BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
------------

PHÚC TRÌNH
THỰC TẬP QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ CNHH

KHUẤY CHẤT LỎNG

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN:

ThS. Nguyễn Việt Bách

Phạm Văn Nhiều

B1706399

Nguyễn Nhựt Linh

B1706 382

Nguyễn Chí Thành

B1706367

Vương Thị Ngọc Tuyết

B1706431

Ngành: Công nghệ kỹ thuật hóa học K43

Cần Thơ, tháng 05/2020


GVHD: ThS Nguyễn Việt Bách

Khuấy chất lỏng

KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
Điều kiện thí nghiệm:
Mực chất lỏng ban đầu: 42cm
Khoảng cách từ cánh khuấy đến đáy bình đối với A315: 14cm
Khoảng cách từ cánh khuấy đến đáy bình đối với A100: 14cm
Cánh khuấy: Sử dụng 2 loại cánh khuấy là A100 (78,6 mm) và A315 (127 mm)
Nhiệt độ nước: 33°C
Khối lượng riêng nước ở 33°C: 995 Kg.m-3
Độ nhớt tương đối ở 33°C: 76x10-4 N.s.m2

1. Loại cánh khuấy A315
a. Kết quả số liệu thí nghiệm
Bảng 1-1: Thông số tính toán của cánh khuấy A315_Không tấm chặn_Cùng chiều
TỐC ĐỘ

TỐC ĐỘ

Vòng/phú
t


Vòng/giâ
y

100

P

MOMEN
(N.Cm)

Độ cao
phễu

Re

1,67

6

7

35,194

0.63

4.12

200

3,33


12

16

70,388

2.51

2.06

300

5,00

20

33

105,581

6.28

1.53

400

6,67

29


56

140,775

11.31

1.16

(W)

Np

Nhiệt độ
nước (

33,0

Trang 1


GVHD: ThS Nguyễn Việt Bách

Khuấy chất lỏng

Bảng 1-2: Thông số tính toán cánh khuấy A315_Không tấm chặn_Ngược chiều
TỐC ĐỘ

TỐC ĐỘ


Vòng/phú
t

Vòng/giâ
y

100

P

MOMEN
(N.Cm)

Độ cao
phễu

Re

1,67

10

3

35,194

0.84

5.50


200

3,33

18

20

70,388

3.77

2.06

300

5,00

27

30

105,581

8.48

1.53

400


6,67

38

53.5

140,775

15.08

1.16

(W)

Np

Nhiệt độ
nước (

33,0

Bảng 1-3: Thông số tính toán của cánh khuấy A315_Có tấm chặn_Cùng chiều
TỐC ĐỘ

TỐC ĐỘ

MOMEN
(N.Cm)

Độ cao

phễu

Re

P

Np

Vòng/phú
t

Vòng/giâ
y

100

1,67

6

0

35,194

0.84

5.50

200


3,33

16

1

70,388

3.35

2.75

300

5,00

29

1

105,581

8.80

2.14

400

6,67


44

1

140,775

18.01

1.85

(W)

Nhiệt độ
nước (

33,0

Trang 2


GVHD: ThS Nguyễn Việt Bách

Khuấy chất lỏng

Bảng 1-4: Thông số tính toán của cánh khuấy A315_Có tấm chặn_Ngược chiều
TỐC ĐỘ TỐC ĐỘ
Vòng/ph
út

Vòng/giâ

y

MOME
N
(N.Cm)

100

1,67

10

0

35,194

1.05

6.87

200

3,33

21

0

70,388


4.19

3.44

300

5,00

35

1

105,581

10.05

2.44

400

6,67

50

2

140,775

19.69


2.02

Độ cao
phễu

Re

P
(W)

Np

Nhiệt độ
nước (

33,0

BIỂU ĐỒ BIỂU THỊ CÔNG SUẤT THEO TỐC ĐỘ
THEO 4 TRƯỜNG HỢP CỦA CÁNH KHUẤY A315
25.00

Công suất P (W)

20.00

15.00

10.00

5.00


0.00
1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

Không chặn_Cùng
Không chặn_Ngược chiều
Tốc độchiều
(vòng/giây)
Có chặn_Cùng chiều
Có chặn_Ngược chiều

Hình 1-1: Biểu đồ biểu thị công suất theo tốc độ của cánh khuấy A315 trong các
trường hợp

Trang 3


GVHD: ThS Nguyễn Việt Bách


Khuấy chất lỏng

Chuẩn số công suất Np

BIỂU ĐỒ THỂ HIỆN MỐI LIÊN HỆ GIỮA
CHUẨN SỐ CÔNG SUẤT VÀ CHUẨN SỐ Re CỦA CÁNH KHUẤY A315
8.00
7.00
6.00
5.00
4.00
3.00
2.00
1.00
0.00
20,000

40,000

60,000

80,000

100,000

120,000

140,000


160,000

Chuẩn số Re
Không chặn_Cùng chiều
Có chặn_Cùng chiều

Không chặn_Ng ược chiều
Có chặn_Ng ược chiều

Hình 1-2: Biểu đồ biểu thị mối liên hệ giữa chuẩn số công suất và chuẩn số
Reynold của cánh khuấy A315 trong các trường hợp
b. Nhận xét
Bảng số liệu:
- Sử dụng thiết bị khuấy không tấm chặn, sẽ có hiện tượng tạo phễu, chiều cao của
phễu càng cao khi tốc độ khuấy càng cao, chênh lệch không đáng kể đối với cả hai
trường hợp cùng chiều và ngược chiều.
- Sử dụng thiết bị khuấy có tấm chặn không có hiện tượng tạo phễu với cả hai trường
hợp cùng chiều và ngược chiều, nhưng mực nước lại dâng lên do sự rung lắc của trục
cánh khuấy.
Biểu đồ:
- Biểu đồ thể hiện mối liên hệ giữa công suất với tốc độ khuấy: tốc độ khuấy càng tăng
thì công suất tăng.
+ Thiết bị khuấy có gắn tấm chặn thì công suất cao hơn so với không có tấm chặn.
+ Chiều quay của cánh khuấy cùng chiều thì công suất cao hơn so với ngược chiều.
Tuy nhiên trong khoảng tốc độ khuấy từ 2-4 vòng/giây thì không chặn, ngược chiều
cao hơn có chặn, cùng chiều
- Biểu đồ thể hiện mối liên hệ giữa chuẩn số công suất khuấy với chuẩn số Reynold:
chuẩn số Reynold tỉ lệ nghịch với chuẩn số công suất khuấy.

Trang 4



GVHD: ThS Nguyễn Việt Bách

Khuấy chất lỏng

Ta nhận thấy:
 Khi khuấy cùng chiều công suất khuấy thấp hơn khuấy ngược chiều đối với thiết
bị có tấm chặn.
 Càng tăng tốc độ khuấy thì công suất khuấy càng tăng
 Khi sử dụng tấm chặn không thấy xuất hiện phễu
 Công suất của thiết bị có tấm chặn cao hơn thiết bị thành trơn. Thiết bị có lắp
tấm chặn sẽ làm tăng trở lực trong dòng lưu chất, từ đó làm tăng ma sát giữa
thành phần trong lưu chất và tăng công suất khuấy. Đồng thời làm giảm khả năng
tạo phễu, tăng hiệu suất của quá trình khuấy trộn.
 Trường hợp khuấy với thiết bị thành trơn có xuất hiện xoáy phễu. Sự tạo phễu
ảnh hưởng không tốt đến quá trình khuấy. Vì trên bề mặt chất lỏng sẽ xuất hiện
nhiều chổ xoáy và sự chuyển động của lưu chất đôi khi bị hạn chế do sự mất
mát năng lượng nhiều và sự tạo bọt trong khi khuấy làm giảm sự đồng nhất của
khối chất lỏng.
 Chuẩn số Re càng cao khi Chuẩn số công suất khuấy càng thấp và khuấy ngược
chiều chuẩn số công suất khuấy sẽ cao hơn cùng chiều

2. Loại cánh khuấy A100
a. Kết quả số liệu thí nghiệm
Bảng 2-5: Bảng xử lý số liệu khuấy cùng chiều, không tấm chặn

N (v/ph)

N (v/s)


M
(N.cm)

Chiều
cao dâng
lên

Re

P (W)

Np

100

1.67

4

1

13,480

0.42

30.28

200


3.33

8

2

26,961

1.68

15.14

300

5.00

12

3

40,441

3.77

10.09

400

6.67


18

3

53,922

6.70

7.57

Nhiệt độ nước (

33.0

X

Trang 5


GVHD: ThS Nguyễn Việt Bách

Khuấy chất lỏng

Bảng 2-6:Bảng xử lý số liệu khuấy ngược chiều, không tấm chặn

N (v/ph)

N (v/s)

M

(N.cm)

Chiều
cao dâng
lên

Re

P (W)

Np

100

1.67

8

0

13,480

0.63

45.42

200

3.33


14

1

26,961

2.51

22.71

300

5.00

20

2

40,441

5.03

13.46

400

6.67

24


4

53,922

8.80

9.94

Nhiệt độ nước (

33.0

Bảng 2-7: Bảng xử lý số liệu khuấy cùng chiều, có tấm chặn

N (v/ph)

