Bài giảng Quá trình thiết bị công nghệ hóa học: Chương 9 - Nguyễn Minh Tân

Bài giảng "Quá trình thiết bị công nghệ hóa học: Chương 9 - Vận chuyển chất lỏng" được biên soạn với các nội dung chính sau: Phương pháp vận chuyển chất lỏng; Bơm thể tích; Bơm ly tâm; Bơm đặc biệt; Thông số đặc trưng của bơm; Hiệu suất của bơm;... Mời các bạn cũng tham khảo bài giảng tại đây!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Quá trình thiết bị công nghệ hóa học: Chương 9 - Nguyễn Minh TânVận$chuyển$chất$lỏng Giảng&viên:&Nguyễn&Minh&Tân& Bộ&môn&QT7TB&CN&Hóa&học&&&Thực&phẩm Trường&Đại&học&Bách&khoa&Hà&nội Vận$chuyển$chất$lỏngMuốn vận chuyển phải dùng bơm để cung cấp nănglượng tạo nên sự chênh lệch áp lực để chất lỏng chảythành dòng- Trong công nghiệp Hóa chất và thực phẩm, bơmđược dùng rất phổ biến và đa dạng.- Phân loại bơm theo đặc trưng cấu tạoBơm thể tíchBộ phân tịnh tiến hay quay của bơm làm thay đổi thểtích bên trong, tạo thành áp suất âm ở đầu hút củabơm và áp suất dương ở đầu đẩy của bơm, do đó thếnăng áp suất của chất lỏng khi qua bơm được tăng lênBơm ly tâmNhờ lực ly tâm tạo ra trong chất lỏng khi guồng quaymà chất lỏng được hút vào và đẩy ra khỏi bơmBơm đặc biệtBao gồm các loại bơm không có bộ phân dẫn độngnhư động cơ điện, máy hơi nước, mà dùng luồng khíhay hơi làm nguồn động lực. Ví dụ: Bơm tia, bơm sụckhí, thùng nén, xiphông,… Vận$chuyển$chất$lỏngCác thông số đặc trưng của bơmnăng suất, áp suất toàn phần, công suất, hiệu suấtNăng suất của bơmVới mọi loại bơm, năng suất được tính bằng thể tích chất lỏng được bơm cung cấp trong một đơn vị thời gianQ[m3/s] hoặc [m3/h]Công suất của bơmĐược tính bằng năng lượng tiêu tốn để bơm làm việcVới các loại bơm có bộ phận dẫn động như động cơ điện, máy hơi nước, công suất của động cơ được tính bao gồm cácdạng công thức sau:Công suất hữu íchNăng lượng mà bơm tiêu tốn để tăng áp suất cho chất lỏng, bằng tích số giữa áp suất toàn phần Δp (năng lượng riêng) vàlưu lượng của dòng chất lỏng: N hi = !gQHCông suất trên trục của bơmĐể tạo ra công suất hữu ích cho bơm, công suất trên trục bơm phải bù thêm phần tổn thất do ma sát ở trục, đặc trưngbởi hệ số hữu ích !b N hi gQH N tr = = !b !bCông suất của động cơĐộng cơ cần tiêu tốn năng lượng lớn hơn năng lượng do bơm tiêu tốn, vì năng lượng được truyền từ động cơ đến bơmmột phần bị tốn thất do quá trình làm việc của động cơ, sự truyền động giữa trục động cơ và trục bơm do ma sát trên trục.Được đặc trưng bởi hệ số động cơ và hệ số hữu ích N tr N hi N hi N dc = = = !tr! dc !tr! dc!b ! Vận$chuyển$chất$lỏng Vận$chuyển$chất$lỏngHiệu suất của bơmηlà đại lượng đặc trưng cho mức độ sử dụng hữu ích năng lượng được truyền từđộng cơ đến bơm, chuyển thành động năng để vận chuyển chất lỏng, được gọi làhiệu suất của bơm hay hệ số hữu ích. N hi != = !b!tr! dc N dc Để bơm làm việc an toàn, thường chế tạo động cơ có công suất cao hơn côngsuất tính toán.Tỷ số giữa công suất thực tế và công suất tính toán gọi là hệ số dự trữ β N tt = !N dc β thường được chọn phụ thuộc vào công suất động cơ. Vận$chuyển$chất$lỏngÁp suất toàn phần H- Đặc trưng cho năng lượng riêng do bơm truyền lại cho một đơn vị trọng lượng chất lỏng.- Được tính bằng chiều cao để nâng một kg chất lỏng nhờ năng lượng do bơm truyền cho, không phụthuộc vào độ nhớt và khối lượng riêng của chất lỏng.Viết phương trình Bernoulli cho mặt I-I và I’-I’: p1 w12 pv wv2 + = + + H h + hm.h !g 2 g !g 2 gViết phương trình Bernoulli cho mặt I’-I’ và II-II: pr wr2 p2 w22 + = + + H đ + hm.đ !g 2 g !g 2 g pv p1 w12 ! wv2 = + ! H h ! hm.h g g 2g pr p2 w22 ! wr2 = + ! H đ ! hm.đ g g 2g Chênh lệch áp suất giữa đầu vào và đầu ra của bơm: p pv ! pr p2 ! p1 w22 ! w12 wv2 ! wr2 = = + + + H đ + H h + hm g g g 2g 2g Vận$chuyển$chất$lỏngThông thường: w1 và w2 gần bằng nhau nên: w1 # w2 w1 ! w2 = 0 Nên:p p2 ! p1 wv2 ! wr2 = + + H t + hmg g 2g Đặt chân không kế trên đường ống hút Áp kế trên đường ống đẩy Áp suất toàn phần: ppđ ! ph w22 ! w12 pđ ! ph H= = + + hm H= +h g g 2g g Vận$chuyển$chất$lỏng p1 & pv wv2 w12 # Chiều cao hút của bơm Hh = $$ + + hm.h !! (g % (g 2g Chiều cao hút của bơm phụ thuộc:- Áp suất thùng chứa (thường là áp suất khi quyển nếu là bể hở)Chiều cao hút không vượt quá chiều cao cột chất lỏng ứng với 1at (phụ thuộc chiều cao đặt bơm so với mặt nước biển) p1 & pbh wv2 w12 # Hh ( $$ + + hm.h !! )g % )g 2g - Áp suất vào của bơm (áp suất hút)được quyết định bởi áp suất hơi bão hòa của chất lỏng, do đó phụ thuộc vào nhiệt độ. Trong thực tế, pv phải lớn hơn pbhcủa chất lỏng được bơm. Áp suất hơi bão hòa của chất lỏng tăng theo nhiệt độ, tại nhiệt độ sôi của chất lỏng, nó bằng áp suất khí quyển. Do đó, khi nhiệt độ của chất lỏng tăng, chiều có hút sẽ giảm. -Vận tốc và trở lực trên đường ống hút Trở lực ma sát, quán tính guồng, hiện tượng xâm thực. Hằng số trở lực do xâm thực được tính theo công thức thực nghiệm: Q: năng suất của bơm, m3/s hxt = 0,019 ...