Đề tài các quá trình và thiết bị truyền khối

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH
TRUNG TÂM MÁY VÀ THIẾT BỊ


BÁO CÁO THỰC HÀNH
CÁC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ TRUYỀN KHỐI






GVHD: Trần Quỳnh Thái Sơn
SVTH: FCC
MSSV: 12345678
Nhóm: 1
Lớp HP: Sáng thứ 6







Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 4 năm 2010



Bài 1: ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH SẤY

1.1. Mục đích thí nghiệm:
Khảo sát quá trình sấy đối lưu vật liệu là giấy lọc trong thiết bị sấy bằng không
khí được nung nóng nhằm:
-Xác định đường cong sấy
W ( )
f


.
-Xác định đường cong tốc độ sấy
W
(W)
d
f
d

 .
-Giá trị độ ẩm tới hạn
W
k
, tốc độ sấy đẳng tốc N, hệ số sấy K.

1.2.Cách tiến hành thí nghiệm:
-Cân giấy lọc để xác định , sau đó đi làm ẩm các tờ giấy lọc.
-Kiểm tra nhiệt độ bầu ướt, nhiệt độ bầu khô ghi lại các giá trị trước khi tiến hành
thí nghiệm.
-Bật công tắc tổng, bật công tắc quạt, cài đật nhiệt độ, bật công tắt điện trở để gia
nhiệt
-Tiến hành ghi nhận chỉ số cân, nhiệt độ bầu khô, nhiệt độ bầu ướt sau 3 phút.
-Tiếp tục ghi nhận đến khi giá trị cân không đổi 3 lần là kết thúc quá trình.

1.3. Kết quả thí nghiệm:

0
0,0624
G


Bảng 1.1: Kết quả thí nghiệm 1

0
40
C
(mức 3)
STT


(ph)
i
G

(kg)
t
ư
(
o
C) t
k
(
0

C)
Điể
m đầu
Điể
m cuối
Điể
m đầu
Điể
m cuối
1 0
0,11
5
26 31 32 32
2 3
0,10
8
26,5 31 32 32
3 6
0,10
2
26,5 31 31,9 31,8
4 9
0,09
8
26,3 30,7 31,9 31,8
5 12
0,09
3
26,3 30,7 31,9 31,9
6 15 0,09 26,3 30,7 31,9 31,9

7 18
0,08
4
26,3 30,7 32 32
8 21
0,08
4
26,3 30,7 32 32
9 24
0,08
4
26,3 30,7 32 32








0
50
C
(mức 5)
STT


(ph)
i
G

(kg)
t
ư
(
o
C) t
k
(
0
C)
Điể
m đầu
Điể
m cuối
Điể
m đầu
Điể
m cuối
1 0
0,11
2
26,5 31,6 32 32
2 3
0,10
7
27 31,8 33,9 33,8
3 6
0,10
5

27 32 34 33,9
4 9 0,1 27 32 34 33,9
5 12
0,09
7
27 32,1 34,1 34
6 15
0,09
6
27 32,1 34,1 34
7 18
0,09
3
26,5 32 34,1 33,9
8 21 0,09 26,9 32 33,9 33,9
9 24
0,08
8
26,9 32 34 33,5
10 27
0,08
3
27 32 34 34
11 30 0,08 27 32,1 34,2 34
12 33
0,07
7
27 32,2 34 34
13 36
0,07

7
27 32,2 34 34
14 39
0,07
7
27 32,2 34 34


Bảng 1.2: Kết quả thí nghiệm 2
0
60
C
(mức 7)
STT



(ph)

i
G

(kg)
t
ư
(
o
C) t
k
(

0
C)
Điể
m đầu
Điể
m cuối
Điể
m đầu
Điể
m cuối
1 0 0,138 26,5 31 32 31,5
2 3
0,130
6
27 31,5 35,5 35
3 6
0,125
2
27,5 32,5 36,5 36
4

9

0,121

27,1

33

36

35,5

5

12

0,115

27,1

33,1

36

35,5

6 15 0,11 27 33,1 36 35,8
7

18

0,106

27,5

33,1

36,7

36,2

8 21 0,101 27,5 33,6 36,7 36
9 24 0,096 27,5 33,6 36,5 36
10

27

0,092

27,5

33,6

36,3

36

11

30

0,092

27,5

33,6

3
6,3

36

12 33 0,092 27,5 33,6 36,3 36


1.4. Xử lý kết quả:
♦ Mức 40
0
C:
-Độ ẩm của giấy lọc:

1 0
1
0
0,113 0,0624
.100% .100% 84,294872 %
0,0624
G G
W
G


  

-% Tốc độ sấy:

1 2
1
2 1

84,294872 73,076923
0,044516 (% / )
(3 0).60
W W
N s
t t


  
 

Tương tự ta tính cho các thí nghiệm khác. Ta có bảng kết quả tính toán:
Bảng 1.3: Kết quả tính toán ở chế độ
0
40
C
(Mức 3)
STT t(s)
W (%)
i

1
(% / )
N s

1

0

84,294872

2 180 73,076923 0,062322
3 360 63,461538 0,053419
4

540

57,051282

0,035613

5

720

49,038462

0,044516

6 900 44,230769 0,026709
7 1080 34,615385 0,053419
8

1260

34,615385

0

9

1440

34,615385

0


♦ Mức 50
0
C:
Bảng 1.4: Kết quả tính toán ở chế độ
0
50
C
(Mức 5)
STT t(s)
W (%)
i

1
(% / )
N s

1 0 79,4871795
2

180

71,474359

0,044516

3

360

68,2
692308

0,017806

4 540 60,2564103 0,044516
5 720 55,4487179 0,026709
6

900

53,8461538

0,008903

7

1080

49,0384615

0,026709

8 1260 44,2307692 0,026709
9 1440 41,025641 0,017806
10

1620

33,0128205

0,044516

11

1800

28,2051282

0,026709

12 1980 23,3974359 0,026709
13 2160 23,3974359 0
14

2340

23,3974359

0

♦ Mức 60
0
C:
Bảng 1.5: Kết quả tính toán ở chế độ
0
60
C
(Mức 7)
STT t(s)
W (%)
i

1
(% / )
N s

1

0

121,153846


2

180

109,294872

0,065883

3 360 100,641026 0,048077
4 540 93,9102564 0,037393
5

72
0

84,2948718

0,053419

6

900

76,2820513

0,044516

7 1080 69,8717949 0,035613
8

1260

61,8589744

0,044516

9

1440

53,8461538

0,044516

10 1620 47,4358974 0,035613
11 1800 47,4358974 0
12

1980

47,4358974

0


♦ Bảng kết quả tính toán thông số động học:
♦ Mức 40
0
C:
- Độ ẩm cân bằng W
c
: Dựa vào đường cong tốc độ sấy, từ điểm tốc độ sấy N=0
ta xác định W
c
=34,615385 %.
- Độ ẩm tới hạn quy ước W
k

:
+ Thực nghiệm, ta xác định trên đường cong tốc độ sấy khi giai đoạn đẳng tốc
kết thúc.
+ Lý thuyết:
1
84,294872
34,615385 81,44587%.
1,8 1,8
k c
W
W W    

- Nhiệt độ bầu ước trung bình

u
t
: lấy giá trị trung bình cộng nhiệt độ bầu ước
đầu. Ta được:
0
26,311111
u
t C




- Nhiệt độ bầu khô trung bình

k
t

: lấy giá trị trung bình cộng nhiệt độ bầu khô
đầu. Ta được:
0
31,955556
k
t C



- Dựa vào nhiệt độ bầu ước
0
26,311111
u
t C



tra trên giản đồ Ramzin ta
được áp suất
25,2256 mmHg
b
P


- Dựa vào nhiệt độ bầu khô
0
31,955556
k
t C



tra trên giản đồ Ramzin ta
được áp suất
22,7922 mmHg
h
P


- Hệ số trao đổi ẩm
m

có thể xác định theo công thức thực nghiệm sau:

27313,0904,8.0475,0.0475,0
8,08,0

km
v

(kg/m
2
.h.mmHg)
Với v
k
= 8,904 m/s: vận tốc tác nhân sấy.
-Cường độ bay hơi ẩm:

760 760
.( ). 0,27313.(25,2256 22,7922). 0,664622
760

m m b h
J P P
B

    

(kg/m
2
.h)
- Tốc độ sấy lý thuyết N
t
:

100. . 100.0,664622.2,884615 191,718 (m/h)
t m
N J f
  

Với bề mặt riêng:
0
0,2.0,3
3. 2,884615
0,0624
F
f
G
  
(m
3
/kg)

- Tốc độ sấy thực tế:

1 2
84,294872 34,615385
141,9414 (% / )
(21/ 60)
tn
W W
N h
t


  

- Hệ số sấy:
1
141,9414
3,030961 (h )
81,44587 34,615385
tn
k c
N
K
W W

  
 

- Thời gian sấy đẳng tốc:

1
1
121,153846 114,7436
0,043478261 (h)
147,4359
k
W W
N



  
- Thời gian sấy giảm tốc:
2
1
ln( )
k c
c
W W
K W W






-Trong đó
W

là độ ẩm sau cùng của vật liệu sấy (

W
c
W


)
***Tương tự ta tính cho mức 50
0
C, 60
0
C, ta được bảng kết quả:












Bảng 1.6: Bảng kết quả tính toán thông số động học
Thông số 40
0
C 50
0
C 60
0

C
W
k
(%)
81,44587 67,55698 114,7436
W
c
(%)
34,615385 23,3974359 47,4358974

u
t
(
0
C)
26,311111 26,9142857 27,26666667

k
t (
0
C)
31,9555556 33,87857143 35,9
P
b
(mmHg)
25,2256 25,2256 26,757
P
h
(mmHg)
22,7922 21,819 22,8672

m

(kg/m
2
.h.m
mHg)
0,273125 0,273125 0,273125
J
m
(kg/m
2
.h)
0,664622 0,930428 1,062402
N
lt
(m/h)
191,718 268,3926 306,462
N
tn
(%/h)
141,9414 93,48291 147,4359
K(1/h)
3,030961 2,116935 2,190476
1

(h)
0,020072 0,127619 0,043478
2

(h)


(h) 0,35 0,6 0,5






















1.5. Đồ thị:

♦ 40
0
C (Mức 3):

0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20



(ph)
W (%)
-50
0
50
100
150
200
250
0 10 20 30 40 50 60 70 80

♦ 50
0
C (Mức 5):

0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45



(ph)
W (%)
W (%)
N(%/h)


-20
0

20
40
60
80
100
120
140
160
180
0 10 20 30 40 50 60 70 80







♦ 60
0
C (Mức 7):

0
20
40
60
80
100
120
140
0 5 10 15 20 25 30 35

W (%)
W (%)

(ph)
N(%/h)

-50
0
50
100
150
200
250
0 20 40 60 80 100 120







1.6. Bàn luận:
1.6.1. Nhận xét các đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy. Giải thích.
- Khi sấy lượng ẩm sẽ bốc hơi và giảm dần theo thời gian → tốc độ sấy cũng biến
đổi theo độ ẩm của vật liệu.
- Đường cong sấy giảm dần theo thời gian, tăng thì nhiệt độ ẩm sẽ nên trên
đường cong sấy ta thấy nếu tăng nhiệt độ thì thời gian sẽ được rút ngắn.
- Đường cong tốc độ sấy có dạng phù hợp với lý thuyết.

1.6.2. Ở chế độ sấy khác nhau thì thời gian sấy thay đổi như thế nào? Giải
thích.
- Thời gian sấy ở các công đoạn sấy khác nhau thì khác nhau, khi thời gian sấy
càng tăng thì độ ẩm càng giảm cũng như nhiệt độ sấy cũng làm thời gian sấy giảm
theo.

1.6.3. Cho biết một số ứng dụng của quá trình sấy trong thực tế.
- Quá trình sấy được sử dụng trong công nghệ hóa học và thực phẩm.
- Trong hóa học, dùng để sấy các lượng ẩm trong các chất hóa học.
- Trong thực phẩm dùng để sấy khô các loại vật liệu, sấy thực phẩm, ngũ cốc,
hoa quả.
- Trong sinh hoạt, dùng để sấy khô quần áo ướt, sấy các vật liệu, đồ dùng ẩm.
- Trong công nghệ vi sinh, sấy các vi khuẩn, mô, tế bào động thực vật.
W (%)
N(%/h)
- Tuy nhiên quá trình sấy là quá trình không ổn định, độ ẩm thay đổi theo thời
gian và không gian sấy, nên ta phải biết vận dụng sấy đúng lúc và đúng cách để đem
lại hiệu quả sấy cao hơn.

1.6.4. Nêu các sự cố có thể gặp trong quá trình vận hành và phương pháp
khắc phục.
- Trong quá trình sấy vật liệu, trước khi dùng để sấy (tẩm ướt) không phải là vật
liệu khô tuyệt đối. Nên phải tính toán, bù trừ sự hao giảm sai số.
Trong quá trình tính toán, trong quá trình tra đồ thị rất dễ bị sai số. Thay vì ta tra
trên đồ thị nên áp dụng các công thức để tính toán.

Bài 2: TĨNH HỌC QUÁ TRÌNH SẤY

2.1. Mục Đích Thí Nghiệm:
-Khảo sát sự biến đổi thông số không khí ẩm và vật liệu sấy của quá trình sấy lí
thuyết
-Xác định lượng không khí khô cần sử dụng và lượng nhiệt cần thiết cho quá
trình sấy lý thuyết.
-So sánh và đánh giá sự khác nhau giữa quá trình sấy thực tế và sấy lý thuyết.

2.2. Quá Trình tiến Hành Thí Nghiệm:
-Bậc công tắc tổng
-Đem cân vật liệu để xác định
-Làm ẩm các tờ vật liệu
-Ghi nhiệt độ bầu khô và bầu ướt ban đầu
-Bật quạt để máy khô trong vài phút
-Làm ẩm các tờ vật liệu
-Đem cân và ghi lại giá trị của cân
-Cài đặt điện trở
-Sau thời gian 15 phút ghi các số liệu cần thiết cho việc tính toán
-Quá trình dừng lại khi khôi lượng vật liệu đã ổn định.

2.3. Kết quả thí nghiệm:


0
100
G

(g)
Bảng 2.1: Kết quả thí nghiệm.

stt Điện
trở
Quạt

Điểm 0 Điểm 1 Điểm 2






m/s

1 3 6
34 26 35,3 26 30,5 28,5
1

63
151,2 4,44
2 5 6
34 26 36,5 26 35 28 156 149 3,75
3 7 6
34 26 39 26 38 29 154,2 145,6 3,77
4 5 4
34 26 40 27 39,5 30 145,6 135,6 2,33
5 5 8
34 26 39 26 38,5 30 135,6 135 4,38





2.4. Xử lý kết quả:
-Từ
,
k
t

u

t



,
H

Y

(giản đồ không khí ẩm)

Bảng 2.2: Kết quả tra số liệu.
STT
Điểm 0 Điểm 1 Điểm 2
Y

(kg/kg)
H
(kj/kg)
Y

(kg/kg)
H
(kj/kg)
Y

(kg/kg)
H
(kj/kg)
1

0,01803798

80,41615 0,017488 80,3542 0,017487 92,2964
2
0,01803798

80,41615 0,016981 80,2969 0,016981 89,6166
3
0,01803798

80,41615 0,015927 80,1772 0,015927 94,3992
4
0,01803798

80,41615 0,017260 84,6407 0,017259 99,4813

-Tính
,
d
x


c
x

.

0
163 100
0,386503

163
d
d
d
G G
x
G



  

0
151,2 100
0,338624
151,2
c
c
c
G G
x
G



  
-Tính
,
d
X



c
X

:

1
d
d
d
x
X
x







1
c
c
c
x
X
x







-Tính lượng ẩm bay hơi ra khỏi vật liệu:
W . .
1 1
d c d c
c d
d c
x x x x
G G
x x
   
 
 
 
 


0,386503-0,338624
W 151,2. 0,0118
1 0,386503
  




-Tính lượng không khí khô cần sử dụng cho quá trình sấy lý thuyết:

2 1
W 0,0118
1,783530
0,02410398 0,01748789
LT
L
Y Y
 
  



-Tính năng lượng cung cấp cho quá trình sấy lý thuyết:


2 0
( ) 1,783530.(92,29647 80,41615) 21,18892 (k
J)
LT LT
Q L H H
    


*Quá trình sấy thực tế:
Q
v
= F  = 40.35.10
-4
.4,44 = 0,6216
Q

m
=  Q
v
= 1,2.0,6216= 0,74592
L
th
= t Q
m
= 15.60.0,74592.10
-3
= 0,671328
Q
th
= L
th
( H
2
– H
0
) = 0,6713280,567(92,29647 – 80,41615) = 7,983575

5
0,01803798

80,41615 0,015928 80,1772 0,015927 99,5371
Tính tương tự cho các trường hợp còn lại. Ta có bảng sau:

Bảng 2.3: Tính cân bằng vật chất và năng lượng.
STT

d
X


(kg/kg)
c
X


(kg/kg)
W
(kg)
Lý thuyết Thực tế
L
lt
(kg) Q
lt
(kj) L
th
(kg)

Q
th
(kj)
1
0,63 0,512 0,0118 1,78353076

21,18892

0,672 7,983575

2
0,56 0,49 0,007 1,65178097

15,19716

0,567 5,216666
3
0,542 0,456 0,0086 1,4495856 20,26963

0,5712 7,987118
4
0,456 0,356 0,01 1,67611717

31,95553

0,3528 6,726206
5
0,356 0,35 0,0006 0,07765181

1,484783

0,6636 12,688715

2.5. Đồ thị:
* Đồ thị so sánh lượng không khí sử dụng của quá trình sấy lý thuyết và sấy
thực tế:
0
0,002
0,004
0,006
0,008
0,01
0,012
0,014
0 0,5 1 1,5 2
Chuỗi1
Chuỗi2
chuỗi 1: Sấy lý thuyết
chuỗi 2: Sấy thực tế


* Đồ thị so sánh nhiệt lượng cung cấp của quá trình sấy lý thuyết và sấy
thực tế:
0
5

10
15
20
25
30
35
0 0,5 1 1,5 2
Chuỗi1
Chuỗi2
chuỗi 1: Sấy lý thuyết
chuỗi 2: Sấy thực tế






2.6. Bàn luận
2.6.1. So sánh biến đổi lượng không khí khô sử dụng của quá trình sấy lý
thuyết và sấy thực tế.
L (kg)
L (kg)
W (kg)
Q (kJ)
- Sự biến đổi lượng không khí khô sử dụng trong quá trình sấy lý thuyết và sấy
thực tế tỷ lệ với nhau.
- Nhưng trong thực tế, lượng không khí khô được sử dụng là lớn hơn so với lý
thuyết.

2.6.2. Đánh giá sự khác nhau giữa nhiệt lượng cần gia nhiệt của quá trình

sấy lý thuyết và sấy thực tế.
- Nhiệt lượng cần gia nhiệt của quá trình sấy thực tế lớn hơn so với sấy lý thuyết
vì trong sấy thực tế cần có thêm một phần nhiệt lượng bổ sung, còn trong sấy lý thuyết
thì nhiệt bổ sung bằng nhiệt tổn thất.

2.6.3. Đánh giá sự khác nhau về hàm nhiệt của không khí sau khi ra khỏi
thiết bị của quá trình sấy lý thuyết và thực tế. Giải thích?
- Khi sấy lý thuyết nhiệt lượng riêng của không khí không đổi trong suốt quá
trình ….??? (đẳng áp), nói cách khác trong quá trình sấy lý thuyết một phần nhiệt
lượng của không khí có bị mất đi cũng chỉ làm bốc hơi nước, trong đó H không đổi.

2.6.4. Nêu các nguyên nhân tạo nên sự khác biệt giữa quá trình sấy lý
thuyết và thực tế.
Các nguyên nhân gây ra sự khác biệt giữa quá trình sấy lý thuyết và thực tế: khi
sấy lý thuyết nhiệt lượng bổ sung = nhiệt lượng tổn thất = 0, ∆ = 0. Trong thực tế,
nhiệt lượng bổ sung khác với nhiệt tổn thất, ∆ = 0

Bài 3: KHẢO SÁT CHẾ ĐỘ CỘT CHÊM

3.1. Mục Đích Thí Nghiệm:
Khảo sát đặc tính động lực học lưu chất và khả năng hoạt động của tháp đệm
bằng cách xác định:
- Ảnh hưởng của vận tốc khí và lỏng lên độ giảm áp suất của dòng khí qua cột.
- Sự biến đổi của hệ số ma sát trong cột theo chuẩn số Reynolds của dòng khí
và suy ra các hệ thức thực nghiệm.
- Sự biến đổi của thừa số liên hệ giữa độ giảm áp của dòng khí khi cột khô và
khi cột ướt với vận tốc dòng lỏng.

3.2. Quá Trình Tiến Hành Thí Nghiệm:
- Đầu tiên đóng tất cả các van, và mở van khí để thổi sạch lượng nước còn lại
trong tháp đệm.
- Mở bươm lỏng và mở van lỏng để cho nước vào tháp với lượng cho phép khi
quan sát ống chỉ mực chất lỏng.
- Bậc lại bươm khí, mở từ từ van khí 2 và đóng từ từ van khí 1 để tăng lượng khí
vào tháp nhằm thổi hết lượng nước còn đọng lại trong các vật chiêm.
- Sau khoảng thời gian 5 phút, mở van khí 1 và đóng van khí 2 để làm thí nghiệm
cột khô.

3.3. Kết Quả Thí Nghiệm:

Bảng3.1: Kết Quả Thí nghiệm Cột Khô
Stt G(l/ph)


1
1 ( ) 16,7 (
2 1,5 48
3 2 95,1
4 2,5 161,8
5 3 220,6
6 4 395,2

Bảng 3.2: Kết Quả Thí Nghiệm Cột Ướt

100

150

200

250

300

STT
3
( )
m
G
h

( )
cu
p Pa



1 1 19,6 18,6 19,6 20,6 19,6
2 1,5 48 52 49 48 42,2
3 2 95,1 95,1 99 87,3 86,3
3 2,5 171,6 155,9 155,9 155,9 154,9
5 3 222,6 222,6 213,8 217,7 218,7
6 4 388,3 401,1 384,4 399,1 tràn

3.4. Xử lí số liệu:
-Chuyển lưu lượng thể tích sang lưu lượng khối lượng:

Dựa vào công thức:
Và ta chỉ việc tính:

-Cách tính Reynol : Re , với a là diện tích bề mặt riêng của vật đệm bằng
360
có giá trị 18,37. lấy ở 25
-Tính

nếu Re ,

Bảng 3.3. Kết quả tính toán cột khô :
stt
G
(kg/s.m
2
)
logG

(Pa/m)
log

1 0,0714 -1,1463 10,4375 1,0185 43,1863 3,24
2 0,1071 -0,9702 30 1,4771 64,779 1,56
3 0,1429 -0,8449 59,4375 1,7740 86,3727 1,55
4 0,1786 -0,7481 101,125 2,0048 108,026 1,48
5 0,2143 -0,6689 137,875 2,1394 129,619 1,43
6 0,2858 -0,5439 274 2,3926 172,866 1,35

Bảng 3.4. Kết quả tính toán log cho cột ướt.

100 150 200 250 300
stt logG
log
1
1,1463
1,0881 1,0653 1,0881 1,1097 1,0881
2
0,9702
1,4771 1,5118 1,4860 1,4771 1,4211
3
0,8449
1,7740 1,7740 1,7915 1,7368 1,7318
4
0,7481
2,0303 1,9887 1,9887 1,9887 1,9859
5
0,6689
2,1434 2,1434 2,1258 2,1337 2,1357

6
0,5439
2,3850 2,3991 2,3806 2,3969

3.5. Đồ thị:

0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
-1,4 -1,2 -1 -0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0
Chuỗi1
Chuỗi2
Chuỗi3
Chuỗi4
Chuỗi5
Chuỗi6


3.6. Bàn luận:
3.6.1. Ảnh hưởng của dòng khí và dòng lỏng lên độ giảm áp của cột. Giải
thích?
- Khi vận tốc dòng chuyển động tăng dần khi đó độ giảm áp cũng tăng theo sự
gia tăng này theo lũy thừa từ 1,8 đến 2 của vận tốc dòng khí.
∆l
0
≈ G

n
(n = 1,8 ÷ 2)
- Khi có dòng lỏng chảy ngược chiều khoảng trống nhỏ lại, dòng khí chuyển
động khó khăn hơn. Lúc đầu độ giảm áp của pha khí tăng nhanh. Nếu tiếp tục tăng tốc
độ pha khí, giữ nguyên lưu lượng dòng lỏng thì độ giảm áp của pha khí tăng rất nhanh.

3.6.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ giảm áp khi cột khô và cột ướt.
- Đối với cột khô:
- Vận tốc của dòng khí ảnh hưởng tới độ gảm áp.
- Chiều cao vật chêm, kích thước đặc trưng của vật chêm, đường kính tương
đương.
- Đối với cột ướt
- Lưu lượng dòng khí.
- Chế độ dòng chảy.
- Lưu lượng dòng chảy.

3.6.4. Mục đích và cách sử dụng giản đồ f theo Re.
- Khảo sát sự biến đổi hệ số ma sát f
cư
theo chuẩn số Re của dòng khí đi vào ta có
thể suy ra các hệ số thực nghiệm.



3.6.5. Nêu một vài ứng dụng của mô hình trong thực tế.
Một số ứng dụng của mô hình trong thực tế: như sử dụng trong hóa học, thực
phẩm, hấp thụ CO
2
, NH
3

, hơi Benzen tách hỗn hợp nhiều cấu tử như trong sản xuất
Ure, tổng hợp H
2
SO
4
, NH
3
.
logG
log( / )
P Z


Bài 5: CHƯNG GIÁN ĐOẠN KHÔNG HOÀN LƯU

5.1. Mục Đích Thí Nghiệm:
- Quá trình chưng gián đoạn không hoàn lưu nhằm khảo sát sự ảnh hưởng của
các thông số sau:
- Hiệu suất tháp chưng khi tiến hành không hồi lưu
- Sự biến đổi nồng độ sản phẩm đỉnh theo thời gian chưng cất.

5.2. Quá Trình Tiến Hành Thí Nghiệm:
- Tháo hết sản phẩm đáy ở nồi đun và đo độ rượu bằng phù kế
- Lấy cồn pha với sản phẩm đáy thành rượu có độ rượu từ 20
- Đo lại độ rượu để chuẩn bị nhập liệu, ghi độ rượu.
- Đổ 5 rượu vừa pha vào bình nhập liệu.
- Đóng khoảng ¾ van hoàn lưu của bơm nhập liệu.
- Mở công tắc gia nhiệt nồi đun, chờ nồi đun sôi, quan sát trên thiết bị ngưng tụ
có vài giọt ta mở van nước để cho thiết bị thực hiện ngưng tụ.
- Sau 15 giây phút ta tiến hành ghi nhiệt độ được hiển thị trên bộ điều khiển, đo
lượng sản phẩm đỉnh, đo nồng độ sản phẩm đỉnh bằng cách dung phù kế.
- Dừng thí nghiệm…

5.3. Kết Quả Thí Nghiệm:

Bảng 5.1. Kết quả thí nghiệm nồng độ và năng suất:
stt



P(mB)



G

1 15
28
5 10 92 0,15 250
2 30 12 91,5 0,17 250
3 45 14 86,5 0,245 250
4 60 16 81 0,38 250
5 75 18 73 0,37 250
6 90 20 62,5 0,28 250

Bảng 5.2. Kết quả thí nghiệm nhiệt độ:
stt
T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8
1 86,5 84,1 77,8 77,3 77,7 27,3 29 29,2
2 87,3 85,3 79,9 78,7 78,6 27,5 29 29,3
3 88,5 86,7 83 82,1 81,2 27,9 29 29,3
4 90,5 89,5 86,2 86,3 85,6 28,1 29 29,8
5 93,2 92,4 89,2 89,4 88,9 28,1 29 30,7
6 96,2 95,3 92,6 92,2 91,2 28 29 29,5


5.4. Xử lí số liệu:
Cách tính : Ta có; Rượu 28 tra được khối lượng riêng là 950,98 ( kg/ )
Khối lượng rượu nguyên chất:
Khối lượng hỗn hợp :

 Cách tính nồng độ sp đỉnh:
Ta tính , ta có : rượu 92 , tra khối lượng riêng ta có : 803,84
và 92



Tương tự cho các sản phẩm đỉnh khác.
 Cách tính sản phẩm đáy: Ta có
Ta có; F=4,7549, D=0,12658 W=4,62832
Ta cũng có
 Cách tính cân bằng năng lượng:
Nhiệt lượng trao đổi trong thiết bị ngưng tụ:

Với là nhiệt hóa hơi của sản phẩm đỉnh, tra trang 324 tập 1 sổ tay quá trình
thiết bị.
Nhiệt lượng do dòng nhập liệu mang vào: .
Nhiệt lượng do dòng sản phẩm đỉnh mang ra: .
Ta thu được kết quả sau:

Bảng 5.3. Kết quả tính toán cân bằng vật chất:
STT
F
x

(kg/kg)
F

(kg)
D
x

(kg/kg)
W
x

(kg/kg)

D

(kg)
W

(kg)
Ln(
F
/
W
)

(kg)
1 0,22987

4,7549 0,893 0,2128 0,12 4,63 0,025
2 0,22987

4,7549 0,88 0,192 0,136 4,49 0,055
3 0,22987

4,7549 0,82 0,162 0,200 4,29 0,101
4 0,22987

4,7549 0,75 0,115 0,316 3,98 0,177
5 0,22987

4,7549 0,69 0,067 0,315 3,66 0,260
6 0,22987

4,7549 0,55 0,032 0,245 3,41 0,329

Bảng 5.4. Kết quả tính toán cân bằng năng lượng:
STT
G
(kg/h)
Q
ng

(Kj)
Q
F

(kj)
Q
W

(kj)
Q
D

(kj)
Q
k

(kj)
1 250 99 236,033

1281,584

28,2918

1234,57

2 250 114,24 244,414

1266,085

33,0728

1230,50

3 250 163,4 237,194

1233,91 51,723 1275,62

4 250 256,592

243,293

1185,025

88,357 1354,40

5 250 255,15 230,444

1142,72 92,086 1325,80

6 250 197,255

205,473

1115,343

74,7695

1244,5

5.5. Đồ thi:
5.5.1. Biến đổi lượng nhiệt nồi đun theo độ tinh khiết sản phẩm:

0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
1220 1240 1260 1280 1300 1320 1340 1360 1380

5.5.2. Đồ thị biến đổi số mâm theo độ giảm áp:

0
0,05
0,1
0,15

0,2
0,25
0,3
0,35
0 5 10 15 20 25



5.6. Bàn luận:
5.6.1. Đánh giá sự biến đổi nồng độ sản phẩm đỉnh, sản phẩm đáy theo thời
gian.
k
Q

d
x
P


ln( / W)
F

- Dựa vào kết quả thí nghiệm ta thấy theo thời gian thì nồng độ sản phẩm đỉnh
tăng dần và đến giá trị cực đại nồng độ lại giảm.
- Còn nồng độ của sản phẩm đáy thì luôn giảm dần theo thời gian.

5.6.2. Đánh giá sự biến đổi của hiệu suất làm việc của tháp theo tinh khiết
sản phẩm đỉnh.
- Hiệu suất làm việc của sản phẩm đỉnh biến đổi theo nhiệt độ. Nhiệt độ càng cao
thì sản phẩm đỉnh càng nhiều nhưng không tinh khiết, hiệu quả làm việc giảm dần khi

vượt quá nhiệt độ và áp suất cho phép dẫn đến hiệu suất sẽ tăng theo độ tinh khiết sau
đó sẽ giảm dần.

5.6.3. Đánh giá sự thay đổi nhiệt lượng nồi đun cung cấp theo độ tinh khiết
sản phẩm đỉnh.
- Sự biến đổi lượng nhiệt nồi đun cung cấp ảnh hưởng rất lớn đến độ tinh khiết
của sản phẩm đỉnh.
- Nhiệt lượng nồi đun càng lớn thì độ tinh khiết sản phẩm đỉnh càng giảm do ở
nhiệt độ cao, các cấu tuer khó bay hơi sẽ bay hơi càng nhiều làm cho sản phẩm đỉnh có
lẫn những tạp chất này.

5.6.4. Ứng dụng của quá trình chưng gián đoạn.
- Quá trình chưng gián đoạn dùng để tách hỗn hợp các cấu tử dễ bay hơi có tính
chất hòa tan một phần hoặc hòa tan hoàn toàn vào nhau.
-Chưng cất làm việc gián đoạn là đoạn cất gián đoạn của tháp làm việc liên tục.
Chưng cất gián đoạn không hoàn lưu gồm hai cách: chưng cất gián đoạn sản phẩm
đỉnh không đổi và chưng cất gián đoạn với chỉ số hồi lưu không đổi.

Bài 8: CHƯNG LIÊN TỤC