Giáo trình Thực hành máy và quá trình thiết bị (Phần 2)

Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bị
44
BÀI 7.A. QUẠT LY TÂM
I. MỤC ĐÍCH.
Khảo sát khả năng và chế độ hoạt động của quạt ly tâm.
Nguyên cư ùu xây dư ïng đư ờng đặc tuyến thư ïc và đư ờng đặc tuyến ống dẫn
của quạt ly tâm.
Xác định lư u lư ợng, công suất, hiệu suất làm việc của quạt.
II . CƠ SỞ LÝ THUYẾT.
Quạt ly tâm dùng để vận chuyển khí hoặc không khí có áp suất chung
không vư ợt quá 1500mmHg. Quạt tạo ra hiệu số áp suất để thắng áp lư ïc vận tốc
và trở lư ïc. Hiệu số áp suất rất nhỏ cỡ vài milimet cột nư ớc. Theo nguyên lý ngư ời
ta phân chia quạt làm 2 loại: quạt ly tâm và quạt hư ớng trục.
1. Nguyên tắc, cấu tạo quạt ly tâm.
Quạt ly tâm làm việc theo nguyên tắc: khi roto quay, áp suất tại tâm quạt
nhỏ, không khí hoặc khí đi vào tâm quạt và đư ợc cấp thêm năng lư ợng nhờ vào
lư ïc ly tâm.
Quạt cấu tạo gồm các chi tiết: Roto, thân quạt, trục quạt, giá quạt.
2. Áp suất của quạt.
Áp suất toàn phần của quạt tạo ra để thắng trở lư ïc trong ống hút và đẩy (áp
suất động học), áp suất thủy tĩnh của cột khí (áp suất tĩnh học).
dt HHH 
hay dt PPP 
Trong đó:
tH : áp suất tĩnh học. (m cột khí)
dH :áp suất động học. (m cột khí)
Tư ơng tư ï như phần bơm ly tâm ta có:
dthtt HHH ,, 
g
vHd
.2
2
g
PH
kk. 
( 1 )
( 2 )
( 3 )
( 4 )
( 5 )
Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bị
45
Trong đó:
htH , : áp suất chân không khi hút. (m)
dtH , : áp suất khi đẩy. (m)
v : vận tốc khí khi ra khỏi quạt. (m/s)
kk : khối lư ợng riêng của không khí. (kg/m
3)
Gía trị áp suất toàn phần:
g
vHHH dtht
.2
2
.,
 Nếu quạt hút trư ïc tiếp tư ø khí quyển, không lắp ống hút thì 0
,
 htH .
 Nếu quạt không gắn ống đẩy hoặc ống đẩy ngắn so với ống hút thì
0
,
 dtH .
 Nếu quạt không gắn ống hút lẫn ống đẩy (quạt không áp) thì
0
,,
 dtht HH .
3. Lưu lượng, công suất, hiệu suất của quạt ly tâm.
Ở đây ta xem sư ï biến đổi khối lư ợng riêng của không khí là không đáng kể
khi đó công suất của quạt đư ợc xác định theo công thư ùc sau.

.1000
.. HQN kk (kW)
Trong đó: Q: lư u lư ợng khí đư ợc hút vào.(m3/s)
AvQ . 
A: tiết diện đư ờng ống ra. (m2)
4
.
2dA 
d : đư ờng kính ống dẩn.
: hiệu suất của quạt.
4. Đường đặc tuyến làm việc thực của quạt.
Đư ờng đặc tuyến làm việc thư ïc của quạt đư ợc sư û dụng trên kết qủa của qúa
trình thư û quạt, mục đích thư û quạt là để xác định 3 thông số: lư u lư ợng Q (m3/s), áp
suất toàn phần và công suất ư ùng với vòng quay không đổi.
5. Đặc tuyến của ống dẫn (còn gọi là đặc tuyến của hệ thống ống khi ráp vào
quạt).
Tư ø phư ơng trình Bernoully viết cho hai mặt cắt bất kỳ (1-1) và (2-2):
 21
2
22
2
2
11
1
.2..2.
h
g
v
g
PZ
g
v
g
PZ 
Tư ø đó ta chuyển về dạng sau:
2
.QkCH 
( 6 )
( 7 )
( 8 )
( 9 )
( 10 )
( 11 )
Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bị
46
Trong đó: )(
.
12
12 zz
g
ppC 
gdd
lk
.2
16
. 42  
  
21, pp : aÙp suất đầu vào và đầu ra của ống dẫn.
21, zz : chiều cao đầu vào và đầu ra của ống dẫn.
21,vv : vận tốc chất lỏng tại hai đầu ống (xem v = v1 = v2).
 21h : tổn thất ma sát trong đư ờng ống.
 
  g
v
d
lh
.2
2
21 
 : tổng hệ số trở lư ïc cục bộ trong ống.
 : hệ số ma sát.
dl, : chiều dài và đư ờng kính ống.
Như vậy, đư ờng cong biểu diễn mối quan hệ H0 – Q theo công thư ùc trên
đư ợc gọi là đặc tuyến của ống dẫn.
6. Điểm làm việc của quạt.
Giao điểm của hai đư ờng cong ( C+k.Q2 ) và (H – Q) tại một điểm A thì
điểm đó đư ợc gọi là điểm làm việc của quạt.
Ho - QH - Q
A
Hình 1: Đặc tuyến đường ống và của quạt ly tâm
III. THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM.
Sơ đồ thí nghiệm như hình vẽ trình bày phần sau.
( 12 )
( 13 )
( 14 )
Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bị
47
IV. PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM.
1) Mở cầu dao, cho nguồn điện vào (khi đó đèn nguồn cháy sáng).
2) Nhấn nút bậc quạt, sau đó để quạt hoạt động ổn định một thời gian
(khoảng 1 đến 2 phút) rồi tiến hành thí nghiệm. Chú ý trư ớc khi bậc quạt phải bảo
đảm van điều chỉnh lư u lư ợng luôn mở.
3) Điều chỉnh van để thay đổi lư u lư ợng với các giá trị khác nhau và đọc
kết qủa đo.
Trong suốt quá trình làm thí nghiệm phải chú ý khi đèn quá tải chiếu sáng thì phải
tắt quạt ngay. Vệ sinh tắt điện sau khi làm xong thí nghiệm.
V. PHÚC TRÌNH.
1. Kết qủa đo.
Ghi lại kết qủa đo và suy tính theo mẫu sau:
Bảng 1: Kết quả đo
Thí nghiệm Áp suất làm việc
Pt P
1
2
3
4
5
Bảng 2: Tính toán lư u lư ợng và đư ờng đặc tuyến của quạt
Thí nghiệm Pd Hd Vận tốc
 (m/s)
Lư u lư ợng
 (m3/s)
1
2
3
4
5
Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bị
48
Bảng 3: Đư ởng đặc tuyến của ống dẫn
Thí nghiệm Lư u lư ợng
(m3/s)
Tổn thất aÙp suất
ống dẫn
1
2
3
4
5
2. Đồ thị và kết qủa suy tính.
Vẽ đồ thị đặc tuyến của quạt với các đư ờng quan hệ:
 Đư ờng quan hệ áp suất toàn phần và lư u lư ợng (H – Q) – đư ờng đặc
tuyến làm việc của quạt.
 Đư ờng quan hệ tổn thất áp suất đư ờng ống và lư u lư ợng (H0 – Q) – đư ờng
đặc tuyến ống dẫn.
 Xác định điểm làm việc và công suất thư ïc của quạt.
3. Bàn luận.
 Nhận xét sư ï mối quan hệ giư õa áp suất toàn phần của quạt với lư u lư ợng.
 Đư ờng đặc tuyến của quạt có ý nghĩa gì trong quá trình làm việc của
quạt.
 Đáng giá sư ï khác biệt giư õa đư ờng đặc tuyến thư ïc và đư ờng đặc tuyến lý
thuyết của quạt.
4. Số liệu tính toán.
 Đư ờng kính ống dẫn: 49x2,4mm
 Hằng số C = 12
 Hệ số k = 1,726.105
VI. TÀI LIỆU THAM KHẢO.
(1) Trần Hùng Dũng-Nguyễn Văn Lục-Hoàng Minh Nam-Vũ Bá Minh, Các
quá trình và thiết bị trong công nghiệp hóa chất và thư ïc phẩm – Tập 1, quyển 2 –
Phân riêng bằng khí động, Lư ïc ly tâm, Bơm, Quạt, Máy nén, Tính hệ thống đư ờng
ống, Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia, Tp.HCM, 1997.
(2) Tập thể tác giả, Sổ tay quá trình và thiết bị trong công nghệ hóa chất và
thư ïc phẩm – tập 1, NXB khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 1992.
(3) Nguyễn Bin, Các quá trình và thiết bị trong công nghệ hóa chất và thư ïc
phẩm – Tập 1 – Các quá trình thủy lư ïc, Bơm, Quạt, Máy nén, NXB Khoa học và
Kỹ thuật, Hà Nội, 2002.
Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bị
49
Đ1
T1
Đ3Đ2
ON OFF
P2AV P1
V1
Đ1: đèn báo nguồn điện vào Đ3: đèn báo qúa tải
Đ2: đèn báo quạt đang hoạt động V1: van điều chỉnh lư u lư ợng
V : Von kế A : Ampe kế
T1: công tắc điện P1: áp kế đo áp suất toàn phần.
P2: áp kế đo áp suất tĩnh.
Hình 2: Sơ đồ thí nghiệm
Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bị
50
BÀI 7.B . BƠM LY TÂM
I. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM.
- Tìm hiểu phư ơng pháp tính toán và chọn các thông số của bơm cho phù hợp
với điều kiện kỹ thuật lắp đặt và vận hành bơm đúng kỹ thuật.
- Khảo sát đư ờng đặc tính và điểm làm việc của bơm ly tâm.
