[Type here]
[Type here]
[Type here]
Bài 1: ĐỘNG LỰC HỌC 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
X = f (τ )
N=
dX
= f (x )
Fdτ
− Xác định đường cong tốc độ sấy
− Giá trị độ ẩm tới hạn , tốc độ sấy đẳng tốc N, hệ số sấy K
1.2.
1.2.1.
-
Thực nghiệm
Kết quả thí nghiệm
G0: 86 (g)
Bảng 1.1. Mức độ 40 0C
STT
τ (ph)
Gi (g)
tư (0C)
tk (0C)
1
0
135
32
41
2
3
120
32
41
3
6
110
32
41
4
9
105
32
42
5
12
101
32
42
6
15
98
32
42
7
18
94
32
41
8
21
92
32
41
9
24
92
32
42
10
27
90
32
42
11
30
90
32
43
12
33
90
32
42
SVTH: LÊ ĐÌNH TRƯỜNG
1
GVHD: TRẦN HOÀI ĐỨC
[Type here]
[Type here]
[Type here]
13
36
87
32
42
14
39
86
33
43
Bảng 1.2. Mức độ 50 0C
STT
τ (ph)
Gi (g)
tư (0C)
tk (0C)
1
0
141
40
48
2
3
125
40
48
3
6
116
40
48
4
9
113
40
48
5
12
110
40
48
6
15
107
40
48
7
18
105
40
49
8
21
103
40
48
9
24
101
40
48
10
27
91
40
48
11
30
91
40
48
12
33
91
40
48
13
36
86
39
48
Bảng 1.3. Mức độ 60 0C
STT
τ (ph)
Gi (g)
tư (0C)
tk (0C)
1
0
135
46
52
2
3
113
47
54
3
6
102
48
54
4
9
96
48
54
5
12
92
48
54
SVTH: LÊ ĐÌNH TRƯỜNG
2
GVHD: TRẦN HOÀI ĐỨC
[Type here]
[Type here]
6
15
90
49
55
7
18
88
49
55
8
21
88
49
55
9
24
88
48
54
10
27
87
48
54
Công thức tính toán
1.2.2.
-
[Type here]
Diện tích bề mặt bay hơi: F =m.(n.a.b)= 3.(2.0,15.0,3) = 0,27 m2
Với
m : Số tấm giấy.
n : Số mặt của tờ giấy khi sấy.
a : Chiều rộng tờ giấy (m)
b : Chiều dài tờ giấy (m)
-
Khối lượng giấy lọc khô tuyệt đối : G0 = 86 (g) = 0,086 kg
Bề mặt riêng khối lượng của vật liệu:
f=
-
F
G0 = 3.14 (m3/s).
Vận tốc của dòng không khí sấy: v = 4 m/s.
Xi =
-
Độ ẩm của giấy lọc :
Ni =
Gi − G 0
× 100( % )
G0
.
d X X i −1 − X i
=
dτ
τ i − τ i −1 (%/h).
-
Tốc độ sấy:
-
0,8
α
=
0,04075.W
m
K
Trong sấy đối lưu:
(kg/m2.h.mmHg)
Trong đó wk là vận tốc tác nhân sấy.
-
Cường độ sấy vật liệu:
J m = α m .( pb − ph ).
760
B
Trong đó:
SVTH: LÊ ĐÌNH TRƯỜNG
3
GVHD: TRẦN HOÀI ĐỨC
[Type here]
[Type here]
[Type here]
αm: Hệ số trao đổi ẩm (kg/m2.h.mmHg).
pb: Áp suất hơi ẩm trên bề mặt vật liệu và bằng áp suất hơi nước bão hòa ở nhiệt độ
bầu ướt (mmHg)
ph: Áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí (mmHg)
B: Áp suất trong phòng sấy =760 (mmHg).
-
Tốc độ sấy đẳng tốc theo thực nghiệm: Ntt được xác định trên đoạn đẳng tốc của đường
-
cong tốc độ sấy.
Tốc độ sấy đẳng tốc theo lý thuyết:
( %/h).
