BÀI 1: SẤY ĐỐI LƯU
1. Mục tiêu.
- Vận hành được hệ thống thiết bị sấy.
- Tính toán được các thông số sấy: tốc độ sấy đẳng tốc, độ ẩm tới hạn, độ ẩm cân
-

bằng, thời gian sấy đẳng tốc và giảm tốc.
Xây dựng đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy dựa trên số liệu thực
nghiệm.

2. Cơ sở lý thuyết.
2.1.
Định nghĩa.

Sấy đối lưu là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu bằng cách cấp nhiệt cho ẩm
bay hơi.Trong đó, cả hai quá trình truyền nhiệt và truyền ẩm đều được thực hiện
bằng phương pháp đối lưu.
2.2.

Đặc trưng của quá trình sấy.
Quá trình sấy diễn ra rất phức tạp, đặc trưng cho tính không thuận nghịch và

không ổn định. Nó diễn ra đồng thời 4 quá trình: truyền nhiệt cho vật liệu, dẫn ẩm
trong lòng vật liệu, chuyển pha và tách ẩm vào môi trường xung quanh.
2.3.

Tốc độ sấy theo cân bằng nhiệt của quá trình sấy.
Lượng nhiệt do dòng tác nhân sấy cung cấp cho khoảng thời gian d
dQ = F(t –

(1)

Nhiệt này được tiêu hao để
-

Đun nóng vật liêu: (
Bay hơi ẩm và quá nhiệt hơi:

(2)
(3)

Trong đó: : hệ số cấp nhiệt từ tác nhân sấy vào vật liệu sấy (W/m 2độ)
F: bề mặt vật liệu (m2)
t, nhiệt độ tác nhân sấy, vật liệu và hơi bão hòa (độ)
: khối lượng và nhiệt dung của vật liệu sấy (kg; j/kgđộ)
khối lượng và nhiệt dung của ẩm (kg; j/kgđộ)
r: ẩn nhiệt hóa hơi của ẩm (j/kg)
nhiệt dung riêng của hơi ẩm (j/kgđộ)
Lượng ẩm bốc hơi trong thời gian d:
(4)
U: hàm ẩm (hay độ ẩm) của vật liệu, tính theo vật liệu khô (kg ẩm/kg vật liệu khô)
Page 1


Từ (1), (2), (3) và (4), thiết lập cân bằng nhiệt:
(5)
Từ (5) rút ra: được biểu thức tốc độ sấy theo cân bằng nhiệt
Đây là biểu thức tốc độ sấy theo cân bằng nhiệt
Phương trình cơ bản của động học quá trình sấy.

2.4.


Theo phương trình truyền ẩm từ vật liệu vào tác nhân sấy:
(7)
Với: : hệ số truyền ẩm trong pha khí (kg/m2.h.p)
, p: áp suất của hơi ẩm trên bề mặt vật liệu và trong pha khí (mmHg hay at)
Thay vào (7) và biến đổi ta có:
(8)
Khi hơi ẩm không bị quá nhiệt (tức t=) thì biểu thức (5) được biến đổi thành:
q: cường độ dòng điện hay mật độ dòng điện
Đặt:
Với:

khối lượng riêng của vật liệu khô (kg/m3)
thể tích vật khô (m3)
nhiệt dung riêng của vật liệu ẩm (j/kgđộ)
bán kính quy đổi của vật liệu (m)

Khi đó nếu bỏ qua nhiệt làm quá nhiệt hơi ẩm, ta có:
=

(10)

Với : chuẩn số Rebinde đặc trưng cho động học quá trình sấy.
Biểu thức (10) đây là phương trình cơ bản của động học về sấy.
2.5.

