TRÖÔØNG CAO ÑAÚNG COÂNG NGHIEÄP 4
KHOA HOAÙ
GIAÙO TRÌNH THÖÏC HAØNH
MAÙY VAØ QUAÙ TRÌNH THIEÁT BÒ
HEÄ TRUNG CAÁP
Thaønh phoá Hoà Chí Minh, 9 – 2004
Khoaù Hoùa
Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò
MUÏC LUÏC
Noäi dung
Trang
MUÏ
C LUÏ
C ..........................................................................................................2
BAØI 1: CHÖ NG CAÁ
T ...........................................................................................5
BAØI 2: TRUYEÀ
N NHIEÄT OÁ
NG LOÀ
NG OÁ
NG ..........................................................10
BAØI 3: THAÙP ÑEÄM ............................................................................................16
BAØI 4: QUAÏ
T LY TAÂ
M ......................................................................................28
BAØI 5: BÔ M LY TAÂ
M ........................................................................................33
BAØI 6: LOÏ
C KHUNG BAÛN .................................................................................44
BAØI 7: THAÙO LAÉ
P THIEÁ
T BÒTRUYEÀ
N NHIEÄT ....................................................52
BAØI 8: THAÙO LAÉ
P THIEÁ
T BÒLOÏ
C. .....................................................................53
2
Khoaù Hoùa
Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò
MOÂN HOÏC: THÖÏC HAØNH MAÙY VAØ THIEÁT BÒ
1.
2.
3.
4.
5.
Maõ moân hoïc : 038TP320
Soá ñôn vò hoïc trình: 2
Trình ñoä thuoäc khoái kieán thöùc: Khoá
i kieá
n thö ùc cô sôûngaø
nh.
Phaân boá thôøi gian: 100% thö ï
c haø
nh
Ñieàu kieän tieân quyeát: Thö ï
c haø
nh sau khi hoï
c song caùc moâ
n hoï
c lyù thuyeá
t
caùc quaùtrình vaøthieá
t bò1 vaø2.
6. Moâ taû vaén taét noäi dung moân hoïc: Trang bò cho sinh vieâ
n naé
m baé
t ñö ôï
c caùc
kieá
n thö ùc lyù thuyeá
t ñaõhoï
c trö ôùc veàcaùc cô sôû caùc quaù trình thuûy lö ï
c, cô hoï
c
vaät lieäu rôø
i, truyeàn nhieät, truyeàn khoá
i. Tính toaùn ñö ôï
c caùc thoâ
ng soácô baûn
trong caùc quaùtrình 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 coâ
ng ngheähoùa hoï
c. Taäp 1, 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 phaå
m. Taäp 1, 2 - NXB Khoa hoï
c vaøkyõthuaät, 1999
[3]. Phaï
m Vaê
n Boâ
n, Nguyeãn Ñình Thoï- Quaùtrình vaøthieá
t bò coâ
ng ngheähoùa
hoï
c - Truyeàn nhieät - NXB Ñaï
i hoïc quoá
c gia thaø
nh phoáHoàChí 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. Taäp 1,
2 - 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 hoï
c quoá
c gia thaø
nh phoá
HoàChí Minh, 2001
[6].VoõVaê
n Bang, VuõBaù Minh - Truyeàn khoá
i - NXB Khoa hoï
c vaøkyõthuaät,
1998
[7]. Hoaø
ng Minh Nam, VuõBaù Minh - Cô hoï
c vaät lieäu rôø
i - NXB Khoa hoï
c
vaøkyõthuaät, 1998
10. Tieâu chuaån ñaùnh giaù sinh vieân: Tham dö ïñaày ñuûcaùc buoå
i thö ï
c haø
nh vaøthaûo
luaän ñaày ñuû. Thi kieå
m tra giö õa hoï
c kyøkyøtheo qui cheá 04/1999/QÑBGD&ÑT
11. Thang ñieåm: 10/10
12. Muïc tieâu moân hoïc: Trang bòcho sinh vieâ
n nhö õng kieá
n thö ùc cô baûn veàcô sôû
lyùthuyeá
t chuyeâ
n ngaø
nh hoaùhoï
c.
3
Khoaù Hoùa
Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò
13. Noäi dung chi tieát:
Baø
i 1: Chö ng caá
t
Baø
i 2: Truyeàn nhieät oá
ng loàng oá
ng
Baø
i 3: Thaùp ñeäm
Baø
i 4: Quaï
t ly taâ
m
Baø
i 5: Bôm ly taâ
m
Baø
i 6: Loï
c khung baûn
Baø
i 7: Thaùo laé
p thieá
t bòtruyeàn nhieät
Baø
i 8: Thaùo laé
p thieá
t bòloï
c
4
Khoaù Hoùa
Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò
BAØI 1: CHÖNG CAÁT
I . MUÏC ÑÍCH :
Khaûo saùt aûnh hö ôûng cuûa doø
ng hoø
an 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 caá
u 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 ømaâ
m dö ôùi leâ
m maâ
m treâ
n vaøñoàng
thôø
i coùnoàng ñoäñoàng nhaá
t taï
i moï
i vòtrí treâ
n tieát dieän.
- Treâ
n moãi maâ
m luoâ
n ñaï
t sö ïcaâ
n baè
ng giö õa hai pha.
1. Hieäu suaát :
Ñeåchuyeå
n soámaâ
m lyù thuyeá
t thaø
nh soámaâ
m thö ï
c ta caàn phaûi bieá
t hieäu suaá
t
maâm. coù 3 loï
ai hieäu suaá
t caàn duø
ng laø
: (1) hieäu suaá
t toå
ng quaùt , lieâ
n quan ñeá
n toø
an
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 ï
c cho toø
an thaùp.
