Báo cáo thí nghiệm thực hành kỹ thuật thực phẩm

Thực hành Kỹ thuật thực phẩm
Báo cáo thí nghiệm

NHĨM 2 – TỔ 3
MHP: 210501002
GVHD: Th.S Lê Nhất Thống
SVTH: TRẦN THỊ KHANH
MSSV: 09079861


Contents
BÀI 1: LỌC KHUNG BẢN....................................................................................................................... 1
I. Mục đích thí nghiệm................................................................................................................... 1
II. Cơ sở lý thuyết........................................................................................................................... 1
III. Trang thiết bị, dụng cụ, hóa chất, ngun liệu....................................................................3
IV. Các bước tiến hành thí nghiệm............................................................................................... 4
V. Lập cơng thức tính tốn............................................................................................................. 5
VI. Báo cáo thí nghiệm..................................................................................................................... 5
BÀI 2: KHẢO SÁT HỆ THỐNG GHÉP BƠM..................................................................................... 10
I.
Mục đích...................................................................................................................................... 10
II. Cơ sở lý thuyết.......................................................................................................................... 10
III. Cách tiến hành thí nghiệm..................................................................................................... 14
IV. Lập cơng thức tính tốn.......................................................................................................... 15
V. Kết quả thí nghiệm.................................................................................................................. 16
VI. Nhận xét và bàn luận kết quả.............................................................................................. 27
BÀI 3: THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT ỐNG LỒNG ỐNG.................................................................... 28
I.
Trang thiết bị, dụng cụ thí nghiệm......................................................................................28
II. Tiến hành thí nghiệm.............................................................................................................. 29
III. Lập cơng thức tính tốn......................................................................................................... 30

IV. Báo cáo thí nghiệm................................................................................................................... 30
V. Bàn luận....................................................................................................................................... 34
BÀI 4: SẤY ĐỐI LƯU – IC106D......................................................................................................... 35
I.
Mục đích thí nghiệm................................................................................................................ 35
II. Cơ sở lý thuyết.......................................................................................................................... 35
III. Tiến hành thí nghiệm.............................................................................................................. 36
IV. Báo cáo thí nghiệm................................................................................................................... 36
V. Bàn luận....................................................................................................................................... 40
BÀI 5: KHẢO SÁT CHẾ ĐỘ CỘT CHÊM (THÁP ĐỆM)-IC131D................................................. 42
I.
Mục đích thí nghiệm................................................................................................................ 42
II. Phương pháp thí nghiệm....................................................................................................... 42
III. Lập cơng thức tính tốn.......................................................................................................... 42
IV. Báo cáo thí nghiệm................................................................................................................... 43
V. Bàn luận....................................................................................................................................... 45
BÀI 6: MẠCH LƯU CHẤT – C6 MKLL.............................................................................................. 46
I.
Mục đích...................................................................................................................................... 46
II. Cơ sở lý thuyết........................................................................................................................... 46
III. Các bước tiến hành thí nghiệm............................................................................................ 47
IV. Lập cơng thức tính tốn........................................................................................................... 47
V. Báo cáo thí nghiệm.................................................................................................................... 49
VI. Bàn luận....................................................................................................................................... 54


Bài 1: LỌC KHUNG BẢN
I. Mục đích thí nghiệm
- Khảo sát quá trình hoạt động của máy lọc khung bản.
- Xác định vận tốc lọc trung bình, chu kỳ lọc và năng suất lọc.

- Xác định các hệ số lọc và phương trình lọc, mối liên hệ giữa động lực quá trình
lọc và năng suất của máy lọc.

II. Cơ sở lý thuyết
1. Ngun tắc làm việc
Mục đích của q trình lọc là phân riêng pha liên tục và pha phân tán cùng tồn tại
trong một hổn hợp. Hai pha có thể là lỏng – khí; rắn – khí; rắn – lỏng hoặc hai pha lỏng
không tan lẫn cùng tồn tại trong hổn hợp.
Khái niệm: Lọc là quá trình được thực hiện để phân riêng các hỗn hợp nhờ một vật
ngăn xốp. Một pha đi qua vật ngăn xốp còn pha kia được giữ lại. Vật ngăn có thể là dạng
hạt: cát, đá, than; dạng sợi như tơ nhân tạo, sợi bông, đay, gai; dạng tấm lưới kim loại;
dạng vật ngăn như sứ xốp, thủy tinh xốp v.v...
Chênh lệch áp suất hai bên vách ngăn lọc được gọi là động lực của quá trình lọc
nghĩa là:
P = P1 - P2
Động lực của q trình lọc có thể tạo ra bằng ba cách sau:
-

Dùng áp lực của cột chất lỏng (áp suất thủy tĩnh).

-

Dùng máy bơm hay máy nén đưa huyền phù vào(lọc áp suất).

-

Dùng bơm chân không (lọc chân không).

