn Troï ng Khuoâ ng, Traàn Quang Thaûo, VoõThò Ngoï c Tö ôi, Traàn Xoa - Cô sôû quaù trình vaøthieá t bò coâ ng ngheähoùa hoï c. Taäp1 - NXB Ñaï i hoï c vaøTrung hoï c chuyeâ n nghieäp. HaøNoäi 1974 [5]. Hoaø ng Ñình Tín - Nhieät coâ ng nghieäp - NXB Ñaï i hoïc quoá c gia Tp HoàChí Minh, 2001. [6].VoõVaê n Bang, VuõBaù Minh - Truyeàn khoá i - NXB khoa hoï c vaøkyõthuaät. 1998. [7]. Hoaø ng Minh Nam, VuõBaùMinh - Cô hoï c vaät lieäu rôøi - NXB khoa hoï c vaø kyõthuaät. 1998 10. Tieâu chuaån ñaùnh giaù sinh vieân :  Naém ñö ôï c cô baûn noäi dung moâ n hoï c  Coùtính chuûñoäng vaøthaùi ñoänghieâ m tuùc trong hoï c taäp  Kieåm tra giö õa moâ n hoïc ñeåñö ôï c dö ïthi 11. Thang ñieåm: 10/10 3
  4. Khoa Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò 12. Muïc tieâu moân hoïc: Trang bò cho sinh vieâ n nhö õng kieá n thö ùc cô baûn veàcô sôûlyùthuyeá t chuyeâ n ngaø nh hoùa hoï c 13. Noäi dung chi tieát moân hoïc: Baø i 1: Maïch lö u chaá t Baø i 2: Chö ng caá t Baø i 3: Truyeàn nhieät oá ng loàng oáng Baø i 4: Thaùp ñeäm Baø i 5: Thôøi gian lö u Baø i 6: Saá y ñoá i lö u Baø i 7: A-B Bôm – Quaï t Baø i 8: A-B Khuaá y - Loï c khung baûn Baø i 9: Veõsô ñoàvaøcaùc chi tieá t thieát bòchö ng caá t Baø i 10: Veõsô ñoàvaøcaùc chi tieá t thieát bòthaùp ñeäm Baø i 11: Thaùo laé p bôm quaï t Baø i 12: Thaùo laé p thieá t bòtruyeàn nhieät 4
  5. Khoa Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò BAØI 1: MAÏCH LÖU CHAÁT I. MUÏC ÑÍCH Khaûo saùt sö ïchaûy cuûa nö ôùc ôû nhieät ñoä phoø ng thí nghieäm trong moät heä thoá ng chaûy vôùi hai ñö ôø ng oâ ng coù ñö ôøng kính khaùc nhau d= 28 vaød=16 , vaøcoùlö u lö ôïng keámaø ng chaé n, ventury , nhö õng boäphaän noái cuø ng nhö õng van kieå m soaùt - Thí nghieäm a: Xaùc ñònh heä soálö u lö ôï ng keámaø ng vaøventuri (traé c ñònh lö u lö ôïng keámaø ng chaé n vaøveturi) - Xaùc ñònh thö ø a soáma saùt  - Xaùc ñònh chieàu daø i tö ông ñö ông cuûa van Le II. LYÙ THUYEÁT 1. Löu löôïng keá maøng chaén vaø Ventury : Nguyeâ n taéc cuûa hai duï ng cuïnaø y laødo ñoä giaûm aùp suaá t cuûa lö u chaá t khi chaûy qua duï ng cuïnoùi treân ñeåxaùc ñònh lö u lö ôï ng doø ng chaûy. Vaän toá c trung bình ôûvòtrí (2) ñö ôï c tính tö øtoå ng keá tânaê ng lö ôïng laø: 2 1 2 1 v2 v1 v2 v1 2 1 2 1 oá ng Venturi maøng chaé n Sö ûduï ng phö ông trình Bernouli cho hai maë t caé t ö ôùt1-1, 2-2. P1  2 v12 P  v2 Z1    Z 2  2  2 2  H f (1)  2g  2g - Z1 ,Z2 : Ñoä cao maë t caé t ö ôùt so vôùi maë t chuaå n , neáu laáy maë t chuaå n truø ng maë t oáng thì Z1 ,Z2 = 0. - Hf : toå n thaát naêng lö ôï ng doï c oáng, neá u boû qua toå n thaát naêng lö ôïng doï c oá ng naø y thì Hf = 0. - 1,2 : Heäsoáñieàu chænh ñoäng lö ôï ng , neáu cheáñoächaûy roá i thì 1= 2 = 1. - Troïng lö ôïng rieâ ng cuûa lö u chaá t  = g ( vôùi  laøkhoá i lö ôïng rueâ ng cuûa lö u chaát). - v1, v2: Vaän toác doøng chaûy taï i maët caé t taï i caùc tieá t dieän 1-1, 2-2. 5
  6. Khoa Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò v12  v22 P1  P2 P (1)     p (2) 2g   - g : Gia toá c troï ng trö ôø ng. p: Heäsoáthuûy daàu aùp suaá t. Lö u lö ôï ng keámaø ng chaé n vaøveturi ñö ôï c thieá t laäp qua coâ ng thö ùc: D 2 d 2 d2 Q  v1 A1  v2 A2  v1  v2  v1  v2 2 4 4 D d 1   v1  v2  2 D P v (1   ) P 2 4  (2)  2   p  v2  2 2g  1  4 2 gp d 2 Q  v2 A2  2  K p 1  4 4 d 2 2g K 4 1  4 Trong thö ïc teácoù toå n thaá t naêng lö ôï ng khi chaá t loûng ñi tö ø1-1, 2-2 . Ñeåhieäu chænh ngö ôø i ta ñö a vaø o heäsoáhieäu chænh C, lö u lö ôï ng thö ïc cuûa oá ng laø: Q  CK p 2. Toån thaát naêng löôïng cuûa doøng chaûy trong oáng daãn : Khi lö u chaá t chaûy trong oáng seõcoù sö ïthaá t thoaùt naê ng lö ôï ng do ma saùt vôùi thaø nh oá ng . Xeùt trö ôø ng hôïp oáng troø n ñeàu naè m ngang : phö ông trình Becnoulli taï i hai maë t caét ö ôùt 1-1, 2-2 giôùi haï n ñoaï n oá ng cho ta : P1  2 v12 P  v2 Z1    Z2  2  2 2  H f  2g  2g Vôùi : Z1 = Z2 = 0 v1 = v2 1= 2 = 1 ( chaûy roá i) coâ ng thö ùc Darcy cho toå n thaá t naê ng lö ôï ng : 6
  7. Khoa Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò Lv 2 Hf   2 gD L : chieàu daø i oá ng (m). D : ñö ôø ng kính oáng (m)  : Heäsoáma saùt voâthö ùnguyeân Heäsoáma saùt phuïthuoäc vaø o cheáñoâdoøng chaûy Neá u cheáñoälaøchaûy taàng (Re < 2320 ) thì . 64  Re Neáu cheáñoä laøchaûy roái (Re > 2320 ) thì  = f(Re, /D) , coù theåtra tö øñoàthò Moody hay tö ømoät soácoâ ng thö ùc thö ï c nghieäm ( heäsoáma saùt phuïthuoäc vaø o Re vaø ñoänhaùm tö ông ñoái /D). Ñoänhaùm tö ông ñoá i cuûa oá ng laøtæ soágiö õa ñoänhaùm thaønh  treâ n ñö ôø ng kính oá ng D. Hf : toå n thaá t naêng lö ôïng do ma saùt trong oá ng (m) . Coùtheåtính heäsoáma saùt theo coâ ng thö ùc : Lv 2 H f  p0   2 gD 4Q 8lQ 2 v   p   D 2 g 2 D 5 0 g 2 D 5 p0   8lQ 2 g: gia toá c troïng trö ôøng g = 98,1 dm/s2. D : ñö ôø ng kính oá ng (dm). Ll : chieàu daø i ñoaï n oáng khaûo saùt (dm). Q : lö u lö ôïng nö ôùc chaûy trong oá ng (l/s). Q ñö ôï c xaùc ñònh tö øñoà thò Q theo cheânh leäch aùp suaá t Pm/g (caâ u a). p0 : toå n thaát coät aùp ôûhai ñaàu oá ng khaûo saùt (dm nö ôùc ). 3. Toån thaát cuïc boä : Ngoaø i sö ïmaát maùt naê ng lö ôï ng do ma saùt noùi treâ n coø n coù sö ïmaá t maùt naêng lö ôïng do trôû lö ïc cuc boä ,ïdo sö ïthay ñoå i tieá t dieän chaûy ,hö ôùng chaûy , bò caûn bôûi van, khuùc noá i , hay choãñoät môû, ñoät thu, caùc co … Ñoá i vôùi van hay khuùc noá i , toå n thaá t ñö ôï c bieå u dieãn baè ng phö ông trình: Le v 2 Hf   2 gD 7
  8. Khoa Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò Le : chieàu daøi tö ông ñö ông cuûa van hay khuùc noá i ñö ôï c ñònh nghóa laøchieàu daø i cuûa moät oáng thaúng coù cuø ng sö ïmaát maùt naê ng lö ôï ng vôùi van hay khuùc noá i trong nhö õng ñieàu kieän gioá ng nhau. Xaùc ñònh chieàu daø i tö ông ñö ông Le: Le v 2 8Q 2 pv  p f    Le 2 5 2 gD g D gD 5 pv Le  8Q 2 Pv pv  g g: gia toác troï ng trö ôø ng g = 98,1 dm/s2. D : ñö ôøng kính oá ng (dm). l : chieàu daø i ñoaïn oá ng khaûo saùt (dm). Q : lö u lö ôïng nö ôùc chaûy trong oáng (l/s). Q ñö ôï c xaùc ñònh tö øñoàthòQ theo cheâ nh leäch aùp suaá t Pm/g (caâ u a).  ñö ôïc xaùc ñònh tö øñoàthò - Re trong thí nghieäm b1, ö ùng moãi giaù trò Re ta coù giaùtròtö ông ö ùng  ( sö ûduï ng ñoàthòtrong khaûo saùt ñö ôø ng oáng D28). Vôùi caùc ñôn vòñaï i lö ôï ng ñö ôï c ñònh nghóa nhö treâ n. III. THIEÁT BÒ THÍ NGHIEÄM 1. Sô ñoà : (Xem hình veõ) 2. Duïng cuï : Thì keá(sinh vieâ n chuaå n bò) Soálieäu : kích thö ôùc oá ng daãn baè ng ñoàng Kí hieäu Ñö ôø ng kính ngoaø i Ñö ôø ng kính trong D28 28mm 26mm D18 18mm 14mm Ñoänhaùm : e = 1.2 loãmm Maøng chaé n : loá i vaø o : 2,60 cm ñö ôø ng kính loã: 1,60 cm Ventury : loá i vaø o : 2,60 cm ñö ôø ng kính loã : 1,60 cm IV. PHÖÔNG PHAÙP THÍ NGHIEÄM Trö ôùc khi baé t ñaàu caùc phaàn laø m thí nghieäm , sinh vieâ n caàn tuaâ n theo moät soá chæ daãn sau : 8