-
Hệ số K trong gian đoạn giảm tốc
K=
-
Ni
1
( )
X kqu − X c h
Thời gian sấy trong giai đoạn đẳng tốc:
τ1 =
X 1 − X kqu 1
( )
N
h (h)
Trong đó:
: Độ ẩm ban đầu của vật liệu (%)
Độ ẩm tới hạn quy ước (%)
N: tốc độ sấy trong giai đoạn đẳng tốc (%/h)
-
Độ ẩm tới hạn quy ước :
o Thực nghiệm: xác định trên đường cong tốc độ sấy khi gian đoạn đẳng tốc kết thúc.
X kqu =
o Lý thuyết:
-
X1
+ Xc
1,8
Độ ẩm cân bằng tìm được tại điểm N=0 trên đường cong tốc độ sấy.
Thời gian sấy trong giai đoạn giảm tốc:
τ2 =
1 X kqu − x c
. ln
( h)
K X 2 − X c
Trong đó là độ ẩm sau cùng của vật liệu sấy ( > ).
SVTH: LÊ ĐÌNH TRƯỜNG
4
GVHD: TRẦN HOÀI ĐỨC
[Type here]
-
[Type here]
[Type here]
Thời gian sấy tổng:
= +
1.2.3.
Tính mẫu
X1 =
-
Độ ẩm của giấy lọc mức 40 :
N2 =
-
Tốc độ sấy mức 40:
-
Độ ẩm tới hạn quy ước :
G1 − G0
× 100( % ) 135 − 86 .100 = 56,98
G0
= 86
(%).
d X X 2−1 − X 2
=
dτ
τ 2 − τ 2−1 = = 348.837 (%/h).
Thực nghiệm : xác định trên đường cong tốc độ sấy khi giai đoạn đẳng tốc kết thúc :
Mức 40 : = 9.3 (%)
Mức 50 : = 13.95 (%)
Mức 60 : = 8.14 (%).
-
Độ ẩm cân bằng tìm được tại điểm N=0 trên đường cong tốc độ sấy:
Mức 40 : = 1.16 (%)
Mức 50 : = 1.16 (%)
Mức 60 : = 2.33 (%)
-
Độ ẩm sau cùng của vật liệu sấy :
Mức 40 : = 2.33 (%)
Mức 50 : = 3.49 (%)
Mức 60 : = 3.49 (%)
-
Tra bảng 39 - Bảng tra cứu quá trình Cơ học-truyền nhiệt-truyền khối, ta có áp suất hơi
nước bão hòa theo nhiệt độ bầu ướt:
Mức 40 0C: pb = 35.66 mmHg
Mức 50 0C: pb = 55.32 mmHg
Mức 60 0C: pb = 83.71 mmHg.
-
Từ nhiệt độ bầu ước tư và bầu khô tk xác định áp suát riệng phần của hơi nước trong không
khí ph theo giản đồ không khí ẩm Ramzin, ta được :
tu
Mức 40
SVTH: LÊ ĐÌNH TRƯỜNG
tk
(0C)
32.071
(0C)
41.786
5
ph (mmHg)
17.830
GVHD: TRẦN HOÀI ĐỨC
[Type here]
-
[Type here]
[Type here]
Mức 50
39.923
48.077
33.192
Mức 60
48
54.111
56.923
Xác định cường độ ẩm bay hơi ở mức 40:
J m = α m .( p b − p h ) .
760
B
(kg / m 2 .h)
với αm = 0,04075.wk0,8 = 0,04075. 40,8 = 0,124 (kg/m2.h.mmHg)
B : Áp suất trong phòng sấy (mmHg) , B = 760 mmHg
Jm = 0,124.(35,66 – 17,83) = 2,203 (kg/m2.h)
-
Xác định tốc độ sấy ở mức 40 :
Thực nghiệm : Ntt = 93,023 (%/h)
Lý thuyết: Nlt = 100.Jm.f (%/h) = 100.2,023.3.14 = 691.5 (%/h)
-
Xác định hệ số K trong giai đoạn giảm tốc ở mức 40:
= 12.312 (1/h).
-
Xác định thời gian sấy ở mức 40:
Thời gian sấy trong gian đoạn đẳng tốc:
= = 0.513 (h)
Thời gian sấy trong giai đoạn giảm tốc:
= . ln ( ) = . ln ( ) = 0.158 (h).
Thời gian sấy tổng:
= + = 0.67 (h)
SVTH: LÊ ĐÌNH TRƯỜNG
6
GVHD: TRẦN HOÀI ĐỨC
[Type here]
1.2.4.
[Type here]
[Type here]
Xử lý kết quả thí nghiệm
Bảng 1.4. Mức độ 40 0C
STT
τ (s)
(%)
1
0
56.98
2
180
39.53
0.097
3
360
27.91
0.065
4
540
22.09
0.032
5
720
17.44
0.026
6
900
13.95
0.019
7
1080
9.30
0.026
8
1260
6.98
0.013
9
1440
6.98
0.000
10
1620
4.65
0.013
11
1800
4.65
0.000
12
1980
4.65
0.000
13
2160
1.16
0.019
14
2340
0.00
0.006
Ni (%/s)
Bảng 1.5. Mức độ 50 0C
STT
τ (s)
(%)
1
0
63.95
2
180
45.35
0.103
3
360
34.88
0.058
4
540
31.40
0.019
5
720
27.91
0.019
SVTH: LÊ ĐÌNH TRƯỜNG
7
Ni (%/s)
GVHD: TRẦN HOÀI ĐỨC
[Type here]
[Type here]
[Type here]
6
900
24.42
0.019
7
1080
22.09
0.013
8
1260
19.77
0.013
9
1440
17.44
0.013
10
1620
5.81
0.065
11
1800
5.81
0.000
12
1980
5.81
0.000
13
2160
0.00
0.032
Bảng 1.6. Mức độ 60 0C
STT
τ (s)
(%)
Ni (%/s)
1
0
56.98
0.142
2
180
31.40
0.071
3
360
18.60
0.039
4
540
11.63
0.026
5
720
6.98
0.013
6
900
4.65
0.013
7
1080
2.33
0.000
8
1260
2.33
0.000
9
1440
2.33
0.013
10
1620
2.33
0.013
Bảng 1.7. Kết quả tính toán thời gian sấy
SVTH: LÊ ĐÌNH TRƯỜNG
8
GVHD: TRẦN HOÀI ĐỨC
[Type here]
1.2.5.
[Type here]
[Type here]
thông số
mức 40
mức 50
mức 60
Xkqu
9.3
13.950
8.140
Xcb
1.160
1.160
2.330
tu tb
32.071
39.923
48.000
Tk tb
41.786
48.077
54.111
ɸ
50.000
60.000
68.000
Pb
35.660
55.320
83.710
Ph
17.830
33.192
56.923
am
0.124
0.124
0.124
jm
2.203
2.733
3.309
Nlt
691.500
858.189
1038.887
Ntt
93.023
116.279
116.279
K
12.312
10.003
29.372
t1
0.513
0.430
0.420
t2
0.158
0.17
0.055
t
0.67
0.6
0.475
Đồ thị:
Đồ thị 1.1. Đường cong sấy ớ mức 40
Đồ thị 1.2. Đường cong sấy ớ mức 50
Đồ thị 1.3. Đường cong sấy ớ mức 60
Đồ thị 1.4. Đường cong tốc độ sấy ớ mức 40
SVTH: LÊ ĐÌNH TRƯỜNG
9
GVHD: TRẦN HOÀI ĐỨC
[Type here]
[Type here]
[Type here]
Đồ thị 1.5. Đường cong tốc độ sấy ớ mức 50
Đồ thị 1.6. Đường cong tốc độ sấy ớ mức 60
1.3.
Bàn luận
Nhận xét đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy:
a) Đường cong sấy:
- Ở giai đoạn đẳng tốc: Đường cong sấy giảm đều như một đường thẳng xiên do hàm ẩm
của vật liệu giảm dần theo thời gian.
- Ở giai đoạn giảm tốc: Đường cong sấy chuyển từ đường thẳng xiên sang nằm ngang, sự
giảm không đều.
b) Đường cong tốc độ sấy:
-Ở giai đoạn đẳng tốc: Đường cong tốc độ sấy có xu hướng giảm nhanh tạo thành 1 đường gần
như là thẳng xiên
- Ở giai đoạn giảm tốc: Đường cong sấy giảm chậm và đạt được giá trị N = 0
Ở các chế độ khác nhau thì thời gian sấy thay đổi: trên thực tế thì nhiệt độ càng cao thì thời
gian sấy càng giảm.
Nguyên nhân dẫn đến sai số trong thí nghiệm và tính toán.
Khoảng thời gian giữa 2 lần cân không đều nhau.
Vật liệu được làm ẩm thấp.
Cân và đọc số liệu không hoàn toàn chính xác do khối lượng vật liệu luôn thay đổi theo
thời gian.
SVTH: LÊ ĐÌNH TRƯỜNG
10
GVHD: TRẦN HOÀI ĐỨC
[Type here]
[Type here]
[Type here]
Mô hình thí nghiệm trong phòng thí nghiệm chỉ là mô hình mô phỏng, đôi khi còn có hỏng
hóc, ngừng quá trình sấy ngay trong thời gian sấy nên không đảm bảo được thời gian sấy
và độ chính xác.
SVTH: LÊ ĐÌNH TRƯỜNG
11
GVHD: TRẦN HOÀI ĐỨC
[Type here]
[Type here]
[Type here]
Bài 2: TĨNH LỰC HỌC SẤY
2.1. Mục đích thí nghiệm
•
Khảo sát sự biến đổi thông số không khí ẩm và vật liệu của quá trình sấy lý thuyết và
sấy thực tế
• Xác định lượng không khí khô cần sử dụng và lượng nhiệt cần thiết cho quá trình sấy lý
thuyết và sấy thực tế
• So sánh và đánh giá sự khác nhau giữa quá trình sấy thực tế và quá trình sấy lý thuyết
2.2. Thực nghiệm
2.2.1.
Kết quả thí nghiệm
Bảng 2.1. Bảng kết quả thí nghiệm
Điệ
stt
n
trở
Tốc
độ
quạ
t
điểm 0
điểm 1
điểm 2
tk
tư
tk
tư
tk
tư
Gd
Gc
W
(kg)
(kg)
(m/s)
1
50
1
29
24
32
25
38
28
0.23
0.218
0.8
2
60
1
29
23
24
25
43
30
0.217 0.206
0.8
3
50
2
28
21
31
22
35
26
0.222 0.208
1.6
4
60
3
29
21
33
22
41
27
0.2
0.185
2.2
2.2.2.
Công thức tính toán
a) Trong sấy lý thuyết
kg/kg ẩm
và
-
Lượng không khí khô cần sử dụng cho quá trình sấy lý thuyết:
kg/s
LLT: lượng không khí khô đi qua máy sấy, kg kkk/s
: hàm ẩm không khí trước khi vào caloriphe sưởi, kg/kgkkk
SVTH: LÊ ĐÌNH TRƯỜNG
12
GVHD: TRẦN HOÀI ĐỨC
[Type here]
[Type here]
[Type here]
: hàm ẩm không khí trước khi vào mấy sấy và sau khi ra khỏi máy sấy,kg/kg kkk
Cân bằng năng lượng
-
b) Trong sấy thực tế
- Tính lượng không khí khô cần thiết để làm bốc hơi 1kg ẩm:
kg/kg ẩm
- Lượng nhiệt tiêu tốn riêng cho toàn bộ máy sấy:
J/kg ẩm
- Lượng nhiệt tiêu hao riêng ở caloriphe sưởi:
J/kg ẩm
- Lượng nhiệt tiêu hao riêng ở caloriphe bổ sung trong phòng sấy:
J/kg ẩm
- Lượng không khí khô cần sử dụng cho quá trình sấy thực tế:
m3/s
vận tốc dòng khí, m/s
: tiết diện phòng sấy, m2
- Cân bằng năng lượng
- Lượng ẩm bay hơi ra khỏi vật liệu
Trong đó:
: độ ẩm vật liệu trước và sau khi sấy, tình theo % khối lượng vật liệu ướt
SVTH: LÊ ĐÌNH TRƯỜNG
13
GVHD: TRẦN HOÀI ĐỨC
[Type here]
[Type here]
[Type here]
: độ ẩm vật liệu trước và sau khi sấy, tính theo % khối lượng vật liệu khô tuyệt đối
Tính mẫu
-Tính
2.2.3.
= = = 0,597 (kg/kg)
= = = 0,574 (kg/kg)
-Tính :
−
−
Xd =
−
1 − xd
= = 1,478 (kg/kg)
−
xc
−
Xc =
xd
−
1 − xc
= = 1,349 (kg/kg)
− Tính lượng ẩm bay hơi ra khỏi vật liệu:
−
W = Gc .
−
xd − xc
−
1 − xd
−
= Gd .
−
xd − xc
−
1 − xc
W = 0,012 (kg )
− Tính lượng không khí khô cần sử dụng cho quá trình sấy lý thuyết:
LLT = = 2 (kg/s)
Tính năng lượng cung cấp cho quá trình sấy lý thuyết:
QLT = LLT (H2-H0) = 2.(94 – 72) = 44 (KJ/s)
*Quá trình sấy thực tế:
Ltt =wk.f= 0,8.0,38.0,24= 0,073 (Kg/s)
Qtt = Ltt ( H2 – H0 ) = 0,073.(94 – 72) = 1,605 (KJ/s)
2.2.4.
Xử lý kết quả thí nghiệm
SVTH: LÊ ĐÌNH TRƯỜNG
14
GVHD: TRẦN HOÀI ĐỨC
[Type here]
[Type here]
[Type here]
Bảng 2.2. Kết quả tra số liệu
điểm 0
STT
điểm 1
H
điểm 2
H
H
1
0.017
72
0.02
75
0.026
94
2
0.017
72
0.02
75
0.027
100
3
0.017
72
0.017
64
0.021
75
4
0.017
72
0.017
64
0.022
76
Bảng 2.3. Tính cân bằng vật chất và năng lượng
2.2.5.
STT
(kg/kg)
(kg/kg)
1
1.478
2
lý thuyết
W
thực tế
(kg)
Llt
Qlt
Ltt
Qtt
1.349
0.012
2.00
44.00
0.073
1.605
1.338
1.220
0.011
1.57
44.00
0.073
2.043
3
1.392
1.241
0.014
3.50
10.50
0.146
0.438
4
1.155
0.994
0.015
3.00
12.00
0.201
0.803
Đồ thị
Đồ thị 2.1. So sánh lượng không khí sử dụng của quá trình sấy lý thuyết và sấy thực tế
Đồ thị 2.2. So sánh nhiệt lượng cung cấp của quá trình sấy lý thuyết và sấy thực tế
SVTH: LÊ ĐÌNH TRƯỜNG
15
GVHD: TRẦN HOÀI ĐỨC
[Type here]
2.3.
[Type here]
[Type here]
Nhận xét và bàn luận
- So sánh biến đổi lượng không khí khô sử dụng của quá trình sấy lý thuyết và sấy thực
tế:
−
Nhiệt độ bầu khô và bầu ướt thí nghiệm có độ biến thiên nhỏ làm việc tra H - Y khó khăn.
Lượng không khí khô lí thuyết phụ thuộc vào hàm ẩm của không khí trước khi vào mấy
sấy và sau khi ra khỏi máy sấy nên lượng không khí khô tăng. Ở đây vì thiết bị sấy tĩnh
hoạt động không tốt nên kết quả không chính xác
- 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 cho quá trình sấy thực tế nhỏ hơn rất nhiều so với nhiệt lượng cần
gia nhiệt của quá trình sấy lý thuyết. nên nhìn chung hiệu suất không cao
SVTH: LÊ ĐÌNH TRƯỜNG
16
GVHD: TRẦN HOÀI ĐỨC
[Type here]
[Type here]
[Type here]
Bài 3: CHƯNG GIÁN ĐOẠN KHÔNG HOÀN LƯU
3.1. Mục đích thí nghiệm
− Khảo sát sự biến đổi nồng độ sản phẩm đình theo thời gian chưng
− Khảo sát sự biến đổi thông số qua các bậc của quá trình chưng
− Khảo sát sự biến đổi năng lượng theo thời gian chưng
3.2. Thực ngiệm
3.2.1. Kết quả thí nghiệm
Bảng 2.1. Kết quả thí nghiệm
ST
vD
VD
T1
T2
T3
T4
T5
T7
T8
G
T
(%V)
(lít)
(0C)
(0C)
(0C)
(0C)
(0C)
(0C)
(0C)
(l/ph)
1
65
0.4
91
93
98
84
35
30
44
3.9
2
49
0.4
96
97
100
85
34
30
46
3.9
3
35
0.38
98
98
102
86
34
30
47
3.6
4
28
0.37
98
100
102
91
33
31
44
3.8
5
18
0.35
99
100
102
92
33
30
45
3.8
3.2.2 Công thức tính toán
- Phương trình cân bằng vật chất:
- Tính toán cân bằng năng lượng
+ Cân bằng nhiệt toàn tháp
QF+Qk=QD+QW+Qm+Qng
QK: nhiệt lượng cung cấp cho nồi đun, W
SVTH: LÊ ĐÌNH TRƯỜNG
17
GVHD: TRẦN HOÀI ĐỨC
[Type here]
[Type here]
[Type here]
Qm: nhiệt lượng mất mát ra môi trường xung quanh (W). Q m thường được lấy khoảng
bằng khoảng 5% lượng nhiệt cung cấp
QF: nhiệt lượng do dòng nhập liệu mang vào, W
QD: nhiệt lượng do dòng sản phẩm đỉnh mang ra, W
QW: nhiệt lượng do dòng sản phẩm đáy mang ra, W
Qng: nhiệt lượng trao đổi trong thiết bị ngưng tụ, W
: nhiệt dung riêng của nhập liệu, sản phẩm đỉnh, sản phẩm đáy, J/kg.độ
,: nhiệt độ của nhập liệu, sản phẩm đỉnh, sản phẩm đáy, 0C
rD: nhiệt hóa hơi của sản phẩm đỉnh, kJ/kg
+ Cân bằng nhiệt lượng của thiết bị ngưng tụ
Nếu quá trình ngưng tụ không làm lạnh:
Nếu quá trình ngưng tụ có làm lạnh
: nhiệt độ vào và ra của nước, 0C
G: lưu lượng dòng giải nhiệt, kg/s
C: nhiệt dung riêng của dòng giải nhiệt, J/kg.độ
:nhiệt độ sôi hỗn hợp sản phẩm đỉnh, 0C
+ Cân bằng nhiệt lượng thiết bị làm lạnh
Làm lạnh sản phẩm đỉnh
SVTH: LÊ ĐÌNH TRƯỜNG
18
GVHD: TRẦN HOÀI ĐỨC
[Type here]
[Type here]
[Type here]
Làm lạnh sản phẩm đáy
3.2.3. Tính mẫu
= (kg/kg)
= (0,11.789)+(0,89.1000) =976,79 (kg/m3)
= 12.976,79.10
(kg/kg)
= = 902,77 (kg/m3)
= (kg)
(kg)
(kg/kg)
(kg)
3.2.4. Xử lý kết quả thí nghiệm
Bảng 2.2. Kết quả tính toán cân bằng vật chất
STT
(kg)
(kg/kg)
(kg/kg)
(kg)
(kg)
1
(kg/kg)
0.163
13.160
0.590
0.150
0.360
12.800
(kg)
0.028
2
0.163
13.160
0.430
0.160
0.370
12.790
0.029
3
0.163
13.160
0.300
0.160
0.360
12.800
0.028
4
0.163
13.160
0.230
0.160
0.360
12.800
0.028
SVTH: LÊ ĐÌNH TRƯỜNG
19
GVHD: TRẦN HOÀI ĐỨC
[Type here]
5
[Type here]
0.163
13.160
0.150
[Type here]
0.160
0.340
12.820
0.026
Bảng 2.3. Kết quả tính toán cân bằng năng lượng
ST
G
Qng
QF
Qw
QD
Qk
T
( kg/h)
( kJ)
(kJ)
(kJ)
( kJ)
(kJ)
1
232.596
3.781
1782.522
4659.200
106.445
2
232.596
4.321
1731.593
4911.360
3
214.704
4.238
1731.593
4
226.632
3.421
5
226.632
3.947
(kJ)
(kJ)
2986.904
3.781
3.781
110.704
3294.792
4.321
4.321
5017.600
108.979
3399.224
4.238
4.238
1680.664
5017.600
115.315
3455.672
3.421
3.421
1680.664
5076.720
110.106
3510.109
3.947
3.947
3.2.5. Đồ thị
Đồ thị 3.1. Biến đổi lượng nhiệt nồi đun theo độ tinh khiết sản phẩm
Đồ thị 3.2. Biến đổi số bậc thay đổi theo độ tinh khiết sản phẩm
3.3. Nhận xét và bàn luận
•
Dựa vào kết quả tính toán, ta thấy nồng độ sản phẩm đỉnh giảm dần theo thời gian, trong
khi đó nồng độ sản phẩm đáy lại tăng.
SVTH: LÊ ĐÌNH TRƯỜNG
20
GVHD: TRẦN HOÀI ĐỨC
[Type here]
•
[Type here]
[Type here]
Độ tinh khiết của sản phẩm đỉnh giảm (nồng độ sản phẩm đỉnh giảm dần) thì nhiệt lượng
cần để cung cấp cho nồi đun tăng lên.
• Quá trình chưng gián đoạn không hoàn lưu được ứng dụng cho những trường hợp sau:
- Khi nhiệt độ sôi của hai cấu tử khác xa nhau.
- Không đòi hỏi sản phẩm có độ tinh khiết cao.
- Khi cần tách hỗn hợp lỏng ra khỏi các tạp chất không bay hơi.
- Khi muốn tách sơ bộ hỗn hợp nhiều cấu tử.
SVTH: LÊ ĐÌNH TRƯỜNG
21
GVHD: TRẦN HOÀI ĐỨC
[Type here]
[Type here]
[Type here]
Bài 4: CHƯNG LIÊN TỤC
4.1. Mục đích thí nghiệm
−
−
−
−
Khảo sát ảnh hưởng lưu lượng dòng nhập liệu
Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ dòng nhập liệu
Khảo sát ảnh hưởng vị trí nhập liệu
Khảo sát ảnh hưởng chỉ số hồi lưu
4.2. Thực nghiệm
4.2.1. Kết quả thí nghiệm
- vF= 25 %V
Bảng 4.1. Kết quả đo
ST
N
VF
T
L
l/h
1
6
4
2
6
4
3
6
4
R
1.2
2
1.5
2.3
3
VD
l/h
vD
%
V
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
T8
G
0
0
0
0
0
0
0
0
l/s
88.
85.
77.
5
9
6
88.
85.
77.
77.
4
9
6
9
88.
85.
77.
2
8
9
C
0.325
92
90.3
0.325
94
90.3
0.24
95
90.2
C
C
C
C
78
78
C
C
85.5 29.5
84.8 29.6
83.5 29.5
C
30
0.05
6
30.
0.05
1
6
30
0.05
4.2.2. Công thức tính toán
- Cân bằng vật chất
Trong đó:
F,W,D: suất lượng nhập liệu, sản phẩm đáy và đỉnh, kmol/h
SVTH: LÊ ĐÌNH TRƯỜNG
22
GVHD: TRẦN HOÀI ĐỨC
6
[Type here]
[Type here]
[Type here]
,: phần mol của cấu tử dễ bay hơi trong nhập liêu, sản phẩm đáy và đỉnh
-
Cân bằng năng lượng
+ Cân bằng nhiệt lượng cho thiết bị gia nhiệt nhập liệu
nhiệt lượng cần cung cấp, W
: nhiệt lượng riêng hỗn hợp nhập liệu, W
: nhiệt độ nhập liệu vào và ra khỏi thiết bị, 0C
+ Cân bằng nhiệt lượng của thiết bị ngưng tụ
Nếu quá trình ngưng tụ không làm lạnh:
Nếu quá trình ngưng tụ có làm lạnh
: nhiệt độ vào và ra của nước, 0C
G: lưu lượng dòng giải nhiệt, kg/s
C: nhiệt dung riêng của dòng giải nhiệt, J/kg.độ
:nhiệt độ sôi hỗn hợp sản phẩm đỉnh, 0C
+ Cân bằng nhiệt lượng thiết bị làm lạnh
Làm lạnh sản phẩm đỉnh
Làm lạnh sản phẩm đáy
: nhiệt dung riêng của nhập liệu, sản phẩm đỉnh, sản phẩm đáy, J/mol.độ
,: nhiệt độ của nhập liệu, sản phẩm đỉnh, sản phẩm đáy, 0C
rD: nhiệt hóa hơi của sản phẩm đỉnh, kJ/kmol
+ Cân bằng nhiệt toàn tháp
SVTH: LÊ ĐÌNH TRƯỜNG
23
GVHD: TRẦN HOÀI ĐỨC
[Type here]
[Type here]
[Type here]
QF+Qk+QL0=QD+QW+Qm+Qng
QK: nhiệt lượng cung cấp cho nồi đun, W
Qm: nhiệt lượng mất mát ra môi trường xung quanh (W). Q m thường được lấy gần bằng
khoảng 5% đến 10% lượng nhiệt cung cấp
QF: nhiệt lượng do dòng nhập liệu mang vào, W
QD: nhiệt lượng do dòng sản phẩm đỉnh mang ra, W
QW: nhiệt lượng do dòng sản phẩm đáy mang ra, W
Qng: nhiệt lượng trao đổi trong thiết bị ngưng tụ, W
QL0: nhiệt lượng do dòng hoàn lưu mang vào, W
4.2.3. Xử lý kết quả thí nghiệm
Bảng 4.2. Chuyển đổi đơn vị
xF
F
xD
xW
mol/mol
mol/h
mol/mol
mol/mol
1
0.09
184.21
0.78
0.088
2
0.09
184.21
0.83
0.083
3
0.09
184.21
0.85
0.075
STT
Bảng 4.3. Tính cân bằng vật chất
ST
T
R
D
W
Đường làm việc
Đường làm việc
mol/h
mol/h
phần chưng
phần cất
SVTH: LÊ ĐÌNH TRƯỜNG
24
Nlt
H
%
GVHD: TRẦN HOÀI ĐỨC
[Type here]
[Type here]
[Type here]
1
1,2
0,532
183,678
y= 157,936x – 13,81
y= 0,545x + 0,355
11
54,55
2
1,5
1,726
182,484
y= 43,291x – 3,51
y= 0,6x + 0,332
13
46,15
3
2,33
3,565
180,645
y= 16,217x – 1,141
y= 0,7x + 0,255
15
40
Bảng 4.4. Kết quả tính toán cân bằng năng lượng
ST
G
Qng
QF
QW
QD
QL0
QK
T
kg/h
W
W
W
W
W
W
1
200.79
17.17
368.71 388.01
1.58
9.48
2
200.79
62.27
365.69 383.24
5.26
33.61
3
200.79 170.01 360.09 375.48
10.99
W
W
31.74
0.92
210.70
57.18
3.05
216.62
103.32 103.41
6.34
187.44
4.2.4. Đồ thị
Đồ thị 4.1. Biến đổi chỉ số hồi lưu theo độ tinh khiết sản phẩm đỉnh
Đồ thị 4.2. Biến đổi chỉ số hồi lưu với lượng nhiệt cần sử dụng
4.3. Bàn luận
- Lưu lượng dòng hoàn lưu càng lớn thì độ tinh khiết của sản phẩm càng cao
- Khi tăng chỉ số hồi lưu thì lượng nhiệt nồi đun cung cấp cũng tăng lên
SVTH: LÊ ĐÌNH TRƯỜNG
25
GVHD: TRẦN HOÀI ĐỨC