Tải bản đầy đủ

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐỘNG LỰC HỌC , TĨNH LỰC HỌC SẤY

[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
=

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
=

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



tk



tk



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

-

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


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×

×