Soámaâ
m lyùtö ôûng
soábaäc thang - 1
E0 =
=
Soámaâ
m thö ï
c
soámaâ
m thö ï
c
Vôùi 1 tö ôï
ng trö ng cho noài ñun luoâ
n luoâ
n tö ông ñö ông vôùi moät maâ
m lyùthuyeá
t
Hieäu suaá
t maâ
m Murphree ñònh nghóa laø:
yn - yn+1
EM =
y*n - yn+1
Trong ñoù:
yn = noàng ñoäthö ï
c 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 baè
ng 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 ñoå
i noàng ñoä pha hôi
qua moät maâ
m vôùi sö ïbieá
n ñoå
i noàng ñoäcö ï
c ñaï
i coùtheåñaï
t ñö ôï
c khi pha hôi rôø
i maâ
m
caân baè
ng vôùi pha loûng rôø
i maâ
m thö ù n . noùi chung pha loûng rôø
i maâ
n coù noàng ñoä
5
Khoaù 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 ñeá
n khaùi nieäm
hieäu suaá
t cuï
c boä. hieäu suaá
t cuï
c boäñö ôï
c ñònh nghóa nhö sau :
,
,
yn - y n+1
EM =
y,en - y,n+1
yn, : Noàng ñoärôø
i khoûi vòtrí cuïtheå
treâ
n 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 cuø
ng vòtrí
2. Moái lieân heä giöõa hieäu suaát maâm Murpree vaø hieäu suaát toång quaùt :
Hieäu suaá
t toå
ng 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 tuø
y thuoäc vaø
o ñoä doá
c tö ông ñoá
i cuûa ñông2 caâ
n baè
ng vaø
ñö ôø
ng laø
m vieäc. Khi mG/L > 1 hieäu suaá
t toå
ng 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
vuø
ng nhö treâ
n (chö ng caá
t) thì hieäu suaá
t toå
ng 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 ïbieá
n thieâ
n noàng ñoäqua moät hoaë
c moät vaø
i maâ
m 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 thoá
ng ño nhieät ñoä . Ño nhieät ñoä caùc maâ
m , noài ñun , nhieät ñoä nhaäp
lieäu , nhieät ñoähoaø
n lö u .
- Moät phuøkeá.
- Ñoàng hoàño thôø
i gian (sinh vieâ
n chuaå
n bò).
- Moät oá
ng khaé
c vaï
ch 250 ml .
- Moät bình nö ôùc caá
t.
- Moät bình rö ôï
u Etylic.
IV. PHÖÔNG PHAÙP THÍ NGHIEÄM :
1 Tieán haønh thí nghieäm :
- Ñoåbình nö ôc caá
t vaø
o bình nhaäp lieäu, pha rö ôï
u vaø
o sao cho noàng rö ôï
u khoaûng
15-20 ñoä, pha hoãn hôï
p gaàn ñaày bình nhaäp lieäu .
- Khi hoãn hôï
p trong noài ñun dö ôùi vaï
ch traé
ng (1/3) noài ñun seõraá
t nguy hieå
m, seõ
chaùy 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 heä thoá
ng , môû coâ
ng taé
c ñieän cuûa nguoàn chính, môû
coâng taé
c gia nhieät noài ñun, chôønoài ñun soâ
i tieá
n haø
nh nhaäp lieäu.
6
Khoaù Hoùa
Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò
- Noá
i ñaàu oá
ng 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 hôï
p (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 laø
m nguoäi. (Sö û duï
ng chung vôùi baø
i oá
ng loàng
oáng). Trong quaùtrình chö ng caá
t khoâ
ng ñö ôï
c taé
t bôm naø
y.
- Trong quaù trình thieá
t bò chö ng caá
t ñang hoaï
t ñoäng. Caùc van SP, BNL seõ
ñoùng.
- Saûn phaå
m ñænh thu ñö ôï
c seõcho hoø
an lö u qua ñænh thaùp chö ng caá
t baè
ng caùch ,
môû van HL1, HL2, môû coâ
ng taé
c bôm hoaø
n lö u, lö u lö ôï
ng hoø
an lö u ñö ôï
c ñieàu
chænh qua lö u lö ôï
ng keáhoø
an lö u ôû ñoäñoï
c thích hôï
p (theo GVHD). Nhieät ñoähoaø
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 oá
ng 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 haø
nh 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 vaø
o 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 :
+ Taé
t gia nhieät hoaø
n lö u , taé
t bôm hoaø
n lö u.
+ Taé
t gia nhieät nhaäp lieäu, taé
t bôm nhaäp lieäu .
+ Taé
t gia nhieät noài ñun .
+ Thaùo saûn phaå
m ñænh vaø
o bình nhaäp lieäu coàn qua van.
+ Taé
t bôm doø
ng laø
m laï
nh, khi khoâ
ng coø
n saûn phaå
m.
+ Ngaé
t coâ
ng taé
t 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 ôû ñoä ñoï
c nhaá
t ñònh
khoâ
ng ñoå
i vaø
o maâ
m soá4 (hoaë
c baá
t kyømaâ
m khaùc) thí nghieäm 3 trò soá
khaùc nhau cuûa doø
ng hoaø
n lö u ôû3 ñoäñoï
c khaùc nhau (theo GVHD)
2. Aûnh hö ôûng cuûa vò trí maâ
m nhaäp lieäu : Thay ñoå
i 2 vò trí môùi cuûa maâ
m
nhaäp lieäu vaø
o maâ
m soá2 vaømaâ
m soá5 (hoaë
c hai maâ
m khaùc vôùi thí
nhgieäm 1) giö õlö u lö ôï
ng nhaäp lieäu khoâ
ng ñoå
i.
3. Ño nhieät ñoä doø
ng nhaäp lieäu vaønhieät ñoä doø
ng hoaø
n lö u baè
ng ñoàng hoà
ñieän tö û.
