Báo cáo Thí nghiệm Quá trình thiết bị - Thời gian lưu
Thí nghieäm Quùa trình Thieát bò
Thôøi gian löu
1. TRÍCH YEÁU :
Muïc ñích thí nghieäm:
-
Khaûo saùt thôøi gian löu cuûa heä thoáng bình khuaáy troän maéc noái tieáp moâ hình daõy hoäp.
-
Xaùc ñònh haøm phaân boá thôøi gian löu thöïc vaø so saùnh vôùi haøm phaân boá thôøi gian löu
lyù thuyeát.
Keát quaû thí nghieäm:
Ñoä haáp thu cöïc ñaïi (cho 1 bình):
Ñöôøng kính bình khuaáy:
Do = 0,015
d = 14 (cm)
Chieàu cao möïc nöôùc trong bình khuaáy: H = 12 (cm)
Löu löôïng nöôùc chaûy vaøo bình khuaáy: v = 0,6 (lít/ phuùt)
Baûng 1: Keát quaû thoâ
t (phuùt)
D
Heä 2 bình
0.001
0.002
0.003
0.004
0.004
0.004
0.002
0.001
0.003
0.002
0.003
0.003
0.003
0.002
0.002
0.002
0.001
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
Heä 1 bình
0.007
0.007
0.007
0.006
0.005
0.003
0.003
0.001
0.001
0.001
0.001
0.001
0.001
0.001
0.000
Heä 3 bình
0.001
0.004
0.005
0.003
0.002
0.001
0.001
0.002
0.001
0.001
0.001
0.000
0.001
0.002
0.001
0.001
0.002
0.001
0.002
0.003
0.000
0.000
0.002
0.001
0.001
0.000
0.002
0.002
0.001
0.002
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
Trang 1
Thí nghieäm Quùa trình Thieát bò
Thôøi gian löu
31
32
33
34
35
0.002
0.001
0.002
0.001
0.000
2. LYÙ THUYEÁT THÍ NGHIEÄM :
Khaùi nieäm cô baûn:
Trong heä thoáng thieát bò, nhöõng phaàn töû löu chaát khaùc nhau seõ ñi theo nhöõng con ñöôøng
khaùc nhau. Döïa treân haøm phaân boá thôøi gian löu xaùc ñònh ñöôïc, ta coù theå ñaùnh giaù töông
quan veà doøng trong thieát bò, caùc nhöôïc ñieåm sinh ra khi thieát keá nhö vuøng tuø, doøng chaûy
taét... vaø tìm caùch khaéc phuïc nhôø ñaùnh giaù naøy.
Nghieân cöùu thôøi gian löu laø phöông phaùp caàn thieát ñeå so saùnh thieát bò döïa treân doøng
vaät lieäu töø ñoù coù theå caûi tieán, laäp moâ hình toái öu.
Cuõng döïa treân haøm phaân boå thôøi gian löu ta coù theå vaän haønh toái öu vaø qua ñoù thieát laäp
ñöôïc caùc thoâng soá, phöông phaùp ñieàu khieån cuõng nhö toái öu hoùa quaù trình trong thieát bò.
Thôøi gian löu cuûa moät phaàn töû trong heä laø thôøi gian phaàn töû ñoù löu laïi ôû trong bình
phaûn öùng, hay trong thieát bò baát kyø caàn khaûo saùt. Thôøi gian löu cuûa cuûa moät thieát bò laø moät
ñaïi löôïng xaùc suaát. Nhö vaäy taát caû thôøi gian löu ñeàu dao ñoäng xung quanh thôøi gian löu
trung bình, do ñoù xaùc ñònh thôøi gian löu trung bình ñaëc bieät coù yù nghóa.
n
1
tV
t
(1)
n
Vi
i1
Trong ñoù tVi laø thôøi gian löu cuûa moät phaàn töû baát kyø i.
Vôùi ñònh nghóa haøm phaân boá thôøi gian löu F (tV) = E (tV), ta coù :
(2)
(3)
t f(t )t .dt E(t )
V
V
V
V
V
0
cAI (tV )tV .dtV
0
Hay: tV
cAI (tV ).dtV
0
Vôùi caùc haøm ñieåm ta coù:
K
c t
i
i
i1
K
t
(4)
(5)
c
i
i1
Vôùi K laø caùc khoaûng chia baèng nhau.
Thôøi gian löu trung bình theå tích:
VR
VM
t
Vôùi VR : theå tích cuûa löu chaát trong bình, lít
VM: löu löôïng cuûa doøng vaøo thieát bò, lít/giaây
Neáu chaát chæ thò khoâng ñaït töông quan lyù töôûng thì phöông trình treân khoâng thoûa maõn
(neáu t coù theå chaát chæ thò bò haáp phuï vaøo thaønh bình hoaëc caùc chi tieát phuï).
Trang 2
Thí nghieäm Quùa trình Thieát bò
Thôøi gian löu
Caùc phöông phaùp nghieân cöùu thôøi gian löu:
Nghieân cöùu thôøi gian löu coù theå tieán haønh theo caùc phöông phaùp:
1) Xaùc ñònh thaønh phaàn cuûa caùc caáu töû ôû thôøi ñieåm t (hoaëc ) ra khoûi thieát bò, xaùc ñònh
haøm F(t) hoaëc F().
2) Xaùc ñònh thaønh phaàn cuûa caùc caáu töû ôû thôøi ñieåm t (hoaëc ) vaãn coøn löu laïi trong
thieát bò, haøm I(t) hoaëc I().
3) Xaùc ñònh thaønh phaàn cuûa caùc caáu töû ôû thôøi ñieåm t (hoaëc ) ñang trong quaù trình
thoùat ra khoûi thieát bò, haøm f(t) hoaëc f().
Ñeå khaûo saùt khaû naêng hoaït ñoäng cuûa moät thieát phaûn öùng thöïc teá ta thöôøng duøng phöông
phaùp kích thích – ñaùp öùng (phöông phaùp ñaùnh daáu). Caùc daïng kích thích ñaàu vaøo vaø ñaùp
öùng ñaàu ra ñöôïc trình baøy treân hình 1.
Tín hieäu vaøo
(Kích thích)
Tín hieäu ra
(Ñaùp öùng)
Bình
Tín hieäu vaøo baát kyø
Ra
Thôøi gian
Tín hieäu vaøo tuaàn hoaøn
Ra
Thôøi gian
Trang 3
Thí nghieäm Quùa trình Thieát bò
Thôøi gian löu
Tín hieäu baäc
Ra
Thôøi gian
Tín hieäu xung
Ra
Thôøi gian
Hình 1: Caùc daïng tín hieäu kích thích ñaùp öùng thöôøng duøng
Nhö vaäy caùc phaàn töû ñaùnh daáu phaûi coù ñaëc ñieåm laø khoâng ñöôïc aûnh höôûng vaø khaùc
bieät vôùi caùc phaàn töû taïo neân töông quan trong heä.
Caùc loaïi chaát chæ thò ñoái vôùi moâi tröôøng loûng coù theå laø dung dòch maøu, caùc chaát phoùng
xaï, caùc ñoàng vò phoùng xaï oån ñònh, caùc haït raén phaùt saùng... Caùc chaát chæ thò thích hôïp vôùi
tính chaát cuûa caùc phaàn töû trong heä phaûi coù khoái löôïng rieâng, ñoä nhôùt, heä soá khueách taùn
thích hôïp.
Khi coù caùc chæ thò thích hôïp, ta coù theå ñeå noù vaøo heä theo hai kieåu tín hieäu laø: tín hieäu
ngaãu nhieân (Stochas) vaø tín hieäu xaùc ñònh (Determinis). Loaïi tín hieäu xaùc ñònh coù theå chia
laøm hai loaïi laø tín hieäu tuaàn hoaøn vaø tín hieäu khoâng tuaàn hoaøn.
Ñeå khaûo saùt caùc thieát bò, ngöôøi ta söû duïng tín hieäu xaùc ñònh khoâng tuaàn hoaøn. Loaïi tín
hieäu naøy coù theå taïo ra nhôø:
1) Ñaùnh daáu baèng va chaïm.
2) Ñaùnh daáu baèng cho nhaäp vaøo lieân tuïc moät löôïng xaùc ñònh.
3) Ñaùnh daáu baèng cho nhaäp chieám choã toaøn boä trong heä.
Vì tieän lôïi trong söû duïng vaø söï ñoàng daïng cuûa tín hieäu kích thích coù daïng baäc hoaëc
daïng xung. Trong thí ngieäm, ta söû duïng loaïi ñaùnh daáu baèng va chaïm. Loaïi ñaùnh daáu naøy
chính laø söï thöïc hieän ôû ñieàu kieän kyõ thuaät haøm Dirac (haøm ñoäng löôïng Dirac), hay coøn goïi
laø haøm Delta.
0,t 0
,t 0
(t)
Trang 4
Thí nghieäm Quùa trình Thieát bò
Thôøi gian löu
(t).dt 1
Loaïi ñaùnh daáu naøy thích hôïp vôùi chaát maøu.
Haøm phaân boá thôøi gian löu cuûa moâ hình daõy hoäp:
Ña soá caùc thieát bò thöïc laïi thöôøng coù haøm phaân boá laø cuûa moâ hình daõy hoäp.
Trong moät bình phaûn öùng ñöôïc coi laø lyù töôûng vôùi kieåu ñaùnh daáu va chaïm phaûi thoûa
maõn: theå tích VR trong bình laø haèng soá theo thôøi gian, trong bình coù söï khuaáy troän hoaøn
toaøn moät thaønh phaàn trong heä moät caùch ñoàng nhaát ôû moïi vò trí thuoäc theå tích VR. Nhö vaäy,
trong bình coù söï ñoät bieán cuûa doøng vaøo.
Thôøi gian löu trung bình theå tích:
VR
VM
(6)
CIra
t
1 exp
CvI aøo
Khi noái caùc bình lyù töôûng laïi vôùi nhau, ta ñöôïc moâ hình daõy hoäp:
Haøm phaân boá coù daïng toång quaùt:
n1
t
t
.exp
f(t) 1/
(7)
(n 1)!
Khi n = 1, ta coù moâ hình khuaáy troän lyù töôûng. Conø khi n = , ta laïi coù moâ hình ñaåy lyù
töôûng.
Giaû söû ban ñaàu khoâng coù chaát chæ thò trong doøng löu chaát vaøo bình, sau ñoù taùc ñoäng tín
hieäu xung vaøo baèng caùc cho moät löôïng chaát chæ thò nhaát ñònh vaøo doøng löu chaát trong
khoaûng thôøi gian raát ngaén.
Ñöôøng cong bieåu dieãn noàng ñoä theo thôøi gian thu goïn cuûa chaát chæ thò trong doøng ra
öùng vôùi tín hieäu kích thích daïng xung taïi ñaàu vaøo goïi laø ñöôøng cong C. Noàng ñoä ban ñaàu
cuûa chaát chæ thò laø Co. Vôùi dieän tích beân döôùi ñöôøng cong baèng 1, ta coù:
t
t
t
t
V
Thôøi gian thu goïn voâ thöù nguyeân:
(8)
Vôùi t laø thôøi gian phaàn töû löu chaát baát kyø ñi qua thieát bò.
t
vaø ñöôïc xaùc ñònh theo (4) vaø (5).
1
C
d 1 hay
(9)
C.d C
C C.d t Cdt
0
0
0
0
0
0
Trang 5
Thí nghieäm Quùa trình Thieát bò
Thôøi gian löu
2,0
D
uL
Phaân taùn nhoû
Bình oáng
0
D
= 0,002
uL
1,5
1,0
0,5
Bình khuaáy
Phaân taùn trung bình
D
D
=
= 0,025
uL
uL
Phaân taùn lôùn
D
= 0,02
uL
0
0,5
1
1,5
Hình 2: Ñöôøng cong C bieåu dieãn ñaùp öùng taïi doøng ra
cho tín hieäu xung taïi ñaàu vaøo
3. THIEÁT BÒ THÍ NGHIEÄM:
Duïng cuï:
OÁng ngieäm, thì keá, pipet, phaåm maøu vaø maùy ño ñoä truyeàn suoát (haáp thuï) aùnh saùng.
Sô ñoà thieát bò thí nghieäm: (Xem hình 3)
4. PHÖÔNG PHAÙP THÍ NGHIEÄM:
Tieán haønh theo trình töï sau:
1) Môû van cho nöôùc leân thuøng cao vò cho ñeán khi coù nöôùc trong oáng chaûy traøn.
Trang 6
Thí nghieäm Quùa trình Thieát bò
Thôøi gian löu
2) Môû khoùa cho nöôùc chaûy qua löu löôïng keá vaøo heä thoáng bình khuaáy vaø chænh löu
löôïng doøng chaûy.
3) Heä moät bình: khi heä thoáng oån ñònh, cho phaåm maøu vaøo bình 1. Baám thì keá (ñoàng
thôøi vôùi thôøi gian cho maøu vaøo thieát bò), laáy goác thôøi gian. Duøng oáng nghieäm laáy
maãu theo thôøi gian, sau ñoù ñem maãu ñi so maøu.
4) Heä hai, ba bình: laøm gioáng nhö heä moät bình, cho phaåm maøu vaøo bình 1 vaø laáy maãu
ôû bình cuoái cuøng (töø oáng thoâng nhau cuoái cuøng).
5. KEÁT QUAÛ THÍ NGHIEÄM :
Baûng 2: Heä 1 bình
Thực tế
θ
Lí thuyết
Độ hấp thu
D
thời gian t
(phút)
ti.Di
E=e-
0.723
0.522
0.377
0.273
0.197
0.142
0.103
0.074
0.054
0.039
0.028
0.020
0.015
0.011
0.008
E=D/D0
0.778
0.778
0.778
0.667
0.556
0.333
0.333
0.111
0.111
0.111
0.111
0.111
0.111
0.111
0.000
θ
STT
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
toång
0.007
0.007
0.007
0.006
0.005
0.003
0.003
0.001
0.001
0.001
0.001
0.001
0.001
0.001
0.000
0.045
0.007
0.014
0.021
0.024
0.025
0.018
0.021
0.008
0.009
0.01
0.011
0.012
0.013
0.014
0,000
0.207
0.217
0.435
0.652
0.870
1.087
1.304
1.522
1.739
1.957
2.174
2.391
2.609
2.826
3.043
3.261
0.325
0.650
0.974
1.299
1.624
1.949
2.274
2.598
2.923
3.248
3.573
3.898
4.222
4.547
4.872
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Thôøi gian
theå tích
(phuùt)
Thôøi gian trung
binh(phuùt)
4.600
3.079
Ñoà thò f()=D/D0 tröôøng hôïp lyù thuyeát vaø thöïc nghieäm đñoái vôùi heä 1 bình
Trang 7
Thí nghieäm Quùa trình Thieát bò
Thôøi gian löu
0.900
0.800
0.700
0.600
0.500
E0
ly thuyet
thuc te
0.400
0.300
0.200
0.100
0.000
0.000
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
Baûng 3: Heä 2 bình
Thực tế
Lí thuyết
Thời gian t
Độ hấp
thu D
0.001
E=4e-2
ti.Di
(Phuùt)
θ
E=D/D0
0.222
0.444
0.667
0.889
0.889
0.889
0.444
0.222
0.667
0.444
0.667
0.667
0.667
0.444
0.444
0.444
0.222
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
θ
TT
1
0.001
0.004
0.009
0.016
0.02
0.024
0.014
0.008
0.027
0.02
0.033
0.036
0.039
0.028
0.03
0.032
0.017
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
1
2
3
4
5
6
7
8
0.117
0.235
0.352
0.469
0.587
0.704
0.821
0.939
1.056
1.173
1.291
1.408
1.525
1.642
1.760
1.877
1.994
2.112
2.229
2.346
2.464
2.581
0.162
0.325
0.487
0.650
0.812
0.974
1.137
1.299
1.462
1.624
1.786
1.949
2.111
2.274
2.436
2.598
2.761
2.923
3.086
3.248
3.410
3.573
0.469
0.679
0.736
0.709
0.640
0.555
0.468
0.387
0.314
0.252
0.201
0.158
0.124
0.096
0.075
0.058
0.044
0.034
0.026
0.020
0.015
0.011
0.002
0.003
0.004
0.004
0.004
0.002
0.001
0.003
0.002
0.003
0.003
0.003
0.002
0.002
0.002
0.001
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
2
3
4
5
6
7
8
9
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
Trang 8
Thí nghieäm Quùa trình Thieát bò
Thôøi gian löu
0.000
0.000
0.000
0.042
0.000
0.000
0.000
0.358
23
24
25
2.698
2.816
2.933
0.000
0.000
0.000
3.735
3.898
4.060
0.009
0.006
0.005
23
24
25
toång
Thôøi gian
trung bình
thôøi gian
theå tích
8.524
6.158
Ñoà thò f()=D/D0 tröôøng hôïp lyù thuyeát vaø thöïc nghieäm ñoái vôùi tröôøng hôïp 2 bình:
1.000
0.900
0.800
0.700
0.600
0.500
E0
ly thuyet
thuc te
0.400
0.300
0.200
0.100
0.000
0.000
0.500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
3.500
4.000
4.500
-0.100
Baûng 4: Heä 3 bình
Thời gian Độ hấp thu
Thực tế
Lí thuyết
θ
θ
E=13,5e-3
ti.Di
t (phuùt)
D
Eθ
TT
0.001
0.004
0.005
0.003
0.002
0.001
0.001
0.002
0.001
0.001
0.001
0.001
0.008
0.015
0.012
0.010
0.006
0.007
0.016
0.009
0.010
0.011
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0.064
0.128
0.191
0.255
0.319
0.383
0.447
0.510
0.574
0.638
0.702
0.333
1.333
1.667
1.000
0.667
0.333
0.333
0.667
0.333
0.333
0.333
0.108
0.217
0.325
0.433
0.541
0.650
0.758
0.866
0.974
1.083
1.191
0.114
0.331
0.538
0.691
0.780
0.811
0.798
0.753
1
2
3
4
5
6
7
8
0.689
0.615
0.538
9
10
11
10
11
Trang 9
Thí nghieäm Quùa trình Thieát bò
Thôøi gian löu
0.000
0.001
0.002
0.001
0.001
0.002
0.001
0.002
0.003
0.000
0.000
0.002
0.001
0.000
0.013
0.028
0.015
0.016
0.034
0.018
0.038
0.060
0.000
0.000
0.046
0.024
0.025
0.000
0.054
0.056
0.029
0.060
0.062
0.032
0.066
0.034
0.000
0.815
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
0.766
0.829
0.893
0.957
1.021
1.085
1.148
1.212
1.276
1.340
1.404
1.467
1.531
1.595
1.659
1.723
1.787
1.850
1.914
1.978
2.042
2.106
2.169
2.233
0.000
0.333
0.667
0.333
0.333
0.667
0.333
0.667
1.000
0.000
0.000
0.667
0.333
0.333
0.000
0.667
0.667
0.333
0.667
0.667
0.333
0.667
0.333
0.000
1.299
1.407
1.516
1.624
1.732
1.841
1.949
2.057
2.165
2.274
2.382
2.490
2.598
2.707
2.815
2.923
3.032
3.140
3.248
3.356
3.465
3.573
3.681
3.789
0.462
0.392
0.329
0.273
0.224
0.183
0.148
0.119
0.096
0.076
0.060
0.048
0.038
0.029
0.023
0.018
0.014
0.011
0.008
0.006
0.005
0.004
0.003
0.002
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
0.001
0.000
0.002
0.002
0.001
0.002
0.002
0.001
0.002
0.001
0.000
0.052
tong
Thôøi gian
trung binh
Thôøi gian
theå tích
15.673
9.236
Ñoà thò f()=D/D0 tröôøng hôïp lyù thuyeát vaø thöïc nghieäm ñoái vôùi tröôøng hôïp 3 bình:
Trang 10
Thí nghieäm Quùa trình Thieát bò
Thôøi gian löu
1.800
1.600
1.400
1.200
1.000
E0
0.800
0.600
0.400
0.200
0.000
ly thuyet
thuc te
0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000
-0.200
Trang 11
Thí nghieäm Quaù trình – Thieát bò
Thôøi gian löu
6.
BAØN LUAÄN :
Caâu 1 : So saùnh giöõa haøm phaân boá thôøi gian löu lyù thuyeát vaø thöïc nghieäm.
Heä 1 bình: (Xem ñoà thò 1) Haøm phaân boá thôøi gian löu thöïc nghieäm coù daïng khoâng
gioáng so vôùi lyù thuyeát. Nhìn chung caùc giaù trò E thöïc nghieäm lôùn hôn so vôùi E lyù thuyeát.
Beân caïnh ñoù, caùc giaù trò thôøi gian thu goïn lyù thuyeát ñeàu lôùn hôn so vôùi thöïc nghieäm.
Ñieàu ñoù coù nghóa laø thôøi gian löu trung bình thöïc nghieäm nhoû hôn thôøi gian löu trung bình
lyù thuyeát tín hieäu ra sôùm hôn so vôùi döï ñònh. Do ñoù coù doøng chaûy taét hoaëc vuøng tuø trong
thieát bò phaûn öùng. Nhöng vì trong bình khuaáy khoâng coù nhieàu oáng daãn ñeå löu chaát ñi neân
khoâng theå xaûy ra hieän töôïng chaûy taét, chæ coù theå laø xuaát hieän vuøng tuø.
Heä 2 bình: (Xem ñoà thò 2) Haøm phaân boá thôøi gian löu thöïc nghieäm coù daïng gaàn gioáng
so vôùi lyù thuyeát, nghóa laø E cuõng taêng ñeán moät giaù trò cöïc ñaïi roài giaûm, nhöng ñoä taêng
khoâng ñeàu nhö lyù thuyeát maø coù choã loài loõm. Vaø nhìn chung thì caùc giaù trò E thöïc nghieäm
lôùn hôn so vôùi lyù thuyeát. Ngoaøi ra, caùc giaù trò thôøi gian thu goïn thöïc nghieäm ñeàu lôùn hôn
so vôùi lyù thuyeát coù vuøng tuø trong thieát bò phaûn öùng.
Heä 3 bình: (Xem ñoà thò 3) Haøm phaân boá thôøi gian löu thöïc nghieäm coù daïng khoâng
gioáng so vôùi lyù thuyeát maø cong lên cong xuống nhiều lần. Vaø caùc giaù trò E thöïc nghieäm lúc
thì lớn hơn lúc thì nhỏ hơn so vôùi caùc giaù trò lyù thuyeát.
Caâu 2 : Caùc hieän töôïng cuûa quaù trình vaø thieát bò phaùt sinh söï maát oån ñònh.
Do taïo neân vuøng tuø trong thieát bò. Nguyeân nhaân cuûa vuøng tuø laø do toác ñoä cuûa caùnh
khuaáy quaù chaäm neân coù nhöõng vuøng khoâng khuaáy tôùi.
Do söï tuaàn hoaøn cuûa löu chaát. Nguyeân nhaân cuûa söï tuaàn hoaøn laø do löu chaát phaân boá
khoâng ñeàu trong dung dòch. Ñieàu ñoù coù theå laø do ñaëc ñieåm cuûa baûn thaân löu chaát hoaëc
cuõng laø do toác ñoä khuaáy quaù chaäm.
Ñeå khaéc phuïc caùc hieän töôïng treân, ta coù theå taêng cöôøng toác ñoä khuaáy ñeå khuaáy ñeàu vaø
khuaáy ñöôïc toaøn boä dung dòch.
Ngoaøi ta coøn coù caùc hieän töôïng phaùt sinh söï maát oån ñònh khaùc nhö:
Söï thay ñoåi vaän toác vaø phöông chuyeån ñoäng cuûa löu chaát do hình daùng beà maët thieát
bò (bình phaûn öùng, caùnh khuaáy, ñöôøng oáng...) taïo thaønh caùc vuøng khoâng mong muoán nhö
vuøng xoaùy, vuøng cheát, vuøng chaûy qua..., caùc vuøng naøy coù theå toàn taïi trong moät khoaûng thôøi
gian ngaén hay keùo daøi laøm aûnh höôûng ñeán keát quaû ño.
Vaän toác quay cuûa caùnh khuaáy khoâng oån ñònh theo thôøi gian (do motor, truïc khuaáy...).
Söï haáp thuï chaát chæ thò cuûa thieát bò (ñaëc bieät laø ñöôøng oáng) laøm noàng ñoä cuûa chaát chæ
thò giaûm theo thôøi gian.
Nhieät ñoä moâi tröôøng trong quaù trình thí nghieäm bieán ñoåi laøm thay ñoåi töông quan
giöõa caùc phaàn töû löu chaát coù trong heä (thay ñoåi ñoä nhôùt, tyû troïng, vaän toác...), thay ñoåi caùc
tính chaát cuûa löu chaát chuyeån ñoäng trong ñöôøng oáng vaø thieát bò.
Caâu 3 : Ñaùnh giaù sai soá heä thoáng vaø sai soá ngaãu nhieân.
a) Sai soá do thieát bò:
Maùy ño maät ñoä quang: ñaây laø nguyeân nhaân lôùn nhaát daãn ñeán sai soá cuûa keát quaû ño.
-
Do cuvet chöùa maãu ño vaø maãu kieåm chöùng khoâng saïch. Caùc chaát baån baùm treân noù
cuõng haáp thuï aùnh saùng neân aûnh höôûng ñeán keát quaû ño.
Trang 13
Thí nghieäm Quaù trình – Thieát bò
Thôøi gian löu
-
Do maùy ño quaù nhaïy neân chæ caàn moät chuùt veát baån treân cuvet ñaõ aûnh höôûng raát lôùn
ñeán keát quaû. Tuøy vaøo caùch ñaët cuvet trong maùy ño maät ñoä quang maø ta seõ thu ñöôïc
nhöõng keát quaû khaùc nhau, vì coù caùc veát baån khaùc nhau taïi caùc vò trí khaùc nhau treân
beà maët cuvet.
-
-
Vì maùy ño cuõng cuõ neân coù phaàn sai soùt
Do ñieän aùp cung caáp cho maùy khoâng ñöôïc oån ñònh laém.
Caùnh khuaáy:
-
-
Quay khoâng ñeàu ôû caùc bình, vaän toác khoâng ñeàu do ñieän aùp.
Quay chaäm laøm cho ñoä khoâng ñoàng ñeàu taêng leân.
Ñöôøng oáng:
Do trôû löïc cuûa oáng vaø van khoâng gioáng nhau, neân vieäc ñieàu chænh löu löôïng vaøo vaø ra
baèng nhau ôû moãi bình raát khoù khaên. Söï khoù khaên naøy caøng taêng leân ñoái vôùi heä nhieàu bình.
Thöïc teá thí nghieäm cho thaáy khoâng theå giöõ nguyeân theå tích löu chaát trong moãi bình so vôùi
ban ñaàu trong suoát thôøi gian thí nghieäm (maëc duø heä ñaõ hoaït ñoäng khaù oån ñònh tröôùc khi
cho chaát chæ thò). Trong suoát quaù trình thí nghieäm ta phaûi luoân ñieàu chænh caùc van sao cho
theå tích löu chaát trong moãi bình laø khoâng ñoåi, neân seõ aûnh höôûng ñeán tính oån ñònh cuûa heä
thoáng.
b) Sai soá do thao taùc:
-
Do xaùc ñònh thôøi gian laáy maãu.
-
Do lau chuøi cuvet chöa kó, chöa laøm khoâ cuvet tröôùc moãi laàn ño (vì löu chaát cuõ coøn
dính trong cuvet, thì khi cho löu chaát môùi vaøo seõ aûnh höôûng ñeán keát quaû ño). Sai soá
naøy cuõng do ñieàu kieän thí nghieäm, khoâng coù duïng cuï ñeå laøm khoâ cuvet, hoaëc coù
nhieàu cuvet khaùc nhau ñeå thay theá.
-
Do trong quaù trình thí nghieäm, löu löôïng doøng trong caùc bình ta ñieàu chænh khoâng
ñöôïc oån ñònh.
c) Sai soá do söï baát oån ñònh cuûa thieát bò vaø quaù trình: (ñaõ baøn luaän ôû treân)
d) Sai soá ñoái vôùi thôøi ñieåm ban ñaàu vaø daïng cuûa tín hieäu xung:
Ta khoâng theå xaùc laäp ñöôïc daïng thöùc ñuùng cuûa haøm ñoäng löôïng DIRAC do khoâng theå
khoáng cheá thôøi gian cho chaát chæ thò baèng 0 (thöïc teá thí nghieäm cho chaát chæ thò baèng pipet
maát khoaûng 5s), thôøi gian naøy laø khaù lôùn vaø do ñoù gaây neân khaùc bieät giöõa ñöôøng cong thöïc
nghieäm vaø lyù thuyeát (ñöôïc xaây döïng töø haøm ñoäng löôïng DIRAC).
7. PHUÏ LUÏC :
Caùc giaù trò tính toaùn cho heä 1 bình:
Thöïc teá:
Ñoä haáp thu cöïc ñaïi: Do = 0,009
D t
t
i
i
Thôøi gian löu trung bình:
D
i
t
Thôøi gian thu goïn:
t
D
Do
Ñoä ño söï phaân boá thôøi gian löu: E =
Lyù thuyeát:
Löu löôïng nöôùc chaûy vaøo bình khuaáy: v = 0,6 (lít/ phuùt) = 0,6.10-3 (m3/ phuùt)
Trang 14
Thí nghieäm Quaù trình – Thieát bò
Thôøi gian löu
Theå tích 1 bình khuaáy: V = (/4). 0,142. 0,12 = 0,00185 (m3)
V
Thôøi gian theå tích: = 3,083
v
t
Thôøi gian thu goïn:
Ñoä ño söï phaân boá thôøi gian löu: E = e
Caùc giaù trò tính toaùn cho heä 2 bình:
Thöïc teá:
Ñoä haáp thu cöïc ñaïi: Do = 0,009/2 = 0,0045
D t
t
i
i
Thôøi gian löu trung bình:
D
i
t
Thôøi gian thu goïn:
t
D
Do
Ñoä ño söï phaân boá thôøi gian löu: E =
Lyù thuyeát:
Löu löôïng nöôùc chaûy vaøo bình khuaáy: v = 0,6 (lít/ phuùt) = 0,6.10-3 (m3/ phuùt)
Theå tích 1 bình khuaáy: V = 2. (/4). 0,142. 0,12 = 0,00369(m3)
V
Thôøi gian theå tích: = 6,1544
v
t
Thôøi gian thu goïn:
N(N)N1
(N 1)!
Ñoä ño söï phaân boá thôøi gian löu: E =
eN 2.(2)e2.
Caùc giaù trò tính toaùn cho heä 3 bình:
Thöïc teá:
Ñoä haáp thu cöïc ñaïi: Do = 0,009/3 = 0,003
D t
t
i
i
Thôøi gian löu trung bình:
D
i
t
Thôøi gian thu goïn:
t
D
Do
Ñoä ño söï phaân boá thôøi gian löu: E =
Lyù thuyeát:
Löu löôïng nöôùc chaûy vaøo bình khuaáy: v = 0,6 (lít/ phuùt) = 0,6.10-3 (m3/ phuùt)
Theå tích 1 bình khuaáy: V = 3. (/4). 0,142. 0,12 = 0,00554 (m3)
V
Thôøi gian theå tích: = 9.233
v
t
Thôøi gian thu goïn:
Trang 15
Thí nghieäm Quaù trình – Thieát bò
Ñoä ño söï phaân boá thôøi gian löu: E =
8. TAØI LIEÄU THAM KHAÛO :
Thôøi gian löu
N(N)N1
(N 1)!
3(3)2
eN
e3
2
[1]. Vuõ Baù Minh, “Quaù trình vaø Thieát bò trong Coâng Ngheä Hoùa Hoïc & Thöïc phaåm – Taäp 4:
Kyõ thuaät phaûn öùng”, Nhaø xuaát baûn Ñaïi hoïc Quoác gia TpHCM, 2004, 380tr.
[2]. Levenspiel Octave, “Chemical reaction Engineering”, John Willey and Sons,
Bookcomp, New York, 1999
Trang 16
16 trang
17760
Free
Bạn đang xem tài liệu "Báo cáo Thí nghiệm Quá trình thiết bị - Thời gian lưu", 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_thoi_gian_luu.docx
Thời gian lưu.xlsx
