Đang tải... (xem toàn văn)
đây là bài báo cáo thí nghiêm quá trình thuyết bị truyền nhiệt và truyền chất và kết quả tính toán trong quá trình almf thí nghiệm mình chắc đây là tài liệu có lợi cho các bạn đang khó khăn về khâu tính toán chác bạn thành công
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM QT & TB TRUYỀN NHIỆT VÀ TRUYỀN CHẤT BÀI 1: CHƯNG LUYỆN I Trả lời câu hỏi: Câu 1: Tại nhiệt độ đỉnh đạt 78 0C nhập liệu vào? Vì rượu lúc bắt đầu sôi bay lên, ta nhập liệu từ tháp vào trình chưng tốt tránh tiêu hao nguyên liệu, tăng hiệu suất làm việc Câu 2: Tại phải gia nhiệt nguyên liệu đầu trước nhập vào tháp? Vì Để giảm áp suất tháp Tăng cường hiệu suất trình chưng luyện, không gia nhiệt cho nguyên liệu đầu tốn thời gian gia nhiệt tháp, cấu tử bay không đồng Câu 3: Tại giữ nhiệt độ đỉnh 78 0C, mà không thấp hay cao hơn? Vì: Nếu nhiệt độ thấp 78 0C rượu không bay lên với cấu tử khác xuống đáy tháp nên không thu sản phẩm đỉnh, làm gián đoạn trình chưng luyện dẫn đến hiệu suất thấp Nếu nhiệt độ cao 78 0C lúc rượu bay hết kèm theo nước bay hơi, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm thu hồi Câu 4: Vì tốc độ gia nhiệt phải vừa phải đặn, nhập chậm hay nhanh tượng xảy ra? Vì tốc độ bay rượu tuần hoàn ta gia nhiệt với nhiệt vừa làm cho trình bay liên tục không bị gián đoạn làm tăng hiệu suất trình Nếu gia nhiệt chậm lượng nhiệt nhập liệu mà mang theo nhiệt bên vào tháp đủ nhiệt độ để rượu bay Nếu gia nhiệt nhanh nhiệt độ tăng đột ngột lúc khó kiểm soát nhiệt độ, bay lên không nước bay theo làm hiệu suất trình giảm, nhiệt độ tăng lên đột ngột có số chất bị phân hủy Câu 5: Tại phải tuần hoàn sản phẩm đỉnh? Hệ số tuần hoàn khác có khác hay không? Phải tuần hoàn sản phẩm đỉnh để điều chỉnh nhiệt độ, áp suất tăng khả tách Hệ số tuần hoàn khác khác nhau: + Hệ số tuần hoàn thấp khả tách + Hệ số tuần hoàn cao khả tách cao SVTH: Mạc Quốc Vĩ Trang BÁO CÁO THÍ NGHIỆM QT & TB TRUYỀN NHIỆT VÀ TRUYỀN CHẤT SVTH: Mạc Quốc Vĩ Trang BÁO CÁO THÍ NGHIỆM QT & TB TRUYỀN NHIỆT VÀ TRUYỀN CHẤT II Báo cáo thí nghiệm: Bảng kết thí nghiệm: Bạn giao kiện ban đầu sau: - Nhiệt độ bảo quản giả định cho nguyên liệu, sp đỉnh, sp đáy là: 31 0C - Tỷ số hồi lưu là: 1,5 Bảng số liệu số 1: Số liệu nhiệt độ đo STT Khoảng thời gian đo, phút 10 11 12 13 14 15 16 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 Nhiệt độ hỗn hợp đầu vào tháp, tF, o C 31 31 31 31 31 31 31 31 31 31 31 31 31 31 31 31 Nhiệt độ sản phẩm đỉnh, tP, oC 25 27 27 27 27 28 79 79 79 79 79 79 79 79 79 79 Nhiệt độ sản phẩm đáy, tW, o C 25 46 57 67 77 76 74 72 70 71 71 74 75 78 79 78 Bảng số liệu số 2: Số liệu lưu lượng nồng độ nguyên liệu sản phẩm trước sau Thí nghiệm Trước TN Sau TN Nguyên liệu đáy tháp Nồng V (ml) độ 1000 34 740 28 Bình chứa nguyên Sản phẩm đỉnh liệu V Nồng V (ml) Nồng độ (ml) độ 1000 40 0 900 40 100 88 Tính toán 2.1 Kết PTN SVTH: Mạc Quốc Vĩ Trang Sản phẩm đáy V (ml) 260 Nồng độ 28 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM QT & TB TRUYỀN NHIỆT VÀ TRUYỀN CHẤT Trước TN: V lượng nguyên liệu đáy tháp Vw, ml|: Nồng độ %Vw: 1000 34 V lượng nguyên liệu ban đầu bình chứa, Vf/ ml:1000 Nồng độ %Vf: Sau TN: 40 V đỉnh tháp thu được, Vp, ml: 100 Nồng độ %Vp: 88 V đáy tháp thu được, Vw, ml: 260 Nồng độ %Vw: 28 V lượng nguyên liệu lại bình chứa, Vf, ml: 900 Nồng độ %Vf: 40 V lượng nguyên liệu thực vào tháp, Vf, ml: Tổng số phút nạp liệu, phút 752 : 80 Tổng số nạp liệu, h: 1,333 Lưu lượng thể tích nguyên liệu đầu vào tháp, Vf, l/h: 0,564 Lưu lượng thể tích sản phẩm đỉnh, Vp, l/h: 0,075 Lưu lượng thể tích sản phẩm đáy, Vw, l/h: 0,195 2.2 Tính toán bẳng kết 2.2.1 Tính khối lượng riêng rượu, nước nguyên chất hỗn hợp Bảng số liệu khối lượng riêng rượu etylic nước nguyên chất theo nhiệt độ STT CHẤT KHỐI LƯỢNG RIÊNG ρ, kg/m3 Nhiệt độ xác định ρ 20 40 31 Rượu 806 789 772 779,65 Nước 1000 998 992 994,70 - Với hỗn hợp, khối lượng riêng tính theo công thức: ρhh = 1/(x1/ρ1 + x2/ρ2) - Biết khối lượng mol rượu etylic nước nguyên chất: Chất Khối lượng mol, M, kg/kmol Rượu etylic có % thể tích là: SVTH: Mạc Quốc Vĩ Trang C2H5OH 46 100 H2O 18 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM QT & TB TRUYỀN NHIỆT VÀ TRUYỀN CHẤT 2.2.2 Tính cân vật liệu tháp a Nồng độ lưu lượng * Nguyên liệu đầu: NGUYÊN LIỆU ĐẦU F Thông số Nồng độ vF, % thể tích Nồng độ vF, phần thể tích Lưu lượng thể tích, VF, l/h Khối lượng riêng ρF, kg/m3 Lưu lượng khối lượng, GF, kg/h Nồng độ xF, phần khối lượng Khối lượng mol, M, kg/kmol Lưu lượng mol, NF, kmol/h Nồng độ xF, phần mol C2H5OH H2O 40 0,4 0,2256 779,65 0,1758890 0,3432011 46 0,0038236 60 0,6 0,3384 994,70 0,336606 0,656798 18 0,018700 0,793103 0,2068966 Giá trị hỗn hợp F Tính theo Tính theo cấu tử tính chất thành hỗn hợp phần 100 0,564 0,564 895,8585315 0,512495 0,512495 5 27,60963155 0,022524 0,022524 * Sản phẩm đỉnh SẢN PHẨM ĐỈNH P Thông số Nồng độ vP, % thể tích Nồng độ vP, phần thể tích Lưu lượng thể tích, VP, l/h Khối lượng riêng ρP, kg/m3 Lưu lượng khối lượng, GP, kg/h Nồng độ xP, phần khối lượng Khối lượng mol, M, kg/kmol Lưu lượng mol, NP, kmol/h Nồng độ xP đẳng phí, phần mol SVTH: Mạc Quốc Vĩ C2H5OH H2O 88 0,88 0,066 779,65 12 0,12 0,009 994,70 0,008952 0,148194 18 0,000497 0,106 0,0514569 0,8518056 46 0,0011186 0,894 Trang Giá trị hỗn hợp P Tính theo Tính theo cấu tử tính chất thành hỗn hợp phần 100 0,075 0,075 800,4155821 0,060409 0,060409 2 41,85055919 0,001616 0,001616 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM QT & TB TRUYỀN NHIỆT VÀ TRUYỀN CHẤT SVTH: Mạc Quốc Vĩ Trang BÁO CÁO THÍ NGHIỆM QT & TB TRUYỀN NHIỆT VÀ TRUYỀN CHẤT *Sản phẩm đáy SẢN PHẨM ĐÁY W Thông số C2H5OH H2O Giá trị hỗn hợp W Tính theo Tính theo cấu tử tính chất thành hỗn hợp phần 100 0,195 0,195 923,3850421 0,0700865 0,0700865 24,54098189 0,00334 0,00334 Nồng độ vW, % thể tích 28 72 Nồng độ vW, phần thể tích 0,28 0,72 Lưu lượng thể tích, VW, l/h 0,021 0,054 Khối lượng riêng ρW, kg/m 779,65 994,70 Lưu lượng khối lượng, GW, kg/h 0,01637265 0,0537138 Nồng độ xW, phần khối lượng 0,2336065 0,7663935 Khối lượng mol, M, kg/kmol 46 18 Lưu lượng mol, NW, kmol/h 0,00035593 0,0029841 Nồng độ xW, phần mol 0,1320755 0,8679245 b Tính cân vật liệu theo thể tích CÂN BẰNG VẬT LIỆU THEO THỂ TÍCH CBVL theo Sai số LT: Vị trí tính toán thể tich Thông số F' so với TT: F F P W F' = P + W 0,56 0,07 0,19 CBVL toàn phần, l/h 0,270 0,294 5 1,00 0,13 0,34 Nồng độ vF, phần thể tích 0,479 0,521 0,22 0,06 0,02 CBVL riêng phần cho rượu, l/h 0,087 0,139 6 0,33 0,00 0,05 CBVL riêng phần cho nước, l/h 0,063 0,275 c Cân vật liệu theo khối lượng CÂN BẰNG VẬT LIỆU THEO KHỐI LƯỢNG CBVL theo Sai số Vị trí tính toán khối LT: F' so Thông số lượng với TT: F F P W F' = P + W 0,51 0,06 0,07 CBVL toàn phần, kg/h 0,130 0,382 0 1,00 0,11 0,13 Nồng độ xF, phần khối lượng 0,255 0,745 0,17 0,05 0,01 CBVL riêng phần cho rượu, kg/h 0,068 0,108 6 0,33 0,00 0,05 CBVL riêng phần cho nước, kg/h 0,063 0,274 d Tính cân vật liệu theo số mol CÂN BẰNG VẬT LIỆU THEO SỐ MOL SVTH: Mạc Quốc Vĩ Trang BÁO CÁO THÍ NGHIỆM QT & TB TRUYỀN NHIỆT VÀ TRUYỀN CHẤT Vị trí tính toán Thông số F P 0,02 0,00 CBVL toàn phần, kmol/h 1,00 0,07 Nồng độ vF, phần mol 0,00 0,00 CBVL r.phần cho rượu, kmol/h 0,01 0,00 CBVL r.phần cho nước, kmol/h 0,02 0,00 CBVL toàn phần, kmol/h 2.2.3 Tính số đĩa lý thuyết hiệu suất tháp W 0,00 0,14 0,00 0,00 0,00 CBVL theo Sai số khối lượng LT: F' so F' = P + W với TT: F 0,005 0,018 0,220 0,780 0,001 0,002 0,003 0,015 0,005 0,018 a Vẽ đường cong cân x-y bẳn đồ thị t-x-y theo thực nghiệm HH đẳng phí - Cho hỗn hợp: Rượu Etylic – Nước t x, %mol y, %mol x, phần mol y, phần mol 100 0 0,00 0,00 90, 5 33, 0,0 50 0,3 32 86, 10 44,2 0,10 0,44 83, 20 53, 0,2 00 0,5 31 81, 30 57,6 0,30 0,57 80, 40 61, 0,4 00 0,6 14 80 50 65, 0,5 00 0,6 54 79, 60 69,9 0,60 0,69 79 70 75, 0,7 00 0,7 53 78, 80 78, 90 78, 100 78, 15 89,4 81,8 0,80 0,81 89,8 0,90 0,89 100 1,0 00 1,0 00 89,4 0,89 0,89 y (phần mol) SVTH: Mạc Quốc Vĩ Trang x (phần mol) BÁO CÁO THÍ NGHIỆM QT & TB TRUYỀN NHIỆT VÀ TRUYỀN CHẤT t, 0C b Tính phương trình nồng độ làm việc đoạn luyện - Phương trình có dạng: y=(R/R+1))*x+(xP/(R+1)) - Chỉ số hồi lưu thực tế thí nghiệm: 1,1 - Bạn giao số hồi lưu giả định 1,5 - Các thông số tính toàn là: R 1,5 xP 0,8518 A 0,6 B 0,3407 Phương trình đường nồng độ làm việc đoạn luyện theo phần mol có dạng: y = 0,6x + 0,3407 c Tính phương trình đường nồng độ làm việc đoạn chưng * Dạng * Phương trình tính y’ theo x’: y’ = ((R+f)/(R+1))*x’-((f-1)/(R+1))*x W Các thông số tính toán là: F 0,564 P 0,075 f = F/P 7,52 R 1,5 xW 0,2336 A' 3,608 B' 0,6092 x-y (phần mol) Phương trình đường nồng độ làm việc đoạn chưng tính y' theo x' có dạng: y' = 3,6080x' - 0,6092 * Dạng * Phương trình tính x theo y: x=((R+1)/(f+R))*y+((f-1)/(f+R))*x W) Các thông số tính toán là: F P f = F/P R xW A' B' 0,277161 0,564 0,075 7,52 1,5 0,2336 0,1689 Phương trình đường nồng độ làm việc đoạn chưng tính y' theo x' có dạng: x = 0,2772y + 0,1689 d Xác định số đĩa lỹ thuyết x *Tổng số đĩa lỹ thuyết Nlt bạn xác định đồ thị Số đĩa đoạn luyện là: 19 đĩa e Xác định hiệu suất tháp Hiệu suất tháp η tính theo công thức: η = Nlt/Ntt SVTH: Mạc Quốc Vĩ Trang y BÁO CÁO THÍ NGHIỆM QT & TB TRUYỀN NHIỆT VÀ TRUYỀN CHẤT Số đĩa thực tế tháp 60 đĩa Số đĩa lý thuyết tháp 20 đĩa Vậy hiệu suất toàn tháp chưng luyện thí nghiệm 20/60 = 0.33 SVTH: Mạc Quốc Vĩ Trang 10 Bảng 6: Tính nồng độ CO2 sản phẩm đỉnh tháp theo phân tích chuẩn độ Lưu Lưu Số mol CO2 Nồng độ Nồng độ lượng Thể tích Số mol lượng không đổi phần mol phần mol thể tích khí sử hỗn thể tích hỗn CO2 hh tương đối dụng để hợp khí STT CO2 vào H2O vào hợp khí khí yc, CO2 Yc, TB chuẩn chuẩn TN TB thay chuẩn độ, kmolA/kmol( kmolA/kmo không độ, ml độ, mol đổi, m /h mol A+B) lB đổi, m3/h Vyđ Vxđ Vkhí nCO2 nkhí yc Yc 0,24 0,14 1645 0,000015 0,068 0,000222 0,000222 0,24 0,18 3196 0,000015 0,131 0,000114 0,000114 0,24 0,22 3290 0,000015 0,135 0,000111 0,000111 Nồng độ phần mol CO2 hỗn hợp khí yđ, phần mol yđ 0,003354 0,005006 0,006631 Hiệu suất Nồng độ Hiệu suất (Độ HT) phần mol (Độ hấp theo nồng tương đối thụ) theo độ phần CO2 Yđ, nồng độ mol kmolA/kmo phần tương lB mol, % đối, % Yđ H H 10 11 0,003366 6,611 6,591 0,005031 2,280 2,269 0,006675 1,672 1,661 Bảng 7: Tính lưu lượng đơn vị khác cho hỗn hợp đỉnh Nguyên tắc: Xuất phát từ lưu lượng khí trơ không đổi suốt trình hấp thụ, kết hợp với nồng độ phần mol CO2 hỗn hợp khí phân tích được, ta tính khối lượng mol khối lượng riêng hỗn hơp, từ tính loại lưu lượng Lưu Nồng độ Lưu Lưu lượng Khối Lưu lượng Lưu lượng phần mol Lưu Khối lượng Lưu lượng Hiệu suất mol hỗn lượng mol khối lượng mol CO2 lượng riêng lượng CO2 bị trình (hay độ hợp không hỗn lượng hỗn thể tích không hỗn hợp khí mol CO2 hỗn hợp khí mol CO2 hấp hấp thụ) tính STT khí + CO2 hợp khí hợp khí hỗn hợp khí trơ yc ra, Nyc đỉnh, vào, thụ theo lưu TN ra, Nhh.c ra, ra, Ghh.c khí ra, Nc, kmolA/kmol kmol/h kg/m3 kmol/h kmol/ lượng mol, % kmol/h kg/kmol kg/h Vhh.c m3/h kmol/h (A+B) h Nc yc Nyc Nhh.c Mhhđỉnh Ghh.c ρhhđỉnh Vhh.c Nyđ Ny H 10 11 -4 1,926 0,000222 4,27.10 1,926 29,003 55,870 1,189 47,0089 0,0108 0,0104 0,9604 -4 1,926 0,000114 2,20.10 1,926 29,002 55,861 1,188 47,0046 0,0162 0,0160 0,9864 -4 1,926 0,000111 2,14.10 1,926 29,002 55,861 1,188 47,0044 0,0216 0,0214 0,9901 2.2.3 Xác định nồng độ CO2 lưu lượng sản phẩm đáy theo cân vật liệu Nguyên tắc: Do việc xác định việc CO2 bị hấp thụ nước phương pháp phân tích không xác (lượng thu nhỏ), ta tính loại lưu lượng theo CBVL toàn tháp Thể tích NaOH dùng để chuẩn độ sản phẩm đáy ta tiến hành thí nghiệm giá trị lưu lượng nước thay đổi là: Vx (lít/h) 140 180 220 VNaOH (ml) 4,9 4,1 Bảng 8: Tính nồng độ CO2 sản phẩm đáy theo cân vật liệu Lưu lượng Lưu lượng Lưu lượng thể Lưu lượng Lưu lượng Lưu lượng Lưu lượng Nồng độ phần mol Nồng độ phần thể tích CO2 mol CO2 bị tích H2O vào mol CO2 CO2 mol dung mol hỗn hợp CO2 hỗn hợp mol tương vào thiết bị nước hấp STT thiết bị thay vào, Nyđ, đỉnh, Nyc môi nước sản phẩm đáy, sản phẩm đáy xc, đối CO2 Xc, không đổi, thụ, Ny TN đổi, Vxđ m3/h kmol/h kmol/h N , kmol/h N kmol/h kmolA/kmol(A+B) kmolA/kmolB x spđáy Vyđ m3/h kmol/h Vxđ Vyđ Nyđ Nyc Ny Nx Nspđáy xc Xc 0,14 0,24 0,011 0,000427 0,010 3,316 3,326 0,00312 0,00313 0,18 0,24 0,016 0,000220 0,016 3,316 3,332 0,00480 0,00482 0,22 0,24 0,022 0,000214 0,021 3,316 3,337 0,00641 0,00645 2.2.4 Tính cân vật liệu phương trình đường làm việc cho thấp hấp thụ - Dung môi ban đầu nước, có nồng độ CO ban đầu Xđ 0,010799 - Lưu lượng mol không khí trơ vào Ntr.đ, kmol/h Bảng 9: Xác định CBVL phương trình đường làm việc STT Ntr.đ*(Yđ - Yc), Nxđ*(Xc - Xđ), Các phương trình đường làm việc Yđ Yc Xđ Xc TN kmol/h kmol/h lưu lượng CO2 tăng dần Y = l*X + (Yc - l*Xđ) 0,003366 0,000222 0,0101 0,003128 -0,0104 Y = 1,0333*X - 0,0071 0,005031 0,000114 0,0158 0,004819 -0,0163 Y = 1,0333*X - 0,0113 0,006675 0,000111 0,0211 0,006450 -0,0218 Y = 1,0333*X - 0,0151 - Yđ nồng độ phần mol tương đối CO2 hỗn hợp khí ban đầu - Yc nồng độ phần mol tương đối CO2 hỗn hợp khí đỉnh - Xđ nồng độ phần mol tương đối CO nước ban đầu - Xc nồng độ phần mol tương đối CO2 hỗn hợp sản phẩm đáy 2.2.5 Xác định phương trình đường cân hấp thụ CO cho tháp hấp thụ Chú ý: Đường cân phụ thuộc vào chất khí CO bị dung môi H2O hấp thụ phụ thuộc vào nhiệt độ hấp thụ Do vậy, với nghiên cứu có loại chất nhiệt độ nên đường cân không đổi, có đường làm việc thay đổi mà Do phần SV không cần phải tính vẽ BÀI 4: XÁC ĐỊNH HỆ SỐ TRUYỀN NHIỆT I Trả lời câu hỏi: Câu 1: Thế dẫn nhiệt, cấp nhiệt (đối lưu nhiệt) bứt xạ nhiệt? Dẫn nhiệt trình truyền nhiệt từ phân tử đến phân tử khác chất chúng tiếp xúc với Thường trình xảy thể rắn Cấp nhiệt (hay đối lưu nhiệt) di chuyển nhiệt lượng từ nơi đến nơi khác phần tử chất lỏng hay khí có nhiệt độ khác (khối lượng riêng khác nhau) đổi chỗ cho Bức xạ nhiệt trình truyền nhiệt sóng điện từ, nghĩa điện biến thành tia xạ truyền gặp vật thể phần lượng bị vât thể hấp thụ, phần bị phản lại phần xuyên qua vật thể Câu 2: Phân loại kiểu chuyển động lưu thể? Chảy xuôi chiều: lưu thể (1) lưu thể (2) chảy song song chiều với Chảy ngược chiều: lưu thể (1) lưu thể (2) chảy song song ngược chiều với Chảy chéo nhau: lưu thể (1) lưu thể (2) chảy theo phương vông góc với Chảy hỗn hợp: lưu thể (1) chảy theo hướng đó, lưu thể (2) lúc chảy xuôi chiều, lúc chảy ngược chiều với lưu thể (1) Câu 3: Định nghĩa hệ số truyền nhiệt, hiệu số nhiệt độ trung bình vật thể? Hệ số truyền nhiệt lượng nhiệt truyền giây từ lưu thể nóng đến lưu thể nguội qua m2 bề mặt tường phân cách hiệu số nhiệt độ lưu thể 0C Trong đó: F: Bề mặt truyền nhiệt thiết bị, m2 Q: Nhiệt lượng (W) Δt: Hiệu số nhiệt độ từ lưu thể nóng lưu thể nguội, 0C Hiệu số nhiệt độ trung bình lưu thể là: + Trường hợp lưu thể chảy chiều: + Trường hợp lưu thể chảy ngược chiều: Câu 4: Nêu xác định nhiệt độ trung bình tường chất tải nhiệt? Lượng nhiệt phía tường tính theo công thức: (1) (2) Từ (1) (2) ta có: Mà Q = KFΔt Nhiệt độ trung bình chất tải nhiệt xác định: Hay lấy trung bình: Nếu có chất thứ tính theo công thức: *Ghi : Q: Nhiệt lượng (W) F: Bề mặt trao đổi nhiệt (m2) α: Hệ số cấp nhiệt t1: Nhiệt độ chất tải nhiệt thứ t2: Nhiệt độ chất tải nhiệt thứ hai Δttb: Hiệu số nhiệt độ trung bình logarit chất ttb: Nhiệt độ trung bình chất tải nhiệt thứ 1, tT1: Nhiệt độ tường tT1: Nhiệt độ tường Câu 5: Thế bán kính thủy lực đường kính tương đương? Bán kính thủy lực: Là đại lượng tính tỷ số diện tích mặt cắt ướt chu vi ướt chất lỏng dẫn đó: Trong đó: ω: Diện tích mặt cắt ướt (m2) x: Chu vi ướt Đường kính tương đương: Là đường kính ống: Trong đó: A: Diện tích tiết diện ngang dòng chảy x: Chu vi ướt, phần mà lưu chất tiếp xúc với kênh dẫn II Báo cáo thí nghiệm: Bảng 6.1 THỰC HÀNH VÀ THÍ NGHIỆM - Ảnh hưởng chiều chuyển động lưu thể chế độ chảy đến hệ số truyền nhiệt Nguyên tắc TN: Điều chỉnh lưu lượng dòng đến tối đa, thu nhiệt độ Sau giảm lưu lượng dòng cho nhiệt độ không đổi * Các thông số cố định: Kích thước thiết bị, dụng cụ đo Đường kính ống dẫn lớn, D.tr, m 0,0280 Bán kính thủy lực, r.tl, m 0,0125 Đường kính ống dẫn nhỏ, d.ng, m 0,0220 Đường kính tương đượng, t.tđ, m 0,0060 Đường kính ống dẫn nhỏ, d.tr, m 0,0190 Tiết diện ống chảy ngoài, F1, m 0,0002355 2 Bế mặt truyền nhiệt thiết bị, F, m 0.1 Tiết diện ống chảy trong, F2, m 0,000283385 Chuyển động xuôi chiều Lưu thể nguội Chuyển động xuôi chiều Lưu thể Số lần đo Lưu lượng đo, V1, l/ph T1.vào, o C T2.ra, o C Ttb, oC Khối lượng riêng TB, kg/m3 26 27,5 26,75 996,4 26,5 29 27,75 996,4 27 29 28 996,4 10 27 29,5 28,25 996,4 12 27 Số lần đo Lưu lượng đo, V2, l/ph T3 vào, oC 0,5 54 30 Độ nhớt động TB, Ns/m2 8,55.104 - 8,55.10 8,55.104 8,55.104 - 8,55.10 28,5 996,4 T4.ra, oC Ttb, oC Khối lượng riêng TB, kg/m3 Độ nhớt động TB, Ns/m2 33 43,5 984 4,91.10- 4 Nhiệt dung riêng TB, J/kg/o C Lưu lượng thể tích, V1, m3/s 10 4186,8 6,667.10-5 4186,8 1.10-4 4186,8 4186,8 4186,8 Nhiệt dung riêng TB, J/kg/o C 4189 13333.104 16667.104 2.10-4 Lưu lượng thể tích, V2, m3/s 10 8,33.10-6 Lưu lượng khối lượng, G1, kg/s 11 0,0664 0,0996 0,1328 0,1660 0,1992 Lưu lượng khối lượng, G2, kg/s 11 0,0082 Vận tốc dòng W1, m/s Chuẩn số Re1 12 0,28308 0,42462 0,56617 0,70771 0,84925 13 1979, 2969, 3958, 4948, 5938, Vận tốc dòng W2, m/s Chuẩn số Re2 12 0,02940 13 1119, Nhiệt lượng Q1, W 14 417,2 1042, 1112, 1738, 2503, Nhiệt lượng Q2, W Nhiệt lượng TB, Q, W Hiệu số nhiệt độ TB, Δtb, oC Hệ số truyền nhiệt, K, W/m2/o C 14 721,3 15 569,3 16 43,5 17 130,9 53 37 45 984 1,5 53 41 47 984 nóng 53 47,5 50,25 984 2,5 53 51 52 984 Chuyển động ngược chiều Số lần đo Lưu lượng đo, V1, l/ph T2.vào, o C T1.ra, o C Ttb, oC Khối lượng riêng TB, kg/m3 27 28,5 27,75 996,4 Lưu thể nguội Chuyển động ngược chiều Lưu thể 27 29 28 996,4 27 29,5 28,25 996,4 10 27 29,7 28,35 996,4 12 27 30 28,5 996,4 Số lần đo Lưu lượng đo, V2, l/ph T3 vào, o C T4.ra, o C Ttb, oC Khối lượng riêng TB, kg/m3 0,5 53 46 49,5 984 4,91.104 4,91.104 - 4,91.10 4,91.104 Độ nhớt động TB, Ns/m2 8,55.104 - 8,55.10 8,55.104 8,55.104 8,55.104 4189 1,667.10-5 0,0164 4189 2,500.10-5 0,0246 4189 3,333.10-5 0,0328 4189 4,167.10-5 0,041 Nhiệt dung riêng TB, J/kg/o C Lưu lượng thể tích, V1, m3/s 10 4186,8 6,667.10-5 4186,8 1.10-4 4186,8 13333.10-4 4186,8 16667.10-4 4186,8 2.10-4 Lưu lượng khối lượng, G1, kg/s 11 0,0664 0,0996 0,1328 0,1660 0,1992 Độ nhớt động TB, Ns/m2 Nhiệt dung riêng TB, J/kg/o C Lưu lượng thể tích, V2, m3/s Lưu lượng khối lượng, G2, kg/s 4,91.10- 4189 10 8,33.10-6 11 0,0082 0,05881 0,08821 0,11762 0,14703 2239, 3359, 4478, 5598, Vận tốc dòng W1, m/s Chuẩn số Re1 12 0,28308 0,42462 0,56617 0,70771 0,84925 13 1979, 2969, 3958, 4948, 5938, Vận tốc dòng W2, m/s Chuẩn số Re2 12 0,02940 13 1119, 1099, 1236, 1071,1 45 238,0 1174,5 47 249,9 755,7 1247,0 50,25 248,2 343,5 1423,3 52 273,7 Nhiệt lượng Q1, W 14 417,2 834,3 1390, 1877, 2503, Nhiệt lượng Q2, W Nhiệt lượng TB, Q, W 14 240,4 15 328,8 Hiệu số nhiệt độ TB, Δtb, o C 16 49,5 Hệ số truyền nhiệt, K, W/m2/o C 17 66,4 53 46,5 49,75 984 1,5 53 47 50 984 nóng 53 48,5 50,75 984 2,5 53 51 52 984 4,91.104 4,91.104 - 4,91.10 4,91.104 4189 1,667.10-5 0,0164 4189 2,500.10-5 0,0246 4189 3,333.10-5 0,0328 4189 4,167.10-5 0,041 Chú ý: Các số liệu thí nghiệm tính toán cần dẫn đến giá trị Q1 gần xấp xỉ với Q2 0,05881 0,08821 0,11762 0,14703 2239, 3359, 4478, 5598, 446,5 640,4 49,75 128,7 618,3 1004,4 50 200,9 618,3 1247,8 50,75 245,9 343,5 1423,3 52 273,7 BÀI 5: SẤY TUẦN HOÀN KHÍ THẢI I Trả lời câu hỏi Câu 1: Trình bày phương pháp tách nước khỏi vật liệu Ưu nhược điểm phạm vi ứng dụng phương pháp Phương pháp tách nước nhiệt: Dùng nhiệt để làm bộc nước khỏi vật liệu + Ưu điểm: Tách nước triệt để, đợn giản + Nhược điểm: Sử dụng nhiệt lượng lớn thời gian dài + Phạm vi ứng dụng: Dùng rộng rãi công nghiệp để làm giảm khối lượng, tăng độ bền bảo quản vật liệu hay sản phẩm tốt Phương pháp học: Dùng loại máy như: ly tâm, máy ép, máy lọc để tách nước khỏi vật liệu + Ưu điểm: Tách nước hiệu quả, đơn giản + Nhược điểm: Giá thành cao, cấu tạo trình phức tạp + Phạm vi sử dụng: Chỉ sử dụng nhiều trình yêu cầu tách phần nước vật liệu ẩm Phương pháp hóa lý: Dùng hóa chất có khả hút nước cao để tách ẩm khỏi vật liệu + Ưu điểm: Có thể tách hoàn toàn nước khỏi vật liệu, hiệu suất tách nước cao + Nhược điểm: Đắt tiền, hóa chất nguy hiểm trình diễn cẩn thận phức tạp + Phạm vi sử dụng: Dùng chủ yếu để hóa ẩm hỗn hợp khí để bảo quản máy móc, thực phẩm thiết bị Câu 2: Khái niệm độ ẩm tuyệt đối, độ ẩm tương đối không khí? Độ ẩm tuyệt đối không khí lượng nước chứa 1m không khí ẩm, tỷ số khối lượng riêng nước hỗn hợp không khí ẩm, ký hiệu Ph, thứ nguyên kg/m3 Độ ẩm tương đối không khí tỷ số lượng nước chứa 1m không khí với lượng nước chứa 1m không khí bảo hòa nhiệt độ áp suất, ký hiệu φ Câu 3: Thế độ ẩm bầu ướt? Nhiệt độ ẩm bầu ướt thông số nhiệt độ đặc trưng cho khả cấp nhiệt không khí làm bay nước không khí bão hòa nước Câu 4: Trình bày giai đoạn trình tách ẩm từ bề mặt vật liệu sấy? Giai đoạn 1: Lúc vật liệu nhiều nước, tốc độ khuếch tán cảu nước bên vật liệu lớn tốc độ bay bề mặt vật liệu Vì thế, tốc độ sấy giai đoạn phụ thuộc chủ yếu vào tốc độ bay bề mặt vật liệu Tốc độ sấy (lượng ẩm bay đơn vị diện tích bề mặt vật liệu sấy đơn vị thời gian) không phụ thuộc vào yếu tố bên vật liệu (chiều dày vật liệu, độ ẩm ban đầu vật liệu) mà phụ thuộc vào yếu tố bên Khi yếu tố ban không thay đổi tốc độ sấy không đổi Giai đoạn gọi giai đoạn sấy đẳng tốc Giai đoạn 2: Lúc vật liệu tương đối khô, lượng nước vật liệu nên tốc độ khuếch tán nước vật liệu giảm nhờ tốc độ bay nước bề mặt vật liệu Do đó, tốc độ sấy giai đoạn chủ yếu phụ thuộc vào tốc độ khuếch tán nước bên vật liệu Lượng ẩm khuếch tán giảm dần nên lượng ẩm bay giảm tốc độ sấy giảm Giai đoạn giảm tốc tiếp tục độ ẩm vật liệu đạt tới cân Câu 5: Trình bày yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ sấy? Các yếu tố bên vật liệu: Chiều dày vật liệu, độ ẩm ban đầu vật liệu Tốc độ khuếch tán nước vật liệu Các yếu tố bên ngoài: Thời gian sấy, nhiệt độ sấy Môi trường không khí ẩm xung quanh Câu 6: So sánh trình sấy trình cô đặc? Giống: Đều tách nước khỏi vật liệu Khác: + Quá trình sấy: - Tách nước triệt để - Làm bay nước, toàn nước vật liệu - Các giai đoạn diễn liên tiếp, không gián đoạn - Không thiết phải nhiệt độ cao - Không cho tác nhân sấy tiếp xúc với vật liệu sấy + Quá trình cô đặc: - Tách nước không triệt để - Chỉ làm bay phần dung môi - Quá trình xảy gián đoạn - Cô đặc đòi hỏi nhiệt độ cao áp suất định II Báo cáo thí nghiệm Bảng 7.1 THÍ NGHIỆM VÀ BÀI TẬP - Về thông số không khí ẩm cách xây dựng đồ thị I-x THÍ NGHIỆM ĐO CÁC THÔNG SỐ TRƯỚC VÀ SAU BUỒNG SẤY Trong phòng TN Thời gian Thời Số gia Số lần To bầu To bầu gian đo, thời gian, đo khô, oC ướt, oC phút Δτ, phút 1 10 11 12 13 14 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5 5 5 5 5 5 31 31 31 31 31 31 31 31 31 31 31 31 31 31 - Giá trị nhiệt độ TB 31 - Trước buồng sấy Sau buồng sấy T2 T3 bầu bầu khô ướt ra, o vào, C o C 35 32 56 43 74 54 91 65 110 79 127 92 130 98 125 98 137 105 126 103 129 104 136 109 124 108 136 110 107,69 83,84 T1 bầu khô vào, oC T4 bầu ướt ra, o C - Bảng 7.2 THÍ NGHIỆM VÀ BÀI TẬP -Tính cân vật liệu cho trình sấy tuần hoàn khí thải CÂN BẰNG VẬT LIỆU CHO VẬT LIỆU CẦN SẤY * Các thông số cố định: Vật liệu đậu phộng hạt Khối lượng vật liệu ẩm ban đầu, G, g Khối lượng vật liệu khô tuyệt đối, Gk, g Lượng ẩm ban đầu có vật liệu, G.ẩm,g Độ ẩm tuyệt đối vật liệu tính theo % v.liệu khô tuyệt đối, Wtđ, 116,4 112 4,4 3,928571 % 3,780068 Độ ẩm tương đối vật liệu tính theo % vật liệu ẩm, W, % Thời gian Tron g phòn g TN Trước buồng sấy Sau buồng sấy S ố l ầ n đ o S ố g i T a h t ời h gi a i n g đ i o, a p n, h Δ út τ, p h ú t T o b ầ u k h ô , o T o b ầ u t, o C T1 bầ u kh ô o, o C C T b ầ u T3 bầ u kh ô t r o, a oC , o C Kh ối T lư ợn b g ầ vậ u t liệ u ẩ t m r câ a n , đư o ợc, C G, g Lư ợn g ẩ m ba y hơ i, W, g Độ ẩm ệt đối vật liệu (16 12), Wt đ, % Độ ẩm tư ơn g đối vật liệ u (16 11) , W, % Tố c độ sấy , dW /d τ, 1/ h CBV L: Khố i lượ ng vật liệu ẩm, G1, g 11 12 13 14 15 117 ,13 10 - 35 - 32 - 11 6,4 3,9 29 3,7 80 5 - 56 - 43 - 11 5,7 0,7 3,3 04 3,1 79 - 74 - 54 - 11 5,2 0,5 2,8 57 2,7 49 5 - 91 - 65 - 11 5,0 0,2 2,6 79 2,5 77 5 - 11 - 79 - 11 4,3 0,7 2,0 54 1,9 76 5 - 12 - 92 - 11 3,8 0,5 1,6 07 1,5 46 - 13 - 98 - 11 3,4 0,4 1,2 50 1,2 03 5 - 12 - 98 - 11 3,2 0,2 1,0 71 1,0 31 - 13 - 10 - 11 2,9 0,3 0,8 04 0,7 73 5 - 12 - 10 - 11 2,7 0,2 0,6 25 0,6 01 1 5 - 12 - 10 - 11 2,5 0,2 0,4 46 0,4 30 5 - 13 - 10 - 11 0,4 0,0 0,0 2,3 10 -3 1,7 10 -3 6,7 10 -4 2,3 10 -3 1,7 10 -3 1,3 10 -3 6,7 10 116 ,21 115 ,40 115 ,71 114 ,80 114 ,20 113 ,60 -4 113 ,49 0,0 01 113 ,10 6,7 10 -4 6,7 10 112 ,89 - 112 ,89 1,3 112 CB VL: Kh ối lư ợn g vật liệ u ẩm G2, g 16 11 2,0 11 6,4 11 5,7 11 5,2 11 5,0 11 4,3 11 3,8 11 3,4 11 3,1 11 2,8 11 2,6 11 CB VL: Kh ối lư ợn g vật liệ u kh ô ệt đối tín h the o G1, Gk, g 17 11 2,0 11 2,0 11 2,0 11 2,0 11 2,0 11 2,0 11 2,0 11 2,0 11 2,0 11 2,0 11 2,0 11 CB VL: Kh ối lư ợn g vật liệ u kh ô ệt đối tín h the o G2, Gk, g 18 11 2,0 11 2,0 11 2,0 11 2,0 11 2,0 11 2,0 11 2,0 11 2,0 11 2,0 11 2,0 11 2,0 11 CB VL : Độ ẩ m tư ơn g đố i tín h th eo G1 , W 1, % CB VL : Độ ẩ m tư ơn g đố i tín h th eo G2 , W 2, % 19 0, 00 0, 71 0, 50 0, 20 0, 70 0, 49 0, 39 0, 19 0, 29 0, 19 0, 19 0, 20 0, 00 0, 71 0, 50 0, 20 0, 70 0, 49 0, 39 0, 19 0, 29 0, 19 0, 19 0, .10 2,1 89 86 - 12 - 10 - 11 2,0 0,1 0,0 00 0,0 00 5 - 13 - 11 - 11 2,0 0,0 00 0,0 00 112 ,00 Giá trị nhiệt độ TB - 10 7, 69 - 83 ,8 46 - 11 3, 79 0, 33 1,5 93 1,5 33 0,0 01 11 4,1 -3 3,3 10 -4 ,20 112 ,00 2,4 11 2,1 11 2,0 11 3, 79 2,0 11 2,0 11 2,0 11 2, 02 2,0 11 2,0 11 2,0 11 2, 02 38 0, 09 0, 00 0, 33 38 0, 09 0, 00 0, 33 Độ ẩm tương đối vật liệu (%) ) Độ ẩm Thời tương gian đối sấy (phút) vật liệu (%) Tốc độ sấy ... có chất thứ tính theo công thức: *Ghi : Q: Nhiệt lượng (W) F: Bề mặt trao đổi nhiệt (m2) α: Hệ số cấp nhiệt t1: Nhiệt độ chất tải nhiệt thứ t2: Nhiệt độ chất tải nhiệt thứ hai Δttb: Hiệu số nhiệt. .. BÀI 4: XÁC ĐỊNH HỆ SỐ TRUYỀN NHIỆT I Trả lời câu hỏi: Câu 1: Thế dẫn nhiệt, cấp nhiệt (đối lưu nhiệt) bứt xạ nhiệt? Dẫn nhiệt trình truyền nhiệt từ phân tử đến phân tử khác chất chúng tiếp xúc... & TB TRUYỀN NHIỆT VÀ TRUYỀN CHẤT SVTH: Mạc Quốc Vĩ Trang BÁO CÁO THÍ NGHIỆM QT & TB TRUYỀN NHIỆT VÀ TRUYỀN CHẤT II Báo cáo thí nghiệm: Bảng kết thí nghiệm: Bạn giao kiện ban đầu sau: - Nhiệt