  9. Khoa Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò Trö ôùc khi môûhay taé t maùy bôm phaûi ñoùng van soá3 vaø4 ñeåtraùnh boï t khí loï t vaø o heäthoáng . Môûcaàu nguoàn 1. Traéc ñònh löu löôïng keá maøng chaén vaø ventury . Môûvan nguoàn nö ôùc vaøsoá0 cho nö ôùc vaø o bình chö ùa ñeá n vaïch toá i ña . Môûvan soá1 , 2 vaøñoùng van 4 ,5 Môû coâng taéc ñieän cho bôm chaï y vaøtö øtö ømôû van 3 toá i ña ñoàng thôøi môû van cuûa aùp keádö ôùi ( thö ôø ng caùc van naø y ñaõmôû) Ventury vaømaø ng chaén . Taét bôm , ñoùng van 3 . So saùnh mö ùc chaá t loûng trong caùc nhaùnh aùp keácoù baè ng nhau khoâ ng . Neáu khoâ ng baèng nhau thì tieá n haønh chænh cho mö ùc chaá t loûng trong caùc nhaùnh baè ng nhau baè ng caùch : môû coâ ng taéc ñieän cho bôm chaï y, môû van 3 , ñoàng thôø i môû caùc van phía treâ n aùp keá ñeåthoâ ng vôùi khí quyeå n sau ñoùtieá n haø nh taé t bôm vaøkhoùa caùc van phía treâ n aùp keálaïi. Sau ñoùtieá n haø nh thí nghieäm. Ta choï n theåtích nö ôùc W (trö ôùc nhö trong baûng) . ö ùng vôùi moãi ñoä môû van 4 ( ng seõkhaùc nhau) ta ño ñoä giaûm aùp cuûa maøng chaén, venturi vaøñoàng thôøi lö u lö ôï ño thôøi gian maømaùy bôm, bôm heá t theåtích nö ôùc ñoù. Seõtieán haønh ño vôùi caùc ñoämôûvan : hoø an toø an, ¾ van, ½ van, ¼ van. Van soá4 môûhoø an toøan (4 +1/4 voø ng ) Môûhoø an toø an : seõmôûvan toá i ña Môû¾ van : khoùa van 1 +1/16 voø ng Môû½ van : khoùa van theâ m 1 +1/16 voø ng Môû¼ van : khoùa van theâ m 1 +1/16 voø ng Khi heá t nö ôùc trong bình chö ùa : taé t bôm, khoùa van 4,môû van O vaøvan nguoàn nö ôùc . Tieán haønh laø m thí nghieäm 3 laàn, coù theålaá y soálieäu trung bình vaøloï ai nhö õng thoâng soáthí nghieäm sai. 2. Thieát laäp giaûn ñoà  theo Re cho ñöôøng oáng coù ñöôøng kính 28 mm vaø 16 mm Cho oá ng 28 mm môûvan 1,2 khoùa van 4,5 . Mö ùc chaát loûng trong caùc nhaùnh aùp keáphaûi baè ng nhau (neá u khoâ ng baè ng nhau tieán haø nh chænh cho mö ùc chaá t loûng baè ng nhau tieá n haønh gioáng caâ u a). Tieá n haønh laø m thí nghieäm cho chieàu daø i l = 0,9 m. ö ùng vôùi caùc ñoämôûvan 3 ta ño ñoä giaûm aùp treân oáng D28 vaø maøng chaén. Van 3 seõthí nghieäm cho caùc ñoämôû: hoø an toøan, ¾ van, ½ van, ¼ van. Van soá3 môûhoø an toø an (4 +1/4 voø ng ) Môûhoø an toøan : seõmôûvan toá i ña Môû¾ van : khoùa van 1 +1/16 voø ng Môû½ van : khoùa van theâ m 1 +1/16 voø ng Môû¼ van : khoùa van theâ m 1 +1/16 voø ng Tieá n haø nh laø m thí nghieäm 3 laàn, coù theålaá y soálieäu trung bình vaøloï ai nhö õng thoâng soáthí nghieäm sai. 9
  10. Khoa Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò Cho oá ng 16 mm khoùa van 1,2 môûvan 3 . Tieán haønh laøm thí nghieäm cho chieàu daø i l = 0,9 m. ö ùng vôùi caùc ñoämôûvan 5 ta ño ñoä giaûm aùp treân oáng D14 vaø maøng chaén. Van 5 seõthí nghieäm cho caùc ñoämôû: hoø an toøan, ¾ van, ½ van, ¼ van. Van soá3 môûhoø an toøan (3 voø ng ) Môûhoø an toø an : seõmôûvan toá i ña Môû¾ van : khoùa van ¾ voø ng Môû½ van : khoùa van theâ m ¾ voø ng Môû¼ van : khoùa van theâ m ¾ voø ng 3. Ñònh chieàu daøi töông ñöông cuûa van : Mö ùc chaá t loûng trong caùc nhaùnh aùp keáphaûi baèng nhau (neá u khoâng baè ng nhau tieán haønh chænh cho mö ùc chaát loûng baè ng nhau tieán haø nh gioá ng caâ u a). Môûvan 1,3 khoùa van 4,5 . ö ùng vôùi caùc ñoämôûvan 2 ta ño ñoä giaûm aùp cuûa van 2 vaø maøng chaén Van 2 seõthí nghieäm cho caùc ñoämôû: hoø an toø an, ¾ van, ½ van, ¼ van. Van soá2 môûhoø an toø an (4 +1/4 voøng ) Môûhoø an toø an : seõmôûvan toái ña Môû¾ van : khoùa van 1 +1/16 voø ng Môû½ van : khoùa van theâ m 1 +1/16 voø ng Môû¼ van : khoùa van theâ m 1 +1/16 voø ng Tieá n haønh laøm thí nghieäm 3 laàn, coù theålaáy soálieäu trung bình vaøloï ai nhö õng thoâng soáthí nghieäm sai. V. KEÁT QUAÛ THÍ NGHIEÄM, TÍNH TOAÙN VAØ ÑOÀ THÒ 1. Keát quaû ño ghi keát quaûño vaøtính caùc soálieäu theo baûng a. Traéc ñònh löu löôïng keá maøng chaén, löu löôïng keá Venturi Ñoä môû W T Q Pm/g Pv/g Re Cm Cv (lít) (s) (lít/s) (cmH2O) (cmH2O) HT ¾ ½ ¼ 10
  11. Khoa Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò b.1. Thieát laäp giaûn ñoà  theo Re cho ñöôøng oáng coù ñöôøng kính 28 mm Ñoä môû Pm/g P/g D28 Q V  Re (cmH2O) (cmH2O) (lít/s) (cm/s) HT ¾ ½ ¼ b.2 .Thieát laäp giaûn ñoà  theo Re cho ñöôøng oáng coù ñöôøng kính 16 mm Ñoä môû Pm/g P/g D16 Q V  Re (cmH2O) (cmH2O) (lít/s) (cm/s) HT ¾ ½ ¼ c. Tính chieàu daøi töông ñöông Ñoä Pm/g P/g van Q V V2  Re Le Re:Le môû (cmH2O) (cmH2O) (lít/s) (cm/s) 2g HT ¾ ½ ¼ 2. Ñoà thò Veõ caùc ñoà thò - Lö u lö ôï ng Q theo cheânh leäch aùp suaát Pm/g vaøPv/g (maø ng chaé n vaøoáng venturi) (caâ u a) - Heäsoálö u lö ôïng keáCm vaøCv theo Re (caâ u a) - Thö ø a soáma saùt  theo Re (caâ u b1, b2) - Lö u lö ôï ng Q theo ñoämôûvan (caâ u c) 3. Baøn luaän: - So saùnh caùc ñoàthòtö økeát quaûthí nghieäm vôùi keát quaûtrong saùch (lyùthuyeát) - Nhaän xeùt veàmö ùc tin caäy cuûa keát quaûthí nghieäm vaønguyeâ n nhaân cuûa sai soá - Lieâ n heämoâhình thí nghieäm so vôùi trong caùc coâ ng nghieäp 11
  12. Khoa Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò - Neâu caùch sö ûduï ng van ñeåhaï n cheátoå n thaá t (khi lö u chaá t qua van) vaønhö õng ö ùng duïng van trong thö ï c teá VI. TAØI LIEÄU THAM KHAÛO a. Giaùo trình cô lö u chaá t ( taäp theågiaûng vieâ n boämoân cô lö u chaá t) Trö ôø ng ÑHKT (ÑHBK) naê m xb: 1997 b. VuõVaê n Taûo vaøNguyeãn Caûnh Caàm ‘’thuûy lö ï c’’taäp 1 NXB Ñaï i hoï c vaøTrung hoïc chuyeâ n nghieäp, HaøNoäi, 1968 HEÄTHOÁNGMAÏCHLÖUCHAÁT AÙPKEÁCHÖÕU 3 MAØNGCHAÉN VENTUARI BAÀUKHÍ 4 NGUOÀ N NÖ ÔÙ C D28 2 BÌNH CHÖ Ù A 1 CHAÁT D16 5 LOÛNG 0 BÔM 0,1,2,3,4,5 VAN 12
  13. Khoa Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò BAØI 2: CHÖNG CAÁT I . MUÏC ÑÍCH : Khaûo saùt aûnh hö ôûng cuûa doøng hoøan lö u vaøaûnh hö ôûng cuûa vò trí maâ n nhaäp lieäu ñeán hieäu suaá t cuûa thaùp chö ng caá t vaøñoätinh khieá t cuûa saûn phaå m. II. LYÙ THUYEÁT : Moâhình maâ m lyùthyeá t laømoâhình toùan ñôn giaûn nhaá t dö ï a treâ n caùc cô sôûsau : a / Caâ n Baè ng giö õa hai pha loûng – hôi cho hoãn hoï p hai caáu tö û. b / Ñieàu kieän ñoäng lö ï c hoï c lö u chaá t lyù tö ôûng treâ n maâ m lyù tö ôûng cho hai pha loûng – hôi laø : - Pha loûng