- Tính công suất của bơm.
II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT.
1. Khái niệm và phân lọai bơm.
1.1 Khái niệm: Bơm là lọai thiết bị đư ợc ư ùng dụng rộng rãi trong các nghành
công nghiệp, dùng để vận chuyển chất lỏng chuyển động trong ống. Bơm là lọai
thiết bị chính cung cấp năng lư ợng cho chất lỏng để thắng trở lư ïc trong đư ờng ống
khi chuyển động, nâng chất lỏng lên độ cao nào đó, tạo lư u lư ợng chảy trong thiết
bị công nghệ . Năng lư ợng của bơm đư ợc lấy tư ø các nguồn động lư ïc khác nhau .
2.1 Phân loại bơm: Theo nguyên lý họat động, bơm chất lỏng đư ợc chia làm 3
nhóm chính như sau
* Bơm thể tích : Việc hút và đẩy chất lỏng ra khỏi bơm nhờ sư ï thay đổi thể tích
của không gian làm việc trong bơm. Do đó thể tích và áp suất chất lỏng trong
bơmsẽ thay đổi, sẽ cung cấp năng lư ợng cho chất lỏng
 Việc thay đổi thể tích trong bơm có thể do:
- Chuyển động tịnh tiến (bơm pittông)
- Chuyển động quay (bơm roto)
* Bơm động lư ïc : Việc hút và đẩy chất lỏng ra khỏi bơm nhờ sư ï chuyển động
quay tròn của các bơm , khi đó động năng của cánh quạt sẽ truyền váo chất lỏng
tạo năng lư ợng cho dòng chảy.
 Năng lư ợng của cánh quạt truyền vào chất lỏng có thể dư ới dạng :
- Lư ïc ly tâm (bơm ly tâm)
- Lư ïc đẩy của cánh quạt (bơm hư ớng trục)
- Lư ïc ma sát : bơm xóay lốc
* Bơm khí động : Việc hút và đẩy chất lỏng đư ợc thư ïc hiện nhờ sư ï thay đổi áp
suất của dòng khí chuyển động trong bơm và tạo năng lư ợng cho dòng chảy
- Bơm ejector : Việc thay đổi áp suất dòng khí sẽ tạo ra lư ïc lôi cuốn chất
lỏng chuyển động cùng dòng khí
Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bị
51
- Thùng nén : tạo áp suất trên bề mặt chất lỏng nhằm tạo cho chất lỏng có
thế năng cần thiết để chuyển động
2 . Các thông số cơ bản của bơm.
- Năng suất của bơm : là thể tích chất lỏng bơm cung cấp vào ống đẩy trong một
đơn vị thời gian. Ký hiệu : Q (m3/s ; m3/h ; l/s )
- Cột áp của bơm : là áp suất chất lỏng tại miệng ra ống đẩy của bơm hay là
năng lư ợng riêng của chất lỏng thu đư ợc khi đi tư ø ống hút đến ống đẩy của bơm.
Ký hiệu : H ( m )
 Cột áp của bơm đư ợc xác định theo công thư ùc :
 H = H1 + H2 + H3 + H4 + H5 ( m )
 H1 : cột áp để khắc phục chiều cao nâng hình học, m
 H2 : cột áp để khắc phục chênh lệch áp suất ở 2 đầu ống hút và đẩy, m
 H3 : cột áp để khắc phục trở lư ïc trong ống hút, m
 H4 : cột áp để khắc phục trở lư ïc trong ống đẩy, m
 H5 : cột áp để khắc phục động năng giư ûa ống hút và ống đẩy, m
- Công suất của bơm : là năng lư ợng tiêu hao để tạo ra lư u lư ợng Q và cột áp
của bơm H . Ký hiệu : N ( KW , Hp )
 Công suất của bơm đư ợc xác định theo công thư ùc :
 Trong đó : Q : lư u lư ợng của bơm, m3/s
 H : cột áp của bơm, m
 : khối lư ợng riêng của chất lỏng, kg/m3
 = 0,55 : hiệu suất của bơm
 g : gia tốc trọng trư ờng, m/s2
3 . Bơm ly tâm :
3.1 Cấu tạo và nguyên lý họat động :
-Cấu tạo: Bơm ly tâm bao gồm vỏ bơm 3, bánh guồng trên đó có các cánh hư ớng
dòng. Bánh guồng đư ợc gắn trên trục truyền động 1,ống hút 4 và ống đẩy 2
- Nguyên lý họat động: Khi bánh guồng quay dư ới tác dụng của lư ïc ly tâm chất
lỏngtrong bánh guồng sẽ chuyển động theo cánh hư ớng dòng tư ø tâm bánh guồng
ra mép bánh guồng và theo vỏ bơm ra ngòai. Vỏ bơm đư ợc cấu tạo theo hình
xoắn ốc có tiết diện lớn dần có tác dụng làm giảm bớt vận tốc dòng chảy và tăng
áp lư ïc dòng chảy. Khi chất lỏng trong bánh guồng chuyển động ra ngòai dư ới tác
dụng của lư ïc ly tâm, sẻ tạo ra áp suất chânkhông tại tâm bánh guồng, do có sư ï
chênh lệch áp suất ở bên ngòai và tâm bánh guồng chất lỏng sẽ theo ống hút
. . . ( )
1000.
Q H gN KW  
Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bị
52
chuyển động vào bánh guồng, tạo thành dòng chất lỏng chuyển động liên tục
trong bơm.
Ư u điểm : Bơm ly tâm đư ợc ư ùng dụng rộng rãi trong công nghiệp và đời sống vì
có nhiều ư u điểm như lư u lư ợng đề, gọn nhẹ, tốc độ quay lớn nên có thể trư ïc
tiếp nối với động cơ, đơn giản ít chi tiết, lư u lư ợng lớn .
Như ợc điểm : Phải mồi bơm khi khởi động, không tạo ra đư ợc áp suất lớn hơn 7
at, năng suất phụ thuộc vào cột áp của bơm
3.2 Hiện tượng xâm thực và chiều cao đặt bơm :
Chất lỏng chuyển động vào miệng bơm ly tâm do áp suất ở đây thấp hơn
áp suất khí quyển. Điều này đã tạo điều kiện cho các khí hòa tan có trong chất
lỏng bốc hơi tạo ra các bọt khí ở miệng hút của bơm. Các bọt khí này cùng với
chất lỏng sẽ chuyển động trong cánh guồng, khi đó áp suất lại tăng lên, khí lại
hòa tan ngư ợc lại vào chất lỏng. Do quá trình hòa tan -ngư ng tụ-hòa tan xảy ra rất
nhanh, thể tích bọt khí tăng lên và giảm đột ngột dẩn đến áp suất trong các bọt khí
có thể đạt tới 100 - 1000 at. Hiện tư ợng đó tạo ra các va đập thủy lư ïc, bào mòn
các kết cấu kim lọai tạo ra rung động và tiếng ồn. Hiện tư ợng này gọi là hiện
tư ợng xâm thư ïc. Hiện tư ợng xâm thư ïc có hại cho bơm do đó cần phải hạn chế.
1: Trục động cơ
 2 :Ống đẩy
 3 : Vỏ bơm
 4 : Ống hút
Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bị
53
>90o
=160o
Một trong như õng biện pháp hạn chế hiện tư ợng xâm thư ïc là giới hạn chiều
cao hút của bơm. Chiều cao hút của bơm đư ợc xác định theo công thư ùc :
Trong đó p1 : áp suất bể hút N/m2
 pt : áp suất hơi bảo hòa ởmiệng hút N/m2
h1 : tổng trở lư ïc ống hút m
v1 : vận tốc ống hút m/s
 h : tổn thất ma sát do xâm thư ïc
c : hệ số xâm thư ïc c = 500  1000
Chiều cao hút của bơm phụ thuộc vào nhiệt độ của chất lỏng đư ợc đư a ở
bảngsau :
Nhiệt độ 0C 10 20 30 40 50 60 65
Chiều cao hút, m 6 5 4 3 2 1 0
3.3 Đặc tuyến của bơm ly tâm :
 * Đặc tuyến lý thuyết của bơm ly tâm:
 Đặc tuyến của bơm ly tâm là mối quan hệ hàm số giư ûa các thông số của bơm
như : cột áp, lư u lư ợng, công suất, hiệu suất khi số vòng quay cố định và thay đổi .
H = f (Q) ; N = f(Q),  =f (Q). Trong đó mối quan hệ giư ûa cột áp và lư u lư ợng là
quan trọng nhất
- Đặc tuyến lýthuyết của bơm đư ợc thể hiện trên hình sau :
Hình1: Đặc tuyến lý thuyết của bơm
(Với  là góc nghiêng của cánh guồng)
* Đặc tuyến thư ïc của bơm :
<90o
=90o
H
Q
Q
N
=20o
=90o
)(,
2..
2
1
1
1
max1 mhg
vh
g
p
g
p
z t 
  
m
c
Qn
h ,
..62,5
3/4
Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bị
54
 Trong thư ïc tế khi họat động do số cánh bơm có hạn và khi chất lỏng
chuyển động trong bơm sẽ có tổn thất cột áp , đặc biệt là tổn thất cột áp tăng theo
tỉ lệ bậc hai với lư u lư ợng . Do vậy đặc tuyến thư ïc của bơm sẽ là như õng đư ờng
cong phi tuyến như hình vẽ :
Hình2: Đặc tuyến thư ïc tế của bơm ly tâm
Mối quan hệ lý thuyết giư õa các giá trị : lư u lư ợng Q, cột áp H, công suất N
khi số vòng quay thay đổi đư ợc thể hiện theo tỉ lệ:
* Đặc tuyến của mạng ống : là đư ờng cong biểu diển mối quan hệ Hm ... heo chế độ dịng P = f(Re).
4.3- Bàn luận:
- Nhận xét về vai trị, ảnh hưởng của tấm chặn? Khi nào dùng tấm chặn?
- Tìm hiểu về các loại cánh khuấy hiện cĩ: nêu tên, vẽ hình, phân loại.
- Ứng dụng của thiết bị khuấy trong ngành cơng nghiệp là như thế nào? Cho nhận
xét?
- Nhận xét về mối liên hệ P = f(Re).
V. TÀI LIỆU THAM KHẢO.
1. Mc Cabe, W.L& Smith “ Unit operations of Chemical Engineering”, Mc Graw
Hill.
2. Nguyễn Minh Tuyển “Các máy khuấy trộn trong cơng nghiệp”.
3. Nguyễn Văn Lụa “Giáo trình QT & TB, tập 1, quyển 1”, ĐHBK Tp.HCM
Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bị
61
Sơ đồ thiết bị thí nghiệm
1. Động cơ điện
2. Hộp giảm tốc
3. Bản khuấy 15×15, cm
4. Trục khuấy
5. Thùng khuấy (H = 40 cm; D = 40 cm)
6. Bộ điều khiển
7. Đồng hồ tốc độ vịng quay của trục
8. Điện thế
9. Cường độ
Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bị
62
BÀI 8.B. LỌC KHUNG BẢN
I. MỤC ĐÍCH.
- Khảo sát quá trình hoạt động của máy lọc khung bản.
- Xác định vận tốc lọc trung bình, thời gian lọc và năng suất lọc.
II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT.
2.1 Nguyên tắc làm việc.
Lọc là quá trình đư ợc thư ïc hiện để phân riêng các hỗn hợp nhờ một vật
ngăn xốp. Một pha đi qua vật ngăn xốp còn pha kia đư ợc giư õ lại. Vật ngăn có thể
là dạng hạt: cát, đá, than; dạng sợi như tơ nhân tạo, sợi bông, đay, gai; dạng tấm
lư ới kim loại; dạng vật ngăn như sư ù xốp, thủy tinh xốp v.v...
Cho huyền phù vào một bên vách ngăn rồi tạo ra trên bề mặt lớp huyền
phù P1 dư ới tác dụng của áp suất pha liên tục xuyên qua các mao dẫn trên vách
ngăn chảy qua phía bên kia, còn pha phân tán bị giư õ lại. Pha liên tục đi qua xuyên
qua vách ngăn đư ợc gọi là nư ớc lọc, còn pha phân tán bị giư õ tạo thành bã lọc. Khi
kích thư ớc pha phân tán lớn hơn kích thư ớc mao dẫn thì lớp bã tạo thành trên bề
mặt vách ngăn và ngư ời ta gọi là quá trình lọc tạo bã hay là lọc bề mặt. Khi kích
thư ớc pha phân tán nhỏ hơn kích thư ớc mao dẫn thì lớp bã tạo thành trong mao
dẫn và ngư ời ta gọi là quá trình là lọc sâu.
Chênh lệch áp suất hai bên vách ngăn lọc đư ợc gọi là động lư ïc của quá
trình lọc tư ùc là:
 P = P1 - P2
Động lư ïc của quá trình lọc có thể tạo ra bằng ba cách sau:
- Dùng áp lư ïc của cột chất lỏng (áp suất thủy tĩnh).
- Dùng máy bơm hay máy nén đư a huyền phù vào(lọc áp suất).
- Dùng bơm chân không (lọc chân không).
2.2. Phương trình lọc.
Năng suất lọc đư ợc đặc trư ng bằng tốc độ lọc, nghĩa là bằng lư ợng nư ớc
trong thu đư ợc trong một đơn vị thời gian đối với một mét vuông bề mặt lọc:
, /dVW m s
Sd 
trong đó:
V - thể tích nư ớc lọc thu đư ợc, m3
S - Diện tích bề mặt vách ngăn lọc, m2.
 - Thời gian lọc kể tư ø thời điểm ban đầu(tư ø lúc nư ớc lọc bắt đầu chảy)
Quá trình lọc phụ thuộc vào nhiều yếu tố như hình dạng, kích thư ớc hạt và
tích chất pha phân tán, tính lư u biến của pha liên tục, vật liệu, phư ơng pháp ché
tạo vách ngăn lọc.
Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bị
63
Lọc bề mặt thư ờng đư ợc biểu diễn dư ới dạng phư ơng trình Đaksi dư ới
dạng:
( )b v
dV PV
Sd R R 
còn quá trình lọc sâu tuân theo phư ơng trình Hagen-Poagen:
4
.
8
k
k
P NrdVV
Sd l
 
 - Độ nhớt của pha liên tục, Pa.S
rk, lk - Bán kính và chiều dài của mao dẫn trong vách ngăn lọc, m
N - Số lư ợng mao dẫn trên vách ngăn lọc.
Rb- Trở lư ïc của lớp bã lọc, 1/m
Rv - Trở lư ïc vách ngăn lọc. 1/m
Động lư ïc của quá trình lọc P tư ơng ư ùng với đại lư ợng tổn thất áp suất của
dòng chảy qua lớp bã và vách ngăn :
 P = Pv + Pb
 Pb - Tổn thất áp suất của dòng chảy qua lớp bã
 Pv - Tổn thất áp suất của dòng chảy qua vách ngăn
III. THIẾT BỊ LỌC ÉP ( Thiết bị lọc khung bản)
Thiết bị lọc đư ợc thiết kế chế tạo ở nhiều dạng, nhiều kiểu khác nhau để phù
hợp với các điều kiện cụ thể riêng biệt. Theo quá trình lọc ngư ời ta thư ờng sư û
dụng thiết bị lọc gián đoạn và thiết bị lọc liên tục
- Thiết bị lọc gián đoạn sư û dụng máy lọc khung ba3nva2 máy lọc ép loại ngăn,
thiết bị lọc tấm...
- Thiết bị lọc liên tục thư ờng gồm các loại như lọc túi, lọc chân không thùng
quay, lọc đĩa, lọc băng tải...
3.1 Thiết bị lọc ép khung bản
Thiết bị lọc ép khung bản làm việc gián đoạn, huyền phù nhập vào liên
tục, nư ớc trong chảy ra liên tục còn bã tháo ra theo chu kỳ. Thiết bị lọc khung bản
đư ợc cấu tạo chủ yếu là khung và bản. Khung giư õ vai trò chư ùa bã lọc và là nơi cư ûa
ngõ nhập huyền phù vào. Bản lọc tạo ra bề mặt lọc với các rãnh dẫn nư ớc lọc.
Khung và bản thư ờng đư ợc chế tạo với tiết diện vuông, xung quanh hình thành bề
mặt nhẳn nhô lên tạo sư ï tiếp xúc bịt kín lúc ghép khung và bản. Khi tiến hành lọc
ngư ời ta phải tiến hành ép chặt các khung bản để giư õ áp suất lọc không làm rò rỉ
ra ngoài. Chính ví thế ngư ời ta mơi gọi là thiết bị lọc ép. Lư ïc ép khung bản cần
đạt đư ợc như sau:
P Q1 + Q2
Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bị
64
Q1 - Lư ïc áp suất của huyền phù
Q2 - Lư ïc ép tại bề mặt tiếp xúc của khung và bản
Q2 = pt.Ft
pt - Aùp suất tiếp xúc thư ờng lấy pt 3 p1(p1 áp suất lọc)
Ft diện tích bề mặt tiếp xúc.
 Dịch lọc
 Aùp suất lọc
Máy lọc gồm một dãy các khung 1 và bản 2 cùng kích thư ớc xếp liền nhau
trên một khung đỡ, giư õa khung và bản có vải lọc. Bản đầu tiên gọi là bản cố định,
Thời gian lọc/phút
Dịch
lọc
(áp
suất
lọc)
 1 2 3 1 4 5 3
 Khung và bản
1- rãnh dẫn huyền phù; 2 - khung; 3 - rãnh dẫn nư ớc rư ûa;
4 - rãnh dẫn nư ớc; 5- bản
Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bị
65
cuối cùng là một bản di động. Eùp chặt khung và bản bằng cơ cấu vít đai ốc đư ợc
thư ïc hiện bởi tay quay. Huyền phù đư ợc đư a vào rãnh 1, khi rư ûa nư ớc rư ûa đư ợc
đư a vào rãnh 4. Trên bề mặt của bản ngư ời ta xẻ các rãnh thẳng đư ùng song song
với nhau và hai rãnh nằm ngang ở hai đầu. Rãnh nằm ngang bên dư ới có thông
với van tháo nư ớc lọc và nư ớc rư ûa. Khung rỗng tạo thành phòng lọc để chư ùa cặn.
3.2 Thiết bị lọc ép loại ngăn.
Loại này cũng đư ợc kết cấu tư ơng tư ï, tuy nhiên không có khung mà chỉ có
bản lọc. Giư õa 2 bản ngư ời ta lắp 2 tấm vách ngăn tạo thành không gian rỗng nhập
huyền phù và chư ùa bã. Huyền phù đư ợc đư a vào các bản.
Nồng độ pha rắn đạt đư ợc nhờ bơm cấp dịch lọc. Bơm làm việc ở áp suất
tối đa cho phép của may ép lọc. Trở lư ïc tăng dần trong quá trình hình thành lớp bã
do vậy bơm phai tăng để thắng trở lư ïc này. Lư ợng dịch cấp và lư ợng nư ớc trong
đều giảm dần. Khi đạt đư ợc yêu cầu về nồng độ bã lọc hoặc lư ợng nư ớc trong
chảy ra giảm hẳn thì kết thúc chu kỳ lọc.
IV. THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM.
Sơ đồ thí nghiệm như hình vẽ trình bày phần sau.
V. PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM.
1) Kiểm tra toàn bộ thiết bị. Cho dung dịch cần lọc vào thùng chư ùa 1, ép
chặt các bản lọc vào vải lọc. Các van 6,7 trong thiết bị khóa lại.
2) Mở cầu dao tổng 8, cho nguồn điện vào (khi đó đèn nguồn cháy sáng).
3) Nhấn nút 9 khởi động máy khuấy, sau đó để cho máy khuấy hoạt động
ổn định một thời gian (khoảng 1 đến 2 phút) rồi tiến hành thí nghiệm.
4) Mở van 7 bật nút 11 để bơm dịch vào trong máy lọc.
5) Điều chỉnh van 6 để thay đổi áp suất. Aùp suất đư ợc đọc trên áp kế với
các giá trị khác nhau và tính kết qủa đo.
6) Khi dung dịch trong thùng chư ùa hết. Tắt máy khuấy ở nút 10, tắt bơm ở
Trong suốt quá trình làm thí nghiệm phải chú ý khi đèn quá tải chiếu
sáng thì phải tắt quạt ngay. Vệ sinh tắt điện sau khi làm xong thí nghiệm
VI. PHÚC TRÌNH.
6.1. Kết qủa đo 
Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bị
66
- Tính chu kỳ lọc k
k =  + r + p
Trong đó :  , r , p tư ơng ư ùng với thời gian lọc, thời gian rư ûa bã, và các thời gian
thao tác phụ(tháo bã tái sinh vải lọc, lắp khung bản...)
- Năng suất của thiết bị:
.
k
k k
V q SV   
V- Lư ợng nư ớc lọc thu đư ợc trong thời gian lọc 
S- Diện tích bề mặt lọc trong thiết bị
22. .S n a 
n- Số khung của thiết bị;
a - Kích thư ớc của khung(lòng khung)
q - Lư ợng nư ớc lọc thu đư ợc trên 1m2 bề mặt lọc, m3/m2
6.2. Bàn luận:
 Tìm hiểu quá trình hoạt động của máy lọc.
 Giảm thời gian lọc cần phải làm gì?
 Để tăng năng suất lọc của máy lọc cần phải làm như thế nào?
1. Thùng khuấy dung dịch trư ớc khí
vào lọc
2. Máy lọc khung bản
3. Bảng điều khiển
4. Máng chư ùa chất lỏng
5. Bơm dung dịch
6,7. Van
1
6
Áp kế
5
8 9 10 11
 13 14 15
8. Công tắc tổng.
9,10. Nút bật và tắt máy khuấy
11,12. Nút bật và tắt bơm.
13. Đèn báo công tắc tổng.
14. Đèn báo chạy.
15. Đèn báo quá tải.
4
2
12
7
3
Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bị
67
VII. TÀI LIỆU THAM KHẢO
1) Nguyễn Văn Lụa, Các quá trình và thiết bị trong công nghiệp hóa chất
và thư ïc phẩm – Tập 1, quyển 1 – Các quá trình và thiết bị cơ học, Nhà
xuất bản Đại Học Quốc Gia, Tp.HCM, 1997.
2) Tập thể tác giả, Sổ tay quá trình và thiết bị trong công nghệ hóa chất và
thư ïc phẩm – tập 1, NXB khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 1992.
3) Tập thể tác giả, Quá trình và thiết bị trong công nghệ hóa chất và thư ïc
phẩm – tập 1, NXB khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 1974.
4) Nguyễn Bin, Các quá trình và thiết bị trong công nghệ hóa chất và thư ïc
phẩm – Tập 1 – Các quá trình thủy lư ïc, Bơm, Quạt, Máy nén, NXB
Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 2002
Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bị
68
BÀI 9. VẼ SƠ ĐỒ VÀ CÁC CHI TIẾT THIẾT BỊ CHƯNG CẤT
I. MỤC ĐÍCH.
Giúp cho sinh viên nắm bắt sơ đồ thiết bị. Cách bố trí các thiết bị cho hợp
lý. Vẽ các chi tiết thiết bị. Cấu tạo tư øng bộ phận của thiết bị chư ng cất và các thiết
bị đi kèm. Ngòai ra giúp sinh viên nắm bắt đư ợc tốt hơn vẽ kỹ thuật cách biểu
diễu thiết bị trên bản vẽ, đọc bản vẽ và bố trí bản vẽ cho thích hợp
II. CÁCH TIẾN HÀNH.
1. Vẽ sơ đồ tổng quát hệ thống chưng cất.
Mặt bằng bố trí các thiết bị gia nhiệt, ngư ng tụ hòan lư u, làm nguội sản
phẩm đỉnh. Các vị trí đặt dụng cụ đo như lư u lư ợng, nhiệt kế, đo mư ùc. Vị trí bố trí
bơm nhập liệu, hồi lư u....
2. Vẽ thiết bị chính.
- Vẽ thiết bị chính
- Vẽ các chi tiết cần thiết của thiết bị.
- Các vị trí cần thiết trên mặt cắt để thể hiện thiết bị đư ợc rõ ràng.
3. Vẽ các thiết bị phụ.
- Thiết bị gia nhiệt
- Thiết bị ngư ng tụ hòan lư u
III. BÀN LUẬN
1. Tìm hiểu tại sao và có cách bố trí hợp lý khác tốt hơn không?.
2. Các vị trí mặt cắt để thể hiện thiết bị chính có hợp lý không. Cần thêm bớt chỗ
nào?
Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bị
69
BÀI 10. VẼ SƠ ĐỒ VÀ CÁC CHI TIẾT THIẾT BỊ THÁP ĐỆM
I. MỤC ĐÍCH.
Giúp cho sinh viên nắm bắt sơ đồ thiết bị. Cách bố trí các thiết bị cho hợp
lý. Vẽ các chi tiết thiết bị. Cấu tạo tư øng bộ phận của thiết bị tháp đệm và các thiết
bị đi kèm. Ngòai ra giúp sinh viên nắm bắt đư ợc tốt hơn vẽ kỹ thuật cách biểu
diễu thiết bị trên bản vẽ, đọc bản vẽ và bố trí bản vẽ cho thích hợp
II. CÁCH TIẾN HÀNH.
1. Vẽ sơ đồ tổng quát hệ thống hấp thu.
Mặt bằng bố trí các thiết bị hấp thu, hệ thống bơm, hệ thống quạt gió. Các
vị trí đặt dụng cụ đo như lư u lư ợng, đo mư ùc. Vị trí bố trí hệ thống cấp dung dịch,
cấp khí
2. Vẽ thiết bị chính.
- Vẽ thiết bị chính
- Vẽ các chi tiết cần thiết của thiết bị.
- Các vị trí cần thiết trên mặt cắt để thể hiện thiết bị đư ợc rõ ràng.
3. Vẽ các thiết bị phụ.
- Hệ thống cấp dung dịch
- Hệ thống cấp khí
III. BÀN LUẬN
1. Tìm hiểu tại sao và có cách bố trí hợp lý khác tốt hơn không?.
2. Các vị trí mặt cắt để thể hiện thiết bị chính có hợp lý không. Cần thêm bớt chỗ
nào?
3. Thiết bị hấp thu lọai đệm so sánh với lọai đĩa, lọai chóp, lọai bề mặt có ư u
như ợc điểm gì?
Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bị
70
BÀI 11. THÁO LẮP BƠM - QUẠT.
I. MỤC ĐÍCH.
Giúp cho sinh viên nắm bắt rõ cấu tạo thiết. Cách bố trí các chi tiết trong
thiết bị. Cách thắo lắp, sư ûa chư õa các chi tiết trong thiết bị hay hỏng. Cách tháo,
lắp đặt thiết bị.
II. CÁCH TIẾN HÀNH.
1. Tháo gỡ quạt và bơm.
 Các thiết bị trên giá đã đư ợc lắp cố điïnh. Tháo thiết bị và các chi tiết trong
và quan sát. Ghi nhận các kết luận khi quan sát.
2. Nhận xét về các bộ phận hay hỏng và cách khắc phục
- Đối với bơm
- Đối với quạt.
3. Lắp đặt lại thiết bị
- Lắp các bộ phận của thiết bị thành thiết bị hòan chỉnh
- Lắp lại trên giá như ban đầu
III. BÀN LUẬN
1. Tìm hiểu tại sao và có cách bố trí các bộ phận?.
2. So sánh các giư õa bơm và quạt các điểm giống nhau và khác nhan.
3. So sánh các lọai bơm và các lọai quạt trong phòng thí nghiệm
Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bị
71
BÀI 12. THÁO LẮP THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT
I. MỤC ĐÍCH.
Giúp cho sinh viên nắm bắt rõ cấu tạo thiết. Cách bố trí các chi tiết trong
thiết bị. Cách thắo lắp, sư ûa chư õa các chi tiết trong thiết bị hay hỏng. Cách tháo,
lắp đặt thiết bị.
II. CÁCH TIẾN HÀNH.
1. Tháo gỡ thiết bị truyền nhiệt.
 Các thiết bị trên giá đã đư ợc lắp cố điïnh. Tháo thiết bị và các chi tiết trong
và quan sát. Ghi nhận các kết luận khi quan sát.
2. Nhận xét về các bộ phận hay hỏng và cách khắc phục
3. Lắp đặt lại thiết bị
- Lắp các bộ phận của thiết bị thành thiết bị hòan chỉnh
- Lắp lại trên giá như ban đầu
III. BÀN LUẬN
1. Tìm hiểu tại sao và có cách bố trí các bộ phận?.
2. So sánh các giư õa các lọai thiết bị truyền nhiệt các điểm giống nhau và khác
nhan.
3. So sánh các lọai thiết bị truyền nhiệt trong phòng thí nghiệm
Khoa Hóa Giáo trình thực hành Quá trình và thiết bị
72
Chủ biên: ThS. Lê Thị Thanh Hư ơng
Biên soạn: Bộ môn Máy thiết bị
Hiệu đính: ThS. Nguyễn Thạch Minh
Xong ngày 20.9.2004 tại khoa Hóa trư ờng Cao đẳng Công nghiệp 4