Báo cáo Thực hành Kỹ Thuật Qúa trình thiết bị

70 75 0
  • Loading ...
1/70 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 28/05/2019, 13:28

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM MÔN TH KỸ THUẬT QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ  BÁO CÁO THỰC HÀNH KỸ THUẬT QUÁ TRÌNHTHIẾT BỊ Họ tên sinh viên: Đặng Thị Kim Ngân MSSV: 2005160137 Lớp: Chiều thứ (7 – 11) GVHD: Võ Văn Sim TP.HCM, ngày 17 tháng năm 2019 MỤC LỤC Contents BÀI LỌC KHUNG BẢN I CƠ SỞ LÝ THUYẾT Khái niệm trình lọc Lọc trình phân riêng hỗn hợp nhờ vật ngăn xốp, vật ngăn xốp có khả cho pha qua pha giữ lại nên gọi vách ngăn lọc Nguyên tắc lọc Tạo huyền phù áp suất P1, pha lỏng xuyên qua mao dẫn, pha rắn bị giữ lại chênh lệch hai vách ngăn gọi động lực trình lọc ∆P=P1-P2 Có thể tạo động lực q trình lọc cách sau: Tăng áp suất P1: dùng cột áp thuỷ tĩnh, máy bơm hay máy nén Giảm áp suất P2: dùng bơm chân không Cân vật chất trình lọc: − − Vh=V0+V1=Va+V Gh=G0+G1=Ga+G Trong đó: Vh,Gh: Thể tích khối lượng hỗn hợp huyền phù đem lọc V0,G0: Thể tích khối lượng chất rấn khơ V1,G1: Thể tích khối lượng nước lọc nguyên chất V2,G2: Thể tích khối lượng bã ẩm V,G: Thể tích khối lượng nước lọc chưa nguyên chất Độ ẩm bã , [% kg ẩm / kg vật liệu ướt] Áp suất lọc a Khi lọc với áp suất khơng đổi Trong đó: µ: Độ nhớt (kg/ms) V: Thể tích nước lọc (m3) S: Diện tích bề mặt lọc (m2) τ: Thời gian lọc ấn định trước r0: Trở lực riêng (1/m2) trở lực lớp bã tạo thành (1kg bã khô/1m2 bề mặt) X0=Va/V0: Tỉ số lượng bã ẩm (m3/lượng nước lọc (m3)) Rv: Trở lực vách ngăn (1/m) b Lọc với tốc độ không đổi W= const (Kém hiệu quả) Vật ngăn lọc Phải có tính chất phù hợp với huyền phù, gồm loại vải đan loại sau: sợi len polypropylen, clorinaxeton, pvc, sợi thủy tinh… chịu axít Chất trợ lọc Diatomit trắng tạo từ 94% SiO2, bề mặt riêng 20m2/g, bền axít, sử dụng rộng rãi, tạo độ xốp 93% Perolit: tạo từ sản phẩm núi lửa chất trợ lọc khơng tan dung dịch lọc THÍ NGHIỆM Số liệu thực nghiệm II Bảng Số liệu thực nghiệm t (phút) 10 15 V (lít) 1,9 2,3 Tính tốn a Diện tích bề mặt lọc: Ta có: F = 10(m2) b Lượng nước lọc riêng: q= Trong đó: 20 2,6 25 V: thể tích nước lọc thu (m3) S: diện tích bề mặt lọc (m2) Bảng Tính q ∆q ∆t q = V/F ∆t/∆q − 0,09 0,1 55,56 0,04 0,19 125 Vẽ đồ thị Vẽ giản đồ ∆t/∆q theo q 0,03 0,23 166,67 0,04 0,26 125 0,3 Phương trình tuyến tính có R2 = 0.703 ≈ Y = 555.53x + 9.7283 Ta có  2/K = 555.53 (2.C)/K = - 9.7283  K = 3.60.10-3 C = 0.0175 III KẾT LUẬN Đồ thị Giãn đồ ∆τ/∆q theo q tuyến tính suy K C dựa vào dạng phương trình lý thuyết Tính tốn − − − − − − − Diện tích bề mặt lọc lớn , dễ dàng thay đổi màng lọc theo loại dung dich lọc khác Bỏ qua sai số q trình tiến hành thí nghiệm , ta thấy tăng áp suất lượng nước đơn vị diện tích lọc tăng lưu lượng dung dịch lọc tăng theo Qua phương trình ta thấy tốc độ lọc không thay đổi áp suất lọc biến thiên tuyến tính theo thời gian lọc Nguyên nhân sai số Các thao tác kỹ thuật q trình thí nghiệm vụng Các giá trị đo lấy sai số Sai số q trình tính tốn, xử lý số liệu Cách khắc phục Kiểm tra thiết bị trước sau làm thí nghiệm Báo cho phận sửa chữa có phát hư hỏng − Đọc kết tính tốn cẩn thận, lấy sai số mức tối thiểu IV TRẢ LỜI CÂU HỎI CHUẨN BỊ Nêu mục đích thí nghiệm? − Làm quen với cấu tạo nguyên lý hoạt động thiết bị lọc khung − Biết chế độ vận hành, kiểm tra trước vận hành thiết bị − Vận hành thí nghiệm lọc huyền phù CaCO3 nước với áp suất không đổi − Xác định hệ số lọc theo số liệu thí nghiệm thu Lọc sử dụng dùng để làm gì? Cho ví dụ? − Lọc sử dụng để phân riêng hay tách hỗn hợp không đồng (lỏng – rắn) hay nhũ tương thành hai hệ rắn lỏng khác − Ví dụ: lọc nước rau má sau xay, lọc dầu sau ép,… Nêu phương pháp tạo chênh lệch áp suất lọc? Các phương pháp tạo chênh lệch áp suất lọc là: Làm dày hay làm mỏng vách lọc lớp bã lọc,Thay đổi vận tốc chảy lưu chất.Tạo áp lực bên lọc hay đặt máy hút bên sản phẩm Lọc có máy chế độ, đặc trưng đại lượng nào? Lọc có chế độ lọc: lọc chân khơng lọc ép đặt trưng bề mặt lọc.Lọc chân khơng bề mặt lọc đổi liên lục (cạo bã liên tục).Lọc ép thị phải tạo lớp bã đủ dày để tạo thành áo lọc Phương trình vi phân lọc nghiệm nó? Phương trình vi phân lọc là: q= Đặt dV ∆Ρ = V S dτ   µ  r0 X + Rv  S   (*) V S :lượng nước lọc riêng (m3/m2) Phương trình (*) viết gọn lại sau: q2+2.C.q=K Vậy nghiệm q Nêu cấu tạo nguyên lý họat động, ưu nhược điểm phạm vi sử dụng lọc khung bản? − Cấu tạo: Máy lọc khung gồm có dãy khung kích thước xếp liền nhau, khung có vải lọc.Huyền phù đưa vào rảnh 6 − − − − − − − tác dụng áp suất vào khoảng trống khung Chất lỏng qua vải lọc sang rãnh theo van Các hạt rắn giữ lại tạo thành bã chứa khung Nguyên lý hoạt động: cho huyền phù vào bên vách ngăn tạo bề mặt lớp huyền phù áp suất P1, Lỗ dẫn huyền phù nhập liệu khung nối liền tạo thành ống dẫn nhô để ghép với hệ thống cấp liệu Nước lọc chảy từ qua hệ thống đường ống lấy Bã giữ lại bề mặt vách ngăn lọc chứa khung Khi bã khung đầy dừng trình lọc để tiến hành rửa tháo bã Ưu điểm: Bề mặt lọc lớn Dịch lọc loại bỏ nấm men.Tấm đỡ thay dễ dàng Lọc cặn bẩn Khơng cần người có chun mơn cao Nhược điểm: Cần nhiều thời gian vệ sinh Phải thay đỡ theo chu kỳ.Giá thành đỡ cao Dịch chảy nhiều, phân bố không đồng đều.Phải tháo khung cần giảm áp suất Kể tên vài loại thiết bị lọc lọc khung bản? Thiết bị lọc ép sử dụng cột lọc Thiết bị lọc chân không dạng thùng quay Thiết bị lọc ly tâm Thiết bị lọc ép,… Nêu phương pháp để tăng suất lọc? Các phương pháp để tăng suất lọc là: tăng áp lực lọc, tăng tốc độ lọc, gia nhiệt trình lọc để giảm độ nhớt Nêu yếu tố ảnh hưởng tới trình lọc? Các yếu tố ảnh hưởng tới trình lọc: − − − − − − − Vận tốc lưu chất lọc Áp suất lọc Lớp bã lọc, tính chất vách ngăn Lớp vải lọc Hệ thống lọc hay thiệt bị lọc Trạng thái chất lọc, tính chất huyền phù Nhiệt độ lọc 10 Trình bày phương trình lọc áp suất khơng đổi ý nghĩa đại lượng? Phương trình lọc áp suất khơng đổi: ∆P = µ V r0 X + Rv S V 2S τ Trong đó: độ nhớt (kg/ms) V thể tích nước lọc (m3) S diện tích bề mặt lọc (m2) τ thời gian lọc ấn đính trước r0 trở lực riêng (1/m2), trở lực lớp bã tạo thành (1kg bã khô/1m2 bề mặt) X0= Va/V0: tỉ số lượng bã ẩm (m3/ lượng nước lọc (m3)) Rv: trở lực vách ngăn (1/m) 11 Nêu phương trình lọc tốc độ không đổi ý nghĩa đại lượng? Phương trình lọc với tốc độ khơng đổi: W=const (kém hiệu quả) ∆P = µ Trong đó: V r0 X + Rv S V (N/m2) S τ độ nhớt (kg/ms) V thể tích nước lọc (m3) S diện tích bề mặt lọc (m2) τ thời gian lọc ấn đính trước r0 trở lực riêng (1/m2), trở lực lớp bã tạo thành (1kg bã khô/1m2 bề mặt) X0= Va/V0: tỉ số lượng bã ẩm (m3/ lượng nước lọc (m3)) RV: trở lực vách ngăn (1/m) BÀI HẤP THU KHÍ (THÁP ĐỆM) I CƠ SỞ LÝ THUYẾT Khái niệm trình hấp thu Quá trình hấp thu q trình cho hỗn hợp khí tiếp xúc với dung mơi lỏng nhằm mục đích hòa tan chọn lọc hay nhiều cấu tử hỗn hợp khí để tạo nên dung dịch cấu tử chất lỏng, pha khí sau hấp thu gọi khí sạch, pha lỏng sau hấp thu gọi dung dịch hấp thu Ví dụ: Ví dụ hấp thu SO2 vào nước thành dung dịch H2SO3 hấp thu SO3 vào nước để điêu chế H2SO4 Vậy trình hấp thu trình truyền vận cấu tử vật chất từ pha khí vào pha lỏng Nếu trình xảy theo chiều ngược lại, nghĩa truyền vận cấu tử vật chất từ pha lỏng vào pha khí, ta có q trình nhả hấp thu Ứng dụng trình hấp thu − − − − − Cơng nghiệp thực phẩm Cơng nghệ hóa học Cơng nghệ sinh học Kỹ thuật môi trường Ngành công nghiệp dầu khí Phương pháp lựa chọn dung mơi hấp thu Khi lựa chọn dung mơi cho q trình hấp thu người ta dựa vào tính chất sau: a Độ hòa tan chọn lọc Đây tính chất chủ yếu dung mơi, tính chất hòa tan tốt cấu tử cần tách khỏi hỗn hợp mà khơng hòa tan cấu tử lại hòa tan không đáng kể Tổng quát, dung môi dung chất có chất hóa học tương tự cho độ hòa tan tốt Dung mơi dung chất tạo nên phản ứng hóa học làm tăng độ bền hòa tan lên nhiều, dung mơi thu hồi để đùng lại phản ứng phải có tính hồn ngun b Độ bay tương đối Dung mơi nên có áp suất thấp pha khí sau q trình hấp thu bão hòa dung mơi dung mơi bị c Tính ăn mòn dung mơi Dung mơi nên có tính ăn mòn thấp để vật liệu chế tạo thiết bị dễ tìm rẻ tiền d Chi phí: Dung mơi dễ tìm rẻ tiền để thất khơng tốn nhiều e Độ nhớt Dung mơi có độ nhớt thấp tăng tốc độ hấp thu, cải thiện điều kiện ngập lụt tháp hấp thu, độ giảm áp thấp truyền nhiệt tốt f Các tính chất khác Dung mơi nên có nhiệt dung riêng thấp để tốn nhiệt hồn ngun dung mơi, nhiệt độ đóng rắn thấp để tránh tượng đóng rắn làm tắc thiết bị, không tạo kết tủa, không độc.Trong