intTypePromotion=1

Giáo trình Thực hành máy và quá trình thiết bị (hệ Cao đẳng): Phần 2

Chia sẻ: Lê Thị Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:29

0
82
lượt xem
19
download

Giáo trình Thực hành máy và quá trình thiết bị (hệ Cao đẳng): Phần 2

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

Phần 2 Giáo trình Thực hành máy và quá trình thiết bị (hệ Cao đẳng) gồm các bài học: Quạt ly tâm, bơm ly tâm, khuấy chất lỏng, lọc khung bản, vẽ sơ đồ và các chi tiết thiết bị chưng cất, vẽ sơ đồ và các chi tiết thiết bị tháp đệm, tháo lắp bơm quạt, tháo lắp thiết bị truyền nhiệt.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Thực hành máy và quá trình thiết bị (hệ Cao đẳng): Phần 2

  1. Khoa Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò BAØI 7.A. QUAÏT LY TAÂM I. MUÏC ÑÍCH. Khaûo saùt khaûnaê ng vaøcheáñoähoaï t ñoäng cuûa quaï t ly taâ m. Nguyeâ n cö ùu xaây dö ï ng ñö ôø ng ñaë c tuyeán thö ï c vaøñö ôøng ñaë c tuyeá n oá ng daãn cuûa quaï t ly taâ m. Xaùc ñònh lö u lö ôï ng, coâng suaát, hieäu suaá t laø m vieäc cuûa quaï t. II . CÔ SÔÛ LYÙ THUYEÁT. Quaï t ly taâm duøng ñeåvaän chuyeå n khí hoaë c khoâ ng khí coù aùp suaá t chung khoâng vö ôï t quaù 1500mmHg. Quaï t taï o ra hieäu soáaùp suaát ñeåthaé ng aùp lö ï c vaän toá c vaøtrôû lö ï c. Hieäu soáaùp suaá t raát nhoû côõvaøi milimet coät nö ôùc. Theo nguyeâ n lyùngö ôø i ta phaân chia quaï t laø m 2 loaïi: quaït ly taâ m vaøquaï t hö ôùng truï c. 1. Nguyeân taéc, caáu taïo quaït ly taâm. Quaït ly taâm laø m vieäc theo nguyeâ n taé c: khi roto quay, aùp suaá t taï i taâ m quaï t nhoû, khoâ ng khí hoaë c khí ñi vaø o taâm quaï t vaøñö ôï c caá p theâm naê ng lö ôïng nhôøvaø o lö ïc ly taâ m. Quaït caáu taïo goàm caùc chi tieá t: Roto, thaâ n quaï t, truï c quaït, giaùquaït. 2. AÙp suaát cuûa quaït. AÙ p suaá t toaøn phaàn cuûa quaï t taïo ra ñeåthaéng trôûlö ï c trong oá ng huùt vaøñaåy (aùp suaátñoäng hoï c), aùp suaá t thuûy tónh cuûa coät khí (aùp suaát tónh hoïc). H H H (1) t d (2) hay P  Pt  Pd Trong ñoù: H t : aùp suaáttónh hoïc. (m coät khí) H d :aùp suaátñoäng hoïc. (m coät khí) Tö ông tö ïnhö phaàn bôm ly taâ m ta coù: H t  H t ,h  H t ,d (3) v2 Hd  2.g (4) P H (5)  kk. g 44
  2. Khoa Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò Trong ñoù: H t , h : aùp suaá t chaâ n khoâ ng khi huùt. (m) H t , d : aùp suaá t khi ñaå y. (m) v : vaän toác khí khi ra khoûi quaï t. (m/s) kk : khoái lö ôï ng rieâ ng cuûa khoâng khí. (kg/m3) Gía tròaùp suaá t toaø n phaàn: v2 H  H t , h  H t .d  2. g (6)  Neá u quaï t huùt trö ï c tieá p tö økhí quyeå n, khoâ ng laé p oá ng huùt thì H t , h  0 .  Neá u quaï t khoâ ng gaé n oá ng ñaå y hoaë c oá ng ñaå y ngaé n so vôùi oá ng huùt thì H t ,d  0 .  Neá u quaï t khoâ ng gaé n oá ng huùt laãn oá ng ñaå y (quaï t khoâ ng aùp) thì H t ,h  H t ,d  0 . 3. Löu löôïng, coâng suaát, hieäu suaát cuûa quaït ly taâm. Ô Ûñaâ y ta xem sö ïbieán ñoåi khoái lö ôï ng rieâ ng cuûa khoâ ng khí laøkhoâ ng ñaùng keå khi ñoùcoâng suaá t cuûa quaï t ñö ôï c xaùc ñònh theo coâ ng thö ùc sau.  kk .Q.H (kW) N (7) 1000. 3 Trong ñoù: Q : lö u lö ôï ng khí ñö ôï c huùt vaø o.(m /s) Q  v. A (8) 2 A: tieá t dieän ñö ôø ng oá ng ra. (m ) d2 A  . 4 (9) d : ñö ôøng kính oáng daån.  : hieäu suaátcuûa quaït. 4. Ñöôøng ñaëc tuyeán laøm vieäc thöïc cuûa quaït. Ñö ôøng ñaëc tuyeán laø m vieäc thö ï c cuûa quaït ñö ôïc sö ûduï ng treâ n keát quûa cuûa quùa trình thö û quaï t, muïc ñích thö ûquaï t laøñeåxaùc ñònh 3 thoâ ng soá ng Q (m3/s), aùp : lö u lö ôï suaáttoaøn phaàn vaøcoâ ng suaá t ö ùng vôùi voøng quay khoâ ng ñoå i. 5. Ñaëc tuyeán cuûa oáng daãn (coøn goïi laø ñaëc tuyeán cuûa heä thoáng oáng khi raùp vaøo quaït). Tö øphö ông trình Bernoully vieá t cho hai maë t caét baát kyø(1-1) vaø(2-2): P1 v2 P v2 Z1   1  Z 2  2  2   h12  .g 2.g  .g 2.g ( 10 ) Tö øñoùta chuyeå n veàdaï ng sau: H  C  k .Q 2 ( 11 ) 45
  3. Khoa Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò Trong ñoù: p2  p1 C  ( z2  z1 )  .g ( 12 )  l  16 k      .  2 4 ( 13 )  d   d 2. g p1, p2 : aÙ p suaá t ñaàu vaø o vaøñaàu ra cuûa oá ng daãn. z1, z2 : chieàu cao ñaàu vaø o vaøñaàu ra cuûa oá ng daãn. v1,v2 : vaän toác chaátloûng taïihai ñaàu oáng (xem v = v1 = v2).  h12 : toå n thaá t ma saùt trong ñö ôø ng oá ng.  l  v2  h1 2         d  2. g ( 14 )   : toå ng heäsoátrôûlö ï c cuï c boätrong oá ng.  : heäsoáma saùt. l, d : chieàu daøivaøñö ôøng kính oáng. Nhö vaäy, ñö ôø ng cong bieå u dieãn moái quan heä H0 – Q theo coâng thö ùc treâ n ñö ôïc goï i laøñaëc tuyeá n cuûa oá ng daãn. 6. Ñieåm laøm vieäc cuûa quaït. Giao ñieå m cuûa hai ñö ôø ng cong ( C+k.Q 2 ) vaø(H – Q) taïi moät ñieå m A thì ñieåm ñoùñö ôï c goïi laøñieå m laøm vieäc cuûa quaï t. H-Q Ho - Q A Hình 1: Ñaëc tuyeán ñöôøng oáng vaø cuûa quaït ly taâm III. THIEÁT BÒ THÍ NGHIEÄM. Sô ñoàthí nghieäm nhö hình veõtrình baø y phaàn sau. 46
  4. Khoa Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò IV. PHÖÔNG PHAÙP THÍ NGHIEÄM. 1) Môûcaàu dao, cho nguoàn ñieän vaø o (khi ñoùñeøn nguoàn chaùy saùng). 2) Nhaá n nuùt baäc quaït, sau ñoù ñeåquaï t hoaït ñoäng oån ñònh moät thôø i gian (khoaûng 1 ñeán 2 phuùt) roài tieá n haø nh thí nghieäm. Chuùyùtrö ôùc khi baäc quaï t phaûi baûo ñaûm van ñieàu chænh lö u lö ôïng luoâ n môû. 3) Ñieàu chænh van ñeåthay ñoå i lö u lö ôï ng vôùi caùc giaù trò khaùc nhau vaøñoï c keátquûa ño. Trong suoát quaùtrình laø m thí nghieäm phaûi chuùyùkhi ñeø n quaùtaûi chieá u saùng thì phaûi taétquaï t ngay. Veäsinh taét ñieän sau khi laø m xong thí nghieäm. V. PHUÙC TRÌNH. 1. Keát quûa ño. Ghi laï i keá t quûa ño vaøsuy tính theo maãu sau: Baûng 1: Keát quaûño Thí nghieäm AÙ p suaá t laø m vieäc Pt P 1 2 3 4 5 Baûng 2: Tính toaùn lö u lö ôï ng vaøñö ôø ng ñaë c tuyeá n cuûa quaï t Thí nghieäm Pd Hd Vaän toá c Lö u lö ôï ng 3 (m/s) (m /s) 1 2 3 4 5 47
  5. Khoa Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò Baûng 3: Ñö ôûng ñaë c tuyeá n cuûa oá ng daãn Thí nghieäm Lö u lö ôï ng Toå n thaá t aÙ p suaá t 3 (m /s) oá ng daãn 1 2 3 4 5 2. Ñoà thò vaø keát quûa suy tính. Veõñoàthòñaë c tuyeá n cuûa quaï t vôùi caùc ñö ôøng quan heä:  Ñö ôø ng quan heä aùp suaá t toaøn phaàn vaølö u lö ôï ng (H – Q) – ñö ôø ng ñaëc tuyeá n laøm vieäc cuûa quaï t.  Ñö ôø ng quan heätoå n thaá t aùp suaá t ñö ôø ng oá ng vaølö u lö ôï ng (H0 – Q) – ñö ôø ng ñaëc tuyeá n oáng daãn.  Xaùc ñònh ñieå m laø m vieäc vaøcoâ ng suaá t thö ï c cuûa quaït. 3. Baøn luaän.  Nhaän xeùt sö ïmoá i quan heägiö õa aùp suaá t toaøn phaàn cuûa quaït vôùi lö u lö ôï ng.  Ñö ôø ng ñaë c tuyeá n cuûa quaï t coùyùnghóa gì trong quaùtrình laø m vieäc cuûa quaï t.  Ñaùng giaù sö ïkhaùc bieät giö õa ñö ôø ng ñaë c tuyeán thö ï c vaøñö ôø ng ñaë c tuyeán lyù thuyeá t cuûa quaït. 4. Soá lieäu tính toaùn.  Ñö ôø ng kính oá ng daãn: 49x2,4mm  Haè ng soáC = 12  Heäsoák = 1,726.105 VI. TAØI LIEÄU THAM KHAÛO. (1) Traàn Huø ng Duõng-Nguyeãn Vaê n Luïc-Hoaø ng Minh Nam-VuõBaùMinh, Caùc quaùtrình vaøthieá t bòtrong coâ ng nghieäp hoùa chaá t vaøthö ï c phaåm – Taäp 1, quyeån2– Phaân rieâng baè ng khí ñoäng, Lö ï c ly taâ m, Bôm, Quaï t, Maùy neùn, Tính heäthoáng ñö ôø ng oáng, Nhaøxuaá t baûn Ñaïi Hoï c Quoá c Gia, Tp.HCM, 1997. (2) Taäp theåtaùc giaû, Soåtay quaùtrình vaøthieá t bòtrong coâ ng ngheähoùa chaát vaø thö ïc phaå m – taäp 1, NXB khoa hoï c kyõthuaät, HaøNoäi, 1992. (3) Nguyeãn Bin, Caùc quaùtrình vaøthieá t bòtrong coâ ng ngheähoùa chaát vaøthö ï c phaåm – Taäp 1 – Caùc quaùtrình thuûy lö ï c, Bôm, Quaï t, Maùy neùn, NXB Khoa hoï c vaø Kyõthuaät, HaøNoäi, 2002. 48
  6. Khoa Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò Ñ1 Ñ2 Ñ3 V1 V A P1 P2 T1 ON OFF Ñ1: ñeø n baùo nguoàn ñieän vaø o Ñ3: ñeø n baùo quùa taûi Ñ2: ñeø n baùo quaït ñang hoaït ñoäng V1: van ñieàu chænh lö u lö ôï ng V : Von keá A : Ampe keá T1: coâng taéc ñieän P1: aùp keáño aùp suaá t toaø n phaàn. P2: aùp keáño aùp suaát tónh. Hình 2: Sô ñoà thí nghieäm 49
  7. Khoa Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò BAØI 7.B . BÔM LY TAÂM I. MUÏC ÑÍCH THÍ NGHIEÄM. - Tìm hieå u phö ông phaùp tính toaùn vaøchoïn caùc thoâng soácuûa bôm cho phuøhôï p vôùi ñieàu kieän kyõthuaät laép ñaë t vaøvaän haø nh bôm ñuùng kyõthuaät. - Khaûo saùt ñö ôø ng ñaë c tính vaøñieåm laø m vieäc cuûa bôm ly taâ m. - Tính coâ ng suaát cuûa bôm. II. CÔ SÔÛ LYÙ THUYEÁT. 1. Khaùi nieäm vaø phaân loïai bôm. 1.1 Khaùi nieäm: Bôm laøloï ai thieát bò ñö ôïc ö ùng duï ng roäng raõi trong caùc nghaø nh coâng nghieäp, duø ng ñeåvaän chuyeå n chaát loûng chuyeå n ñoäng trong oá ng. Bôm laøloï ai thieát bò chính cung caáp naêng lö ôïng cho chaá t loûng ñeåthaé ng trôûlö ïc trong ñö ôø ng oáng khi chuyeå n ñoäng, naâ ng chaát loûng leâ n ñoäcao naø o ñoù, taï o lö u lö ôï ng chaûy trong thieát bòcoâng ngheä… . Naê ng lö ôï ng cuûa bôm ñö ôï c laá y tö øcaùc nguoàn ñoäng lö ïc khaùc nhau . 2.1 Phaân loaïi bôm: Theo nguyeâ n lyù hoï at ñoäng, bôm chaá t loûng ñö ôï c chia laø m3 nhoùm chính nhö sau * Bôm theåtích : Vieäc huùt vaøñaå y chaá t loûng ra khoûi bôm nhôøsö ïthay ñoå i theåtích cuûa khoâ ng gian laø m vieäc trong bôm. Do ñoù theåtích vaøaùp suaá t chaá t loûng trong bômseõthay ñoå i, seõcung caá p naêng lö ôï ng cho chaá t loûng Vieäc thay ñoå i theåtích trong bôm coùtheådo: - Chuyeå n ñoäng tònh tieán (bôm pittoâ ng) - Chuyeå n ñoäng quay (bôm roto) * Bôm ñoäng lö ï c : Vieäc huùt vaøñaå y chaá t loûng ra khoûi bôm nhôøsö ïchuyeå n ñoäng quay troø n cuûa caùc bôm , khi ñoù ñoäng naê ng cuûa caùnh quaï t seõtruyeàn vaùo chaát loûng taïo naêng lö ôï ng cho doø ng chaûy. Naêng lö ôï ng cuûa caùnh quaï t truyeàn vaø o chaá t loûng coùtheådö ôùi daï ng : - Lö ï c ly taâ m (bôm ly taâ m) - Lö ï c ñaåy cuûa caùnh quaït (bôm hö ôùng truï c) - Lö ï c ma saùt : bôm xoùay loá c * Bôm khí ñoäng : Vieäc huùt vaøñaå y chaá t loûng ñö ôïc thö ï c hieän nhôøsö ïthay ñoåi aùp suaátcuûa doøng khí chuyeå n ñoäng trong bôm vaøtaï o naêng lö ôï ng cho doø ng chaûy - Bôm ejector : Vieäc thay ñoå i aùp suaá t doøng khí seõtaïo ra lö ï c loâ i cuoá n chaát loûng chuyeå n ñoäng cuøng doø ng khí 50
  8. Khoa Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò - Thuøng neùn : taï o aùp suaá t treâ n beàmaë t chaá t loûng nhaè m taï o cho chaá t loûng coù theánaê ng caàn thieá t ñeåchuyeå n ñoäng 2 . Caùc thoâng soá cô baûn cuûa bôm. - Naêng suaá t cuûa bôm : laøtheåtích chaá t loûng bôm cung caá p vaø o oá ng ñaå y trong moät 3 3 ñôn vòthôøi gian. Kyùhieäu : Q (m /s ; m /h ; l/s ) - Coät aùp cuûa bôm : laøaùp suaá t chaá t loûng taï i mieäng ra oá ng ñaåy cuûa bôm hay laø naêng lö ôï ng rieâ ng cuûa chaá t loûng thu ñö ôï c khi ñi tö øoáng huùt ñeá n oáng ñaå y cuûa bôm. Kyùhieäu : H ( m ) Coät aùp cuûa bôm ñö ôï c xaùc ñònh theo coâ ng thö ùc : H = H 1 + H2 + H3 + H4 + H5 ( m ) H1 : coät aùp ñeåkhaé c phuïc chieàu cao naâ ng hình hoï c, m H2 : coät aùp ñeåkhaé c phuïc cheânh leäch aùp suaá t ôû2 ñaàu oáng huùt vaøñaå y, m H3 : coät aùp ñeåkhaé c phuïc trôûlö ï c trong oá ng huùt, m H4 : coät aùp ñeåkhaé c phuïc trôûlö ï c trong oá ng ñaå y, m H5 : coät aùp ñeåkhaé c phuïc ñoäng naê ng giö ûa oáng huùt vaøoá ng ñaåy, m - Coâ ng suaá t cuûa bôm : laønaê ng lö ôïng tieâu hao ñeåtaï o ra lö u lö ôï ng Q vaøcoät aùp cuûa bôm H . Kyùhieäu : N ( KW , Hp ) Coâ ng suaá t cuûa bôm ñö ôïc xaùc ñònh theo coâ ng thö ùc : Q.H . .g N (KW ) 1000. Trong ñoù: Q : lö u lö ôïng cuûa bôm, m3/s H : coät aùp cuûa bôm, m  : khoá i lö ôï ng rieâ ng cuûa chaá t loûng, kg/m3  = 0,55 : hieäu suaá t cuûa bôm g : gia toá c troï ng trö ôøng, m/s2 3 . Bôm ly taâm : 3.1 Caáu taïo vaø nguyeân lyù hoïat ñoäng : -Caáu taï o: Bôm ly taâm bao goàm voû bôm 3, baùnh guoàng treâ n ñoù coùcaùc caùnh hö ôùng doø ng. Baùnh guoàng ñö ôï c gaé n treâ n truï c truyeàn ñoäng 1,oá ng huùt 4 vaøoá ng ñaåy2 - Nguyeâ n lyù hoï at ñoäng: Khi baùnh guoàng quay dö ôùi taùc duï ng cuûa lö ï c ly taâ m chaá t loûngtrong baùnh guoàng seõchuyeå n ñoäng theo caùnh hö ôùng doøng tö øtaâ m baùnh guoàng ra meùp baùnh guoàng vaøtheo voû bôm ra ngoø ai. Voû bôm ñö ôï c caáu taïo theo hình xoaén oá c coù tieá t dieän lôùn daàn coù taùc duï ng laø m giaûm bôùt vaän toác doø ng chaûy vaøtaê ng aùp lö ïc doøng chaûy. Khi chaá t loûng trong baùnh guoàng chuyeå n ñoäng ra ngoø ai dö ôùi taùc duïng cuûa lö ï c ly taâm, seû taïo ra aùp suaá t chaâ nkhoâ ng taï i taâ m baùnh guoàng, do coù sö ï cheânh leäch aùp suaá t ôû beân ngoø ai vaøtaâ m baùnh guoàng chaá t loûng seõtheo oá ng huùt 51
  9. Khoa Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò chuyeån ñoäng vaø o baùnh guoàng, taï o thaø nh doø ng chaá t loûng chuyeå n ñoäng lieâ n tuï c trong bôm. 1: Truïc ñoängcô 2:OÁngñaåy 3: Voû bôm 4: OÁnghuùt Ö u ñieåm : Bôm ly taâ m ñö ôï c ö ùng duïng roäng raõi trong coâ ng nghieäp vaøñôø i soáng vì coù nhieàu ö u ñieåm nhö lö u lö ôïng ñeà, goï n nheï , toá c ñoä quay lôùn neâ n coù theåtrö ï c tieáp noá i vôùi ñoäng cô, ñôn giaûn ít chi tieá t, lö u lö ôïng lôùn . Nhö ôïc ñieå m : Phaûi moài bôm khi khôûi ñoäng, khoâ ng taï o ra ñö ôï c aùp suaá t lôùn hôn 7 at, naêng suaá t phuïthuoäc vaøo coät aùp cuûa bôm 3.2 Hieän töôïng xaâm thöïc vaø chieàu cao ñaët bôm : Chaá t loûng chuyeå n ñoäng vaø o mieäng bôm ly taâ m do aùp suaá t ôû ñaây thaáp hôn aùp suaát khí quyeå n. Ñieàu naø y ñaõtaïo ñieàu kieän cho caùc khí hoø a tan coù trong chaá t loûng boá c hôi taï o ra caùc boï t khí ôû mieäng huùt cuûa bôm. Caùc boï t khí naø y cuø ng vôùi chaát loûng seõchuyeå n ñoäng trong caùnh guoàng, khi ñoù aùp suaá t laï i taêng leâ n, khí laï i hoøa tan ngö ôï c laïi vaøo chaát loûng. Do quaùtrình hoø a tan -ngö ng tuï-hoø a tan xaûy ra raá t nhanh, theåtích boï t khí taê ng leâ n vaøgiaûm ñoät ngoät daå n ñeán aùp suaát trong caùc boï t khí coù theåñaï t tôùi 100 - 1000 at. Hieän tö ôï ng ñoù taïo ra caùc va ñaäp thuûy lö ï c, baøo moø n caùc keát caá u kim loï ai taï o ra rung ñoäng vaøtieá ng oàn. Hieän tö ôï ng naø y goï i laøhieän tö ôïng xaâm thö ï c. Hieän tö ôïng xaâ m thö ï c coùhaïi cho bôm do ñoùcaàn phaûi haï n cheá . 52
  10. Khoa Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò Moät trong nhö õng bieän phaùp haïn cheáhieän tö ôï ng xaâ m thö ï c laøgiôùi haï n chieàu cao huùt cuûa bôm. Chieàu cao huùt cuûa bôm ñö ôï c xaùc ñònh theo coâng thö ùc : p1  pt v2  z1 max     h1  1  h  , ( m)  .g   .g 2g  Trong ñoù p1 : aùp suaát beåhuùt N/m2 pt : aùp suaát hôi baûo hoøa ôûmieäng huùt N/m2 h1 : toå ng trôûlö ï c oá ng huùt m v1 : vaän toác oáng huùt m/s h : toå n thaát ma saùt do xaâm thö ï c c : heäsoáxaâ m thö ïc c = 500  1000 4/3  5,62.n. Q  h    ,m  c    Chieàu cao huùt cuûa bôm phuïthuoäc vaø o nhieät ñoä cuûa chaá t loûng ñö ôï c ñö a ôû baûngsau : Nhieät ñoä 0C 10 20 30 40 50 60 65 Chieàu cao huùt, m 6 5 4 3 2 1 0 3.3 Ñaëc tuyeán cuûa bôm ly taâm : * Ñaë c tuyeá n lyùthuyeá t cuûa bôm ly taâ m: Ñaëc tuyeá n cuûa bôm ly taâ m laømoá i quan heä haø m soágiö ûa caùc thoâng soácuûa bôm nhö : coät aùp, lö u lö ôï ng, coâ ng suaá t, hieäu suaá t khi soávoø ng quay coáñònh vaøthay ñoå i. H = f (Q) ; N = f(Q),  =f (Q). Trong ñoù moá i quan heägiö ûa coät aùp vaølö u lö ôï ng laø quan troïng nhaá t - Ñaëc tuyeá n lyùthuyeá t cuûa bôm ñö ôï c theåhieän treâ n hình sau : H N >90o =90o =160o =90o 
  11. Khoa Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò Trong thö ï c teákhi hoï at ñoäng do soácaùnh bôm coù haï n vaøkhi chaá t loûng chuyeån ñoäng trong bôm seõcoùtoå n thaá t coät aùp , ñaë c bieät laøtoå n thaá t coät aùp taê ng theo tæ leä baäc hai vôùi lö u lö ôï ng . Do vaäy ñaë c tuyeá n thö ï c cuûa bôm seõlaønhö õng ñö ôø ng cong phi tuyeá n nhö hình veõ: N H Hlt=f(Q) Nth=f(Q) >90o Hth=f(Q) Nlt=f(Q) Q Q Hình2: Ñaë c tuyeá n thö ï c teácuûa bôm ly taâ m Moái quan heälyù thuyeá t giö õa caùc giaù trò : lö u lö ôï ng Q, coät aùp H, coâ ng suaá tN khi soávoø ng quay thay ñoå i ñö ôïc theåhieän theo tæ leä: 2 3 Q1 n1 H 1  n1  N 1  n1   ;     Q2 n 2 H 2  n 2  N 2  n 2  * Ñaë c tuyeán cuûa maï ng oá ng : laøñö ôøng cong bieå u dieå n moá i quan heäHmo - Q trong ñoù: Q : lö u lö ôï ng Hmo : toå n thaát coät aùp khi chaá t loûng chuyeå n ñoäng trong oá ng daãn 2 Hmo = C + KQ Vôùi: p2  p1 C  (z 2  z1 ) 16  .g l  l  16 K       2 4  d   .d .2 g p1 , p2 : aùp suaát ñaàu vaø o vaøñaàu ra cuûa oá ng z1 , z2 : chieàu cao ñaàu vaøo vaøñaàu ra cuûa oá ng l = 3,3m : chieàu daø i oá ng d = 0,021m: ñö ôøng kính oá ng  = 39,26 : toå ng heäsoátrôûlö ï c cuïc boätrong oáng  = 0.03 : heäsoáma saùt  : khoái lö ôï ng rieâ ng cuûa lö u chaá t 3.4 Ñieåm laøm vieäc cuûa bôm : 54
  12. Khoa Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò - Giao ñieå m cuûa ñö ôøng ñaë c tuyeán bôm vaømaï ng oá ng ñö ôï c goïi laøñieå m laøm vieäc cuûa bôm trong maï ng oáng - Trong quaù trình laøm vieäc, ñieå m laøm vieäc cuûa bôm khoâ ng ñö ôï c pheùp naèm trong vuøng khoâ ng oån ñònh cuûa bôm Ñaë c tuyeá n maï ng oá ng 1-2: Vuøng laø m vieäc khoâng oå n ñònh H 2-3: Vuø ng laø m vieäc oån ñònh A : Ñieå m laø m vieäc cuûa bôm 2 1 A ñaë c tuyeá n bôm Hmax 3 Qmax Q III. PHÖÔNG PHAÙP THÍ NGHIEÄM. - Môûcoâ ng taùc toå ng - Môûcaùc van V1 vaøV2 - Môûbôm loûng - Tö øtö økhoùa hoaø n toaøn van V1 laïi - Chænh lö u lö ôï ng baèng van V2 ôûcaùc cheáñoäkhaùc nhau -Ö Ùng vôùi moå i cheáñoälö u lö ôï ng ta ghi giaùtròaùp suaá t ôûñaàu ra Lö u yù: khi ñeø n quaùtaûi baùo chuùng ta phaûi taé t bôm ngay IV. PHUÙC TRÌNH. 1. Baûng keát quaû soá lieäu thí nghieäm : STT 1 2 3 4 5 6 3 Q (m /s) H (mH2O) 2. Tính toaùn vaø veõ ñoà thò : - Veõñö ôø ng ñaë c tuyeá n bôm H=f(Q), N=f(Q) vaøñö ôø ng ñaë c tuyeá n maï ng oá ng - Tìm ñieå m laø m vieäc cuûa bôm 3. Baøn luaän : - Nhaän xeùt veàcaùc ñö ôøng ñaëc tuyeán - Nhaän xeùt veàmö ùc ñoätin caäy cuûa keá t quaûvaøcaùc nguyeân nhaân sai soá - Dö ï a treâ n ñö ôøng ñaë c tuyeá n ta coùnhaän xeùt gì veàñieå m laø m vieäc cuûa bôm 55
  13. Khoa Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò - Neáu ö ùng duï ng cuûa bôm ly taâ m trong ñôø i soá ng cuõng nhö trong coâ ng nghieäp. p 1. Thuø ng chö ùa 2. Bôm 3. Lö u lö ôï ng keá 4. Aùp keá V1 , V2 : van 56
  14. Khoa Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò BAØI 8.A.KHUẤY CHẤT LỎNG I. MUÏC ÑÍCH THÍ NGHIEÄM. Khảo sát giản đồ công suất khuấy của một hệ thống khuấy đơn giản.: II. CÔ SÔÛ LYÙ THUYEÁT. 2.1. Khuấy chất lỏng. Quá trình khuấy hệ lỏng là quá trình rất thường gặp trong công nghiệp (nhất là công nghiệp hoá chất và những ngành công nghiệp tương tự: công nghiệp thực phẩm, công nghiệp luyện kim, công nghiệp vật liệu xây dựng, công nghiệp hoá dược, công nghiệp nhẹ v.v...) và trong đời sống hàng ngày. Quá trình khuấy có thể được thực hiện trong các ống có dòng chất lỏng chảy qua, trong các bơm vận chuyển, trên đĩa các tháp tinh luyện v.v... cũng như trong các thiết bị khuấy hoạt động nhờ năng lượng cơ học đưa vào qua cơ cấu khuấy hoặc nhờ năng lượng của dòng khí nén. Trong khuôn khổ bài thí nghiệm này chúng ta nghiên cứu về quá trình khuấy cơ học. 2.2 Mục đích của khuấy. Quá trình khuấy cơ học được sử dụng nhằm mục đích: - Tạo ra các hệ đồng nhất từ các thể tích lỏng và lỏng khí rắn có tính chất thành phần khác nhau: dung dịch, nhũ tương, huyền phù, hệ bọt v.v... - Tăng cường quá trình trao đổi nhiệt. - Tăng cường quá trình trao đổi chất bao gồm quá trình truyền khối và quá trình hoá học 2.3 Hệ thống thiết bị khuấy: 2.3.1. Mô tả thiết bị: 57
  15. Khoa Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò Chất lỏng thường được khuấy trong một thùng chứa hình trụ tròn. Đỉnh của thùng chứa có thể che kín hoặc để thông với không khí. Lượng chất lỏng trong thùng chứa có chiều cao thường là bằng đường kính của thùng. Một hoặc nhiều cánh khuấy . được lắp vào một trục khuấy, trục khuấy quay được do một motor (motor điện đôi khi gắn trực tiếp nhưng thường thì được gắn vào một bộ giảm tốc (speed reducer). Một số bộ phận phụ có thêm vào thiết bị khuấy theo yêu cầu là vỏ áo (jacket), thiết bị đo nhiệt (thermowell) v.v... 2.3.2. Các dạng cơ cấu khuấy: Cơ cấu khuấy thường được chia thành cơ cấu khuấy chậm và quay nhanh. Ngoài ra còn có thể phân chia thành 2 loại cơ cấu khuấy: hướng kính và hướng trục. a) Cơ cấu khuấy nhanh gồm cơ cấu khuấy tuabin, cơ cấu khuấy chân vịt v.v... Cơ cấu khuấy tuabin kín và cơ cấu khuấy tuabin hở với cánh thẳng hoặc cánh cong đều tạo dòng hướng kính. Cơ cấu khuấy vít tải có ống hướng và cơ cấu khuấy chân vịt có thể duy trì được dòng hướng trục. Cơ cấu quay nhanh thường làm việc trong thiết bị có tấm chặn. tấm chặn sẽ tạo ra sự chảy xoáy chất lỏng trong thiết bị và không cho hình thành phễu b) Loại quay chậm gồm các cơ cấu khuấy loại bản, loại tấm, loại mỏ neo và loại khung. Chúng chủ yếu tạo ra dòng vòng (dòng chảy tiếp tuyến), có nghĩa là chất lỏng quay quanh trục thiết bị. c) Ngoài ra, còn có các loại cơ cấu khác như cơ cấu khuấy chấn động, cơ cấu khuấy cào, v.v... 2.4. Công suất khuấy P: 2.4.1. Đặc điểm: Công suất khuấy P phụ thuộc vào chế độ, đặc tính dòng trong hệ thống và vào kích thước hình học của thiết bị. Các chế độ chuyển động của lưu chất là dạng màng, dạng rối và dạng chuyển tiếp. Các thông số ảnh hưởng đến công suất khuấy là: những kích thước quan trọng của thùng chứa và cánh khuấy; độ nhớt µ và khối lượng riêng chất lỏng ρ; tốc độ cánh khuấy n và hằng số gia tốc trọng trường g. P=f(n,Da,g,µ,g,ρ) 58
