Thí nghiệm Quá trình thiết bị - Sấy
I. TRÍCH YEÁU :
1. Muïc ñích thí nghieäm:
Khaûo saùt quaù trình saáy ñoái löu baèng thöïc nghieäm, ñeå:
Xaây ñöïng ñöôøng cong saáy vaø ñöôøng cong toác ñoä saáy.
Xaùc ñònh caùc thoâng soá saáy: toác ñoä saáy ñaúng toác, ñoä aåm tôùi haïn, ñoä aåm caân baèng, thôøi
gian saáy ñaúng toác vaø giaûm toác.
-
-
-
Ñaùnh giaù sai soá cuûa quaù trình saáy.
2. Phöông phaùp thí nghieäm:
-
-
Tieán haønh saáy giaáy loïc ôû 3 cheá ñoä nhieät ñoä cuûa caloriphe: 500C, 600C, 700C.
Ñaët giaáy loïc vaøo buoàng saáy, ghi nhaän giaù trò nhaän khoái löôïng cuûa vaät lieäu sau khi laøm
aåm (G1).
-
-
Sau moät khoaûng thôøi gian, ghi nhaän giaù trò khoái löôïng vaø hai giaù trò nhieät ñoä baàu khoâ –
baàu öôùt; tieáp tuïc saáy ñeán khi giaù trò khoái löôïng vaät lieäu khoâng ñoåi trong voøng 15 phuùt
thì döøng cheá ñoä thí nghieäm naøy vaø chuyeån sang cheá ñoä thí nghieäm khaùc.
Khoaûng thôøi gian ghi giaù trò töông öùng vôùi cheá ñoä saáy laø : 500 C : sau 5 phuùt; 600C : sau
3 phuùt; 700C : sau 2 phuùt.
3. Ket qua thí nghiem
Cheá ñoä saáy
Uth
U*
U2
N
K
τ1
τ2
50
60
70
14.29
71.43
85.71
0
0
0
3
3
3
342.86 0.06998 23.993
571.43 0.014 7.99986
857.14 0.01167 10.0005
0.75
0.35
0.23
0.25
0.3
0.24
II. LY THUYET THÍ NGHIEM
1. Ñònh nghóa:
Saáy ñoái löu laø quaù trình taùch aåm ra khoûi vaät lieäu baèng caùch caáp nhieät cho aåm bay hôi.
Trong ñoù, caû hai quaù trình truyeàn nhieät vaø truyeàn aåm ñeàu ñöôïc thöïc hieän baèng phöông phaùp
ñoái löu.
2. Ñaëc tröng cuûa quaù trình saáy:
Quaù trình saáy dieãn ra raát phöùc taïp, ñaëc tröng cho tính khoâng thuaän nghòch vaø khoâng oån
ñònh. Noù dieãn ra ñoàng thôøi 4 quaù trình:
-
-
-
-
Truyeàn nhieät cho vaät lieäu.
Daãn aåm trong loøng vaät lieäu.
Chuyeån pha.
Taùch aåm vaøo moâi tröôøng xung quanh.
3. Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán quaù trình saáy:
-
-
Baûn chaát cuûa vaät lieäu saáy: caáu truùc, thaønh phaàn hoaù hoïc, ñaëc tính lieân keát aåm…
Hình daïng vaät lieäu saáy: kích thöôùc maãu saáy, beà maët lôùp vaät lieäu. Dieän tích beà maët
rieâng cuûa vaät lieäu caøng lôùn thì toác ñoä saáy caøng nhanh.
-
-
-
Ñoä aåm ñaàu, ñoä aåm cuoái vaø ñoä aåm tôùi haïn cuûa vaät lieäu.
Ñoä aåm, nhieät ñoä vaø toác ñoä cuûa khoâng khí.
Cheânh leäch giöõa nhieät ñoä ñaàu vaø nhieät ñoä cuoái cuûa khoâng khí saáy, nhieät ñoä cuoái cao
thì nhieät ñoä trung bình cuûa khoâng khí caøng cao, do ñoù toác ñoä saáy cuõng taêng. Nhöng
nhieät ñoä cuoái khoâng neân quaù cao vì khoâng söû duïng trieät ñeå nhieät.
Caáu taïo thieát bò saáy, phöông thöùc vaø cheá ñoä saáy.
-
4. Taùc nhaân saáy:
-
Taùc nhaân saáy laø nhöõng chaát duøng ñeå gia nhieät cho vaät lieäu saáy, nhaèm taùch nöôùc vaø hôi
nöôùc ra khoûi vaät lieäu saáy.
-
Caùc loaïi taùc nhaân saáy:
+ Khoâng khí noùng: laø loaïi moâi chaát phoå bieán, reû tieàn thöôøng duøng laøm taùc nhaân saáy.
+ Khoùi loø: coù theå duøng than, cuûi, traáu, daàu, khí… ñeå taïo khoùi loø.
+ Hôi quaù nhieät.
-
Trong baøi naøy söû duïng khoâng khí noùng laøm taùc nhaân saáy. Vì:
+ Caàn ñoä saïch.
+ Reû.
+ Ñaùp öùng ñöôïc caùc yeâu caàu cuûa taùc nhaân saáy: ít taùc duïng vôùi vaät lieäu saáy…
+ Löôïng aåm ít.
5. Ñoäng löïc cuûa quaù trình saáy:
• Laø cheânh leäch giöõa aùp suaát hôi cuûa nöôùc (aåm) treân beà maët vaät lieäu (Pm) vaø aùp suaát rieâng
phaàn cuûa hôi nöôùc trong khoâng khí aåm (Ph) :
- Neáu Pm > Ph : vaät nhaû aåm Quaù trình saáy.
- Neáu Pm < Ph : vaät huùt aåm Laøm aåm vaät lieäu.
- Neáu Pm = Ph : coù caân baèng ñoäng giöõa huùt vaø nhaû aåm.
• Trong thöïc teá ta xaây döïng ñöôøng caân baèng pha döôùi daïng * = f(u) :
- Neáu > * : vaät huùt aåm Laøm aåm vaät lieäu.
- Neáu < * : vaät nhaû aåm Quaù trình saáy.
- Neáu = * : coù caân baèng ñoäng giöõa huùt vaø nhaû aåm.
• Caùc caùch bieåu dieãn ñoäng löïc quaù trình saáy:
- Duøng theá saáy: = tk - tö
- Duøng
- Duøng P
- Duøng (t - )
- Duøng x
6. Xaùc ñònh toác ñoä saáy theo caân baèng nhieät cuûa quaù trình saáy:
Löôïng nhieät do doøng taùc nhaân saáy cung caáp trong khoaûng thôøi gian d:
dQ = F(t-)d
ñöôïc tieâu hao ñeå:
(1)
-
-
Ñun noùng vaät lieäu: (GoCo+GaCa)d
Bay hôi aåm vaø quaù nhieät hôi: [r + Ch(t-th)dGa
(2)
(3)
Trong ñoù:
•
•
•
•
•
- heä soá caáp nhieät töø taùc nhaân saáy vaøo vaät lieäu saáy, W/m2.ñoä
F – beà maët vaät lieäu, m2
t, , th - nhieät ñoä cuûa taùc nhaân saáy, vaät lieäu vaø hôi aåm baõo hoøa, ñoä
GoCo - khoái löôïng vaø nhieät dung rieâng cuûa vaät lieäu saáy, kg & J/kg.ñoä
GaCa - khoái löôïng vaø nhieät dung rieâng cuûa aåm, kg & J/kg.ñoä
•
•
r - aån nhieät hoùa hôi cuûa aåm, J/kg
Ch - nhieät dung rieâng cuûa hôi aåm, J/kg.ñoä
Löôïng aåm boác hôi trong thôøi gian d:
dGa = d(GoU) = GoDu
Vôùi:
(4)
•
U: haøm aåm hay ñoä aåm cuûa vaät lieäu – tính theo vaät lieäu khoâ, kg aåm/kg vaät lieäu khoâ.
Töø (1), (2), (3) vaø (4), thieát laäp caân baèng nhieät:
F(t - )d = (GoCo+GaCa)d + Go[r + Ch(t - th)dU
(5)
(6)
Töø (5) ruùt ra:
d
d
F
t
GoCo GaCa
dU
d
Go
r Ch
t th)
dU
d
Ñaây laø bieåu thöùc tính toác ñoä saáy
theo caân baèng nhieät.
7. Phöông trình cô baûn cuûa ñoäng hoïc quaù trình saáy:
Theo phöông trình truyeàn aåm töø vaät lieäu vaøo taùc nhaân saáy:
dGa = kpF(pm – p)d
(7)
Vôùi:
•
kp - heä soá truyeàn aåm trong pha khí, kg/m2.h.p = 1 (1at hay 1mmHg...)
pm, p - aùp suaát cuûa hôi aåm treân beà maët vaät lieäu vaø trong pha khí, mmHg (hay at)
Thay Ga = GoU vaøo (7) vaø bieán ñoåi, ta coù:
kpF
Go
dU
d
(pm p)
(8)
Khi hôi aåm khoâng bò quaù nhieät (töùc t = th) thì bieåu thöùc (5) ñöôïc bieán ñoåi thaønh:
Ga
Go
d
d
dU dQ
d Fd
Co Co
Go
rGo
F qF
(9)
Vôùi q laø cöôøng ñoä doøng nhieät hay maät ñoä doøng nhieät.
Ga
Go
Go
Vo
Vo
F
U
;
o
;
Co + CaU = C
vaø
Ro
Vôùi:
•
•
•
•
o - khoái löôïng rieâng cuûa vaät lieäu khoâ, kg/m3
Vo - theå tích vaät khoâ, m3
C - nhieät dung rieâng cuûa vaät lieäu aåm, J/kg.ñoä
Ro -baùn kính qui ñoåi cuûa vaät lieäu, m
Khi ñoù, neáu boû qua nhieät laøm quaù nhieät hôi aåm, ta coù:
dU
d
d
d
C d
dU
d
q oRo r
CoRo
1
oRo r
r dU
(10)
dU
d
1 Rb oRo r
C d
r dU
Vôùi Rb 1
: Chuaån soá Rebinde ñaëc tröng cho ñoäng hoïc cuûa quaù trình saáy.
Bieåu thöùc (10) laø phöông trình cô baûn cuûa ñoäng hoïc veà saáy, noù cho bieát söï bieán ñoåi aåm cuûa
vaät lieäu theo thôøi gian. Ta coù theå nhaän ñöôïc bieåu thöùc (10) khi giaûi heä phöông trình vi phaân
moâ taû truyeàn nhieät - truyeàn aåm trong vaät lieäu. Nhöng noùi chung heä phöông trình naøy khoâng
giaûi ñöôïc baèng phöông phaùp giaûi tích.
8. Löôïng nhieät caáp cho vaät lieäu trong giai ñoaïn saáy giaûm toác (q2):
Maët khaùc ta thaáy raèng trong giai ñoaïn saáy giaûm toác, ñöôøng cong toác ñoä saáy coù daïng
ñöôøng thaúng, neân toác ñoä saáy trong giai ñoaïn naøy ñöôïc bieåu dieãn:
dU
d
K
U U*
(11)
Vôùi:
•
K - Heä soá tyû leä, goïi laø heä soá saáy. Noù phuï thuoäc vaøo toác ñoä saáy vaø tính chaát cuûa vaät lieäu
aåm, 1/s
K: chính laø heä soá goùc cuûa ñöôøng cong toác ñoä saáy ôû giai ñoaïn giaûm toác, neân:
N
K
N
(12)
Uth U*
Vôùi:
1
•
: heä soá saáy tuyeät ñoái, phuï thuoäc vaøo tính chaát vaät lieäu aåm.
Uth U*
•
•
•
Uth - ñoä aåm tôùi haïn.
U* - ñoä aåm caân baèng.
N - toác ñoä saáy ñaúng toác, kg aåm/(kg vaät lieäu khoâ.s)
Tích phaân phöông trình (11) ta nhaän ñöôïc:
U U*
exp
N
(13)
(14)
Uth U*
Hay logarit hoùa (13), ta coù:
lg lg
U U* Uth U*
1
2.3
N
Nhö vaäy neáu bieát ñöôïc heä soá saáy K, coù theå xaùc ñònh ñöôïc thôøi gian caàn thieát ñeå thöïc hieän
giai ñoaïn saáy giaûm toác.
Heä soá saáy töông ñoái ñöôïc xaùc ñònh baèng thöïc nghieäm vaø coù theå tính gaàn ñuùng nhö sau:
1.8
(15)
Uo
Vôùi U0 - ñoä aåm ban ñaàu cuûa vaät lieäu.
Töø ñoù, ta coù:
U0
1.8
1
Uth U*
U*
(16)
Thay (12) vaø (15) vaøo phöông trình (11), ta ñöôïc:
*
dU
d
U U
U0
1.8N
(17)
(18)
Thay (17) vaøo (10), ta ñöôïc:
q2 0R0 r 1 Rb .1.8N
*
U U
U0
9. Löôïng nhieät caáp cho vaät lieäu trong giai ñoaïn saáy ñaúng toác (q1):
Trong giai ñoaïn saáy ñaúng toác, toaøn boä löôïng nhieät cung caáp töø doøng taùc nhaân baèng löôïng
nhieät boác hôi aåm vaø nhieät ñoä vaät lieäu khoâng ñoåi neân:
dU
d
q1 0R0 r
0R0 rN
(19)
10. Cöôøng ñoä trao ñoåi nhieät:
U U*
U0
q2
q1
q(x)
1.8
1 Rb
(20)
Nhö vaäy,theo bieåu thöùc (20), khi bieát chuaån soá Rb seõ tính ñöôïc cöôøng ñoä trao ñoåi nhieät
theo ñoä aåm cuûa vaät lieäu.
11. Ñöôøng cong saáy vaø ñöôøng cong toác ñoä saáy:
Ñöôøng cong saáy:
Laø ñuôøng cong bieåu dieãn söï thay ñoåi cuûa ñoä aåm vaät lieäu (U) theo thôøi gian saáy ():
U = f()
(21)
Daïng cuûa ñöôøng cong saáy:
-
-
Phuï thuoäc vaøo nhieàu yeáu toá nhö: lieân keát giöõa aåm vaø vaät lieäu, hình daùng, kích thöôùc,
caáu truùc vaät lieäu, phöông phaùp vaø cheá ñoä saáy.
Ñöôøng cong saáy laø haøm cuûa quaù trình saáy, vì vaäy tuy cheá ñoä vaø phöông phaùp saáy khaùc
nhau nhöng ñöôøng cong saáy vaãn coù daïng töông töï nhau (xem hình 1).
Ñöôøng cong toác ñoä saáy:
Laø ñöôøng cong bieåu dieãn moái quan heä giöõa toác ñoä saáy vaø ñoä aåm (haøm aåm) cuûa vaät lieäu
saáy:
dU
d
g(U)
(22)
Töø bieåu thöùc (22), (23) roõ raøng ñöôøng cong toác ñoä saáy laø laø ñaïo haøm cuûa ñöôøng cong saáy
(xem hình 2).
u t
N
A
uo
t2
B
D
2
No
C
B
4
2
5
1
B
C
tö
to
C
1
u*
D
3
A
D
A
u*
uth
uo
u
Hình 1: Ñöôøng cong saáy
Hình 2: Ñöôøng cong toác ñoä saáy
AB – Ñun noùng vaät lieäu
AB – Ñun noùng vaät lieäu
BC – Saáy ñaúng toác
CD – Saáy giaûm toác
1 – Vaät lieäu daïng baûn moûng, xoáp: Giaáy,
bìa…
BC – Saáy ñaúng toác
CD – Saáy giaûm toác
1 – Ñöôøng cong saáy
2 – Ñöôøng nhieät ñoä cuûa vaät lieäu
2 – Vaät lieäu keo
3 – Vaät lieäu xoáp
4 – Vaät lieäu keo xoáp: coù ñieåm uoán (thay
ñoåi cô cheá vaän chuyeån aåm)
5 – Vaät lieäu coù ñieåm gaõy khuùc (ñieåm tôùi
haïn thöù hai)
12. Caùc giai ñoaïn cuûa quaù trình saáy:
a. AB – giai ñoaïn ñun noùng vaät lieäu :
- Toaøn boä nhieät cung caáp ñeå ñun noùng vaät lieäu, aåm boác hôi khoâng ñaùng keå.
- Nhieät ñoä vaät lieäu taêng nhanh töø 1 = to ñeán nhieät ñoä baàu öôùt tö cuûa taùc nhaân saáy.
- Ñoä aåm thay ñoåi khoâng nhieàu.
- Toác ñoä saáy taêng nhanh töø 0 ñeán cöïc ñaïi.
- Thôøi gian ngaén khoâng ñaùng keå.
Thöôøng giai ñoaïn naøy ñöôïc boû qua khi tính toaùn.
b. BC – giai ñoaïn saáy ñaúng toác :
-
-
-
-
-
Nhieät cung caáp ñeå boác hôi aåm töï do ôû beà maët vaät lieäu.
Nhieät ñoä cuûa vaät lieäu baèng tö khoâng ñoåi.
Ñoä aåm cuûa vaät lieäu giaûm nhanh.
Toác ñoä saáy khoâng ñoåi.
Trong giai ñoaïn naøy toác ñoä khueách taùn aåm töø trong loøng vaät lieäu ra beà maët lôùn hôn toác ñoä
boác hôi töø beà maët, treân beà maët luoân baõo hoøa aåm.
Thôøi gian saáy trong gian ñoaïn naøy ( thôøi gian saáy ñaúng toác - 1 ) ñöôïc xaùc ñònh töø:
dU
d
N1 const
(23)
Neân tích phaân (23) leân ta coù:
U0 Uth
1
(24)
N1
Vôùi Uth : laø ñoä aåm tôùi haïn, ñoä aåm cuoái giai ñoaïn saáy ñaúng toác.
c. CD – giai ñoaïn saáy giaûm toác :
-
-
-
Nhieät ñoä cuûa vaät lieäu taêng daàn töø tö leân t2 cuûa taùc nhaân.
Ñoä aåm giaûm chaäm ñeán ñoä aåm caân baèng u*.
Toác ñoä saáy giaûm daàn töø toác ñoä ñaúng toác No xuoáng 0, tuøy theo caáu truùc vaät lieäu maø coù bieân
daïng khaùc nhau.
- Toác ñoä khueách taùn trong chaäm hôn toác ñoä boác hôi ôû beà maët, neân toác ñoä chaäm daàn vaø coù
hieän töôïng co beà maët boác hôi.
Luùc naøy, trong vaät lieäu xuaát hieän 3 vuøng aåm: aåm, boác hôi vaø khoâ.
Trong giai ñoaïn naøy, neáu ñöôøng cong toác ñoä saáy coù daïng ñöôøng thaúng ( hoaëc qui ñoåi
sang ñöôøng thaúng; N2 = ax+b) thì ta coù theå tích phaân ñeå tính thôøi gian saáy giai ñoaïn saáy giaûm
toác naøy (2 ):
Uth U* Uth U*
2
ln
(25)
U2 U*
N1
Vôùi U* : ñoä aåm caân baèng, ñoä aåm keát thuùc giai ñoaïn saáy giaûm toác.
13. Thôøi gian saáy vaät lieäu:
Thôøi gian saáy vaät lieäu ñöôïc tính baèng toång thôøi gian cuûa 3 giai ñoaïn saáy: ñoát noùng vaät lieäu
0 , saáy daúng toác (1 ) vaø saáy giaûm toác ( 2 ); coù theå boû qua giai ñoaïn ñoát noùng vaät lieäu, vì giai
ñoaïn naøy xaûy ra raát nhanh. Bieåu thöùc tính thôøi gian nhö sau:
U0 Uth
Uth U *
U2 U *
2.3
1 2
*(Uth U * )*lg(
)
(26)
N
N
Vôùi U2 : ñoä aåm cuûa vaät lieäu cuoái quaù trình saáy, töông öùng vôùi2 ; U2 > U* vaø thöôøng ñöôïc
laáy: U2 =U* +2 ÷ 3 (%).
III. DUÏNG CUÏ – THIEÁT BÒ-PHÖÔNG PHAÙP THÍ NGHIEÄM:
1. Duïng cuï – thieát bò:
Heä thoáng thieát bò saáy ñöôïc trang bò:
-
-
Caloriphe: goàm hai chuøm ñieän trôû khoâ, coù coâng suaát 10KW vaø ñöôïc oån ñònh nhieät ñoä
nhôø boä ñieàu nhieät töï ngaét.
Quaït huùt: coù toác ñoä 0,85 m/s, ñeå huùt khoâng khí (taùc nhaân saáy) vaø thoåi qua caloriphe
ñeå naâng nhieät ñoä doøng taùc nhaân leân nhieät ñoä caàn thieát.
-
-
-
Heä thoáng caân: xaùc ñònh löôïng aåm taùch ra töø vaät lieäu saáy.
Hai cöûa gioù: coù van laù, ñeå thay ñoåi löôïng taùc nhaân.
Heä thoáng ño nhieät ñoä: goàm hai ñaàu doø nhieät ñoä baàu khoâ – baàu öôùt ñöôïc ñaët trong
buoàng saáy – beân traùi giaøn löôùi ñaët vaät lieäu saáy vaø ñoàng hoà cô ño nhieät ñoä.
Vaät lieäu saáy: goàm 2 saáp giaáy loïc ñaõ ñöôïc gaáp ñoâi.
2. Phöông phaùp thí nghieäm :
a. Quan saùt heä thoáng:
Tröôùc khi tieán haønh thí nghieäm (15 phuùt ñaàu giôø), sinh vieân phaûi quan saùt heä thoáng – ñoái
chieáu vôùi sô ñoà – hình veõ trong Giaùo trình.
Tìm xem vò trí: cöûa khoâng khí vaøo, quaït, caloriphe, boä ñieàu chænh nhieät ñoä, heä thoáng ño
nhieät ñoä baàu öôùt – baàu khoâ, caân, giaøn löôùi ñaët giaáy loïc, ñoàng hoà ño nhieät ñoä vaø cöûa khoâng khí
ra.
Heä thoáng ñieän: tìm caùc caàu dao quaït, caloriphe (nhìn ñöôøng daây daãn), caùc coâng taéc ñieän
treân hoäp ñieàu khieån nhieät ñoä.
b. Chuaån bò thí nghieäm:
Xaùc ñònh khoái löôïng khoâ ban ñaàu cuûa 2 xaáp giaáy loïc:
• Môû cöûa buoàng saáy ra – ñaët caån thaän leân baøn (vì cöûa khaù naëng – nguy hieåm).
• Caùch ñaët giaáy loïc vaøo buoàng saáy: ñaët nheï nhaøng töøng saáp giaáy loïc leân treân löôùi saáy
phía trong buoàng saáy (ñaët caû 3 saáp), khi ñoù kim cuûa caân seõ dao ñoäng – chôø kim heát dao
ñoäng ñoïc giaù trò caân (G0).
Laøm aåm giaáy loïc:
• Laáy khoaûng 2/3 chaäu nöôùc inox.
• Sau khi caân xong, laáy giaáy loïc ra vaø nhuùng nheï nhaøng töøng saáp giaáy (traùnh raùch giaáy)
vaøo chaäu nöôùc – chôø khoaûng 30 giaây cho nöôùc thaám ñeàu giaáy, laáy giaáy loïc leân – phôi
ngoaøi khoângkhí (treân song saét cöûa soå) cho ñeán khi heát nhieãu nöôùc.
• Chuaån bò ñoàng hoà ñeo tay ñeå ño thôøi gian.
Kieåm tra heä thoáng:
•
•
•
Laép laïi cöûa buoàng saáy – vaën chaët caùc con taùn cuûa cöûa.
Môû heát caùc van laù cuûa hai cöûa khí vaøo – ra.
Chaâm ñaày nöôùc vaøo baàu nöôùc (phía sau heä thoáng, khoâng phaûi laø caùc coác nöôùc ñoái
troïng treân caân) ñeå ño nhieät ñoä baàu öôùt.
c. Khôûi ñoäng heä thoáng:
Khôûi ñoäng quaït:
Ñoùng caàu dao cuûa quaït ñeå huùt caùc doøng taùc nhaân vaøo vaø thoåi qua coloriphe gia nhieät doøng
taùc nhaân (tìm caàu dao quaït baèng caùch nhìn ñöôøng daây daãn ñieän vaøo quaït).
Khôûi ñoäng calorife:
•
•
Ñoùng caàu dao cuûa caloriphe ñeå daãn ñieän vaøo hoäp ñieàu khieån (nhìn ñöôøng daây ñieän seõ
tìm ñöôïc caàu dao caloriphe).
Baät coâng taéc cuûa chuøm ñieän trôû thöù hai (HEATER II) ôû vò trí chính giöõa sang ON. ÔÛ
cheá ñoä 70oC thì baät theâm coâng taéc cuûa chuøm ñieän trôû thöù nhaát (HEATER I) ôû phía beân
traùi cuûa coâng taéc ñieän trôû thöù hai.
Caøi ñaët nhieät ñoä cho calorife:
•
Môû naép mica cuûa hoäp caøi ñaët nhieät ñoä (phía treân coâng taéc cuûa chuøm ñieän trôû II) vaø caøi
ñaët nhieät ñoä caàn thieát. Ñoàng hoà ñieän töû treân hoäp caøi ñaët cho bieát nhieät ñoä cuûa
caloriphe.
d. Tieán haønh caùc cheá ñoä thí nghieäm:
Chôø heä thoáng hoaït ñoäng oån ñònh khi:
•
•
Nhieät ñoä cuûa caloriphe ñaït giaù trò caøi ñaët (12oC).
Giaáy loïc phôi khoâng coøn nhieãu nöôùc.
Tieán haønh saáy vaät lieäu ôû cheá ñoä caàn khaûo saùt:
•
•
•
Môû cöûa buoàng saáy ra – ñaët cöûa leân baøn.
Ñaët nheï nhaøng töøng saáp giaáy loïc leân caùc löôùi saáy.
Laép kín cöûa buoàng saáy laïi.
Ño soá lieäu trong moät cheá ñoä thí nghieäm:
Caùc soá lieäu caàn ño: khoái löôïng, nhieät ñoä baàu khoâ – baàu öôùt vaø thôøi gian.
Caùch ñoïc giaù trò ño:
Khoái löôïng (gam): khi ñaët giaáy loïc vaøo buoàng saáy, kim cuûa caân seõ dao ñoäng (caân goàm hai
kim, chæ ñoïc daây kim maûnh – nhoû, khoâng ñoïc kim lôùn), chôø kim heát dao ñoäng, ñoïc soá maø daây
kim truøng (ñoïc soá nhoû – khoâng ñoïc soá lôùn). Neáu daây kim naèm giöõa hai soá thì coäng laïi chia
ñoâi.
Nhieät ñoä (oF): ñoàng hoà cô hieån thò nhieät ñoä ño theo nguyeân taéc cô hoïc: coù taát caû 4 kim (2
kim nhoû beân trong vaø 2 kim lôùn beân ngoaøi), quan taâm hai kim lôùn (kim lôùn beân phaûi chæ nhieät
ñoä baàu khoâ; kim lôùn beân traùi chæ nhieät ñoä baàu öôùt).
Ñaàu nhoïn cuûa caùc kim naøy seõ chæ vaøo caùc voøng troøn coù ghi giaù trò nhieät ñoä (voøng ñaäm coù
giaù trò cuï theå, voøng maûnh khoâng ghi giaù trò – moãi voøng laø hai ñôn vò ñoä). Giaù trò nhieät ñoä taêng
töø trong ra ngoaøi, neáu ñaàu kim naèm giöõa hai voøng maûnh thì laáy giaù trò leû 1 ñoä.
Thôøi gian: ño baèng ñoàng hoà baám giaây.
Trong moät cheá ñoä nhieät ñoä, ñeå ño soá lieäu ñöôïc chính xaùc thì caàn löu yù:
Khi phôi giaáy loïc beân ngoaøi, phaûi chôø heát nhieãu nöôùc roài môùi baét ñaàu cheá ñoä thí nghieäm
ñeå xaùc ñònh ñöôïc G1 chính xaùc.
Löu yù caùch ñaët giaáy loïc leân löôùi saáy: phaûi theo chieàu neáp gaáp giaáy loïc töø traùi sang phaûi,
töùc theo chieàu taùc nhaân vaø ñaët moät caùch phaúng phiu khoâng xeáp goùc. Khoâng ñöôïc ñaët ngöôïc
laïi, vì khi ñoù doøng taùc nhaân thoåi qua seõ bung giaáy loïc (do giaáy loïc ñöôïc gaáp ñoâi) thay ñoåi beà
maët boác hôi daãn ñeán caùc thoâng soá saáy seõ thay ñoåi vaø cuoái cuøng gaây sai soá thí nghieäm.
Chuyeån ñoåi cheá ñoä thí nghieäm:
•
•
•
•
Môû cöûa buoàng saáy, laáy giaáy loïc ra laøm aåm tieáp (laëp laïi nhö ban ñaàu).
Caøi ñaët nhieät ñoä caloriphe ôû giaù trò tieáp theo cho cheá ñoä saáy môùi.
Chôø cho heä thoáng hoaït ñoäng oån ñònh.
Laëp laïi trình töï nhö cheá ñoä ñaàu.
Moät soá löu yù trong quaù trình vaän haønh heä thoáng saáy:
•
Luoân theo doõi söï hoaït ñoäng cuûa boä ñieàu nhieät ñeå xem coù chính xaùc giaù trò nhieät ñoä caøi
ñaët hay khoâng. Tröôøng hôïp ôû cheá ñoä saáy nhieät ñoä cao maø nhieät ñoä caloriphe khoâng ñaït
giaù trò caøi ñaët thì phaûi kheùp bôùt cöûa doøng khí ra (chæ kheùp bôùt khoâng ñöôïc ñoùng kín).
Caùc cöûa khí vaøo – ra phaûi luoân môû khoâng ñöôïc ñoùng.
Chaâm nöôùc lieân tuïc vaøo baàu nöôùc ñeå ño nhieät ñoä baàu öôùt.
Khoâng ñöôïc môû quaït traàn ngay baøi thí nghieäm vì seõ laøm kim caân dao ñoäng (quaït soá 7
treân taùp – loâ ñieän ôû cöûa ra – vaøo phoøng thí nghieäm).
•
•
•
e. Keát thuùc thí nghieäm:
Taét caloriphe:
•
•
•
Taét caùc coâng taéc cuûa caùc chuøm ñieän trôû treân hoäp ñieàu khieån.
Traû veà khoâng cho hoäp caøi ñaët nhieät ñoä.
Keùo caàu dao ñieän cuûa caloriphe.
Taét quaït:
•
•
•
Sau khi taét caloriphe ñöôïc 5 phuùt, môùi keùo caàu dao quaït ñeå cho caloriphe nguoäi.
Môû cöûa buoàng saáy laáy giaáy loïc ra vaø laép cöûa laïi.
Kieåm tra heä thoáng moät laàn nöõa vaø veä sinh khu vöïc baøi thí nghieäm – phoøng thí nghieäm.
IV. TÍNH TOAN KET QUA THÍ NGHIEM
1. So lieu thí nghiem
Bang 1 : So lieu tho
Chế độ sấy 500C
Chế độ sấy 600C
Chế độ sấy 700C
G
tư(0F) tk(0F)
G(g) tư(0F) tk(0F)
G(g) tư(0F) tk(0F)
τ (phút)
τ (phút)
τ (phút)
(g)
125
115
105
95
85
75
70
60
0
5
58
58
58
58
58
58
58
58
58
96
0
3
6
130
115
105
100
90
62
66
68
66
66
68
68
68
68
119
124
124
122
123
124
124
124
124
0
2
4
6
8
10
12
14
16
115
115
105
100
95
80
80
82
82
82
82
82
82
82
136
138
138
138
138
138
138
138
138
110
112
114
114
114
112
114
112
10
15
20
25
30
35
40
9
12
15
18
21
24
80
70
85
75
60
55
65
60
50
45
50
55
60
40
35
35
35
58
58
58
58
112
112
110
110
27
30
33
36
39
45
40
35
35
35
68
66
66
66
66
124
122
124
124
124
18
20
22
24
26
28
50
45
40
35
35
35
82
82
82
82
82
82
138
138
136
136
136
136
Baûng 2. Xöû lyù soá lieäu
Chế độ sấy 600C
Chế độ sấy 500C
Chế độ sấy 700C
G(kg) tư(0C) tk(0C)
G(kg) tư(0C) tk(0C)
G(kg) tư(0C) tk(0C)
τ (h)
τ (h)
τ (h)
0.00 0.115 26.67 57.78
0.03 0.115 26.67 58.89
0.07 0.105 27.78 58.89
0.00 0.125 14.44 35.56
0.08 0.115 14.44 43.33
0.17 0.105 14.44 44.44
0.25 0.095 14.44 45.56
0.33 0.085 14.44 45.56
0.42 0.075 14.44 45.56
0.50 0.070 14.44 44.44
0.58 0.060 14.44 45.56
0.67 0.050 14.44 44.44
0.75 0.040 14.44 44.44
0.83 0.035 14.44 44.44
0.92 0.035 14.44 43.33
1.00 0.035 14.44 43.33
0
0.13 16.67 48.33
0.115 18.89 51.11
0.105 20.00 51.11
0.1 18.89 50.00
0.09 18.89 50.56
0.08 20.00 51.11
0.07 20.00 51.11
0.06 20.00 51.11
0.055 20.00 51.11
0.045 20.00 51.11
0.04 18.89 50.00
0.035 18.89 51.11
0.035 18.89 51.11
0.035 18.89 51.11
0.05
0.1
0.10
0.1 27.78 58.89
0.15
0.2
0.13 0.095 27.78 58.89
0.17 0.085 27.78 58.89
0.20 0.075 27.78 58.89
0.23 0.065 27.78 58.89
0.25
0.3
0.35
0.4
0.27
0.30
0.06 27.78 58.89
0.05 27.78 58.89
0.45
0.5
0.33 0.045 27.78 58.89
0.37 0.04 27.78 57.78
0.40 0.035 27.78 57.78
0.43 0.035 27.78 57.78
0.47 0.035 27.78 57.78
0.55
0.6
0.65
2. Keát quaû tính toaùn
Baûng 3. Keát quaû tính toaùn töø thoâng soá ñaõ xöû lyù
Chế độ sấy 500C
τ (h) G(kg)
tư(0C) tk(0C)
U (%)
∆ U N(%/h)
P(mmHg) Pm(mmHg)
Thế sấy
0.00 0.125 257.14
0.08 0.115 228.57 28.57 342.86 14.44 43.33
0.17 0.105 200.00 28.57 342.86 14.44 44.44
14.44 35.56
3.75
0.3
0.15
12.33
12.33
12.33
21.11
28.89
30.00
0.25 0.095 171.43 28.57 342.86 14.44 45.56
0.33 0.085 142.86 28.57 342.86 14.44 45.56
0.42 0.075 114.29 28.57 342.86 14.44 45.56
0.1
0.1
0.1
0.15
0.1
0.15
0.15
0.15
0.3
12.33
12.33
12.33
12.33
12.33
12.33
12.33
12.33
12.33
12.33
31.11
31.11
31.11
30.00
31.11
30.00
30.00
30.00
28.89
28.89
0.50
0.58
0.67
0.75
0.83 0.035
0.92 0.035
1.00 0.035
0.07 100.00 14.29 171.43 14.44 44.44
0.06
0.05
0.04
71.43 28.57 342.86 14.44 45.56
42.86 28.57 342.86 14.44 44.44
14.29 28.57 342.86 14.44 44.44
0.00 14.29 171.43 14.44 44.44
0.00
0.00
0
0
0
0
14.44 43.33
14.44 43.33
0.3
Chế độ sấy 600C
τ (h) G(kg)
tư(0C) tk(0C)
16.67 48.33
U (%)
∆ U
N(%/h)
P(mmHg) Pm(mmHg)
Thế sấy
0.00
1.00
3.33
1.25
1.05
3.33
3.33
3.33
3.33
3.33
1.25
1.00
1.00
1.00
14.09
15.00
17.25
15.00
15.00
17.25
17.25
17.25
17.25
17.25
15.00
15.00
15.00
15.00
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.13 271.43
0.115 228.57
0.105 200.00
0.1 185.71
0.09 157.14
0.08 128.57
0.07 100.00
31.67
32.22
31.11
31.11
31.67
31.11
31.11
31.11
31.11
31.11
31.11
32.22
32.22
32.22
42.86
28.57
14.29
28.57
28.57
28.57
28.57
14.29
28.57
14.29
14.29
0.00
857.14 18.89 51.11
571.43 20.00 51.11
285.71 18.89 50.00
571.43 18.89 50.56
571.43 20.00 51.11
571.43 20.00 51.11
571.43 20.00 51.11
285.71 20.00 51.11
571.43 20.00 51.11
285.71 18.89 50.00
285.71 18.89 51.11
0.00 18.89 51.11
0.00 18.89 51.11
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
0.06
0.055
0.045
0.04
71.43
57.14
28.57
14.29
0.00
0.55
0.6
0.65
0.035
0.035
0.035
0.00
0.00
0.00
Chế độ sấy 700C
τ (h) G(kg)
0.00 0.115 228.57
0.03 0.115 228.57
0.07 0.105 200.00 28.57 857.14 27.78 58.89
0.10 0.1 185.71 14.29 428.57 27.78 58.89
0.13 0.095 171.43 14.29 428.57 27.78 58.89
0.17 0.085 142.86 28.57 857.14 27.78 58.89
tư(0C) tk(0C)
P(mmHg) Pm(mmHg)
U (%)
∆ U
N(%/h)
Thế sấy
31.11
32.22
31.11
31.11
31.11
31.11
26.67 57.78
26.67 58.89
10.00
8.90
24.50
24.50
28.00
28.00
28.00
28.00
0.00
0.00
15.05
15.05
15.05
15.05
0.20 0.075 114.29 28.57 857.14 27.78 58.89
15.05
15.05
15.05
15.05
15.05
16.25
16.25
16.25
16.25
28.00
28.00
28.00
28.00
28.00
24.50
24.50
24.50
24.50
31.11
31.11
31.11
31.11
31.11
30.00
30.00
30.00
30.00
0.23 0.065 85.71
28.57 857.14 27.78 58.89
14.29 428.57 27.78 58.89
28.57 857.14 27.78 58.89
14.29 428.57 27.78 58.89
14.29 428.57 27.78 57.78
14.29 428.57 27.78 57.78
0.27 0.06
0.30 0.05
71.43
42.86
0.33 0.045 28.57
0.37 0.04
0.40 0.035
0.43 0.035
0.47 0.035
14.29
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
27.78 57.78
27.78 57.78
3. Ñoà thò
a. Ñöôøng cong saáy
Giaûn ñoà ñöôøng cong saáy cheá ñoä saáy 500C
Giaûn ñoà ñöôøng cong saáy cheá ñoä saáy 600C
Giaûn ñoà ñöôøng cong saáy cheá ñoä saáy 700C
b. Ñöôøng cong toác ñoä saáy
Baûng 4. Keát quaû tính toaùn thöïc nghieäm
Cheá ñoä saáy
Uth
U*
U2
N
K
τ1
τ2
50
60
70
14.29
71.43
85.71
0
0
0
3
3
3
342.86 0.06998 23.993
571.43 0.014 7.99986
857.14 0.01167 10.0005
0.75
0.35
0.23
0.25
0.3
0.24
Baûng 5. Tính toaùn lyù thuyeát
Chế độ sấy 500C
U
Uth
P(mmHg) Pm(mmHg)
N
f
K
p
Jm
τ1
τ2
Ntb
257.14
228.57
200.00 142.86
171.43
3.75
0.30
0.15
0.10
0.10
12.33
12.33
12.33
12.33
12.33
223.57
313.46
0.33
0.46
317.37 298.35 0.01 2.09 0.04 0.46 6.86 0.38 1.85
318.67
318.67
0.46
0.46
142.86
Chế độ sấy 600C
U
Uth
P(mmHg) Pm(mmHg)
N
f
K
p
Jm
τ1
τ2
Ntb
271.43
228.57
200.00 150.79
185.71
0.00
1.00
3.33
1.25
1.05
14.09
15.00
17.25
15.00
15.00
367.14
364.79
0.54
0.53
362.71 363.28 0.01 2.41 0.04 0.53 6.86 0.33
358.28
363.49
1.63
0.52
0.53
157.14
Chế độ sấy 700C
U
Uth
P(mmHg) Pm(mmHg)
N
f
K
p
Jm
τ1
τ2
Ntb
228.57
228.57
200.00
185.71
171.43
142.86
10.00
8.90
24.50
24.50
28.00
28.00
28.00
28.00
377.82
406.48
337.43
337.43
337.43
337.43
0.55
0.59
0.49
0.49
0.49
0.49
15.05
15.05
15.05
15.05
126.98
355.67 0.01 2.80 0.04
6.86 0.29 1.33
Baûng 6. Tính toaùn sai soá
Cheá ñoä
saáy
Uth
(%)
N%
14.92
57.30
140.99
K%
τ1%
95.79
5.40
τ2%
-
50
60
70
-90.00
-52.63
-32.50
899.70
111.11
48.16
1048.85
232.06
257.04
86.49
-
81.55
-
81.95
-19.47
V. BAN LUAN
Caâu 1 : Nhaän xeùt vaø giaûi thích daïng ñöôøng cong saáy vaø ñöôøng cong toác ñoä saáy so vôùi daïng lyù
thuyeát.
* Ñöôøng cong saáy:
Ñöôøng cong saáy coù daïng phuø hôïp so vôùi lyù thuyeát, maëc duø neáu veõ moät ñöôøng cong ñi qua
taát caû caùc ñieåm thöïc nghieäm thì seõ coù nhieàu sai leäch so vôùi lyù thuyeát. Ñoù laø bôûi vì khi veõ
ñöôøng cong saáy, ta ñaõ caên cöù vaøo hình daïng cuûa noù theo lyù thuyeát maø veõ ñöôøng thaúng vaø
ñöôøng cong töông ñoái ñi qua caùc ñieåm thöïc nghieäm.
* Ñöôøng cong toác ñoä saáy:
Ñöôøng cong toác ñoä saáy coù daïng phuø hôïp so vôùi lyù thuyeát. Do caùch veõ laáy töø trung bình
∆U/∆τ, coù boû qua moät soá giaù trò quaù sai leäch so vôùi giaù trò xung quanh neân coù theå xaùc ñònh vò
trí Uth khoâng chính xaùc.
Caâu 2 : Nhaän xeùt vaø giaûi thích keát quaû tính toaùn, neâu leân moái quan heä cuûa caùc thoâng soá saáy.
* Ñoä aåm tôùi haïn Uth :
Theo lyù thuyeát (p131, [1]): khi nhieät ñoä taùc nhaân taêng thì ñoä aåm tôùi haïn quy öôùc giaûm.
Nhöng trong baøi thí nghieäm naøy ta thaáy, khi nhieät ñoä taùc nhaân taêng leân 70oC thì Uth laïi taêng.
Ñoù laø do sai soá trong quaù trình veõ ñöôøng cong saáy vaø ñöôøng cong toác ñoä saáy cuõng nhö sai soá
trong quaù trình laøm thí nghieäm.
* Toác ñoä saáy ñaúng toác N :khi nhieät ñoä saáy caøng taêng thì toác ñoä saáy ñaúng toác caøng taêng.
Do nhieät ñoä cao aûnh höôûng vieäc di chuyeån aåm töø trong vaät lieäu ra beà maët vaät lieäu nhanh
hôn.
Tải về để xem bản đầy đủ
23 trang
18560
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Thí nghiệm Quá trình thiết bị - Sấy", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- thi_nghiem_qua_trinh_thiet_bi_say.docx
- BIA BAO CAO THI NGHIEM QTTB N_R_T.docx
so lieu say.xlsx
