nhiệt động lực học kỹ thuật

Bài 1: NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
1) Hãy nêu và định nghĩa các loại không khí ẩm?
Các loại không khí ẩm:
® Không khí ẩm chưa bão hòa : là loại không khí ẩm mà lượng hơi nước chứa trong đó chưa
đến mức tối đa. Không khí ẩm chưa bão hòa còn có khả năng chứa thêm hơi nước. Trạng thái của
hơi nước trong không khí ẩm chưa bão hòa là hơi quá nhiệt. Phần áp suất hơi nước trong không
khí ẩm chưa bão hòa nhỏ hơn áp suất bão hòa của hơi nước ứng với nhiệt độ không khí ẩm (P
h
<
P
hs
).
® Không khí ẩm bão hòa : là không khí ẩm mà lượng hơi nước đã chứa tới mức tối đa tức là
G
h
= G
hmax
. Trong không khí ẩm bão hòa trạng thái của hơi nước là hơi bão hòa khô, như vậy phần
áp suất của hơi nước trong không khí ẩm bão hòa bằng áp suất bão hòa của hơi nước ứng với nhiệt
độ không khí ẩm (P
h
= P
hs
).
® Không khí ẩm quá bão hòa : là loại không khí ẩm mà lượng hơi nước đã chứa tới mức tối đa
và còn chứa thêm cả nước ngưng tụ. Nếu nhiệt độ thấp dưới 0
o
C sẽ có băng và tuyết. Trạng thái
của hơi nước trong không khí ẩm quá bão hòa là hơi bão hòa ẩm.
2) Nêu phương pháp chuyển đổi giữa các loại không khí ẩm?
® Không khí ẩm chưa bão hòa :

- Muốn chuyển thành không khí ẩm bão hòa ta có thể thực hiện các cách sau:
+ Làm lạnh không khí.
+ Phun hơi ẩm vào không khí.
- Muốn chuyển thành không khí ẩm quá bão hòa thì phải chuyển thành không khí ẩm bão hòa trước,
rồi sau đó từ không khí ẩm bão hòa mới chuyển thành không khí ẩm quá bão hòa.
® Không khí ẩm bão hòa :
- Muốn chuyển thành không khí ẩm chưa bão hòa ta có thể thực hiện các cách sau:
+ Sấy nóng không khí.
+ Cho tiếp xúc với vật liệu có áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu P
m
< P
h
.
- Muốn chuyển thành không khí ẩm quá bão hòa ta có thể thực hiện bằng cách phun hơi ẩm vào
không khí.
® Không khí ẩm quá bão hòa :
- Thông thường không khí ẩm ở trạng thái quá bão hòa không bền và sẽ tự động nhả ẩm để trở thành
trạng thái bão hòa.
3) Hãy mô tả đồ thị không khí ẩm I – d.
- Hàm ẩm d ghi trên trục hoành, các đường d không đổi song song với trục tung, trên đồ thị
(H.9.1/245) thường vẽ các đường d không đổi còn trục d hợp với trục tung góc 135
∞
không vẽ.
- Trục tung biễu diễn enthapy I, các đường I không đổi song song với trục d hợp với trục tung góc
135
∞
.
- Ngoài 2 trục chính kể trên, trên đồ thị còn ghi thêm các đường nhiệt độ không đổi, đường độ ẩm
tương đối không đổi và đường áp suất riêng phần của hơi nước trong hỗn hợp không khí ẩm.
4) Hãy nêu các ứng dụng của lĩnh vực không khí ẩm trong công nghiệp và trong đời sống hàng

ngày.
® Trong công nghiệp : không khí ẩm được sử dụng làm tác nhân sấy.
® Trong đời sống hàng ngày : không khí ẩm giúp phơi khô quần áo hay các sản phâm rau quả.
5) Thế nào là nhiệt độ bầu khô và thế nào là nhiệt độ bầu ướt?
® Nhiệt độ bầu khô:là nhiệt độ của hỗn hợp khí được xác định bằng nhiệt kế thông thường.
Nhiệt độ bầu khô cũng chính là nhiệt độ của tác nhân sấy vì bầu thủy ngân của nó tiếp xúc trực
tiếp với tác nhân sấy.
® Nhiệt độ bầu ướt: là nhiệt độ ổn định đạt được khi một lượng nhỏ nước bốc hơi vào hỗn hợp
khí chưa bão hòa hơi nước ở điều kiện đoạn nhiệt.
Nhiệt độ bầu ướt là một thông số đặc trưng khả năng cấp nhiệt của không khí để làm bay hơi
nước từ vật liệu ẩm cho đến khi không khí bão hòa hơi nước. t
ư
giúp để chọn nhiêt độ sấy thích
hợp. Nhiệt độ giới hạn của vật liệu phải lớn hơn nhiệt độ t
ư
.
6) Nêu nguyên lý hoạt động của nhiệt kế bầu ướt.
Nhiệt độ bầu ướt được đo bằng nhiệt kế thông thường có bọc vải ướt ở bầu thủy ngân. Cho
nước vào cốc bọc đầu thủy ngân, nước bốc hơi đoạn nhiệt trong không khí ẩm thu nhiệt làm nhiệt
độ trong không khí giảm, chờ cho đến khi nhiệt độ không thay đổi nữa thì nhiệt độ đó chính là nhiệt
độ bầu ướt. Do đó phải thường xuyên theo dõi để thêm nước vào cốc.
7) Nêu cách xác định độ ẩm tương đối của không khí khi xác định được nhiệt độ bầu khô và
nhiệt độ bầu ướt?
I
j < 1
B j = 1
t
k
t
ư

A
I = const
d
Từ nhiệt độ t
ư
gióng theo đường t = const, cắt đường
j
= 1 tại điểm A.
Từ A theo đường I = const cắt đường t
k
tại điểm B. B chính là trạng thái của không khí xác định
bởi hai thông số t
k
và t
ư
.
Đường
j
= const qua B cho biết độ ẩm tương đối của không khí.
8) Để nhiệt kế bầu ướt hoạt động chính xác cần phải có điều kiện gì?
Để nhiệt kế bầu ướt hoạt động chính xác thì bầu thủy ngân hay bầu rượu chứa nhiệt kế phải
được bọc một lớp bông luôn luôn thấm nước nhờ mao dẫn từ một cốc nước. Cốc nước phải đảm
bảo có nước để nhiệt kế có thể hoạt động chính xác.
9) Biểu diễn trên đồ thị I-d các quá trình : làm lạnh không khí, sấy nóng không khí, và phun hơi
ẩm vào không khí?
I I I C hơi bh
B
hơi
j
= 1

j
= 1 quá
j
= 1
A nhiệt
d d d
Sấy nóng không khí Làm lạnh không khí Phun hơi ẩm vào không khí
THÔNG SỐ
t
d
I P
h
j
t
s
t
ư
Sấy nóng
≠
const
≠
const
Ø
const
≠
Làm lạnh
t > t
s
Ø
const

Ø
const
≠
const
Ø
t < t
s
Ø
Ø
Ø Ø
const = 1
Ø
Ø
10) Lưu lượng khối lượng và lưu lượng thể tích của không khí ẩm thay đổi như thế nào khi đi
qua dàn lạnh, dàn sấy nóng và qua vòi phun hơi nước trong ống khí động?
® Khi đi qua dàn lạnh:
- Lưu lượng khối lượng giảm (do một phần hơi nước bị ngưng tụ lại).
- Lưu lượng thể tích giảm không đáng kể (vì V = m/
r
. Mà khi nhiệt độ giảm thì
r
tăng)
® Khi đi qua dàn sấy nóng:
- Lưu lượng khối lượng không đổi (do d = const).
- Lưu lượng thể tích tăng không đáng kể.
® Khi đi qua vòi phun hơi nước:
- Lưu lượng khối lượng tăng (do không khí hút ẩm).
- Lưu lượng thể tích không đổi.
11) Hơi nước bão hòa và hơi nước quá nhiệt là gì? Cho ví dụ.
® Hơi nước bão hòa : Khi chất lỏng bay hơi ở nhiệt độ sôi tạo nên một áp suất hơi trên bề

mặt chất lỏng, áp suất này tăng dần cho đến một giá trị xác định P
bh
. Lúc này có sự cân bằng
động: bao nhiêu lỏng bốc hơi sẽ có bấy nhiêu lỏng ngưng tụ.Ta nói: hơi nước đạt trạng thái bão
hoà.
® Hơi quá nhiệt : chính là hơi nước bão hòa được gia nhiệt làm tăng nhiệt độ nhưng áp suất
hơi không đổi.
12) Trong công nghiệp, khi sử dụng hơi nước từ lò hơi thì người ta sử dụng hơi nước bão hòa hay
hơi nước quá nhiệt, tại sao?
Trong công nghiệp , khi sử dụng hơi nước từ lò hơi thì người ta sử dụng hơi bão hòa.
Vì nếu sử dụng hơi quá nhiệt thì sẽ tốn nhiệt lượng để gia nhiệt cho hơi bão hòa, nhưng hơi quá
nhiệt tạo thành thường không bền và có xu hướng trở về trạng thái hơi bão hòa.
13) Công thức (2), (5) sử dụng trong bài thí nghiệm dựa vào nguyên tắc nào? Hãy giải thích?
Công thức (2): Q
o
= G
kk
.(i
1
– i
2
)
Công thức (5): Q = G’
kk
.(i
3
– i
2
)
Công thức (2) và (5) đước thiết lập dựa trên nguyên tắc cân bằng nhiệt. Nghĩa là:

(2): Nhiệt lượng do không khí thải ra thì bằng nhiệt lượng mà dàn lạnh nhận được.
(5): Nhiệt lượng mà không khí nhận được thì bằng nhiệt lượng do thiết bị sấy cung cấp.
14) Nêu cách nạp nước vào nồi hơi trong bài thí nghiệm khi hệ thống chưa vận hành và khi hệ
thống đang hoạt động.
® Khi hệ thống chưa vận hành : đóng mở van thông giữa nồi hơi và bình chứa nước để cấp
thêm nước cho nồi hơi. Mực nước cấp ngang với nhiệt kế hơi bão hòa.
® Khi hệ thống đang hoạt động : nếu nồi hơi thiếu nước ta phải tắt điện trở, chờ cho áp suất
trong nồi hơi trở về 0 rồi mới mở van thông giữa nồi hơi và bình chứa nước để cấp thêm nước cho
nồi hơi. Vì nếu ta mở van ngay, do áp suất trong nồi hơi lớn, sẽ đẩy cột nước trong bình chứa nước
vọt lên trên.
Bài 3: NGHIỀN – RÂY – TRỘN
1.Mục đích thí nghiệm nghiền.
- Nghiền là quá trình trong đó vật liệu rắn được cắt ra hoặc làm vỡ ra thành những hạt nhỏ. Trong
công nghiệp vật liệu được đập nghiền bằng nhiều phương pháp khác nhau nhằm các mục đích khác
nhau: thuận tiện cho quá trình xử lý quặng; hóa chất, ngũ cốc được nghiền thành bột; tăng hoạt
tính phản ứng của chất rắn; giúp phân tách các tạp chất bằng các phương pháp cơ học; giảm khối
lượng riêng xốp để vận chuyển dễ dàng hơn.
- Trong bài thí nghiệm này, nghiềm một loại vật liệu, dựa vào kết quả rây xác định sự phân phối kích
thước vật liệu sau khi nghiền, công suất tiêu thụ & hiệu suất của máy nghiền.
2.Nguyên tắc hoạt động của máy nghiền búa.
- Vật liệu trong máy nghiền búa được nghiền nhỏ do sự va đập của búa vào vật liệu và chà xát vật
liệu giữa búa và thành máy. Các hạt vật liệu sau khi nghiền có kích thước nhỏ hơn lỗ lưới sẽ lọt ra
ngoài, các hạt có kích thước lớn hơn lỗ lưới sẽ được tiếp tục nghiền.
3.Phân loại máy nghiền, máy nghiền búa.
Phân loại máy nghiền:
+ Máy nghiền thô và trung bình:
- Máy nghiền má đập
- Máy nghiền nón
- Máy nghiền trục
- Máy nghiền búa

- Máy nghiền răng
+ Máy nghiền mịn:
- Máy nghiền chậu con lăn
- Máy nghiền bi
Phân loại máy nghiền búa:
- Máy nghiền búa nghiền thô và trung bình có má nghiền phụ
- Máy nghiền búa nghiền thô và trung bình có lưới thay đổi được
- Máy nghiền mịn loại búa đúc nạp liệu chiều trục
- Máy nghiền búa chữ nhật có lưới sàng lắp phía đầu búa
- Máy nghiền búa chữ nhật có lưới sàng lắp hai bên búa
4.Tiến trình thí nghiệm.
- Cân mẫu vật liệu gạo đem nghiền:
Mẫu 1: 100g
Mẫu 2: 200g
- Bật công tắc máy nghiền cho chạy không tải -> đo cường độ dòng điện lúc không tải.
- Cho gạo vào máy, bật công tắc vít tải nhập liệu, bấm thì kế -> đo cường độ dòng điện có tải cực
đại. Khi cường độ dòng điện trở lại giá trị không tải -> bấm thì kế để xác định thời gian nghiền.
- Tháo sản phẩm ra khỏi máy nghiền.
5.Các thông số cần đo trong thí nghiệm nghiền.
- Khối lượng mẫu vật liệu (gạo).
- Thời gian nghiền.
- Cường độ dòng điện lúc có tải và lúc không tải.
6.Cách tính công suất nghiền.
- Xác định kích thước trung bình của vật liệu trước khi nghiền D
p1
, mm.
- Xây dựng giản đồ log
DF
n
theo logD

pn
, từ đó xác định kích thước hạt vật liệu sau khi nghiền D
p2
,
mm.
- Xác định khối lượng vật liệu đem nghiền, tấn.
- Đo thời gian nghiền, phút.
Từ đó tính công suất nghiền theo công thức:
P = 19W
i
(
2
1
p
D
-
1
1
p
D
)T
Trong đó:
W
i:
là chỉ số công tức là năng lượng cần thiết nghiền từ kích thước rất lớn đến 100
m
m, kWh/ tấn
nguyên liệu. W
i
đề bài cho hoặc tra bảng 3.2 sách “Cơ học vật liệu rời” trang 90.

D
p1
, D
p2 :
kích thước của nguyên liệu và sản phẩm, mm.
T: năng suất nghiền, tấn/phút.
7.Ý nghĩa của hiệu suất nghiền.
- Công thức: H =
'P
P
x100%
Trong đó:
P : Công suất nghiền, kW
P
’
: Công suất tiêu thụ cho động cơ của máy nghiền, kW
Vậy: hiệu suất nghiền cho biết tỷ lệ phần năng lượng sử dụng để nghiền ( hữu ích ) so với năng
lượng tiêu thụ cho động cơ của máy nghiền.
8.Các yếu tố ảnh hưởng đến công suất và hiệu suất nghiền.
a/ Công suất:
- Kích thước vật liệu trước và sau khi nghiền D
p1
, D
p2
( hay nói cách khác là yêu cầu của quá trình
nghiền).
- Chỉ số công W
i
, mà W
i

phụ thuộc vào loại máy nghiền và loại vật liệu nghiền.
- Năng suất của máy nghiền T.
b/ Hiệu suất:
- Công suất P (tức là phụ thuộc các yếu tố như trên).
- Công suất tiêu thụ cho động cơ của máy nghiền P
’
= UIcos
j
(tức phụ thuộc vào hiệu điện thế máy
nghiền, cường độ dòng điện và hệ số công suất).
9.Ý nghĩa của chỉ số công. Chỉ số công phụ thuộc điều kiện gì.
- Chỉ số công W
i
là lượng năng lượng cần thiết, kW.h/tấn vật liệu nghiền, để nghiền vật liệu có kích
thước ban đầu rất lớn đến sản phẩm có 80% lọt qua rây 100 micron.
- Ý nghĩa: chỉ số công giúp chúng ta xác định công suất để nghiền vật liệu từ kích thước D đến d.
- Chỉ số công phụ thuộc vào loại máy nghiền (các máy khác nhau nhưng cùng loại có W
i
xấp xỉ
nhau) và vật liệu nghiền (các vật liệu khác nhau có W
i
khác nhau).
10.Phát biểu định luật Bond, Rittinger và Kick.
ÿ
ĐỊNH LUẬT BOND : Công cần thiết để tạo nên hạt có đường kính D từ cục vật liệu ban
đầu rất lớn tỉ lệ với căn bậc hai tỉ số diện tích bề mặt – thể tích của sản phẩm, S/V =
D
6l
. Như vậy:
D

K
E
b

Năng lượng chi phí cho quá trình nghiền để nghiền vật liệu có kích thước ban đầu D thành
sản phẩm có kích thước d là:
˜
˜
¯
ˆ
Á
Á
Ë
Ê
-
D
1
d
1
KE
b
Với: E =
G
N
N: công suất tiêu thụ, kW
G: năng suất, tấn/h
K
b
= 18,97W
i

- Dùng cho nghiền trung bình và mịn.
ÿ
ĐỊNH LUẬT RITTINGER : Công dùng cho quá trình nghiền tỉ lệ thuận với diện tích bề mặt
mới tạo thành của sản phẩm nghiền:
˜
¯
ˆ
Á
Ë
Ê
-
D
1
d
1
KE
r
- Thích hợp nhất cho nghiền mịn đặc biệt là máy nghiền bi.
ÿ
ĐỊNH LUẬT KICK :Công cần thiết để nghiền một lượng vật liệu cho trước là không đổi ứng
với cùng một mức độ nghiền, bất chấp kích thước ban đầu của vật liệu.
ilgKE
k
Trong đó i là mức độ nghiền và K
k
là hằng số.

Năng lượng chi phí cho quá trình nghiền tỉ lệ nghịch với sự giảm thể tích của bề mặt vật
liệu.
d

D
lnKE
k
- Dùng trong trường hợp đập nghiền thô và nghiền mịn bằng va đập.
11.Cách tính đường kính tương đương.
- Hình dạng của một hạt vật liệu rời được biểu diễn bằng đại lượng gọi là thừa số hình dạng
l
độc
lập với kích thước hạt. Thừa số
l
liên hệ đến kích thước định nghĩa chính của hạt như sau: Đặt
chiều dài của một kích thước được chọn tương đối là D, gọi là đường kính hạt. Như vậy với hình
khối D là cạnh và hình cầu D là đường kính, do đó thể tích và diện tích bề mặt của hình khối là D
3
và 6D
2
, của hình cầu là (
p
/6) D
3
và
p
D
2
. Với hai hình này tỉ số diện tích bề mặt và thể tích đều
bằng 6/D.
- Thể tích của một hạt có hình dạng bất kì là: V = aD
3
Và diện tích bề mặt là: S = 6bD
2

Với a và b là hằng số hình học chỉ tùy thuộc vào hình dạng hạt.

Tỉ số giữa thể tích và diện tích bề mặt là:
l6
D
)a/b(6
D
S
V
Thừa số hình dạng:
l
= b/a.
- Đường kính tương đương là đường kính của hạt hình cầu có cùng tỉ số V/S.

Đường kính tương đương:
l
D
D
tñ
12.Nêu tiến trình thí nghiệm rây.
ÿ
Thí nghiệm xác định hiệu suất rây:
- Lấy ½ sản phẩm sau khi nghiền đem rây để xác định hiệu suất rây có kích thước 0,25mm.
- Rây 5 lần, mỗi lần 5 phút, cân lượng vật liệu lọt qua rây.
ÿ
Thí nghiệm xác định sự phân bố kích thước vật liệu sau khi nghiền:
- Lấy ½ sản phẩm còn lại đem rây 20 phút, cân lượng vật liệu tích lũy ở mỗi rây.
13.Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất rây.
ÿ
Độ ẩm của vật liệu rây:

- Độ ẩm của vật liệu rây ảnh hưởng lớn đến quá trình rây. Khi các vật liệu chuyển động trên bề mặt
rây, các hạt vật liệu sẽ va chạm vào nhau, do đó nếu chúng có độ ẩm cao chúng sẽ dễ dính vào
nhau làm tăng kích thước hạt và sẽ không lọt được qua rây. Mặt khác, vật liệu ẩm dễ kết dính vào
lỗ lưới, gây bít lỗ lưới rây. Độ ẩm lý tưởng của vật liệu để hiệu suất rây đạt cao nhất là 5%.
ÿ
Bề dày lớp vật liệu trên bề mặt rây:
- Chiều dày lớp vật liệu trên bề mặt rây cũng ảnh hưởng đến hiệu suất rây. Nếu lớp vật liệu quá dày
thì lớp vật liệu nằm ở trên bề mặt sẽ khó đi xuống phía dưới để tiếp xúc với bề mặt lưới rây và lọt
qua rây. Có thể chọn chiều dày lớp vật liệu trên rây phụ thuộc vào kích thước vật liệu.
Khi d < 5mm thì bề dày lớp vật liệu h = (10
∏
15)d.
Khi d = (5
∏
50)mm thì h = (5
∏
10)d.
Khi d > 50mm thì h = (3
∏
5)d.
ÿ
Kích thước của vật liệu trên rây:
- Khi vật liệu chuyển động trên bề mặt lưới rây, sẽ có một số hạt vật liệu nằm lọt trong lỗ lưới rây.
Để chúng không bít lỗ rây và chuyển động ra ngoài thì cần phải tác dụng vào hạt vật liệu một lực
nào đó có giá trị thích hợp.
ÿ
Bề mặt tự do của rây: là tổng diện tích lỗ rây trên bề mặt rây
ÿ
Kích thước mặt rây.
14.Nêu phương pháp phân tích rây để xác định kích thước hạt.

- Đem rây vật liệu trong 20 phút, cân lượng vật liệu tích lũy ở mỗi rây.
- Xây dựng giản đồ: log
Df
n
= (b+1)logD
pn
+ logK’. Từ đó xác định K’ và b.
15.Cách tính hiệu suất rây.
100
Fa
J
E ¥
F: khối lượng vật liệu ban đầu cho vào rây, g.
J: khối lượng vật liệu dưới rây, g.
a: tỉ số hạt có thể lọt qua rây, %.
ÿ
Tích số F.a trong thí nghiệm được xác định như sau:
- Đem rây một khối lượng F của vật liệu, khảo sát xác định được J
1
. Lấy vật liệu còn lại trên rây (F –
J
1
) và rây lại xác định được J
2
, tiếp tục lấy vật liệu trên rây F – (J
1
+ J
2
) và rây lại lần nữa.
- Tổng số J

1
+ J
2
+ J
3
+ … sẽ tiệm cận đến F.a
- Hiệu suất rây là 100% nếu J
1
= F.a
16.Mục đích thí nghiệm rây và quá trình rây.
ÿ
Mục đích thí nghiệm rây: để xác định hiệu suất rây, xây dựng giản đồ phân phối và tích lũy
của vật liệu sau khi nghiền, từ đó xác định kích thước vật liệu sau khi nghiền.
ÿ
Mục đích quá trình rây: tạo ra những phần hạt có kích thước đồng đều để dễ gia công, dễ
chế biến.
17.Ứng dụng của quá trình trộn vật liệu.
- Tạo hỗn hợp đồng nhất từ các thành phần rắn (hay lỏng) khác nhau dưới tác dụng của lực cơ
học. VD : sản xuất thức ăn gia súc, xi măng, phân bón, mỹ phẩm, thực phẩm đóng hộp ….
- Giúp tăng cường quá trình truyền nhiệt hay phản ứng giữa một chất rắn và một chất khí. VD :
quá trình sấy, đốt quặng, polymer hoá chất dẻo, sản xuất chất xúc tác…
- Tạo một lớp áo quanh vật liệu rời VD : sản xuất phẩm màu, thuốc nhuộm, dược phẩm, kẹo.
18.Các tính chất ảnh hưởng đến quá trình trộn.
- Sự phân phối cỡ hạt : Sự phân phối quá rộng cỡ hạt sẽ ạnh hưởng xấu đến quá tình trộn .
- Khối lượng riêng xốp : Khối lượng riêng xốp thay đổi trong quá trình trộn, có thể thay giảm do
bọng khí trong khối hạt hoặc tăng do rung động hoặcnén cơ học.
- Khối lượng riêng của vật liệu: Vật liệu đem trộn có khối lượng riêng khác nhau sẽ ảnh hưởng
xấu đến quá trình trộn.
- Hình dạng hạt: có thể có dạng phiến, hình trứng, khối lập phương, cầu, dĩa, thanh, sợi, tinh thể
hoặc dạng bất kỳ.

-Đặc trưng bề mặt: bao gồm diện tích bề mặt và khuynh hướng tích điện. Lực tĩnh điện có ảnh
hưởng xấu tới quá trình trộn.
- Đặc tính lưu chuyển: đó là góc nghiêng tự nhiên và khả năng lưu chuyển. Góc nghiêng tự nhiên
càng lớn cho thấy khả năng lưu chuyển càng thấp.
- Tính dễ vỡ: đây là tính dễ vỡ vụn của vật liệu trong quá trình sử dụng. Nếu vật liệu chỉ cần trộn
mà không nghiền thì tính chất này ảnh hưởng xấu đến chất lượng của sản phẩm trộn. Ngoài ra tính
chất mài mòn cùa vật liệu này trên vật liệu khác cũng có ảnh hưởng tương tự.
- Tính kết dính: Các hạt cùng loại có khuynh hướng kết dính lại với nhau sẽ cản trở quá trình trộn.
- Độ ẩm của vật liệu: thường một lượng nhỏ chất lỏng được thêm vào để giảm bụi
hoặc đáp ứng một nhu cầu đặc biệt. Hỗn hợp vẫn ở dạng ở trạng thái khô chứ kh
ông
phải dạng nhão.
- Khối lượng riêng: độ nhớt và sức căng bề mặt của chất lỏng thêm vào tại nhiệt độ làm việc.
- Nhiệt độ giới hạn của vật liệu: phải chú ý đến sự biến đổi nhiệt độ có thể xảy ra.
-> Trước khi chọn lựa máy trộn cần xem xét kỹ tính chất trên của vật liệu đem trộn
19.Các quá trình xảy ra trong máy trộn (cơ chế của quá trình trộn).
- Tạo ra các lớp trượt với nhau theo mặt phẳng trộn cắt.
- Chuyển dịch một nhóm hạt từ vị trí này đến vị trí khác - trộn đối lưu
- Thay đổi vị trí từng hạt riêng rẽ – trộn khuếch tán
- Phân tán từng phân tử do va dập vào thành thiết bị – trộn va đập
- Biến dạng và nghiền nhỏ từng bộ phận - trộn nghiền.
Những cơ chế trộn trên xảy ra riêng rẽ hay đồng thời với những mức dộ khác nhau tuỳ thuộc vào
loại máy trộn và vật liệu trộn.
20.Giải thích sự đồng đều giảm dần khi trộn quá lâu.
Trong quá trình trộn có các lực chống lại quá trình trộn, thường là lực tĩnh điện, luôn luôn
hiện diện trong quá trình trộn bột khô và có ảnh hưởng rất đáng kể. Các quá trình này có khuynh
hướng chống lại quá trình trộn hoàn toàn, khi thời gian trộn quá lâu
Æ
qúa trình trộn sẽ ngược lại,
vật liệu có khuynh hướng tách rời và các vật liệu cùng loại sẽ kết dính lại

Æ
sự đồng đều giảm
21.Ý nghĩa cách lấy mẫu khi trộn.
Ta phải lấy mẫu tại những vị trí khác nhau tại những thời điểm khác nhau để có thể đảm bảo
khảo sát hết khối vật liệu tại những vị trí khác nhau trong máy và đảm bảo cho mẫu lấy có tính đặc
trưng.
22.Phân loại máy trộn.
- Loại máy trộn thùng quay
- Loại máy trộn cánh
- Loại máy trộn vít tải
23.Tiến trình thí nghiệm trộn.
Cân 1,5 kg đậu xanh và 3 kg đậu nành.
Cho vật liệu vào máy trộn, khởi động máy trộn, bấm thì kế xác định thời gian trộn.
Dừng máy tại mỗi thời điểm 5” , 15”, 30”, 60”, 120”, 300” và lấy mẫu.
Lấy mẫu (8 mẫu) tại các điểm theo sơ đồ, đếm số hạt đậu xanh và hạt đậu nành có trong
mỗi mẫu.
Sơ đồ lấy mẫu :
24. Cách tính chỉ số trộn.
Chỉ số trộn:
I
s
=
s
e
s
Với
e
s
: độ lệch chuẩn lý thuyết
n

CC
BA
e
s
Â
-
-

2
)(.
)1(
iAA
BA
s
CCn
NCC
I
n : là số hạt trong trường hợp trộn vật liệu rời.
25. Đánh giá sai số trong bài thí nghiệm trộn.
Giá trị sai biệt bình phương trung bình của hỗn hợp thực sẽ là:
1
)(
1
2
-
-
Â
N
CC
s

N
i
iAA
A
1
)(
1
2
-
-
Â
N
CC
s
N
i
iBB
B
Với C
A
, C
B
là thành phần của chất A, B trong hỗn hợp, ta thấy s
A
, s
B
càng nhỏ khi hỗn hợp đó càng
gần với hỗn hợp lý tưởng; s
A
và s

B
phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhưng quyết định nhất là thời gian
trộn.
Bài 4: SẤY ĐỐI LƯU
1. Định nghĩa quá trình sấy đối lưu.
Sấy đối lưu là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu bằng cách cấp nhiệt cho ẩm bay hơi. Trong đó,
cả hai quá trình truyền nhiệt và truyền ẩm đều được thực hiện bằng phương pháp đối lưu.
2. Thế nào là truyền nhiệt và truyền ẩm bằng phương pháp đối lưu ?
Truyền
nhiệt đối lưu
Truyền ẩm đối lưu
Sự chuyển động của lưu chất do chênh lệch
về mật độ (khối lượng riêng) ở các vùng có
nhiệt độ khác nhau.
Sự chuyển động của lưu chất do chênh lệch
vầ độ ẩm.
3. Kể tên các phương pháp sấy đã học ? Dựa vào các yếu tố nào mà phân biệt các phương pháp
sấy ?
Tùy theo phương pháp cấp nhiệt cho quá trình sấy mà phân chia:
- Cấp nhiệt bằng đối lưu nhiệt: sấy đối lưu.
- Cấp nhiệt bằng dẫn nhiệt: sấy tiếp xúc.
Ví dụ: sấy giấy,…
- Cấp nhiệt bằng bức xạ nhiệt: sấy bức xạ.
- Cấp nhiệt bằng dòng điện cao tần: sấy cao tần.
- Làm lạnh để tách ẩm ở nhiệt độ thấp: sấy thăng hoa.
4. Các quá trình xảy ra khi sấy vật liệu ?
Quá trình sấy diễn ra rất phức tạp, đặc trưng cho tính không thuận nghịch và không ổn định. Nó
diễn ra đồng thời 4 quá trình:
a. Truyền nhiệt cho vật liệu.
b. Dẫn ẩm trong lòng vật liệu.

c. Chuyển pha.
d. Tách ẩm vào môi trường xung quanh.
5. Quá trình sấy có mấy giai đoạn ? Đặc trưng nhiệt độ của từng giai đoạn ?
u t N
A
u
1
B D
t
2
N
o
C B
B C
t
ư
t
o
A C 4
u
*
D 2 1
D 3 A
t u
*
u
th
u
o
u

Hình 1 Hình 2
∑ AB – giai đoạn đun nóng vật liệu :
- Toàn bộ nhiệt cung cấp để đun nóng vật liệu, ẩm bốc hơi không đáng kể.
- Nhiệt độ vật liệu tăng nhanh từ q
1
= t
o
đến nhiệt độ bầu ướt t
ư
của tác nhân sấy.
- Độ ẩm thay đổi không nhiều.
- Tốc độ sấy tăng nhanh từ 0 đến cực đại.
- Thời gian ngắn không đáng kể.
∑ BC – giai đoạn sấy đẳng tốc :
- Nhiệt cung cấp để bốc hơi ẩm tự do ở bề mặt vật liệu.
- Nhiệt độ của vật liệu bằng t
ư
không đổi.
- Độ ẩm của vật liệu giảm nhanh theo đường thẳng.
- Tốc độ sấy không đổi.
- Trong giai đoạn này tốc độ khuếch tán ẩm từ trong lòng vật liệu ra bề mặt lớn hơn tốc độ bốc hơi từ
bề mặt, trên bề mặt luôn bão hòa ẩm.
∑ CD – giai đoạn sấy giảm tốc :
- Nhiệt độ của vật liệu tăng dần từ t
ư
lên t
2
của tác nhân.
- Độ ẩm giảm chậm đến độ ẩm cân bằng u
*

.
- Tốc độ sấy giảm dần từ tốc độ đẳng tốc N
o
xuống 0, tùy theo cấu trúc vật liệu mà có biên dạng khác
nhau :
+ Đường số 1 : vật liệu xốp nhưng mỏng (giấy, bìa cactong, vải, )
+ Đường số 2 : vật liệu keo
+ Đường số 3 : vật liệu xốp (cục)
+ Đường số 4 : vật liệu keo xốp
- Tốc độ khuếch tán trong chậm hơn tốc độ bốc hơi ở bề mặt, nên tốc độ chậm dần và có hiện tượng
co bề mặt bốc hơi.
6. Nêu mục đích bài thí nghiệm? Và ý nghĩa khảo sát của các vấn đề trong mục đích?
ÿ Mục đích thí nghiệm: Khảo sát quá trình sấy đối lưu bằng thực nghiệm.
ÿ Ý nghĩa khảo sát:
- Xây dựng đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy.
- Xác định các thông số sấy: tốc độ sấy đẳng tốc, độ ẩm tới hạn, độ ẩm cân bằng, thời gian sấy đẳng
tốc và giảm tốc.
- Đánh giá sai số của quá trình sấy.
7. Vẽ và nêu ý nghĩa đường cong sấy? Từ đường cong sấy có mấy phương pháp xây dựng đường
cong tốc độ sấy?
- Đường cong sấy là đường cong biểu diễn quan hệ độ ẩm vật liệu sấy theo thời gian : u = f(t) (Hình
1).
- Từ phương trình đường cong sấy ta đạo hàm Æ đường cong tốc độ sấy.
)(Ug
d
dU
t
8. Vẽ và nêu ý nghĩa của đường cong tốc độ sấy?
- Đường cong tốc độ sấy là đường cong biểu diễn quan hệ giữa tốc độ sấy và độ ẩm của vật liệu : N
= f(u) (Hình 2)

9. Các yếu tố ảnh hưởng đến đến quá trình sấy? Bài này khảo sát và cố định những yếu tố nào?
ÿ Tốc độ sấy phụ thuộc và một số yếu tố chủ yếu sau:
- Bản chất của vật liệu sấy: cấu trúc, thành phần hoá học, đặc tính liên kết ẩm,…
- Hình dạng vật liệu sấy: kích thước mẫu sấy, bề mặt lớp vật liệu Diện tích bề mặt riêng của vật
liệu càng lớn thì tốc độ sấy càng nhanh.
- Độ ẩm đầu, độ ẩm cuối và độ ẩm tới hạn của vật liệu.
- Độ ẩm, nhiệt độ và tốc độ của không khí.
- Chênh lệch giữa nhiệt độ đầu và nhiệt độ cuối của không khí sấy, nhiệt độ cuối cao thì nhiệt độ
trung bình của không khí càng cao, do đó tốc độ sấy cũng tăng. Nhưng nhiệt độ cuối không nên quá
cao vì không sử dụng triệt để nhiệt.
- Cấu tạo thiết bị sấy, phương thức và chế độ sấy.
ÿ Bài này khảo sát và cố định các yếu tố:
10. Tác nhân sấy là gì? Kể tên các loại tác nhân sấy? Bài này dùng tác nhân sấy là gì? Tại sao?
- Tác nhân sấy là những chất dùng để gia nhiệt cho vật liệu sấy, nhằm tách nước và hơi nước ra khỏi
vật liệu sấy.
- Các loại tác nhân sấy:
+ Không khí nóng: là loại môi chất phổ biến, rẻ tiền thường dùng làm tác nhân sấy.
+ Khói lò: có thể dùng than, củi, trấu, dầu, khí… để tạo khói lò.
+ Hơi quá nhiệt: bao gồm : hơi bão hòa ẩm, hơi bão hoà khô, hơi quá nhiệt.
- Trong bài này sử dụng không khí nóng làm tác nhân sấy. Vì:
+ Cần độ sạch.
+ Rẻ.
+ Đáp ứng được các yêu cầu của tác nhân sấy: ít tác dụng với vật liệu sấy,…
+ Lượng ẩm ít.
11. Định nghĩa nhiệt độ bầu khô? Cách đo nhiệt độ bầu khô? Nhiệt độ bầu khô có phải là nhiệt
độ tác nhân sấy? Tại sao?
Nhiệt độ bầu khô t
k
là nhiệt độ của hỗn hợp khí được xác định bằng nhiệt kế thông thường.
Cách xác định: sử dụng nhiệt kế thủy ngân thông thường để đo.

Nhiệt độ bầu khô là nhiệt độ của tác nhân sấy vì bầu thủy ngân của nó tiếp xúc trực tiếp với tác
nhân sấy.
12. Định nghĩa nhiệt độ bầu ướt? Cách đo nhiệt độ bầu ướt? Nhiệt độ bầu ướt có phải là nhiệt độ
đọng sương? Tại sao?
Nhiệt độ bầu ướt t
ư
: là nhiệt độ ổn định đạt được khi một lượng nhỏ nước bốc hơi vào hỗn hợp
khí chưa bão hòa hơi nước ở điều kiện đoạn nhiệt.
Nhiệt độ bầu ướt là một thông số đặc trưng khả năng cấp nhiệt của không khí để làm bay hơi
nước từ vật liệu ẩm cho đến khi không khí bão hòa hơi nước. t
ư
giúp để chọn nhiêt độ sấy thích
hợp. Nhiệt độ giới hạn của vật liệu phải lớn hơn nhiệt độ t
ư
Cách đo: được đo bằng nhiệt kế thông thường có bọc vải ướt ở bầu thủy ngân. Cho nước vào
cốc bọc đầu thủy ngân, nước bốc hơi đoạn nhiệt trong không khí ẩm thu nhiệt làm nhiệt độ trong
không khí giảm, chờ cho đến khi nhiệt độ không thay đổi nữa thì nhiệt độ đó chính là nhiệt độ bầu
ướt. Do đó phải thường xuyên theo dõi để thêm nước vào cốc.
Nhiệt độ điểm sương t
s
: làm lạnh hỗn hợp khí trong điều kiện hàm ẩm không đổi, nhiệt độ của
không khí giảm đến một trị số nào đó thì hỗn hợp đạt được trạng thái bão hòa (j =1) . Nhiệt độ
tương ứng với trạng thái bão hòa gọi là nhiệt độ điểm sương. Vậy nhiệt độ điểm sương là nhiệt độ
giới hạn của quá trình làm lạnh không khí ẩm với hàm ẩm không đổi.
Ý nghĩa của nhiệt độ điểm sương: Biết được t
s
thì sẽ không chọn nhiệt độ cuối của quá trình sấy
gần điểm t
s
để tránh hiện tượng ngưng tụ hơi nước trên bề mặt vật liệu.

Do đó nhiệt độ bầu ướt không phảo là nhiệt độ điểm sương.
13. Ý nghĩa của việc đo nhiệt độ bầu khô-bầu ướt? Cách sử dụng giản đồ Trạng thái không khí
ẩm?
Trong các thông số của tác nhân sấy thì nhiệt độ bầu ướt và nhiệt độ bầu khô là dễ xác định
nhất. Từ hai nhiệt độ này, dựa vào giản đồ Trạng thái không khí ẩm có thể xác định các thông số
còn lại của không khí ẩm (p, j, x, t
s
)
Cách sử dụng Giản đồ:
Trạng thái của hỗn hợp không khí ẩm được đặc trưng bằng giao điểm của 4 đường trên giản đồ ( đường t, H, x, j). Do đó, muốn xác định trạng thái
của hỗn hợp không kí ẩm ta chỉ cần hai trong 4 thông số rồi từ đó xác định các thông số còn lại.
Xác định nhiệt độ điểm sương: giả sử hỗn hợp khí được xác định ở vị trí A trên giản đồ. Từ A
theo đường x = const hạ xuống đến đường j =1 cắt đường này tại điểm B. Đường đẳng nhiệt t đi
qua B là điểm sương của hỗn hợp không khí ẩm tại A
Xác định nhiệt độ bầu ướt: Từ điểm A ban đầu theo đường H = const đến đường j =1, cắt
đường này tại C. Nhiệt độ t
ư
là nhiệt độ không đổi đi qua C.
14. Thế sấy là gì? Ý nghĩa thế sấy?
Thế sấy là hiệu số nhiệt độ Dt = t
k
– t
ư
.
Ý nghĩa: thế sấy là đại lượng đặc trưng cho khả năng hút ẩm của không khí, không khí ẩm có
thế sấy càng lớn càng có khả năng chứa nhiều hơi nước, có nghĩa là khả năng sấy của nó càng lớn.
15. Động lực của quá trình sấy là gì?
∑ Là chênh lệch giữa áp suất hơi của nước (ẩm) trên bề mặt vật liệu (P
m
) và áp suất riêng phần

của hơi nước trong không khí ẩm (P
h
) :
- Nếu P
m
> P
h
: vật nhả ẩm  Quá trình sấy.
- Nếu P
m
< P
h
: vật hút ẩm  Làm ẩm vật liệu.
- Nếu P
m
= P
h
: có cân bằng động giữa hút và nhả ẩm.
∑ Trong thực tế ta xây dựng đường cân bằng pha dưới dạng j
*
= f(u) :
- Nếu j > j
*
: vật hút ẩm  Làm ẩm vật liệu.
- Nếu j < j
*
: vật nhả ẩm  Quá trình sấy.
- Nếu j = j
*
: có cân bằng động giữa hút và nhả ẩm.

∑ Các cách biểu diễn động lực quá trình sấy:
- Dùng thế sấy: e = t
k
- t
ư
- Dùng Dj
- Dùng DP
- Dùng (t - q)
- Dùng Dx
16. Nêu và giải thích các đại lượng trong phương trình cơ bản của động lực quá trình sấy?
Phương trình cơ bản của động học quá trình sấy:
q = (1+ R
b
)( r
o
R
o
r)dU/dt
q : cường độ dòng nhiệt hay mật đô dòng nhiệt.
r
o
: khối lượng riêng của vật liệu khô, kg/m
3
R
o
: bán kính qui đổi của vật liệu, m.
r : ẩn nhiệt hoá hơi của ẩm, J/kg
U : hàm ẩm hay độ ẩm của vật liệu – tính theo vật liệu khô, Kg ẩm/ Kg vật liệu khô.
R
b

: Chuẩn số Rebinde đặc trưng cho động học của quá trình sấy
R
b
= 1+ C/r ( dq/dU)
q : nhiệt độ của vật liệu,
o
C
17. Nêu chuẩn số đặc trưng cho động học quá trình sấy ? Ý nghĩa?
Chuẩn số đặc trưng cho động học quá trình sấy: chuẩn số Rebinde ( Rb) với:
Rb = 1+ C/r (dq/dU)
Ta thấy: C.dq : nhiệt đun nóng vật liệu
r.dU : nhiệt bốc hơi ẩm.
Do đó chuẩn số Rb là tỷ số giữa lượng nhiệt tiêu hao để đun nóng vật liệu ( vô ích) và làm bốc
hơi ẩm trong quá trình sấy .
18. Các loại liên kết ẩm? Quá trình sấy thường tách được loại ẩm nào?
DẠNG LIÊN KẾT KHÁI NIỆM
Ả
NH HƯỞNG CỦA SẤY
ĐẾN LIÊN KẾT
Liên kết hóa học
-
Là liên kết của ẩm với vật liệu dưới
dạng OH
-
hoặc tinh thể ngậm nước.
Ví dụ: CaSO
4
.2H
2
O, SiO

2
.7H
2
O,…
-
Đây là liên kết bền, không
thể tách bằng sấy. Muốn tách
ẩm này phải dùng phương
pháp hóa học hoặc nung
chảy.
Ví dụ: dùng H
2
SO
4đđ
để
hút,…
Liên
kết
hóa lý
Liên kết
hấp phụ
-
Do lực hấp phụ, lực điện trường, lực từ
trường,… tạo nên lớp đơn phân tử ở bề
mặt vật liệu, dần dần tạo thành lớp đa
phân tử, có liên kết yếu hơn, cuối cùng
chúng gần đến trạng thái ẩm tự do.
-
Quá trình sấy chỉ tách được
một phần ẩm này.

Liên kết
mao dẫn
-
Do lực mao dẫn giữ trong các mao quản
nhỏ hoặc các lỗ xốp nhỏ một lớp ẩm.
-
Liên kết này là một liên kết
yếu và sẽ tách được bằng sấy.
Liên kết
thẩm thấu
-
Dạng liên kết này chỉ
tồn tại trong dung
dịch.
- Do áp suất thẩm thấu làm cho áp suất
hơi ở trên bề mặt dung dịch nhỏ hơn áp
suất hơi ở trên dung môi nguyên chất.
-
Quá trình sấy để tách ẩm từ
dung dịch sẽ khó hơn tách
ẩm từ dung môi nguyên chất.
Liên kết cơ lý
-
Ẩm nằm tự do
trên bề mặt hoặc trong
các lỗ xốp và mao quản lớn.
-
Liên kết này là liên kết yếu,
có thể tách được bằng sấy,
thậm chí là bằng phương

pháp cơ học.
19. Nêu ngắn ngọn tiến hành thí nghiệm? Thí nghiệm ở mấy chế độ? Mỗi chế độ đo những thông
số nào? Tại sao?
Tiến hành thí nghiệm:
Quan sát hệ thống nắm được các chi tiết của thiết bị sấy .
Chuẩn bị thí nghiệm: Xác định khối lượng khô ban đầu (G
o
) của 3 sấp giấy lọc.
Làm ẩm giấy lọc .
Kiểm tra hệ thống.
Khởi động hệ thống: khởi động quạt, calorife, cài đặt nhiệt độ cho calorife.
Tiến hành các chế độ thí nghiệm, đo các số liệu.
Các chế độ thí nghiệm: chế độ sấy ở 50
o
C, 60
o
C, 70
o
C .
Các số liệu cần đo trong mỗi chế độ thí nghiệm: khối lượng, nhiệt độ bầu khô – bầu ướt và
thời gian.
20. Quá trình sấy kết thúc khi nào? Cách nhận biết?
Quá trình sấy sẽ kết thúc khi giá trị khối lượng vật liệu không đổi trong vòng 15 phút ( kim của
cân sẽ không dao dộng ).
21. Nêu các mối quan hệ giữa các thông số sấy?
của tác nhân sấy.
Các thông số của vật liệu sấy: thời gian sấy, nhiệt độ, độ ẩm và khối lượng của vật liệu sấy.
Trong đó, quan hệ giữa độ ẩm và khối lượng của vật liệu sấy là quan hệ tuyến tính tỷ lệ thuận. Còn
mối quan hệ giữa thời gain sấy, nhiệt độ và độ ẩm đã được biểu diễn trong Hình 1.
Các thông số của tác nhân sấy: độ ẩm tương đối j, hàm ẩm x, nhiệt hàm H, nhiệt độ bầu

khô t
k
, nhiệt độ bầu ướt t
ư
, thế sấy e, nhiệt độ điểm sương t
S
. Ngoài ra còn có thông số thời gian
sấy.
Khi thời gian sấy tăng thì: j≠, x≠, HØ, t
k
Ø, t
ư
Ø, eØ, t
S
≠
22. Vật liệu sấy trong bài thí nghiệm là gì? Tại sao không dùng loại vật liệu khác như gỗ, cát, giấy
cacton,…?
Vật liệu sấy trong bài thí nghiệm là giấy lọc. Ta dùng loại vật liệu này vì:
- Đây là vật liệu dạng bản mỏng, xốp  đường cong tốc độ sấy là đường thẳng  dễ dàng tính được
thời gian sấy (như công thức trong bài đã nêu ra).
- Thời gian sấy vật liệu ngắn, phù hợp với thời gian làm thí nghiệm có hạn.
23. Trong thí nghiệm và tính toán xử lý kết quả thu được, thường mắc phải sai số nào? Các
trong bài thí nghiệm này?
Trong thí nghiệm:
- Phơi giấy lọc: khi phơi giấy lọc bên ngoài phải chờ hết nhiễu nước mới bắt đầu chế độ thí nghiệm
để xác định được G
1
chính xác.
- Cách đặt giấy lọc lên lưới sấy: phải theo chiều nếp gấp giấy lọc từ trái sang phải, tức theo chiều tác
nhân và phải đặt một cách phẳng phiu không xếp góc. Không được đặt ngược lại, vì khi đó dòng

tác nhân thổi qua sẽ bung giấy lọc (do giấy lọc được gấp đôi), thay đổi bề mặt bốc hơi, dẫn đến các
thông số sấy sẽ thay đổi và cuối cùng gây sai số thí nghiệm.
- Hoạt động của bộ điều nhiệt: luôn theo dõi hoạt động của bộ điều nhiệt để xem có chính xác giá trị
nhiệt độ cài đặt hay không. Trường hợp ở chế độ sấy nhiệt độ cao mà nhiệt độ calorife không đạt
giá trị cài đặt thì phải khép bớt cửa dòng khí ra (chỉ khép bớt không được đóng kín).
- Bầu nước: châm nước liên tục vào bầu nước để đo nhiệt độ bầu ướt.
- Quạt: không được mở quạt trần ngay bài thí nghiệm vì sẽ làm kim cân dao động.
- Đọc giá trị đo : sai số do quá trình đọc các giá trị khối lượng và nhiệt độ không chính xác.
Trong tính toán và xử lý kết quả thu được:
- Sai số thực nghiệm khi dựng đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy.
- Sai số khi tính toán các thông số ở “Bảng 4”
24. Để xử lý số liệu thí nghiệm tương đối chính xác, nên dùng phương pháp nào để giảm sai số?
Dùng phương pháp “Bình phương cực tiểu”
25. Các thông số tính toán trong bài thí nghiệm được tính theo lý thuyết hay thực nghiệm?
Được tính theo lý thuyết
26. Tại sao nói thế sấy đặc trưng cho động lực quá trình sấy?
Động lực quá trình sấy: là chênh lệch về áp suất giữa áp suất hơi của nước (ẩm) trên bề mặt vật
liệu (P
m
) và áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí ẩm (P
h
).
Thế sấy: là chênh lệch về nhiệt độ giữa nhiệt độ bầu khô và nhiệt độ bầu ướt.
Mà khi chênh lệch về áp suất tăng thì chênh lệch về nhiệt độ cũng tăng. Cho nên thế sấy đặc
trưng cho động lực của quá trình sấy.
27. Tại sao gọi quá trình sấy là sấy đối lưu? Đặc trưng nhận biết.
Ta gọi quá trình sấy là sấy đối lưu vì ta cấp nhiệt bằng đối lưu nhiệt.
Đặc trưng nhận biết: có calorife để làm nóng tác nhân sấy.
Bi 5: I LU NHIT
1) Phõn bit dũng lu cht chuyn ng t nhiờn (i lu t nhiờn) v chuyn ng cng bc

(i lu cng bc)?
i lu t nhiờn
i lu cng bc
Phõn bit da theo giỏ tr ca t s
5,2
Re
Gr
5,2
Re
Gr
10
-2
5,2
Re
Gr
Ê 10
-3
2) Bn cht ca s trao i nhit i lu. Phõn bit i lu t nhiờn vi i lu cng bc. Cho
vớ d minh ha.
Bn cht ca s trao i nhit i lu: l s trao i nhit i kốm vi s chuyn ng ca 2
dũng lu cht.
i lu t nhiờn
i lu cng bc
S chuyn ng ca lu cht l do s
chờnh lch v nhit .
S chuyn ng ca lu cht ch yu l do
tỏc ng ca cỏc yu t khỏc ngoi nhit
nh: s chờnh lch v ỏp sut thy tnh, tỏc
ng c hc,
VD: un nc, dn ng lnh, hin tng

giú v giú mựa, giú nỳi, giú bin, t c
khụ.
VD: s cp nhit khi dũng lu cht chuyn
ng dc theo tng phng, s cp nhit
khi khuy cht lng bng cỏc cỏnh
khuy,
3) Gii thớch ý ngha ca h s dn nhit (l), h s cp nhit (a ) v h s truyn nhit (K).
- í ngha ca h s dn nhit (l) : c trng cho s dn nhit ca vt liu.
- í ngha ca h s cp nhit (a) : c trng cho s cp nhit t bờn ngoi vo dũng lu cht hay t
dũng lu cht ra bờn ngoi.
- í ngha ca h s truyn nhit (K) : c trng cho quỏ trỡnh truyn nhit m ta ang xột.
4) Chun s Grasshof (Gr) l chun s ng dng c trng cho i lu nhit t nhiờn hay i
lu nhit cng bc? Nờu ý ngha vt lý ca chun s Gr?
- Chun s Gr l chun s ng dng c trng cho s i lu nhit t nhiờn ca dũng khụng ng
nhit.
Gr =
tGa
D
b
.
=
2
3
n
gl
tD
b
=
saựt
manoọilửùc

naõnglửùc
- c trng cho tỏc dng tng h ca lc ma sỏt phõn t v lc nõng do s chờnh lch khi lng
riờng cỏc im cú nhit khỏc nhau ca dũng.
5) Cho bit ý ngha vt lý ca cỏc chun s ng dng sau õy: Re, Pr, Ga, K, Nu?
CHUN S
CễNG THC
í NGHA VT Lí
Chuẩn số
Reynolds
Re =
n
w
l
Đặc trưng cho chế độ chảy của dòng lưu chất.
Chuẩn số
Prandtl
Pr =
a
n
Đặc trưng cho tính chất vật lý của dòng chất tải nhiệt.
Chuẩn số
Galiley
Ga =
2
32
gl
Fr
Re
n
Đặc trưng cho tương quan giữa lực ma sát

phân tử và trọng lực
trong dòng.
Chuẩn số
chuyển pha
Kutalelagze
K =
tc
r
D
Đặc trưng cho quá trình truyền nhiệt của một chất khi chuyển
pha ở nhiệt độ hơi bão hòa.
Chuẩn số cấp
nhiệt Nusselt
Nu =
l
a
l
Đặc trưng cho
cường độ cấp nhiệt trên biên giới tiếp xúc giữa
dòng chất tải nhiệt và bề mặt cấp nhiệt.
6) Trong bài thí nghiệm, hãy cho biết quá trình trao đổi nhiệt nào là quá trình đối lưu nhiệt và
cho biết sự khác biệt căn bản giữa các dạng đối lưu nhiệt đó?
Đó là quá trình truyền nhiệt giữa hơi nước bão hoà ngưng tụ trên bề mặt ngoài ống đứng với dòng nước lạnh chảy trong ống gồm :
- Hơi nước bão hoà ngưng tụ trên bề mặt ống đứng : trao đổi nhiệt đối lưu trong trường hợp có biến
đổi pha.
- Dòng nước lạnh chảy trong ống : trao đổi nhiệt đối lưu ở dòng lưu chất không có biến đổi pha.
7) Nusselt thiết lập công thức tính hệ số cấp nhiệt a (công thức 16) với những giả thiết như thế
nào về quá trình trao đổi nhiệt đối lưu ở môi trường hơi tinh khiết ngưng tụ?
Nusselt đã dựa trên giả thiết:
- Chất ngưng tụ chảy màng.

- Ngưng tụ hơi tinh khiết trên bề mặt ống đứng.
mpdn
G4
Re
< 2000
8) Cho biết chức năng của: bình chứa, nồi hơi, buồng trao đổi nhiệt và bình chảy tràn?
- Bình chứa: chứa nước và khí nén Æ cấp nước cho nồi hơi.
- Nồi hơi: gia nhiệt cho nước bốc hơi và gia nhiệt cho hơi nước.
- Buồng trao đổi nhiệt: nơi xảy ra quá trình trao đổi nhiệt đối lưu giữa dòng hơi và dòng nước lạnh
giúp ngưng tụ hơi nước.
- Bình chảy tràn: có tác dụng cung cấp một lưu lượng nước ổn định chảy trong ống.
9) Anh chị hiểu như thế nào về vị trí tấm chảy tràn ở mức “0, ¼, ½, ¾, 1, 1 ¼,1 ½”? Những con
số này có ý nghĩa gì?
Mức “0, ¼, ½, ¾, 1, 1 ¼,1 ½” là khoảng cách tính theo inches của mực nước trong bình chảy
tràn so với vị trí cao nhất trong ống dẫn nước lạnh trong bình trao đổi nhiệt.
vị trí “0”: đối lưu nhiệt tự nhiên.
vị trí ¼, ½, ¾, 1, 1 ¼,1 ½: đối lưu nhiệt cưỡng bức.
10) Theo anh chị, trước khi thí nghiệm, nếu tấm chảy tràn để ở vị trí “0” và cấp đủ nước cho
bình chảy tràn thì nước có chảy trong ống đứng và thoát ra ngoài không? Hãy phán đoán
xem khi tiến hành thí nghiêm với tấm chảy tràn ở vị trí “0” thì nước trong ống đứng có chảy
ra không? Tại sao?
- Trước khi thí nghiệm, nếu tấm chảy tràn để ở vị trí “0” và cấp đủ nước cho bình chảy tràn thì nước
không chảy trong ống đứng và thoát ra ngoài vì lúc đó mực nước trong bình chảy tràn bằng với vị
trí cao nhất trong ống  DP = 0  nước không thể chảy do không có sự chênh lệch về áp suất.
- Khi tiến hành thí nghiêm với tấm chảy tràn ở vị trí “0” thì nước trong ống đứng có chảy ra vì khi đó
ta dùng hơi nước để cấp nhiệt làm cho dòng lạnh bị nóng lên Æ có sự đối lưu nhiệt tự nhiên.
11) Trong bài thí nghiệm, dòng lưu chất nào chảy trong ống và dòng lưu chất nào chảy ngoài ống
truyền nhiệt? Khi thí nghiệm, hiện tượng gì sẽ xảy ra trên bề mặt ống đặt trong buồng ống
trao đổi nhiệt?
- Dòng nước lạnh chảy trong ống và dòng hơi nóng chảy phía ngoài ống.

- Khi thí nghiệm, phía trên bề mặt ống có những giọt nước ngưng tụ; càng xuống phía dưới ống nước
ngưng tụ càng nhiều và chảy thành màng mỏng.
12) Khi thí nghiệm, áp suất trong buồng trao đổi nhiệt vào khoảng bao nhiêu? Tại sao biết?
Ap suất trong buồng trao đổi nhiệt tương ứng với áp suất hơi bão hòa của nước ngưng tụ, tương
ứng với nhiệt độ ngưng tụ của hơi nước đo được.
13) Hãy chỉ rõ đường đi của dòng nước lạnh. Hãy đặt ống nghiệm để đo lượng nước đó?
Dòng nước lạnh từ bơm
Æ
bình chảy tràn
Æ
vị trí tấm chảy tràn
Æ
phía dưới ống trao đổi
nhiệt
Æ
phía trên ống trao đổi nhiệt
Æ
theo đường ống dẫn đến phễu, qua van 5 đổ vào bình đo.
Do đó, ta đặt bình đo lượng nước ở cuối van 5.
14) Hãy chỉ rõ đường đi của hơi cấp vào buồng trao đổi nhiệt. Hãy đặt ống nghiệm vào đúng vị
trí để đo lượng nước ngưng tụ chảy ra?
Dòng hơi cấp được cung cấp từ nồi hơi theo đường ống qua van 7 và van 6 đi vào trong buồng
ống. Nhờ lớp lưới giúp hơi tỏa đều khắp bề mặt đáy rồi đi lên phía trên của buồng ống. Sau đó nó
đi vào lớp lưới bao xung quanh ống trao đổi nhiệt và bắt đầu ngưng tụ thành nước chảy ngược
xuống dưới. Nước ngưng tụ sẽ theo một đường ống khác chảy vào bình đo. Lượng hơi nước ngưng
tụ phía bên ngoài lưới được thải bỏ qua van xả S
4
. Còn lượng nước còn lại trong ống chảy vào bình
đo được thải bỏ qua van S
2

khi tiến hành thí nghiệm mới.
15) Hãy giải thích lý do bố trí ống cấp hơi vào buồng trao đổi nhiệt như ở thiết bị thí nghiệm?
Từ nồi hơi, ống cấp hơi chia thành hai nhánh, một nhánh cung cấp vào buồng trao đổi nhiệt qua
van 7, ống còn lại dùng để xả hết hơi khi đã ngừng thí nghiệm qua van S
5
. Van 6 dùng để điều
chỉnh lượng hơi vào trong buồng trao đổi nhiệt. Phần ống cấp hơi ở trong buồng trao đổi nhiệt có
đầu ra ngập vào trong một lớp lưới, có tác dung làm cho dòng hơi được phân phối đều từ dưới lên
trên buồng trao đổi nhiệt. Khi ngừng thí nghiệm, lượng hơi trong buồng trao đổi nhiệt được thải bỏ
qua van S
3
.
16) Hãy cho biết qui trình cấp nước vào ống thí nghiệm?
Nước từ bơm cung cấp cho bình chảy tràn qua van V
1
.
Ta điều chỉnh vị trí của tấm chảy tràn cho thích hợp. Khi mực nước trong bình vượt qua tấm
chảy tràn thì nước sẽ chảy qua V
2
và đổ ra ngoài để mực nước trong bình chảy tràn được ổn định.
Nước từ bình chảy tràn theo ống dẫn chảy vào đầu dưới của ống trao đổi nhiệt đi lên phía trên
ống, rồi theo đường ống dẫn đổ vào cái phễu và qua V
5
đổ ra ngoài.
17) Hãy cho biết quy trình cấp hơi nước vào buồng thí nghiệm?
Thực hiện theo các bước sau:
1) Khóa các van: S
1
, S
3

, S
5
, V
3
, V
6
và V
8
.
2) Mở van S
4
xả hết nước ngưng dư rồi khoá lại.
3) Mở van V
7
4) Cho nước vào bình chứa đến ¾ chiều cao bình và mở nắp bình. Mở van V
8
cấp nước cho nồi đun
và khoá van V
8
khi mức nước trong nồi đun đạt 2/3 chiều cao ống chỉ mức
5) Đóng van V
7
6) Cấp điện cho bộ điện trở đun nước R
1
cho đến khi áp suất trong nồi đun đạt khoảng 13 PSL.
7) Cấp điện cho bộ điện trở R
2
để gia nhiệt cho hơi nước ( nếu có R
2
).

18) Lượng nước cấp cho bình chứa và nồi hơi bao nhiêu là vừa theo quy định bài thí nghiệm? Tại
sao không được cấp nước vào đầy nồi hơi?
- Cho nước vào bình chưá đến ¾ chiều cao bình .
- Cấp nước cho nồi hơi đạt 2/3 chiều cao ống chỉ mức.
- Không được cấp nước vào đầy nồi hơi vì: cần có khoảng không cho nước bốc hơi, nếu không sẽ rất
nguy hiểm khi nước bay hơi, áp suất tăng cao gây nổ nồi hơi.
19) Sau khi kết thúc một thí nghiệm, muốn cấp nước vào nồi hơi để làm thí nghiệm tiếp theo thì
làm thế nào?
Sau khi đo xong, ngắt điện cấp cho nồi hơi, đóng các van V
6
, V
7
, mở van xả hơi S
5
. Nạp nước
vào bình chứa. Mở van V
8
cấp nước cho nồi hơi rồi khóa V
8
lại, khóa van xả hơi S
5
.
20) Hãy cho biết các đại lượng nào cần đo khi làm thí nghiệm? Đo bằng các dụng cụ nào?
- Lượng nước ngưng tụ chảy ra trong một khoảng thời gian nhất định và nhiệt độ của nước ngưng tụ
(ống đong và nhiệt kế).
- Lượng nước chảy trong ống trong một khoảng thời gian nhất định.
- Nhiệt độ t
1
, t
2

, t
3
, t
4
( đồng hồ hiện số ).
- Ap suất trong nồi hơi (áp kế P
1
).
- Nhiệt độ của hơi trong nồi hơi (đồng hồ đo nhiệt độ T
2
).
- Nhiệt độ của nước trong nồi hơi (đồng hồ đo nhiệt độ T
1
).
- Ap suất hơi đo bằng đồng hồ áp suất P
2
.
- Nhiệt độ hơi vào buồng ngưng tụ đo bằng đồng hồ nhiệt độ T
3
.
Chú ý: Trong khi đo thường xuyên quan sát mức nước ở bình chảy tràn và mức nước trong nồi
hơi.
21) Các nhiệt độ t
1
, t
2
, t
3
, t
4

là nhiệt độ của cái gì? Vị trí đo ở đâu?
- t
1
, t
3
: nhiệt độ đầu và cuối của dòng nước chảy trong ống ,
o
C
- t
2
, t
4
: nhiệt độ tại thành ngoài ở đầu vào (đầu dưới) và đầu ra (đầu trên) của ống ,
o
C.
22) Đơn vị đo ở các đồng hồ đo nhiệt độ là gì? Cách quy đổi ra nhiệt độ
o
C?
- Đơn vị đo ở đồng hồ hiện số là
o
C.
- Đơn vị đo của đồng hồ đo nhiệt độ T
1
, T
2
và T
3
là
o
F.

t
o
F =
5
9
t
o
C + 32
23) Đơn vị đo áp suất ở các áp kế trên các thiết bị thí nghiệm là gì? Cách quy đổi ra bar, at hoặc
mmHg? Ap suất đọc được trên đồng hồ đo áp suất là gì? (áp suất dư hay áp suất tuyệt đối).
- Đơn vị đo ở các áp kế là PSI.
1PSI = 51,7mmHg
1at = 735mmHg = 9,81.10
4
Pa = 14,22 PSI
1 bar = 10
5
Pa
- Ap suất đọc được trên các đồng hồ đo áp suất là áp suất dư.
24) Em hiểu thế nào là truyền nhiệt ở chế độ ổn định? Trong quá trình thí nghiệm, các đại lượng
sẽ được đo ở chế độ truyền nhiệt ổn định hay không ổn định? Dấu hiệu nào cho biết thời điểm
sẽ tiến hành đo đồng loạt các đại lượng cần đo?
- Truyền nhiệt ở chế độ ổn định có nghĩ a là trường nhiệt không phụ thuộc vào thời gian, chỉ phụ
thuộc vào tọa độ: T(x, y z)
- Trong quá trình thí nghiệm, các đại lượng sẽ được đo ở chế độ truyền nhiệt ổn định.
- Dấu hiệu cho biết thời điểm sẽ tiến hành đo đồng loạt các đại lượng cần đo là:nhiệt độ ở các đồng
hồ đo nhiệt độ ổn định, không dao động.
25) Khi đang thí nghiệm, nếu nước ngừng cấp vào bình chảy tràn thì phải xử lý như thế nào
trong tình huống đó?
- Khi đang thí nghiệm, nếu nước ngừng cấp vào bình chảy tràn thì ta phải ngắt điện cấp cho nồi hơi,

đóng các van V
6
, V
7
và mở van xả hơi S
5
.
- Mở vòi S
4
xả hết nước nóng rồi khóa vòi S
4
lại.
26) Nếu không có máy nén khí để tạo áp suất cho bình chứa thì việc cấp nước cho nồi hơi có thể
thực hiện thế nào trong thí nghiệm đầu tiên và khi chuyển sang chế độ thí nghiệm khác?
- Nếu không có máy nén khí để tạo áp suất cho bình chứa thì việc cấp nước vẫn được thực hiện do có
sự chênh lệch về độ cao (có nghĩa là chênh lệch về áp suất thủy tĩnh giữa bình chứa nước và nồi
hơi).
27) Khi áp suất trong nồi hơi cao hơn 15PSI thì phải xử lýnhư thế nào?
- Khi áp suất trong nồi hơi cao hơn 15PSI thì phải mở van xả hơi S
5
và đợi cho áp suất giảm xuống
còn 15PSI thì khóa van lại.
Bài 6: CỘT CHÊM
1.Các yếu tố ảnh hưởng đến độ giảm áp của cột khô?
Theo công thức của Zhavoronkov:
eG
2
2
ck
ck

D
ZGf2
P
re
D
, N/m
2
(3)
Với:
a
4
D
e
e
: đường kính tương đương của vật chêm, m
f
ck
= f(Re
c
): hệ số ma sát
Re
c
=
ma
G4
 Độ giảm áp của cột khô phụ thuộc vào các yếu tố sau:
G – vận tốc khối lượng dòng khí dựa trên một đơn vị diện tích cột, kg/s.m
2
Z – chiều cao phần chêm, m
e - độ xốp của vật chêm

r
G
– khối lượng riêng của pha khí, kg/m
3
a – diện tích bề mặt riêng của vật chêm, m
2
/m
3
m - độ nhớt của dòng khí, kg/ms
Ngoài ra còn có yếu tố hình dạng của vật chêm, sự xắp xếp các vật chêm,…
2. Tháp chêm được ứng dụng trong những lĩnh vực nào? Ưu và nhược điểm của chúng?
Ưu điểm
Nhược điểm
Phạm vi ứng
dụng
-
Cấu tạo khá đơn giản.
- Trở lực thấp.
- Làm việc được với chất lỏng
bẩn nếu dùng đệm cầu có r ª r
của chất lỏng.
- Do có hiệu ứng thành
Æ
hiệu
suất truyền khối thấp.
- Độ ổn định không cao, khó
vận hành.
- Do có hiệu ứng thành Æ khi
tăng năng suất thì hiệu ứng
thành tăng Æ khó tăng năng

suất.
-
Không nên dùng khi đường
kính thiết bị quá lớn.
- Dùng trong hầu hết các lĩnh
vực: hấp thụ, chưng cất, trích
ly lỏng lỏng,
3. Có mấy loại vật chêm ? Chúng được chế tạo được từ vật liệu gì?
- Vật chêm là những vật rắn trơ có hình dạng khác nhau: trụ, cầu, tấm, yên ngựa, lò xo,
- Vật chêm có thể làm từ nhiều vật liệu khác nhau: gỗ, nhựa, kim loại, gốm sứ, thậm chí đá sỏi,
* Phổ biến nhất là một số loại vật chêm sau:
- Vòng Raschig: sứ hoặc kim loại, nhựa.
- Vật chêm hình yên ngựa: sứ
- Vật chêm vòng xoắn
4. Kích thước vật chêm cần thỏa mãn những điều kiện gì? Tại sao?
Kích thước của vật chêm cần phải thỏa mãn những điều kiện sau:
- Diện tích bề mặt riêng lớn  bề mặt tiếp xúc pha lớn.
- Độ rỗng (hay thể tích tự do) lớn  giảm trở lực cho pha khí.
- Đường kính vật chêm phải thỏa mãn điều kiện:
8
1
15
1d
Æ
f
. Tốt nhất là
10
1
 giảm hiệu ứng
thành. Hiệu ứng thành là hiên tượng chất lỏng có xu hướng chảy từ tâm ra thành TB, nên khó phân

phối đều chất lỏng theo chiều cao tháp  Ø tiếp xúc 2 pha  Ø hiệu suất truyền khối. Hiệu ứng
thành thiết bị càng lớn khi đường kính thiết bị càng lớn.
5. Lựa chọn vật chêm cần phải thỏa mãn những điều kiện gì?
- Đủ độ bền cơ học để có thể làm việc với tải trọng lớn của lỏng và khí.
- Có tính chịu ăn mòn cao.
- Thấm ướt tốt chất lỏng.
- Trở lực thuỷ lực nhỏ, thể tích tự do lớn và diện tích bề mặt riêng lớn.
- Khối lượng riêng nhỏ (để làm việc với chất lỏng bẩn nên chọn đệm cầu có klr nhỏ).
- Phân phối đều chất lỏng.
- Rẻ tiền, dễ kiếm, ổn định.
- Không tác dụng với dòng khí, với dung dịch, không tương tác hóa học với môi trường.
- Ít độc hại với người.
- Cần đạt yêu cầu về giảm hiệu ứng thành thiết bị.
6. Tại sao vòng Raschig thường có đường kính bằng chiều cao?
Vì khi h = d thì trong 1m3 thể tích sẽ chứa được nhiều phần tử đệm nhất  bề mặt tiếp xúc pha
lớn.
7. Ưu và nhược điểm của vật chêm bằng sứ?
Ưu và nhược điểm của vật chêm bằng sứ (so với thép):
- Ưu điểm:
+ Có bề mặt riêng lớn hơn.
+ Cột hoạt động trong vùng dưới điểm gia trọng.
+ Rẻ tiền, dễ kiếm.
+ Bền với môi trường, không hấp thu dung môi.
- Nhược điểm:
+ Độ rỗng nhỏ.
+ Khối lượng riêng xốp lớn.
+ Trở lực lớn, chiếm nhiều thể tích, ma sát lớn với dòng khí.
8. Trong thí nghiệm các số liệu đo được cũng như lưu lượng các dòng có ổn định không? Tại
sao?
Trong thí nghiệm này các số liệu đo không ổn định vì bơm và quạt cung cấp lưu lượng dòng

lỏng và dòng khí không ổn định.
9. Trong thí nghiệm có mấy điểm cần lưu ý? Điểm nào quan trọng nhất?
Các điểm cần lưu ý:
1) Trong quá trình đo độ giảm áp của cột ướt, cần canh giữ mức lỏng ở đáy cột ổn định ở ¾ chiều cao
đáy bằng các điều chỉnh van 4. Nếu cần, tăng cường van 2 để nước trong cột thoát về bình chứa
(van 2 dùng để xả nhanh khi giảm lưu lượng khí).
2) Khi tắt máy phải tắt bơm lỏng B
L
trước, mở tối đa van 4 trước sau đó tắt quạt B
X
.
3) Nếu sơ suất để nước tràn vào ống dẫn khí thì mở van xả nước ở phía trên bảng.
Trong các chú ý trên, chú ý thứ 1 quan trọng nhất vì sẽ ảnh hưởng rất lớn đến kết quả thí
nghiệm.
10. Tại sao phải duy trì mực lỏng ở ¾ đáy cột?
* Phần chất lỏng ở đáy cột để giới hạn không gian của chất khí vào trong ống. Nếu thể tích của
chất lỏng ít, có nghĩa là thể tích của chất khí nhiều, khi đó chất khí vào nhiều hơn , áp lực của nó
lớn hơn sẽ đẩy mạnh vào chất lỏng ở trên chảy xuống làm nó chảy ngược trở lại. Thí nghiệm lúc
này không còn chính xác nữa.
Nếu mực chất lỏng cao thì không khí ít. Nếu không khí quá ít sẽ không thắng được trở lực của
nước để len lỏi lên trên được.
Do đó mà mức chất lỏng giữ ở mức ¾ đáy cột là hợp lý.
* Nếu khí vào ít thì giãn nở ít, nên ít sai số.
* Nếu cột chất lỏng ở dưới ngắn quá thì khi nước vào nhiều sẽ không đủ để chứa.
11. Có mấy loại quạt? Kể tên? Quạt trong bài này là quạt gì? Cao áp hay thường?
Có hai loại quạt thường được sử dụng trong công nghiệp đó là: quạt ly tâm và quạt hướng trục.
Phân loại
Đặc điểm
Quạt ly
tâm

Theo áp lực -
Quạt làm việc ở áp suất thấp (H <
100mmH
2
O)
-Áp suất trung bình (H=100∏400
mmH
2
O)
-Áp suất cao (H > 400mmH
2
O)
Tạo được áp lực
dòng khí lớn.
Theo hệ số cao
tốc
-
Quạt cao tốc (n
s
>1500vòng/phút)
-Quạt vận tốc trung bình (n
s
= 800∏1400
v/ph)
-Quạt vận tốc chậm(n
s
< 800v/ph)
Theo mục đích sử
dụng
Quạt khói lò; quạt không khí nóng,

lạnh;
quạt hút bụi…
Quạt
hướng trục
Quạt thông gió trong các xí nghiệp, các đường hầm, các lò
tunen…
Tạo áp lực
nhỏ.Ứng dụng để
chuyển một thể
tích khí tương đối
lớn trong trường
hợp áp suất nhỏ.
Trong bài thí nghiệm là quạt ly tâm (quạt cao áp). Sử dụng để tăng áp suất khí và điều hoà dòng
lưu lượng khí.
12. Tại sao phải nghiên cứu đồ thị của tháp chêm từ điểm gia trọng đến điểm lụt?
Phải nghiên cứu đồ thị của tháp chêm từ điểm gia trọng cho đến điểm lụt vì: bắt đầu từ điểm gia
trọng nếu tiếp tục tăng vận tốc khí thì ảnh hưởng hỗ tương giữa dòng lỏng và dòng khí rất lớn, DP
c
tăng mau chóng không theo phương trình : DP
ck
= aG
n
. Khi đó, nếu tăng vận tốc khí lên nữa thì
tháp sẽ chuyển sang làm việc ở chế độ cuốn theo  chất lỏng bi cuốn ngược trở ra theo dòng khí.
Vì thế, ta phải nghiên cứu đồ thị để giới hạn điểm làm việc nằm trong khoảng điểm gia trọng và
điểm lụt. Để an toàn, có thể giới hạn điểm làm việc dưới điểm gia trọng, nhưng không được nhỏ
quá, vì khi đó hiệu suất quá trình sẽ thấp.
13. Công thức tính vận tốc làm việc tối ưu trong tháp chêm?
Tốc độ sặc:
125,0

l
K
25,0
16,0
L
L
K
3
2
s
G
L
75,1A
g
aw
lg
˜
˜
¯
ˆ
Á
Á
Ë
Ê
r
r
˜
¯
ˆ
Á

Ë
Ê
-
˙
˚
˘
Í
Î
È
m
˜
˜
¯
ˆ
Á
Á
Ë
Ê
r
r
e
Vận tốc tối ưu của tháp chêm: w
k
= (0,8 ∏ 0,85)w
s
14. Công thức tính hệ số trở lực do ma sát trong tháp chêm ở các chế độ chảy (Re) khác nhau?
Khi 50 < Re
c
< 7000:
2,0

c
ck
Re
8,3
f
Khi Re
c
< 50:
c
ck
Re
35
f
15. Công thức tổng quát tính tổn thất áp suất trong tháp chêm? Giải thích các thừa số trong công
thức và mức độ ảnh hưởng của chúng đến độ giảm áp?
eG
2
2
D
ZfG2
P
re
D
* Đối với cột khô: f = f
ck
* Đối với cột ướt: f= f
cư
= s f
ck
s - hệ số phụ thuộc vào mức độ xối tưới của dòng lỏng L, kg/m

2
.s
s = 10
WL
Giá trị s tùy thuộc vào loại, kích thước, cách thức sắp xếp vật chêm và độ lớn của lưu lượng
lỏng L.
ß Mức độ ảnh hưởng: DP ~ f, DP ~ G
2
, …
16. Công thức tính mối quan hệ giữa tỉ số
ck
cö
p
p
D
D
với hệ số xối tưới cho vật chêm bằng sứ và kim
loại trong trường hợp d > 30mm (d: đường kính vòng chêm)
* Đối với vòng đệm bằng sứ:
Khi d > 30mm và A < 0,3:
3
ck
cö
)A1(
1
p
p
-
D
D

Khi d > 30mm và A > 0,3:
3
ck
cö
)A43,113,1(
1
p
p
-
D
D
* Đối với vòng đệm bằng thép:
3
ck
cö
)A39,11(
1
p
p
-
D
D
17. Tháp chêm làm việc ở chế độ nào là tốt nhất? Thực tế có thể vận hành ở chế độ này hay
không? Tại sao?
Tháp chêm làm việc tốt nhất ở chế độ nhũ tương. Nhưng thực tế, rất khó để vận hành chế độ
này vì: đoạn thẳng biểu diễn chế độ này (BC, hình 1) rất dốc, chênh lệch vận tốc khí rất nhỏ  chỉ
cần sơ sẩy một chút là cột chêm đã chuyển sang làm việc ở chế độ cuốn theo  chất lỏng bi cuốn
ngược trở ra theo dòng khí.
Bài 7: THỜI GIAN LƯU
1.Thời gian lưu là gì? Phân biệt thời gian lưu và thời gian phản ứng?

Thời gian lưu
Thời gian phản ứng
-
Là thời gian phần tử đó lưu lại ở trong bình
phản ứng, hay trong thiết bị bất kì cần khảo
sát.
- Thời gian lưu của một thiết bị là một đại
lượng xác suất.
- Gồm: Thời gian phản ứng và thời gian lưu
-
Là thời gian phần tử đó thực hiện quá trình
phản ứng.
chất dịch chuyển.
2.Hàm phân bố thời gian lưu là gì ? Ý nghĩa việc khảo sát hàm phân bố thời gian lưu.
Hàm phân bố thời gian lưu E: là độ đo sự phân bố thời gian lưu trong bình của tất cả các phân
tố của dòng lưu chất rời khỏi bình. E cũng chính là độ đo sự phân bố thời gian lưu của lưu chất
trong bình.
Ý nghĩa việc khảo sát hàm phân bố thời gian lưu:
- Dựa trên hàm phân bố thời gian lưu xác định được, ta có thể đánh giá tương quan về dòng trong
thiết bị, các nhược điểm sinh ra khi thiết kế như vùng tù, dòng chảy tắt… và tìm cách khắc phục
nhờ đánh giá này.
- Nghiên cứu thời gian lưu la phương pháp cần thiết để so sánh thiết bị dựa trên dòng vật liệu, từ đó
có thể cải tiến, lập mô hình tối ưu.
- Cũng dựa trên hàm phân bố thời gian lưu ta có thể vận hành tối ưu và qua đó thiết lập được các
thông số, phương pháp điều khiển cũng như tối ưu hoá quá trình trong thiết bị.
- 3. Ứng dụng của thời gian lưu trong các quá trình và thiết bị công nghệ hóa học. Nêu ví dụ.
® Ứng dụng: Các kết quả biểu diễn sự phân bố thời gian lưu có thể được sử dụng trực tiếp hoặc
liên kết với mô hình dòng chảy để tiên đoán khả năng hoạt động của một thiết bị phản ứng thực,
phương pháp sử dụng tùy thuộc phần lớn trên thiết bị phản ứng được xem là tuyến tính hay phi
tuyến.

Tối ưu hóa các thiết bị trong công nghệ hóa học như thiết bị hấp thu, chưng cất, vật chêm, thiết
bị trao đổi nhiệt….
4.Các loại mô hình dùng để nghiên cứu dòng chảy thực.
- Mô hình phân tán
- Mô hình bình khuấy mắc nối tiếp
- Mô hình tầng lưu hóa.
5.Mô tả các hiện tượng có thể xảy ra trong mô hình dãy hộp.
Cho màu vào:
- Ban đầu: màu chỉ có tại một chỗ, màu đậm
- Sau đó: màu hòa đều ra khắp hộp và màu nhạt dần.
6.Phân loại thiết bị phản ứng và đặc trưng của từng loại thiết bị?
® Phân loại theo phương pháp hoạt động:
- Bình phản ứng hoạt động gián đoạn: được đặc trưng bằng sự biến đổi của mức độ phản ứng và tính
chất của hỗn hợp phản ứng theo thời gian.
- Bình phản ứng hoạt động liên tục: được đặc trưng bởi mức độ phản ứng có thể thay đổi theo vị trí
nhưng không đổi theo thời gian.
® Phân loại theo hình dạng của bình phản ứng:
- Bình khuấy trộn lý tưởng: được đặc trưng bởi tính chất của hỗn hợp phản ứng đồng nhất tại mọi vị
trí trong thiết bị.
- Thiết bị phản ứng dạng ống lý tưởng: được đặc trưng bởi các phân tố của lưu chất độc lập với nhau,
mỗi phân tốc có nồng độ, nhiệt độ khác nhau. Các tính chất này thay đổi theo chiều dài của thiết
bị.
® Phân loại theo số pha của hỗn hợp phản ứng:
- Thiết bị phản ứng đồng thể: trong đó hỗn hợp phản ứng ở trong một pha (lỏng hoặc khí)
- Thiết bị phản ứng dị thể: trong đó hỗn hợp phản ứng hiện diện ở tối thiểu trong hai pha.
7.Nguyên nhân sai khác giữa dòng chảy thực và lý tưởng?
® Điều kiện lý tưởng:
- Bình khuấy lý tưởng: quá trình khuấy trộn hoàn toàn.
- Thiết bị dạng ống lý tưởng: sự đồng nhất vận tốc theo phương dòng chảy và không có sự khuấy
trộn theo trục.

® Nguyên nhân sai khác giữa dòng thực và dòng lý tưởng:
- Dòng chảy tắt của lưu chất.
- Sự tuần hoàn của lưu chất.
- Do tạo nên vùng tù trong thiết bị.
8.Các phương pháp đánh dấu. Tại sao thường dùng tín hiệu xung để nghiên cứu thời gian
lưu?
® Các phương pháp đánh dấu:
- Tín hiệu vào bất kì.
- Tín hiệu vào tuần hoàn.
- Tín hiệu bậc.
- Tín hiệu xung.
® Ta thường dùng tín hiệu xung để nghiên cứu thời gian lưu vì: tiện lợi trong sử dụng và sự
đồng dạng của tín hiệu đáp ứng tại đầu ra với hàm phân bố.
Các mối quan hệ giữa F, C, I, E tại thời điểm bất kì q:
F + I = 1
C = E
F = 1 – I =
ÚÚ
qq
qq
00
CdEd
qq
d
dI
d
dE
EC
-
Trong đó:

C: nồng độ theo thời gian thu gọn của chất chỉ thị trong dòng ra ứng với tín hiệu kích thích dạng
xung tại đầu vào.
F: nồng độ theo thời gian thu gọn của chất chỉ thị trong dòng ra ứng với tín hiệu kích thích dạng
bậc tại đầu vào.
I: độ đo sự phân bố theo thời gian của lưu chất trong bình .
E: độ đo sự phân bố theo thời gian của lưu chất trong bình của tất cả các phân tố của dòng lưu
chất rời khỏi bình.
Các mối quan hệ trên cho thấy các thí nghiệm kích thích đánh dấu – đáp ứng, với tín hiệu bậc
và tín hiệu xung cho ta sự phân bố thời gian của lưu chất trong bình và trong dòng ra.
9.Các điều kiện chọn chất chỉ thị.
- Không được ảnh hưởng và khác biệt với các phân tử tạo nên tương quan trong hệ.
- Các chất chỉ thị phải thích hợp với tính chất của các phần tử trong hệ (có khối lượng riêng, độ nhớt,
hệ số khuếch tán thích hợp).
- Các loại chất chỉ thị đối với môi trường lỏng có thể là: dung dịch màu, các chất phóng xạ, các đồng
vị phóng xạ ổn định, các hạt rắn có phát sáng…
10.Tiến trình thí nghiệm.
Theo trình tự sau:
1) Mở van cho nước lên thùng cao vị cho đến khi có nước trong ống chảy tràn.
2) Mở khóa cho nước chảy qua lưu lượng kế vào hệ thống bình khuấy và chỉnh lưu lượng dòng chảy.
3) Hệ một bình: khi hệ thống ổn định, cho phẩm màu vào bình 1. Bấm thì kế (đồng thời với thời gian
cho màu vào thiết bị), lấy gốc thời gian. Dùng ống nghiệm lấy mẫu theo thời gian, sau đó đem mẫu
đi so màu.
4) Hệ hai, ba, bốn bình: làm giống như hệ một bình, cho phẩm màu vào bình 1 và lấy mẫu ở bình cuối
cùng (từ ống thông nhau cuối cùng).
11.Cách tính thời gian lưu trung bình và hàm phân bố thời gian lưu.
® Thời gian lưu trung bình:
Â
n
1i
ViV

t
n
1
t
Trong đó t
Vi
là thời gian lưu của một phần tử bất kỳ i.
Hay:
Ú
Ú
•
•
0
VV
A
i
0
VVV
A
i
V
dt).t(c
dt.t)t(c
t
Với các hàm điểm, ta có:
Â
Â
K
1i
i

K
1i
ii
c
tc
t
K là các khoảng chia bằng nhau.
Thời gian lưu trung bình thể tích:
t
V
V
M
R
t
Với V
R
: thể tích của lưu chất trong bình, lít.
V
M
: lưu lượng của dòng vào thiết bị, lít/giây.
Nếu chất chỉ thị không đạt tương quan lý tưởng thì phương trình trên không thỏa mãn (nếu t >
t
có thể chất chỉ thị bị hấp phụ vào thành bình hoặc các chi tiết phụ.
® Hàm phân bố thời gian lưu::
Ú
•
0
VVVV
dt.t)t(f)t(E
Đối với mô hình dãy hộp:

)!1n(
1
exp.
1
/1)t(f
1n
-
˜
¯
ˆ
Á
Ë
Ê
t
-
˜
¯
ˆ
Á
Ë
Ê
t
-
t
-
12.Các phương pháp tính sai số so với dạng lý tưởng.
1 – Xác định sự phân phối thời gian lưu thực tế từ số liệu thí nghiệm đáp ứng và tính độ chuyển
hóa bằng cách xem dòng chảy hoàn toàn không khuấy trộn. Mô hình này thích hợp cho thiết bị
dạng ống với chế độ chảy dòng và phản ứng bậc 1.
2 – Mô hình phân tán theo phương trục, xem như trong thiết bị phản ứng dạng ống có sự khuếch

tán theo phương trục, khi đó sự phân phối thời gian lưu thực tế trong thiết bị được dùng để tính hệ
số khuếch tán theo phương trục, và sau đó dùng giá trị này để tiên đoán độ chuyển hóa. Mô hình
này thích hợp cho thiết bị phản ứng có chế độ chảy rối.
3 – Mô hình hệ nhiều bình khuấy lý tưởng bằng nhau mắc nối tiếp. Số liệu thí nghiệm đáp ứng
được dùng để xác định số bình khuấy trong hệ, từ đó tính được độ chuyển hóa.
13.`Nhận xét cách lấy mẫu và cho chất chỉ thị trong bài thí nghiệm.
® Cách lấy mẫu:
Dùng ống nghiệm lấy mẫu theo thời gian, sau đó đem mẫu đi so màu. Đối với hệ một bình thì
lấy ngay tại bình đó. Đối với hệ nhiều bình thì cho phẩm màu vào bình 1 và lấy mẫu ở bình cuối
cùng.
® Cách cho chất chỉ thị: cho một lượng chất chỉ thị vào dòng lưu chất trong khoảng thời gian
rất ngắn và khi hệ thống đã ổn định.