2. Phương trình lọc
2.1. Tốc độ lọc và các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian lọc

Lượng nước lọc thu được trên một đơn vị diện tích bề mặt vách ngăn lọc trên một
đơn vị thời gian gọi là tốc độ lọc.
(1.1)
Trong đó:
V – Thể tích nước lọc thu được, m3
F – Diện tích bề mặt vách lọc, m2
 - thời gian lọc, s
Quá trình lọc huyền phù phụ thuộc vào các yếu tố sau: Tính chất huyền phù: độ
nhớt, kích thước và hình dạng pha phân tán; động lực quá trình lọc; trở lực bã và vách
ngăn; diện tích bề mặt vách lọc.
Theo DAKSI, tốc độ lọc có thể biểu diễn dưới dạng phương trình sau
(1.2)


Trong đó:
 - độ nhớt của pha liên tục, Ns/m2
Rb = Pb – trở lực của bã lọc (tổn thất áp suất qua lớp bã), 1/m
Rv = Pv – trở lực của vách lọc (tổn thất áp suất qua vách lọc), 1/m
Gọi:
r0 – trở lực riêng theo thể tích của bã lọc (1/m2): trở lực của bã dày
1m
h0 – chiều dày lớp bã lọc, m
- tỉ số giữa thể tích bã ẩm thu được và lượng nước lọc
Vậy:

(1.3)

Thay (1.3) vào phương trình (1.2) ta được:
(1.4)
Khi nghiên cứu quá trình lọc, để đơn giản người ta chỉ tiến hành ở hai chế độ là lọc

với áp suất không đổi và lọc với tốc độ lọc không đổi.

2.2. Lọc với áp suất không đổi, P = const
Gọi q = V/F – lượng nước lọc riêng: là lượng nước lọc thu được trên 1m 2 bề mặt
vách lọc, m3/m2
Từ phương trình (1.4), với điều kiện bã lọc và vách lọc không chịu nén ép nghĩa là:
r0= const và Rv = const, biến đổi và tích phân hai vế phương trình trên ta được:
(1.5)
Hay: .r0.X0.V2 + 2. .Rv.F.V = 2.F2.P.

(1.6)

Chia hai vế phương trình (1.6) cho .r0.X0/F2 ta được



q2 + 2.C.q = K

(1.7)

Đây là phương trình lọc với áp suất khơng đổi
Trong đó: ; là các hằng số lọc, đặc trưng cho một quá trình lọc xác định.
Vi phân hai vế phương trình (1.7) theo dq ta được:



(1.8)

Từ phương trình (1.8) ta nhận thấy: mối quan hệ giữa là đường thẳng có hệ số góc
là 2/K và tung độ gốc là 2C/K. Như vậy khi làm thí nghiệm lọc, dựng đồ thị mối quan hệ

giữa hai đại lượng này, nếu quan hệ này là đường thẳng thì kết luận được rằng đây là quá


trình lọc với áp lực khơng đổi đồng thời ta cũng xác định được các hằng số lọc C và K.

2.3. Lọc với tốc độ lọc không đổi (w=const)
Do tốc độ lọc là không đổi nên sự biến thiên thể tích nước lọc trong một đơn vị thời
gian là hằng số. Do đó phương trình (1.4) được viết dưới dạng.
(1.9)
Nhận thấy rằng: P = Pb + Pv = .r0.X0.w2. + Rv.w
Vậy: P = A. + B; (A=.r0.X0.w2; B=Rv.w); A, B là các hằng số.
Nghĩa là động lực quá trình lọc biến thiên tuyến tính treo thời gian.

III. Trang thiết bị, dụng cụ, hóa chất, nguyên liệu
Thiết bị lọc được thiết kế chế tạo ở nhiều dạng, nhiều kiểu khác nhau để phù hợp
với các điều kiện cụ thể riêng biệt. Theo theo cách thức hoạt động, người ta chia ra: thiết
bị lọc gián đoạn và thiết bị lọc liên tục.
Trong bài này ta tiến hành với máy lọc khung bản.
Sơ đồ nguyên lý hoạt động:

Sơ đồ nguyên lý hoạt động máy lọc khung bản
Máy lọc khung bản có cấu tạo gồm các bộ phận chính như sau: Bồn chứa nguyên
liệu, bơm tạo áp lực cho chất lỏng, khung bản lọc, các van điều chỉnh, lưu lượng kế và các
áp kế đo áp suất trước và sau khung bản lọc.
Máy lọc gồm một dãy các khung bản cùng kích thước xếp liền nhau trên một khung
đỡ, giữa khung và bản có các tấm ngăn xốp thực hiện phân riêng. Bản đầu tiên gọi là bản
cố định, cuối cùng là một bản di động. Ép chặt khung và bản bằng cơ cấu vít đai ốc được
thực hiện bởi tay quay. Huyền phù được đưa vào khung bằng van V3, nước trong thu được
theo đường van V4, bã lọc bị giữ lại trên các tấm ngăn xốp.
Trên bề mặt của bản người ta xẻ các rãnh thẳng đứng song song với nhau và hai

rãnh nằm ngang ở hai đầu. Rãnh nằm ngang bên dưới có thơng với van tháo nước lọc và
nước rửa. Khung rỗng tạo thành phòng lọc để chứa cặn.
Nguyên liệu thí nghiệm: Huyền phù.

IV. Các bước tiến hành thí nghiệm
1. Tiến hành thí nghiệm với áp suất lọc khơng đổi
Các bước tiến hành thí nghiệm:
Kiểm tra tổng quát thiết bị, cho huyền phù vào bể chứa nguyên liệu, lắp vách ngăn
lọc vào trong các khung bản và ép chặt khung và bản bằng tay quay.
Kiểm tra nguồn điện, khóa van v2, v6; mở hồn tồn van v1, v4; mở ¼ van v3, bật
công tắc bơm.
Thay đổi áp suất trên áp kế P1 bằng cách điều chỉnh van số 3, đọc các giá trị áp
suất trên áp kế P1, P2 và thời gian thu được một thể tích nước lọc cố định.
Dừng máy, tháo các tấm ngăn lọc, rữa bã đồng thời đo thời gian rữa bã và các thời
gian thao tác phụ để xác định chu kỳ lọc.

