Đang tải... (xem toàn văn)
CHƯƠNG 1 CƠ SỞ QUÁ TRÌNH THỰC NGHIỆM
KỸ THUẬT THỰC PHẨM 2 Phụ trách:Vũ Bá Minh vbminh@hcmut.edu.vn 05/29/14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt 1 Nội dung Chương 1: Cơ sở quá trình truyền nhiệt Chương 2: Đun nóng – Làm nguội – Ngưng tụ Chương 3: Quá trình bốc hơi (Cô đặc) Chương 4: Quá trình thiết bị làm lạnh Chương 5: Cơ sở quá trình truyền khối (Mass Transfer Operations) Chương 6: Hấp thu Chương 7: Chưng cất Chương 8: Trích ly Chương 9: Kết tinh Chương 10: Hấp phụ Chương 11: Sấy Chương 12: Quá trình phân riêng bằng màng 05/29/14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt 2 Chương 1: Cơ sở quá trình truyền nhiệt 1.1. Các phương thức truyền nhiệt 1.2. Tính toán quá trình truyền nhiệt qua vách ngăn 1.3. Các thiết bị trao đổi nhiệt phổ biến 05/29/14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt 3 1.1. Các phương thức truyền nhiệt • Quá trình chuyển nhiệt lượng từ lưu chất này sang lưu chất khác gọi là quá trình truyền nhiệt. Quá trình truyền nhiệt bao gồm dẫn nhiệt, cấp nhiệt và bức xạ. • Dựa theo nhiệt độ của lưu chất, quá trình truyền nhiệt được chia ra làm quá trình truyền nhiệt đẳng nhiệt và truyền nhiệt biến nhiệt. • Quá trình truyền nhiệt đẳng nhiệt xãy ra trong trường hợp nhiệt độ của hai lưu chất đều không thay đổi theo vị trí và thời gian; • Quá trình truyền nhiệt biến nhiệt xãy ra trong trường hợp nhiệt độ của lưu chất thay đổi trong suốt quá trình làm việc, do đó hiệu số nhiệt độ giữa hai lưu chất cũng thay đổi theo. 05/29/14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt 4 Truyền nhiệt biến nhiệt còn chia ra thành: - Truyền nhiệt biến nhiệt ổn định là trường hợp hiệu số nhiệt độ giữa hai lưu chất biến đổi theo vị trí nhưng không biến đổi theo thời gian, quá trình hoạt động liên tục, ổn định. - Truyền nhiệt biến nhiệt không ổn định là trường hợp hiệu số nhiệt độ giữa hai lưu chất có thể biến đổi theo cả vị trí và thời gian, chỉ xãy ra trong quá trình hoạt động gián đoạn, không ổn định. 05/29/14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt 5 1.2. Tính toán quá trình truyền nhiệt qua vách ngăn 1.2.1. Truyền nhiệt đẳng nhiệt qua tường phẳng nhiều lớp • Giả sử một tường phẳng một lớp có bề dầy b, diện tích bề mặt tường là S, hệ số dẫn nhiệt là k, một bên tường là lưu chất nóng có nhiệt độ T 1 và một bên tường là lưu chất nguội hơn có nhiệt độ T 2 . Hệ số cấp nhiệt từ lưu chất nóng đến tường là α 1 và từ tường đến lưu chất nguội là α 2 . • Quá trình truyền nhiệt từ lưu chất nóng đến lưu chất nguội xãy ra theo ba giai đoạn nối tiếp nhau: - Nhiệt truyền từ lưu chất nóng đến mặt tường (cấp nhiệt); - Nhiệt truyền qua tường (dẫn nhiệt); - Nhiệt truyền từ mặt tường đến lưu chất nguội (cấp nhiệt). 05/29/14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt 6 Ta chứng minh được phương trình 05/29/14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt 7 05/29/14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt 8 05/29/14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt 9 05/29/14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt 10 [...]... 05/29 /14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt 26 05/29 /14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt 27 05/29 /14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt 28 05/29 /14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt 29 05/29 /14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt 30 05/29 /14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt 31 05/29 /14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt 32 05/29 /14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền... 18 2 Loại ống - ống lồng ống (Double pipe heat exchanger) 05/29 /14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt 19 05/29 /14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt 20 05/29 /14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt 21 05/29 /14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt 22 05/29 /14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt 23 05/29 /14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt 24 05/29 /14 Chương 1 - Cơ sở quá trình. .. để cho quá trình truyền nhiệt hiệu quả nhất • 05/29 /14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt 16 1. 3 Các thiết bị trao đổi nhiệt phổ biến Thiết bị trao đổi nhiệt gián tiếp loại vỏ áo (vỏ bọc), loại ống, loại tấm, loại xoắn loại ống gân và ống chùm (vỏ ống) (shell and tube) 05/29 /14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt 17 1 Loại vỏ áo (jacketed vessel) 05/29 /14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền... 05/29 /14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt 11 05/29 /14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt 12 Bảng 1. 1 Hệ số đóng cáu cặn thông thường Loại lưu chất Nước biển dưới 500C Nước biển trên 500C Nước đã xử lý cho nồi hơi Dầu đốt Hơi rượu các loại Dầu làm lạnh Dầu thực vật Hơi nước sạch (không có dầu) Hơi nước (có dầu) Không khí 05/29 /14 Trở lực lớp cáu cặn, m2.0C/W 0,0009 0,0002 0,0002 0,0 01 0,0009... hữu cơ nặng Chất hữu cơ nhẹ nặng- Chất hữu cơ nhẹ Thiết bị ngưng tụ hơi 05/29 /14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt K, W/m2.0C 570 – 3.400 28 – 280 60 – 17 0 850 – 1. 700 10 0 – 350 200 – 560 255 – 680 280 – 850 220 – 420 55 – 220 55 – 330 1. 000 – 6.000 14 Hiệu số nhiệt độ trung bình - Chuyển động cùng chiều 05/29 /14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt 15 Chọn chiều lưu chất Có ba trường hợp sau:... truyền nhiệt 31 05/29 /14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt 32 05/29 /14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt 33 05/29 /14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt 34 05/29 /14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt 35 Compact Heat Exchanger 05/29 /14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt 36 ... 0,0004 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt 13 Bảng 1. 2 Các giá trị gần đúng của hệ số truyền nhiệt để ước tính Quá trình truyền nhiệt Hơi nước đến các dung dịch Hơi nước đến các khí Nước đến không khí nén Nước làm nguội nước Nước làm nguội dầu Nước đến hơi dầu ngưng tụ Nước đến hơi rượu ngưng tụ Nước – dung môi hữu cơ Chất hữu cơ nhẹ - Chất hữu cơ nhẹ Chất hữu cơ nặng - Chất hữu cơ nặng Chất hữu cơ. . .1. 2 Truyền nhiệt đẳng nhiệt qua tường ống nhiều lớpXét một tường ống, bán kính trong r1, bán kính ngoài r2, chiều dài L, • bề dầy b, hệ số dẫn nhiệt k Lưu chất nóng chuyển động bên trong ống có nhiệt độ T1, lưu chất nguội đi bên ngoài ống có nhiệt độ T 2 Hệ số cấp nhiệt của lưu chất nóng là 1, của lưu chất nguội là α2 •Ba giai đoạn nối tiếp nhau:... nhiệt 15 Chọn chiều lưu chất Có ba trường hợp sau: a)Cả hai lưu chất đều không biến đổi nhiệt độ theo vị trí cũng như theo thời gian tức là truyền nhiệt đẳng nhiệt (quá trình cô đặc) b)Một lưu chất không biến đổi nhiệt độ trong suốt quá trình trao đổi nhiệt, còn lưu chất kia thì biến đổi nhiệt độ theo vị trí từ T đ đến TC nhưng không biến đổi theo thời gian c)Cả hai lưu chất đều biến đổi nhiệt độ theo . nhau. 05/29 /14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt 11 05/29 /14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt 12 Bảng 1. 1. Hệ số đóng cáu cặn thông thường 05/29 /14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền. ly Chương 9: Kết tinh Chương 10 : Hấp phụ Chương 11 : Sấy Chương 12 : Quá trình phân riêng bằng màng 05/29 /14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt 2 Chương 1: Cơ sở quá trình truyền nhiệt 1. 1 nhiệt). 05/29 /14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt 6 Ta chứng minh được phương trình 05/29 /14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt 7 05/29 /14 Chương 1 - Cơ sở quá trình truyền nhiệt 8 05/29 /14