Báo cáo Thí nghiệm Quá trình thiết bị - Cột chêm
I. TRÍCH YEÁU:
I.1 Muïc ñích thí nghieäm:
-
Khaûo saùt ñaëc tính ñoäng löïc hoïc löu chaát vaø khaû naêng hoaït ñoäng cuûa coät cheâm baèng
caùch xaùc ñònh:
o AÛnh höôûng cuûa vaän toác doøng khí vaø loûng leân toån thaát aùp suaát (ñoä giaûm aùp) khi
ñi qua coät.
o Söï bieán ñoåi cuûa heä soá ma saùt coät khoâ fck theo chuaån soá Reynolds (Re) cuûa doøng
khí vaø suy ra caùc heä thöùc thöïc nghieäm.
o Söï bieán ñoåi cuûa thöøa soá lieân heä giöõa ñoä giaûm aùp cuûa doøng khí qua coät khoâ vaø
qua coät öôùt theo vaän toác doøng loûng.
o Giaûn ñoà giôùi haïn khaû naêng hoaït ñoäng cuûa coät (giaûn ñoà ngaäp luït vaø gia troïng).
I.2 Phöông phaùp thí nghieäm:
-
Cho doøng khí vôùi caùc löu löôïng khaùc nhau qua coät coù chöùa caùc vaät cheâm baèng söù. Laàn
löôït khaûo saùt ñoä giaûm aùp khi chæ coù doøng khí chuyeån ñoäng qua coät (coät khoâ) vaø khi coù
doøng khí chuyeån ñoäng qua coät keát hôïp vôùi doøng loûng chaûy töø treân xuoáng vôùi löu löôïng
khaùc nhau (coät öôùt).
II. CÔ SÔÛ LYÙ THUYEÁT:
II.1 Ñoä giaûm aùp cuûa doøng khí:
-
Ñoä giaûm aùp Pck cuûa doøng khí qua coät phuï thuoäc vaøo vaän toác khoái löôïng G cuûa doøng
khí qua coät khoâ (khoâng coù doøng chaûy ngöôïc chieàu). Khi doøng khí chuyeån ñoäng trong
caùc khoaûng troáng giöõa caùc vaät cheâm taêng daàn vaän toác thì ñoä giaûm aùp cuõng taêng theo.
Söï gia taêng naøy theo luõy thöøa töø 1,8 ñeán 2,0 cuûa vaän toác doøng khí.
Pck = Gn Vôùi n = 1,8 – 2,0.
(1)
-
Khi coù doøng loûng chaûy ngöôïc chieàu, caùc khoaûng troáng giöõa nhöõng vaät cheâm bò thu heïp
laïi. Doøng khí do ñoù di chuyeån khoù khaên hôn vì moät phaàn theå tích töï do giöõa caùc vaät
cheâm bò löôïng chaát loûng chieám cöù. Khi taêng vaän toác doøng khí leân, aûnh höôûng caûn trôû
cuûa doøng loûng taêng leân ñeàu ñaën cho ñeán moät trí soá tôùi haïn cuûa vaän toác khí, luùc ñoù ñoä
giaûm aùp cuûa doøng khí taêng voït leân. Ñieåm öùng vôùi trò soá tôùi haïn cuûa vaän toác khí naøy
ñöôïc goïi laø ñieåm gia troïng. Neáu tieáp tuïc taêng vaän toác doøng khí quaù trò soá tôùi haïn naøy,
aûnh höôûng caûn trôû hoã töông giöõa doøng loûng vaø doøng khí raát lôùn, Pc taêng mau choùng
khoâng theo phöông trình (1) nöõa. Doøng loûng luùc naøy chaûy xuoáng cuõng khoù khaên, coät
cheâm ôû ñieåm luït.
-
Ñöôøng bieåu dieãn log(Pc/Z) (ñoä giaûm aùp suaát cuûa doøng khí qua moät ñôn vò chieàu cao
cuûa phaàn cheâm trong coät) döï kieán nhö trình baøy treân hình 1.
-1 -
log(Pc/Z)
L3
L2
C
L1
B
A
L=0
logG
Hình 1: AÛnh höôûng cuûa G vaø L ñoái vôùi ñoä giaûm aùp coät khoâ Pc
II.2 Heä soá ma saùt fck theo Rec khi coät khoâ:
-
Chilton vaø Colburn ñeà nghò moät heä thöùc lieân heä giöõa ñoä giaûm aùp cuûa doøng khí qua coät
cheâm khoâ vôùi vaän toác khoái löôïng cuûa doøng khí qua coät.
G 2 Z
Pck 2f ck
hw , N/m2
g Dh
Z: chieàu cao phaàn cheâm, m.
G: vaän toác khoái löôïng doøng khí döïa treân moät ñôn vò tieát dieän coät, kg/s.m2.
Dh: kích thöôùc ñaëc tröng cuûa vaät cheâm, m.
g: khoái löôïng rieâng cuûa pha khí, kg/m3.
h: heä soá ñieàu chænh duøng cho vaät cheâm roãng.
w: heä soá hieäu chænh aûnh höôûng cuûa thaønh coät leân ñoä xoáp cuûa coät cheâm.
-
-
Sherwood toång hôïp keát quaû cuûa moät soá nghieân cöùu vaø ñöa ra trò soá sau cho voøng söù
Raschig:
h = 0,35
w = 1
Tuy nhieân, Zhavoronkov ñeà nghò moät heä thöùc khaùc chính xaùc hôn vì ñaõ ñöa ñöôïc trò soá
ñoä xoáp cuûa coät cheâm vaøo heä thöùc:
2f ck G 2 Z
Pck
, N/m2
2 G De
Vôùi:
: ñoä xoáp cuûa vaät cheâm.
4
a
De
:ñöôøng kính töông ñöông cuûa vaät cheâm, m.
a: dieän tích beà maët rieâng cuûa vaät cheâm, m2/m3.
-2 -
-
-
-
Heä soá ma saùt fck laø haøm soá theo chuaån soá voâ thöù nguyeân Rec, vôùi Rec ñöôïc tính theo
coâng thöùc sau:
GDe
4G
a
Rec
: ñoä nhôùt cuûa doøng khí, kg/ms.
Zhavoronkov ñaõ xaùc ñònh ñöôïc khi doøng khí chuyeån töø cheá ñoä chaûy taàng sang cheá ñoä
chaûy roái öùng vôùi trò soá Rec = 50. Trong vuøng chaûy roái, 50 < Rec < 7000 vôùi coät cheâm
ngaãu nhieân. Ta ñöôïc:
3,8
f ck
Rec0,2
Tuy nhieân, caùc heä thöùc toång quaùt treân khoâng ñöôïc chính xaùc laém vì khoâng xem xeùt
ñöôïc toaøn boä aûnh höôûng cuûa hình daïng vaät cheâm.
II.3 Ñoä giaûm aùp Pcö khi coät öôùt:
-
-
-
-
Söï lieân heä giöõa ñoä giaûm aùp coät khoâ Pck vaø coät öôùt Pcö coù theå bieåu dieãn nhö sau:
Pcö = Pck
Do ñoù coù theå döï kieán fcö = fck
Vôùi : heä soá phuï thuoäc vaøo möùc ñoä xoái töôùi cuûa doøng loûng L, kg/m2s/
Leva ñeà nghò aûnh höôûng cuûa L leân nhö sau:
= 10L
hay log = L
Giaù trò tuøy thuoäc vaøo loaïi, kích thöôùc, caùch thöùc saép xeáp vaät cheâm (xeáp ngaãu nhieân
hay theo thöù töï) vaø ñoä lôùn cuûa löu löôïng doøng loûng L. Thí duï vôùi vaät cheâm laø voøng söù
Raschig 12,7mm, cheâm ngaãu nhieân, ñoä xoáp = 0,586; giaù trò cuûa L töø 0,39 ñeán 11,7
kg/m2s vaø coät hoaït ñoäng trong vuøng döôùi ñieåm gia troïng.
= 0,084
pcö
pck
-
-
Moät soá taøi lieäu coøn bieåu dieãn söï phuï thuoäc giöõa tæ soá
vôùi heä soá xoái töôùi nhö sau:
GL
1,75
q
2g
3
A 3
2
ReL FL
Khi A< 0,3 cho vaät cheâm baèng söù coù d < 30mm, ta coù:
pcö
pck
1
(1 A )3
4GL
ReL
FaL
II.4 Ñieåm luït cuûa coät cheâm:
-
Khi coät cheâm bò ngaäp luït, chaát loûng chieám toaøn boä khoaûng troáng trong phaàn cheâm, caùc
doøng chaûy bò xaùo troän maõnh lieät, hieän töôïng naøy raát baát lôïi cho söï hoaït ñoäng cuûa coät
cheâm. Goïi giaù trò cuûa GL töông öùng vôùi traïng thaùi naøy laø GL*.
-3 -
1
2
Hình 2: Giaûn ñoà luït cuûa coät cheâm
Zhavoronkov keát luaän raèng traïng thaùi ngaäp luït xaûy ra khi hai nhoùm soá sau coù söï lieân
heä nhaát ñònh vôùi nhau cho moãi coät.
-
v 2
f a
G
0,2
ck
3
tñ
1
2g
L
G
L
L
G
vaø
2
Vôùi fck: heä soá ma saùt coät khoâ.
v: vaän toác daøi cuûa doøng khí ngay tröôùc khi vaøo coät, m/s.
l
nöôùc
tñ: ñoä nhôùt töông ñoái cuûa chaát loûng so vôùi nöôùc, tñ
, neáu chaát loûng laø nöôùc
thì tñ = 1.
-
Do ñoù söï lieân heä 1, 2 treân giaûn ñoà log1 - log2 seõ xaùc ñònh moät giaûn ñoà luït cuûa coät
cheâm, phaàn giôùi haïn hoaït ñoäng cuûa coät cheâm döôùi ñöôøng naøy.
III. THIEÁT BÒ VAØ PHÖÔNG PHAÙP THÍ NGHIEÄM:
III.1 Sô ñoà thieát bò thí nghieäm:
Thieát bò thí nghieäm goàm coù:
-
o Coät thuûy tinh, beân trong laø caùc voøng söù Raschig xeáp cheâm ngaãu nhieân.
o Heä thoáng caáp khí goàm coù:
▪ Bôm (quaït) thoåi khí BK.
▪ OÁng daãn khí.
▪ AÙp keá sai bieät chöõ U.
▪ Löu löôïng keá khí F coù ñoä chia töø 8 ñeán 100%.
o Heä thoáng caáp nöôùc goàm:
▪ Thuøng chöùa nöôùc baèng nhöïa N.
-4 -
▪ Bôm chaát loûng BL.
▪ Löu löôïng keá loûng Fl coù ñoä chia töø 0 deán 1,6.
III.2 Caùc soá lieäu lieân quan ñeán coät cheâm:
Coät thuûy tinh:
o Ñöôøng kính d = 0,09 m.
-
o Chieàu cao H = 0,805 m.
o Chieàu cao phaàn cheâm Z = 0,42 m.
-
-
Vaät cheâm xeáp ngaãu nhieân, voøng Raschig ñöôøng kính 12,7mm, beà maët rieâng a = 370 –
380 m2/m3, ñoä xoáp = 0,586.
Ñöôøng kính oáng theùp ôû ñaùy coät D = 0,09m.
-
III.3 Phöông phaùp thí nghieäm:
Khoùa laïi taát caû van loûng (töø 1 ñeán 4).
Môû van 5 vaø khoùa van 6.
-
-
-5 -
-
-
-
Cho quaït chaïy trong 5 phuùt ñeå thoåi heát aåm trong coät. Taét quaït.
Môû van 1 vaø 2, sau ñoù cho bôm chaïy.
Môû van 3 vaø töø töø khoùa van 1 ñeå ñieàu chænh möùc loûng ôû ñaùy coät ngang baèng vôùi oáng
ñònh möùc g. Taét bôm vaø khoùa van 3.
-
Ño ñoä giaûm aùp cuûa coät khoâ:
o Khoùa taát caû caùc van loûng laïi. Môû van 6 coøn van 5 vaãn ñoùng. Cho quaït chaïy roài
töø töø môû van 5 ñeå chænh löu löôïng khí vaøo coät.
o ÖÙng vôùi moãi giaù trò löu löôïng khí ñaõ choïn ta ñoïc Pck treân aùp keá U theo
mmH2O. Ño xong taét quaït, nghæ 5 phuùt.
-
Ño ñoä giaûm aùp khi coät öôùt:
o Môû quaït vaø ñieàu chænh löu löôïng khí qua coät khoaûng 15 – 20%.
o Môû van 1 vaø cho bôm chaïy. Duøng van VL taïi löu löôïng keá ñeå chænh löu löôïng
loûng (löu löôïng keá loûng coù vaïch chia 0,1; 0,2; …;1,6). Neáu VL ñaõ môû toái ña maø
phao vaãn khoâng leân thì duøng van 1 ñeå taêng löôïng loûng.
o ÖÙng vôùi löu löôïng loûng ñaõ choïn (ví duï: 0,1; 0,2…) coá ñònh, ta chænh löu löôïng
khí vaø ñoïc ñoä giaûm aùp Pcö gioáng nhö Pck tröôùc ñoù. Chuù yù laø taêng löôïng khí
ñeán ñieåm luït thì thoâi.
❖ Chuù yù:
-
Trong quaù trình ño ñoä giaûm aùp cuûa coät öôùt caàn canh giöõ möùc long ôû ñaùy coät luoân oån
ñònh ôû ¾ chieàu cao ñaùy baèng caùch chænh van 4. Neáu caàn, taêng cöôøng van 2 ñeå nöôùc
trong coät thoaùt veà bình chöùa (van 2 duøng ñeå xaû nhanh khi giaûm löu löôïng khí).
Khi taét maùy phaûi taét bôm loûng BL tröôùc, môû toái ña van 4 sau ñoù taét quaït BK.
Neáu sô xuaát ñeå nöôùc traøn vaøo oáng daãn khí thì môû van xaû nöôùc ôû phía baûng.
-
-
IV. KEÁT QUAÛ THÍ NGHIEÄM:
Baûng 1: Keát quaû soá lieäu thoâ
L=0
P
1
L=0.2
L=0.4
P
L=0.6
L=0.8
P
3
L=1
P
3
L=1.2
P
G
P
1
P
1
10
20
30
1
4
3
3
3
3
9
11
23
13
4
5
4.5
5
18
29
40
50
60
70
80
7
9
7
10.5
13
17
21
7
7
41
68
105
186
49
92
173
73
10.5
13
17
23
28.5
33.5
10
13
17
22
29
35
118
315
11
14.5
18
21
27
90
100
26
31
-6 -
IV.1. Caùc trò soá keát quaû khi coät khoâ L=0
Baûng 2: Caùc trò soá keát quaû khi coät khoâ L = 0
G.
%
G,
fck (thực
nghiệm)
Pck,
mmH2O
Pck,
Pck/Z,
Reck
logG
log(Pck/Z)
kg/s.m2
N/m2
(N/m2)/m
10 0.087
20 0.175
30 0.262
40 0.349
50 0.437
60 0.524
70 0.611
80 0.699
90 0.786
100 0.873
9.810
29.430
39.240
68.670
88.290
107.910
142.245
176.580
206.010
264.870
23.357
70.071
93.429
163.500
210.214
256.929
338.679
420.429
490.500
630.643
3.829
2.872
1.702
1.675
1.378
1.170
1.133
1.077
0.993
1.034
49.702
99.404
-1.059
-0.758
-0.582
-0.457
-0.360
-0.281
-0.214
-0.156
-0.105
-0.059
1.368
1.846
1.970
2.214
2.323
2.410
2.530
2.624
2.691
2.800
1.000
3.000
4.000
7.000
9.000
11.000
14.500
18.000
21.000
27.000
149.107
198.809
248.511
298.213
347.915
397.618
447.320
497.022
IV.2.Caùc trò soá keát quaû tröôøng hôïp coät öôùt
Baûng 3: Caùc trò soá keát quaû tröôøng hôïp coät öôùt L = 0,2
G.
%
G,
Pcư,
mmH2O
Pcư,
Pcư/Z,
Pck,
fck
fcư
Recư
logG
log(Pcư/Z)
kg/s.m2
N/m2
(N/m2)/m
N/m2
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0.087
0.175
0.262
0.349
0.437
0.524
0.611
0.699
0.786
1.000
3.000
9.810
23.357
70.071
9.810
1.000 3.829 3.829 49.702 -1.059
1.368
1.846
2.067
2.214
2.390
2.482
2.599
2.691
2.783
2.860
29.430
29.430 1.000 2.872 2.872 99.404 -0.758
39.240 1.250 1.702 2.127 149.107 -0.582
68.670 1.000 1.675 1.675 198.809 -0.457
88.290 1.167 1.378 1.608 248.511 -0.360
107.910 1.182 1.170 1.383 298.213 -0.281
142.245 1.172 1.133 1.328 347.915 -0.214
176.580 1.167 1.077 1.256 397.618 -0.156
206.010 1.238 0.993 1.229 447.320 -0.105
264.870 1.148 1.034 1.187 497.022 -0.059
5.000
49.050
116.786
163.500
245.250
303.643
397.071
490.500
607.286
724.071
7.000
68.670
10.500
13.000
17.000
21.000
26.000
31.000
103.005
127.530
166.770
206.010
255.060
304.110
100 0.873
-7 -
Baûng 4: Caùc trò soá keát quaû tröôøng hôïp coät öôùt L = 0,4
G.
%
G,
Pcư,
mmH2O
Pcư,
Pcư/Z,
Pck,
fck
fcư
Recư
logG
log(Pcư/Z)
kg/s.m2
N/m2
(N/m2)/m
N/m2
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0.087
0.175
0.262
0.349
0.437
0.524
0.611
0.699
0.786
1.000
3.000
9.810
23.357
70.071
9.810
29.430
39.240
68.670
88.290
1.000 3.829
1.000 2.872
1.125 1.702
1.000 1.675
1.167 1.378
3.829
2.872
49.702 -1.059
99.404 -0.758
1.368
1.846
2.022
2.214
2.390
2.482
2.599
2.730
2.823
2.893
29.430
4.500
44.145
105.107
163.500
245.250
303.643
397.071
537.214
665.679
782.464
1.914 149.107 -0.582
1.675 198.809 -0.457
1.608 248.511 -0.360
1.383 298.213 -0.281
1.328 347.915 -0.214
1.376 397.618 -0.156
1.347 447.320 -0.105
1.283 497.022 -0.059
7.000
68.670
10.500
13.000
17.000
23.000
28.500
33.500
103.005
127.530
166.770
225.630
279.585
328.635
107.910 1.182 1.170
142.245 1.172 1.133
176.580 1.278 1.077
206.010 1.357 0.993
264.870 1.241 1.034
100 0.873
Baûng 5: Caùc trò soá tính toaùn tröôøng hôïp coät öôùt L = 0,6
G.
%
G,
Pcư,
mmH2O
Pcư,
Pcư/Z,
Pck,
fck
fcư
Recư
logG
log(Pcư/Z)
kg/s.m2
N/m2
(N/m2)/m
N/m2
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0.087
0.175
0.262
0.349
0.437
0.524
0.611
0.699
0.786
1.000
3.000
9.810
29.430
49.050
68.670
98.100
127.530
166.770
215.820
284.490
343.350
23.357
70.071
9.810
1.000 3.829 3.829 49.702 -1.059
1.368
1.846
2.067
2.214
2.368
2.482
2.599
2.711
2.831
2.912
29.430 1.000 2.872 2.872 99.404 -0.758
39.240 1.250 1.702 2.127 149.107 -0.582
68.670 1.000 1.675 1.675 198.809 -0.457
88.290 1.111 1.378 1.532 248.511 -0.360
107.910 1.182 1.170 1.383 298.213 -0.281
142.245 1.172 1.133 1.328 347.915 -0.214
176.580 1.222 1.077 1.316 397.618 -0.156
206.010 1.381 0.993 1.371 447.320 -0.105
264.870 1.296 1.034 1.340 497.022 -0.059
5.000
116.786
163.500
233.571
303.643
397.071
513.857
677.357
817.500
7.000
10.000
13.000
17.000
22.000
29.000
35.000
100 0.873
-8 -
Baûng 6: Caùc trò soá keát quaû tröôøng hôïp coät öôùt L = 0,8
G.
%
G,
Pcư,
mmH2O
Pcư,
Pcư/Z,
Pck,
fck
fcư
Recư
logG
log(Pcư/Z)
kg/s.m2
N/m2
(N/m2)/m
N/m2
10
20
30
40
50
60
70
0.087
0.175
0.262
0.349
0.437
0.524
0.611
3.000
9.000
29.430
88.290
70.071
210.214
420.429
957.643
1588.286
2452.500
4344.429
9.810
29.430
39.240
68.670
88.290
107.910
3.000 3.829 11.486 49.702
3.000 2.872 8.615 99.404
-1.059
-0.758
1.846
2.323
2.624
2.981
3.201
3.390
3.638
18.000
41.000
68.000
105.000
186.000
176.580
402.210
667.080
1030.050
1824.660
4.500 1.702 7.658 149.107 -0.582
5.857 1.675 9.811 198.809 -0.457
7.556 1.378 10.414 248.511 -0.360
9.545 1.170 11.167 298.213 -0.281
142.245 12.828 1.133 14.534 347.915 -0.214
Baét ñaàu luït taïi G=70%
Baûng 7: Caùc trò soá keát quaû tröôøng hôïp coät öôùt L = 1
G.
%
G,
Pcư,
mmH2O
Pcư,
Pcư/Z,
Pck,
fck
fcư
Recư
logG
log(Pcư/Z)
kg/s.m2
N/m2
(N/m2)/m
N/m2
10
20
30
40
50
60
0.087
0.175
0.262
0.349
0.437
0.524
3.000
11.000
23.000
49.000
92.000
173.000
29.430
107.910
225.630
480.690
902.520
70.071
256.929
537.214
1144.500
2148.857
9.810
29.430
39.240
68.670
3.000 3.829 11.486 49.702
3.667 2.872 10.529 99.404
-1.059
-0.758
1.846
2.410
2.730
3.059
3.332
3.606
5.750 1.702 9.785 149.107 -0.582
7.000 1.675 11.726 198.809 -0.457
88.290 10.222 1.378 14.090 248.511 -0.360
107.910 15.727 1.170 18.400 298.213 -0.281
1697.130 4040.786
Baét ñaàu luït taïi G=60%
-9 -
Baûng 8: Caùc trò soá tính toaùn khi coät öôùt L = 1,2
G.
%
G,
Pcư,
mmH2O
Pcư,
Pcư/Z,
Pck,
fck
fcư
Recư
logG
log(Pcư/Z)
kg/s.m2
N/m2
(N/m2)/m
N/m2
10
20
30
40
50
60
0.087
0.175
0.262
0.349
0.437
0.524
4.000
13.000
29.000
73.000
39.240
127.530
284.490
93.429
303.643
677.357
9.810
29.430
39.240
4.000 3.829 15.315 49.702
4.333 2.872 12.444 99.404
-1.059
-0.758
1.970
2.482
2.831
3.232
3.440
3.867
7.250 1.702 12.337 149.107 -0.582
716.130 1705.071
68.670 10.429 1.675 17.469 198.809 -0.457
88.290 13.111 1.378 18.072 248.511 -0.360
118.000 1157.580 2756.143
315.000 3090.150 7357.500 107.910 28.636 1.170 33.502 298.213 -0.281
Baét ñaàu luït taïi ñieåm G=60%
IV.4/Ñoà thò
-1.059
log Pck/Z theo log G
-0.758
-0.582
-0.457
-0.360
-0.281
Hình3: Giaûn ñoà logG_logPck/Z
Hình 4: Bieåu dieãn logσtheo L (taïi vaøi vò trí cuûa G döôùi ñieåm gia troïng)
Choïn caùc vò trí G=10%, 20%.
L
logσ (G=10)
logσ (G=20)
-10 -
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0
0
0
0
0
0
0.477121255 0.477121255
0.477121255 0.477121255
0.602059991 0.636788689
1.2
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
-0.1
L
G=10
G=20
Hình 4: Giaûn ñoà log_L
-11 -
L=0.2
L=0.4
L=0.6
L=0.8
L=1.0
L=1.2
Hình 5: Giaûn ñoà log(Pcö/Z) theo logG vaø L
-12 -
log(fck)-Re
49.702
198.809
248.511
298.213
347.915
397.618
447.320
497.022
Poly. (log(fck)-Re)
Poly. (log(fck)-Re)
Hình 6: Giaûn ñoà logfck -Reck
fcu 0.2
fcu 0.4
fcu 0.6
fcu 0.8
fcu 1
fcu 1.2
Hình7:Giaûn ñoà logfcö theo Rec
-13 -
GIAN DO LUT
0.442169443
0.644830438
0.773796526
Hình8. Giaûn ñoà luït cuûa coät log1theo log2
Moái lieân heä
DPck/Z theo G
L
0
Kết quả thực nghiệm
log(∆Pck/Z )= 1.383*log(G)+ + 2.834
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Log(DPcư/Z) = 0.090log(G)2 + 1.560*log(G) + 2.935
Log(∆Pcư/Z) =0.253*(logG)2-1.780*logG+2.989
Log(∆Pcư/Z) =0.240*(logG)2-1.760*logG+2.988
Log(∆Pcư/Z) =1.081*(logG)2-3.467*logG+4.309
Log(∆Pcư/Z) =1.102*(logG)2-3.694*logG+4.532
Log(DPcư/Z) = 1.722log(G)2 + 4.651*log(G) + 4.976
DPcư/Z theo G
1.2
fck theo Rec
fcư theo Rec
0
log(fck) =4E-06*Re2 - 0.003*Re+0.724
log(fcö)=-0.001*Re +0.521
log(fcö)=-0.000*Re +0.494
log(fcö)=-0.000*Re +0.500
log(fcö)=0.000*Re +0.919
log(fcö)=0.000*Re +0.944
log(fcö)=0.001*Re +0.998
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
G=10% log(σ)=0.702*L-0.232
G=20% log(σ)=0.727*L-0.244
theo L
-14 -
V. BAØN LUAÄN:
- Döïa vaøo ñoà thò vaø soá lieäu thöïc nghieäm ta thaáy:
o Ñoái vôùi coät khoâ: khi G taêng thì ñoä giaûm aùp taêng theo ñöôøng thaúng.
o Ñoái vôùi coät öôùt: khi G taêng thì ñoä giaûm aùp cuõng taêng theo nhöng chia thaønh
töøng vuøng roõ reät nhö giaûn ñoà trong lyù thuyeát ñaõ ñeà caäp. Khi löu löôïng loûng caøng
taêng thì coät caøng deã gaàn ñeán ñieåm luït hôn. Töø ñoà thò thu ñöôïc ta thaáy vuøng sau
ñieåm gia troïng thì giaù trò P taêng leân raát nhanh, ñoät ngoät. Ñoaïn thaúng ôû trong
vuøng naøy raát doác neân ta raát khoù vaän haønh coät cheâm ôû cheá ñoä nhuõ töông naøy
maëc duø coät cheâm hoaït ñoäng toát nhaát ôû cheá ñoä ñoù.
-
Giaûn ñoà f theo Re ñöôïc laäp ñeå nhaèm bieåu dieãn söï phuï thuoäc cuûa trôû löïc vaøo löu löôïng
cuûa doøng löu chaát. Neáu löu löôïng doøng löu chaát caøng lôùn thì heä soá ma saùt f giöõa hai
pha caøng giảm. Laäp ñoà thò nhaèm xaùc ñònh ñöôïc löu löôïng hôïp lyù ñeå vaän haønh coät ñeå
trôû löïc nhoû vaø thu ñöôïc hieäu suaát truyeàn khoái toát nhaát giöõa hai pha vôùi nhau maø coät
vaãn khoâng bò luït. Tuy nhieân trong ñoà thò treân thì ta laïi thaáy ñieàu ngöôïc laïi töùc laø khi
löu löôïng taêng leân thì trôû löïc laïi giaûm daàn, keát quaû naøy thu ñöôïc do aûnh höôûng cuûa sai
soá trong quaù trình thí nghieäm. Neáu bieát 1 trong hai giaù trò Re hoaëc f thì coù theå duøng ñoà
thò ñeå xaùc ñònh giaù trò coøn laïi nhö sau:
Töø giaù trò f hoaëc Re ñaõ bieát, keû moät ñöôøng thaúng ñöùng theo phöông ngang hoaëc theo
phöông ñöùng, caét ñoà thò f_Re taïi moät ñieåm. Töø giao ñieåm ñoù, keû moät ñöôøng thaúng
vuoâng goùc vôùi truïc coøn laïi thì seõ xaùc ñònh ñöôïc giaù trò caàn tìm.
-
Söï lieân heä giöõa caùc ñoái töôïng töông ñoái gaàn vôùi vôùi döï ñoaùn. Cuï theå laø caùc moái lieân heä
sau:
o Log(Pck/Z)_logG laø phuï thuoäc tuyeán tính vôùi nhau theo ñöôøng thaúng gioáng
nhö lyù thuyeát ñaõ nhaän ñònh.
o Pcö/Z_G cuõng gaàn nhö ñöôïc chia thaønh hai vuøng roõ reät: vuøng döôùi ñieåm gia
troïng vaø vuøng treân ñieåm gia troïng. Vuøng döôùi ñieåmgia troïng thì P taêng chaäm
vaø ñeàu ñaën neân caùc ñieåm naøy thu ñöôïc gaàn nhö cuøng naèm treân moät ñöôøng
thaúng. Vuøng treân ñieåm gia troïng thì P taêng nhanh, ñoät ngoät neân ñoaïn thaúng raát
doác; neáu taêng löu löôïng loûng vaø khí leân cao nöõa seõ tieán ñeán ñieåm luït cuûa coät.
o Log_L: hoaøn toaøn phuï thuoäc tuyeán tính vôùi nhau neân ñöôïc theå hieän thaønh moät
ñöôøng thaúng treân ñoà thò. Phuø hôïp vôùi lyù thuyeát ñaõ ñeà caäp ñeán.
Tuy nhieân trong quaù trình laøm thí nghieäm cuõng coù nhieàu sai soá. Nhöõng nguyeân
nhaân daãn ñeán sai soá coù theå laø do:
o Löu löôïng doøng loûng khoâng oån ñònh.
o Löu löôïng doøng khí khoâng oån ñònh.
o Coät nöôùc duy trì ôû ñaùy coät khoâng ñaûm baûo yeâu caàu laøm cho nöôùc xaâm nhaäp vaøo
oáng ño ñoä cheânh aùp laøm aûnh höôûng ñeán keát quaû.
o Ma saùt giöõa doøng khí coù toác ñoä lôùn vôùi oáng daãn laøm cho oáng noùng leân vaø laøm
taêng theå tích khí laøm taêng aùp suaát cuõng aûnh höôûng ñeán ñoä cheânh aùp.
-15 -
VI. PHUÏ LUÏC:
-
Tính fck baèng coâng thöùc:
Pck . 2 .K .De
2.G 2 .Z
f ck
-
-
Tính fcö baèng coâng thöùc:
fcö = .fck
Tính Reck baèng coâng thöùc:
GDe
4G
a
Rec
: ñoä nhôùt cuûa khoâng khí laáy ôû 500C.
-
-
Tính baèng coâng thöùc:
Pcö = .Pck
Tính chuyeån ñoåi löu löôïng:
o Löu löôïng khí:
G(%).K .0,286
G(kg / s.m2 )
60.F
K: khoái löôïng rieâng cuûa doøng khí laáy ôû 500C.
o Löu löôïng loûng:
gppm
L
.L.3,785
phut
kg
s.m2
L
60.F.1000
L: khoái löôïng rieâng cuûa loûng laáy ôû nhieät ñoä thöôøng.
Vôùi F: tieát dieän cuûa coät cheâm, tính baèng coâng thöùc:
d 2 3,14x 0,092
F
0,0064 (m2)
4
4
TAØI LIEÄU THAM KHAÛO
[1] Vuõ Baù Minh, Truyeàn khoái, Ñaïi hoïc Baùch Khoa Tp.HCM.
-16 -
16 trang
22740
Free
Bạn đang xem tài liệu "Báo cáo Thí nghiệm Quá trình thiết bị - Cột chêm", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bao_cao_thi_nghiem_qua_trinh_thiet_bi_cot_chem.docx
Cột chêm.xlsx