7
Khoaù 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
Vòtrí maâ
m
F
120
180
240
1
2
3
4
TN
1
2
3
4
TN
1
2
3
4
Vò trí maâm
R
xF
Phöông trình ñöôøng nhaäp lieäu
TN Vòtrí maâm
R
Ñoächæ phuø Nhieät ñoä ño
keá
VD
VF
tF
tLO
L.lö ôï
ng doø
ng
ml/ph
Lo
D
30
60
90
120
Soá maâm LT
xD
xW
tF
Phöông trình ñöôøng caát
H.suaá
t maâ
m
t.quaùt
Hieäu suaát maâm soá
1
2
3
4
1
2
3
4
2. Ñoà thò vaø keát quaû tính toaùn
a. Tìm soámaâ
m lyùthuyeá
t baè
ng phö ông phaùp ñoàthò. Duø
ng moãi ñoàthòcho moãi
trö ôø
ng hôï
p thí nghieäm.
a. Tính hieäu suaá
t toå
ng quaùt vaøhieäu suaá
t maâ
m cho moãi trö ôø
ng hôï
p thí nghieäm.
b. Tö øsoámaâ
m thö ï
c veõtreâ
n ñoàthòsuy ra ñoätinh khieá
t cuûa saûn phaå
m ñænh .
3. Baøn luaän:
8
5
Khoaù Hoùa
Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò
a. Baø
n luaän veàaûnh hö ôûng cuûa doø
ng hoaø
n lö u ñeá
n ñoätinh khieá
t cuûa saûn
phaå
m vaøhieäu suaá
t maâ
m 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 suaá
t maâ
m.
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.
BoäPhaänNgö ng
TuïSaûnPhaå
m
Ñ
ieänTrôû
Ñ
unNoùng
Doø
ngNhaäp
Lieäu
Ñ
ieänTrôûÑ
un
NoùngDoø
ng
Hoaø
nLö u
Lö uLö ôï
ng
KeáÑ
o
Doø
ngHoaø
n
Lö u
AT
LN
Lö uLö ôï
ngKeá
Ñ
oDoø
ngNhaäp
Lieäu
HL2
Doø
ngLaø
m
Nguoäi
BìnhChö ùaSaûn
Phaå
mÑ
ænh
NL
HL1
Noài Ñ
un
BNL
SP
BômHoaø
nLö u
TL
Ñ
ieänTrôû
2,5Kw
BìnhChö ùaNhaäpLieäu
BômNhaäpLieäu
THIEÁ
TBÒTHÍNGHIEÄMCHÖ NGCAÁ
T
9
Khoaù Hoùa
Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò
BAØI 2. TRUYEÀN NHIEÄT OÁNG LOÀNG OÁNG
I. MUÏC ÑÍCH THÍ NGHIEÄM
Laø
m quen vôùi thieá
t bòtruyeàn nhieät daï
ng oá
ng loàng oá
ng, caùc duï
ng cuïño nhieät ñoävaø
lö u lö ôï
ng lö u chaá
t.
Xaùc ñònh heäsoátruyeàn nhieät trong quaùtrình truyeàn nhieät giö õa hai doø
ng laï
nh noùng
ñö ôïc ngaê
n caùch bôûi vaùch ngaê
n kim loaï
i ôûcaùc cheáñoächaûy khaùc nhau.
Thieátlaäp phö ông trình caâ
n baè
ng nhieät lö ôï
ng .
II. LYÙ THUYEÁT
Truyeàn nhieät trong thieá
t bòdaï
ng oá
ng loàng oá
ng laøsö ïtruyeàn nhieät phö ùc taï
p
giö õa hai lö u chaá
t ñö ôï
c ngaê
n caùch bôûi vaùch ngaê
n kim loaï
i. Phö ông thö ùc truyeàn
nhieät ôûñaâ
y laøtruyeàn nhieät ñoá
i lö u tö øvaùch ngaê
n ñeá
n lö u chaá
t (vaøngö ôï
c laï
i) vaødaãn
nhieät qua thaø
nh oá
ng kim loaï
i.
Nhieät lö ôï
ng do doø
ng noùng toûa ra:
QN = G1C1(tv1 – tR1)
Nhieät lö ôï
ng do doø
ng laï
nh nhaän vaø
o
QL = G2C2(tR2 – tv2)
Tö ødoùta thaø
nh laäp phö ông trình caâ
n baè
ng nhieät lö ôï
ng
QN = Q L
G1C1(tv1 – tR1) = G2C2(tR2 – tv2)
Trong ñoù:
G1, G2 - Lö u lö ôï
ng doø
ng noùng vaødoø
ng laï
nh, kg/s
C1, C2 - Nhieät dung rieâ
ng cuûa lö u chaá
t, J/kg.ñoä
tv1, tR1 - Nhieät ñoävaø
o vaøra cuûa doø
ng noùng, 0C
tv2, tR2 - Nhieät ñoävaø
o vaøra cuûa doø
ng laï
nh, 0C
Quaùtrình truyeàn nhieät ñö ôï
c bieå
u dieãn bôûi phö ông trình:
Q = Kl*.tlog.L
(1)
(2)
Trong ñoù:
L - Chieàu daø
i oá
ng, m
Kl* - Heäsoátruyeàn nhieät daø
i theo thö ï
c nghieäm, W/m2.ñoä
tlog – hieäu soánhieät ñoätrung bình giö õa hai doø
ng lö u chaá
t, 0C
Δt
log
Δ
t Δt n
l
Δt
l
ln
Δt n
(3)
10
Khoaù Hoùa
Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò
tv2
Neáu hai doø
ng lö u chaá
t chuyeå
n
ñoäng ngö ôï
c chieàu thì tL vaø
tR2
tN ñö ôï
c tính nhö hình 1.
tv1
Trong ñoù
tL = tv2 – tR1
tv1
tN = tR2 – tv1
t
tv1
tL
tv1
tN
tR1
tv1
tv1
v1
Neá
u
Δt
Δt
L 2
N
Hình 1
thì hieäu soánhieät ñoätrung bình cuûa hai doø
ng lö u chaá
t coùtheåñö ôï
c
tính theo coâ
ng thö ùc:
Δt
log
Δt
tb
Δt
L Δt
2
N
Heäsoátruyeàn nhieät daø
i tính theo lyùthuyeá
t Kl:
K
l
(4)
Π
r
d ng
1
1
1
.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 ôø
ng kính trong cuûa oàng truyeàn nhieät, m
.