Lượng nhiệt cấp cho vật liệu trong giai đoạn sấy giảm tốc (q2)

Trong giai đoạn sấy giảm tốc, đường cong tốc độ sấy có dạng đường thẳng, nên
tốc độ sấy trong giai đoạn này được biểu diễn:

K: hệ số tỷ lệ, gọi là hệ số sấy. Phụ thuộc vào tốc độ sấy và tính chất của vật liệu ẩm
(l/s)
Page 2


K chính là hệ số góc của đường cong tốc độ sấy ở giai đoạn sấy giảm tốc nên:

: hệ số sấy tương đối, phụ thuộc vào tính chất vật liệu ẩm
Uth: độ ẩm tới hạn
U*: độ ẩm cân bằng
N: tốc độ sấy đẳng tốc (kg ẩm/(kg vật liệu khô.s)
Tích phân phương trình (11) ta nhận được:

(13)
Hay logarit hóa (8) ta có:

(14)
Như vậy, nếu biết được hệ số sấy K, có thể xác định được thời gian cần thiết để
thực hiện giai đoạn sấy giảm tốc.
Hệ số tương đối sấy tương đối được xác định bằng thực nghiệm và có thể tính gần
đúng như sau:

(15)
: độ ẩm ban đầu của vật liệu
Từ đó ta có:

(16)
Thay (12) và (15) vào phương trình (11), ta được:

(17)

Thay (17) vào (10) ta được:
Page 3


(18)
2.6.

Lượng nhiệt cung cấp cho vật liệu trong giai đoạn sấy đẳng tốc (

)

Trong giai đoạn sấy đẳng tốc, toàn bộ lượng nước cung cấp từ dòng tác nhân bằng
lượng nhiệt bốc hơi ẩm và nhiệt độ vật liệu không đổi nên:

(19)
2.7.

Cường độ trao đổi nhiệt (q(x))độ sấy

(20)
Như vậy, theo biểu thức (20), khi biết chuẩn số Rb sẽ tính được cường độ trao
đổi nhiệt theo độ ẩm của vật liệu.
2.8.

Đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy
Đồ thị đường cong tốc độ sấy
Đồ thị đường cong sấy

•


Đường cong sấy: là đường cong biểu diễn sự thay đổi của đội ẩm vật liệu (U) theo thời
gian sấy ( )
(21)
Dạng của đường cong sấy:
Phụ thuộc vào nhiều yếu tố như lien kết giữ ẩm và vật liệu, hình dáng kích
thước, cấu trúc vật liệu, phương trình và ché độ sấy.
Đường cong sấy là hàm của quá trình sấy.Vì vậy, tuy ở chế độ và phương pháp
sấy khách nhau nhưng dạng đường cong sấy là tương tự nhau.
Page 4


•

Đường cong tốc độ sấy: là đường cong biểu diễn mối quan hệ giữa tốc độ sấy và
độ ẩm (hàm ẩm) của vật liệu sấy:

(22)
Từ biểu thức (21) và (22), rõ ràng đường cong tốc độ sấy là đạo hàm của đường
cong sấy.
2.9.

Các giai đoạn của quá trình sấy.
 Giai đoạn đun nóng vật liệu (AB)
Giai đoạn này xảy ra nhanh với khoảng thời gian ngắn không đáng kể.toàn bộ

nhiệt do dòng tác nhân cấp dùng để đun nóng vật liệu từ nhiệt độ đầu (

) lên nhiệt độ

bầu ướt ( )

Trong giai đoạn này lượng ẩm tách ra khoonh đáng kể, độ ẩm vật liệu giảm
không nhiều và tốc độ sấy nhanh lên với tốc độ cực đại (N) thường giai đoạn này bỏ
qua trong tính toán.
 Giai đoạn sấy đẳng tốc (BC)

Trong giai đoạn này, tốc độ khuếch tán ẩm từ trong lòng vật liệu ra bề mặt
lớn hơn tốc độ bốc hơi ẩm từ bề mặt vật liệu, nên bề mặt vật liệu luôn bảo hòa ẩm.
Toàn bộ lượng nhiệt cung cấp để bốc hơi ẩm bề mặt (ẩm tự do) và bề mặt
bốc hơi là bề mặt ngoài của vật liệu không đổi nên các thong số sấy ssau đây sẽ không
đổi: nhiệt độ bề mặt vật liệu và tốc độ sấy; và độ ẩm vật liệu giảm nhanh.
Thời gian sấy trong giai đoạn này là (thời gian sấy đẳng tốc ( ) được xác định từ:

(23)
Nên tích phân (23) ta có:

(24)
Với

là độ ẩm cuối giai đoạn sấy đẳng tốc.
Page 5


 Giai đoạn sấy giảm tốc (CD)

Do đã bốc hơi hết ẩm bề mặt chỉ còn ẩm liên kết, nên bề mặt bốc hơi bị co hẹp
lại dần đi sâu vào trong lòng vật liệu.
Tốc độ khuếch tán ẩm trong vật liệu chậm làm giảm tốc độ chung.
Nhiệt độ của vật liệu tăng dần từ nhiệt độ bầu ướt

đến nhiệt độ dòng tác


nhân (t) – nhiệt độ bầu khô.
Trong vật liệu xuất hiện 3 vùng: ẩm, bốc hơi và khô.
Trong giai đoạn này, nếu đường cong tốc độ sấy có dạng đường thẳng (hoặc
quy đổi sang đường thẳng – N2=ax=b) thì ta có thể phân tích để tính thời gian sấy giai
đoạn sấy giảm tốc này

:

(25)
Với U: độ ẩm cân bằng, độ ẩm kết thúc giai đoạn sấy giảm tốc.
Thời gian sấy vật liệu.

2.10.

Thời gian sấy vật liệu được tính bằng tổng thời gian của 3 giai đoạn sấy: đốt
nóng vật liệu

. Sấy đẳng tốc

và sấy giảm tốc

. Có thể bỏ qua giai đoạn đốt

nóng vật liệu, vì giai đoạn này xảy ra rất nhah. Biểu thức tính thời gian sấy như sau:

(26)

Với U


2

độ ẩm vật liệu cuối quá trình sấy. Tương ứng với

lấy:

Page 6

. U2 >

và thường được


3.

Sơ đồ thiết bị.

1. Cửa khí vào

5. Buồng sấy

2.Quạt ly tâm

6. Khây sấy

3.Caloriphe

7. Cửa ra khí thải

4. Cân

4. Số liệu và xử lý số liệu.

BẢNG SỐ LIỆU Ở 50OC
SST
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

t (ph)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45

50
55
60
65

G (g)
1051
1041
1031
1025
1011
1001
991
980
966
955
947
936
925
917
Page 7

Tư(0C)
45
45
45
45
45
45
45

45
45
45
45
45
45
45

Tk(0C)
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50


15
16
17
18
19

20
21

70
75
80
85
90
95
100

903
891
879
865
855
845
834

45
45
45
45
45
45
45

 Tính theo thực nghiệm:
-


Độ ẩm vật liệu
Theo vật liệu khô:

Dựa vào công thức trên ta tính được các W như ở bên dưới:

Page 8

50
50
50
50
50
50
50


-

Tốc độ sấy:
Page 9


Page 10


SỐ LIỆU SAU KHI XỬ LÝ 50OC
ST
T
1


T
(phút)
0

2

5

1041

31.1

3

10

1031

4

15

5
6

Gi (g)

Wi (%)

1051


32.36

N (%h)

Tk tb Tư tb Pb (mmHg) Ph (mmHg)
50

45

70

68

15.13

50

45

70

68

29.85

15.01

50


45

70

68

1025

29.09

9.12

50

45

70

68

20

1011

27.33

21.13

50


45

70

68

25

1001

26.07

15.13

50

45

70

68

Page 11


7

30

991


24.81

15.13

50

45

70

68

8

35

980

23.42

16.68

50

45

70

68


9

40

966

21.66

21.13

50

45

70

68

10

45

955

20.28

16.57

50


45

70

68

11

50

12.12

50

45

70

68

12

55

936

17.88

16.67


50

45

70

68

13

60

925

16.5

16.57

50

45

70

68

14

65


12.01

50

45

70

68

15

70

903

13.73

21.25

50

45

70

68

16


75

891

12.22

18.13

50

45

70

68

17

80

879

10.7

18.25

50

45


70

68

18

85

865

8.94

21.13

50

45

70

68

19

90

855

7.68


15.13

50

45

70

68

20

95

845

6.42

15.13

50

45

70

68

3.00


50

45

70

68

100

21

947

917

834

19.27

15.5

6.17

Pb(tb)=70

Ph(tb) = 68

Tính theo lý thuyết.

Cường độ ẩm.
•

-

: Cường độ ẩm.
B: Áp suất phòng sấy, B = 760 mmHg.
Page 12


am : Hệ số trao đổi ẩm tính theo chênh lệch áp suất ( kg/m2.h.mmHg)
→am=0,0229+0,0174*Vk=0,0229+0,0174*5760=0,05074 (kg/m2.h.mmHg)
Vk : Tốc độ khí trong phòng sấy ( chọn Vk = 1,6 m/s)
Pb(TB) = 70 mmHg
Ph(TB) = 68 mmHg

Vậy: Jm = 0,05074*(70-68)*
-

= 0,10148 (kg/m2.h)

Tốc độ sấy đẳng tốc:
Nđt =100.Jm.F/G0 (%/h)
Với F: diện tích bề mặt sấy
Go=794g
F = F1+F2=(676.10-4)+(780.10-4) =0,1456 (m2)

-

⇒

Độ ẩm tới hạn:

(%/h)

Wth=
W1 : độ ẩm ban đầu trước khi sấy (%)
Wc: độ ẩm cân bằng =3%

-

+ Wc

→ Wth =
+3=20.97 (%)
Thời gian sấy:
+ Thời gian sấy đẳng tốc:

→ T1=

(h)

Thời gian sấy giảm tốc:

+

Wcuoi: độ ẩm cuối của quá trình sấy

Page 13



→ T2 =
Thời gian tổng cộng quá trình sấy gần đúng
Vậy: Tsấy= T1 + T2= 6,12 + 16.75=22.87 (h)

5. Vẽ đồ thị.

•

Nhận xét: Bài sấy chưa được hoàn chỉnh vì không đủ thời gian nên chưa sấy tới khối
lượng không đổi sản phẩm vẫn chưa khô hoàn toàn vì thế làm sai số ảnh hưởng đến
kết quả tính toán.
Trả lời câu hỏi chuẩn bị:
1. Định nghĩa quá trình sấy đối lưu?

Trả lời: Quá trình sấy diễn ra rất phức tạp, đặc trưng cho tính không thuận nghịch và
không ổn định. Nó diễn ra đồng thời 4 quá trình: truyền nhiệt cho vật liệu, dẫn ẩm
trong lòng vật liệu, chuyển pha và tách ẩm vào môi trường xung quanh.
2. Thế nào là truyền nhiệt và truyền ẩm bằng phương pháp đối lưu?
Page 14


Trả lời:
3. Các giai đoạn sấy?

Trả lời: gồm có 3 giai đoạn sấy:
4.

Giai đoạn đun nóng vật liệu
Giai đoạn sấy đẳng tốc
Giai đoạn sấy giảm tốc

Có mấy quá trình sấy?

Trả lời:
- Quá trình sấy có hồi lưu
- Quá trình sấy có đốt nóng trung gian
5. Kể tên một vài loại thiết bị sấy?

Trả lời:
6.

Thiết bị sấy băng tải
Thiết bị sấy tầng sôi
Thiết bị sấy khí động (hay còn gọi là thiết bị sấy khí thổi)
Thiết bị sấy phun loại thùng
Thiết bị sấy bức xạ - đối lưu
Thiết bị sấy thăng hoa
Thiết bị sấy điện cao tầng
Các thông số cần đo trong quá trình thí nghiệm?

Trả lời:Khối lượng, nhiệt độ bầu khô, bầu ướt và thời gian.
7. Nội dung thí nghiệm?

Trả lời:Tiến hành sấy bánh tráng ở 2 chế độ của Caloriphe: 4 00C và 500C. Đặt vật liệu
vào buồng sấy, ghi nhận khối lượng vật liệu sau khi làm ẩm (G1). Sau đó cứ 3 phút ghi
nhận giá trị cân và giá trị nhiệt độ bầu khô, bầu ướt. Tiếp tục đến khi giá trị khối
lượng vật liệu không đổi trong vòng 15 phút thì dừng chế độ thí nghiệm này và
chuyển sang chế độ thí nghiệm khác.
8. Cách thức tiến hành thí nghiệm?

Trả lời:

Bước 1: Chuẩn bị thí nghiệm:
+
+
-

Xác định khối lượng vật liệu khô ban đầu (G0) của vật liệu:
Mở cửa buồng sấy ra, đặt cẩn thận
Đọc giá trị cân (G0)
Làm ẩm vật liệu:

Page 15


Sau khi cân xong, lấy vật liệu ra và nhúng nhẹ nhàng (tránh rách vật liệu) vào
chậu nước. Chờ khoảng 30 giây cho nước thấm đều, lấy vật liệu lên và để ráo nước
sau đó xếp vào giá.
-

Chuẩn bị đồng hồ đeo tay để đo thời gian.
Kiểm tra hệ thống:
+ Lắp lại cửa buồng sấy.
+ Mở hết các van của hai cửa khí vào ra
+ Châm đầy nước vào bầu ướt (phía sau hệ thống)

Bước 2:Khởi động hệ thống:
-

Khởi động quạt: bật công tắc của quạt để hút dòng tác nhân vào và thổi qua caloriphe
gia nhiệt dòng tác nhân.
- Khởi động caloriphe, bật công tắc Caloriphe.

- Cài đặt nhiệt độ cho Caloriphe ở nhiệt độ thí nghiệm.
Bước 3: Tiến hành thí nghiệm
Chờ hệ thống hoạt động ổn định khi: nhiệt độ của Caloriphe đạt giá trị mong muốn
(

). Tiến hành sấy vật liệu ở nhiệt độ khảo sát.
 Đo số liệu trong chế độ thí nghiệm.

Các số liệu cần đo: Khối lượng, nhiệt độ bầu khô, bầu ướt và thời gian.
Cách đọc:
+ Khối lượng (gam) khi đặt giá đỡ vật liệu sấy, đọc số hiển thị trên cân.
+ Nhiệt độ (0C) : Nhấn nút tương ứng các vị trí cần đo và đọc số trên đồng hồ hiện
số.
- Chuyển chế độ thí nghiệm:
+ Mở cửa buồng sấy, lấy vật liệu ra làm ẩm tiếp (lặp lại như ban đầu).
+ Cài nhiệt độ Caloriphe ở giá trị tiếp theo cho chế độ sấy mới.
+ Chờ hệ thống hoạt động ổn định.
+ Lặp lại trình tự như chế độ đầu.
-

Bước 4: Kết thúc thí nghiệm
-

Tắt công tắt của điện trở Caloriphe.
Sau khi tắt Caloriphe được 5 phút, tắt quạt cho Caloriphe nguội.
9. Mục đích thí nghiệm?

Trả lời:
-


Vận hành được hệ thống thiết bị sấy.
Tính toán được các thông số sấy: tốc độ sấy đẳng tốc, độ ẩm tới hạn, độ ẩm cân

-

bằng, thời gian sấy đẳng tốc và giảm tốc.
Xây dựng đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy dựa trên số liệu thực
nghiệm.
10. Đường cong sấy?
Page 16


Trả lời:
-

Là đường cong biểu diễn sự thay đổi của độ ẩm vật liệu (U) theo thời gian sấy

- Phụ thuộc vào nhiều yếu tố như liên kết giữ ẩm và vật liệu, hình dáng kích thước; cấu

trúc vật liệu, phương pháp và chế độ sấy.
- Đường cong sấy là hàm của quá trình sấy
11. Đường cong tốc độ sấy?
Trả lời:
- Là đường cong biểu diễn mối quan hệ giữa tốc độ sấy và độ ẩm ( hàm ẩm) của vật liệu

sấy
- Đường cong tốc độ sấy là đạo hàm của đường cong sấy.
12. Phương trình cơ bản của động học quá trình sấy?

Trả lời:


13.

Sấy là gì? Sự khác nhau giữa sấy và cô đặc?
Trả lời:

- Sấy đối lưu là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu bằng cách cấp nhiệt cho ẩm bay hơi.

Trong đó, cả hai quá trình truyền nhiệt và truyền ẩm đều được thực hiện bằng
phương pháp đối lưu.
- Sự khác nhau giữa sấy và cô đặc:
+ Sấy là quá trình bốc hơi nước làm cho vật liệu khô đi không còn ẩm trong
đó
+ Cô đặc cũng là quá trình làm bốc hơi nước nhưng nó làm giàu các cấu tử hòa tan trong
đó và làm cho vật liệu cô đặc lại.
14. Thời gian sấy của vật liệu?
Trả lời: Ta phải phụ thuộc vào chế độ sấy của vật liệu mà ta mới biết được thời gian
sấy của vật liệu. Vì vậy đối với mỗi vật liệu có các chế độ sấy khác nhau thì thời gian
sấy cũng khác nhau.

BÀI 2: CỘT CHÊM
1. Mục đích thí nghiệm
Khảo sát đặc tính động lực học lưu chất và khả năng hoạt động của cột chêm
bằng cách xác định:
Page 17


Ảnh hưởng của vận tốc dòng khí và lỏng lên tổn thất áp suất (độ giảm áp) khi
đi qua cột.
Sự biến đổi của hệ số ma sát cột khô fck theo chuẩn số Reynolds (Re) của dòng

khí và suy ra các hệ thức thực nghiệm.
Sự biến đổi của thừa số σ liên hệ giữa độ giảm áp của dòng khí qua cột khô và
qua cột ướt theo vận tốc dòng lỏng.
Giản đồ giới hạn khả năng hoạt động của cột (giản đồ ngập lụt và gia trọng).
2. Cơ sở lý thuyết
2.1 Khái niệm quá trình hấp thụ (hấp thu)
Quá trình hấp thu là quá trình cho một hỗn hợp khí tiếp xúc với dung môi lỏng
nhằm mục đích hòa tan chọn lọc một hay nhiều cấu tử của hỗn hợp khí để tạo nên một
dung dịch các cấu tử trong chất lỏng, pha khí sau hấp thu gọi là khí sạch, pha lỏng sau
hấp thu gọi là dung dịch sau hấp thu.
Vậy quá trình hấp thu là quá trình truyền vận cấu tử vật chất từ pha khí vào pha
lỏng. nếu quá trình xảy ra theo chiều ngược lại, nghĩa là truyền vận cấu tử từ pha lỏng
sang pha khí, ta có quá trình nhả hấp thu.
Mục đích của quá trình hấp thu là hòa tan chọn lọc một số cấu tử.
2.2 Ứng dụng của quá trình hấp thu
−
−
−
−
−

Công nghệ thực phẩm
Công nghệ hóa học
Công nghệ sinh hoc
Kỹ thuật môi trường
Ngành công nghiệp dầu khí

2.3 Phương pháp lựa chọn dung môi hấp thu
Khi lựa chọn dung môi cho quá trình hấp thu người ta dựa vào các tính chất
sau:

 Độ hòa tan chọn lọc
Page 18


Đây là những tính chất chủ yếu của dung môi, là tính chất chỉ hòa tan tốt cấu tử
cần tách ra khỏi hỗn hợp mà không hòa tan các cấu tử còn lại hoặc hòa tan không
đáng kể. Tổng quát, dung môi và dung chất có bản chất tương tự nhau thì cho độ hòa
tan tốt. Dung môi và dung chất tạo nên phản ứng hóa học thì làm tăng độ bền hòa tan
lên rất nhiều, nhưng nếu dung môi được thu hồi để dùng lại thì phản ứng phải có tính
hoàn nguyên.
 Độ bay hơi tương đối

Dung môi nên có áp suất hơi thấp vì pha khí sau quá trình hấp thu sẽ bão hòa
hơi dung môi do đó dung môi bị mất.
 Tính ăn mòn của dung môi

Dung môi nên có tính ăn mòn thấp để vật liệu chế tạo thiết bị dễ tìm và rẻ tiền.
 Chi phí

Dung môi dễ tìm và rẻ tiền để sự thất thoát không tốn kém nhiều.
 Độ nhớt

Dung môi có độ nhớt thấp sẽ tăng tốc độ hấp thu, cải thiện điều kiện ngập lụt
trong tháp hấp thu, độ giảm áp thấp và truyền nhiệt tốt.
 Các tính chất khác

Dung môi nên có nhiệt dung riêng thấp để ít tốn nhiệt khi hoàn nguyên dung
môi, nhiệt độ đóng rắn thấp để tránh hiện tượng đóng rắn làm tắc thiết bị, không tạo
kết tủa, không độc.
Trong thực tế, không một dung môi nào trong một lúc đáp ứng được tất cả các

tính chất trên, do đó khi chọn phải dựa vào những điều kiện cụ thể khi thực hiện quá
trình hấp thu. Dù sao tính chất thứ nhất cũng không thể thiếu được trong bất cứ trường
hợp nào.
2.4 Phương pháp hấp thu: Có 2 phương pháp hấp thu nghịch dòng và hấp thu xuôi
dòng ở đây ta chỉ xét hấp thu nghịch dòng.
 Hấp thu nghịch dòng

Page 19


Pha khí là hỗn hợp khí G vào chứa nhiều chất:
Trong đó
−
−

Các chất trơ Gtr (không hấp thu vào lỏng)
Chất hấp thu vào lỏng gọi là cấu tử A

Pha lỏng:
−
−
−

Lượng dung môi gọi là L
Cấu tử A đã có sẵn trong pha lỏng L
Lượng dung môi trơ là Ltr là lượng dung môi tổng cộng L trừ đi cấu tử A.

2.5 Một số định nghĩa
Phần mol của cẩu tử i là số mol (suất lượng mol) của cẩu tử i chia cho tổng số
mol hỗn hợp (suất lượng mol hỗn hợp).

Phần khối lượng của cấu tử i là khối lượng (suất lượng khối lượng) của cấu tử i
chia cho tổng khối lượng hỗn hợp (suất lượng khối lượng hỗn hợp)
Tỉ số mol của cấu tử i là số mol (suất lượng mol) của cấu tử i chia cho tổng số
mol (suất lượng mol) trừ đi số mol (suất lượng mol) của i.
Các đơn vị:
−
−
−

Suất lượng mol: mol/h; (kmol/h.m2); (mol/h.m2).
Suất lượng khối lượng: kg/h; (kg/h.m2); (g/h.m2).
Phần mol và tỉ số mol không có đơn vị.

2.6 Ảnh hưởng của nhiệt độ và áp suất lên quá trình hấp thu
Nhiệt độ và áp suất là những yếu tố có ảnh hưởng quan trọng lên quá trình hấp
thu. Chúng ảnh hưởng lên trạng thái cân bằng và động lực của quá trình.
Nếu nhiệt độ tăng thì giá trị hệ số của định luật Henry tăng, đường cân bằng sẽ chuyển
dịch về trục tung, động lực truyền khối sẽ giảm. Nếu tăng nhiệt độ lên một giới hạn
nào đó thì không những động lực truyền khố giảm mà ngay cả quá trình cũng không
thực hiện được. Mặt khác khi nhiệt độ tăng cao cũng ảnh hưởng tốt vì độ nhớt của
dung môi giảm (có lợi đối với trường hợp trở lực khếch tán chủ yếu nằm trong pha
lỏng).
Page 20


Thiết bị hấp thu
Trong công nghiệp, thực tế sản xuất người ta có thể dùng nhiều loại thiết bị
khác nhau để thực hiện quá trình hấp thu. Tuy nhiên, yêu cầu cơ bản của thiết bị vẫn
là diện tích bề mặt tiếp xúc pha phải lớn để tăng hiệu suất của quá trình hấp thu. Bài
thí nghiệm này ta xét loại tháp hấp thu là tháp đệm (cột chiêm).

3. Sơ đồ thiết bị
I-Máy thổi khí

1,2-Van điều chỉnh lưu lượng dòng khí

II-Lưu lượng kế dòng khí

3-Van xả nước đọng trong ống khí

III-Cột chêm

4,6-Van điều chỉnh lưu lượng dòng lỏng

IV-Bồn chứa

5-Van tạo cột lỏng ngăn khí

V-Bơm

7-Van điều chỉnh mức nước trong cột chêm

VI- Lưu lượng kế dòng lỏng

8-Van xả nhanh khi lụt cột chêm

D-lớp đệm vòng sứ Raschig

9-Van xả đáy bồn chứa

Page 21



4. Kết quả thí nghiệm
4.1 Từ thí nghiệm ta có bảng số liệu

Page 22


Khí
V(fit3/phút

Lỏng
(L=lít/phút
)

1

2

3

4

5

∆PCK
(cmH2O)

∆PCK
(cmH2O)


∆PCK
(cmH2O)

∆PCK
(cmH2O)

∆PCK
(cmH2O)

Số
lớn

Số
nhỏ

Số
lớn

Số
nhỏ

Số
lớn

Số
nhỏ

Số
lớn


Số
lớn

36.
5
37.
4
37.
3

38.
6
38.
5
38.
6

37.
1

38.
9
39.
2
39.
5

39


39.8

37
36.
7
35.
8

39.
6
40.
4
40.
8
42.
2
44.
2
45.
2

40.6

35

36.
7
36.
4
35.

8
35.
4
33.
7
32.
5
31.
7

41.5

34

0
37.5
4
38.2
5
38.2
6
38.5
7
38.8
8

40
41.
5


9
10

42
43.
2

37
38.
5
36.
5
35.
5
34
34.
5
32.
3

40
41.
8
43
44

4.2 Tính toán kết quả
•

Ta đổi V(fit3/phút)


1fit3/phút=2,83.

Tương tự:
•

2fit3/phút =

m3/phút=

(m3/s)≈9,43.

Tính G

Cột khô đang vận hành ở nhiệt độ 50oC hay 323oK
Ở đó ρkk=1,095(kg/m3), µ=1,9558.10-5(kg/m.s)

Page 23

(m3/s)

Số
nhỏ

35.8
35.2
34.2
33.5
31.2
30.2


40.
8
41.
8
42.
8
45
46.
5

Số
nhỏ

34.8
33.7
34.2
30.5
30.4


S=π.d2.ε/4=3,1416.0,12.0,585/4=0,00459

Trong đó:

•

Tính ∆PCK:
∆PCK=(số lớn- số nhỏ).10.9,81=(37.5 – 36.5).10.9,81=98,1 (N/m2)


(N/m2.m)
•

Tính Re:

•

Tính fCK

fCK
Làm tương tự ta có bảng xử lý số liệu cột khô:
Cột khô

i

V(m3/s)

G

∆PCK

Log

(N/m2

(∆PCK/Z

)

∆PCK/Z


)

log G

Re

fCK

logfCK

logRe

0,00047
1

2

0,1125

98,1

136,25

2,134

0,9488

933,1800


0,967

0,014

2,969

8

2

9

0,00094
2

3

3 0,00141

147,1

204,37

0,2249

5

5

0,3376


215,8

299,75

-

1865,530

0,842

0,074

3,270

2,3104

0,6480

6

6

4

8

2,4768

-


2800,369

0,776

-

3,447

Page 24


0,106
6

2

0,4715

7

9

9

2

0,00188
4


8

272,7
0,4502

8

517,75

2,7141

-

3734,379

0,733

0,134

3,572

0,3466

2

4

7

2


5 0,00236
•

0,5627

588,6

817,5

2,9125

-

4667,559

0,701

0,154

3,669

0,2497

3

4

0


1

Tính toán cho bảng cột ướt

Từ bảng số liệu của cột ướt ta tính cho hàng đầu tiên trong bảng
 Tính G

Cột ướt đang vận hành ở nhiệt độ 30oC hay 303K (độ Kelvin)
Ở đó ρCƯ =1,1663(kg/m3); µ=1,8638.10-5 (kg/m.s)

(kg/m2.s)
∆PCƯ =(38,2 – 37,4 ).10.9,81=78,48(N/m2)
∆PCƯ/Z=78,48/0,72=109 (N/m2.m)

 Tính δ:

Tính fCƯ= δ.fCK = 0,8.0,9556=0,7745

Làm tương tự ta có bảng xử lý số liệu của các cột ướt như sau:
L=4

Page 25