  16. Khoa Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò 2.4.2. Các chỉ tiêu cơ bản để đánh giá quá trình khuấy: a) Mức độ khuấy: Là sự phân bố tương hỗ của hai hoặc nhiều chất sau khi khuấy cả hệ. b) Cường độ khuấy trộn: Người ta thường dùng một trong các đại lượng sau đây để biểu thị cường độ khuấy trộn: - Số vòng quay n của cánh khuấy. - Vận tốc vòng v của đầu cánh khuấy. - Chuẩn số Reynolds Rek=nd2/ν đặc trưng cho quá trình khuấy. - Công suất khuấy trộn riêng. III. THIEÁT BÒ THÍ NGHIEÄM 3.1. Thiết bị thí nghiệm bao gồm. - Hệ thống khuấy đơn giản. - Bộ điều khiển điện. 3.2. Phương pháp tiến hành thí nghiệm. 1) Cho chất lỏng vào hệ thống (nước). 2) Bật công tắc điện của hệ thống. 3) Áp đặt tốc độ vòng quay của trục khuấy với các giá trị 300, 500, 700, 900(rpm: vòng/phút). 4) Ứng với mỗi giá trị tốc độ ghi lại các thông số cường độ và điện thế. IV. PHUÙC TRÌNH 4.1. Kết quả ño ñöôïc: Ghi kết quả đo trực tiếp và suy dẫn theo bảng kê sau: T Số vòng quay n Cường độ Điện thế Công suất Re N (rpm) (A) (V) (kW) 1 300 2 500 3 700 59
  17. Khoa Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò 4 900 4.2- Đồ thị: Xây dựng giản đồ công suất khuấy của khuấy bản theo chế độ dòng P = f(Re). 4.3- Bàn luận: - Nhận xét về vai trò, ảnh hưởng của tấm chặn? Khi nào dùng tấm chặn? - Tìm hiểu về các loại cánh khuấy hiện có: nêu tên, vẽ hình, phân loại. - Ứng dụng của thiết bị khuấy trong ngành công nghiệp là như thế nào? Cho nhận xét? - Nhận xét về mối liên hệ P = f(Re). V. TAØI LIEÄU THAM KHAÛO. 1. Mc Cabe, W.L& Smith “ Unit operations of Chemical Engineering”, Mc Graw Hill. 2. Nguyễn Minh Tuyển “Các máy khuấy trộn trong công nghiệp”. 3. Nguyễn Văn Lụa “Giáo trình QT & TB, tập 1, quyển 1”, ĐHBK Tp.HCM 60
  18. Khoa Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò Sơ đồ thiết bị thí nghiệm 1. Động cơ điện 2. Hộp giảm tốc 3. Bản khuấy 15×15, cm 4. Trục khuấy 5. Thùng khuấy (H = 40 cm; D = 40 cm) 6. Bộ điều khiển 7. Đồng hồ tốc độ vòng quay của trục 8. Điện thế 9. Cường độ 61
  19. Khoa Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò BAØI 8.B. LOÏC KHUNG BAÛN I. MUÏC ÑÍCH. - Khaûo saùt quaùtrình hoaït ñoäng cuûa maùy loï c khung baûn. - Xaùc ñònh vaän toác loï c trung bình, thôøi gian loï c vaønaê ng suaá t loï c. II. CÔ SÔÛ LYÙ THUYEÁT. 2.1 Nguyeân taéc laøm vieäc. Loïc laøquaù trình ñö ôï c thö ï c hieän ñeåphaâ n rieâ ng caùc hoãn hôï p nhôømoät vaät ngaên xoá p. Moät pha ñi qua vaät ngaê n xoáp coø n pha kia ñö ôï c giö õlaï i. Vaät ngaê n coù theå laødaïng haï t: caùt, ñaù, than; daï ng sôïi nhö tô nhaâ n taïo, sôï i boâng, ñay, gai; daï ng taám lö ôùi kim loaïi; daïng vaät ngaên nhö sö ùxoá p, thuûy tinh xoáp v.v... Cho huyeàn phuøvaø o moät beâ n vaùch ngaê n roài taï o ra treâ n beàmaë t lôùp huyeàn phuøP1 dö ôùi taùc duï ng cuûa aùp suaá t pha lieâ n tuïc xuyeâ n qua caùc mao daãn treâ n vaùch ngaên chaûy qua phía beâ n kia, coø n pha phaâ n taùn bògiö õlaï i. Pha lieâ n tuï c ñi qua xuyeâ n qua vaùch ngaê n ñö ôï c goïi laønö ôùc loïc, coøn pha phaâ n taùn bò giö õtaïo thaønh baõloï c. Khi kích thö ôùc pha phaâ n taùn lôùn hôn kích thö ôùc mao daãn thì lôùp baõtaï o thaønh treâ n beà maët vaùch ngaê n vaøngö ôø i ta goïi laøquaù trình loï c taïo baõhay laøloï c beàmaë t. Khi kích thö ôùc pha phaâ n taùn nhoû hôn kích thö ôùc mao daãn thì lôùp baõtaï o thaønh trong mao daãn vaøngö ôø i ta goï i laøquaùtrình laøloï c saâ u. Cheâ nh leäch aùp suaá t hai beâ n vaùch ngaê n loï c ñö ôïc goï i laøñoäng lö ïc cuûa quaù trình loïc tö ùc laø: P = P1 - P2 Ñoäng lö ï c cuûa quaùtrình loï c coùtheåtaï o ra baè ng ba caùch sau: - Duø ng aùp lö ï c cuûa coät chaát loûng (aùp suaá t thuûy tónh). - Duø ng maùy bôm hay maùy neùn ñö a huyeàn phuøvaø o(loïc aùp suaá t). - Duø ng bôm chaâ n khoâ ng (loï c chaân khoâ ng). 2.2. Phöông trình loïc. Naê ng suaá t loïc ñö ôï c ñaëc trö ng baè ng toá c ñoä loïc, nghóa laøbaè ng lö ôïng nö ôùc trong thu ñö ôï c trong moät ñôn vòthôø i gian ñoá i vôùi moät meùt vuoâ ng beàmaë t loï c: dV W ,m / s Sd trong ñoù: V - theåtích nö ôùc loï c thu ñö ôïc, m3 S - Dieän tích beàmaë t vaùch ngaê c, m2. n loï  - Thôø i gian loïc keåtö øthôøi ñieå m ban ñaàu(tö øluùc nö ôùc loï c baét ñaàu chaûy) Quaù trình loïc phuïthuoäc vaø o nhieàu yeáu toánhö hình daï ng, kích thö ôùc haï t vaø tích chaá t pha phaâ n taùn, tính lö u bieán cuûa pha lieân tuïc, vaät lieäu, phö ông phaùp cheù taïo vaùch ngaê n loï c. 62
  20. Khoa Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò Loï c beà maë t thö ôø ng ñö ôï c bieå u dieãn dö ôùi daï ng phö ông trình Ñaksi dö ôùi daïng: dV P V  Sd  ( Rb  Rv ) coø n quaùtrình loï c saâ u tuaâ n theo phö ông trình Hagen-Poagen: dV P .Nrk4 V  Sd 8 l k  - Ñoänhôùt cuûa pha lieâ n tuïc, Pa.S rk, lk - Baùn kính vaøchieàu daø i cuûa mao daãn trong vaùch ngaê n loï c, m N - Soálö ôï ng mao daãn treâ n vaùch ngaên loï c. Rb- Trôûlö ï c cuûa lôùp baõloï c, 1/m Rv - Trôûlö ï c vaùch ngaên loïc. 1/m Ñoäng lö ï c cuûa quaù trình loï c P tö ông ö ùng vôùi ñaï i lö ôï ng toå n thaá t aùp suaá t cuûa doø ng chaûy qua lôùp baõvaøvaùch ngaê n: P = Pv + Pb Pb - Toå n thaá t aùp suaá t cuûa doø ng chaûy qua lôùp baõ Pv - Toå n thaá t aùp suaá t cuûa doø ng chaûy qua vaùch ngaê n III. THIEÁT BÒ LOÏC EÙP ( Thieát bò loïc khung baûn) Thieá t bò loïc ñö ôïc thieát keácheátaï o ôû nhieàu daï ng, nhieàu kieå u khaùc nhau ñeåphuø hôïp vôùi caùc ñieàu kieän cuïtheårieâ ng bieät. Theo quaù trình loï c ngö ôø i ta thö ôøng sö û duïng thieá t bòloï c giaùn ñoaï n vaøthieá t bòloï c lieân tuïc - Thieá t bò loïc giaùn ñoaï n sö û duïng maùy loï c khung ba3nva2 maùy loï c eùp loaïi ngaên, thieát bòloï c taá m... - Thieá t bò loï c lieâ n tuïc thö ôø ng goàm caùc loaï i nhö loï c tuùi, loïc chaâ n khoâ ng thuø ng quay, loï c ñóa, loïc baêng taûi... 3.1 Thieát bò loïc eùp khung baûn Thieá t bò loïc eùp khung baûn laø m vieäc giaùn ñoaï n, huyeàn phuønhaäp vaø o lieân tuïc, nö ôùc trong chaûy ra lieâ n tuïc coøn baõthaùo ra theo chu kyø . Thieá t bòloï c khung baûn ñö ôïc caá u taïo chuûyeá u laøkhung vaøbaûn. Khung giö õvai troøchö ùa baõloï c vaølaønôi cö ûa ngoõnhaäp huyeàn phuøvaø o. Baûn loï c taïo ra beàmaë t loï c vôùi caùc raõnh daãn nö ôùc loï c. Khung vaøbaûn thö ôø ng ñö ôï c cheátaï o vôùi tieát dieän vuoâ ng, xung quanh hình thaø nh beà maët nhaún nhoâleâ n taïo sö ïtieáp xuùc bòt kín luùc gheùp khung vaøbaûn. Khi tieá n haønh loïc ngö ôø i ta phaûi tieá n haønh eùp chaë t caùc khung baûn ñeågiö õaùp suaá t loïc khoâ ng laøm roøræ ra ngoaø i. Chính ví theángö ôø i ta môi goï i laøthieá t bò loïc eùp. Lö ïc eùp khung baûn caàn ñaïtñö ôï c nhö sau: P  Q1 + Q 2 63
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2