THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM

1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHÊ HÓA HỌC
BỘ MÔN MÁY-THIẾT BỊ
-------------
BÁO CÁO THỰC HÀNH
QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ
GVHD : Cao Thanh Nhàn
SVTH :
MSSV :
LỚP : ĐHTP9A
NHÓM : 5
HỌC KỲ : 1 Năm 2015-2016

2
MỤC LỤC
BÀI 1 MẠCH LƯU CHẤT.....................................................................................................................4
1.Mục đích................................................................................................................................................4
2.Cơ sở lý thuyết......................................................................................................................................4
3.CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM........................................................................................5
3.1 Thí nghiệm 1:Xác định tổn thất ma sát của chất lỏng với thành ống trơn.........................5
3.2 Thí nghiệm 2: Xác định trở lực cục bộ........................................................................................6
3.3 Thí nghiệm 3:Đo lưu lượng dựa vào độ chênh áp......................................................................6
4.Số liệu thô..............................................................................................................................................6
5.Xử lý số liệu ..........................................................................................................................................8
6. Đồ Thị.................................................................................................................................................12
7. phụ lục................................................................................................................................................16
BÀI 4 THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT ỐNG CHÙM ............................................................................17
1. Mục đích thí nghiệm:.....................................................................................................................17
2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT.....................................................................................................................18
2.1 Xác định hiệu suất của quá trình truyền nhiệt: .......................................................................18
2.2. Tính toán hệ số truyền nhiệt: ....................................................................................................19
3. Cách tiến hành thí nghiệm:...........................................................................................................21
3.1 Đối với thiết bị truyền nhiệt ống chùm TB1 ........................................................................21
3.2 Đối với thiết bị truyền nhiệt ống chùm TB2 ........................................................................22
4. Kết quả thí nghiệm............................................................................................................................23
4.1 thiết bị 1........................................................................................................................................23
4.2 THIẾT BỊ 2:.................................................................................................................................25
5 . Xử lý số liệu ......................................................................................................................................26
6. Đồ thị ..................................................................................................................................................33
7. Phụ lục................................................................................................................................................35
BÀI 5: QUÁ TRÌNH CÔ ĐẶC ............................................................................................................38
1.Mục đích thí nghiệm..........................................................................................................................38
2.Cơ sở lý thuyết....................................................................................................................................38
2.1.Tính toán về cân bằng vật chất ..................................................................................................38
2.2.Tính toán về cân bằng năng lượng ............................................................................................39
3.Phương pháp tiến hành .....................................................................................................................39
3.1.Chuẩn bị thí nghiệm....................................................................................................................39
3.2.Tiến hành thí nghiệm..................................................................................................................40
4.Kết quả thí nghiệm.............................................................................................................................40

3
4.1.Bảng số liệu đo.............................................................................................................................40
4.2 Cân bằng vật chất........................................................................................................................40
4.3 Cân bằng khối lượng...................................................................................................................41
5.Nhận xét ..............................................................................................................................................41
Bài 6: CHƯNG CẤT.............................................................................................................................41
1.Mục Đích Thí Nghiệm .......................................................................................................................41
2.Cơ Sở Lý Thuyết ................................................................................................................................42
3.Tiến Hành Thí Nghiệm......................................................................................................................44
3.1.Chuẩn bị.......................................................................................................................................44
3.2.Tiến hành thí nghiệm..................................................................................................................44
4.Kết quả thí nghiệm.............................................................................................................................45
5.Nhận Xét .............................................................................................................................................49
6. Phụ lục................................................................................................................................................50
Bài 7 SẤY ĐỐI LƯU.............................................................................................................................51
1. Mục đích thí nghiệm......................................................................................................................51
2. Cơ sở lý thuyết ...............................................................................................................................51
3. Tiến hành thí nghiệm.....................................................................................................................52
4. Kết quả thí nghiệm ........................................................................................................................53
4.1 Số liệu thô................................................................................................................................53
4.2 Xử lý số liệu thô ......................................................................................................................53
4.3 Kết quả từ số liệu thô .............................................................................................................53
4.4 Đồ thị .......................................................................................................................................55
4.5 Kết quả tính toán từ đồ thị ....................................................................................................58
5. Nhận xét..........................................................................................................................................58
6. Phụ lục ............................................................................................................................................59

4
BÀI 1 MẠCH LƯU CHẤT
1.Mục đích
Tìm hiểu về các dạng tổn thất của áp suất gây ra trong ống dẫn khi dòng chất lỏng không nén
được chảy qua các ống,các loại khớp nối,van,thiết bị đo dùng trong mạng ống, so sánh với tổn thất áp
suất được xác định bằng phương trình tổn thất ma sát trong ống.
Xác định trở lực cục bộ của co, van, đột thu, đột mở.
Xác định hệ số lưu lượng của dụng cụ đo ( màng chắn, ventury).
Đo lưu lượng bằng phương pháp chênh lệch áp. Màng chắn và Ventury là hai dụng cụ đo lưu
lượng dựa vào nguyên tắc khi dòng lưu chất qua tiết diện thu hẹp đột ngột thì xuất hiện độ chênh áp
suất trước và sau tiết diện thu hẹp.
2.Cơ sở lý thuyết
Có hai loại trở lực trên đường ống khi dòng chất lỏng choáng đầy ống chuyển động trong ống
dẫn: trở lực ma sát và trở lực cục bộ.
Chế độ chảy tầng với vận tốc nhỏ, khi đó trở lực trong ống dẫn tỉ lệ tuyến tính với vận tốc dòng
chảy trong ống: h ~ w.
Chế độ chảy rối với vận tốc lớn, khi đó trở lực trong ống dẫn tỉ lệ với vận tốc dòng chảy theo
dạng lũy thừa.
Chế độ chảy chuyển tiếp giữa chảy tầng và chảy rối gọi là chảy quá độ.
Công thức tính trở lực ma sát
Hf = f
𝐿 𝑉2
𝐷 2𝑔
Trong đó : f : Hệ số ma sát
L : Chiều dài ống dẫn, m
D : Đường kính ống dẫn, m
V : vận tốc chuyển động dòng lưu chất, m/s
g : gia tốc trọng trường m2/s
- Để xác định chế độ chảy của chất lỏng, ta dựa vào chuẩn số Reynolds.
Re =
V𝜌.Dtd
µ
Hcb = k
𝑣2
2𝑔
Trong đó : V : vận tốc dòng chảy (m/s)
k : Hệ số trở lực cục bộ ,

5
Áp dụng phương trình Bernoloulli ta có mỗi quan hệ giữa lưu lượng và tổn thất áp suất qua
màng chắn, Ventury theo công thức:
Q = C
𝐴2
√1−(
𝐴2
𝐴1
)2
√2𝑔
∆𝑃
𝛾
Trong đó: Q: lưu lượng của dòng chảy, m3/s
C: hệ số hiệu chỉnh, Cm cho màng chắn, Cv cho ventury
A1: tiết diện ống dẫn, m2
A2: tiết diện thu hẹp đột ngột, m2
∆P : chênh lệnh áp suất , Pa
𝛾 : Trọng lượng riêng của lưu chất (nước) ,N/m3
3.CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM
3.1 Thí nghiệm 1:Xác định tổn thất ma sát của chất lỏng với thành ống trơn.
 Ống trơn ∅ 17
Kiểm tra nguồn điện, bật công tắc bơm cho nước chảy vào trong mạng ống.
Mở hoàn toàn van van lưu lượng , mở van 2, đóng các van còn lại trên mạng ống.
Thay đổi độ mở của van lưu lượng năm lần, ứng với từng độ mở của van đo lưu lượng và tổn thất
áp suất trên đường ống trơn ∅ 17.
Ứng với mỗi lưu lượng đọc độ chênh áp, ghi nhận kết quả.
 Ống trơn∅ 21
Mở hoàn toàn van 6 (van lưu lượng), mở van 3, đóng các van còn lại trên mạng ống.
Thay đổi độ mở của van 6bốn lần, ứng với từng độ mở của van đo lưu lượng và tổn thất áp suất
trên đường ống trơn ∅ 21.
 Ống trơn ∅ 27
Mở hoàn toàn van 6 (van lưu lượng), mở van 4, đóng các van còn lại trên mạng ống.
Thay đổi độ mở của van 6bốn lần, ứng với từng độ mở của van đo lưu lượng và tổn thất áp suất
trên đường ống trơn ∅ 27.
 Ống nhám ∅ 27
Mở hoàn toàn van lưu lượng, mở van 5, đóng các van còn lại trên mạng ống.

6
Thay đổi độ mở của van 6 bốn lần, ứng với từng độ mở của van đo lưu lượng và tổn thất áp suất
trên đường ống nhám ∅ 27.
3.2 Thí nghiệm 2: Xác định trở lực cục bộ
 Vị trí đột thu
Mở hoàn toàn van lưu lượng, mở van 2,đóng các van còn lại trên mạng ống
Mở công tắc bơm cho nước chảy vào mạng ống. Thay đổi độ mở của van 6bốn lần ở các độ mở
khác nhau.
 Vị trí đột mở
Mở hoàn toàn van lưu lượng, mở van 2, đóng các van còn lại trên mạng ống
Mở công tắc bơm cho nước chảy vào mạng ống. Thay đổi độ mở của van 6bốn lần ở các độ mở
khác nhau.
 Vị trí đột mở
Mở hoàn toàn van lưu lượng, mở van 5, đóng các van còn lại trên mạng ống.
Mở công tắc bơm cho nước chảy vào mạng ống.
Thay đổi độ mở của van 6 bốn lần ở các độ mở khác nhau.
3.3 Thí nghiệm 3:Đo lưu lượng dựa vào độ chênh áp
 Các bước tiến hành thí nghiệm
Mở hoàn toàn van 6 (van lưu lượng).
Mở hoàn toàn van 2,3,4 trên ống trơn ∅16, ∅21,∅27.
Bật công tắc bơm cho nước chảy vào mạng ống.
Thay đổi độ mở của van 6 bốn lần ở các độ mở khác nhau.
Ứng với mỗi lưu lượng đọc độ chênh áp (2 nhánh áp kế của cả 3 vị trí: màng chắn, ventury và
ống Pito), ghi nhận kết quả.
4.Số liệu thô
 Thí nghiệm 1: Xác định tổn thất ma sát của chất lỏng với thành ống trơn.

7
Đường kính
ống (mm)
Lưu lượng
(l/phút)
Tổn thất áp suất thực tế
(mH2O)
∅17 4 0.27
6 0.337
8 0.482
10 0,621
12 0.834
∅21 4 0.008
6 0.014
8 0,025
10 0,04
12 0,05
∅27 (trơn) 4 0.004
6 0,006
8 0,013
10 0,018
12 0,025
∅27 (nhám) 4 0.075
6 0,02
8 0,036
10 0,042
12 0,093
 Thí nghiệm 2: Xác định trở lực cục bộ
Vị trí Lưu lượng
(l/phút)
(mH2O)
Đột thu ở ống
trơn ∅16
4 0,04
6 0,06
8 0,154
10 0,24
12 0,367
Đột mở ở ống
trơn ∅16,van
mở hoàn toàn
4 0.004
6 0,006
8 0,009
10 0,015
12 0,024
trơn ∅16,van
mở 3/4
4 0.004
6 0,008
8 0,01
10 0,016
12 0,025
trơn ∅16,van
mở 1/2
4 0,005
6 0,014
8 0,016

8
10 0,028
12 0,039
trơn ∅16,van
mở 1/4
4 0,007
6 0,02
8 0,036
10 0,05
12 0,065
 Thí nghiệm 3: Đo lưu lượng dựa vào độ chênh áp
STT Lưu lượng
(l/phút)
(mH2O)
Màng chắn
1 4 0,012
2 6 0,026
3 8 0,058
4 10 0,085
5 12 0,12
Ventury
1 4 0,011
2 6 0,027
3 8 0,05
4 10 0,08
5 12 0,112
Ống Pitot
1 4 0,005
2 6 0,008
3 8 0,018
4 10 0,02
5 12 0,03
5.Xử lý số liệu
 Thí nghiệm 1:
Đường
kính
ống
(mm)
Đường
kính tương
đương của
ống (m)
Lưu
lượng
Q
(l/p)
Vận
tốc
dòng
chảy
(m/s)
Chuẩn số
Re
Hệ số
ma sát
Tổn
thất áp
suất
thực tế
(mH2O)
Tổn thất áp
suất lý thuyết
Hf(mH2O)
∅16 0,003 4 0,8493 2850,812 0,043 0.27 0,090
0,003 6 1,9108 6414,327 0,035 0.337 0,457
0,003 8 3,3970 11403,248 0,031 0.482 1,445
0,003 10 5,3079 17817,575 0,027 0,621 3,528
0,003 12 7,6433 25657,308 0,025 0.834 7,316
∅21 0,003 4 0,8493 2850,812 0,043 0.008 0,090

9
0,003 6 1,9108 6414,327 0,035 0.014 0,457
0,003 8 3,3970 11403,248 0,031 0,025 1,445
0,003 10 5,3079 17817,575 0,027 0,04 3,528
0,003 12 7,6433 25657,308 0,025 0,05 7,316
∅27
(trơn)
0,003 4 0,8493 2850,812 0,043 0.004 0,090
0,003 6 1,9108 6414,327 0,035 0,006 0,457
0,003 8 3,3970 11403,248 0,031 0,013 1,445
0,003 10 5,3079 17817,575 0,027 0,018 3,528
0,003 12 7,6433 25657,308 0,025 0,025 7,316
∅27
(nhám)
0,004
4 0,8493 3801,083 0,040
0.075 0,090
0,004 6 1,9108 8552,436 0,033 0,02 0,457
0,004 8 3,3970 15204,331 0,028 0,036 1,445
0,004 10 5,3079 23756,767 0,025 0,042 3,528
0,004 12 7,6433 34209,744 0,023 0,093 7,316
F =
𝜋𝐷2
4
=
𝜋 0,012
4
= 7,85 x 10-5 (m2), Q =
4.10−3
60
=
4.10−3
60
= 6,67-5(m3/s)
=>Vận tốc dòng chảy: V =
Q
F
=
6,67−5
7,85 .10−5 =0,8493(m/s )
=>Re =
V𝜌.Dtd
µ
=
0,8493 .1000.0.003
8,937 .10−4 = 2853,3
Do hệ số Re < 4000 nên hê số ma sát :
f=
0,3164
Re0,25 =
0,3164
2853 ,30,25 = 0.043
 Hf = f
𝐿𝑉2
2𝑔𝐷
trong đó : L là chiều dài của ống , Lống = 1,2m
Hf =0.043.
1,2 . 0,8493 2
2 . 9,81 . 0,021
=0,09 (mH2O)
 Thí nghiệm 2
Xác định trở lực cục bộ
Vị trí
Đường
kính ống
(m)
Lưu
lượng
(l/p)
Tổn thất áp
suất thực tế
(mH2O)
Vận tốc
dòng chảy
(m3/s)
Áp suất
động
Pđ
(mH2O)
Hệ số trở
lực cục bộ k
Đột thu ở
ống trơn
∅16
0,01 4 0,04 0,85 0,03 1,09
0,01 6 0,06 1,27 0,08 0,72
0,01 8 0,154 1,7 0,15 1,05
0,01 10 0,24 2,12 0,3 1,04
0,01 12 0,367 2,55 0,33 1,11
Đột mở ở
ống trơn
∅16,mở van
hoàn toàn
0,021 4 0,004 0,19 0,001 4
0,021 6 0,006 0,29 0,004 1,5
0,021 8 0,009 0,39 0,007 1,28
0,021 10 0,015 0,48 0,012 1,25
0,021 12 0,024 0,58 0,017 1,41
Đột mở ở 0,021 4 0.004 0,19 0,001 4

10
ống trơn
∅16,mở van
3/4
0,021 6 0,008 0,29 0,004 2
0,021 8 0,01 0,39 0,007 1,42
0,021 10 0,016 0,48 0,012 1,33
0,021 12 0,025 0,58 0,017 1,47
Đột mở ở
ống trơn
∅16,mở van
1/2
0,021 4 0,005 0,19 0,001 5
0,021 6 0,014 0,29 0,004 3,5
0,021 8 0,016 0,39 0,007 2,28
0,021 10 0,028 0,48 0,012 2,33
0,021 12 0,039 0,58 0,017 2,29
Đột mở ở
ống trơn
∅16,mở van
1/4
0,021 4 0,007 0,19 0,001 7
0,021 6 0,02 0,29 0,004 5
0,021 8 0,036 0,39 0,007 5,14
0,021 10 0,05 0,48 0,012 4,17
0,021 12 0,065 0,58 0,017 3,82
F =
𝜋𝐷2
4
=
𝜋 0.012
4
= 7,85 x 10-5 (m2), Q =
𝑄.10−3
60
=
4.10−3
60
= 6,67.10-5(m3/s)
Vận tốc dòng chảy: V =
Q
F
=
10−4
7,85 .10−5 = 1,274 (m/s )
Pđ =
V2
2.g
=
1,2742
2.9,81
= 0,083 (mH2O)
k =
∆ptt
Pđ
=
0,092
0,083
=1,108
 Thí nghiệm 3:
Đo lưu lượng dựa vào độ chênh áp
STT Lưu lượng Q
(l/p)
Đường
kính ống
(m)
Tổn thất áp suất
thực tế ( Pa )
Hệ số k
x 10-5
Hệ số Cm, Cv
Màng chắn
1 4 0,016 117,72 1,1043 0,56
2 6 0,016 255,06 1,1043 0,57
3 8 0,016 568,98 1,1043 0,51
4 10 0,016 833,85 1,1043 0,52
5 12 0,016 1177,2 1,1043 0,53
Ventury
1 4 0,016 107,91 1,1043 0,58
2 6 0,016 264,87 1,1043 0,56
3 8 0,016 490.5 1,1043 0,55
4 10 0,016 784.8 1,1043 0,54
5 12 0,016 1098,72 1,1043 0,55
Đổi đơn vị : : 1mH2O = 9810 Pa
A1 =
𝜋 (21 . 10 −3
)2
4
= 3,46 . 10-4 m2(Đường kính ống dẫn 0.021m)
A2 =
𝜋 (16 .10 −3
)2
4
= 2,01 . 10-4 m2
Hệ số k : k =
𝐴2
√1−(
𝐴2
𝐴1
)2
√
2𝑔
𝛾
=
2,01 . 10−4
√1−(
2,01 . 10−4
3,46 . 10−4)2
√
2 . 9,81
9810
= 1,1043 . 10-5
Với : 𝛾 H2O = 9810 N/m3 , g = 9,81 m/s2
C =
Q thuc te(𝐦𝟑/𝐬)
𝑘√∆𝑃 𝑚
=
6,67 .10−5
1,1043 .10 −5
√117 ,72
= 0,56

11
Xác định lưu lượng dòng chảy qua ống bằng màng chắn, Ventury.
STT Đường
kính ống
(m)
Vận tốc dòng
chảy ( m/s)
∆𝐏 lý thuyết
(Pa)
Lưu lượng
Q lý thuyết
(m3/s)
x 10-4
Lưu lượng Q
thực tế
(m3/s)
x 10-4
Màng chắn
1 0,016 0,33 54,45 33,67 0,67
2 0,016 0,5 125 78,68 1
3 0,016 0,66 217,8 122,66 1,33
4 0,016 0,82 336,2 193,06 1,67
5 0,016 0,99 490,05 286,82 2
Ventury
1 0,016 0,33 54,45 34,87 0,67
2 0,016 0,5 125 77,3 1
3 0,016 0,66 217,8 132,28 1,33
4 0,016 0,82 336,2 200,4 1,67
5 0,016 0,99 490,05 297,64 2
F =
𝜋 .0,0162
4
= 2,01 . 10-4 m2
V =
Qthực tế
F (tiết diện ống màng chắn,ventury )
=
6,67.10−5
2,01 .10−4 = 0,33 (m/s)
∆Plt =
V2
2.g
=
0,332
2 . 9,81
= 0,06mH2O= 54,45Pa (1 mH2O = 9810 Pa)
Qlt = C. K. ∆𝑃𝑙𝑡= 0,56 . (1,1043 . 10-4) . 54,45 = 33,67.10-4m3/s
Xác định lưu lượng dòng chảy qua ống bằng ống Pitot
STT Đường kính
ống pitot (m)
∆𝐏 thực tế
(Pa)
Vận tốc dòng
chảy
(m/s)
Lưu lượng lý
thuyết
(m3/s)
x 10-4
Lưu lượng thực
tế
(m3/s)
x 10-4
1 0,025 49.05 0,313 1,53 0,67
2 0,025 78.48 0,39 1,91 1
3 0,025 176,58 0,59 2,89 1,33
4 0,025 196,2 0,62 3,04 1,67
5 0,025 294,3 0,77 3,78 2
V = √
2 ∆𝑃𝑡𝑡
𝜌
= √
2 . 49,05
1000
= 0.313 m/s (𝜌H2O = 1000 kg/m3)
Fpitot =
𝜋 (0,025 )2
4
= 4,906.10-4 m2

12
Qlt = VFpitot= 0,313 . 4,906 . 10-4 = 1,53 . 10-4 m3/s
6. Đồ Thị
Đồ thị 1:
Mỗi quan hệ giữa tổn thất lý thuyết (mH2O) với vận tốc dòng chảy (m/s)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0.8493 1.9108 3.397 5.3079 7.6433
tổnthấtápsuất(Pa)
vận tốc (m/s)
∅16
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0.8493 1.9108 3.397 5.3079 7.6433
vận tốc (m/s)
∅21

13
Đồ thị 2:
 Mỗi quan hệ giữa tổn thất đột mở van 5
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0.8493 1.9108 3.397 5.3079 7.6433
vận tốc (m/s)
∅27 trơn
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 2 4 6 8 10
vận tốc (m/s)
∅27 nhám

14
 Mối quan hệ giữa trở lực cục bộ và độ mở van
 Hệ số trở lực cục bộ theo lưu lượng
0
1
2
3
4
5
6
7
8
4 6 8 10 12
Tổnthấtápsuấtthựctế(mH2O)
lưu lượng (l/p)
mơ hết
mở 3/4
mở 1/2
mở 1/4
0
1
2
3
4
5
6
7
8
4 6 8 10 12
Hệsốtrởlựccụcbộk
Lưu lượng (l/p)
mơ hết
mở 3/4
mở 1/2
mở 1/4

15
Đồ thị 3
Lưu lượng thực tế và lưu lượng tính toán theo độ chênh lệch áp suất :
* màng chắn
*ventury
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
4 6 8 10 12
Hệsốtrởlựccụcbộk
lưu lương (l/p)
mở hết
mơ hết
0
50
100
150
200
250
300
350
54.45 125 217.8 336.2 490.05
LưulượngQ(m3/s)
độ chênh áp ∆P
Lưu lượng Q lý
thuyết (m3/s)
Lưu lượng Q thực tế
(m3/s)

16
 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT
Thông qua các số liệu thu được từ thí nghiệm thực tế, ta thấy có sự sai số đối với các thông số
đó khi tính trên công thức lý thuyết.
Nguyên nhân dẫn đến sự sai số đó có thể là do các nguyên nhân sau:
- Có thể do thiết bị làm thí nghiệm
- Thao tác của người tiến hành thí nghiệm
- Điều kiện khách quan của môi trường xung quanh như là : nhiệt độ, độ ẩm của phòng thí
nghiệm.
Ngoài ra thì việc tính toán lưu lượng bằng thủ công và lưu lượng xác định được trên máy cũng
đã có một sự sai số không nhỏ.
7. phụ lục
 Thí nghiệm 1
Công thức tính vận tốc dòng chảy:
- : V =
Q(lưu lượng)
F (tiết diện của ống)
(m/s )
Với F =
𝜋𝐷2
4
(m2), 𝑄 =
𝑄.10−3
60
(m3/s)
- Chuẩn số Re : Re =
V𝜌.Dtd
µ
Trong đó : 𝜌 là khối lượng riêng của lưu chất, 𝜌 H2O = 1000 kg/m2
µ là độ nhớt động lực học của lưu chất (kg/ms) ,
µ H2O (250C) = 8,937. 10-4 kg/ms
Dtd : đường kính tương đương (m) , đường kính trong của ống
V : vận tốc của dòng chảy ( m/s)
0
50
100
150
200
250
300
350
54.45 125 217.8 336.2 490.05
LưulượngQ(m3/s)
độ chênh áp ∆P
Lưu lượng Q lý
thuyết (m3/s)
Lưu lượng Q thực tế
(m3/s)

17
Dựa vào Re => hệ số ma sát f
Hf = f
𝐿𝑉2
2𝑔𝐷
Trong đó: L : Chiều dài ống dẫn ,m
f : Hệ số ma sát
D: Đường kính ống dẫn, m
V : Vận tốc dòng chảy, m/s
 Thí nghiệm 2
- Hệ số trở lực cục bộ
k =
∆ptt
Pđ
Trong đó: ∆ptt là tổn thất áp suất thực tế ( đo được trên máy)
Pđ : áp suất động , Pđ =
V2
2.g
 Thí nghiệm 3
- Hệ số k .
k =
𝐴2
√1−(
𝐴2
𝐴1
)2
√
2𝑔
𝛾
Trong đó: A1: tiết diện ống dẫn, m2
A2: tiết diện thu hẹp đột ngột, m2
γ : Trọng lượng riêng của lưu chất (nước) ,N/m3
Cm =
Q
𝑘√∆𝑃 𝑚
Cv =
Q
𝑘√∆𝑃𝑣
Xác định lưu lượng dòng chảy qua ống bằng màng chắn,Ventury.
Sự chênh lệnh áp lý thuyết theo công thức sau:∆plt =
V2
2.g
Sau khi có được chênh lệch áp lý thuyết từ đó ta tính lưu lượng theo công thức sau:
Q 𝑙𝑡 = C
𝐴2
√1 − (
𝐴2
𝐴1
)2
√2𝑔
∆𝑃𝑙𝑡
𝛾
= C. K. ∆𝑃𝑙𝑡
Xác định lưu lượng dòng chảy qua ống bằng ống Pitot
V = √
2 ∆𝑃𝑡𝑡
𝜌
(m/s), Qlt = VF(F : là tiết diện ống Pitot, m2)
BÀI 4 THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT ỐNG CHÙM
1. Mục đích thí nghiệm:

18
- Khảo sát quá trình truyền nhiệt khi đun nóng hoặc làm nguội gián tiếp giữa 2 dòng qua một bề
ngăn cách.
- Tính toán hiệu suất toàn phần dựa vào cân bằng nhiệt lượng ở những lưu lượng dòng khác
nhau.
- Khảo sát ảnh hưởng của chiều chuyển động lên quá trình truyền nhiệt trong 2 trường hợp xuôi
chiều và ngược chiều.
- Xác định hệ số truyền nhiệt thực nghiệm KTN của thiết bị ống chùm từ đó so sánh với kết quả
tính toán theo lý thuyết KLT
2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
 Nhiệt lượng do dòng nóng tỏa ra:
𝑄 𝑁 = 𝐺 𝑁 . 𝐶 𝑁. ∆TN
 Nhiệt lượng do dòng lạnh thu vào:
𝑄𝐿 = 𝐺𝐿 . 𝐶 𝐿. ∆TL
 Tính hiệu suất của quá trình truyền nhiệt:
 =
𝑄𝐿
𝑄 𝑁
∙ 100%
 Nhiệt lượng tổn thất (phần nhiệt lượng mà dòng nóng tỏa ra nhưng dòng lạnh không thu vào
được do trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh):
𝑄 𝑓 = 𝑄 𝑁 − 𝑄𝐿
 Hiệu số nhiệt độ của các dòng – hiệu suất nhiệt độ quá trình truyền nhiệt:
η 𝑁 =
𝑇𝑉
𝑁
− 𝑇𝑅
𝑁
𝑇𝑉
𝑁 − 𝑇𝑉
𝐿
. 100%
η 𝐿 =
𝑇𝑅
𝐿
− 𝑇𝑉
𝐿
𝑇𝑉
𝑁 − 𝑇𝑉
𝐿
. 100%
ηℎ𝑖 =
η 𝑁 + η 𝐿
2
Ta có:
∆𝑇 𝑁 = 𝑇𝑛ó𝑛𝑔 𝑣à𝑜 − 𝑇𝑛ó𝑛𝑔 𝑟𝑎
∆𝑇𝐿 = 𝑇𝑙ạ𝑛ℎ 𝑟𝑎 − 𝑇𝑙ạ𝑛ℎ 𝑣à𝑜
2.1 Xác định hiệu suất của quá trình truyền nhiệt:
-Đổi lưu lượng thể tích sang lưu lượng khối lượng:
𝐺 𝑁 = 𝑉𝑁 ∙
10−3
60
∙ 𝜌 𝑛ướ𝑐
𝐺𝐿 = 𝑉𝐿 ∙
10−3
60
∙ 𝜌 𝑛ướ𝑐
Với 𝜌 𝑛ướ𝑐 phụ thuộc vào nhiệt độ theo công thức thực nghiệm:
𝜌 𝑛ướ𝑐 = 0,000015324364∙ 𝑇3
− 0,00584994855∙ 𝑇2
+ 0,016286058705∙ 𝑇
+ 1000,04105055224

19
(Tính GN thì T =
𝑇2 + 𝑇3
2
; tính GL thì 𝑇 =
𝑇4+𝑇5
2
)
2.2. Tính toán hệ số truyền nhiệt:
2.2.1. Hệ số truyền nhiệt thực nghiệm:
-Trường hợp xuôi chiều:
∆𝑡 𝑚𝑎𝑥 = 𝑡 𝑛ó𝑛𝑔 𝑣à𝑜 − 𝑡𝑙ạ𝑛ℎ 𝑣à𝑜
∆𝑡 𝑚𝑖𝑛 = 𝑡 𝑛ó𝑛𝑔 𝑟𝑎 − 𝑡𝑙ạ𝑛ℎ 𝑟𝑎
Trường hợp ngược chiều:
Ta xét:
∆𝑡1 = 𝑡 𝑛ó𝑛𝑔 𝑣à𝑜 − 𝑡𝑙ạ𝑛ℎ 𝑟𝑎
∆𝑡2 = 𝑡 𝑛ó𝑛𝑔 𝑟𝑎 − 𝑡𝑙ạ𝑛ℎ 𝑣à𝑜
Giá trị nào lớn hơn thì là ∆𝑡 𝑚𝑎𝑥 . Giá trị nào bé hơn thì là ∆𝑡 𝑚𝑖𝑛
Tính:
∆𝑡𝑙𝑜𝑔 =
∆𝑡 𝑚𝑎𝑥 − ∆𝑡 𝑚𝑖𝑛
ln(
∆𝑡 𝑚𝑎𝑥
∆𝑡 𝑚𝑖𝑛
)
 Xác định hệ số truyền nhiệt KTN :
𝑄 = 𝐾 𝑇𝑁. 𝐹. ∆𝑇𝑙𝑜𝑔  𝐾 𝑇𝑁 =
𝑄
𝐹.∆𝑇𝑙𝑜𝑔
 Đối với thiết bị ống chùm :
𝐹 = 𝑛. 𝜋. 𝑑𝑡𝑏. 𝐿 với 𝑑𝑡𝑏 =
𝑑 𝑖−𝑑0
2
Trong đó : 𝑑𝑖, 𝑑0: đườ𝑛𝑔 𝑘í𝑛ℎ 𝑡𝑟𝑜𝑛𝑔 𝑣à 𝑛𝑔𝑜à𝑖 𝑐ủ𝑎 ố𝑛𝑔 𝑡𝑟𝑜𝑛𝑔 (𝑚)
2.2.2. Hệ số truyền nhiệt lý thuyết
Được tính theo công thức:
𝐾𝐿𝑇 =
1
1
𝛼1
+
𝛿
 +
1
𝛼2
(𝐶ℎ𝑢𝑦ể𝑛 𝑡ườ𝑛𝑔 ố𝑛𝑔 𝑞𝑢𝑎 𝑡ườ𝑛𝑔 𝑝ℎẳ𝑛𝑔
𝑟2
𝑟1
< 2)
tra bảng 39 trong bảng tra cứu quá trình cơ học truyền nhiệt - truyền khối
𝛿 =
𝑑0 − 𝑑𝑖
2
( 𝑚)
* Tính hệ số cấp nhiệt ∝ 𝟏(dòng nóng):

20
Chuẩn số Reynolds:
𝑅𝑒 =
𝑊. 𝑑𝑖
𝑣
Trong đó: w là vận tốc của dòng nóng:
𝑤 =
𝐺 𝑁
𝜋
4
∙ 𝑑𝑖
2
v là độ nhớt của dòng nóng, có thể tra bảng hoặc tính theo công thức thực nghiệm sau:
𝑣 = (10(−6)
) ∗ ((−0,00000000064 ∗ ( 𝑇5))+ (0,000000182875 ∗ (𝑇4
))− (0,000021590001
∗ (𝑇3
))+ (0,001417871822∗ (𝑇2
))− (0,060504453881∗ (𝑇)
+ 1,790265284068)
Chuẩn số Prandtl:
𝑃𝑟 =
𝐶 𝑁. 𝑣. 𝜌 𝑛ướ𝑐
 𝑑ò𝑛𝑔 𝑛ó𝑛𝑔
 𝑑ò𝑛𝑔 𝑛ó𝑛𝑔 có thể được tính bằng cách tra bảng hay tính theo phương pháp nội suy
T lấy theo nhiệt độ trung bình đầu ra và đầu vào.
Chuẩn số Grashoff:(dựa vào giá trị của Re rồi sau đó mới đi tính)
𝐺𝑟 =
𝑔. 𝑙3
𝑣2
∙ 𝛽 ∙ ∆𝑡
Với g = 9,81(m/s2), l là đường kính tương đương ở đây l=di ,  là hệ số giãn nở thể tích được
tra trong bảng tra cứu, t là chênh lệch nhiệt đột = ttường - tnóng vào.
Hệ số hiệu chỉnh 𝜀 𝑘:phụ thuộc vào giá trị Reynolds và
𝐿
𝑑𝑖
(tra trong bảng 1.1 trang 33-sách QT & TB
truyền nhiệt của TT máy và thiết bị-năm 2009).
Tính chuẩn số Nusselt:
- Nếu dòng nóng chảy dòng: : 𝑁𝑢 = 0,158. 𝜀 𝑘. 𝑅𝑒0,33
. 𝑃𝑟0,43
. 𝐺𝑟0,1
. (
𝑃𝑟
𝑃𝑟 𝑇
)
0.25
* Tính hệ số cấp nhiệt ∝ 𝟐 (dòng lạnh): như dòng nóng chỉ thay đổi các tham số đặc trưng của
dòng lạnh.
Chuẩn số Reynolds:
𝑅𝑒 =
𝑤. 𝑑𝑡𝑑
𝐿
𝑣
Trong đó: w là vận tốc của dòng lạnh:

21
𝑤 =
𝐺 𝑁
𝜋
4
∙ (𝑑𝑡𝑑
𝐿
)2
Với 𝑑𝑡𝑑
𝐿
= 4 ∙
𝐹ướ𝑡
𝐶ướ𝑡
= 4 ∙
𝜋
4
∙(𝐷0
2
−𝐷𝑖
2
)
𝜋∙(𝐷0+𝐷𝑖 )
Chuẩn số Prandtl:
𝑃𝑟 =
𝐶 𝐿. 𝑣. 𝜌 𝑛ướ𝑐
 𝑑ò𝑛𝑔 𝑙ạ𝑛ℎ
 𝑑ò𝑛𝑔 𝑙ạ𝑛ℎ có thể được tính bằng cách tra bảng hay tính theo pp nội suy
T lấy theo nhiệt độ trung bình đầu ra và đầu vào.
Chuẩn số Grashoff:(dựa vào giá trị của Re rồi sau đó mới đi tính)
𝐺𝑟 =
𝑔. 𝑙3
𝑣2
∙ 𝛽 ∙ ∆𝑡
Với g = 9,81(m/s2), l là đường kính tương đương ở đây l=𝑑𝑡𝑑
𝐿
,  là hệ số giãn nở thể tích được tra
trong bảng tra cứu, t là chênh lệch nhiệt đột = ttường – tlạnh vào
Hệ số hiệu chỉnh 𝜀 𝑘:phụ thuộc vào giá trị Reynolds và
𝐿
𝑑 𝑡𝑑
𝐿 (tra trong bảng 1.1 trang 33-sách QT & TB
truyền nhiệt của TT máy và thiết bị-năm 2009).
3. Cách tiến hành thí nghiệm:
- Kết nối nguồn điện cung cấp cho tủ điều khiển (đèn báo sáng).
- Bật công tắc tổng (đèn báo sáng).
- Mở nắp 2 thùng chứa nức nóng TN và thùng chứa nước lạnh TL kiểm tra nước đến hơn 2/3
thùng. Trước khi cho nước vào thùng phải đóng 2 van xả ở đáy thùng sau đó đóng nắp thùng
nóng lại và nắp thùng lạnh thì mở ra để kiểm tra mực nước ( vì trong quá trình làm thì thể tích
thùng nóng gần như không đổi, còn thùng lạnh luôn hao hụt vì chỉ cho hồi lưu 1 phần vào
thùng lạnh nên phải liên tục châm thêm nước vào thùng lạnh để bảm đảo quá trình được diễn ra
liên tục).
- Cài đặt nhiệt độ ban đầu 80.
- Bật công tắc điện trở.
- Khi nhiệt độ nước trong thùng khoảng 72-75oC thì tiến hành thí nghiệm.
3.1 Đối với thiết bị truyền nhiệt ống chùm TB1
 Trường hợp ngược chiều
o Điều chỉnh dòng lạnh
- Mở van: VL1, VL, VL2, VL4, VL6, VL8. Đóng van: VL3, VL5, VL7, VL9
- Bật bơm lạnh . Dùng van để điều chỉnh lưu lượng dòng lạnh theo yêu cầu thí nghiệm. chú ý
trong tường hợp lưu lương không đạt đến giá trị thí nghiệm thì đóng từ từ van VL lại cho đến
khi đạt giá trị thí nghiệm.
o Điều chỉnh dòng nóng

22
- Khi nước trong thùng nước nóng TN đạt nhiệt độ cài đặt thì bắt đầu tiến hành thí nghiệm.
- Mở van: VN1, VN2, VN3, VN6, VN. Đóng van: VN4, VN5
- Bật bơm nóng . dùng van để điều chỉnh lưu lượng dòng nóng theo yêu cầu thí nghiệm. chú ý
trong trường hợp lưu lương không đạt đến giá trị thí nghiệm thì đóng từ từ van VN lại cho đến
- Khi lưu lương đạt đến giá trị cần thí nghiệm thì mở van VN4 , đóng 2 van VN2 và VN3 . Chú ý
lúc này dòng nóng không được qua lưu lượng kế nhưng vẫn đạt giá trị cần thí nghiệm ( vì nếu
dòng nóng đi qua lưu lượng kế lâu thì sẽ làm hư lưu lượng kế )
Ghi kết quả thí nghiệm
Khi điều chỉnh lưu lượng của 2 dòng nóng và lạnh xong đợi khoảng 2 phút thì ghi nhiệt độ của
2 dòng:
- Dòng nóng: nhiệt độ vào , nhiệt độ ra
- Dòng lạnh: nhiệt độ vào , nhiệt độ ra
 Trường hợp xuôi chiều
- Khi nước trong thùng nước nóng đạt nhiệt độ cài đặt thì bắt đầu tiến hành thí nghiệm.
- Mở van: VN1, VN2, VN3, VN6. VN. Đóng van: VN4, VN5
- Khi lưu lương đạt đến giá trị cần thí nghiệm thì mở van VN4 , đóng 2 van VN2 và VN3. Chú ý lúc
này dòng nóng không được qua lưu lương kế nhưng vẫn đạt giá trị cần thí nghiệm. Thỉnh
thoảng phải kiểm tra lại lưu lượng dòng nóng xem có đạt được lưu lượng mong muốn, nếu sai
thì chỉnh lại cho đúng lưu lượng và tiếp tục thực hiện quá trình truyền nhiệt.
2 dòng:
3.2 Đối với thiết bị truyền nhiệt ống chùm TB2
 Trường hợp ngược chiều
- Mở van: VN1, VN2, VN3, VN5, VN . Đóng van: VN4, VN6
lúc này dòng nóng không qua lưu lương kế nhưng vẫn đạt giá trị cần thí nghiệm.

23
2 dòng:
 Trường hợp xuôi chiều
- Mở van: VN1, VN2, VN3, VN5, VN. Đóng van: VN4, VN6.
trong trường hợp lưu lương không đạt đến giá trị thí nghiệm thì đóng từ từ van lại cho đến khi
đạt giá trị thí nghiệm.
lúc này dòng nóng không qua lưu lương kế nhưng vẫn đạt giá trị cần thí nghiệm.
2 dòng:
Lưu ý chung :
- Cần đảm bảo nhiệt đô đầu vào của dòng nóng giữa các thí nghiệm không có sai lệch lớn
- Có thể điều chỉnh sẵn độ mở của van và khi nhiệt độ đạt yêu cầu thì mở công tắc bơm nóng và
bơm lạnh .
- Khi tiến hành thí nghiệm xuôi chiều cần đảm bảo dòng lạnh chiếm toàn bộ diện tích mặt cắt
ướt bất kỳ phía vỏ.
4. Kết quả thí nghiệm
4.1 thiết bị 1
Bảng 4.1: Kết quả thí nghiệm thiết bị truyền nhiệt ống chùm với trường hợp xuôi chiều thiết
bị 1

24
Thí nghiệm Vnóng (l/p) VLạnh
(l/P)
Tnóngvào
(℃)
Tnóngra
(℃)
Tlạnh vào
(℃)
Tlạnh ra
(℃)
xuôi chiều TB1 4 4 63 36 29 37
7 63 36 29 37
10 63 35 29 36
13 63 34 29 35
7 4 64 52 29 37
7 64 50 29 36
10 63 49 29 37
13 63 48 29 37
10 4 63 49 29 40
7 63 49 29 42
10 63 49 29 40
13 63 48 29 40
13 4 59 48 29 39
7 59 48 29 42
10 59 47 29 40
13 59 46 29 38
Bảng 4.2: Kết quả thí nghiệm thiết bị truyền nhiệt ống chùm với trường hợp ngược chiều thiết
bị 1
(l/P)
Tnóngvào
(℃)
Tnóngra
(℃)
Tlạnh vào
(℃)
Tlạnh ra
(℃)
Ngược chiều TB1 4 4 62 49 29 34
7 62 49 29 35
10 62 49 29 33
13 62 48 29 30
7 4 62 48 29 33
7 62 48 29 36
10 61 47 29 36
13 61 46 29 35
10 4 60 48 29 35
7 60 48 29 38
10 59 48 29 37
13 59 47 29 36
13 4 61 48 29 36
7 61 48 29 38
10 60 48 29 37

25
13 60 47 29 37
4.2 THIẾT BỊ 2:
Bảng 4.3: Kết quả thí nghiệm thiết bị truyền nhiệt ống chùm với trường hợp xuôi chiều thiết bị 2
(l/P)
Tnóngvào
(℃)
Tnóngra
(℃)
Tlạnh vào
(℃)
Tlạnh ra
(℃)
Xuôi chiều TB2 4 4 62 41 29 41
7 62 42 29 41
10 62 42 29 43
13 62 41 29 43
7 4 62 42 29 43
7 62 42 29 45
10 61 42 29 45
13 61 42 29 45
10 4 62 45 29 43
7 61 46 29 45
10 61 44 29 47
13 61 44 29 47
13 4 62 50 29 45
7 62 50 29 47
10 62 50 29 45
13 61 49 29 43
Bảng 4.4: Kết quả thí nghiệm thiết bị truyền nhiệt ống chùm với trường hợp ngược chiều thiết bị 2
(l/P)
Tnóngvào
(℃)
Tnóngra
(℃)
Tlạnh vào
(℃)
Tlạnh ra
(℃)
Ngược chiều TB2 4 4 62 35 29 37
7 62 36 29 37
10 61 37 29 37
13 61 36 29 37
7 4 62 35 29 37

26
7 61 36 29 37
10 61 36 29 37
13 61 34 29 37
10 4 62 51 29 37
7 61 51 29 37
10 62 49 29 37
13 62 49 29 36
13 4 62 49 29 37
7 61 48 29 37
10 62 48 29 37
13 61 47 29 37
5 . Xử lý số liệu
 Hiệu suất nhiệt độ thiết bị 1
Xuôi chiều
TN
VN
(lít/phút)
VL
(lít/phút)
TN
(oC)
TL
(oC) ηN (%) ηL (%) ηhi (%)
1
4
4 27 8 79,411 23,529 51,471
2 7 27 8 79,411 23,529 51,471
3 10 28 7 82,352 20,588 51,471
4 13 29 6 85,294 17,647 51,471
1
7
4 12 8 34,286 22,857 28,581
2 7 14 7 40,00 20,00 30,00
3 10 14 8 41,117 23,529 32,352
4 13 15 8 44,117 23,529 33,824
1
10
4 14 11 41,117 32,353 36,764
2 7 14 13 41,117 38,235 39,705
3 10 14 11 41,117 32,353 36,764
4 13 15 11 44,117 32,353 38,235
1
13
4 11 10 36,667 33,333 35,00
2 7 11 13 36,667 43,333 40.00

27
3 10 12 11 40,00 36,667 38,34
4 13 13 9 43,333 30,00 36,67
 Hiệu suất nhiệt độ Thiết bị 1
Ngược chiều
TN
VN
(lít/phút)
VL
(lít/phút)
TN
(oC)
TL
(oC) ηN (%) ηL (%) ηhi (%)
1
4
4 13 5 39,394 15,151 27,273
2 7 13 6 39,394 18,181 28,788
3 10 13 4 39,394 12,121 25,758
4 13 14 1 42,424 3,030 22,727
1
7
4 14 4 42,424 12,121 27,272
2 7 14 7 42,424 21,212 31,818
3 10 14 7 43,750 21,875 32,813
4 13 15 6 46,875 18,750 32,813
1
10
4 12 6 38,71 19,355 29,032
2 7 12 9 38,71 29,032 33,871
3 10 11 8 36,667 26,667 31,667
4 13 12 7 40,000 23,333 31,667
1
13
4 13 7 40,625 21,875 31,25
2 7 13 9 40,625 28,125 34,375
3 10 12 8 38,709 25,806 32,258
4 13 13 8 41,935 25,806 33,871
Xuôi chiều
TN VN VL TN TL ηN (%) ηL (%) ηhi (%)

28
(lít/phút) (lít/phút) (oC) (oC)
1
4
4 21 12 63,636 36,363 50,00
2 7 20 12 60,606 36,363 48,485
3 10 20 14 60,606 42,424 51,515
4 13 21 14 63,636 42,424 53,03
1
7
4 20 14 60,606 42,424 54,546
2 7 20 16 60,606 48,485 54,686
3 10 19 16 59,375 50,00 54,686
4 13 19 16 59,3375 50,00 54,686
1
10
4 17 14 51,515 42,424 46,97
2 7 15 16 46,875 50,00 48,436
3 10 17 18 53,125 56,25 54,686
4 13 17 18 53,125 56,25 54,686
1
13
4 12 16 36,363 48,485 42,424
2 7 12 18 36,363 54,546 45,455
3 10 12 16 36,363 48,485 42,424
4 13 12 14 37,50 43,75 40,625
Ngược chiều
TN
VN
(lít/phút)
VL
(lít/phút)
TN
(oC)
TL
(oC) ηN (%) ηL (%) ηhi (%)
1
4
4 27 8 81,818 24,242 53,03
2 7 26 8 78,788 24,242 51,515
3 10 24 8 75,00 25,00 50,00
4 13 25 8 78,125 25,00 51,562
1 7 4 27 8 81,818 24,242 53,03

29
2 7 25 8 78,125 25,00 51,562
3 10 25 8 78,125 25,00 51,562
4 13 27 8 84,375 25,00 54,686
1
10
4 11 8 33,333 24,242 28,788
2 7 10 8 31,25 25,00 28,125
3 10 13 8 39,393 24,242 31,818
4 13 13 8 39,393 21,212 30,303
1
13
4 13 8 39,393 24,242 31,818
2 7 13 8 40,625 25,00 32,818
3 10 14 8 42,424 24,242 33,333
4 13 14 8 43,75 25,00 34,375
 Hiệu suất truyền nhiệt xuôi chiều thiết bị 1
TN
GN GL QN QL Qf
ɳ (%)
Ktn Klt(kg/s) (kg/s) (W) (W) (W)
1 0,0659 0,0663 7470,38 2228,26 5242,12 335,26 2612,798
2170,823
2 0,0659 0,1161 7470,38 3899,45 3570,93 191,58 2612,798
2170,823
3 0,0659 0,1658 7748,84 4875,10 2873,74 158,95 2642,232
2171,171
4 0,0659 0,2156 8027,40 5433,10 2594,30 147,75 2670,663
2171,516
5 0,1153 0,0663 5808,96 2228,26 3580,70 260,69 3446,578
4783,911
6 0,1153 0,1161 6778,68 3412,57 3366,12 198,64 3661,229
4784,552
7 0,1153 0,1658 6778,68 5570,65 1208,03 121,69 3661,229
4784,552

30
8 0,1153 0,2155 7262,87 7241,84 21,03 100,29 3756,945
4784,552
9 0,1646 0,0663 9677,08 3062,35 6614,73 316,00 5226,683
5835,294
10 0,1645 0,1160 9672,50 6331,35 3341,15 152,77 5224,207
5833,820
11 0,1646 0,1657 9677,08 7655,87 2021,21 126,40 5226,683
5835,294
12 0,1646 0,2154 10368,30 9952,64 415,67 104,18 5363,324
5835,294
13 0,2142 0,0663 9895,85 2784,42 7111,43 355,40 6180,896
6681,853
14 0,2140 0,1160 9889,06 6331,35 3557,71 156,19 6176,657
6679,587
15 0,2141 0,1657 10793,02 7655,87 3137,15 140,98 6403,727
6681,104
16 0,2142 0,2155 11697,72 8145,75 3551,97 143,61 6612,988
6682,597
 Các thông số khác :
Vn
(l/p)
VL
(l/P) Tlog F Vận tốc Re nóng
Nu(chảy
xoáy) 𝛼nóng Re lạnh
Nu
lạnh 𝛼lạnh
4 4 8,19 0,349 1311,23 5699,78 34,0461 11388,43 3273,99 10,37 3167,53
4 7 8,19 0,349 1311,23 5699,78 34,0461 11388,43 3273,99 10,37 3167,53
4 10 8,40 0,349 1311,53 5701,08 34,0524 11390,52 3274,74 10,37 3168,11
4 13 8,61 0,349 1311,83 5702,38 34,0585 11392,58 3275,48 10,37 3168,68
7 4 4,83 0,349 2294,13 9972,31 53,2621 17816,17 5728,17 34,18 10442,52
7 7 5,30 0,349 2294,66 9974,61 53,2719 17819,45 5729,49 34,19 10444,44
7 10 5,30 0,349 2294,66 9974,61 53,2719 17819,45 5729,49 34,19 10444,44
7 13 5,54 0,349 2294,66 9974,61 53,2719 17819,45 5729,49 34,19 10444,44
10 4 5,30 0,349 3275,80 14239,52 70,8235 23690,47 8179,28 45,45 13885,60
10 7 5,30 0,349 3274,25 14232,77 70,7967 23681,50 8175,40 45,43 13880,34
10 10 5,30 0,349 3275,80 14239,52 70,8235 23690,47 8179,28 45,45 13885,60
10 13 5,54 0,349 3275,80 14239,52 70,8235 23690,47 8179,28 45,45 13885,60
13 4 4,59 0,349 4263,45 18532,72 87,4446 29250,20 10645,32 56,12 17144,30
13 7 4,59 0,349 4260,53 18520,01 87,3966 29234,16 10638,02 56,09 17134,89
13 10 4,83 0,349 4262,49 18528,52 87,4287 29244,90 10642,91 56,11 17141,19
13 13 5,07 0,349 4264,41 18536,89 87,4603 29255,47 10647,72 56,13 17147,39

31
 Hiệu suất truyền nhiệt ngược chiều thiết bị 1
TN
GN GL QN QL Qf
ɳ (%)
1 0,0659 0,0663 3600,10 1393,32 2206,78 258,38 2035,219
2172,198
2 0,0659 0,1161 3599,30 2925,52 673,78 123,03 2034,765
2171,858
3 0,0660 0,1659 3600,90 2787,07 813,83 129,20 2035,670
2172,534
4 0,0660 0,2158 3880,42 906,20 2974,22 428,21 2095,852
2173,527
5 0,1154 0,0664 6786,31 1114,83 5671,48 608,73 3665,349
4787,680
6 0,1153 0,1161 6781,77 3412,57 3369,20 198,73 3662,897
4785,819
7 0,1154 0,1658 6783,30 4875,10 1908,20 139,14 3663,721
4786,444
8 0,1154 0,2156 7269,44 5433,10 1836,33 133,80 3760,341
4787,065
9 0,1649 0,0663 8309,77 1671,72 6638,04 497,08 4930,360
5840,964
10 0,1648 0,1160 8304,21 4386,18 3918,03 189,33 4927,061
5838,881
11 0,1648 0,1658 7615,60 5570,65 2044,95 136,71 4756,666
5840,276
12 0,1649 0,2156 8309,77 6337,62 1972,14 131,12 4930,360
5840,964
13 0,2142 0,0663 11697,72 1950,04 9747,69 599,87 6612,988
6682,597
14 0,2141 0,1160 11692,44 4386,18 7306,27 266,57 6610,001
6681,104
15 0,2142 0,1658 10797,90 5570,65 5227,25 193,84 6406,621
6682,597
16 0,2142 0,2155 11697,72 7241,84 4455,88 161,53 6612,988
6682,597
TN
GN GL QN QL Qf
ɳ (%)
1 0,0658 0,0663 5806,25 3340,18 2466,07 173,83 2411,884
2169,762
2 0,0658 0,1160 5529,76 5845,32 -315,56 94,60 2373,233
2169,762
3 0,0658 0,1656 5527,14 9738,86 -4211,71 56,75 2372,108
2169,042
4 0,0658 0,2153 5803,50 12660,51 -6857,01 45,84 2410,742
2169,042
5 0,1151 0,0663 9672,50 3895,54 5776,96 248,30 4151,189
4781,296
6 0,1151 0,1159 9667,85 7788,34 1879,50 124,13 4149,193
4779,959

32
7 0,1151 0,1656 9186,67 11126,21 -1939,53 82,57 4079,135
4780,630
8 0,1151 0,2152 9186,67 14464,07 -5277,40 63,51 4079,135
4780,630
9 0,1645 0,0663 11745,18 3895,54 7849,63 301,50 5608,553
5833,820
10 0,1645 0,1159 10360,91 7788,34 2572,56 133,03 5359,499
5833,074
11 0,1644 0,1655 11736,67 12512,47 -775,80 93,80 5604,492
5831,567
12 0,1644 0,2152 11736,67 16266,22 -4529,54 72,15 5604,492
5831,567
13 0,2137 0,0662 10772,74 4450,48 6322,26 242,06 6391,695
6674,891
14 0,2136 0,1159 10767,49 8758,73 2008,75 122,93 6388,576
6673,278
15 0,2137 0,1656 10772,74 11126,21 -353,46 96,82 6391,695
6674,891
16 0,2139 0,2153 10780,49 12660,51 -1880,02 85,15 6396,291
6677,265
 5.8 Hiệu suất truyền nhiệt ngược chiều thiết bị 2
TN
GN GL QN QL Qf
ɳ (%)
1 0,0659 0,0663 7472,09 2228,26 5243,83 335,33 2613,395
2171,171
2 0,0659 0,1161 7195,35 3899,45 3295,89 184,52 2583,469
2171,171
3 0,0659 0,1658 6643,37 5570,65 1072,72 119,26 2520,572
2171,516
4 0,0659 0,2155 6920,17 7241,84 -321,67 95,56 2552,949
2171,516
5 0,1153 0,0663 13076,16 2228,26 10847,90 586,83 4573,441
4785,188
6 0,1153 0,1161 12110,30 3899,45 8210,85 310,56 4467,660
4785,819
7 0,1153 0,1658 12110,30 5570,65 6539,66 217,39 4467,660
4785,819
8 0,1153 0,2155 13079,13 7241,84 5837,29 180,60 4574,479
4785,819
9 0,1647 0,0663 7610,46 2228,26 5382,21 341,54 4753,457
5838,175
10 0,1648 0,1161 6920,17 3899,45 3020,72 177,47 4565,555
5838,881
11 0,1647 0,1658 8994,19 5570,65 3423,54 161,46 5084,616
5838,175
12 0,1648 0,2156 8996,23 6337,62 2658,60 141,95 5085,769
5838,881
13 0,2141 0,0663 11692,44 2228,26 9464,18 524,73 6610,001
6681,104
14 0,2142 0,1161 11695,09 3899,45 7795,64 299,92 6611,500
6681,853
15 0,2141 0,1658 12591,86 5570,65 7021,21 226,04 6800,981
6681,104

33
16 0,2142 0,2155 12594,72 7241,84 5352,87 173,92 6802,524
6681,853
6. Đồ thị
* biểu đồ biểu diễn KTN và KLT trong trường hợp xuôi chiều thiết bị 1
* biểu đồ biểu diễn KTN và KLT trong trường hợp ngược chiều thiết bị 1
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Hệsốtruyềnnhiệt(W/m2.K)
Thí nghiệm
Ktn
Klt

34
* biểu đồ biểu diễn KTN và KLT trong trường hợp xuôi chiều thiết bị 2
* biểu đồ biểu diễn KTN và KLT trong trường hợp ngược chiều thiết bị 2
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Thí nghiệm
Ktn
Klt
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Thí nghiệm
Ktn
Klt
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Thí nghiệm
Ktn
Klt

35
Nhận xét và bàn luận:
Qua các số liệu và biểu đồ ở trên nhận thấy rằng, các giá trị của lý thuyết và trong quá trình thí
nghiệm có sự chênh lệch. Điển hình là Hệ số truyền nhiệt của thiết bị 1, còn ở thiết bị 2 thì các giá trị
này sự chênh lệch không lớn
Nguyên nhân gây ra sự chênh lệch :
- Quá trình tiến hành chưa được đảm bảo.
- Ở thiết bị 2 do vỏ vật liệu được làm bằng kim loại nên không nhìn thấy được mức độ
đầy của nước bên trong thiết bị
- Có thể do tác động của các yếu tố bên ngoài .
7. Phụ lục
 Hiệu suất nhiệt độ thiết bị 1
 Xuôi chiều
∆TN = TN
V
− TN
R
(℃)=59-46=13℃
∆TN: chênh lệch nhiệt độ của dòng nóng
TN
V
: nhiệt độ của dòng nóng vào
TN
R
:nhiệt độ của dòng nóng ra
Chênh lệch nhiệt độ dòng lạnh:
∆TL = TL
R
− TL
V
(℃)=38-29=7℃
∆TL: chênh lệch nhiệt độ của dòng lạnh
TL
V
: nhiệt độ của dòng lạnh vào
TL
R
:nhiệt độ của dòng lạnh ra
Hiệu suất nhiệt độ dòng nóng
ɳN =
TN
V
−TN
R
TN
V
−TL
V × 100%=
59−46
59−29
× 100% =43,333%
TN
V
TN
R
:nhiệt độ của dòng nóng ra
𝐓𝐋
𝐕
Hiệu suất nhiệt độ dòng lạnh:
ɳL =
TL
R
−TL
V
TN
V
−TL
V × 100% =
38−29
59−29
× 100% =30 %
TN
V
TL
R
:nhiệt độ của dòng lạnh ra
TL
V

36
Hiệu suất nhiệt độ quá trình truyền nhiệt:
ηhi=
ηN+ηL
2
=
43,333+30,00
2
= 36,67%
ηN: hiệu suất nhiệt độ dòng nóng
ηL: hiệu suất nhiệt độ dòng lạnh
ηhi: hiệu suất nhiệt độ quá trình truyền nhiệt
 Ngược chiều
Chênh lệch nhiệt độ của dòng nóng:
∆TN = TN
V
− TN
R
(℃)=60-47=13℃
∆TL = TL
R
− TL
V
(℃)=37-29=8℃
ɳN =
TN
V
−TN
R
TN
V
−TL
V × 100%=
60−47
60−29
× 100% =41,935%
ɳL =
TL
R
−TL
V
TN
V
−TL
V × 100% =
37−29
60−29
× 100% =25,806 %
ηhi=
ηN+ηN
2
=
41,935+25,806
2
= 33,871%
 Hiệu suất nhiệt độ thiết bị 2
 Xuôi chiều
∆TN = TN
V
− TN
R
(℃)=61-49=12℃
∆TL = TL
R
− TL
V
(℃)=43-28=14℃
ɳN =
TN
V
−TN
R
TN
V
−TL
V × 100%=
61−49
61−28
× 100% = 37,50%

37
ɳL =
TL
R
−TL
V
TN
V
−TL
V × 100% =
43−28
61−28
× 100% = 43,75%
ηhi=
ηN+ηN
2
=
37,5+43,75
2
=40,625%
 Ngược chiều
∆TN = TN
V
− TN
R
(℃)=61-47=14℃
∆TL = TL
R
− TL
V
(℃)=37-29=8℃
ɳN =
TN
V
−TN
R
TN
V
−TL
V × 100%=
61−47
61−29
× 100% = 43,75%
ɳL =
TL
R
−TL
V
TN
V
−TL
V × 100% =
37−29
61−29
× 100% = 25%
ηhi=
ηN+ηN
2
=
43,75+25
2
= 34,375%
Lưu lượng lỏng dòng nóng
GN =
VN .10−3
60
ρN (kg/s)=
4.10−3
60
.988,2=0,0659
Trong đó: 𝜌 𝑁 là khối lượng riêng của dòng nóng,đơn vị là kg/m 3 ở nhiệt độ ρ ở nhiệt độ
63+36
2
=49,5,được tra từ phương trình nội suy là 𝜌 = 992+
988−992
50−40
× (49,5 − 40)= 988,2 kg/m3
 Nhiệt lượng do dóng nóng tỏa ra
𝑄 𝑁 = 𝐶 𝑁 𝐺 𝑁 ∆𝑇 𝑁 = 4180 .0,066 .27 = 7470,38( 𝑊)
Trong đó CN là nhiệt dung riêng của dòng nóng, đơn vị là J/Kg. độ, được tra từ bảng tra cứu quá trình
cơ học truyền nhiệt (bảng 43/trang 40)với nhiệt độ
63+36
2
=49,5
 Lưu lượng lỏng dòng lạnh:

38
𝐺𝐿 =
𝑉 𝐿 10−3
60
𝜌𝐿 =
4 .10−3
60
. 994,8 = 0,0663(kg/s)
Trong đó: 𝜌𝐿 là khối lượng riêng của dòng lạnh,đơn vị là kg/m 3 ở nhiệt độ ρ ở nhiệt độ
29+37
2
=33,được tra từ phương trình nội suy là 𝜌 = 996+
992−996
40−30
× (33− 30)= 994,8 kg/m3
 Nhiệt lượng do dòng lạnh tỏa ra:
𝑄𝐿 = 𝐶 𝐿 𝐺𝐿∆𝑇𝐿 = 4180 .0,066 .8 = 2228,26(W)
 Nhiệt lượng tổn thất:
𝑄 𝑓 = 𝑄 𝑁 − 𝑄𝐿 (W)
Ví dụ:
𝑄 𝑓 = 𝑄 𝑁 − 𝑄𝐿 = 7470,38 − 2228,26 = 5242,12 (W)
 Hiệu suất quá trình truyền nhiệt:
ɳ =
𝑄𝐿
𝑄 𝑁
. 100%
Ví dụ:
ɳ =
𝑄𝐿
𝑄 𝑁
100% =
2228,26
7470,38
. 100% = 335,26%
BÀI 5: QUÁ TRÌNH CÔ ĐẶC
1.Mục đích thí nghiệm
 Giúp sinh viên hiểu rõ hơn về quá trình và thiết bị cô đặc
 Tính toán cân bằng vật chất và cân bằng năng lượng để xác định các thông số cần thiết
 Giúp sinh viên vận hành chính xác thiết bị, đo đạc các thông số của quá trình và thiết bị
 Xác định năng suất và hiệu suất cuối cùng
 Đánh giá quá trình hoạt động gián đoạn
2.Cơ sở lý thuyết
2.1.Tính toán về cân bằng vật chất
 Xác định nồng độ của dung dịch
Trước khi cô đặc
m CuS04 =100,03 (g) => 𝜌 =
100..03
100
= 1000,3(kg/m3)
Tiến hành đo quang dung dịch CuSO4 ở bước sóng 890nm ta được
Độ hấp thu A1 = 2,027
C1 (g/l) = 26,7
[C1] (g/g) =
𝐶1
𝜌
=
26,7
1000,03
= 0.0267
Sau khi cô đặc
Độ hấp thu A2 = 2,911
C2 (g/l) = 39,5

39
[C2] (g/g) = 0,0394
2.2.Tính toán về cân bằng năng lượng
Nhiệt lượng nồi đun cung cấp cho quá trình đun nóng Qk1
Qk1 =𝑊1× τ1 = 2000 × (15,5 x 60)= 1860 kJ
Nhiệt lượng nồi đun cung cấp cho quá trình hóa hơi dung môi
Qk2 = W2 × × τ = 1600 × (43 x 60) = 4128 kJ
Nhiệt lượng nước giải nhiệt nhận được ở thiết bị ngưng tụ
Qng = GH2O × ρH2O ×CH2O × (TS – TE) × τ2=
80 ×1000 ×4200×(42,8−29,7)×43
1000 ×60
= 3154.48 kJ
Nhiệt lượng nhận được để hóa hơi
Q2 = Mvap × rvap = 2×2264 =4528 kJ
rvap : hàm nhiệt của hơi nước thoát ra ở áp suất thường ta chon giá trị là r = 2264 kJ/kg ở 1kg/cm2
3.Phương pháp tiến hành
3.1.Chuẩn bị thí nghiệm
3.1.1.Kiểm tra các hệ thống phụ trợ
 Bậc công tắc nguồn cấp cho tủ điện
 Kích hoạt bộ điều khiển bằng cách chuyển công tắc tổng sang vị trí 1, công tắc đèn hiển thị
trắng sáng
 Kích hoạt mô hình thí ngiệm bởi công tắc cấp nguồn cho các thiết bị phụ trợ (nếu cần thiết
sử dụng công tắc khẩn cấp) để kích hoạt mô hình, lúc này đèn xanh sáng
 Bộ hiển thị số được cấp điện
 Mở van nguồn cung cấp nước giải nhiệt cho hệ thống
 Kiểm tra ống nhựa mềm dẫn nước giải nhiệt đầu ra được đặc đúng nơi quy định
 Mở van V9
 Kiểm tra áp suất hệ thống đạt được 1 bar
 Mở van V6 để lưu thông nước trong thiết bị ngưng tụ
3.1.2.Kiểm tra mô hình thiết bị
 Nồi đun và thiết bị kết tinh được tháo hết và sạch
 Các van thoát được đóng: V2, V5, V8
 Thùng chứa dung dịch cô đặc phải rỗng và sạch
 Mô hình bao gồm dung dịch để cô đặc
 Các van V3, và V4 đóng
3.1.3.Chuẩn bị dung dịch
 Chuẩn bị 8 lít dung dịch CuSO4 loãng (có thể pha mới theo yêu cầu giáo viên hướng dẫn)
 Xác định nồng độ (g/l) của dung dịch
 Xác định khối lượng riêng của dung dịch

40
3.2.Tiến hành thí nghiệm
3.2.1.Giai đoạn đun sôi dung dịch
 Cho dung dịch vào nồi đun (7 lít dung dịch)
 Khóa van V1, VP1
 Kích hoạt bộ gia nhiệt, điều chỉnh công suất nhiệt lên 100%
 Chỉnh lưu luowngk nước cho thiết bị ngưng tụ ECH1 với lưu lượng là 80l/h bằng cách mở
 Đo thời gian và quan sát dung dịch trong nồi đun từ lúc bắt đầu đun đến khi dung dịch sôi,
quan sát nhiệt độ đầu vào và đầu ra của nước giải nhiệt và ghi chú
 Đo nhiệt độ của dung dịch trong nồi đun từ lúc bắt đầu và khi dung dịch sôi
3.2.2.Giai đoạn bốc hơi dung môi
 Mở van VP1
 Giảm nhẹ công suất bộ gia nhiệt để giữ ổn định nhiệt độ hiệu số giữa TI3 và TI5 (đầu vào,
đầu ra chất tải nhiệt của thết bị ngưng tụ)
 Đòng thời ghi nhận quá trình từ lúc bắt đầu đên khi lượng nước ngưng tụ được 2 lít thì
ngừng quá trình
 Đo nhiệt độ của nước giải nhiệt vào và ra khỏi thiết bị ngưng tụ
 Quan sát nhiệt độ của dung dịch trong nồi đun khi thực hiện quá tình và ghi chú
 Đo nồng độ dung dịch khi kết thúc quá trình (đo dung dịch ở nhiệt độ khoảng 300C
 Xác định khối lượng riêng của dung dịch sau quá trình cô đặc
3.2.3.Kết thúc thí nghiệm
 Tắt W1
 Khóa van VP1
 Đợi cho dung dịch trong nồi đạt đến nhiệt độ khoảng 300C
 Khóa van nguồn nước giải nhiệt cấp cho thiết bị ngưng tụ ECH1
 Tháo hết dung dịch trong nồi đun qua van V2
 Tháo dung môi (nước) trong bình chứa hơi thứ
 Tiến hành làm vệ sinh và kết thúc bài thí nghiệm
4.Kết quả thí nghiệm
4.1.Bảng số liệu đo
τ (phút) W1 (W) T1 (0C) T3 (0C) T5 (0C) Vdm (lít) Nồng độ (g/g) Đặc điểm
0 2000 34,1 29,9 29,8 0 0.0267 Đun sôi
15phút30’’ 2000 98,2 29,9 29,8 0 0.0267 Bốc hơi
43 phút 1600 99,9 29,7 42,8 2 0,0394 Kết thúc
4.2 Cân bằng vật chất
𝑀 𝑏
𝐸
(g) 𝑀 𝑏
𝑆
(g) 𝐶 𝑏
𝐸
(g/g) 𝐶 𝑏
𝑆
(g/g)

41
7002,1 5042 0.0267 0,0394
4.3 Cân bằng khối lượng
Nhiệt lượng nồi
đun cung cấp cho
quá trình đun nóng:
Qk1 (kJ)
Nhiệt lượng nồi đun
cung cấp cho quá
trình hóa hơi dung:
môi Qk2 (kJ)
Nhiệt lượng nước giải
nhiệt nhận được ở
thiết bị ngưng tụ: Qng
(kJ)
TE(0C) TS(0C)
Nhiệt lượng
nhận được để
hóa hơi : Q2
(kJ)
1860 4128 3154.48
29,7 42,8 4528
5.Nhận xét
- Nhận xét về nồng độ đo được
Qua quá trình tiến hành thí nghiệm ta nhận thấy rằng, nồng độ sau cao hơn ban đầu
- Nguyên nhân gây sai số khi tính toán cân bằng vật chất và năng lượng
Sai số khi tính toán về vật chất
 Khi đưa dung dich vào nồi hơi sao đó gia nhiêt đến khi sôi một phần đồng sunfat
sẽ xảy ra những phản ứng không mong muốn như oxy hóa, hay hiện tượng phân
ly tạo thành Cu bán trên thanh kim loại dùng để gia nhiệt dung dịch
 Sau khi thí nghiệm thì hơi nước sao khi ngưng tụ vẫn còn bám lại một ít trong
thiết bị cũng có thể dẫn đến sai số khi tính nồng độ sau khi cô đặc
Sai số về năng lượng
 Khi gia nhiệt cho dung dich thì nhiệt tỏa ra xung quanh nồi hơi
 Hơi nước đươc nóng được làm ngưng tự ở thiết bị ngưng tụ do chiều dài của
ống nước dẫn nước vào làm lạnh khá dài nên trong quãng đường đó sẽ tổn hạo
nhiệt độ nên khó đo chính xác nhiệt chất tải lạnh khi ra khỏi thiết bi ngưng tụ
Bài 6: CHƯNG CẤT
1.Mục Đích Thí Nghiệm
Quá trình chưng liên tục nhằm khảo sát sự ảnh hưởng của các thông số sau:
 Lưu lượng dòng nhập liệu
 Nhiệt độ dòng nhập liệu
 Vị trí nhập liệu
 Lưu lượng dòng chuyển động trong tháp chưng cất

42
 Chỉ số hồi lưu
2.Cơ Sở Lý Thuyết
 Nồng độ phần mol của nhập liệu
𝑥 𝐹 =
𝑉𝐸 . 𝜌 𝐸
𝑀 𝐸
(
𝑉𝐸 . 𝜌 𝐸
𝑀 𝑒
+
𝑉𝑁 . 𝜌 𝑁
𝑀 𝑁
)
=
1
(1 +
𝑉𝑁 . 𝜌 𝑁 . 𝑀 𝐸
𝑀 𝑁. 𝑉𝐸 . 𝜌 𝐸
)
Trong đó : 𝑥 𝐹 là nồng độ phần mol của rượu trong nhập liệu ( mol/mol )
𝑉𝐸 là thể tích rượu có trong 100ml nhập liệu ( độ rượu )
𝑉𝑁 là thể tích của nước có trong 100 ml nhập liệu
𝜌 𝐸 là khối lượng riêng của rượu 100% ở nhiệt độ sôi nhập liệu ( sản phẩm đỉnh hay
sản phẩm đáy ) (kg/m3)
𝜌 𝑁 là khối lượng riêng của nước ở nhiệt độ sôi nhập liệu ( sản phẩm đỉnh hay sản phẩm đáy
) (kg/m3)
𝑀 𝑁 là khối lượng mol của nước (g)
𝑀 𝐸 là khối lượng mol của rượu etylic (g)
 Suất lượng mol của nhập liệu
- khối lượng riêng của hỗn hợp nhập liệu (m3/kg)
1
𝜌
=
𝑥
𝜌 𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙
+
1 − 𝑥
𝜌 𝑛ướ𝑐
- Nồng độ mol của nhập liệu
𝐶 =
𝑥. 𝜌
𝑥. 𝑀 𝐸 + (1 − 𝑥). 𝑀 𝑁
- Trong đó C là nồng độ mol của nhập liệu (mol/l)
- Suất lượng mol của nhập liệu
𝐹 = 𝐶. 𝑉𝐹
- Trong đó F là suất lượng mol nhập liệu (mol/h)
 Nồng độ phần mol của sản phẩm đỉnh
𝑥 𝐷 =
𝑉𝐸′. 𝜌 𝐸
𝑀 𝐸
(
𝑉𝐸′. 𝜌 𝐸
𝑀 𝐸
+
𝑉𝑁′. 𝜌 𝑁
𝑀 𝑁
)
=
1
(1 +
𝑉𝑁′ . 𝜌 𝑁 . 𝑀 𝐸
𝑀 𝑁. 𝑉𝐸′. 𝜌 𝐸
)
Trong đó : 𝑥 𝐷 là nồng độ phần mol của rượu trong sản phẩm đỉnh ( mol/mol )
𝑉𝐸′ là thể tích rượu có trong 100ml sản phẩm đỉnh ( độ rượu )
𝑉𝑁′ là thể tích của nước có trong 100 ml sản phẩm đỉnh
 Phương trình cân bằng cho toàn tháp

43
Từ phương trình cân bằng vật chất cho toàn tháp ta có
𝐹 = 𝑊 + 𝐷
𝐹. 𝑥 𝐹 = 𝑊. 𝑥 𝑤 + 𝐷. 𝑥 𝐷
Từ đó suy ra 𝑊 và 𝑥 𝑤
 Phương trình đường nồng độ làm việc của đoạn cất
Phương trình có dạng y = Ax + B, trong đó
𝐴 =
𝑅
𝑅+1
và 𝐵 =
𝑥 𝐷
𝑅+1
 Phương trình đường nồng độ làm việc của đoạn chưng
Phương trình có dạng y = Ax + B, trong đó
𝐴 =
𝐿+𝑅
𝑅+1
và 𝐵 =
𝐿−1
𝑅+1
. 𝑥 𝑊
Trong đó 𝐿 =
𝐹
𝐷
 Lưu lượng khối lượng dòng giải nhiệt
Để đổi lưu lượng dòng giải nhiệt G từ đơn vị l/h sang kg/h ta có công thức sau :
𝐺( 𝑘𝑔/ℎ) = 𝐺( 𝑙/ℎ). 𝜌 𝑛 . 10−3
Trong đó 𝜌 𝑛 là khối lượng riêng của nước được lấy từ phương trình nội suy
y = -0,5025x + 1011.4 ứng với nhiệt độ 25oC
 Nhiệt lượng trao đổi trong thiết bị ngưng tụ ( chưa có nhiệt tổn thất )
𝑄 𝑛𝑔 = 𝐺. 𝐶 𝑛. ( 𝑡 𝑟 − 𝑡 𝑣) + 𝑄 𝑚
Trong đó : 𝑄 𝑛𝑔 là nhiệt lượng trao đổi trong thiết bị nhưng tụ (W)
𝑄 𝑚 là nhiệt lượng tổn thất ( thông thường 𝑄 𝑚 = 8% ÷ 10% 𝑄 𝐾 )
𝐶 𝑛 là nhiệt dung riêng của dòng giải nhiệt ( J/kg.độ )
𝑡 𝑟 ,𝑡 𝑣 lần lượt là nhiệt độ vào và ra của nước ngưng tụ (oC)
o Tính 𝑄 𝑛𝑔
𝑄 𝑛𝑔 = 𝐺. 𝐶 𝑛. ( 𝑡 𝑟 − 𝑡 𝑣) + 𝑄 𝑚 = 2,495 .4200.(31,2 − 29,9) + 0,08𝑄 𝐾
= 13622.7 + 0.08𝑄 𝐾 ( 𝑊 )
 Nhiệt lượng cung cấp cho nồi đun
Từ phương trình cân bằng nhiệt toàn tháp ta có :
𝑄 𝐹 + 𝑄 𝐾 = 𝑄 𝐷 + 𝑄 𝑊 + 𝑄 𝑚 + 𝑄 𝑛𝑔
=>
𝑄 𝐾 = 𝑄 𝐷 + 𝑄 𝑊 + 𝑄 𝑚 + 𝑄 𝑛𝑔 − 𝑄 𝐹
Trong đó 𝑄 𝐾 là nhiệt lượng cần cung cấp

44
3.Tiến Hành Thí Nghiệm
3.1.Chuẩn bị
-Pha trộn dung dịch vào bình chưa nhập liệu (khoảng 20 lít) từ nồng độ khoảng 20 đến 30 độ
cồn (thành phần phần thể tích)
-Mở công tắc điện chính, đèn trắng được kích hoạt, mở công tắc tổng (chú ý mở nút khóa khẩn
cấp)
-Mở máy tính và khởi động chương trình điều khiển DVI3000, đợi khi chương trình đã kiểm
tra xong việc kết nối và sẵn sàng hoạt động.
-Mở hệ thống nước giải nhiệt, cài đặt chế độ làm việc “Auto” và lưu lượng nước giải nhiệt.
-Mở van nhập liệu ở vị trí thấp nhất, mở van thu sản phẩm đáy.
-Điều chỉnh lưu lượng bơm nhập liệu với hiệu suất 100%, số vòng quay tối đa, sau đó mở công
tắc bơm đưa nhập liệu vào nồi đun. Khi lượng lỏng trong nồi đun đã đủ thì ngừng bơm nhập liệu.
-Khóa van nhập liệu và van thu sản phẩm đáy.
-Cài đặt chế độ làm việc “Auto” và độ giảm áp của tháp chưng cất ở giá trọ 20mBar trên bộ
điều khiển độ chênh áp PID.
-Chuyển công tắc chia dòng hoàn lưu sang chế độ “Reflux”
-Mở điện trở gia nhiệt nồi đun, theo dõi trạng thái hỗn hợp.
-Khi xuất hiện dòng ngưng tụ ở đỉnh tháp, tiến hành lấy sản phẩm đỉnh, bằng cách chuyển công
tắc chia dòng hồi lưu sang chế độ “Draw off”. Sau khi lấy mẫu xong chuyển công tắc trở về chế độ
“Reflux”, đo nồng độ sản phẩm đỉnh.
-Xác định chỉ số hồi lưu tối thiểu
-Xác định nhiệt độ sôi của nhập liệu
3.2.Tiến hành thí nghiệm
-Cài đặt chế độ làm việc “Auto” và giá trị nhiệt độ sôi của nhập liệu trên bộ điều khiển của thiết
bị gia nhiệt nhập liệu.
-Khi nhiệt độ nhập liệu gần bằng nhiệt độ sôi của nhập liệu, tiến hành mở van nhập liệu và điều
chỉnh bơm nhập liệu với tốc độ 18 lít/giờ.
-Cài đặt độ giảm áp của tháp chưng cất ở giá trj 30mBar trên bộ điều khiển bộ chênh áp.
-Mở van thu sản phẩm đỉnh và sản phẩm đáy
-Điều chỉnh công tắc chia dòng ở vị trí “Cycle”
-Sau 10 phút, tháo hết dung dịch có trong bình chứa sản phẩm đỉnh
-Đo lưu lượng sản phẩm đỉnh bằng phương pháp thể tích và nồng độ sản phẩm đỉnh
-Ghi các thông số nồng độ, nhiệt độ vào trong bảng số liệu

45
4.Kết quả thí nghiệm
Nồng độ nhập liệu VF = 56 %V
Stt NL
VF
(l/h)
R
VD
(l/h)
VD
(%V)
T1
(oC)
T2
(oC)
T3
(oC)
T4
(oC)
T5
(oC)
T6
(oC)
T7
(oC)
T8
(oC)
G
(l/h)
1 6 2.5 1 0.353 90 95 92.9 86.4 75.6 75.8 71.9 29.9 31.2 2.5
2 6 2.5 1.5 0.4 92 93.1 90.5 87.9 79.4 75.2 71.1 29.8 31.3 2.5
3 3 2.5 2 0.333 94 92.9 90.3 87.7 76.2 74.3 70.5 29.9 31.1 2.5
Chú thích:
NL: vị trí mâm nhập liệu thực tế
VF: lưu lượng dòng nhập liệu đi vào tháp (l/h)
R: chỉ số hồi lưu
VD theo V%: độ rượu của dòng sản phẩm đỉnh
T1: nhiệt độ nồi đun oC
T2: nhiệt độ đáy tháp ( oC)
T3: nhiệt độ giữa tháp ( oC)
T4: nhiệt độ đỉnh tháp( oC)
T5: nhiệt độ dòng hồi lưu( oC)
T6: nhiệt độ thiết bị gia nhiệt( oC)
T7:nhiệt độ nước lạnh vào( oC)
T8:nhiệt độ nước lạnh ra( oC)
Xử Lý Số Liệu
R
Nhiệt độ
(oC)
ρnước ρetanol
1/ρ
( m3/kg)
ρ
( kg/m3)
C
(mol/l)
Nhập liệu 30 996 780.5 0.001082 924.4 10.034
1 Sản phẩm đỉnh 33 994.8 777.95 0.001211 825.9 15.721
1,5 Sản phẩm đỉnh 33 994.8 777.95 0.001223 817.4 15.991
2 Sản phẩm đỉnh 33 994.8 777.95 0.001237 808.4 16.247

46
Bảng tính ρ và CM
STT
XF F XD D XW W
( mol/mol) (mol/h) (mol/mol) (mol/h) (mol/mol) (mol/h)
1 0.281 25.085 0.734 5.549 0.15233 19.536
2 0.281 25.085 0.779 6.396 0.11057 18.689
3 0.281 25.085 0.827 5.416 0.13065 19.669
Chuyển đổi đơn vị
STT R
W Đường làm việc Đường làm việc
N H%
( mol/h) phần chưng phần cất
1 1 19.536 y = 2.760x + 0.268 y= 0.5x + 0.367 6 100
2 1.5 18.689 y = 2.169x + 0.129 y= 0.6x + 0312 5 83.3
3 2 19.669 y = 2.211 x + 0.158 y= 0.67x + 0.276 4 66.67
Tính cân bằng vật chất
STT G Qng QF QW QD QDll QWll QK Qm
1 2.495 117488 4509028 4537236 1048761 593743 3174600 1298322 103865
2 2.495 116180 4458858 4228386 1269606 674778 2948189 1255776 100462
3 2.495 113847 4421231 4440276 1031748 559202 3092950 1265914 101273
Kết quả tính cân bằng năng lượng
 Vẽ số mâm lý thuyết
 R=1
x 0 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
y 0 9,2 16,7 30,3 42,5 53 62,6 71,6 79,5 86,4 93 100
Số liệu đường cân bằng của hệ rượu-nước
Với tọa độ các điểm A(0;0.367), W(0.15233;0.15233), D(0.734;0.734), xF(0.281;0)

47
Suy ra số mâm lý thuyết N=6
Hiệu suất làm việc H%=
Số mâm lý thuyết
Số mâm thực thế
.100 =
6
15
.100= 40%
 R=1.5
x 0 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
y 0 9,2 16,7 30,3 42,5 53 62,6 71,6 79,5 86,4 93 100
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
XÁC ĐỊNH SỐ MÂM LÝ THUYẾT VỚI R=1
A
W
D
xF

48
.100 =
5
15
.100=33.333
 R=2
x 0 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
y 0 9,2 16,7 30,3 42,5 53 62,6 71,6 79,5 86,4 93 100
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
XÁC ĐỊNH SỐ MÂM LÝ THUYẾT VỚI R=1.5
A
W
D
xF

49
.100 =
4
15
.100= 26.667%
5.Nhận Xét
 Kết quả thí nghiệm:
- Chỉ số hồi lưu tăng thì nồng độ sản phẩm đỉnh cũng tăng
- Chỉ số hồi lưu tăng thì lượng nhiệt nồi đun cung cấp sẽ giảm.
 Nguyên nhận gây sai số:
- Do thiết bị phòng thí nghiệm
- Do thao tác trong quá trình làm thí nghiệm
- Trong quá trình tiến hành thí nghiệm chuyển công tắc chia dòng hoàn lưu về chế độ hồi lưu
hoàn toàn để giúp tăng nồng độ sản phẩm đỉnh, tránh bị khô mâm. Nếu bỏ qua hoàn lưu thì nồng độ
sản phẩm đỉnh sẽ không cao, hiệu suất chưng cất sẽ thấp.
- Nhiệt độ ảnh hưởng đến khả năng phân tách của hỗn hợp. Do đó cần chọn nhiệt độ thích hợp
để tách hoàn toàn các cấu tử ra khỏi hỗn hợp. Nếu nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp các sản phẩm và
chất tách sẽ hòa lẫn vào nhau làm cho hiệu suất chưng cất thấp.
 Thông số làm việc hợp lý cho quá trình là chọn chỉ số hồi lưu là 1. Do có hiệu suất làm việc
cao nhất
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
XÁC ĐỊNH SỐ MÂM LÝ THUYẾT VỚI R=2
A
W
D
xF

50
6. Phụ lục
 Phương trình đường nồng độ làm việc của đoạn cất
- Ở thí nghiệm R = 1 và xD = 0.734 ta có A và B lần lượt như sau :
- 𝐴 =
1
1+1
= 0.5 và 𝐵 =
0.734
1+1
= 0.367
- Như vậy phương trình đường cất sẽ là y = 0.5x + 0.367
- Sau khi có được đường làm việc của đường cất, ta sẽ vẽ đường này trên đồ thị. Phương trình
đường cất đi qua hai điểm lần lượt là ( 𝑥 𝐷 ; 𝑦 𝐷 = 𝑥 𝐷 )và ( 𝑥 𝐷 = 0 ; 𝑦 𝐷 =
𝑥 𝐷
𝑅+1
)
 Phương trình đường nồng độ làm việc của đoạn chưng
- Ở thí nghiệm R = 1, xW = 0.15233, F = 25.085 và D = 5.549 ta có L, A và B lần lượt như sau :
- 𝐿 =
𝐹
𝐷
=
25.085
5.549
= 4.52
- 𝐴 =
𝐿+𝑅
𝑅+1
=
4.52+1
1+1
= 2.760
- 𝐵 =
𝐿−1
𝑅+1
. 𝑥 𝑊 =
4.52−1
1+1
. 0,15233 = 0,268
- Như vậy phương trình đường chưng là y = 2.760x + 0.268
- Sau khi có được đường làm việc của đường cất, ta sẽ vẽ đường này trên đồ thị. Phương trình
đường chưng đi qua hai điểm lần lượt là ( 𝑥 𝑊 ; 𝑦 𝑊 = 𝑥 𝑊 )và (𝑥 𝐹; 𝑦 𝐹 )
 Lưu lượng khối lượng dòng giải nhiệt
Giả sử nước cần cho việc giải nhiệt là ở 25oC, ứng với lưu lượng G = 2,5 l/h thì ta có lưu lượng
khối lượng là
𝐺( 𝑘𝑔/ℎ) = 𝐺( 𝑙/ℎ). 𝜌 𝑛. 10−3
= 2,5 . 998.10−3
= 2,495( 𝑘𝑔/ℎ)
- Nhiệt lượng do nhập liệu mang vào
𝑄 𝐹 = 𝐹. 𝐶 𝑃 𝐹
. 𝑡 𝐹
Trong đó : 𝐶 𝑃 𝐹
là nhiệt dung riêng của nhập liệu ( J/kg.độ )
𝑡 𝐹 là nhiệt độ của nhập liệu (oC)
Ví dụ :
𝑄 𝐹 = 𝐹̅. 𝐶 𝑃 𝐹
. 𝑡 𝐹 = 25,085 .2500 .71,9 = 4509028.8( 𝑊 )
- Nhiệt lượng do dòng sản phẩm đỉnh mang ra
𝑄 𝐷 = 𝐷̅. 𝐶 𝑃 𝐷
. 𝑡 𝐷
Ví dụ:
𝑄 𝐷 = 𝐷̅. 𝐶 𝑃 𝐷
. 𝑡 𝐷 = 5,549.2500 .75,6 = 1048761 ( 𝑊 )
- Nhiệt lượng do dòng sản phẩm đáy mang ra
𝑄 𝑊 = 𝑊̅ . 𝐶 𝑃 𝑊
. 𝑡 𝑊
Ví dụ:
𝑄 𝑊 = 𝑊̅ . 𝐶 𝑃 𝑊
. 𝑡 𝑊 = 19,536 .2500 .92,9 = 4537236 ( 𝑊 )

51
- Nhiệt lượng cần làm lạnh sản phẩm đỉnh
𝑄𝑙𝑙
𝐷
= 𝐷̅. 𝐶 𝑃 𝐷
.(𝑡 𝑆 𝐷
− 𝑡 𝐷 )
Trong đó 𝑡 𝑆 𝐷
là nhiệt độ sôi của sản phẩm đỉnh
Ví dụ:
𝑄𝑙𝑙
𝐷
= 𝐷̅. 𝐶 𝑃 𝐷
. (𝑡 𝑆 𝐷
− 𝑡 𝐷) = 5,549 .2500 .(75,8 − 33) = 593743( 𝑊 )
- Nhiệt lượng cần làm lạnh sản phẩm đáy
𝑄𝑙𝑙
𝑊
= 𝑊̅ . 𝐶 𝑃 𝑊
.(𝑡 𝑆 𝑊
− 𝑡 𝑊)
Ví dụ:
𝑄𝑙𝑙
𝑊
= 𝑊̅ . 𝐶 𝑃 𝑊
.(𝑡 𝑆 𝑊
− 𝑡 𝑊) = 19,536 .2500.(95 − 30) = 3174600 ( 𝑊 )
 Nhiệt lượng cung cấp cho nồi đun
Ví dụ:
𝑄 𝐾 = 𝑄 𝐷 + 𝑄 𝑊 + 𝑄 𝑚 + 𝑄 𝑛𝑔 − 𝑄 𝐹
=> 𝑄 𝐾 = 1048761 + 4537236 + 0,08𝑄 𝐾 + 13622,7 + 0,08𝑄 𝐾 − 4509028,75
=> QK = 1298322.56
Vậy nhiệt lượng tổn thất là
𝑄 𝑚 = 0,08. 𝑄 𝐾 = 0,08 .1298322,556 = 103865.8( 𝑊 )
- Nhiệt lượng cần cung cấp cho quá trình ngưng tụ ( có tính nhiệt lượng tổn thất )
𝑄 𝑛𝑔 = 𝐺. 𝐶 𝑛. ( 𝑡 𝑟 − 𝑡 𝑣 ) + 𝑄 𝑚
Ví dụ :
𝑄 𝑛𝑔 = 𝐺. 𝐶 𝑛. ( 𝑡 𝑟 − 𝑡 𝑣) + 𝑄 𝑚 = 2,495.4200.(31,2 − 29,9) + 103965,8 = 90144,8( 𝑊 )
Bài 7 SẤY ĐỐI LƯU
1. Mục đích thí nghiệm
Khảo sát động lực học quá trình sấy đối lưu trong thiết bị sấy bằng không khí nhằm :
- Xây dựng đường cong sấy
- Xây dựng đường cong tốc độ sấy
- Xác định độ ẩm tới hạn, độ ẩm cần bằng của vật liệu sấy
2. Cơ sở lý thuyết
- Sấy là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu bằng phương pháp nhiệt.
- Nguyên tắc của quá trình sấy là cung cấp năng lượng nhiệt để biến đổi trạng thái pha của pha
lỏng trong vật liệu thành hơi.
- Đường cong sấy là đường cong biểu diễn sự thay đổi độ ẩm của vật liệu theo thời gian sấy.
- Tốc độ sấy: sự giảm độ ẩm của vật liệu trong một đơn vị thời gian N =
𝑑𝑈
𝑑𝜏
- Đường cong tốc độ sấy là đường cong biểu diễn sự phụ thuộc của tốc độ sấy với độ ẩm của vật
liệu theo thời gian sấy. Tốc độ sấy là hệ số gốc của tiếp tuyến với đường cong sấy. Để dựng
đường cong tốc độ sấy ta dùng phương pháp vi phân đồ thị để tìm tốc độ sấy, từ đó dựng được
đường cong tốc độ sấy.
- Quá trình sấy diễn ra theo 3 giai đoạn:

52
 Đốt nóng vật liệu
- Toàn bộ nhiệt cung cấp để đốt nóng vật liệu
- Ẩm bốc hơi không đáng kể, thời gian ngắn
- Tốc độ sấy tăng nhanh
- Nhiệt độ vật liệu tăng nhanh đến nhiệt độ bầu ướt của không khí
 Sấy đẳng tốc
- Độ ẩm của vật liệu giảm tuyến tính theo thời gian sấy
- Tốc độ sấy không đổi N = const
- Nhiệt cung cấp để bốc hơi ẩm tự do ở bề mặt vật liệu
- Nhiệt độ của vật liệu (cụ thể là nhiêt độ tại tâm bề mặt vật) xấp xỉ bằng nhiệt độ bầu ướt của
không khí
- Quá trình kết thúc khi hàm ẩm vật liệu bằng độ ẩm tới hạn Uth
 Sấy giảm tốc
- Tốc độ sấy giảm dần
- Độ ẩm giảm chậm
- Khi độ ẩm vật liệu đạt đến giá trị cân bằng Ucb thì độ ẩm không giảm nữa, tốc độ sấy N = 0
3. Tiến hành thí nghiệm
3.1 Chuẩn bị
3 miếng bìa carton có kích thước dài × rộng = 21.5 cm × 15 cm
3.2 Tiến hành
- Khảo sát động lực học quá trình sấy ở nhiệt độ 500C, 600C, 700C
- Kiểm tra nước vị trí đo nhiệt độ bầu ướt
- Cài đặt nhiệt độ sấy
- Khởi động tủ điều khiển
- Khởi động quạt
- Bật công tắc điện trở 1,2,3
- Làm ẩm giấy carton
- Khi thiết bị sấy hoạt động ổn định (nhiệt độ bàu khô không đổi), mở cửa phòng sấy, đặt nhẹ
giấy carton lên giá đỡ, đóng cửa phòng sấy.
- Ghi nhận các số liệu: khối lượng ban đầu G1, nhiệt độ bầu khô, nhiệt độ bầu ướt của không khí
tại thời điểm ban đầu
- Bắt đầu tính thời gian, cứ 3 phút thì ghi nhận giá trị cân, nhiệt độ bầu khô, bầu ướt.
- Khi giá trị cân không đổi giữa các lần đo thì kết thúc thí nghiệm
- Sau khi kết thúc đo ở một nhiệt độ, tắt công tắc điện trở 1 và 3, cài đặt nhiệt độ trên bộ điều
khiển về nhiệt độ thí nghiệm tiếp theo, lấy giấy carton ra khỏi buồng sấy
- Làm ẩm lại giấy carton

53
- Bật công tác điện trở 1 và 3
- Tiến hành thí nghiệm như thí nghiệm 1
- Các số liệu cần đo: khối lượng, thời gian, nhiệt độ bầu khô – bầu ướt
3.3 Kết thúc thí nghiệm:
- Tắt công tắc điện trở 1 và 3
- Cài đặt nhiệt độ trên bộ điều khiển về 20°C và tắt công tắc điện trở 2
- Tắt quạt sau 15 phút kể từ khi đo nhiệt độ cuối cùng
- Lấy vật liệu sấy ra khỏi buồng sấy và đặt lại vị trí ban đầu
4. Kết quả thí nghiệm
4.1 Số liệu thô
Chế độ 50°C Chế độ 60°C Chế độ 70°C
τ
(ph)
G (g) Tư (°C) Tk (°C) G (g) Tư (°C) Tk (°C) G (g) Tư (°C) Tk (°C)
0 150 41 53 137 52 61 124 56 71
3 139 40 54 122 50 62 110 55 70
6 127 41 54 111 51 63 100 56 71
9 119 41 53 101 52 63 92 56 71
12 102 40 53 95 52 62 85 54 69
15 96 40 53 90 51 63 83 55 70
18 89 40 54 87 52 63 81 56 71
21 86 41 54 84 52 63 81 56 71
24 84 41 54 81 52 63
27 81 41 54 81 52 63
30 81 41 54
4.2 Xử lý số liệu thô
Chế độ 50°C Chế độ 60°C Chế độ 70°C
τ (h) G (kg) Tư (°C) Tk (°C) G (g) Tư (°C) Tk (°C) G (g) Tư (°C) Tk (°C)
0 0.15 41 53 0.137 52 61 0.124 56 71
0.05 0.139 40 54 0.122 50 62 0.110 55 70
0.1 0.127 41 54 0.111 51 63 0.100 56 71
0.15 0.119 41 53 0.101 52 63 0.092 56 71
0.2 0.102 40 53 0.095 52 62 0.085 54 69
0.25 0.096 40 53 0.090 51 63 0.083 55 70
0.3 0.089 40 54 0.087 52 63 0.081 56 71
0.35 0.086 41 54 0.084 52 63 0.081 56 71
0.4 0.084 41 54 0.081 52 63
0.45 0.081 41 54 0.081 52 63
0.5 0.081 41 54
4.3 Kết quả từ số liệu thô

54
Chế độ 50°C
τ (h)
G (kg)
U(%) ∆U N(%/h) Tư (°C)
Tk (°C)
0
0.15 85.2 0 0 41 54
0.05
0.139 71.6 13.6 272 40 53
0.1 0.127
56.8 14.8 296 41 54
0.15
0.119 46.9 9.9 198 41 54
0.2
0.102 25.9 21 420 40 53
0.25
0.096 18.5 7.4 148 40 53
0.3
0.089 9.9 8.6 172 40 53
0.35
0.086 6.2 3.7 74 41 54
0.4
0.084 3.7 2.5 50 41 54
0.45
0.081 0 2.5 74 41 54
0.5
0.081 0 0 0 41 54
Chế độ 60°C
τ (h)
G (kg)
U(%) ∆U N(%/h) Tư (°C)
Tk (°C)
0
0.137 69.1 0 0 52 61
0.05
0.122 50.6 18.5 370 50 62
0.1 0.111
37.0 13.6 272
51
63
0.15
0.101 24.7 12.3 246
52
63
0.2
0.095 17.3 7.4 148
52
62
0.25
0.090 11.1 6.2 124
51
63
0.3 0.087
7.4 3.7 74
52
63
0.35
0.084 3.7 3.7 74 52 63
0.4
0.081 0 3.7 74
52
63
0.45
0.081 0 0 0 52 63
Chế độ 70°C

55
τ (h)
G (kg)
U(%) ∆U N(%/h) Tư (°C)
Tk (°C)
0
0.124 53.1 0 0
56 71
0.05 0.110
35.8 17.3 346
55 70
0.1 0.100
23.5 12.3 246
56 71
0.15 0.092
13.6 9.9 198
56 71
0.2 0.085
4.9 8.7 174
54 69
0.25 0.083
2.5 2.4 48
55 70
0.3 0.081
0 2.5 50
56 71
0.35 0.081
0 0 0
56 71
- Tính độ ẩm tại thời điểm i: U% =
𝐺𝑖 − 𝐺0
𝐺0
× 100
- Nhiệt độ sấy 60°C: τ = 0.2, U% =
0.095− 0.081
0.081
× 100 = 17.3%
- Nhiệt độ sấy 60°C: τ = 0.2, U% =
0.095− 0.081
0.081
× 100 = 17.3%
- Nhiệt độ sấy 70°C: τ = 0.2, U% =
0.085− 0.081
0.081
× 100 = 4.9%
4.4 Đồ thị
Sấy ở nhiệt độ 50°C
Dựa vào phương pháp vi phân đồ thị ta tính được tốc độ sấy chính là hệ số góc của tiếp tuyến
với đường cong sấy, N = tanα
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
độẩm(%)
thời gian (h)
Đường cong sấy

56
U = 9.9%, N =
85−9.9
0.3
= 250.33 (%/h)
U = 3.7%, N =
27−3.7
0.4
= 58.25 (%/h)
U = 17.3%, N =
61 −17.3
0.2
= 218.5 (%/h)
U = 3.7%, N =
29−3.7
0.35
= 72.29 (%/h)
0
50
100
150
200
250
300
0 20 40 60 80 100
tốcđộsấy(%/h)
độ ẩm (%)
Đường cong tốc độ sấy
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
độẩm(%)
thời gian (h)

57
U = 13.6%, N =
45 −4.9
0 .2
= 200.5 (%/h)
U = 2.5%, N =
14−2.5
0.25
= 46 (%/h)
0
50
100
150
200
250
0 10 20 30 40 50 60 70 80
độ ẩm (%)
0
10
20
30
40
50
60
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4
độẩm(%)
thời gian (h)

58
4.5 Kết quả tính toán từ đồ thị
Chế độ sấy 50°C
Uth (%) Ucb (%) U* (%) N (%/h) K τ1 (h) τ2 (h)
9.9 2.5 6.2 310 41.89 0.243 0.0165
Uth (%) Ucb (%) U* (%) N (%/h) K τ1 (h) τ2 (h)
11.1 3.7 7.4 260 35.14 0.223 0.0197
Uth (%) Ucb (%) U* (%) N (%/h) K τ1(h) τ2 (h)
13.6 2.5 4.9 190 17.12 0.208 00895
5. Nhận xét
Dùng phương pháp thực nghiệm dựng đường cong sấy, sau đó lấy vi phân đường cong sấy để dựng
đường cong tốc độ sấy, ta thấy:
- Đường cong sấy: chia làm 3 giai đoạn giống với lý thuyết như sau:
 Giai đoạn 1 – Đun nóngvật liệu
 Giai đoạn 2 – sấyđẳng tốc
 Giai đoạn 3 – sấygiảm tốc
- Dựa vào kết quả thu được khi tính toán trên đồ thị ta thấy:
 Nhiệt độ càng cao thì tốc độ sấy đẳng tốc càng tăng và tổng thời gian sấy vật liệu càng
giảmvì nhiệt độ tăng làmtăng nhanh tk của không khí trong khi tư tăng với tốc độ chậm hơn
làm tăng thế của quá trình sấy => tăng động lực quá trình sấy => tăng tốc độ và thời gian sấy.
 Nhiệt độ càng cao thì Uth, Ucb phải càng giảmdo tăng động lực quá trình và hiệu quả
quá trình sấy. Tuy nhiên ta thấy 2 giá trị này thay đổi không phù hợp với lý thuyết nêu trên do
độ ẩm ban đầu của mỗi chế độ sấy khác nhau, tuy thời gian sấy có ngắn hơn khi nhiệt độ tăng
nhưng do phải tổn thất động lực để làm bốc hơi ẩm khác nhau nên kết quả thu được là không
chính xác.
- Sai số trong quá trình thí nghiệm có thể do các nguyên nhân sau:
0
50
100
150
200
250
0 10 20 30 40 50 60
độ ẩm (%)

59
 Sai số khi đọc giá trị của cân do kim cân rất nhạy cảm và rất dễ dao động khi có một tác
nhân nhỏ bên ngoài.
 Vật liệu sấy hút ẩm từ môi trường ngoài làm ảnh hưởng đến giá trị G0 của vật liệu.
 Sai số khi đọc nhiệt độ bầu khô, bầu ướt.
 Sai số do hệ thống thí nghiệm hoạt động không ổn định.
- Để khắc phục sai số và thu kết quả chính xác nhất ta cần lưu ý :
 Quan sát thật kĩ, chờ cho kim cân dao động ít nhất mới đọc giá trị.
 Không nên bật quạt, mở cửa tại nơi làm thí nghiệm để không ảnh hưởng đến cân.
 Phải nắm rõ thao tác và trình tự thí nghiệm, tiến hành đúng trình tự và chính xác trong
thao tác.
 Kiểm tra bảo dưỡng hệ thống thường xuyên để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định.
6. Phụ lục
Tốc độ sấy thực nghiệm: N =
𝑑𝑈
𝑑𝜏
Thời gian sấy trong gian đoạn đẳng tốc:
𝜏1 =
𝑈0
̅̅̅ − 𝑈𝑡ℎ
̅̅̅̅̅
𝑁
Trong đó:
U0: độ ẩm ban đầu của vật liệu (tính theo vật liệu khô)
Uth: độ ẩm tới hạn (tính theo vật liệu khô)
N : tốc độ sấy trong giai đoạn đẳng tốc (%/h)
Tính theo lý thuyết:
Thời gian sấy trong giai đoạn giảm tốc
𝜏2 =
𝑈𝑡ℎ
̅̅̅̅̅ − 𝑈𝑐𝑏
̅̅̅̅̅
𝑁
. ln (
𝑈𝑡ℎ
̅̅̅̅̅ − 𝑈𝑐𝑏
̅̅̅̅̅
𝑈∗
̅̅̅ − 𝑈𝑐𝑏
̅̅̅̅̅
) =
1
𝐾
. ln(
𝑈𝑡ℎ
̅̅̅̅̅ − 𝑈𝑐𝑏
̅̅̅̅̅
𝑈∗
̅̅̅ − 𝑈𝑐𝑏
̅̅̅̅̅
)
Trong đó U* là độ ẩm cuối của vật liệu sấy U* > Ucb
Tốc độ sấy đẳng tốc được tính theo công thức:
𝑁 =
100 ∗ 𝐽 𝑚
𝑅 𝑣 ∗ 𝜌0
=
100 ∗ 𝐽 𝑚 ∗ 𝐹
𝑉 ∗ 𝜌0
=
100 ∗ 𝐽 𝑚
𝐺0
= 100 ∗ 𝐽 𝑚 ∗ 𝑓, (
%
ℎ
)
Trong đó:
F: bềmặt bay hơi của vật liệu (m2)
V: thể tích của vật liệu (m3)
𝜌0 : khối lượng riêng chất khô trong vật liệu (kg/m3)
G0: khối lượng vật liệu khô tuyệt đối (kg)
𝑓 =
𝐹
𝐺0
: bề mặt riêng khối lượng của vật liệu (m3/kg)
𝐽 𝑚 : cường độ bay hơi (kg/m2*h)
Cường độ bay hơi giai đoạn đẳng tốc được xác định;
𝐽
𝑚=
𝛼 𝑞
𝑟
.( 𝑡 𝑘− 𝑡 𝑢)
αq : hệ số trao đổi nhiệt (kJ/m2.h.oC)
r : nhiệt hóa hơi của nước ở nhiệt độ bầu ướt (kJ/kg)

60
Tốc độ sấy trong giai đoạn giảm tốc:
−
𝑑𝑋̅
𝑑𝜏
= 𝐾(𝑋̅ − 𝑋 𝑐𝑏
̅̅̅̅̅)

THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM

Similar to THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM (20)

THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM