HƯỚ NG DẪN THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM QUÁ TRÌNH THIẾT BI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU
KHOA HÓA HỌC & CN THỰC PHẨM

HƯỚNG DẪN THỰC HÀ NH
THÍ NGHIỆM QUÁ TRÌ NH THIẾT BI ̣

Vũng Tàu, tháng 10 năm 2012


Thí nghiệm QTTB – Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu

BÀI 1: THÍ NGHIỆM CƠ HỌC THỦ Y LỰC
I. THÍ NGHIỆM REYNOLDS
1) Mục đích
Có 2 trạng thái chuyển động của lưu chất: Trạng thái chảy tầng và chảy
rối, giữa hai trạng thái này có trạng thái chảy quá độ. Các trạng thái này có
những tính chất khác hẳn nhau và tạo ra những nguyên tắc khác nhau gây ra sự
tiêu hao năng lượng của dòng chảy.
Mô hình thí nghiệm này giúp sinh viên hình dung được:
- Quan sát, phân biệt hai trạng thái của lưu chất và sự quá độ từ trạng thái này
sang trạng thái kia của lưu chất.
- Xác định giá trị của Re để dòng chảy tầng, chảy rối và so sánh với kết quá
thực nghiệm của Reynolds.
2) Cơ sở lý thuyết
Các phần tử chuyển động song song nhau theo một đường thẳng với vận
tốc chậm gọi là chảy dòng. Ngược lại các phần tử chuyển động với vận tốc
nhanh theo đường thẳng không thứ tự với các hướng khác nhau tạo thành một
dòng rối gọi là chảy rối (chảy xoáy).

Khi vận tốc tăng lên dòng bị chảy rối, nên xuất hiện dòng xoáy, các phần tử
chuyển động với vận thay đổi cả giá trị và hướng tạo thành parabol tù. Dọc

thành ống có lớp biên, ở lớp biên vận tốc chất lỏng giảm dần và sát thành ống
bằng 0. Trong lớp biên chất lỏng chảy tầng.
Để quan sát chế độ chuyển động của dòng chảy cho một dòng chất màu
chuyển động cùng dòng chảy trong ống. Khi lưu lượng nhỏ tia màu chuyển
động theo đường thẳng, không dao động và dung dịch màu không có sự hòa
trộn vào nước. Khi lưu lượng tăng đến một mức nào đó thì tia màu bắt đầu gợn
sóng, kết thúc giai đoạn chảy tầng.
Nếu lưu lượng dòng chảy tăng đến một giới hạn nhất định thì tia màu bị dao
động mạnh và đứt đoạn, hòa trộn vào dòng chảy. Lúc này đã chuyển sang chảy
rối hoàn toàn. Theo Reynolds dòng chảy chuyển từ trạng thái chảy tầng sang
chảy rối phải qua bước trung gian là trạng thái chảy quá độ.
Khi dòng chảy ở trạng thái chảy rối hoàn toàn và tiến hành giảm lưu lượng
đến một mức nào đó tia màu trở về trạng thái gợn sóng và chảy theo đường
thẳng là dòng chảy trong ống đã chuyển từ trạng thái chảy rối sang chảy tầng.
Sự thay đổi trạng thái lưu chất phụ thuộc vào một đại lượng không thứ
nguyên Re, đặc trưng cho dòng chảy có ma sat, được lập theo tỷ số giữa lực ma
sát và lực quán tính.

Trang2


Thí nghiệm QTTB – Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu

Re =
Trong đó:

𝜌.𝑤2
𝑙
µ.𝑤
𝑙2

=

𝑤.𝑙.𝜌
µ

=

𝑤.𝑙
𝑣

ρ- khối lượng riêng, kg/m3
w- vận tốc, m/s
l -chiều dài đặc chưng (đường kính), m
µ- độ nhớt động lực học, Ns/m2

𝒗- độ nhớt động học, m2/s𝒗 =

µ
𝜌

Việc tăng dần lưu lượng là tăng dần Re, khi Re càng nhỏ thì lực ma sát nhớt
càng lớn vì vậy mọi kích động của dòng chảy sẽ bị lực ma sat nhớt dập tắt, ta có
trạng thái chảy tầng. Ngược lại khi Re lớn lực quá tính tăng nên lực ma sat nhớt
không đủ lớn để dập tắt các kích động dẫn đến dòng lưu chất chuyển sang chảy rối.
Đối với ống và máng dẫn không phải là tròn đường kính tương đương tính theo
công thức dtđ = d = 4 rtl .
rtl =

𝑓

𝑈

Trong đó:

rtl -bán kính thủy lực, m
f - tiết diện ống, m2
U - chu vi thấm ướt của ống, m

Đối với ống hình chữ nhật dạng a.b
𝑓

𝑎.𝑏

𝑈

2(𝑎+𝑏)

rtl = =

dtd = 4 rtl =

2𝑎.𝑏
(𝑎+𝑏)

3) Tiến hành thí nghiệm và lấy số liệu
a)
Thí nghiệm Reynolds đối với ống thẳng
- Lưu lượng tăng dần: Mở khóa cho lưu lượng nước tăng dần đến khi dòng chảy
ổn định, dùng ống đong 1 lit để đo lưu lượng của dòng chảy. Đo thời gian nước

chảy đầy ống đong 1 lit́ hoặc một thể tích chọn trước, tiến hành 3 lần đo với cùng
một mức lưu lượng dòng chảy. Để lưu lượng dòng chảy ổn định thì mực nước trên
bể phải không có sự thay đổi.
Tiến hành đo ứng với 3 trạng thái chảy tầng, quá độ, rối và lập bảng tính toán.
Chảy tầng:
Thể tích chất lỏng (nước) V=……m3
Thời gian đo lần 1, t1 =……..(s)
Thời gian đo lần 2, t2 =……..(s)
Trang3


Thí nghiệm QTTB – Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu

Thời gian đo lần 3, t3 =……..(s)
Thời gian trung bình, ttb =
Lưu lượng dòng chảy Q =
Vận tốc chất lỏng w =
Re =

𝑄
𝑆

𝑡1 +𝑡2 +𝑡3
3
𝑉

(s)

(m3/s)

𝑡𝑡𝑏

(m/s), S là tiết diện ống S =

𝜋.𝑑2
4

(m2)

𝑤.𝑑
𝑣

Chảy quá độ:
Thể tích chất lỏng (nước) V=……m3
Thời gian đo lần 1, t1 =……..(s)
Thời gian đo lần 2, t2 =……..(s)
Thời gian đo lần 3, t3 =……..(s)
Thời gian trung bình, ttb =
Lưu lượng dòng chảy Q =
Vận tốc chất lỏng w =
Re =

𝑄
𝑆

𝑡1 +𝑡2 +𝑡3
3
𝑉

(s)

(m3/s)

𝑡𝑡𝑏

(m/s), S là tiết diện ống S =

𝜋.𝑑2
4

(m2)

𝑤.𝑑
𝑣

Chảy rối:
Thể tích chất lỏng (nước) V=……m3
Thời gian đo lần 1, t1 =……..(s)
Thời gian đo lần 2, t2 =……..(s)
Thời gian đo lần 3, t3 =……..(s)
Thời gian trung bình, ttb =
Lưu lượng dòng chảy Q =
Vận tốc chất lỏng w =
Re =

𝑄
𝑆

𝑡1 +𝑡2 +𝑡3
3

𝑉
𝑡𝑡𝑏

(s)

(m3/s)

(m/s), S là tiết diện ống S =

𝜋.𝑑2
4

(m2)

𝑤.𝑑
𝑣

-Lưu lượng giảm dần:
Giảm dần lưu lượng và quan sát trạng thái dòng chảy xác định chuẩn số Re tại ba
trạng thái:
Trang4


Thí nghiệm QTTB – Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu

Chảy rối….
Chảy quá độ ….
Chảy tầng….
Đưa ra nhận xét về giá trị Re đo được trong thực nghiệm với giá trị của Reynolds
đưa ra, giải thích sự khác nhau đó.

b) Dòng chảy trong đường ống bị gấp khúc
Mở khóa và điều chỉnh lưu lượng sao cho trước đoạn ống gấp khúc là trạng thái
chảy tầng. Quan sát và nhận xét về trạng thái dòng chảy trong khoảng sau đoạn
gấp khúc.
c) Dòng chảy trong ống có đường kính khác nhau
Điều chỉnh lưu lượng nước sao cho trong đoạn đầu tiên nước chảy tầng sau đó
quan sát trạng thái dòng chảy ở ống có đường kính bé hơn và đưa ra nhận xét.
Tài liệu tham khảo:
[1]-Các quá trình thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực phẩm; tập 1: các quá
trình thủy lực, bơm, quạt, máy nén; nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật 2002; tác
giả Nguyễn Bin.

II: DÒNG CHẢY QUA LỖ
1)
2)
3)

Mô tả: Xác định lượng chất lỏng chảy trong một thời gian nhất định
Ứng dụng:
Tính đường kính lỗ cung cấp nhiên liệu lỏng
Tính đường kính lỗ trong xe vận chuyển xăng dầu
Tính đường kính ống dẫn nước của xe tưới cây trong công viên
Tính đường kính của lỗ phun xăng trong bộ chế hòa khí trong động cơ đốt trong
Dùng trong bộ phận giảm chấn bằng thủy lực của xe gắn máy
Tính chiều xa dòng nước trong cứu hỏa
Thiết kế trang trí nhạc nước.
Tiến hành thí nghiệm và lấy số liệu
a) Sự chảy qua lỗ khi mức chất lỏng ổn định.
- Bơm nước vào hệ thống, xác định chiều cao của cột nước ở mức ổn định (H).
- Xác định đường kính lỗ dòng nước chảy qua (D).

- Dùng ống đong và đồng hồ bấm dây xác định thể tích nước (V) chảy qua lỗ
trong thời gian (T). Tiến hành 3 lần và lấy giá trị trung bình.

STT
1
2
3
Trung bình

V (m3)

𝑉̅

T (s)

𝑇̅

Trang5


Thí nghiệm QTTB – Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu

-

Xác định lưu lượng dòng chảy: Q =
𝐷2

̅
𝑉
𝑇̅

(m3/s)

p ,w
2

2

Diện tích lỗ: S = π. (m )
4
Vận tốc dòng chảy qua lỗ theo thực nghiệm:
𝑄
w=
(m/s)
𝑠
- Vận tốc dòng chảy theo lý thuyết:
- Phương trình Bernoulli:
-

𝑃2

H+
-

𝜌.𝑔

+

𝑤22
2.𝑔

=

𝑃1
𝜌.𝑔

+

2

𝑤12

H

2.𝑔

Do mực nước ổn định nên w2 = 0, p1 = p2
H =

𝑤12
2.𝑔

→ w1 = √2. 𝑔. 𝐻 (m/s)

p ,w
1

So sánh kết quả w và w1 và giải thích sự khác nhau đó.
b) Sự chảy qua lỗ khi mức chất lỏng thay đổi.
Xác định thời gian mức chất lỏng chảy từ mức H đến

H1 dùng đồng bấm giây theo dõi mức chất lỏng và tiến
hành trong 3 lần, sau đó lấy giá trị thời gian trung bình
𝑇 +𝑇 +𝑇
𝑇̅= 1 2 3 (s)

1

so

3

-

Theo lý thuyết vi phân biểu diễn quá trình chảy:
-S0dH = S.wdT → dT =

−𝑆0 𝑑𝐻

H

𝑆.𝑤

w = √2. 𝑔. 𝐻
H1

S, S0 là diện tích lỗ và mặt thoáng chất lỏng (m2)
s

Thời gian cần thiết để chất lỏng chảy hết độ cao H
T=-

0 𝑆
1
.∫ 0 𝑑𝐻
𝑆.√2𝑔 𝐻 √𝐻

=

2.𝑆0 .√𝐻
𝑆.√2𝑔

Thời gian để chất lỏng chảy từ H đến H1là:
T=

2.𝑆0 .√𝐻
𝑆.√2𝑔

-

2.𝑆0 .√𝐻1
𝑆.√2𝑔

(s). So sánh kết quá theo công thức này và 𝑇̅tính theo thực

nghiệm. Giải thích sự khác nhau đó.

o

x

c) Tính chiều xa của dòng nước
- Vận tốc dòng nước trước khi ra khỏi lỗ
W0 , bỏ qua sức cản không khí. Quảng
đường theo phương ox là x = w0.T

y

Trang6


Thí nghiệm QTTB – Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu

-

Quảng đường dòng nước theo phương oy y =

Vậy dòng nước vạch ra parabol có dạng: y =

𝑔
2.𝑤02

𝑔.𝑇 2
2

. 𝑥2

Vậy chiều xa của dòng nước tính theo chiều cao y: x = √

2𝑦
𝑔

. 𝑤0

Lấy một độ cao nhất định (y).Sau đó đo vận tốc dòng nước w0 và chiều xa x, so sánh
kết quả thực nghiệm và lý thuyết.

Tài liệu tham khảo: Các quá trình thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực phẩm;
tập 1: các quá trình thủy lực, bơm, quạt, máy nén; nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật
2002; tác giả Nguyễn Bin.

Trang7


Thí nghiệm QTTB – Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM
I. HÓA CHẤT, DỤNG CỤ, CÁCH TIẾN HÀ NH THÍ NGHIỆM
1. Hóa chấ t:
1.1. Phầ n 1: thí nghiê ̣m Reynold
1.2. Phầ n 2: Dòng chảy qua lỗ
2. Du ̣ng cu ̣
2.1. Phầ n 1: thí nghiê ̣m Reynold
2.2. Phầ n 2: Dòng chảy qua lỗ
3. Cách tiế n hành thí nghiêm
̣
3.1. Phầ n 1: thí nghiê ̣m Reynold
3.2. Phầ n 2: Dòng chảy qua lỗ
II. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM:
 Phầ n 1: thí nghiê ̣m Reynold
 Phầ n 2: : Dòng chảy qua lỗ

III. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN :
 Phầ n 1: thí nghiê ̣m Reynold
 Phầ n 2: : Dòng chảy qua lỗ
IV.BÀN LUẬN
 Phầ n 1: thí nghiê ̣m Reynold
So sánh với kế t quả tính toán theo lý thuyế t. Giải thích
 Phầ n 2: : Dòng chảy qua lỗ
So sánh với kế t quả tiń h toán theo lý thuyế t. Giải thić h
V. TRẢ LỜI CÂU HỎI
 Mực chấ t lỏng thay đổ i ảnh hưởng như thế nào đế n thí nghiê ̣m Reynold?
 Các sai số có thể mắ c phải trong thí nghiê ̣m Reynold?
 Các sai số có thể mắ c phải trong thí nghiê ̣m dòng chảy qua lỗ?
VI.TÀ I LIỆU THAM KHẢO

Trang8


Thí nghiệm QTTB – Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu

Bài 2: THÍ NGHIỆM TRÍ CH LY RẮN – LỎNG
1. Mu ̣c đích:
- Thí nghiê ̣m này giúp sinh viên làm quan với mô ̣t trong các phương pháp phân riêng
mô ̣t hỗn hơ ̣p chấ t bằ ng cách dùng mô ̣t dung môi có tính hòa tan cho ̣n lo ̣c đố i với mô ̣t
hoă ̣c vài cấ u tử cầ n thiế t tách khỏi hỗn hơ ̣p chung.
- Phương pháp này đươ ̣c dùng rô ̣ng raĩ trong công nghiê ̣p hóa ho ̣c, hóa dầ u, thực
phẩ m, xử lí nước thải…mô ̣t khi không thể dùng phương pháp chưng cấ t do không có
khả năng về kỹ thuâ ̣t (vì ta ̣o hỗn hơ ̣p đẳ ng phi,́ vì sản phẩ m không bề n với nhiê ̣t) hoă ̣c
không có lơ ̣i (vì tiêu hao nhiề u nhiê ̣t).
- Yêu cầ u cở bản của dung môi:
+ có tiń h hòa tan cho ̣n lo ̣c;

+ mâ ̣t đô ̣ khác biê ̣t lớn so với mâ ̣t đô ̣ của dung môi dầ u;
+ rẻ tiề n, dễ kiế m như: nước, dung môi hữu cơ;
2. Cơ sở lý thuyế t
- Trong quá triǹ h trić h ly sẽ diễn ra sự chuyễn dich
̣ cấ u tử từ pha này sang pha khác
cho đế n khi nồ ng đô ̣ của chúng cân bằ ng.
- Đố i với hai chấ t lỏng không tan lẫn nhau là A và C thì sự phân bố của cấ u tử thứ ba
B tuân theo đinh luâ ̣t phân bố :
y* = k.x
trong đó:

y*: nồ ng đô ̣ cân bằ ng của cấ u tử B trong dung môi C.
x: nồ ng đô ̣ của chấ t B trong dung môi A
k: hê ̣ số phân bố phu ̣ thuô ̣c vào nhiê ̣t đô ̣, nồ ng đô ̣ chấ t bi ̣hòa tan.

Với dung dich
̣ loañ g, k có thể coi là hằ ng số và đường cân bằ ng trong đồ thi ̣y=
kx coi là đường thẳ ng đi qua gố c to ̣a đô ̣ và có góc nghiêng bằ ng k.
- Có hai loa ̣i trić h ly phổ biế n là:
+ Lỏng – lỏng
+ Rắ n - lỏng (là loa ̣i mà ta sẽ làm thí nghiê ̣m này)
Trong quá triǹ h trić h ly rắ n – lỏng dung môi sẽ hòa tan cho ̣n lo ̣c mô ̣t số cấ u tử từ chấ t
rắ n. Bấ t kỳ quá trình trích ly rắ n – lỏng nào cũng bao gồ m các giai đoa ̣n sau:
+ dung môi thâm nhâ ̣p vào các mao quản của chấ t rắ n
Trang9


Thí nghiệm QTTB – Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu

+ hòa tan hoă ̣c phản ứng hóa ho ̣c với các cấ u tử cầ n tách

+ chấ t hòa tan và dung môi sẽ khuế ch tán từ vâ ̣t rắ n vào dung dich.
̣
- Quá triǹ h trić h ly rắ n – lỏng tiế n hành đế n khi thiế t lâ ̣p đươ ̣c cân bằ ng giữa nồ ng đô ̣
cấ u tử phân bố trên bề mă ̣t vâ ̣t rắ n (Cgh) với nồ ng đô ̣ trung bình của nó trong dung dich
̣
(C0).
- Thường thì gầ n bề mă ̣t vâ ̣t rắ n sự cân bằ ng nhanh chố ng đươ ̣c thiế t lâ ̣p nên Cgh có thể
lấ y bằ ng nồ ng đô ̣ baõ hòa Cbh. Hiê ̣u số Cbh – C0 chin
́ h là đô ̣ng lực của quá trin
̀ h trić h
ly.
- Vâ ̣n tố c trích ly rắ n – lỏng đươ ̣c tin
́ h như sau:
d
 F (C bh  C 0)
d

Trong đó :

d
: biế n thiên khố i lươ ̣ng vâ ̣t rắ n theo thời gian
d

β: hê ̣ số cấ p khố i từ pha rắ n vào pha lỏng
F: bề mă ̣t hòa tan của vâ ̣t rắ n.
Sự thay đổ i nồ ng đô ̣ chấ t tan trong dung dich
̣ đươ ̣c biể u diễn trên hình 2:

Hin
̀ h 2: sự thay đổi nồng độ cấu tử phân bố trong dung dịch

- Ở gầ n bề mă ̣t nồ ng đô ̣ cấ u tử phân bố đạt đế n giá tri ̣Cbh. Càng xa bề mă ̣t thì nồ ng đô ̣
đó giảm dầ n đế n mô ̣t khoảng δ thì còn bằ ng C0 là giá tri ̣của nó trong dung dich.
̣
δ : go ̣i là bề dày giới ha ̣n lớp khuế ch tán. Bề dày càng nhỏ thì hê ̣ số khuế ch tán β càng
cao.
Khuấ y trô ̣n dung dich
̣ sẽ làm cho bề dày δ càng giảm, khả năng hòa tan chấ t rắ n càng
tăng.
- Thêm nữa, nhiê ̣t đô ̣ càng tăng thì đô ̣ hòa tan càng cao. Vì Cbh tăng theo nhiê ̣t đô ̣, đô ̣
nhớt của dung dich
̣ giảm và do đó khuế ch tán càng tăng.

Trang10


Thí nghiệm QTTB – Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu

- Khác với quá trình hòa tan thông thường, quá trình trích ly rắ n – lỏng diễn ra trong
các mao quản. Nên bề mă ̣t tiế p xúc pha càng chuyễn sâu vào bên trong vâ ̣t rắ n càng
làm giảm vâ ̣n tố c của quá triǹ h trić h ly.
Bởi vâ ̣y, với vâ ̣t rắ n để tăng vâ ̣n tố c trích ly cầ n nghiề n nhỏ kić h thước vâ ̣t rắ n vì nó sẽ
làm tăng diện tích tiếp xúc và làm giảm độ dài mao quản tạo điều kiện khuế ch tán
thuận lợi hơn.
3. Tiế n hành thí nghiêm
̣
- Thí nghiê ̣m trić h ly có thể tiế n hành trong pha lỏng nóng (Soxhlet) hoă ̣c trong pha
hơi nóng của dung môi (Grefe).
- Trong thí nghiê ̣m này ta thực hiê ̣n trong pha lỏng nóng (Soxhlet).
Những du ̣ng cu ̣ hóa chấ t cầ n thiế t.
+ Sơ ̣i chỉ khâu (dùng để buộc mẫu)

+ Chè rắ n (bán ngoài chơ ̣)
+ Bô ̣ chưng cấ t (Soxhlet).
+ Cân phân tić h
+ Tủ sấ y
- Sơ đồ bố trí thí nghiê ̣m như hin
̀ h ve:̃

3.1 Chuẩ n bi mẫ
̣ u
Làm khô nguyên liệu bằng cách sấy nguyên liệu ở 100 -105oC đến khối lượng
không đổi là được, để nguội trong bình hút ẩm. Cắt một mảnh giấy lọc kích thước 8 x
10 cm, gấp thành bao nhỏ, sấy ở nhiệt độ 105oC, đến khối lượng không đổi, để nguội
trong bình hút ẩm, cân bao giấy, cân sợi chỉ. Ghi nhận sợi chỉ và bao giấy đã sấy khô
hoàn toàn.
Cân chính xác trên cân phân tích một mẫu chè khoảng 2 gam cho vào túi giấy trên
và dùng chỉ buộc lại.
3.2 Chuẩn bị mẫu trong thiết bị Soxhlet:
Đặt bình đun lên bếp đun bình cầu, trong bình cầu chứa một lượng ½ bình.
Lắp bình chiết khớp với miệng bình đun.
Đặt bao mẫu vào đáy bình chiết.

Trang11


Thí nghiệm QTTB – Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu

Lắp ống sinh hàn vào bình chiết.
Đặt phểu thuỷ tinh lên miệng ống sinh hàn.
Lắp hệ thống nước làm mát cho ống sinh hàn.
Cho nước chảy vào, kiểm tra hoạt động của ống sinh hàn.

3.3 Tiến hành chiết:
Sau khi lắp hệ thống bật nguồn điện và đun sôi tiến hành chiết liên tục. Quan sát
màu nước chảy ra từ bình chiết xuống bình đun. Khi qúa trình trích ly xảy ra thì chất
cần chiết sẽ tan vào nước. Nước có màu nâu chảy xuống bình cầu.Theo dõi gian trích
ly, màu của nước sẽ nhạt dần cho đến trong khi kết thúc quá trình trích ly.
Sau khi trích ly kết thúc lấy giấy lọc chứa mẫu, sấy đến khối lượng không đổi ở
nhiệt độ 100 – 105 0C.
Lấy mẫu ra cho vào bình hút ẩm để nguội và tiến hành cân.
*. Tính toán như sau:
+ lượng mẫu trước trích ly: m1
+ lượng mẫu sau trích ly: m2
+ lượng cấu tử cần tách : G = m1 – m2
+ tỷ lệ cấu tử cần tách:
G2 = (G1/m1).100 (%)
4. Kết luận
5. Tài liệu tham khảo
[1]: Nguyễn Bin : tập 4 (trang 218-222)

Trang12


Thí nghiệm QTTB – Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM
I. HÓA CHẤT, DỤNG CỤ, CÁCH TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM
1. Hóa chấ t:
2. Du ̣ng cu ̣
3. Cách tiế n hành thí nghiê ̣m
II. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM:
III.

KẾT QUẢ TÍNH TOÁN :
IV.BÀN LUẬN
V. TRẢ LỜI CÂU HỎI
1. Cơ chế quá triǹ h trić h ly rắ n lỏng?
2. Các yế u tố ảnh hưởng đế n quá trin
̀ h trić h ly rắ n lỏng?
VI.TÀI LIỆU THAM KHẢO

Trang13


Thí nghiệm QTTB – Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu

BÀI 3: CHƯNG LUYỆN
I. MỞ ĐẦU
Chưng luyện là quá trình tách hỗn hợp lỏng nhiều cấu tử thành từng cấu tử
riêng biệt dựa trên cơ sở độ bay hơi khác nhau của các cấu tử trong hỗn hợp.
Quá trình chưng luyện được tiến hành trong các thiết bị loại tháp đĩa và tháp
đệm. Khi làm việc, hơi đi từ dưới lên tiếp xúc với chất lỏng chảy từ trên xuống, và hơi
ngưng tụ lại cấu tử khó bay hơi, nhiệt toả ra do quá trình ngưng tụ này sẽ làm bay hơi
một lượng cấu tử dễ bay hơi. Vì vậy khi lặp lại nhiều lần bốc hơi và ngưng tụ như thế,
trong dòng hơi sẽ giàu cấu tử dễ bay hơi, còn trong dòng lỏng sẽ giàu cấu tử khó bay
hơi. Nói một cách khác, với chiều cao tháp thích hợp (số đĩa tương ứng), cuối cùng
trên đỉnh tháp ta thu được sản phẩm có nồng độ cấu tử dễ bay hơi cao và ở đáy tháp ta
thu được sản phẩm giàu cấu tử khó bay hơi, nồng độ cấu tử thay đổi theo chiều cao của
tháp và do đó nhiệt độ sôi cũng thay đổi theo chiều cao của tháp, tương ứng với sự
thay đổi nồng độ.
II. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN
1. Tính cân bằng vật liệu của tháp:
Hệ phương trình cân bằng vật liệu

F=W+P
F.x F = W.x w + P.x P
Trong đó :
F
: Lượng hỗn hợp đầu cho vào tháp , Kg
W : Lượng sản phẩm đáy,
Kg
P : Lượng sản phẩm đỉnh,
Kg
x F , x W , x P : Nồng độ phần khối lượng của cấu tử dễ bay hơi trong hỗn hợp
đầu, đáy và đỉnh tháp.
2. Cân bằng nhiệt lượng của tháp :
Chấp nhận nhiệt độ mất mát do môi trường xung quanh bằng 5% lượng nhiệt
đưa vào đáy tháp.
Vậy lượng nhiệt cần thiết đưa vào đáy tháp là :
Q = (R x +1).P.i + W.C W .t W - F.C F .t F -G X .C P .t P + 0.05 Q
Hay

Q=

(R x + 1).P.i + W .C W .t W - F .CF .t F - G X .CP .t
0.95

P

,W

Ở đây.
-i
- (R x +1).P.i

- W.C W .t W
- F.C F .t F
- G X .C P .t P
- Rx
- C F , CW , C P

: hàm nhiệt của hơi
, j/kg
: lượng nhiệt do hơi mang ra ở đỉnh tháp , W
: lượng nhiệt do sản phẩm đáy mang ra , W
: lượng nhiệt do hỗn hợp đầu mang vào , W
: lượng nhiệt do hồi lưu mang vào
,W
: chỉ số hồi lưu
: nhiệt dung riêng của dung dịch ở đĩa tiếp liệu, đáy và

đỉnh tháp, J/Kg.độ.
Nhiệt dung riêng của dung dịch tính theo công thức :

Trang14


Thí nghiệm QTTB – Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu

C = a1 c1 + a 2 c 2
a1 , a 2

: phần trăm khối lượng của cấu tử 1 và 2, J/Kg.độ.

c1 , c 2

: nhiệt dung riêng của cấu tử 1 và 2

t F , t W , t P : nhiệt độ của hỗn hợp đầu vào tháp, của sản phẩm đáy và đỉnh, 0 C.
III. XÁC ĐỊNH SỐ BẬC THAY ĐỔI NỒNG ĐỘ VÀ CHIỀU CAO TƯƠNG
ỨNG VỚI MỘT BẬC THAY ĐỔI NỒNG ĐỘ:
1. Xác định số đĩa lý thuyết :
- Tìm chỉ số hồi lưu
Rx 

G x Vx

P VP

V x , V p : Thể tích lượng lỏng hồi lưu, và lượng sản phẩm đỉnh. m 3 /s. (Ở đây

ta chấp nhận nhiệt độ của sẩn phẩm đỉnh bằng nhiệt độ hồi lưu)
- Vẽ đường cong cân bằng theo số liệu cân bằng lỏng-hơi.
- Vẽ đường nông độ làm việc của đoạn luyện và đoạn chưng như lý thuyết đã học (chú
ý đổi nồng độ từ phần khối lượng hay phần thể tích ra phần
mol).
Ta có phương trình đường nồng độ làm việc của đoạn luyện
y=

xp
Rx
x +
Rx  1
Rx  1

Phương trình đường nồng độ làm việc của đoạn chưng:
y=

Rx  L
L 1
x xw
Rx  1
Rx  1

Ở đây :
L=

F
: Lượng hỗn hợp đầu tính theo một đơn vị của sản phẩm đỉnh.
P

- Xác định số đĩa lý thuyết xuất phát từ x p (hay x W ), các đường nằm ngang và thẳng
đứng giữa đường cân bằng và đường làm việc; đếm số tam giác thu được thì chính đó
là số đĩa lý thuyết N lt .
2. Xác đinh chiều cao tương ứng của một bậc thay đổi nồng độ:
Chiều cao tương ứng của một bậc thay đổi nồng độ xác định theo công thức :
h0 =

H
.
N lt

Ở đây
h 0 - Chiều cao tương ứng
của một bậc thay đổi nồng độ

H - Chiều cao của đệm, m .
Nlt - Số đĩa lý thuyết.
3. Hệ thống chưng luyện liên tục loại tháp đĩa lỗ có ống chảy chuyền với những đặc
tính kỹ thuật sau:
Đường kính tháp
D = 90 mm
Chiều cao tháp đoạn luyện
H 1 = 400mm
Trang15


Thí nghiệm QTTB – Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu

Chiều cao thápđoạn chưng
H 2 = 600mm
Số đĩa của tháp đoạn luyện
N1 = 2
Số đĩa của tháp đoạn chưng
N1 = 3
Đun nóng nguyên liệu đầu bằng điện trở, còn đun sôi ở đáy tháp bằng điện trở.
Hệ thống thí nghiệm này cho phép ta quan sát được chế độ làm việc ở mỗi đĩa của tháp
.
4. Bảng số liệu cân bằng pha lỏng- hơi của hệ rượu ethylic - nước tại áp suất p = 760
mmHg
x
(phầ
n
mol)

0

5

10

20

30

40

50

60

70

80

89,4

90

100

y*
(phầ
n
mol)

0

33,
2

44,
2

53,
1

57,
6

61,
4

65,
4

69,
9

75,
3

81,
8

89,4

89,
8

100

tsôi

10
0

90,
5

86,
5

83,
2

81,
7

80,
8

80

79,
4

79

78,
6

78,1
5

78,
4

78,
4

IV . MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM.
1. Làm quen với hệ thố ng chưng luyện liên tục loại tháp chóp
2. Nghiên cứu chế độ làm việc của tháp, tính cân bằng vật liệu và nhiệt lượng trong
tháp
3. Xác định số bậc thay đổi nồng độ ( số đĩa lý thuyết) và hiệu suất của tháp.
V. SƠ ĐỒ HỆ THỐNG THÍ NGHIỆM (Xem hình vẽ)
1.
Nồ i đun đáy tháp chưng
2.
Ống đo mức lỏng trong nồ i đun đáy
3.
Thân tháp chưng cấ t
4.
Bơm nguyên liê ̣u đầ u
5.

Lưu lươ ̣ng kế dòng nhâ ̣p liê ̣u
6.
Bơm lượng hồi lưu
7.
Lưu lươ ̣ng kế dòng hồ i lưu
8.
Thiế t bi ̣ngưng tu ̣ sản phẩ m đin
̉ h
9.
Thùng chứa sản phẩ m đỉnh
10.
Thùng chứa nguyên liê ̣u đầ u

Trang16


Thí nghiệm QTTB – Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu

VI. THỨ TỰ TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM .
1. Kiểm tra :
- Hệ thống thiết bị thí nghiệm theo sơ đồ.
- Các dụng cụ đo : nhiệt kế, thì kế, rượu kế, lưu lượng kế, bình chứa vv …
2. Chuẩn bị :
- Nguyên liệu đầu có nồ ng đô ̣ 10% thể tić h. Na ̣p vào nồ i đun đáy sao cho chiề u
cao mực chấ t lỏng trong ố ng thủy đa ̣t 20cm.
- Bâ ̣t công tắ c nguồ n của hê ̣ thố ng
- Chạy hệ thống gia nhiệt ở đáy tháp
- Mở van cho nước vào thiết bị ngưng tụ hồi lưu
3. Khi nhiệt độ đầu ở đáy tháp đạt đên trên 100 0 C, dung dịch ở trong bình cầu bắt đầu
sôi

4. Đợi cho sản phẩm đỉnh xuất hiện (nhiê ̣t độ đỉnh khoảng 80oC) thì ta mở van hồ i lưu
sản phẩm đỉnh (độ mở van khoảng 50%). Bắ t đầ u tính thời gian chưng cấ t
5. Khi tất cả các thông số đã ổn định rồi thì tiến hành đo :
-Lượng sản phẩm đỉnh P và nồng độ của nó x p (Đo 3 lần lấy trung bình )
- Lượng nguyên liệu đầu F và nồng độ của nó x f (Đo 3 lần lấy trung bình )
- Nhiệt độ sản phẩm đáy x w (Đo 3 lần lấy trung bình ).
- Nhiệt độ ở đỉnh, đáy, đĩa tiếp liệu và nhiệt độ đầu vào.
- Chiề u cao mực chấ t lỏng trong ố ng thủy lúc bắ t đầ u và kế t thúc.
6. Sau khi đã lấy xong các số liệu thì dừng thí nghiệm:
- Tắt gia nhiệt nguyên liệu đầu
- Ngừng gia nhiệt đầu và tắt hệ thống điện
- Nhiệt độ trung bình cần giảm còn 40  50 0 C, đóng van nước giải nhiê ̣t.

Trang17


Thí nghiệm QTTB – Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu

7. Ghi các số liệu vào nhật ký thí nghiệm, báo cáo với cán bộ hướng dẫn, làm vệ sinh
sạch sẽ nơi thí nghiệm trước khi ra về.
VII. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN .
1. Tính cân bằng vật liệu. Tính giống như ở phần tháp đệm
2. Tính cân bằng nhiệt lượng: tính giống như phân tháp đệm, nhưng chú ý là nhiệt độ
của lớp cách nhiệt ở hai đoạn tháp khác nhau nên tổn thất nhiệt ra môi trường xung
quanh có khác nhau. Để đơn giản, ta coi như không có mất mát
3. Xác định số bậc thay đổi nồng độ và hiệu suất của tháp
a. Xác định số bậc thay đổi nồng độ giống như phần tháp đệm.
b. Xác định hiệu suất của tháp


N lt
N tt

Ở đây : Nlt - số đĩa lý thuyết
Ntt - số đĩa thực tế( với tháp này Ntt = 5 đĩa)
BẢNG KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
Số

Nhiệt

Nhiệt Nhiệt Nhiệt Nồng Nồng Nồng Chiề u Chiề u Lượng

TT

độ
sản
phẩ m
đỉnh

độ
sản
phẩm
đáy

độ
hỗn
hợp
đầu
vào
tháp t

tw (0
C)
tD

độ
độ
độ
sản
sản
sản
phẩm phẩm phẩm
đỉnh đỉnh
đáy
hồi
lưu

0

( C)

tP
0

( C)

cao
mực
chấ t
lỏng

lúc

cao
mực
chấ t
lỏng
lúc

sản
phẩm
đỉnh

xF

đầ u

Vp

hF

sau
hw

(m)

(m)

(Phần
(Phần (Phần mol)
mol) mol)

xp

F

độ
nhâ ̣p
liê ̣u

xw

(ml)

( 0 C)
1
2
3
Trung
bình

Trang18


Thí nghiệm QTTB – Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM.

1. HÓA CHẤT, DỤNG CỤ, CÁCH TIẾN HÀ NH THÍ NGHIỆM
 Hóa chấ t:
 Du ̣ng cu ̣
 Cách tiế n hành thí nghiê ̣m

2. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM:
Chiề u
cao cô ̣t
nguyên
liê ̣u đầ u
H1 (mm)

Nồ ng đô ̣
nguyên
liê ̣u đầ u
xF (%V)

Lươ ̣ng
sản
phẩ m
đỉnh D
(ml)

Nồ ng
đô ̣ Sản
phẩ m
đỉnh xD
(%V)

Nồ ng
đô ̣ Sản
phẩ m
đáy xD
(%V)

Thời
gian
chưng
cấ t t
(phút)

Chiề u
cao
cô ̣t
sản
phẩ m
đáy
H2

Nhiê ̣t
đô ̣
đáy
tháp
tw(0C)

Nhiê ̣t
đô ̣
đỉnh
tháp
tD(0C)

3. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN :
 Thể tić h nguyên liê ̣u đầ u F (ml)
 Cân bằ ng vâ ̣t chấ t: tính lươ ̣ng sản phẩ m đáy
 Lươ ̣ng sản phẩ m đáy tính từ H2

 Tiń h số điã lý thuyế t
 Tiń h cân bằ ng năng lươ ̣ng cho quá trin
̀ h
4. BÀN LUẬN
 So sánh lươ ̣ng sản phẩ m đáy tin
́ h đươ ̣c bằ ng 2 cách. Giải thić h.
 So sánh số điã lý thuyế t tin
́ h đươ ̣c với số điã thực tế . Giải thić h
5. TRẢ LỜI CÂU HỎI
 Nhiê ̣t đô ̣ ảnh hưởng như thế nào đế n quá trình chưng cấ t?
 Cho biế t phầ n chưng và phầ n cấ t đươ ̣c xác đinh
̣ như thế nào?
 Áp suấ t làm viê ̣c của hê ̣ thố ng là bao nhiêu? Ta ̣i sao biế t?
 Mô tả la ̣i sơ đồ hê ̣ thố ng chưng cấ t
6. TÀ I LIỆU THAM KHẢO

Trang19


Thí nghiệm QTTB – Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu

BÀI 4 : THÍ NGHIỆM CÔ ĐẶC
I. Mở đầu
1. Định nghĩa
Cô đặc là quá trình làm bay hơi một phần dung môi của dung dịch chứa chất tan
không bay hơi ở nhiệt độ sôi của dung dịch nhằm mục đích:
-

Làm tăng nồng độ chất tan
Tách chất rắn hòa tan ở dạng tinh thể

- Thu dung môi nguyên chất
Cô đặc có thể tiến hành ở áp suất dư, áp suất thường hoặc áp suất chân không,
có thể tiến hành liên tục hay gián đoạn trong hệ thống thiết bị một nồi (một thiết bị)
hay nhiều nồi theo sơ đồ xuôi chiều, ngược chiều hay chéo dòng. Hơi dung môi bay ra
trong quá trình cô đặc (thường là hơi nước ) gọi là “hơi thứ”. Hơi thứ thường có nhiệt
độ cao, ẩn nhiệt hóa hơi lớn nên được sử dụng làm hơi đốt cho các nồi cô đặc ngay
trong cùng một hệ thống.
Phương pháp cô đặc chân không để cô đặc các dung dịch có nhiệt độ sôi cao và
dễ bị phân hủy vì nhiệt. Khi cô đặc chân không thì nhiệt độ sôi của dung dịch giảm,
nên có thể sử dụng được hơi thứ của nồi cô đặc trước làm hơi đốt cho nồi sau, làm
tăng hiệu số nhiệt độ giữa nhiệt dộ của hơi đốt và nhiệt độ sôi trung bình của dung
dịch, đồng thời giảm được tổn thất nhiệt ra môi trường xung quanh.
2. Cân bằng vật liệu của hệ thống cô đặc hai nồi
Ký hiệu:
- Gđ , Gc, W: Lượng dung dịch đầu, dung dịch cuối và lượng hơi thứ bay hơi, kg/s.
Phương trình cân bằng vật liệu:
Gđ = Gc + W, kg/s

(1)

- xd, xc : nồng độ chất tan trước và sau khi cô đặc ( ở thùng chứa S1 và S2 ), phần khối
lượng (%khối lượng )
Phương trình cân bằng vật liệu của hệ thống cô đặc viết theo chất tan:
Gđ.xđ = Gc.xc , kg/s

(2)

Từ (1) và (2) xác định được lượng hơi thứ bay hơi ở cả hai nồi cô đặc ( A và B ) là :

Trang20


Thí nghiệm QTTB – Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu

W = Gđ ( 1 – xđ/xc ), kg/s

(3)

W = W1 + W2 , kg/s

(4)

ở đây : W1, W2 : lượng hơi thứ bay hơi ở nồi A và nồi B.
W = Gđ ( 1- xđ/xc )

(5)

W2: được đo ở bình lường S1;
ở đây x1 : nồng độ dung dịch ra khỏi nồi A.
3. Cân bằng nhiệt lượng cho nồi cô đặc thứ nhất
Hình 1. Sơ đồ cân bằng nhiệt lượng của hệ thống cô đặc hai nồi
Do sản phần của nồi thứ hai (G2) được lấy ra không liên tục (thường sau khi dừng thí
nghiệm mới lấy ra), chính vì vậy ở bài thí nghiệm này, tính cân bằng nhiệt lượng sẽ
được thực hiện cho nồi thứ nhất,
Phương trình cân bằng nhiệt lượng của nồi thứ nhất có dạng:
D.i’ + Gd.Gd.td= W1.i’1 + G1.C1.tS1 + D.θ1.Cn + Qm1 + Qcd1

(6)

Lượng nhiệt do hơi đốt cấp cho nồi thứ nhất:
Q1 = D.( i1 – Cnθ1) = D.r1

(7)

Trong đó:
- D, i1, θ1, Cn , r1: lượng hơi đốt, hàm nhiệt hơi đốt, nhiệt độ, nhiệt dung riêng và ẩn
nhiệt hóa hơi của nước ngưng.
- Gd, Cd, td : lượng dung dịch đầu, nhiệt dung riêng và nhiệt độ dung dịch đầu
- W1, i’1: lượng hơi thứ, hàm nhiệt hơi thứ
- G1, C1, tS1: lượng dung dịch, nhiệt dung riêng và nhiệt độ sôi của dung dịch đi ra từ
nồi 1
- Qm1, Qcd1: lượng nhiệt mất ra môi trường xung quanh và nhiệt cô đặc tại nồi một
( Qm1+ Qcd1 ) chấp nhận bằng 5% lượng nhiệt cấp cho quá trình cô đặc tại nồi một.
Từ phương trình ( 6 ) và ( 7 ) có thể tính được lượng hơi đốt cần thiết D nhiệt Q1
cấp cho nồi cô đặc thứ nhất.

Trang21


Thí nghiệm QTTB – Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu

II. Mục đích và yêu cầu thí nghiệm:
1. Nắm vững cấu tạo, nguyên tắc làm việc của các thiết bị và máy trong sơ đồ dây
chuyển hệ thống cô đặc hai nồi
2. Tính cân bằng vật liệu
3. Tính cân bằng nhiệt lượng của nồi thứ nhất ( xác định D và Q1 )
III. Sơ đồ cấu trúc hệ thống cô đặc hai nồi:
Hình 2 : Sơ đồ cấu trúc của hệ thống cô đặc
Chú thích:

1.- Hệ thống cô đặc hai nồi xuôi chiều
2. - Thiết bị xử lý nước cứng bằng trao đổi ion
3. Nồi hơi
IV. Trình tự tiến hành thí nghiệm
1. Chuẩn bị trước khi vận hành hệ thống cô đặc
1.1. Tìm hiểu hệ thống
- Các thiết bị chính ( 2 nồi cô đặc A và B ).
- Các thiết bị phụ: bơm ly tâm, bơm chân không vòng nước, thiết bị ngưng tụ,
đường tháo nước ngưng
-

Các thùng chứa dung dịch
Hệ thống đường ống, van, khóa
Hệ thống phụ trợ: nồi hơi, thiết bị xử lý nước cứng bằng phương pháp trao
đổi ion
1.2. Chuẩn bị vận hành
- Mở van nước cấp cho thiết bị trao đổi ion
- Tháo bớt một phần nước trong nồi hơi ( nếu đầy): mở đồng thời van xả nước
và van xả khí trên đường ống dẫn hơi đốt. Khi nước trong nồi hơi đã đạt
mức cần thiết, đóng hai van đó lại
- Đóng các cầu dao điện cấp điện cho tủ điện, nồi hơi và hệ thống cô đặc.
-

Kiểm tra áp suất nồi hơi, khi vượt quá 5at phải thay đổi giá trị đặt của áp
suất hơi bằng cách chỉnh các Rơle áp suất
Mở van cấp nước bơm chân không P2
Kiểm tra mức nước ở bình chứa nước ngưng S3. Nếu đầy phải tháo ra ngoài.
Chú ý nên để lại 1 lượng nhỏ nước ngưng ở bình S3.

2. Vận hành

Trang22


Thí nghiệm QTTB – Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu

- Bơm dich từ thùng chứa nguyên liệu đầu vào nồi cô đặc A bằng bơm P1, mở
van hơi cho hơi nóng từ nồi hơi sang đun nóng nồi A
- Các thông số áp suất, nhiệt độ sẽ được hiển thị trên bộ điều khiển bằng tay.
3. Lấy số liệu
- Ghi số liệu về mức dung dịch ở thùng chứa nguyên liệu đầu S1 và bình chứa
nước ngưng S3 ở thời điểm bắt đầu và kết thúc. Nên lấy thời điểm bắt đầu đo là
thời điểm sau khi hơi thứ của nồi B xuất hiện ( bắt đầu thấy xuất hiện nước
ngưng ở thiết bị ngưng tụ). Thời gian thí nghiệm kéo dài 30 – 40 phút. Lượng
hơi thứ trong thùng S3 được lấy đo bằng ống đong
- Lấy mẫu dung dịch: dung dịch ban đầu có thể lấy ở bất kỳ thời điểm nào qua
van VS1, còn dung dịch ra khỏi nồi A (van VS2) và nồi B (van VS3) chỉ lấy
sau khi dừng hệ thống. Nồng độ các dung dịch được đo bằng chiết quang kế.
4. Kết thúc thí nghiệm
- Sau khi kết thúc quá trình cô đặc, cần:
 Đóng van cấp hơi đốt
 Bơm dung dịch trong nồi B về thùng chứa sản phẩm S2 hoặc bơm
tuần hoàn dung dịch trong cả hai nồi về thùng chứa dung dịch đầu
S1:
 Phá chân không trong các nồi cô đặc bằng van V11, V12
 Khi bơm về S2: mở van V9, V14, khởi động bơm P4 bằng cách nhấn
vào biểu tượng bơm hồi dung dịch
- Ghi sổ nhật ký thí nghiệm: thời gian, nhóm, lớp, danh sách nhóm, các số liệu thí
nghiệm
5. Xử lý khi gặp sự cố
- Khi áp suất trong nồi hơi cao quá mức cho phép mà Rowle không tự ngắt, cần tắt

điện nồi hơi
- Khi có sự cố trong hệ thống cô đặc cần phải tắt ngay cầu dao tổng
- Báo cáo với cán bộ thí nghiệm những hiện tượng không bình thường, không được
tự tiện xử lý nếu không được phép.

V. Kết quả thí nghiệm và tính toán:
Trang23


Thí nghiệm QTTB – Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu

1. Kết quả thí nghiệm:
Nồng độ % khối lượng

Thời

Mức dung dịch

gian

trong bình S1x 10

Mức nước ngưng
tụ trong bình
S3(lít)

Δ ( s)

Khi bắt
đầu S1

0

Khi kết
thúc S1

xđ

x1

x2

1

Khi bắt

Khi kết

đầu S3

thúc S31

0

- Nhiệt độ, áp suất hơi đốt tại nồi một: T1 = …………. (oC); P1=………… (at)
- Nhiệt độ dung dịch đầu: Tđ = ……………….(oC)
- Nhiệt độ, áp suất hơi thứ tại nồi một: Tht1 = ……….(oC); Pht1= …………...(at)
2. Tính toán cân bằng vật liệu
- Lượng dung dịch đầu đi vào hệ thống cô đặc:
Gđ = ((S10 – S11). 10.)/Δ , kg/s

(8)

S1 là độ cao bình, dm. Ứng với diện tích mặt thoáng 10 dm2.
 : khối lượng riêng của dung dịch, kg/lít Sổ tay tập I, hoặc dùng tỷ trọng kế để đo.
- Lượng nước ngưng tụ thu được:
W2 = ( S3. nước)/Δ , kg/s

(9)

S3 thể tích nước ngưng, lit (dm3).
nước= 1kg/lít.
- Tính W – Tổng lượng hơi thứ bay hơi trong thời gian cô đặc Δ theo pt( 3 ).
- Tính W1 – lượng hơi thứ bay hơi sau thời gian cô đặc Δ ở nồi A theo phương
trình (4) ( W1có thể tính kiểm tra theo phương trình (5)
- Tính nồng độ dung dịch ra khỏi nồi A theo phương trình :
X1 = Gđ.xđ/ (Gđ – W1) ( 10 )

Trang24


Thí nghiệm QTTB – Trường ĐH Bà Rịa Vũng Tàu

3. Tính cân bằng vật liệu của nồi một
- Tra cứu hàn nhiệt ( i ) của hơi đốt và hơi thứ theo nhiệt độ
- Tra cứu nhiệt độ sôi, nhiệt dung riêng của dung dịch trong nồi một, căn cứ vào nồng
độ X1 đo được.
- Xác định lượng hơi thứ bay ra ở nồi một ( W1 )
- Tính lượng hơi đốt D theo phương trình ( 6 )
- Tính lượng nhiệt Q1 cấp cho nồi cô đặc thứ nhất theo phương trình (7)

4. Nhận xét thí nghiệm
HỆ THỐNG CÔ ĐẶC 2 NỒI
( Hướng dẫn sử dụng)
Sơ đồ hệ thống thiết bị cô đặc IC17/2D:

Trang25