Giáo trình thực hành máy và quá trình thiết bị ( hệ trung cấp ) - Bài 7

BÀI 7. KHUẤY CHẤT LỎNGI. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM.Khảo sat giản đồ cong suất khuấy của một hệ thống khuấy đơn giản.:
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình thực hành máy và quá trình thiết bị ( hệ trung cấp ) - Bài 7Khoaù Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò BAØI 7. KHUAÁY CHAÁT LOÛNGI. MUÏC ÑÍCH THÍ NGHIEÄM. Khảo sát giản đồ công suất khuấy của một hệ thống khuấy đ ơn giản.:II. CÔ SÔÛ LYÙ THUYEÁT.2.1. Khuấy chất lỏng. Quá trình khuấy hệ lỏng là quá trình rất thường gặp trong công nghiệp (nhấtlà công nghiệp hoá chất và những ngành công nghiệp tương tự: công nghiệp thựcphẩm, công nghiệp luyện kim, công nghiệp vật l iệu xây dựng, công nghiệp hoádược, công nghiệp nhẹ v.v...) và trong đời sống hàng ngày. Quá trình khuấy có thể được thực hiện trong các ống có dòng chất lỏng chảy qua,trong các bơm vận chuyển, trên đĩa các tháp tinh luyện v.v... cũng nh ư trong cácthiết bị khuấy hoạt động nhờ năng l ượng cơ học đưa vào qua cơ cấu khuấy hoặc nhờnăng lượng của dòng khí nén. Trong khuôn khổ bài thí nghiệm này chúng ta nghiêncứu về quá trình khuấy cơ học. 2.2 Mục đích của khuấy. Quá trình khuấy cơ học được sử dụng nhằm mục đích: - Tạo ra các hệ đồng nhất từ các thể tích lỏng và lỏng khí rắn có tính chất thành phần khác nhau: dung dịch, nhũ tương, huyền phù, hệ bọt v.v... - Tăng cường quá trình trao đổi nhiệt. 40Khoaù Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò- Tăng cường quá trình trao đổi chất bao gồm quá trình truyền khối và quá trình hoá học2.3 Hệ thống thiết bị khuấy:2.3.1. Mô tả thiết bị: Chất lỏng thường được khuấy trong một thùng chứa hình trụ tròn. Đỉnh của thùngchứa có thể che kín hoặc để thông với không khí. L ượng chất lỏng trong thùng chứacó chiều cao thường là bằng đường kính của thùng. Một hoặc nhiều cánh khuấy .được lắp vào một trục khuấy, trục khuấy quay đ ược do một motor (motor điện đôikhi gắn trực tiếp nhưng thường thì được gắn vào một bộ giảm tốc (speed reducer).Một số bộ phận phụ có thêm vào thiết bị khuấy theo yêu cầu là vỏ áo (jacket), thiếtbị đo nhiệt (thermowell) v.v... 2.3.2. Các dạng cơ cấu khuấy: Cơ cấu khuấy thường được chia thành cơ cấu khuấy chậm và quay nhanh. Ngoàira còn có thể phân chia thành 2 loại cơ cấu khuấy: hướng kính và hướng trục.a) Cơ cấu khuấy nhanh gồm cơ cấu khuấy tuabin, cơ cấu khuấy chân vịt v.v... Cơ cấu khuấy tuabin kín và cơ cấu khuấy tuabin hở với cánh thẳng hoặc cánh cong đều tạo dòng hướng kính. Cơ cấu khuấy vít tải có ống hướng và cơ cấu khuấy chân vịt có thể duy trì được dòng hướng trục. Cơ cấu quay nhanh thường làm việc trong thiết bị có tấm chặn. tấm chặn sẽ tạora sự chảy xoáy chất lỏng trong thiết bị và không cho hình thành phễub) Loại quay chậm gồm các cơ cấu khuấy loại bản, loại tấm, loại mỏ neo v à loại khung. Chúng chủ yếu tạo ra dòng vòng (dòng chảy tiếp tuyến), có nghĩa là chất lỏng quay quanh trục thiết bị.c) Ngoài ra, còn có các loại cơ cấu khác như cơ cấu khuấy chấn động, cơ cấu khuấy cào, v.v... 2.4. Công suất khuấy P: 2.4.1. Đặc điểm: Công suất khuấy P phụ thuộc vào chế độ, đặc tính dòng trong hệ thống và vàokích thước hình học của thiết bị. Các chế độ chuyển động của l ưu chất là dạngmàng, dạng rối và dạng chuyển tiếp. 41Khoaù Hoùa Giaùo trình thöïc haønh Quaù trình vaø thieát bò Các thông số ảnh hưởng đến công suất khuấy là: những kích thước quan trọng củathùng chứa và cánh khuấy; độ nhớt µ và khối lượng riêng chất lỏng ρ; tốc độ cánhkhuấy n và hằng số gia tốc trọng trường g. P=f(n,Da,g,µ,g,ρ) 2.4.2. Các chỉ tiêu cơ bản để đánh giá quá trình khuấy: a) Mức độ khuấy: Là sự phân bố tương hỗ của hai hoặc nhiều chất sau khi khuấy cả hệ. b) Cường độ khuấy trộn: Người ta thường dùng một trong các đại lượng sau đây để biểu thị c ường độkhuấy trộn: - Số vòng quay n của cánh khuấy. - Vận tốc vòng v của đầu cánh khuấy. - Chuẩn số Reynolds Rek=nd2/ν đặc trưng cho quá trình khuấy. - Công suất khuấy trộn riêng.III. THIEÁT BÒ THÍ NGHIEÄM 3.1. Thiết bị thí nghiệm bao gồm. - Hệ thống khuấy đơn giản. - Bộ điều khiển điện. 3.2. Phương pháp tiến ...