- heäsoádaãn nhieät cuûa kim loaï
i laø
m oá
ng, W/m.ñoä.
db - Ñö ôø
ng kính lôùp baå
n baùm treâ
n thaø
nh oá
ng, m.
2
rb – heäsoátrôûnhieät cuûa caë
n baå
n, m .ñoä/W
1, 2 - heäsoácaá
p nhieät giö õa vaùch ngaê
n vaøcaùc doø
ng lö u chaá
t ñö ôï
c tính
tö øchuaå
n soáNu.
P 0,25
Nu A.R e m .Pr n ( r )
.E .E R
l
Prt
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.
Ñaë
c ñieå
m beàmaë
t truyeàn nhieät bao goàm ñoänhaùm, hình daï
ng…
III. THIEÁT BÒ THÍ NGHIEÄM
Heäthoá
ng thieá
t bòthí nghieäm coù3 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.
11
Khoaù Hoùa
Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò
Kieå
u oá
ng C: Loaï
i oá
ng loàng oá
ng ñôn giaûn, lö u chaá
t chaûy doï
c beàmaë
t cuûa
oá
ng trong
Kích thö ôùc caùc loaï
i oá
ng 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
trong, mm
Ñö ôø
ng kính oá
ng
ngoaø
i, mm
Chieàu daø
i, 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 coâ
ng taé
c ñieän trôûF, ñun nö ôùc cho tôùi luùc soâ
i.
Ñoáivôùi baø
i thí nghieäm naø
y ta coáñònh lö u lö ôï
ng doø
ng laï
nh vaøcho thay ñoå
i doø
ng
noùng ñeåxeùt sö ïtrao ñoå
i nhieät giö õa hai doø
ng lö u chaá
t.
1. Ñoáivôùi oá
ng B:
Ñieàu chænh doø
ng laï
nh:
Môûhoaø
n toaø
n van 2 vaø6/ ñeåñaûm baûo raè
ng nö ôùc coùtheåhoaø
n lö u laï
i 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 toaø
n van 12 vaøñieàu chænh van 6 ñeålö ôï
ng nö ôùc qua lö u lö ôï
ng keálaø8
l/phuùt.
Môûlaïivan 12 ñoàng thôø
i ñoùng hai van 9L, 10L ñeåkhoâ
ng cho doø
ng laï
nh chaûy qua
lö u lö ôï
ng keá
. Lö u yùraè
ng doø
ng laï
nh chaûy qua oá
ng B luùc naø
y laø8 l/phuùt.
Ñieàu chænh doø
ng noùng:
Môû3 van noùng 9N, 10N, 11.
Môûvan 4 vaøñoùng hai van 3, 5 ñeådoø
ng noùng chaûy vaø
o oá
ng B.
Baäc bôm BN sau ñoùñoùng van 11 laï
i. Ñieàu chænh van 4 cho nö ôùc qua lö u luôï
ng keá
laø4 l/phuùt.
Ñôïikhoaûng 2 phuùt, sau ñoùño nhieät ñoäñaàu vaø
o vaøra cuûa 2 doø
ng lö u chaá
t ö ùng vôùi
caùc nuùt treâ
n thieá
t bòño nhieät ñoä.
Tieáp tuï
c ñieàu chænh van 4 ñeåtaê
ng lö u lö ôï
ng doø
ng noùng leâ
n 8 vaø12 l/phuùt, ño nhieät
ñoäñaàu vaø
o vaøra tö ông tö ïnhö treâ
n.
Taétbôm noùng BN.
2. Ñoáivôùi oá
ng C
Ñoùng ba van noùng 9N, 10N, 11 vaømôûlaï
i ba van laï
nh 9L, 10L, 12.
Môûvan 7 vaøñoùng van 8 ñeåcho doø
ng laï
nh chaûy qua oá
ng C.
12
Khoaù Hoùa
Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò
Ñoùng van 12 laï
i vaøñieàu chænh van 6/ ñeånö ôùc chaûy qua lö u lö ôï
ng keáG laø8 l/phuùt.
Ñoùng 3 van noùng 9N, 10N, 11 vaømôû3 van laï
nh 9L, 10L, 12.
Caùc bö ôùc coø
n laï
i hoaø
n toaø
n tö ông tö ïnhö ñoá
i vôùi oá
ng B.
3. Ñoáivôùi oá
ng A
Do oáng A chæ coùdoø
ng noùng chaûy qua neâ
n caùc bö ôùc thí nghieäm SV laø
m tö ông tö ï
nhö treâ
n.
Caùc keá
t quûa thí nghieäm coùtheålaäp vaø
o baûng 2:
Baûng 2: Keá
t quûa thí nghieäm
Lö u lö ôï
ng doø
ng
laï
nh, l/ph
Lö u lö ôï
ng doø
ng
noùng, l/ph
OÁ
ng A
QN1 = 4
QN2 = 8
QN3 = 12
QN1 = 4
QN2 = 8
QN3 = 12
QN1 = 4
QN2 = 8
QN3 = 12
QL = 8
(OÁ
ng B)
QL = 8
(OÁ
ng C)
Nhieät ñoädoø
ng
noùng
Vaø
o, 0C Ra, 0C
Nhieät ñoädoø
ng
laï
nh
Vaø
o, 0C Ra, 0C
V. TRÌNH TÖÏ TÍNH TOAÙN
b1 - Tính nhieät lö ôï
ng Q theo coâ
ng thö ùc (1)
b2 - Tính log theo (3)
b3 - Tính heäsoátruyeàn nhieät daø
i thö ï
c nghieäm theo (2)
b4 - Tính heäsoátruyeàn nhieät daø
i theo lyùthuyeá
t theo (4) baè
ng caùch tính heäsoácaá
p
nhieät 1, 2 nhö sau:
Xaùc ñònh cheáñoächaûy cuûa lö u chaá
t baè
ng chuaå
n soáRe
Re
ρω d
td
μ
Trong ñoù:
, - khoá
i lö ôï
ng rieâ
ng vaøñoänhôùt ñoäng hoï
c cuûa lö u chaá
t, kg/m3 vaøPa.S
dtd – kích thö ôùc hình hoï
c chuûyeá
u, m
d
td
Vôùi:
4F
π
F – dieän tích maë
t caé
t, m2
- chu vi maë
t caé
t ö ôùt, m
Ñoáivôùi oá
ng B:
Cheáñoächaûy maø
ng 5 < Re <103
13
Khoaù Hoùa
Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò
Pr
Nu 0,5Re 0,5 Pr 0,38
Prt
0,25
Cheáñoächaûy chuyeå
n tieá
p 103 < Re < 2.105
Pr
Prt
Nu 0,25Re 0,6 Pr 0,38
0,25
Cheáñoächaûy roá
i 2.105 < Re < 2.106
Pr
Nu 0,023Re 0,8 Pr 0,37
Prt
0,25
Ñoáivôùi oá
ng C:
Cheáñoächaûy maø
ng Re < 2300
Pr
Prt
Nu 0,15Re 0,33 Pr 0,43 Gr 0,1
0,25
Cheáñoächaûy chuyeå
n tieá
p 2300 < Re <10.000
Pr
Prt
Nu C.Pr 0,43
0,25
ε
l
Cheáñoächaûy roá
i Re > 10.000
Pr
Prt
Nu 0,021Re 0,8 Pr 0,43
0,25
Trong ñoù:
Pr, Prt – chuaå
n soáprandt ôûnhieät ñoätrung bình cuûa doø
ng lö u chaá
t vaøcuûa vaùch
ngaên, ñaë
c trö ng cho sö ïkhaùc nhau cuûa heäsoácaá
p nhieät khi ñun noùng vaølaø
m laï
nh.
Neáu khoâ
ng bieá
t nhieät ñoävaùch ngaê
n, ñeåñôn giaûn trong tính toaùn ta xem nhieät ñoä
trung bình cuûa doø
ng lö u chaá
t baè
ng nhieät ñoäcuûa vaùch ngaê
n nghóa laøtæ soáPr/Prt = 1.
C – heäsoáphuïthuoäc vaø
o Re. Coùtheåchoï
n C theo baûng 3:
l – heäsoáphuïthuoäc tyûleäl/d khi Re < 10.000, l cho trong baûng 4
Gr – chuaå
n soáGrashop
gd 3ρ
Gr td
μ
2
Re.103
C
2,1
1,9
2 βΔt
Vôùi:
- heäsoágiaûn nôûtheåtích
t – hieäu nhieät ñoägiö õa thaø
nh oá
ng vaødoø
ng lö u chaá
t
Baûng 3: Caùc giaùtròcuûa C theo Re
2,2
2,2
2,3 2,4
3,3 3,8
2,5
4,4
3
6
14
4
10,3
5
15,5
6
8
19,5 27
10
33
Khoaù Hoùa
Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò
Baûng 4: caùc giaùtròcuûa l theo tyûsoál/d
l/d
1
2
5
10
15
29
30
l
1,9
1,7
1,44 1,28
1,18
1,13 1,05
Sau khi coùchuaå
n soáNu ta tìm 1, 2 theo coâ
ng thö ùc:
Nu
αd
40
1,02
50
1
td
λ
vôùi: - heäsoádaãn nhieät cuûa lö u chaá
t
*
b5 - Laäp baûng keá
t quûa tính Kl vaøKl theo cheáñoächaûy tö øñoùsuy ra sai soágiö õa Kl*
vaøKl.
b6 - Dö ï
ng ñoàthòKl*, Kl theo Re
VI. BAØN LUAÄN
Sau khi tính toaùn vaødö ï
ng caùc ñoàthò, sinh vieâ
n tö ïñö a ra nhö õng nhaän xeùt,
ñaùnh giaùvaøbaø
n luaän veàkeá
t quaûthí nghieäm theo caùc noäi dung sau:
Toå
n thaá
t nhieät coùñaùng keåkhoâ
ng. Taï
i sao.
Nguyeâ
n nhaâ
n gaâ
y ra sai soátrong luùc laø
m thí nghieäm, aûnh hö ôûng cuûa sai soá
ñeán keá
t quûa tính toaùn. Bieän phaùp khaé
c phuï
c.
Giaûi thích sö ïkhaùc nhau giö õa Kl* vaøKl.
Ñö a ra moät vaø
i ö ùng duï
ng moâhình thí nghieäm trong thö ï
c teá
.
7. TAØI LIEÄU THAM KHAÛO:
1. Hö ôùng Daãn Thí Nghieäm Quaù Trình vaøThieá
t Bò – Trö ôø
ng Ñaï
i Hoï
c Baùch
Khoa Thaø
nh PhoáHoàChí Minh.
2. SoåTay Taäp II Quaù Trình VaøThieá
t Bò Coâ
ng NgheäHoùa Chaá
t – NXB Khoa
Hoïc vaøKyõThuaät.
15
Khoaù Hoùa
Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò
BAØI 3. THAÙP ÑEÄM
I. MUÏC ÑÍCH THÍ NGHIEÄM:
- Khaûo saùt ñaë
c tính ñoäng lö ï
c hoï
c lö u chaá
t vaøkhaû naê
ng hoaï
t ñoäng cuûa thaùp ñeäm
baèng caùch xaùc ñònh:
-
AÛnh hö ôûng cuûa vaän toá
c khí vaøloûng leâ
n ñoägiaûm aùp suaá
t cuûa doø
ng khí qua coät.
- Sö ïbieá
n ñoå
i cuûa heä soáma saùt fck trong coät theo chuaå
n soáReynolds Rec cuûa
doø
ng khí vaøsuy ra caùc heäthö ùc thö ï
c nghieäm.
- Sö ïbieá
n ñoå
i cuûa thö ø
a soá lieâ
n heägiö õa ñoägiaûm aùp cuûa doø
ng khí khi coät khoâvaø
khi coät ö ôùt vôùi vaän toá
c doø
ng loûng.
II. LYÙ THUYEÁT THÍ NGHIEÄM:
1. Caáu taïo:
Thaùp ñeäm laømoät thaùp hình truïgoàm nhieàu ñoaï
n noá
i vôùi nhau baè
ng maë
t bích
hay haø
n. Vaät ñeäm ñö ôï
c ñoåñaày trong thaùp theo moät trong hai phö ông phaùp: xeá
p
ngaãu nhieâ
n hay xeá
p thö ùtö ï
.
Vaät ñeäm sö ûduï
ng goàm nhieàu loaï
i khaùc nhau, phoåbieá
n nhaá
t laømoät trong soácaùc
vaät loaï
i sau:
Voø
ng Raschig: hình truïroãng baè
ng sö ù, kim loaï
i hoaë
c nhö ï
a.
Vaät ñeäm hình yeâ
n ngö ï
a
Vaät ñeäm voø
ng xoaé
n
Yeâ
u caàu chung cuûa caùc loaï
i vaät ñeäm laøphaûi coù dieän tích beà maë
t rieâ
ng lôùn
2
3
3
3
(m /m taàng ñeäm), ngoaø
i ra ñoä roãng (hay theåtích tö ïdo, m /m taàng ñeäm) lôùn ñeå
giaûm trôû lö ï
c pha khí. Vaät lieäu cheátaï
o phaûi coù khoá
i lö ôï
ng rieâ
ng nhoû vaøbeàn hoùa
hoïc
2. Söï chuyeån ñoäng cuûa löu chaát qua thaùp ñeäm:
Khi chaá
t loûng chueå
n ñoäng tö øtreâ
n xuoá
ng vaøpha khí chuyeå
n ñoäng tö ødö ôùi coù
theåxaûy ra 4 cheáñoä thuûy lö ï
c sau: cheáñoämaø
ng, cheáñoätreo, cheáñoänhuõtö ông vaø
cheáñoäkeùo theo. Trong ba cheáñoächaûy maø
ng, treo vaønhuõtö ông thì pha khí laøpha
lieân tuïc chieá
m taá
t caûkhoâ
ng gian coø
n laï
i trong thaùp coø
n chaá
t loûng chaûy theo beàmaë
t
ñeäm vaølaøpha phaâ
n taùn. Ô ûcheáñoäkeùo theo (hay cheáñoäsuûi boï
t thì pha loûng chieá
m
toaø
n boätheåtích tö ïdo vaønhö vaäy pha loûng laøpha lieâ
n tuï
c coø
n pha khí laøpha phaâ
n
taùn.
16
Khoaù Hoùa
Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò
A- Ñieåm haõm
B- Ñieåm treo
C- Ñieåm ñaûo pha
D- Ñieåm saëc
OA- Cheáñoämaø
ng
AB- Cheáñoätreo
BC-Cheáñoänhuõtö ông
CD- Cheáñoäkeùo theo
D
C
A
0
B
Wy
Sö ïphuïthuoäc giö õa cö ôø
ng ñoächuyeå
n khoá
i
vaøvaän toá
c khí
Ñoä giaûm aùp khi coät khoâ:
Ñoä giaûm aùp Pc cuûa doø
ng khí qua thaùp ñeäm phuïthuoäc vaø
o vaän toá
c khoá
i
lö ôïng G cuûa khí khi coät khoâ(khoâ
ng coùdoø
ng loûng chaûy ngö ôï
c chieàu). Khi doø
ng khí
chuyeån ñoäng trong caùc khoaûng troá
ng giö õa caùc vaät ñeäm taê
ng daàn vaän toá
c thì ñoä
giaûm aùp cuõng taê
ng theo, sö ïgia taê
ng naø
y theo luõy thö ø
a tö ø1,8 ñeá
n 2 cuûa vaän toá
c
doø
ng khí:
Pc ~ Gn (Vôùi n = 1,8 2)
(1)
Neá
u chia hai veáphö ông trình (1) cho chieàu cao coät ñeäm Z vaølaá
y logarit hai
veáta ñö ôï
c:
lg Pc/Z = nlgG – lgZ
Ñaâ
y laøphö ông trình ñö ôø
ng thaúng coùheäsoágoùc n
Ñoä giaûm aùp khi coät öôùt:
Khi coù doø
ng loûng chaûy ngö ôï
c chieàu, caùc khoaûng troá
ng bò thu nhoû laï
i vaødoø
ng
khí di chuyeå
n khoù khaê
n hôn vì moät phaàn theåtích tö ïdo bò lö ôï
ng chaá
t loûng chieá
m
cö ù. Trong giai ñoaï
n ñaàu (dö ôùi ñieå
m A), lö ôï
ng chaá
t loûng bò giö õlaï
i trong thaùp laø
khoâng ñoå
i theo toá
c ñoä khí maë
c daàu lö ôï
ng chaá
t loûng naø
y taê
ng theo suaá
t lö ôï
ng pha
loûng. Trong vuø
ng giö õa A vaøB, lö ôï
ng chaá
t loûng bò giö õlaï
i trong thaùp taê
ng nhanh
theo toá
c ñoäkhí, caùc choåtroá
ng trong thaùp nhoû daàn vaøñoägiaûm aùp cuûa pha khí taê
ng
nhanh. Vuø
ng naø
y goï
i laøvuø
ng gia troï
ng, ñieå
m B goï
i laøñieå
m gia troï
ng. Taï
i B, neá
u
tieáp tuïc taê
ng toá
c ñoäpha khí (ö ùng vôùi moät suaá
t lö ôï
ng pha loûng khoâ
ng ñoå
i) thì seõcoù
hieän tö ôï
ng pha khí suûi boï
t qua lôùp chaá
t loûng taï
i beàmaë
t lôùp vaät ñeäm vaøtaï
o ra sö ï
ñaûo pha tö øpha khí (lieâ
n tuï
c) – pha loûng (phaâ
n taùn) thaø
nh pha khí (phaâ
n taùn) –
pha loûng (lieâ
n tuï
c) . Luùc ñoù hieän tö ôï
ng pha khí loâ
i cuoá
n chaá
t loûng taê
ng maï
nh vaø
thaùp ôû traï
ng thaùi ngaäp luï
t, ñoä giaûm aùp cuûa pha khí taê
ng raá
t nhanh. Ñieå
m baé
t ñaàu
vuø
ng ngaäp luï
t thö ôø
ng ñö ôï
c xaùc ñònh baè
ng sö ïthay ñoå
i heä soágoùc cuûa ñö ôø
ng bieå
u
dieãn. Trong thö ï
c teáthaùp thö ôø
ng ñö ôï
c vaän haø
nh trong vuø
ng gia troï
ng, gaàn ñieå
m
ngaäp luï
t.
17
Khoaù Hoùa
Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò
log(Pc/Z)
L3
L2
L1
Hình 1: AÛnh hö ôûng cuûa G vaøL ñoá
i
vôùi ñoä giaûm aùp Pc cuûa pha khí
trong thaùp ñeäm ngaãu nhieâ
n.
B
L=0
A
logG
III. THÖØA SOÁ MA SAÙT FCK THEO REC KHI COÄT KHOÂ:
Shilton vaøColburn ñö a ra moät heä thö ùc lieâ
n heä giö õa ñoä giaûm aùp cuûa doø
ng khí
qua coät cheâ
m khoâvôùi vaän toá
c khoá
i lö ôï
ng cuûa doø
ng khí qua coät:
2
G Z
N
Pck = 2fck
p w ,
(2)
G Dp
m2
Trong ñoù:
Z: chieàu cao phaàn cheâ
m, m.
G: vaän toá
c khoá
i lö ôï
ng doø
ng khí qua coät, Kg/m2.s.
Dp: kích thö ôùc ñaë
c trö ng cuûa vaät cheâ
m, m.
p: heä soáñieàu chænh duø
ng cho vaät cheâ
m roãng (nhö voø
ng sö ù, Raschig...) thay
vì caùc vaät cheâ
m ñaë
c.
w: heäsoáñieàu chænh aûnh hö ôûng cuûa thaø
nh coät leâ
n ñoäxoá
p cuûa taàng cheâ
m.
Sherwood toå
ng hôï
p keá
t quaû cuûa moät soánghieâ
n cö ùu vaøñö a ra trò soásau cho
voø
ng sö ù12,7mm:
p = 0,35
w = 1,0
Tuy nhieâ
n Zhavoronkov ñeànghò moät heä thö ùc khaùc khaù ñuùng hôn vì ñaõñö a
ñö ôïc tròsoáñoäxoá
p cuûa taàng cheâ
m vaø
o heäthö ùc:
2
G Z
Pck = 2fck
(3)
G De
Trong ñoù:
De : ñö ôø
ng kính tö ông ñö ông cuûa vaät cheâ
m, m
De = 4/a
: ñoäroãng hay ñoäxoá
p (khoâ
ng thö ùnguyeâ
n).
a: dieän tích beàmaë
t rieâ
ng cuûa vaät cheâ
m, m2/m3.
Thö ø
a soáma saùt fck laøhaø
m soátheo chuaå
n soáRe vôùi Re ñö ôï
c ñònh nghóa:
G De
4G
Rec = =
(4)
a
Trong ñoù:
- ñoänhôùt cuûa doø
ng khí, Kg/m.s.
18
Khoaù Hoùa
Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò
Zhavoronkov ñaõxaùc ñònh ñö ôï
c khi doø
ng khí chuyeå
n tö øcheáñoächaûy taàng sang
chaûy roá
i ö ùng vôùi trò soáRec = 50. Trong vuø
ng chaûy roá
i 50 < Re < 7000 vôùi coät
cheâm ngaãu nhieâ
n thì
3,8
f
ck Re 0,2
Trong vuø
ng chaûy doø
ng Re < 50 thì heäsoáma saùt coùtheåtính theo coâ
ng thö ùc:
140
f
ck Re
Tuy nhieâ
n caùc heä thö ùc toå
ng quaùt treâ
n khoâ
ng ñö ôï
c chính xaùc laé
m vì khoâ
ng keå
ñö ôïc toaø
n boäaûnh hö ôûng cuûa hình daï
ng vaät cheâ
m.
IV. ÑOÄ GIAÛM AÙP PCÖ KHI COÄT ÖÔÙT:
Sö ïlieâ
n heägiö õa ñoägiaûm aùp khoâPck vaøö ôùt Pcö coùtheåvieá
t nhö sau:
Pcö = Pck
(6)
Do ñoùcoùtheådö ïkieá
n:
fcö = fck
(7)
2
Vôùi tuø
y thuoäc vaø
o vaän toá
c khoá
i lö ôï
ng cuûa doø
ng loûng L (Kg/m s).
Leva ñeànghòaûnh hö ôûng cuûa L leâ
n nhö sau:
L
= 10
(8)
hay
log = L
(9)
Vôùi tuø
y thuoäc loaï
i, kích thö ôùc, caùch thö ùc ñaë
t vaät cheâ
m vaømö ùc ñoä cuûa L.
Thí duïvôùi vaät cheâ
m voø
ng Raschig 12,7mm, cheâ
m ngaãu nhieâ
n, ñoäxoá
p = 0,586, L
2
tö ø0,39 ñeá
n 11,7 Kg/m .s vaøtrong vuø
ng dö ôùi ñieå
m gia troï
ng: = 0,84.
V. ÑIEÅM LUÏT CUÛA COÄT CHEÂM:
Khi coät cheâ
m luï
t, goï
i trò soáG tö ông ö ùng vôùi ñieå
m naø
y laøG*, caùc doø
ng chaûy
khoâng coø
n ñeàu ñaë
n, aùp suaá
t dao ñoäng maï
nh; hieän tö ôï
ng naø
y baá
t lôï
i cho sö ïhoaï
t
ñoäng cuûa coät. Zhavoronkov keá
t luaän raè
ng ñieå
m luït xaûy khi coù moät sö ïlieâ
n heänhaá
t
ñònh giö õa hai nhoùm soásau (rieâ
ng cho moãi coät):
2
fck.a v G
1 = 3
()0,2
(10)
2g L
L
G
G
L
Trong ñoù
fck: ñö ôï
c tính tö øheäthö ùc lieâ
n laï
c vôùi Rec.
v: vaän toá
c daø
i cuûa khí ngay trö ôùc khi vaø
o coät cheâ
m.
1: ñoänhôùt tö ông ñoá
i cuûa chaá
t loûng so vôùi nö ôùc
1 = loûng/ nö ôùc = 1 neá
u chaá
t loûng laønö ôùc.
2 =
19
(11)
Khoaù Hoùa
Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò
Do ñoù sö ïlieâ
n heä giö õa 1 vaø2 treâ
n giaûn ñoàlog - log seõxaùc ñònh moät bieå
u ñoà
luïtcuûa coät, phaâ
n ñònh giôùi haï
n hoaï
t ñoäng cuûa coät ôûdö ôùi ñö ôø
ng naø
y.
log2
Hình 2: Bieå
u ñoàluï
t cuûa coät cheâ
m
log1
VI. PHÖÔNG PHAÙP THÍ NGHIEÄM:
Trö ôùc khi thí nghieäm, môû hoaø
n toaø
n hai van VK1 vaøvan VL2 , caùc van coø
n laï
i
ñeàu ñoùng.
Môû bôm loûng BL ñoàng thôø
i môû van VL3 ñeåcho nö ôùc vaø
o 2/3 oá
ng chæ mö ï
c chaá
t
loûng baè
ng caùch ñieàu chænh van VL4 .
Baäc bôm khí BK , môû tö øtö øvan VK2 vaøñoùng tö øtö øvan VK1 ñeåtaê
ng lö ôï
ng khí
vaø
o thaùp nhaè
m thoå
i heá
t lö ôï
ng nö ôùc coø
n ñoï
ng trong caùc khe cuûa vaät ñeäm. Sau
khoaûng thôø
i gian 5 phuùt, môû van VK1 vaøñoùng van VK2 chuaå
n bò laø
m thí nghieäm
khi coät khoâ
.
Ño ñoägiaûm aùp khi coät khoâ
:
Môû daàn van VK2 ñeåtaê
ng lö ôï
ng khí qua coät. Ñoï
c 6 giaù tròPck treâ
n aùp keáchö õ
U theo cm coät nö ôùc ö ùng vôùi 6 trò soáG ôû ñieàu kieän oå
n ñònh sau ñoù Ñoùng laï
i van
VK2 laïi.
Ño ñoägiaûm aùp cuûa doø
ng khí khi coät ö ôùt:
Baäc bôm loûng BL , ñieàu chænh van VL3 ñeågiö õlö u lö ôï
ng loûng khoâ
ng ñoå
i qua
lö u lö ôï
ng keávaø
o coät. Môû van thaùo VL4 vaøVL5 neá
u caàn sao cho vaãn duy trì mö ï
c
nö ôùc trong oá
ng chæ mö ï
c chaá
t loûng laø2/3.
Taê
ng daàn lö u lö ôï
ng khí G vaøñoï
c Pcö theo cm coät nö ôùc taï
i aùp keáchö õU tö ông
tö ïnhö laø
m thí nghieäm coät khoâ
. Laë
p laï
i 5 giaùtròkhaùc nhau cuûa L.
Taé
t bôm BL trö ôùc roài taé
t bôm Bk sau ñeåtraùnh nö ôùc traø
n vaø
o ñö ôø
ng oá
ng daãn
khí.
VII. PHUÙC TRÌNH:
1. Keát quûa:
Ghi laï
i caùc keá
t quaûño vaøtính toaùn trình baø
y theo caùc baûng sau:
G, kg/s.m2
Pck/Z , N/m2/m
fck
20
Reck
- Xem thêm -