phaûi hoø a troän hoø an toø an treâ n maâ m - Pha hôi khoâ ng loâ i cuoá n caùc gioï t loûng tö ømaâm dö ôùi leâ m maâ m treâ n vaøñoàng thôøi coùnoàng ñoäñoàng nhaá t taï i moï i vòtrí treân tieá t dieän. - Treâ n moãi maâ m luoâ n ñaï t sö ïcaân baè ng giö õa hai pha. 1. Hieäu suaát : Ñeåchuyeå n soámaâ m lyù thuyeá t thaønh soámaâ m thö ï c ta caàn phaûi bieá t hieäu suaát maâm. coù 3 loï ai hieäu suaá t caàn duø ng laø: (1) hieäu suaá t toå ng quaùt , lieâ n quan ñeá n toøan thaùp. (2) hieäu suaá t maâ m Murphree, lieâ n quan ñeá n moät maâ m vaø(3) hieäu suaá t cuï c boä, lieân quan ñeá n vòtrí cuïtheåtreâ m maâ m. Hieäu suaá t toå ng quaùt E0 ñôn giaûn khi sö ûduï ng nhö ng keùm chính xaùc nhaá t, ñuoï 7c ñònh nghóa laøtyûsoágiö õa maâ m lyùtö ôûng vaøsoámaâ m thö ïc cho toøan thaùp. Soámaâ m lyùtö ôûng soábaäc thang - 1 E0 = = Soámaâ m thö ïc soámaâ m thö ï c Vôùi 1 tö ôïng trö ng cho noài ñun luoân luoâ n tö ông ñö ông vôùi moät maâ m lyùthuyeá t Hieäu suaá t maâm Murphree ñònh nghóa laø: yn - yn+1 EM = y*n - yn+1 Trong ñoù: yn = noàng ñoäthö ïc ucuûa pha hôi rôø i maâ m thö ùn. yn+1 = Noàng ñoäthö ï c cuûa pha hôi vaø o maâ m thö ùn. * y n = Noàng ñoä pha hôi caâ n baèng vôùi pha loûng rôø i oá ng chaûy chuyeàn maâ m thö ùn. Hieäu suaá t maâ n Murphree do ñoù laøtyû soágiö õa sö ïbieá n ñoåi noàng ñoä pha hôi qua moät maâ m vôùi sö ïbieá n ñoåi noàng ñoäcö ïc ñaï i coùtheåñaï t ñö ôï c khi pha hôi rôø i maâm caân baèng vôùi pha loûng rôø i maâ m thö ù n . noùi chung pha loûng rôø i maân coù noàng ñoä 13
  14. Khoa Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò khoâng baè ng vôùi noàng ñoätrung bình cuûa pha loûng treâ n maâ m neâ n daãn ñeán khaùi nieäm hieäu suaá t cuïc boä. hieäu suaát cuï c boäñö ôïc ñònh nghóa nhö sau : , , yn - y n+1 EM = y,en - y,n+1 yn, : Noàng ñoärôø i khoûi vòtrí cuïtheå treân maâ mn. , y n+1 : Noàng ñoäpha hôi vaø o maâ m n taï i cuø ng vòtrí . , y en : Noàng ñoäpha hôi caâ n baè ng vôùi pha loûng taï i cuøng vòtrí 2. Moái lieân heä giöõa hieäu suaát maâm Murpree vaø hieäu suaát toång quaùt : Hieäu suaá t toång quaùt cuûa thaùp khoâ ng baè ng vôùi hieäu saâ t trung bình cuûa tö ø ng maâm. Moá i lieâ n heä naø y tuøy thuoäc vaø o ñoä doá c tö ông ñoái cuûa ñông2 caâ n baè ng vaø ñö ôøng laø m vieäc. Khi mG/L > 1 hieäu suaá t toång quaùt coù giaù trò lôùn hôn vaøkhi mG/L < 1 hieäu suaá t toå ng quaùt coù giaù trò nhoû hôn .Nhö vaäy vôùi quaù trình trong ñoù caû hai vuøng nhö treâ n ( chö ng caá t ) thì hieäu suaá t toång quaùt E0 coù theågaàn baè ng hieäu suaá t maâm EM. Tuy nhieâ n khi phaâ n tích hoaï t ñoäng cuûa moät thaùp thay moät phaàn cuûa thaùp thö ï c teátrong ñoù ño ñö ôï c sö ïbieán thieâ n noàng ñoäqua moät hoaë c moät vaø i maâm seõxaùc ñònh ñö ôïc giaùtròñuùng cuûa EM hôn laøgiaûsö ûEM = E0 . III. THIEÁT BÒ VAØ HOÙA CHAÁT : - Heäthoá ng chö ng caá t 5 maâ m xuyeâ n loã(xem hình veõ). - Moät heä thoáng ño nhieät ñoä . Ño nhieät ñoä caùc maâ m , noài ñun , nhieät ñoä nhaäp lieäu , nhieät ñoähoaøn lö u . - Moät phuøkeá. - Ñoàng hoàño thôø i gian (sinh vieân chuaån bò). - Moät oáng khaéc vaï ch 250 ml . - Moät bình nö ôùc caát. - Moät bình rö ôï u Etylic. IV. PHÖÔNG PHAÙP THÍ NGHIEÄM : 1 Tieán haønh thí nghieäm : - Ñoåbình nö ôc caá t vaøo bình nhaäp lieäu , pha rö ôï u vaøo sao cho noàng rö ôï u khoaûng 15-20 ñoä, pha hoãn hôï p gaàn ñaày bình nhaäp lieäu . - Khi hoãn hôïp trong noài ñun dö ôùi vaïch traéng ( 1/ 3 ) noài ñun seõraát nguy hieåm, seõchaùy ñieän trôû noài ñun, luoâ n luoâ n phaûi chuù yù mö ùc chaá t loûng trong bình nhaäp lieäu (1/3 noài ñun ). - Ñoùng caàu dao toå ng cuûa heäthoáng , môûcoâ ng taé c ñieän cuûa nguoàn chính, môû coâng taé c gia nhieät noài ñun, chôønoài ñun soâi tieá n haønh nhaäp lieäu. 14
  15. Khoa Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò - Noá i ñaàu oáng nhaäp lieäu vaø o maâ m muoá n khaûo saùt, môû van NL, môû van vaø o maâm caàn nhaäp lieäu,môû coâ ng taé c bôm nhaäp lieäu, ñieàu chænh lö u lö ôï ng nhaäp lieäu (baèng nuùt ñieàu chænh treâ n lö u lö ôï ng keá ).Ô Ûñoäñoï c thích hôïp (theo giaùo vieâ n hö ôùng daãn). Nhieät ñoänhaäp lieäu coù theåñieàu chænh baè ng nuùt nhieät suaá t cung caá p cho doø ng nhaäp lieäu. - Môû bôm nö ôùc cung caá p doø ng laøm nguoäi. (Sö û duï ng chung vôùi baø i oá ng loàng oáng). Trong quaùtrình chö ng caá t khoâng ñö ôï c taét bôm naø y. - Trong quaùtrình thieá t bòchö ng caá t ñang hoaï t ñoäng. Caùc van SP,BNL seõñoùng. - Saûn phaå m ñænh thu ñö ôï c seõcho hoø an lö u qua ñænh thaùp chö ng caá t baèng caùch , môûvan HL1,HL2, môûcoâ ng taéc bôm hoaø n lö u, lö u lö ôïng hoøan lö u ñö ôï c ñieàu chænh qua lö u lö ôï ng keáhoø an lö u ôû ñoä ñoïc thích hôï p ( theo GVHD ). Nhieät ñoä hoaø n lö u coùtheåñieàu chænh baè ng nuùt nhieät suaá t cung caá p cho doø ng hoaø n lö u . - Khi saûn phaå m trong bình thu saûn phaå m ñaõñaày , tieá n haø nh ño noàng ñoä saûn phaåm ñænh baè ng caùch môû van cho vaø o oáng ñong vaøño noàng ñoä rö ôï u ,sau khi ño xong noàng ñoä , phaûi môû van hö ùng saûn phaå m vaø o bình ñö ï ng coàn ñeåtieá n haønh ño maân keátieá p . (rö ôu trong oá ng ñong cuõng cho vaø o bình ñö ï ng coàn, khoâ ng môû van BNL ñeånoàng ñoänhaäp lieäu khoâ ng bòthay ñoå i) - Khi thay ñoå i vò trí maâ m nhaäp lieäu , thaùo ñaày oá ng nhaäp lieäu gaé n vaøo maâ m môùi ( maâm caàn thí nghieäm ) , khoâ ng caàn thieá t ñieàu chænh lö u lö ôï ng . Nhö ng caàn taé t bôm nhaäp lieäu vaøgia nhieät nhaäp lieäu . 2 Ngöøng maùy : + Taét gia nhieät hoaø n lö u , taé t bôm hoaø n lö u. + Taét gia nhieät nhaäp lieäu, taé t bôm nhaäp lieäu . + Taét gia nhieät noài ñun . + Thaùo saûn phaå m ñænh vaø o bình nhaäp lieäu coàn qua van. + Taét bôm doø ng laø m laï nh , khi khoâ ng coø n saûn phaåm. + Ngaé t coâng taét ñieän vaø o heäthoá ng . + Ngaé t caàu dao toå ng cuûa heäthoá ng chö ng caá t. + Coùtheåduø ng loaï i saûn phaå m ñaùy neá u rö ôï u coø n nhieàu. V. NOÄI DUNG THÍ NGHIEÄM 1. Aûnh hö ôûng cuûa doø ng hoaø n lö u giö õdoø ng nhaäp lieäu ôûñoäñoïc nhaát ñònh khoâng ñoå i vaø o maâm soá4 (hoaë c baát kyømaâ m khaùc) thí nghieäm 3 tròsoá khaùc nhau cuûa doø ng hoaø n lö u ôû3 ñoäñoïc khaùc nhau ( theo GVHD ) 2. Aûnh hö ôûng cuûa vòtrí maâ m nhaäp lieäu : Thay ñoå i 2 vòtrí môùi cuûa maâm nhaäp lieäu vaø o maâm soá2 vaømaâ m soá5 (hoaë c hai maâ m khaùc vôùi thí nhgieäm 1) . giö õlö u lö ôï ng nhaäp lieäu khoâ ng ñoåi. 3. Ño nhieät ñoädoø ng nhaäp lieäu vaønhieät ñoädoøng hoaø n lö u baè ng ñoàng hoà ñieän tö û. 15
  16. Khoa Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò 4. Ño noàng ñoänhaäp lieäu vaøtrong moãi thí nghieäm môûvan SP ñeålaá y maãu saûn phaå m vaø o oá ng ñong vaøño noàng ñoäbaè ng phuøkeá. VI. KEÁT QUAÛ THÍ NGHIEÄM VAØ TÍNH TOAÙN : 1. Keát quaû ño vaø tính toaùn ghi theo maãu sau: Thí nghieäm Vò trí L.löôïng doøng Ñoä chæ phuø Nhieät ñoä ño maâm ml/ph keá F Lo D VD VF tF tLO 1 120 30 2 180 60 3 240 90 4 120 TN Vò trí maâm R xF xD xW tF 1 2 3 4 TN Phöông trình ñöôøng nhaäp lieäu Phöông trình ñöôøng caát 1 2 3 4 TN Vò trí R Soá maâm LT H.suaát maâm Hieäu suaát maâm soá maâm t.quaùt 1 2 3 4 5 1 2 3 4 2. Ñoà thò vaø keát quaû tính toaùn 16
  17. Khoa Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò a. Tìm soámaâ m lyùthuyeá t baèng phö ông phaùp ñoàthò. Duø ng moãi ñoàthòcho moãi trö ôø ng hôï p thí nghieäm. b. Tính hieäu suaá t toå ng quaùt vaøhieäu suaá t maâm cho moãi trö ôø ng hôï p thí nghieäm. c. Tö øsoámaâ m thö ïc veõtreân ñoàthòsuy ra ñoätinh khieá t cuûa saûn phaåm ñænh . 3. Baøn luaän: a. Baø n luaän veàaûnh hö ôûng cuûa doø ng hoaø n lö u ñeán ñoätinh khieá t cuûa saûn phaå m vaøhieäu suaá t maâm vaøhieäu suaá t toå ng quaùt cuûa coät chö ng caá t. b. Baø n luaän veàaûnh hö ôûng cuûa vòtrí maâ m nhaäp lieäu treâ n ñoätinh khieá t vaø hieäu suaát maâm. c. Nhö õng ö ùng duï ng chö ng caá t trong coâ ng nghieäp, thieá t bòchö ng caá t trong thö ï c teávaømoâhình thí nghieäm. VII. TAØI LIEÄU THAM KHAÛO: 1. Quaùtrình thieá t bòtaäp 3 – Truyeàn khoá i (chö ông 5 vaøchö ông 7) VoõVaê n Bang & VuõBaùMinh , ÑHBK.TP.HCM 1997. 2.Soåtay quaùtrình vaøthieá t bòtaäp 1 vaøtaäp 2, ñhbk haønoäi ,1980. 2. BoäPhaänNgö ng TuïSaûnPhaå m ÑieänTrôû Doø ngLaøm ÑieänTrôûÑun ÑunNoùng Nguoäi NoùngDoøng DoøngNhaäp AT HoaønLö u Lieäu LN Lö uLö ôï ng KeáÑ o Lö uLö ôï ngKeá DoøngHoaø n ÑoDoø ngNhaäp BìnhChö ùaSaûn Lö u Lieäu Phaå mÑ ænh HL2 NL HL1 BNL Noài Ñun SP BômHoaø nLö u Ñ ieänTrôû 2,5Kw BìnhChö ùaNhaäpLieäu TL BômNhaäpLieäu THIEÁ TBÒTHÍNGHIEÄM17 CHÖ NGCAÁ T
  18. Khoa Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò BAØI 3. TRUYEÀN NHIEÄT OÁNG LOÀNG OÁNG I. MUÏC ÑÍCH THÍ NGHIEÄM Laøm quen vôùi thieá t bò truyeàn nhieät daï ng oá ng loàng oá ng, caùc duï ng cuïño nhieät ñoävaølö u lö ôï ng lö u chaát. Xaùc ñònh heä soátruyeàn nhieät trong quaù trình truyeàn nhieät giö õa hai doø ng laï nh noùng ñö ôï c ngaê n caùch bôûi vaùch ngaên kim loaï i ôûcaùc cheáñoächaûy khaùc nhau. Thieát laäp phö ông trình caâ n baè ng nhieät lö ôï ng . II. LYÙ THUYEÁT Truyeàn nhieät trong thieá t bò daï ng oáng loàng oá ng laøsö ïtruyeàn nhieät phö ùc taï p giö õa hai lö u chaát ñö ôï c ngaê n caùch bôûi vaùch ngaê n kim loaï i. Phö ông thö ùc truyeàn nhieät ôûñaây laøtruyeàn nhieät ñoá i lö u tö øvaùch ngaê n ñeán lö u chaá t (vaøngö ôï c laïi) vaødaãn nhieät qua thaø nh oá ng kim loaï i. Nhieät lö ôïng do doøng noùng toûa ra: QN = G1C1(tv1 – tR1) Nhieät lö ôïng do doøng laïnh nhaän vaøo QL = G2C2(tR2 – tv2) Tö ødoùta thaønh laäp phö ông trình caân baèng nhieät lö ôï ng QN = Q L  G1C1(tv1 – tR1) = G2C2(tR2 – tv2) (1) Trong ñoù: G1, G2 - Lö u lö ôïng doøng noùng vaødoø ng laï nh, kg/s C1, C2 - Nhieät dung rieâ ng cuûa lö u chaát, J/kg.ñoä tv1, tR1 - Nhieät ñoävaø o vaøra cuûa doøng noùng, 0C tv2, tR2 - Nhieät ñoävaø o vaøra cuûa doøng laï nh, 0C Quaùtrình truyeàn nhieät ñö ôïc bieåu dieãn bôûi phö ông trình: * Q = Kl .tlog.L (2) Trong ñoù: L - Chieàu daø i oá ng, m Kl* - Heäsoátruyeàn nhieät daø c nghieäm, W/m2.ñoä i theo thö ï 18