2. Tiến hành thí nghiệm với tốc độ lọc khơng đổi
Các bước tiến hành thí nghiệm:
Kiểm tra tổng quát thiết bị, cho huyền phù vào bể chứa nguyên liệu, lắp vách ngăn
lọc vào trong các khung bản và ép chặt khung, bản bằng tay quay.
Kiểm tra nguồn điện, khóa van v2, v6; mở hồn tồn van v1, v4; mở van v3, bật
cơng tắc bơm.
Điều chỉnh van v4 sao cho lưu lượng không đổi ở một giá trị nhất định, đọc các giá
trị áp suất trên áp kế P1, P2 trong những thời điểm khác nhau.
Dừng máy, tháo các tấm ngăn lọc, rữa bã.
Lặp lại thí nghiệm hai lần với lưu lượng tương ứng Q1, Q2

V. Lập cơng thức tính tốn

 Xác định lượng nước lọc riêng:
q = V/F, m3/m2
 Tính vận tốc lọc bằng lưu lượng chia cho tổng diện tích bề mặt vách lọc.
 Dùng phương pháp bình phương cực tiểu để tìm phương trình cho đồ thị dạng:
Y = A*x + B

VI. Báo cáo thí nghiệm
1. Kết quả đo
Bảng 1. Lọc với áp suất khơng đổi
STT
1
2

Áp suất lọc
0.5 bar

Thể tíc lọc(lít)
2
4

Thời gian lọc(s)
39
125


3
4
5
1
2

3
4
5

6
8
10
2
4
6
8
10

1.0 bar

220
316
409
12
24
37
48
61

Bảng 2. Lọc với tốc độ không đổi
STT
1
2
3
4

5
6
7
8
9
10

Lưu lượng

P1
1.4
1.3
1.3
1.2
0.9
1.1
1.4
1.4
1.3
1.3

300 l/ph

200l/ph

P2
1.1
0.9
0.9
0.9

0.5
1.1
1.1
1.1
1.0
1.1

2. Xử lý số liệu
Xác định số tấm vách ngăn xốp sử dụng trong q trình làm thí nghiệm, đo kích
thướt của vách ngăn xốp để xác định diện tích bề mặt vách ngăn lọc:
Trong thí nghiệm này có sử dụng 10 tấm vách ngăn, kích thướt đo 200x200mm.
Vậy diện tích bề mặt vách ngăn lọc F = 0.2x0.2x10 = 0.4 m2
Xác định lượng nước lọc riêng q = V/F, m3/m2.
Xác định biến thiên thời gian dτi.
Xác định biến thiên lượng nước lọc riêng: dqi, suy ra tỷ số dτi/dqi.
3. Kết quả xử lý số liệu (chung cho hai điều kiện áp suất)
V(m3)

τ (s)

q(m3/m2)

Δτ

∆q

Δτ/Δq

1

0.002

39

0.005

39

0.005

7800

2

0.004

125

0.010

86

0.005

17200

0.006

220

0.015

95

0.005

19000

4

0.008

316

0.020

96

0.005

19200

5
1

0.010
0.002

409
12

0.025
0.005

93
12

0.005
0.005

18600
2400

STT

3

Áp suất lọc

0.5 bar

1.0 bar


2

0.004

24

0.010

12

0.005

2400

3

0.006

37

0.015

13

0.005

2600

4

0.008

48

0.020

11

0.005

2200

5

0.010

61

0.025

13

0.005

2600

Vẽ đồ thị mối liên hệ Δτ/Δq – Δτ, theo lý thuyết đồ thị sẽ là một đường thẳng.
Dạng đường thẳng: Y = AX + B (A = 2/K; B = 2C/K).

Đồ thị Δτ/Δq – Δτ ở điều kiện áp suất lọc không đổi 0.5 bar
Dựa vào đồ thị ta tính được hằng số lọc C và K, sau đó viết phương trình lọc khi áp
suất khơng đổi.
Đồ thị có dạng Y = 200X, suy ra C = 0 và K = 0.01; ta viết được phương trình lọc
với áp suất khơng đổi là:
q2 = 0.01τ
Tương tự, tiến hành thí nghiệm với áp suất lọc 1.0 bar ta có đồ thị và các kết quả:

Đồ thị Δτ/Δq – Δτ ở điều kiện áp suất lọc khơng đổi 1.0 bar
Đồ thị có dạng Y = 200X, suy ra C = 0 và K = 0.01; ta viết được phương trình lọc
với áp suất khơng đổi là
q2 = 0.01τ
Bảng 4. Kết quả xử lý số liệu (chung cho hai điều kiện lưu lượng lọc)
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Q (lít/s)

w (m3/m2.s)

5

0.0125

4

0.01

P1 (bar)

P2 (bar)

∆P=P1-P2
(bar)

τ (s)

1
1.1
1.3
1.4
1.5
0.8
0.9
1.1
1.2
1.3

1
1
0.9
0.9
0.8
0.8
0.8
0.7
0.7

0.7

0
0.1
0.4
0.5
0.7
0
0.1
0.4
0.5
0.6

30
60
90
120
150
30
60
90
120
150

Vẽ đồ thị quan hệ giữa biến thiên áp suất và thời gian P - ; P = A. + B;
(A=.r0.X0.w2; B=Rv.w).


Đồ thị Quan hệ biến thiên áp suất theo thời gian ở tốc độ 0.0125(m3/s)
Theo lý thuyết thì A và B là các hằng số, dựa vào đồ thị xác định các hằng số A, B,

viết lại phương trình lọc với tốc độ lọc không đổi.
Dựa vào Đồ thị trên, ta tìm được:
A = 0.006
B = -0.2
Suy ra phương trình lọc với áp suất không đổi là: P = 0.006. – 0.2
Tương tự, với tốc độ lọc là 0.01 (m3/s). ta có đồ thị và phương trình lọc:
Đồ thị
biến thiên
theo thời
tốc độ 0.01

Quan hệ
áp suất
gian ở
(m3/s)

Dựa
thị trên, ta

vào Đồ
tìm được:
A=

0.0053
B = -0.16
Suy
trình lọc
suất khơng
= 0.0053. – 0.16

ra phương
với áp
đổi là: P

VII. Đánh giá kết quả thí nghiệm
1. Nhận xét về kết quả thí nghiệm, dựa vào kết quả thí nghiệm so sánh với lý thuyết.
Dựa vào kết quả thí nghiệm, ta thấy có nhiều sai số; đồ thị khơng là đường thẳng
mà là đường cong gần thẳng gần đúng với lý thuyết.


2. Đánh giá sai số thí nghiệm, loại bỏ các sai số thơ.
Sai số có thể hình thành trong trường hợp thao tác không đồng điều dẫn đến máy làm
việc khơng chính xác. Phần khác có thể là do cơng đoạn làm sạch bã chưa được hiệu quả
triệt để, do đó phần bã cịn dính lại trên bản lọc ảnh hưởng đến kết quả.


Bài 2: KHẢO SÁT HỆ THỐNG GHÉP BƠM
I. Mục đích
- Khảo sát và tìm các đặc tuyến của bơm.
- Khảo sát và xây dựng đồ thị tìm điểm làm việc của bơm ly tâm.
- Khảo sát và tìm hiểu các trường hợp ứng dụng của mơ hình ghép bơm song song
và nối tiếp.

II. Cơ sở lý thuyết
1. Khái niệm và phân loại bơm
a. Khái niệm
Bơm là loại thiết bị được ứng dụng rộng rãi trong các nghành công nghiệp, dùng để
vận chuyển chất lỏng chuyển động trong ống. Bơm là loại thiết bị chính cung cấp năng
lượng cho chất lỏng để thắng trở lực trong đường ống khi chuyển động, nâng chất lỏng lên
độ cao nào đó, tạo lưu lượng chảy trong thiết bị công nghệ…. Năng lượng của bơm được

lấy từ các nguồn động lực khác nhau .
b. Phân loại bơm
Theo nguyên lý họat động, bơm chất lỏng được chia làm 3 nhóm chính như sau:
o
Bơm thể tích: Việc hút và đẩy chất lỏng ra khỏi bơm nhờ sự thay đổi thể tích
của khơng gian làm việc trong bơm. Do đó thể tích và áp suất chất lỏng trong bơm sẽ thay
đổi, sẽ cung cấp năng lượng cho chất lỏng
Việc thay đổi thể tích trong bơm có thể do:
-

Chuyển động tịnh tiến (bơm pittông)

-

Chuyển động quay (bơm roto)

o
Bơm động lực: Việc hút và đẩy chất lỏng ra khỏi bơm nhờ sự chuyển động
quay tròn của các bơm , khi đó động năng của cánh quạt sẽ truyền vào chất lỏng tạo năng
lượng cho dòng chảy.
Năng lượng của cánh quạt truyền vào chất lỏng có thể dưới dạng:
- Lực ly tâm (bơm ly tâm)
- Lực đẩy của cánh quạt (bơm hướng trục)
- Lực ma sát: bơm xốy lốc
o
Bơm khí động: Việc hút và đẩy chất lỏng được thực hiện nhờ sự thay đổi áp
suất của dịng khí chuyển động trong bơm và tạo năng lượng cho dòng chảy
- Bơm ejector: Việc thay đổi áp suất dịng khí sẽ tạo ra lực lơi cuốn chất lỏng
chuyển động cùng dịng khí
- Thùng nén: tạo áp suất trên bề mặt chất lỏng nhằm tạo cho chất lỏng có thế

năng cần thiết để chuyển động
2. Các thông số cơ bản của bơm


- Năng suất của bơm: là thể tích chất lỏng bơm cung cấp vào ống đẩy trong một
đơn vị thời gian. Ký hiệu: Q (m3/s; m3/h; l/s)
- Cột áp của bơm: là áp suất chất lỏng tại miệng ra ống đẩy của bơm hay là năng
lượng riêng của chất lỏng thu được khi đi từ ống hút đến ống đẩy của bơm. Ký hiệu: H
(m).
Cột áp toàn phần của bơm được tính như sau:
Ht = Hs +Hv +He
Trong đó: :cột áp thủy tĩnh, m.
P1: áp suất đầu vào, Pa
P2: áp suất đầu ra, Pa
: năng lượng để khắc phục động năng giữa ống đẩy và ống hút, m.
V1: vận tốc vào của dòng lưu chất, m/s.
V2: vận tốc ra của dòng lưu chất, m/s.
He = Z2 – Z1= 0,075m, năng lượng dùng để khắc phục chiều cao của hai mặt cắt, m.
- Công suất của bơm: là năng lượng tiêu hao để tạo ra lưu lượng Q và cột áp của
bơm H. Ký hiệu: N (KW , Hp)
Công suất của bơm được xác định theo cơng thức:
N

Trong đó:

Q.H . .g
1000.

( KW )

Q : lưu lượng của bơm, m3/s.
H : cột áp của bơm, m.
r : khối lượng riêng của chất lỏng, kg/m3.
h : hiệu suất của bơm.
g : gia tốc trọng trường, m/s2.

Cơng suất của bơm có thể được tính như sau:
, kW
Trong đó:

n: số vịng quay của bơm, vịng/phút
t: momen xoắn của động cơ, Nm

3. Bơm ly tâm
a. Cấu tạo và nguyên lý họat động
Cấu tạo: Bơm ly tâm bao gồm vỏ bơm 3, bánh guồng trên đó có các cánh hướng
dòng. Bánh guồng được gắn trên trục truyền động 1,ống hút 4 và ống đẩy 2
Nguyên lý hoạt động: Khi bánh guồng quay dưới tác dụng của lực ly tâm chất
lỏng trong bánh guồng sẽ chuyển động theo cánh hướng dòng từ tâm bánh guồng ra mép
bánh guồng và theo vỏ bơm ra ngòai. Vỏ bơm được cấu tạo theo hình xoắn ốc có tiết diện
lớn dần có tác dụng làm giảm bớt vận tốc dòng chảy và tăng áp lực dòng chảy. Khi chất
lỏng trong bánh guồng chuyển động ra ngòai dưới tác dụng của lực ly tâm, sẻ tạo ra áp


suất chân khơng tại tâm bánh guồng, do có sự chênh lệch áp suất ở bên ngòai và tâm bánh
guồng chất lỏng sẽ theo ống hút chuyển động vào bánh guồng, tạo thành dòng chất lỏng
chuyển động liên tục trong bơm.
- Ưu điểm: Bơm ly tâm được ứng dụng rộng rãi trong cơng nghiệp và đời sống vì
có nhiều ưu điểm như lưu lượng đề, gọn nhẹ, tốc độ quay lớn nên có thể trực tiếp nối với
động cơ, đơn giản ít chi tiết, lưu lượng lớn .

- Nhược điểm: Phải mồi bơm khi khởi động, không tạo ra được áp suất lớn hơn 7
at, năng suất phụ thuộc vào cột áp của bơm.
4. Ghép bơm song song
Ghép bơm song song khi cần giữ nguyên cột áp và tăng lưu lượng, lúc này chất
lỏng cùng đẩy vào một đường ống. Đặc tuyến chung của cả 2 bơm nhận được bằng tổng
năng suất (cộng hoành độ) của từng bơm riêng biệt.
Kết hợp đặc tuyến tổng của bơm với đặc tuyến mạng ống trên cùng tọa độ ta thấy
rằng:
Điểm B là điểm làm việc riêng lẻ của từng bơm ứng với lưu lượng QI = QII

Đặc tuyến bơm khi ghép song song
Điểm A là điểm làm việc của 2 bơm khi mắc song song với lưu lượng QI-II
Như thế QI-II> QI nhưng nhỏ hơn 2 QI.
Như vậy ta thấy cách ghép song song càng bất lợi khi trở lực đường ống càng lớn.
Do đó cách ghép song song chỉ nên áp dụng đối với các mạng ống đơn giản (trở lực nhỏ)
lúc đó đường đặc tuyến mạng ống là đường nét đứt thì năng suất QI-II sẽ tăng lên.
5. Ghép bơm nối tiếp
Ghép bơm nối tiếp khi cần giữ nguyên lưu lượng và tăng cột áp. Trong trường hợp
này năng suất chung của bơm giống như năng suất từng bơm còn áp suất thì tăng gấp đơi


bằng tổng áp suất từng bơm tạo ra.

Đặc tuyến bơm khi ghép nối tiếp
Kết hợp đặc tuyến 2 bơm mắc nối tiếp với đặc tuyến mạng ống trên cùng đồ thị, ta
thấy:
Điểm B là điểm làm việc của từng bơm riêng lẽ ứng với cột áp H1 và lưu lượng Q1
Điểm A là điểm làm việc khi bơm mắc nối tiếp ứng với cột áp H và lưu lượng Q.
Thực tế khi ghép bơm nối tiếp thì lưu lượng cũng tăng từ Q1 lên Q tuy nhiên không
đáng kế và cột áp tăng từ H1 lên H nhưng H1< 2H.

III. Cách tiến hành thí nghiệm
1. Thí nghiệm 1
- Khởi động hệ thống.
- Cài đặt tốc độ 80%.
- Cho bơm chạy tuần hồn cho đến khi đuổi khí ra hết hệ thống. Đóng và mở nhẹ
nhàng van hút một vài lần để khử một số bọt khí trong hệ thống. Sau đó mở hồn tồn van
hút.
- Chọn biểu tượng “GO” để lưu lại kết quả của bơm chạy ở chế độ 80%.
- Đóng van hút để lưu lượng là 0.
- Chọn biểu tượng “GO” để lưu lại kết quả này.
- Mở từ từ van hút (nhiều khẩu độ van khác nhau) để tăng lưu lượng. Đợi khoảng từ
1-2 phút (ứng với từng khẩu độ van) rồi chọn biểu tượng “GO” lưu lại những kết quả
tương ứng.
2. Ghép bơm nối tiếp
TN 2: Điều chỉnh lưu lượng bằng cách đóng từ từ van hút và giảm từ từ tốc độ
quay của bánh guồng 1.
- Hai bơm sử dụng trong thí nghiệm này có đặc tính giống nhau.
- Bơm 2 được cài đặt sẵn cố định.
- Bơm 1 được chạy với tốc độ tối đa là 80% đối với dòng điện 50Hz hoặc 100%
đối với dòng điện 60Hz.


a. Vận hành 1 bơm đơn
- Đóng van ra của bơm 2 ( van 15), mở van ra của bơm 1( van 14).
- Chọn chế độ chạy 1 bơm (single) trong phần mềm.
- Chọn biểu tượng “GO” để đầu cảm biến nhận tín hiệu và hiển thị lên bảng kết quả
của phần mềm.
- Điều chỉnh tỉ lệ van số 2 (thay đổi lưu lượng) . Tương ứng với từng khẩu độ van
khác nhau ta chọn biểu tượng “GO” để ghi nhận kết quả tương ứng

- Sau khi làm xong thì chúng ta đưa van số 2 về trạng thái mở hoàn toàn.
b. Vận hành hệ thống ghép bơm nối tiếp
- Chọn biểu tượng “new” để tạo bản kết quả mới, rồi đổi tên thành “Nối tiếp”.
- Chọn chế độ “series” trong phần mềm.
- Mở van 15, đóng van 14 rồi đợi vài phút (5 phút) để cho bọt khí ra khỏi hệ thống.
- Chọn biểu tượng “GO” để đầu cảm biến nhận tín hiệu và hiển thị lên bảng kết quả
của phần mềm.
- Đóng dần dần van 2 , rồi chọn biểu tượng “GO” để cảm biến đọc tương ứng với
từng khẩu độ van khác nhau.
- Sau khi làm xong thì mở van 2 ra hồn tồn.
TN 3: Điều chỉnh lưu lượng bằng cách mở từ từ van hút và tăng từ từ tốc độ
quay của bánh guồng 1.
Thực hiện tương tự TN 2. Nhưng có thay đổi là: Mở dần dần van 2 , rồi chọn biểu
tượng “GO” để cảm biến đọc tương ứng với từng khẩu độ van khác nhau.
3. Ghép bơm song song
TN 4: Điều chỉnh lưu lượng bằng cách đóng từ từ van hút và giảm từ từ tốc độ
quay của bánh guồng 1.
- Kết nối và kiểm tra hệ thống ống dẫn.
- Cho bơm hoạt động để đuổi hết khí ra khỏi hệ thống ống.
- Chúng ta có thể lấy kết quả của thí nghiệm 6 tiếp tục cho thí nghiệm 7. Nếu khơng
chúng ta có thể bắt đầu bằng 1 bảng thí nghiệm mới.
- Chọn biểu tượng “new” để tạo bản kết quả mới, rồi đổi tên thành “song song”.
- Chọn chế độ “Parallel” trong phần mềm.
- Chọn biểu tượng “GO” để đầu cảm biến nhận tín hiệu và hiển thị lên bảng kết quả
của phần mềm.
- Đóng dần dần van 2 , rồi chọn biểu tượng “GO” để cảm biến đọc tương ứng với
từng khẩu độ van khác nhau.
- Sau khi làm xong thì mở van 2 ra hồn tồn.
- Cài đặt tốc độ bơm 1 bằng 0%.
- Sau đó tắt cả 2 bơm.

TN 5: Điều chỉnh lưu lượng bằng cách mở từ từ van hút và tăng từ từ tốc độ


quay của bánh guồng 1.
Làm tương tự với TN 4. Nhưng có thay đổi là: Mở dần dần van 2 , rồi chọn biểu
tượng “GO” để cảm biến đọc tương ứng với từng khẩu độ van khác nhau.

IV. Lập công thức tính tốn
 Cơng suất của bơm: là năng lượng tiêu hao để tạo ra lưu lượng Q và cột áp của
bơm H. Ký hiệu N (KW hoặc HP). Công thức xác định:
Q: Lưu lượng của bơm, (m3/s).
H: Cột áp toàn phần của bơm, (m).
: Khối lượng riêng của chất lỏng, (kg/m3). Trong thí nghiệm này ta
dùng chất lỏng là nước, và .
g : Gia tốc trọng trường bằng 9.81 (m/s).
Trong đó;

 Tính Pm: Cơng thức tính như sau:
, (W)
Trong đó; n: Số vịng quay của bơm, vịng/phút. Trong bài thí nghiệm này, hai chế
độ bơm quay là ở 1440 (vịng/phút) và 1764 (vịng/phút).
 Tính Ph: Theo cơng thúc tính như sau:
Trong đó;

: là cột áp tồn phần của bơm, (mH2O)
Q: Lưu lượng của bơm, (m3/s).
: Khối lượng riêng của chất lỏng, (kg/m3).
g : Gia tốc trọng trường bằng 9.81 (m/s).

 Tính Hiệu suất (E): E được tính theo cơng thức:

V. Kết quả thí nghiệm
1 Kết quả đo
a.

Hệ 1 bơm

STT

Tốc độ bơm
(Tỉ lệ %)

Áp suất hút
Ph , (kPa)

Áp suất đẩy
Pd , (kPa)

Lưu lượng
Q , (l/s)

1
2
3
4

80%
80%
80%
80%

1.00
-1.80
-0.50
-0.30

0.90
0.00
0.60
0.60

0.25
0.00
0.00
0.04


5
6
7
8
9

80%
80%
80%
80%
80%

-0.10

0.20
0.40
0.60
0.90

0.60
0.70
0.70
0.80
0.90

0.06
0.13
0.15
0.17
0.16

b.

Hệ 2 bơm ghép nối tiếp
TN 2: Điều chỉnh lưu lượng bằng cách đóng từ từ van hút và giảm từ từ tốc độ
quay của bánh guồng 1.
Tốc độ bơm 98%
STT

Chế độ tốc
độ bơm

Áp suất
hút Ph

(kPa)

Áp suất
đẩy bơm 1
P1d , (kPa)

Áp suất
đẩy bơm 2,
P2d , (kPa)

Lưu lượng
Q (l/s)

1

98%

0.40

0.00

13.80

1.34

2

98%

0.40

0.00

13.40

1.32

3

98%

-0.30

0.00

13.20

1.32

4

98%

-2.90

0.00

12.30

1.23

5

98%

-7.00

0.00

10.90

1.11

6

98%

-21.00

0.00

2.70

0.49

7

98%

-26.30

0.00

0.70

0.00

Tốc độ bơm 96%

STT

Chế độ tốc
độ bơm

Áp suất hút
Ph (kPa)

Áp suất
đẩy bơm 1
P1d , (kPa)

Áp suất
đẩy bơm 2,
P2d , (kPa)

Lưu lượng
Q (l/s)

1
2

3
4
5
6
7
8
9

96%
96%
96%
96%
96%
96%
96%
96%
96%

0.40
0.40
0.20
-0.30
-1.10
-2.20
-7.30
-12.30
-22.80

0.00
0.00

0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00

13.50
13.40
13.70
13.60
13.40
12.60
10.20
8.00
2.10

1.32
1.32
1.32
1.30
1.30
1.24
1.11
0.94
0.30

TN 3: Điều chỉnh lưu lượng bằng cách mở từ từ van hút và tăng từ từ tốc độ quay

của bánh guồng 1.

STT

Chế độ tốc
độ bơm

Áp suất
hút Ph
(kPa)

Áp suất
đẩy bơm 1
P1d , (kPa)

Áp suất
đẩy bơm 2,
P2d , (kPa)

Lưu lượng
Q (l/s)

1
2
3
4
5
6
7

8
9

80%
80%
80%
80%
80%
80%
80%
80%
80%

-24.00
-21.00
-18.60
-16.20
-16.00
-12.80
-6.60
-4.00
-0.60

0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00

0.00
0.00

1.50
1.60
4.00
5.50
5.30
7.30
10.70
12.10
12.90

0.13
0.25
0.62
0.77
0.77
0.92
1.13
1.21
1.28

c.

Hệ 2 bơm ghép song song
TN 4: Điều chỉnh lưu lượng bằng cách đóng từ từ van hút và giảm từ từ tốc độ
quay của bánh guồng 1.

STT

Chế độ tốc
độ bơm

Áp suất
hút Ph
(kPa)

Áp suất
đẩy bơm 1
P1d , (kPa)

Áp suất
đẩy bơm 2,
P2d , (kPa)

Lưu lượng
Q (l/s)

1
2
3
4
5
6
7
8
9

98%

98%
98%
98%
98%
98%
98%
98%
98%

0.4
0.4
0.3
-0.4
-1.7
-4.4
-5.8
-10.4
-14.8

3.8
3.6
3.5
3.2
2.8
0
0
0
0

13.2

13.5
12.9
13.3
11.8
10.3
9.3
7.6
5.3

1.301
1.244
1.244
1.207
1.131
0.887
0.604
0.32
0.02

TN 5: Điều chỉnh lưu lượng bằng cách mở từ từ van hút và tăng từ từ tốc độ
quay của bánh guồng 1.
STT

Chế độ tốc
độ bơm

Áp suất
hút Ph
(kPa)

1

80%

-15.40

Áp suất
Áp suất
Lưu lượng
đẩy bơm 1 đẩy bơm 2,
Q (l/s)
P1d , (kPa) P2d , (kPa)
0.00

4.70

0.00


2
3
4
5
6
7
8
9

80%
80%

80%
80%
80%
80%
80%
80%

-14.20
-12.90
-10.20
-4.90
-3.20
-3.00
-1.30
-0.90

0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00

5.20
6.20
8.00
9.60
11.00

11.80
11.50
12.00

0.06
0.21
0.40
0.68
0.75
0.85
0.89
0.90

2 Kết quả tính tốn
a.

Hệ 1 bơm
STT

Q (m3/s)

Htp (mH2O)

Pm (W)

N (W)

E (%)

1

2
3
4
5
6
7
8
9

0.000246
0.000000
0.000000
0.000037
0.000057
0.000133
0.000150
0.000170
0.000160

7.595E-06
1.872E-05
1.144E-05
9.38E-06
7.331E-06
5.486E-06
3.485E-06
7.595E-06
1.872E-05

1085.18

3165.12
1175.62
994.75
1175.62
1085.18
1446.91
1085.18
3165.12

18.0864
52.752
19.5936
16.5792
19.5936
18.0864
24.1152
18.0864
52.752

0.016557778
0
0
0.003355534
0.003418608
0.00646713
0.003474956
0.016557778
0

b. Hệ 2 bơm ghép nối tiếp

TN 2: Chế độ bơm 98%
STT

Q (m3/s)

Htp (mH2O)

Pm (W)

N (W)

E (%)

1

0.00134

0.0001044

664.68

11.07792

2.025020516

2

0.00132

9.384E-05

664.68

11.07792

1.79243547

3

0.00132

0.0001001

664.68

11.07792

1.911591413

4

0.001227

0.0001186

443.12

7.38528

3.158102758

5

0.001113

0.0001496

553.90

9.2316

2.891093077

6

0.00049

0.0002363

775.45

12.92424

1.43600192

7

0.0000

0.0002771

0.00

0.0000

0.0000

c. Hệ 2 bơm ghép song song
TN 3:


STT

Q (m3/s)

Htp (mH2O)

Pm (W)

N (W)

E (%)

1

0.000133

0.0026599

994.75

16.5792

3.42040177

2

0.000246

0.002653

994.75

16.5792

6.309919242

3

0.000623

0.0026583

1175.62

19.5936

13.54869602

4

0.000773

0.0026617

1266.05

21.1008

15.63004888

5

0.000773

0.0026617

1356.48

22.608

14.58804562

6

0.000924

0.0026659

1537.34

25.6224

15.41031225

7
8
9

0.001131
0.001207
0.001283

0.0026728
0.0026757
0.0026788

1718.21
1627.78
1718.21

28.6368
27.1296
28.6368

16.92088518
19.08174942
19.23781677

Htp (mH2O)

Pm (W)

N (W)

E (%)

TN 4:
STT

Q (m3/s)

1

0.001301

0.0001194

180.86

3.0144

8.26037664

2

0.001244

0.0001099

361.73

6.0288

3.635360517

3

0.001244

0.0001073

271.30

4.5216

4.732512418

4

0.001207

0.0001136

271.30

4.5216

4.862315473

5

0.001131

0.0001144

271.30

4.5216

4.586187374

6

0.000887

0.0001121

452.16

7.536

2.114855176

7
8
9

0.000604
0.00032

0.00002

0.0001146
0.0001493
0.0001814

633.02
361.73
361.73

10.5504
6.0288
6.0288

1.051539119
1.27036322
0.096484794

TN 5:
STT

Q (m3/s)

Htp (mH2O)

Pm (W)

N (W)

E (%)

1

0.0000

0.0001922

1085.18

18.0864

0.0000

2

0.000057

0.0001747

1627.78

27.1296

0.05884653

3

0.000207

0.0001671

4521.60

75.36

0.07355527

4

0.000396

0.0001502

1718.21

28.6368

0.332924919

5

0.00068

0.0001084

1537.34

25.6224

0.461046496

6

0.000754

9.971E-05

1627.78

27.1296

0.444186476

7

0.00085

0.0001043

1808.64

30.144

0.471386503


8
9

0.000887

0.000904

8.61E-05
8.504E-05

1718.21
1899.07

28.6368
31.6512

0.427481956
0.389309006

3. Vẽ đồ thị

Đồ thị cho TN 2:

H-Q
0
0

Q

0
0
0
0
0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

H

Đồ thị Mối quan hệ giữa cột áp và lưu lượng

N-Q
0
0

Q

0
0

0
0
0

0

2

4

6

8

10

12

14

N

Đồ thị Mối quan hệ giữa Công suất và lưu lượng


E- Q
3.5
3
2.5
Q

2
1.5
1
0.5
0

0

0

0

0

0

0

E

Đồ thị Mối quan hệ giữa hiệu suất và lưu lượng

Đồ thị cho TN 3:

H

H- Q
0
0

0
0
0
0
0
0
0
0

0

0

0

0

0

0

0

Q

Đồ thị Mối quan hệ giữa cột áp và lưu lượng

0

N-Q
35
30
25
N

20
15
10
5
0

0

0

0

0

0

0

0

0

Q

Đồ thị Mối quan hệ giữa Công suất và lưu lượng

E- Q
25
20

E

15
10
5
0

0

0

0

0

0

0

0

0

Q

Đồ thị Mối quan hệ giữa hiệu suất và lưu lượng

Đồ thị cho TN 4:


H- Q
0
0
0

H

0
0
0
0
0
0

0

0

0

0

0

0

0

Q

Đồ thị Mối quan hệ giữa cột áp và lưu lượng

N-Q
12
10

N

8
6
4
2
0

0

0

0

0

0

0

0

0

Q

Đồ thị Mối quan hệ giữa Công suất và lưu lượng

E

E- Q
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
0

0

0

0

0
Q

0

0

0