thực tế, không dung môi lúc đáp ứng tất tính chất trên, chọn phải dựa vào điều kiện cụ thể thực trình hấp thu, Dù tính chất thứ khơng thể thiếu trường hợp Phương pháp hấp thu a Hấp thu ngược dòng Pha khí hỗn hợp khí G vào chứa nhiều chất Trong đó: Các chất trơ Gtr (không hấp thu vào lỏng) Chất hấp thu vào lỏng gọi cấu tử A Pha lỏng: − − − − − Lượng dung môi gọi L Cấu tử A có sẵn pha lỏng L Lượng dung môi trơ Ltr lượng dung môi tổng cộng L trừ lượng cấu tử A b Hấp thu xi dòng (khơng xét) Cân vật chất cho trình hấp thu a Quá trình hấp thu ngược chiều Một số định nghĩa: Phần mol cấu tử i số mol (suất lượng mol) cấu tử i chia cho tổng số mol hỗn hợp (suất lượng mol hỗn hợp) − Phần khối lượng cấu tử i khối lượng (suất lượng khối lượng) cấu tử i chia cho tổng khối lượng hỗn hợp (suất lượng khối lượng hỗn hợp) − Tỉ số mol cấu tử i số mol (suất lượng mol) cấu tử i chia cho tổng số mol (suất lượng mol) trừ số mol (suất lượng mol) i − Các đơn vị: 10 − − − − Mở van 6, đóng van 4, van Mở van 2, van Đóng van Chỉnh lưu lượng dòng lạnh van cho G’n = 3l/phút cố định Bước 4: Đo nhiệt độ dòng: − − − − − − III Mở công tắc bơm nước nóng ( chờ ổn định khoảng 30 giây) Nhấn nút N3 đo nhiệt độ dòng nóng vào ghi nhận tNV Nhấn nút N4 đo nhiệt độ dòng nóng ghi nhận lại tNR Nhiệt độ tLV=30oC Nhấn L2 đo nhiệt độ dòng lạnh ra, ghi nhận tLR Tắt bơm nước nóng THÍ NGHIỆM Số liệu thực nghiệm Bảng Bảng số liệu thực nghiệm Truyền nhiệt ống đơn Lưu lượng Lưu lượng Nhiệt độ dòng nóng dòng nóng dòng lạnh G’L tNV°C tNR°C G’N (l/p) (l/p) 74 67 73 66 71 65 67 66 6 69 66 70 65 66 65 65 63 64 62 Tính tốn a Tính nhiệt lượng Q − Dòng nóng: Q1 = G1.C1.tNTB (W) − Dòng lạnh: Q2 = G2C2 tLTB (W) Trong đó: Nhiệt độ dòng lạnh tLV°C tLR°C 34 37 34 33 32 34 33 33 33 39 37 36 37 36 36 38 36 34 G1G2 lưu lượng dòng nóng lạnh [kg/s] C1 C2 nhiệt dung riêng trung bình dòng nóng dòng lạnh (J/kg.K) 56 b Tính suất lượng khối lượng dòng Trong đó: ρ: khối lượng riêng tra bảng Bảng Nhiệt lượng tỏa dòng nóng QN G’N (l/p) GN (kg/s) tNV °C tNR °C tNTB °C ρ1 (kg/m3) CN (j/kg.độ) QN (W) Truyền nhiệt ống đơn 0,0489 74 67 70.5 977 4187 1433.2 0,049 73 66 69.5 981 4186 4135.8 0,0491 71 65 68 982 4189 1234.1 0,0980 67 66 66.5 980 4184 410 0,0979 69 66 67.5 979 4184.5 1229 0,0979 70 65 67.5 979 4184.5 2048.3 0,1471 66 65 65.5 980.5 4183.5 615.4 0,1469 65 63 64 979.5 4182 1228.7 0,1467 64 62 63 978 4181 1226.7 Bảng Nhiệt lượng tỏa dòng nóng QL G’L (l/ p) GL (kg/s) tLV °C tLR ° C tLTB °C ρ2 (kg/m3) Truyền nhiệt ống đơn 57 CL (j/kg.độ) QL (W) 0.0496 34 39 36.5 992.95 4174 1035.2 0.0497 34 37 35 993.95 4174 829.80 0.0497 34 36 35 993.90 4174 1037.2 0.0994 33 37 35.5 993.90 4174 1244.7 0.0993 32 36 34 993 4174 1657.9 0.0993 34 36 993 4174 1243.4 0.1491 33 38 35.5 993.95 4174 1244.7 0.1491 33 36 34.5 993.95 4174 1244.7 0.1491 33 34 33.5 994 4174 622.3 c Tính tổn thất nhiệt ∆Q ∆ Q = Q N – QL Trong đó: QN nhiệt lượng dòng nóng, QL nhiệt lượng dòng lạnh d Tính hiệu nhiệt độ trung bình ∆tlog Trường hợp ống lồng ống song song ngược chiều Hiệu nhiệt độ: ∆t = tNV – tLR ∆t = tNV – tLR Sau tính so sánh lớn ∆tmax nhỏ ∆tmin e Tính hệ số truyền nhiệt dài thực nghiệm K*L ( với chiều dài ống L=1,05 m) Bảng 4: Tính Q, ∆tlog, KL* 58 QN (W) QL (W) ∆Q (W) tNV tNR (°C) (°C) tLV (°C) tLR (°C) L (m) ∆tlog (°C) KL * (w/m.độ) Truyền nhiệt ống đơn 1433.2 1035.2 398 74 67 34 39 1.05 34 29 1435.8 829.8 606 73 66 34 37 1.05 33.96 23.27 1234.1 1037.2 196.9 71 65 34 36 1.05 32.96 29.97 410 1244.7 -834.7 67 66 33 37 1.05 31.48 37.66 1229 1657.9 -428.9 69 66 32 36 1.05 33.50 47.13 2048.3 1243.4 804.9 70 65 34 36 1.05 32.48 36.46 615.4 1244.7 -629.3 66 65 33 38 1.05 29.95 39.58 1228.7 1244.7 -16 65 63 33 36 1.05 29.50 40.18 1226.7 622.3 604.4 64 62 33 34 1.05 29.50 20.09 f Trong đó: Tính tốc độ chảy dòng nóng F1: Diện tích ống trong; g Tính chuẩn số Reynolds dòng nóng Trong đó: µN, ρN tra bảng thơng số hóa lý nước 59 Bảng 5: Chuẩn số Re dòng nóng ReN(Re1) G’N (l/p) FN (m2) ddtN ωN tNV (m/s) °C tNR °C tNTB °C ρ1 µN.103 (kg/m3) (N.s/m2) ReN Truyền nhiệt ống đơn 0,19 2,54.10-4 0,01 0,39 0,59 74 67 70,5 977,6 0,406 8538,3 73 66 69,5 977,9 0,405 8562,1 71 65 68 982 0,404 8619,2 67 66 66,5 981,5 0,436 15924,6 69 66 67,5 981,4 0,435 15959,6 70 65 67,5 981,4 0,434 15996,4 66 65 65,5 980 0,437 23816,0 65 63 64 981,6 0,436 23909,6 64 62 63 983,1 0,433 24112,1 h Tính tốc độ chảy dòng lạnh Trong đó: F2: Diện tích ống vành dt: Đường kính ống ngồi = 0,03 (m) dn: Đường kính ngồi ống = 0,022 (m) i Tính chuẩn số Reynolds dòng lạnh 60 µL, ρL tra bảng thơng số hóa lý nước Trong đó: Bảng 6: Chuẩn số Re dòng lạnh ReL(Re2) G’L (l/p) FL (m2) ddtL ωL (m/s) tLV °C tLR °C tLTB °C ρ2 (kg/m3) µL.103 (N.s/m2) ReL Truyền nhiệt ống đơn 0,15 3 0,00 3,27.10-4 0,30 0,45 9 j Trong đó: 34 39 36.5 993.85 0.631 1927.85 34 37 35.5 993.90 0.726 1675.67 34 36 35 993.95 0.727 1673.44 33 37 35 993.95 0.727 3346.9 32 36 34 993.93 0.634 3837.8076 34 36 35 993.95 0.727 3346.89 33 38 35.5 993.90 0.726 5027 33 36 34.5 993 0.633 5760.34 33 34 33.5 992 0.640 5691.6 Tính chuẩn số Prandlt dòng nóng λN tra bảng thơng số hóa lý nước Bảng 7: Chuẩn số Pranlt dòng nóng PrN tNV °C tNR °C tNTB °C CN (j/kg.độ) µN.103 (N.s/m2) Truyền nhiệt ống đơn 61 λN (w/m.độ) PrN 74 67 70.5 4187 0.406 0.669 2.54 73 66 69.5 4186 0.405 0.666 2.55 71 65 68 4189 0.404 0.665 2.54 67 66 66.5 4184 0.436 0.654 2.79 69 66 67.5 4184.5 0.435 0.655 2.78 70 65 67.5 4184.5 0.434 0.655 2.77 66 65 65.5 4183.5 0.437 0.663 2.76 65 63 64 4182 0.436 0.66 2.76 64 62 63 4181 0.433 0.60 3.02 k Tính chuẩn số Prandlt dòng lạnh λN tra bảng thơng số hóa lý nước Trong đó: Bảng 8: Chuẩn số Pranlt dòng lạnh PrL tLV °C tLR °C tLTB °C CL (j/kg.độ) µL.103 (N.s/m2) λL (w/m.độ) PrL Truyền nhiệt ống đơn 34 39 36.5 4174 0.631 0.63 4.18 34 37 35 4174 0.726 0.621 4.88 34 36 35.5 7174 0.727 0.623 4.87 33 37 35.5 4174 0.727 0.623 4.87 32 36 34 4174 0.634 0.62 4.27 62 34 36 34.5 4174 0.727 0.62 4.89 33 38 35 4174 0.726 0.621 4.88 33 36 35 4174 0.633 0.621 4.25 33 34 33.5 4174 0.64 0.618 4.32 l Tính chuẩn số Nusselt dòng nóng NuN Áp dụng cơng thức tính Nu sau: − Cơng thức số 1: ; 2320 < Re < 10000 Trong đó: − εL = L/d = 1,05/0,018 =58,33 > 50 Công thức số 2: ; Re > 10000 Trong đó: εP = L/d = 1,05/0,018 = 58,33 > 50 m Tính hệ số cấp nhiệt dòng nóng Bảng 9: Hệ số cấp nhiệt dòng nóng α1 ReN PrN 8538.3 8562.1 8619.2 15924.6 15959.6 2.54 2.55 2.54 2.79 2.78 dtd1 (m) Truyền nhiệt ống đơn 0.86 41.17 0.018 0.87 42.46 0.86 42.49 0.95 74.12 0.94 73.94 NuN 63 λN (w/m.độ) αN (w/m2.độ 0.669 0.666 0.665 0.654 0.655 1567.3 1571.02 1569.7 2693.02 2690.6 15996.4 23816 23909.6 24112.1 2.77 2.76 2.76 30.2 0.94 0.938 0.938 1.03 73.69 101.47 101.79 109.05 0.655 0.663 0.66 0.6 2691.3 3737.5 3732.3 3635 n Tính chuẩn số Nusselt dòng lạnh NuL Áp dụng cơng thức tính Nu sau: ; 103 < Re < 2.105 Bảng 10: Hệ số cấp nhiệt dòng lạnh α2 ReL Pr2 1927.85 1675.67 1673.44 3346.9 3837.76 3346.89 5027 5760.34 5691.6 4.18 4.88 4.87 4.87 4.27 4.89 4.88 4.25 4.32 dtd2 (m) Truyền nhiệt ống đơn 0.871 38.91 1.016 39.42 1.014 39.34 1.014 59.63 0.889 59.59 0.008 1.018 59.78 1.017 76.23 0.885 75.81 0.9 76.05 NuL λL (w/m.độ) αL (w/m2.độ 0.63 0.621 0.623 0.623 0.62 0.62 0.621 0.621 0.618 3064.16 3059.98 3063.6 4643.68 4618.22 4632.95 5917.35 5884.75 5874.86 o Tính hệ số truyền nhiệt lý thuyết KL Bảng 11: Hệ số truyền nhiệt dài lý thuyết KL 64 αN (w/m2 độ αL (w/m2.độ dtr (m) dng (m) λinox (w/m.độ) KL (w/m.độ Truyền nhiệt ống đơn 1567.3 1571.0 1569.7 2693.0 2690.6 2691.3 3737.5 3732.3 3635 − − − − − − − − − IV − 3064.16 56.08 3059.98 56.15 3063.6 56.14 4643.68 0.018 0.022 17.5 0 86.90 4618.22 86.72 4632.95 86.82 5917.35 111.09 5884.75 110.84 5874.86 109.23 Kết luận a Nhận xét Ta thấy sai số KL lí thuyết thực tế cao Tổn thất nhiệt tương đối lớn Hệ số truyền nhiệt thực tế lý thuyết ống chảy ngang chảy dọc khác xa Trong thí nghiệm sai số lớn Trong cơng nghiệp người ta thường áp dụng chảy dọc hệ số dẫn nhiệt cao hơn, tiết kiệm diện tích chi phí so với ống chảy ngang b Nguyên nhân Do bước tiến hành thí nghiệm chưa nhịp nhàng , số máy không nhạy, dẫn đến nhiệt độ chênh lệch lớn Máy sử dụng lâu nên có nhiều trở lực Tính tốn có nhiều sai số c Cách khắc phục Phải nắm vững lý thuyết bước tiến hành thí nghiệm truyền nhiệt Kiểm tra van theo trình tự hướng dẫn Đọc thơng số cần đo xác, thời điểm TRẢ LỜI CÁC CÂU HỎI CHUẨN BỊ Mục tiêu thí nghiệm Làm quen với thiết bị truyền nhiệt ống lồng ống, dụng cụ đo nhiệt độ lưu lượng lưu chất trình bày cấu tạo, ngun lí làm việc ưu nhược điểm thiết bị truyền nhiệt ống lồng ống 65 − − − − − − − − − Vận hành thiết bị truyền nhiệt Xác định hệ số truyền nhiệt trình truyền nhiệt hai dòng lạnh nóng qua vách kim loại, thiết lập cân nhiệt lượng chế độ chảy khác Các thông số cần đo G’L, G’N: lưu lượng thể tích dòng lạnh dòng nóng (lít/phút) tV1, tR1: nhiệt độ vào, dòng nóng (oC) tV2, tR2: nhiệt độ vào, dòng lạnh (oC) Trình tự thí nghiệm Chuẩn bị thí nghiệm Khảo sát q trình truyền nhiệt ống chảy vng góc Khảo sát q trình truyền nhiệt ống chảy dọc Ngưng - tắt máy Thiết bị truyền nhiệt ống lồng ống có phải thiết bị truyền nhiệt kiểu vỏ ống không? Thiết bị truyền nhiệt ống lồng ống thiết bị truyền nhiệt kiểu vỏ ống Chỉ rõ đường dòng nóng hệ thống thiết bị thí nghiệm Nước điện trở (A) đun nóng nồi đun nước nóng (B) bơm (C) bơm lên chảy vào V10 (chảy ngang), V11 (chảy dọc) chảy qua ống (đi từ phải sang trái) V5-lưu lượng kế-V4 (nếu muốn đo lưu lượng) qua V6 (không đo lưu lượng) chảy vào nồi đun Chỉ rõ đường dòng lạnh hệ thống thiết bị thí nghiệm 66 Dòng lạnh qua V7 đến V8 (chảy ngang), đến V9 (chảy dọc) vào ống từ trái sang phải V1 (nếu không đo lưu lượng), V3-lưu lượng kế-V2 (đo lưu lượng) chảy Ưu nhược điểm thiết bị truyền nhiệt ống lồng ống? − Ưu điểm: trao đổi nhiệt phân bố khắp chiều dài thiết bị − Nhược điểm: Hiệu suất truyền nhiệt thấp.Diện tích tiếp xúc lưu chất ống nhỏ Hãy cho biết phương thức truyền nhiệt bản? Trong thí nghiệm có phương thức truyền nhiệt nào? Các phương thức truyền nhiệt là: Truyền nhiệt trực tiếp Truyền nhiệt gián tiếp Truyền nhiệt ổn định Truyền nhiệt khơng ổn định Trong thí nghiệm có phương thức truyền nhiệt gián tiếp ổn định − − − − Vẽ giải thích sơ đồ chế truyền nhiệt lưu chất qua vách ngăn thiết bị truyền nhiệt ống lồng ống Nhiệt truyền từ dòng lưu chất lạnh qua vách dòng xạ đối lưu nhiệt vách ống làm lạnh dòng nóng bên 10 Viết phương trình cân nhiệt lượng, giải thích thơng số cho biết đơn vị đo chúng 67 Phương trình cân nhiệt lượng cho dòng lưu chất nóng lạnh có dạng: Q = G1.C1(tV1 - tR1) = G2.C2(tR2 - tV2) Trong đó: G1, G2: lưu lượng khối lượng dòng nóng dòng lạnh (kg/s) C1, C2: nhiệt dung riêng đẳng áp nước nóng nước lạnh (J/kg.độ) tV1, tR1: nhiệt độ vào, dòng nóng (oC) tV2, tR2: nhiệt độ vào, dòng lạnh (oC) 11 Ý nghĩa vật lý hệ số truyền nhiệt dài KL? Cơng thức tính? Giải thích thơng số cho biết đơn vị đo chúng? Ý nghĩa vật lý hệ số truyền nhiệt dài là: cho ta biết khả truyền nhiệt lưu chất Hệ số truyền nhiệt dài thực nghiệm: Trong đó: K *L = QL ∆t log L Q: nhiệt lượng trao đổi (W j/s) KL: hệ số truyền nhiệt dài (W/m.độ) (: hiệu nhiệt độ logarit hai dòng lưu chất (0C) L: chiều dài ống π Hệ số truyền nhiệt dài lí thuyết KL: K L = d ng α1 d tr Trong đó: + 2λinox ln d tr +∑ rb + d b α2 d ng dtr, dng: đường kính đường kính ngồi ống truyền nhiệt (m) : hệ số dẫn nhiệt kim loại chế tạo ống (w/m.độ) 1, 2: hệ số cấp nhiệt dòng nước nóng, dòng nước lạnh (w/m độ) rb: hệ số nhiệt cặn bẩn (m2.độ/w) db: đường kính lớp bẩn (m) KL: hệ số truyền nhiệt dài (w/m.độ) Hệ số cấp nhiệt1, vách ngăn dòng lưu chất tính từ chuẩn số Nusselt (Nu) inox 12 Viết phương trình truyền nhiệt? Giải thích thơng số cho biết đơn vị đo chúng? Phương trình truyền nhiệt: dQ = k(t1 – t2)dF 68 Trong : k: hệ số truyền nhiệt (W/m2.độ) t1 – t2: độ chênh nhiệt độ chất lỏng nóng lạnh bề mặt phân bố dF Q= ∫ k.∆t.dF = k.F ∆t f 13 Ảnh hưởng chế độ chảy đến q trình truyền nhiệt? Giải thích Chế độ chảy rối làm tăng khả truyền nhiệt chế độ chảy rối xảy vận tốc chảy lớn làm tăng khả va chạm lưu chất lên thành ống nên khả truyền nhiệt lớn Chế độ chảy màng dòng chảy tốc độ tháp cõng có khả truyền nhiệt dòng nhiệt cung cấp lên tường theo dòng chảy Chảy chuyển tiếp chế độ chảy giao toa hai chế độ chảy thề khả truyền nhiệt nằm khoảng hai chế độ 14 Phân biệt q trình truyền nhiệt ổn định khơng ổn định Truyền nhiệt ổn định: Truyền nhiệt ổn định trình truyền nhiệt mà nhiệt độ thay đổi theo không gian mà không thay đổi theo thời gian Truyền nhiệt không ổn định : Truyền nhiệt không ổn định trình truyền nhiệt mà nhiệt độ thay đổi theo không gian thời gian 15 Nêu yếu tố ảnh hưởng đến hệ số cấp nhiệt Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ số cấp nhiệt là: − − − − − Chế độ chảy dòng lưu chất Mơi chất Nhiệt độ vách Vật liệu làm ống Kích thước ống 16 So sánh hiệu q trình truyền nhiệt xi chiều ngược chiều Q trình truyền nhiệt ngược chiều có hiệu trao đổi nhiệt phân bố khắp chiều dài thiết bị làm cho sản phẩm có chất lượng truyền 69 nhiệt đồng Còn truyền nhiệt xi chiều nhiệt truyền đầu vào cao đầu thấp nên hiệu 70 ... dạng thiết bị cô đặc khác nhau? Dạng thiết bị cô đặc nồi Dạng thiết bị cô đặc nhiều nồi Dạng thiết bị cô đặc liên tục Dạng thiết bị cô đặc gián đoạn Dạng thiết bị cô đặc áp suất chân không, áp suất... thí nghiệm: có sai số 26 a Nguyên nhân Thiết bị cô đặc gián đoạn nồi sử dụng thí nghiệm đặc, giúp thực hành hiểu quy trình cách vận hành thiết bị cô đặc Quá trình làm tăng nồng độ dung dịch cách... TRẢ LỜI CÂU HỎI CHUẨN BỊ Nêu mục đích thí nghiệm? − Làm quen với cấu tạo nguyên lý hoạt động thiết bị lọc khung − Biết chế độ vận hành, kiểm tra trước vận hành thiết bị − Vận hành thí nghiệm lọc
- Xem thêm -

Xem thêm: Báo cáo Thực hành Kỹ Thuật Qúa trình thiết bị, Báo cáo Thực hành Kỹ Thuật Qúa trình thiết bị, Xử lí số liệu:, Tính sai số giữa lý thuyết và thực nghiệm, Sơ đồ nguyên lý thiết bị, d. Tính thời gian sấy, Các quá trình truyền nhiệt, o. Tính hệ số truyền nhiệt lý thuyết KL

Từ khóa liên quan

Mục lục

Xem thêm

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn