Câu hỏi lý thuyết quá trình thiết bị truyền nhiệt

Câu hỏi lý thuyết Quá trình thiết bị Truyền nhiệt
CHƯƠNG 1 : TRUYỀN NHIỆT
1.Định nghĩa dẫn nhiệt: là quá trình truyền nhiệt từ phần tử này đến phần tử khác của vật chất khi chúng
tiếp xúc trực tiếp với nhau.Thường quá trình này chỉ xảy ra trong vật thể rắn. Dẫn nhiệt cũng xảy ra trong
mơi trường khí và lỏng nếu chất khí và lỏng ở trạng thái đứng yên hay chuyển động dịng.
Hệ số dẫn nhiệt là gì? Hệ số dẫn nhiệt là lượng nhiệt tính bằng Jun dẫn qua 1m2 bề mặt vng góc với
phương dẫn nhiệt trong một đơn vị thời gian là 1 giây khi chênh lệch nhiệt độ trên một đơn vị chiều dài
theo phương pháp tuyến với mặt đẳng nhiệt là 10/m
2.Mặt đẳng nhiệt là gì: là Tập hợp tất cả các điểm có cùng một giá trị nhiệt độ tại một thời điểm t.
3.Gradient nhiệt độ là gì: Sự thây đổi nhiệt độ trên một đơn vị chiều dài theo phương tiếp tuyến với bề
mặt đẳng nhiệt là lớn nhất.
4. Trình bày quá trình đối lưu nhiệt -là sự trao đổi nhiệt bằng các dịng vật chất chuyển động, xảy ra
khi có chênh lệch nhiệt độ giữa các vùng (hay các phân tử) của chất lưu. Quá trình này xãy ra đối với lưu
thể lỏng hoặc khí.
5. Trình bày định luật cấp nhiệt Newton và viết cơng thức tính:t Lượng nhiệt dQ do một nguyên tố bề
mặt dF của vật thể (có nhiệt độ tT) cấp cho mơi trường xung quanh (có nhiệt độ t1), hay ngược lại, trong
khoảng thời gian d , tỷ lệ với hiệu số nhiệt độ giữa vật thể với môi trường (hay ngược lại), với dF và dt.
6. Hệ số cấp nhiệt là gì: Hệ số cấp nhiệt α là lượng nhiệt do một đơn vị bề mặt của tường cấp cho môi
trường xung quanh (hay ngược lại, nhận được từ môi trường xung quanh) trong khoảng thời gian 1 giây
khi hiệu số nhiệt độ giữa tường và mơi trường (hay ngược lại) là 1 độ.
7. Trình bày các yếu tố ảnh hưởng lên quá trình cấp nhiệt.
- Tính chất vật lí của chất tải nhiệt
- Loại chất tải nhiệt(lỏng,khí,hơi)
- Chế độ chuyển động của chất tải nhiệt
- Kích thước, hình dạng, vị trí và trạng thái của bề mặt trao đổi nhiệt
8.Giải thích ảnh hưởng của vận tốc dịng chảy lên q trình cấp nhiệt ?
- Nếu vận tốc tăng
•

Tăng sự xáo trộn => tăng cường đối lưu,

•

Chiều dày của lớp màng (ở sát thành thiết bị sẻ giảm => nhiệt trở cũng giảm nên hệ số cấp nhiệt
tăng

•

Nếu dung dịch có cặn thì khi vận tốc tăng hạn chế sự sa lắng trên bề mặt => độ dày lớp cáu bẩn
giảm, nhiệt trở giảm, tăng hiệu quả qt cấp nhiệt

- Nếu vận tốc giảm thì ngược lại


9.Cường độ trao đổi nhiệt : là sự chênh lệch nhiệt độ của lưu thể nóng và lưu thể nguội.
10.Ảnh hưởng của lớp biên tại bề mặt TĐN : Khi lưu thể là các chất lỏng có cặn bẩn sẽ có lớp cao bám
trên bề mặt tường trao đổi nhiệt là tăng nhiệt trở của truyền nhiệt.
11.Vì sao cấp nhiệt trong đối lưu tự nhiên sẽ nhỏ hơn cấp nhiệt trong đối lưu cưỡng bức ?
Trong đối lưu cưỡng bức có tác dụng cơ học bên ngồi như khuấy, bơm, quạt, trộn, nén nên làm tăng sự
xáo trộn => làm tăng mức độ va chạm giữa các phân tử (có nhiệt độ khác nhau) => tăng cường sự đối lưu,
nên cấp nhiệt đối lưu cưỡng bức lớn hơn cấp nhiệt đối lưu tự nhiên.
12.Khái niệm về quá trình bức xạ nhiệt ?
Bức xạ nhiệt là hiện tượng truyền nhiệt đi dưới dạng song điện từ.phát ra từ những vật từ bị kích thích bởi
tác dụng nhiệt khi đó nhiệt năng sẽ biến thành tia bức xạ truyền đi khi gặp vật thể nào đó một phần năng
lượng này sẽ bị hấp thụ bởi một phần hay toàn bộ .
13.Nêu tên các hiện tượng có thể xảy ra khi 2 vật thể có nhiệt độ khác nhau được đặt trong cùng
mơi trường.
Có sự truyền nhiệt độ từ vật thể nóng đến vật thể có nhiệt độ thấp hơn. Tùy vào tính chất vật thể mà xảy
ra 3 phương thức truyền nhiệt sau: dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ nhiệt .
14.Quá trình truyền nhiệt như thế nào thì được gọi là truyền nhiệt đẳng nhiệt ?
Truyền nhiệt đẳng nhiệt: xảy ra khi nhiệt độ của hai lưu thể đều không thay đổi theo vị trí và thời gian.

Nghĩa là hiệu số nhiệt độ giữa hai lưu thể là một hằng số ở mọi vị trí và thời gian.
15.Q trình nhiệt nhiệt như thế nào thì được gọi là truyền nhiệt biến nhiệt ổn định ?
Q trình truyền nhiệt có xảy ra khi nhiệt độ có thay đổi trong q trình làm việc liên tục có hiệu số
truyền nhiệt giữa hai lưu thể thay đổi theo vị trí nhưng khơng thay đổi theo thời gian đc gọi là truyền nhiệt
biến nhiêt ổn định.
16.Nêu và giải thích lý do chọn cấu tử trong ống/ngồi ống ?
Trong ống:
Nhiều cặn bẩn hơn để dễ vệ sinh.
Áp suất lớn hơn đi trong ống vì đường kính ống nhỏ thì chịu được áp lớn.
Có tính ăn mịn cao hơn vì nó chỉ ăn mịn ống cịn nếu đi ngồi ống thì sẽ ăn mịn ống, vỏ và các thiết bị
khác.
Có nhiệt độ rất cao hoặc rất thấp do tránh mất mát nhiệt
Ngồi ống:
Có thể tích lớn, đặc biệt là lưu thể ở dạng khí ở áp suất thường vì hệ số cấp nhiệt nhỏ.
Hơi bão hịa, sạch và dễ tách ngưng tụ.


CHƯƠNG 2 : ĐUN NÓNG, LÀM NGUỘI, NGƯNG TỤ
1.Nêu các tiêu chí để lựa chọn nguồn nhiệt trong q trình đun nóng.
-Nhiệt độ đun nóng và khả năng điều chỉnh nhiệt độ.
-Áp suất hơi bão hòa và độ bền do ảnh hưởng của nhiệt độ.
-Độ độc và tính hoạt động hóa học.
-Độ an tồn khi đun nóng(khơng cháy,nổ,..).
-Rẻ và dễ tìm.
2.Giải thích lý do phải tháo nước ngưng ra khỏi thiết bị trao đổi nhiệt ?
Vì nếu khơng tháo nước ngưng ,thì phần nước ngưng sẽ chiếm chỗ phần đáy thiết bị(chiếm chỗ không
gian của hơi)→bề mặt trao đổi nhiệt ít đi làm ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình TĐN hoặc sẽ làm
phần thể tích bị chiếm chỗ mà lượng nhiệt do hơi cung cấp lớn hơn nhiều so với lượng nhiệt do lỏng
ngưng tụ cung cấp → hiệu quả của quá trình TĐN giảm.
3.Tại sao khi đun nóng với mức nhiệt độ hơn 1800C thì hơi nước bão hịa khơng cịn được ưu tiên ?

Vì nhiệt độ tăng thì áp suất suất hơi bão hịa tăng đồng thời ẩn nhiệt hóa hơi càng giảm. Do đó khi tăng
nhiệt độ thì thiết bị sẽ phức tạp thêm, hiệu suất sử dụng nhiệt sẽ bị giảm, vì vậy phương pháp đun nóng
bằng hơi nước bão hịa chỉ sử dụng tốt nhất trong trường hợp đun nóng khơng q 1800C.
4.Bơm vận tốc chất lỏng (Tăng cường độ trao đổi nhiệt )
-Vận tốc tăng :
•

Tăng sự xáo trộn, tăng cơ hội vận chuyển nhiệt =>Tăng cường độ đối lưu.

•

Lớp màng trên bề mặt tiếp xúc giữa dòng lưu chất với tường làm chiều dài lớp biên giảm => hệ số
cấp nhiệt tăng nhiệt trở đi qua nhỏ lại R giảm.

•

Nếu dung dịch có cặn thì khi vận tốc tăng hạn chế sự sa lắng trên bề mặt => độ dày lớp cáu bẩn
giảm, nhiệt trở giảm, tăng hiệu quả quá trình cấp nhiệt .

5.Nêu ảnh hưởng của khí khơng ngưng trong thiết bị TĐN.
Khí khơng ngưng sẽ tụ tập ở gần bề mặt vách, một mặt lớp khí này sẽ cản trở việc tiếp xúc của hơi với bề
mặt vách. Ngoài ra, lớp nhiệt trở của lớp khí này rất lớn→ cường độ trao đổi nhiệt giữa hơi và bề mặt
vách sẽ giảm thì tỏa nhiệt khi ngưng sẽ giảm mạnh.Đồng thời chính lượng khí khơng ngưng này làm độ
chân khơng giảm,áp suất riêng phần và hàm lượng tương đối của hơi trong hỗn hợp giảm xuống,làm giảm
hệ số truyền nhiệt trong thiết bị.
6.Tại sao phải có bộ phận tháo khí khơng ngưng ở thiết bị sử dụng hơi bão hịa đun nóng ?
Vì khí khơng ngưng tập hợp ở trên, nhiệt độ lớn nhưng hệ số cấp nhiệt α nhỏ nên phải tháo để tăng
khoảng không gian làm việc => Truyền nhiệt hiệu quả hơn.
7.Nêu đặc điểm, ưu điểm, nhược điểm của nguồn nhiệt là hơi nước bão hòa.
- Ưu điểm:

•
•
•
•
•

Lượng nhiệt cung cấp lớn
Đun nóng được đồng đều
Hệ số cấp nhiệt cao → bề mặt truyền nhiệt nhỏ(α=10000-15000 W/m2C)
Điều chỉnh nhiệt dễ dàng bằng cách điều chỉnh áp suất hơi bão hòa.
Vận chuyển đi xa được trong đường ống

- Nhược điểm:
•
•

Nhiệt độ đun nóng hạn chế(<100 độ C).
Khơng thể đun nóng tới nhiệt độ cao,vì nhiệt độ tăng thì áp suất hơi bão hòa càng tăng đồng thời
ẩn nhiệt hóa hơi càng giảm.

8.Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trao đổi nhiệt khi ngưng.
- Ảnh hưởng của hơi quá nhiệt
- Ảnh hưởng của trạng thái bề mặt
- Ảnh hưởng của các khí khơng ngưng lẫn trong hơi
- Ảnh hưởng của tốc độ và hướng chuyển động của dòng hơi
- Ảnh hưởng của cách bố trí bề mặt ngưng
9.Sự khác nhau của hơi bão hòa và hơi quá nhiệt .
Hơi bão hòa là trạng thái cân bằng động của thể lỏng và thể khí của một chất lỏng dễ bay hơi.

Hơi quá nhiệt là hơi mà có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ hơi bão hịa tính tại áp suất đó.
10.Ảnh hưởng của nước ngưng trong thiết bị trao đổi nhiệt.
Khi mà ko khí ngưng càng nhiều sẽ tích tụ gây nên áp suất tăng, nếu cứ tiếp tục chứa ko khí mà ko thốt
ko khí ngưng sẽ gây nên cháy nổ TB.
11. Giải thích tại sao trong tính tốn thiết bị trao đổi nhiệt, vận tốc của dịng lưu chất được thiết kế
nằm trong giới hạn xác định (ωlỏng = 0,1 ÷ 1 m/s, ωkhí = 2 ÷ 20 m/s)?
Khi ω nhỏ hơn giới hạn dưới thì Re < 10000 nên:
• Mức độ xáo trộn của lưu thể nhỏ nên khả năng va chạm giữa các phân tử thấp do đó đối lưu nhiệt
giảm.
• Lớp màng chất lỏng ở trên bề mặt ống sẽ dày nên nhiệt trở sẽ tăng dẫn đến khả năng truyền nhiệt
giảm.
• Đối với lưu thể có khả năng đóng cặn thì nếu ω nhỏ thì khả năng đóng cặn sẽ tăng do đó khả truyền
nhiệt sẽ giảm.
Khi ω lớn hơn vận tốc tới hạn thì:
• Lực ma sát trên đường ống lớn nên sẽ tiêu tốn năng lượng nhiều.
• Khi ω quá lớn sẽ gây ra áp lực mạnh lên thành ống nên đòi hỏi cấu tạo của thiết bị phải phức tạp
12.Khi nào cần chia ngăn để tăng vận tốc của lưu chất ?


Trong q trình tính tốn bề mặt trao đổi nhiệt của thiết bị, vận tốc thực của lưu chất không đạt được
trạng thái chảy xoáy (Re > 10000) khác với vận tốc mà ta đã sử dụng để tính tốn thì phải tiến hành chia
ngăn để tăng vận tốc.
13.Nêu ưu nhược điểm khi sử dụng hơi bão hòa để đun nóng ?
- Ưu điểm: + Lượng nhiệt cung cấp lớn
+ Đun nóng được đồng đều
+ Hệ số cấp nhiệt cao → bề mặt truyền nhiệt nhỏ(α=10000-15000 W/m2C)
+ Điều chỉnh nhiệt dễ dàng bằng cách điều chỉnh áp suất hơi bão hòa.
+ Vận chuyển đi xa được trong đường ống
- Nhược điểm: + Nhiệt độ đun nóng hạn chế(<100 độ C)
+ Khơng thể đun nóng tới nhiệt độ cao,vì nhiệt độ tăng thì áp suất hơi bão hịa càng tăng

đồng thời ẩn nhiệt hóa hơi càng giảm.
14.Nêu ưu nhược điểm của phương pháp đun nóng bằng khói lị.
- Ưu điểm:- Phổ biến(Đặc biệt trong điều kiện trong nước)
-Tạo được nhiệt độ cao(đến 1000oC)
-Sử dụng các loại nhiên liệu:
+Nhiên liệu rắn:than củi,than đá,bã mía,…
+NL lỏng:Dầu đốt,dầu nặng,..
+NL khí:Khí LPG,..
- Nhược điểm: - Hệ số cấp nhiệt thấp <100(W/m2oC)
- Nhiệt dung riêng thể tích nhỏ →cần lượng khói lớn
- Đun nóng ko đồng đều
- Khó điều chỉnh nhiệt độ
- Có bụi và khí độc
- Khơng an tồn khi đun các chất dễ cháy,dễ bay hơi
- Có oxi trong khói →oxi hóa thiết bị
- Hiệu suất làm việc thấp.
15.Nêu ưu nhược của phương pháp đun nóng bằng điện.
* Ưu điểm: - Nhiệt đun nóng cao,tới 3200oC.
-Điều khiển chính xác bằng ctr lập sẵn or thủ cơng.
* Nhược điêỉm: -Thiết bị có cấu tạo phức tạp .


-Giá thành thiết bị đắt.
16.Nêu ưu nhiệt của phương pháp đun nóng bằng chất tải nhiệt đặc biệt .
*Ưu điểm: Nhiệt đun nóng được đồng đều.
*Nhược điiểm:Hiệu số nhiệt độ thấp nên nhiệt truyền qua ko đc lớn và khó điều chỉnh nhiệt.
17.Nêu đặc điểm của phương pháp đun nóng bằng hơi nước trực tiếp.
*Ưu điểm: _ Cấu tạo thiết bị đơn giản
- Có thể khuấy trộn bằng cách tạo các lỗ nhỏ trên ống hơi
*Nhược điểm:- Chất lỏng cần đun nóng cho phép pha lỗng

- Tạo ra tiếng ồn khi hơi phân bố trong môi trường dung dịch
* Phạm vi áp dụng : Thường chỉ đun nóng nước và những dd sử dụng dung mơi là nước.
Cơng thức tính lượng hơi nước trực tiếp :

18.Nêu đặc điểm của phương pháp đun nóng bằng hơi nước gián tiếp.
*Đặc điểm: - Thường sử dụng hơi bão hịa để đun nóng;hệ số α lớn,ẩn nhiệt hóa hơi cao
- Khơng dung hơi q nhiệt
- Hơi sau khi cấp nhiệt → ngưng tụ,được tháo ra qua đường tháo nước ngưng
- Trong trường hợp này chiều của lưu thể ko ảnh hưởng lắm.tuy nhiên thường cho hơi đi
từ trên xuống →không ảnh hưởng việc tháo nước ngưng.
Cơng thức tính lượng hơi nước gián tiếp :


19.Làm nguội trực tiếp và gián tiếp:
* Làm nguội trực tiếp:
-Làm lạnh bằng nước đá:áp dụng cho các chất lỏng cần làm nguội ko tác dụng hóa học với nước và cho
phép pha loãng.
-PP tự bay hơi:Bay hơi→thu nhiệt→hạ nhiệt của chất lỏng (có thể đạt giá trị lý thuyeestt của nhiệt đô
nhiệt kế bầu ướt,thực tế > nhiệt độ nhiệt kế bầu ướt 4-5oC)
-Làm nguội khí: - Ngược chiều giữa khí cần làm nguội và chất lỏng làm mát
-Ln đi kèm làm nguội và rửa khí( thường sd tháp đệm)
*Làm nguội gián tiếp:
-Phần lớn người ta tiến hành làm nguội các chất lỏng và khí gián tiếp.
-Tác nhận : Nước và khơng khí
-Nếu nhiệt độ thấp hớn 15-30 dùng tác nhân như muối lạnh
-Cho t2c cho phù hợp
-Ngược chiều :t2c < 5-35 độ với t1đ
-Nếu là nước : t2c <40-50 ngăn hiện tượng kết tủa muối hòa tan trong nước trên bề mặt TĐN.
20. Thế nào là ngưng tụ: là q trình chuyển hơi nước hoặc khí sang trạng thái lỏng bằng 2 cách:
-Làm nguội hơi(hoặc khí)

-Nén và làm nguội hơi (khí) đồng thời
Thiết bị ngưng tụ trực tiếp loại khô xuôi chiều :
- Ưu điểm : Gọn nhẹ
-Nhược điểm : Năng suất tương đối nhỏ, sử dụng trong trường hợp nước ngưng được sử dụng lại.
Thiết bị loại khô ngược chiều :


- Ưu điểm : Nước chảy ra không cần bơm, tốn ít năng lượng, năng suất cao, thường sử dụng trong hệ
thống cô đặc.
-Nhược điểm : Thiết bị cồng kềnh
21. Nêu các bước ngưng tụ gián tiếp: Thông qua bề mặt TĐN lưu thể làm lạnh lấy nhiệt của hơi và làm
cho hơi ngưng tụ.có 3 gđ:
+ GĐ 1:làm nguội hơi q nhiệt đến nhiệt độ bão hịa khơ
+GĐ 2: Ngưng tụ hơi bão hòa ở nhiệt độ ko đổi
+ GĐ 3: Làm nguội chất lỏng đã ngưng tụ đến nhiệt độ cần thiết.
22. Trong cùng áp suất,tại sao nhiệt độ sôi dung dịch lại cao hơn nhiệt độ sôi dung môi:
Do - nồng độ dung dịch tăng cao
-do áp suất thủy tĩnh của dung dịch cao hơn dung môi
-do áp suất lưu động tang vì khắc phục ma sát do độ nhớt dung dịch cao hơn dung môi
Thiết bị trao đổi nhiệt loại ống xoắn :
- Ưu điểm : Là chế tạo đơn giản có thể bằng vật liệu chống ăn mòn, dễ kiểm tra và sửa chữa.
-Nhược điểm : Cồng kềnh, hệ số truyền nhiệt nhỏ do hệ số cấp nhiệt bene ngồi bé, khó làm sạch phía
ngồi ống, trở lực thủy lực lớn hơn ống thẳng.
Thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống tưới :
- Ưu điểm : Lượng nước làm lạnh ít cấu tạo đơn giản, dễ quan sát và làm sạch bên ngoài ống và dễ sữa
chữa thay thế.
- Nhược điểm : Kồng kềnh, lượng nước khơng tưới đều trên tồn bộ bề mặt ống.
23. Thiết bị ống lồng ống
Cấu tạo
Thiết bị bao gồm hai ống được lồng vào nhau. Ống thường được chế tạo bằng đồng hoặc thép .Nguyên lý

hoạt lý hoạt động
Một lưu thể chuyển động trong ống và một lưu thể chuyển động ở khoảng trống giữa hai ống. Một lưu
thể chuyển động từ trên xuống còn còn một lưu thể chuyển động từ dưới lên.
. Ưu điểm
- Hệ số truyền nhiệt lớn vì có thể tăng tốc độ chảy của cả hai chất tải nhiệt
- Cấu tạo đơn giản.
Nhược điểm - Chế tạo khó khăn vì tốn nhiều vật liệu chế tạo, khó làm sạch khoảng trống giữa hai ống.
- Khó làm sạch khoảng trống giữa


24. Thiết bị ống chùm:
Cấu tạo
Thiết bao gồm thân hình trụ được đặt đứng hoặc đặt nằm ngang.Bên trong thân có các ống truyền nhiệt
được ghép chắc vào lưới ống.Đáy và nắp của thiết bị được ghép vào vỏ bằng mặt bích kín
Nguyên lý hoạt động
Một lưu thể đi bên trong ống từ dưới lên trên còn 1 lưu thể đi bên ngồi óng từ trên xuống dưới.Thơng
thường người ta sẽ cho lưu thể nóng đi bên trong ống để giảm thất thoát nhiệt.
Ưu điểm:
-Kết cấu gọn,chắc chắn,bề mặt truyền nhiệt lớn.
-Dễ làm sạch bên trong ống truyền nhiệt.
Nhược điểm
-Thiết bị này khó có thể chế tạo bằng những vật liệu nong và hàn
25.Thiết bị ống xoắn ruột gà:
Nguyên lý hđ: 1 lưu thể đi bên trong ống xoắn và 1 LT đi bên ngồi ống xoắn.hai lưu thể có chuyển động
cùng chiều or ngược chiều.Tốc độ chuyển động của chất lỏng trong ống khoảng 0,5 đến 1 m/s
Khi yêu cầu bề mặt truyền nhiệt lớn,người ta thiết kế nhiều ống xoắn song song or đồng tâm.
Ưu điểm: -Bề mặt truyền nhiệt lớn
-Thiết kế đơn giản,có thể chế tạo bằng những vật liệu chống ăn mòn
-Dễ kiểm tra or sử chữa
Nhược điểm: -Thiết bị cồng kềnhnh

-Chế tạo ống xoăn khó khan
- Khó làm sạch bên trong ống xoắn
- Trở lực thủy lực bên trong ống xoắn lớn
- Hệ số truyền nhiệt nhỏ vì hệ số cấp nhiệt bên ngồi ống nhỏ.
26.Thiết bị loại tấm:
Nguyên lý hoạt động:
Một lưu thể được cho vào thiết bị từ phía trên và 1 lưu thể từ phía dưới.
Các lưu thể chảy theo ống và chảy vào các khe rãnh sau đó theo đường ống chảy ra ngoài.
Ưu điểm: -Thiết bị rất gọn
-Dễ lắp dặt,sữa chữa và vệ sinh
-Cường độ trao đổi nhiệt rất lớn


Nhược điểm: -Chế tạo khó khăn
-Khó kiếm phụ tùng thay thế
-Khó ghép kín các tấm
-Khơng làm việc được ở áp suất cao
27.Trong thiết bị ngưng tụ gián tiếp, tại sao lại cho hơi và nước đi ngược chiều nhau.
Trong ngưng tụ gián tiếp, thường người ta cho hơi và nước đi ngược chiều nhau, nước làm lạnh cho đi từ
dưới lên để tránh dòng đối lưu tự nhiên cản trở sự chuyển động của lưu thể, hơi đi từ trên xuống để chất
lỏng ngưng tụ chảy tự do đi ra ngoài dễ dàng.


CHƯƠNG 3 : CƠ ĐẶC
1.Khái niệm cơ đặc :
Cơ đặc là q trình làm bay hơi 1 phần dung mơi của dung dịch chứa chất tan không bay hơi ở nhiệt độ
sơi,với mục đích:
+ Làm tăng nồng độ chất tan.
+Tách chất rắn hòa tan ở dạng tinh thể (kết tinh).
+Thu dung môi ở dạng nguyên chất(cất nước).

2.Tại sao dung dịch nhập liên tục mà vẫn cô đặc được :
Do trong suốt q trình cơ đặc thì dung mơi là nước sẽ bay hơi làm giảm mức dung dịch trong nồi.Vì vậy
khi nhập liệu liên tục ( hoặc bán liên tục) thì lượng nhập liệu sẽ bù lại lượng nướcvừa bốc hơi.Nhưng
nhập liệu phải đảm bảo nhỏ hơn hoặc bằng lượng nước mất đi.Có vậy hệ thống mới hoạt động bình
thường.
3.Vì sao nhiệt độ sôi là đặc điểm quan trọng trong q trình cơ đặc ?
- Áp suất hơi bão hịa của dung môi luôn lớn hơn áp suất hơi bão hịa của dung mơi trên dd ở cùng một
nhiệt độ hay là tại một áp suất ko đổi thì nhiệt độ sôi dd cao hơn nhiệt độ của dung môi ngun chất.
- Và trong một nồi cơ đặc thì mỗi dung môi hay mỗi dung dịch đều một nhiệt độ sơi nhất định khác nhau
và cũng chính vì vậy mà nhiệt độ sôi được xem như là một yếu tố rất quan trọng q trình cơ đặc.
4.Trong cùng áp suất, tại sao nhiệt độ sôi dung dịch lại cao hơn nhiệt độ sôi dung môi :
Nhiệt độ sôi dung dịch lại cao hơn nhiệt độ sôi dung môi khi cùng 1 áp suất do:
+ Nồng độ dung dịch tăng cao.
+ Do áp suất thũy tĩnh của dung dịch cao hơn dung mơi.
+ Do áp suất lưu động tăng vì khắc phục ma sát do độ nhớt dung dịch cao hơn dung môi.
5.Quy tắc Babo : Độ giảm tương đối của áp suất hơi bão hịa của dung mơi trên dung dịch ở nồng độ đã
cho là một đại lượng không đổi,không phụ thuộc vào nhiệt độ sôi.
6.Ưu nhược điểm của hệ thống cô đặc nhiều nồi xuôi chiều ?
Ưu điểm: Dung dịch tự di chuyển từ nồi trước ra nồi sau nhờ chênh lệch áp suất giữa các nồi. Do nhiệt độ
sôi của nồi trước lớn hơn nồi sau, do đó, dung dịch đi vào mỗi nồi (trừ nồi đầu) đều có nhiệt độ cao hơn
nhiệt độ sơi, kết quả là sẽ làm quá trình tự bốc hơi.
Nhược điểm: Nhiệt độ các nồi sau thấp dần, nhưng nồng độ lại tăng dần làm cho độ nhớt của dung dịch
tăng nhanh, dễ xảy ra hiện tượng đóng cặn (tạo lớp cao), kết quả là hệ số truyền nhiệt giảm từ nồi đầu đến
nồi cuối.


7.Ưu nhược điểm của hệ thống cô đặc nhiều nồi ngược chiều ?
Ưu điểm:
• Khi cơ đặc ngược chiều thì dung dịch có nồng độ cao sẽ được lấy ra ở nồi đầu, ở đó nhiệt độ là lớn nhất,
do đó độ nhớt khơng tăng mấy, ít đóng cặn. Kết quả là hệ số truyền nhiệt trong các nồi hầu như khơng

giảm mấy.
• Lượng nước bốc hơi ở nồi cuối sẽ nhỏ hơn khi cơ đặc xi chiều (vì tại nồi này có nhiệt độ thấp) do đó
lượng nước dùng để làm ngưng tụ hơi trong thiết bị ngưng tụ sẽ nhỏ hơn.
Nhược điểm:
Khuyết điểm chính của cơ đặc nhiều nồi ngược chiều là phải có bơm để vận chuyển dung dịch.
8.Ưu nhược điểm của thiết bị trao đổi nhiệt dạng Anpha-Laval ?
Ưu điểm :
+ Dễ dàng tháo dỡ và làm vệ sinh.
+ Dễ dàng thay đổi kích thước thiết bị.
+ Tăng sự trộn lẫn (Hạn chế lớp căn bám ➔ Tăng hệ số truyền nhiệt)
Nhược điểm :
+ Chi phí ban đầu cao.
+ Không làm việc tốt dưới áp lực và nhiệt độ cao.
+ Khơng phù hợp với q trình chế biến các sản phẩm nhão và các sản phẩm có hạt.
+ Các rãnh trên bản tấm là nơi có các điểm tiếp xúc cứng nhắc và cá điểm Pinch được tạo ra làm lưu lại
phần nhão và các hạt trong sản phẩm.
9.Ưu nhược điểm thiết bị cô đặc tuần hoàn cưỡng bức.
Ưu điểm: Vận tốc trong ống truyền nhiệt lớn (1.5-3.5m/s), do đó hệ số cấp nhiệt lớn (gấp 3-4 lấn so với
tuần hoàn tự nhiên);
Hạn chế cặn bám trên bề mặt.
Nhược điểm: Tốn năng lượng để bơm
10.Ưu nhược điểm thiết bị cô đặc loại màng.
Ưu điểm :
Áp suât thủy tĩnh nhỏ, do đó tổn thất thủy tĩnh bé
Nhược điểm :
Khó làm sạch vì ống dài
Khó điều chỉnh khi áp suất hơi đốt và mức dung dịch thay đổi
Không thích hợp đối với dung dịch nhớt và dung dịch nhớt và dung dịch kết tinh.

11.Giải thích các đại lượng D1, D2, D3 trong phương trình tính lượng hơi đốt cần thiết để thực hiện
q trình cơ đặc.
Tại sao phải gia nhiệt hỗn hợp đầu đến giá trị nhiệt độ sơi?
D1: chi phí hơi đốt để bốc hơi thực sự
D2: chi phí hơi đốt để thay đổi nhiệt hàm dung dịch
D3: chi phí hơi đốt để bù trừ tổn thất nhiệt ra mơi trường
Vì căn cứ vào nhiệt độ sơi của dung dịch ta có thể chọn được chất tải nhiệt với các thông số vật lý thích
hợp và sẽ chọn được chế độ làm việc thích hợp của thiết bị.
12.Khi nào cần chia ngăn để tăng vận tốc của lưu chất ?
Trong quá trình tính tốn bề mặt trao đổi nhiệt của thiết bị, vận tốc thực của lưu chất không đạt được
trạng thái chảy xoáy (Re > 10000) khác với vận tốc mà ta đã sử dụng để tính tốn thì phải tiến hành chia
ngăn để tăng vận tốc.
13.Tại sao khi thiết kế thiết bị trao đổi nhiệt cần đạt cường độ trao đổi nhiệt cao ?
Cường độ trao đổi nhiệt là chênh lệch nhiệt độ giữa các lưu thể, thông thường thể hiện qua ΔtTB trong
công thức: Q = KFΔtTB .
Mà Q = const (lượng nhiệt cần cấp) .
K = const (Hệ số truyền nhiệt) .
Nên FΔtTB = const .
Khi ΔtTB tăng thì F giảm do đó giảm chi phí đầu tư thiết bị.
14. Định nghĩa nhiệt độ sôi của chất lỏng?
Nhiệt độ sôi của chất lỏng là nhiệt độ mà tại đó áp suất riêng phần của chất lỏng bằng với áp suất của mơi
trường xung quanh.
15. Giải thích tại sao khi thiết kế hệ thống truyền nhiệt phải chú ý đến bù giản nở nhiệt?
Thiết bị truyền nhiệt có bộ phận gia nhiệt và vỏ làm việc ở nhiệt độ khác nhau nên hệ số giãn nở sẽ khác
nhau vì vậy cần phải có hệ thống bù giãn nở nhiệt để thiết bị không bị phá vỡ.


CHƯƠNG 4 : Q TRÌNH LÀM LẠNH
1.Trình bày sơ đồ nguyên lý các giai đoạn của quá trình làm lạnh ?

2,Khái niệm :
Là quá trình thu nhiệt từ nguồn nhiệt có nhiệt độ thấp rồi truyền cho vật có nhiệt độ cao hơn.
3.Khái niệm tác nhân lạnh :
Là môi chất được sử dụng trong chu trình nhiệt động của máy lạnh qua các quá trình giãn nở ,tiết
lưu,ngưng tụ … để tạo thành chu trình kín.
4.Chất tải lạnh: Là chất lỏng,chất khí hay chất rắn dung trong các thiết bị lạnh làm chất trung gian.Nhận
nhiệt từ đối tượng cần làm lạnh để chuyển tới môi trường chất làm lạnh sôi trong bình bốc hơi.