  19. Khoa Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò tlog – hieäu soánhieät ñoätrung bình giö õa hai doø t, 0C ng lö u chaá Δ t  Δt n Δt  l log Δt ln l (3) Δt n tv2 tv1 Neáu hai doø ng lö u chaá t chuyeå n ñoäng ngö ôï c chieàu thì tL vaø tL tv1 tN ñö ôïc tính nhö hình 1. tR2 tv1 tN Trong ñoù tR1 tL = tv2 – tR1 tv1 tv1 tv1 tN = tR2 – tv1 t v1 Hình 1 Δt L  2 thì hieäu soánhieät ñoä trung bình cuûa hai doø Neá u ng lö u chaá t coù theå Δt N ñö ôïc tính theo coâ ng thö ùc: Δt L  Δt N Δt  Δt  log tb 2 Heäsoátruyeàn nhieät daø i tính theo lyùthuyeá t Kl: Π K  (4) l 1 1 d ng 1 r  .ln   b α 1d tr 2λ d tr α 2 d ng d b Trong ñoù: dng, dtr - Ñö ôø ng kính ngoaø i vaøñö ôøng kính trong cuûa oàng truyeàn nhieät, m .  - heäsoádaãn nhieät cuûa kim loaï i laø m oáng, W/m.ñoä. db - Ñö ôø ng kính lôùp baå n baùm treâ n thaø nh oáng, m. 2 rb – heäsoátrôûnhieät cuûa caë n baå n, m .ñoä/W 1, 2 - heäsoácaá p nhieät giö õa vaùch ngaên vaøcaùc doø ng lö u chaát ñö ôï c tính tö øchuaån soáNu. P 0,25 Nu  A.R e m .Pr n ( r ) .E .E R Prt l Caùc heäsoáA, m, n, El, ER laøcaùc heäsoáthö ï c nghieäm phuïthuoäc vaø o caùc yeá u toá : Cheáñoächaûy cuûa doø ng lö u chaá t. Sö ïtö ông quan giö õa doø ng chaûy vaøbeàmaë t truyeàn nhieät. 19
  20. Khoa Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò Ñaë c ñieå m beàmaë t truyeàn nhieät bao goàm ñoänhaùm, hình daï ng… III. THIEÁT BÒ THÍ NGHIEÄM Heä thoáng thieát bò thí nghieäm coù 3 loaï i oá ng vôùi kieå u keácaá u beàmaë t truyeàn nhieät nhö sau:  Kieå u oá ng A: Loaï i oá ng coùcaùnh taûn nhieät.  Kieå u oá ng B: Loaï i oá ng loàng oá ng maølö u chaá t chaûy ngang maë t ngoaø i cuûa oá ng trong.  Kieå u oá ng C: Loaï i oá ng loàng oá ng ñôn giaûn, lö u chaá t chaûy doï c beàmaët cuûa oá ng trong Kích thö ôùc caùc loaï i oáng truyeàn nhieät cho trong baûng 1 Baûng 1: Kích thöôùc caùc loaïi oáng truyeàn nhieät trong baøi thí nghieäm Kieå u oá ng Ñö ôø ng kính oá ng Ñö ôø ng kính oáng Chieàu daø i, mm trong, mm ngoaøi, mm A 10,7/12,7 26/28 1000 B 14/16 26/28 1000 C 14/16 26/28 1000 IV. TRÌNH TÖÏ THÍ NGHIEÄM: Môûvan 1 cho nö ôùc vaø o thuø ng D khoaûng 2/3. Baäc coâng taéc ñieän trôûF, ñun nö ôùc cho tôùi luùc soâi. Ñoái vôùi baø i thí nghieäm naø y ta coáñònh lö u lö ôï ng doø ng laï nh vaøcho thay ñoå i doøng noùng ñeåxeùt sö ïtrao ñoå i nhieät giö õa hai doø ng lö u chaá t. 1. Ñoái vôùi oáng B:  Ñieàu chænh doøng laïnh: Môû hoaø n toaøn van 2 vaø6/ ñeåñaûm baûo raè ng nö ôùc coù theåhoaø n lö u laïi thuø ng chö ùa. Ñoùng 3 van noùng 9N, 10N, 11 vaømôû3 van laï nh 9L, 10L, 12. Môûbôm laï nh BL vaømôûvan 8 ñeådoø ng laï nh vaø o oá ng B. / Ñoùng hoaø n toaøn van 12 vaøñieàu chænh van 6 ñeålö ôï ng nö ôùc qua lö u lö ôïng keá laø8 l/phuùt. Môû laïi van 12 ñoàng thôø i ñoùng hai van 9L, 10L ñeåkhoâ ng cho doø ng laïnh chaûy qua lö u lö ôïng keá. Lö u yùraèng doøng laïnh chaûy qua oá ng B luùc naøy laø8 l/phuùt.  Ñieàu chænh doøng noùng: Môû3 van noùng 9N, 10N, 11. 20
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2