N (v/s)

M
(N.cm)

Chiều
cao dâng
lên

Re

P (W)

Np


100

1.67

4

0

13,480

0.42

30.28

200

3.33

8

0

26,961

1.68

15.14

300


5.00

14

0

40,441

3.77

10.09

400

6.67

18

0

53,922

7.54

8.52

Nhiệt độ nước (

33.0


Bảng 2-8: Bảng xử lý số liệu khuấy ngược chiều, có tấm chặn

Trang 6


GVHD: ThS Nguyễn Việt Bách

Khuấy chất lỏng

N (v/ph)

N (v/s)

M
(N.cm)

Chiều
cao dâng
lên

Re

P (W)

Np

100

1.67


8

0

13,480

0.84

60.56

200

3.33

14

0

26,961

2.51

22.71

300

5.00

20


0

40,441

5.65

15.14

400

6.67

24

1

53,922

9.63

10.88

Nhiệt độ nước (

33.0

BIỂU ĐỒ BIỂU THỊ CÔNG SUẤT THEO TỐC ĐỘ
THEO 4 TRƯỜNG HỢP CỦA CÁNH KHUẤY A100
12.00


Công suất P (W)

10.00
8.00
6.00
4.00
2.00
0.00
1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

Tốc độ (vòng/giây)
Không chặn_Cùng chiều
Có chặn_Cùng chiều

Không chặn_Ngược chiều
Có chặn_Ngược chiều


Hình 2-3: Biểu đồ biểu thị công suất theo tốc độ của cánh khuấy A100 trong các
trường hợp

Trang 7


GVHD: ThS Nguyễn Việt Bách

Khuấy chất lỏng

BIỂU ĐỒ THỂ HIỆN MỐI LIÊN HỆ GIỮA
CHUẨN SỐ CÔNG SUẤT VÀ CHUẨN SỐ Re CỦA CÁNH KHUẤY A100
70.00

Chuẩn số công suất Np

60.00
50.00
40.00
30.00
20.00
10.00
0.00
10,000 15,000 20,000 25,000 30,000 35,000 40,000 45,000 50,000 55,000 60,000
Chuẩn số Re
Không chặn_Cùng chiều
Có chặn_Cùng chiều

Không chặn_Ngược chiều
Có chặn_Ngược chiều


Hình 2-4: Biểu đồ biểu thị mối liên hệ giữa chuẩn số công suất và chuẩn số
Reynold của cánh khuấy A100 trong các trường hợp

b. Nhận xét:
-

Khi không có tấm chặn thì tạo phễu nhưng chiều cao nước dâng lên không nhiều
nhưng phễu xuất hiện sớm hơn so với cánh khuấy A315 do đường kính cánh khuấy
nhỏ xoay nhanh, dễ tạo phễu.

-

Khi tốc độ cánh khuấy tăng thì công suất cũng tăng nhưng không giống với A315
công suất của không chặn ngược chiều lại cao hơn có chặn cùng chiều. Tại tốc độ
khuấy từ 1.7-5 vòng/giây, công suất của có chặn cùng chiều bằng với không chặn
cùng chiều.

-

Chuẩn số công suất Np tỷ lệ nghịch với chuẩn số Re. Trong khoảng Re từ 2700054000, khi cùng một chiều quay cánh khuấy thì chuẩn số công suất của có tấm
chặn và không tấm chặn là như nhau. Nghĩa là khi Re tăng thì chuẩn số công suất
giảm, công suất tăng và trong khoảng Re xác định (27000-54000) thì công suất là
như nhau đối với thiết bị thành trơn và thiết bị có tấm chặn.

=> Nhìn chung, đối với cánh khuấy A100 thì nên sử dụng thiết bị có tấm chặn, chiều
khuấy ngược chiều kim đồng hồ, tốc độ khuấy 6,67 vòng/giây và thì cho công suất
khuấy tốt nhất và đạt hiệu quả tối ưu.
Trang 8



GVHD: ThS Nguyễn Việt Bách

Khuấy chất lỏng

3. Bàn luận
Mục đích của bài thí nghiệm: Khảo sát giản đồ chuẩn số công suất khuấy với
nhiều hệ thống có hình dạng khác nhau.
Bảng 3-9: So sánh giữa thiết bị có tấm chặn và thiết bị thành trơn

Thiết bị khuấy chia làm 3 bộ phận chính: động cơ, bộ truyền động và bộ khuấy.

Theo tốc độ chia làm 2 loại: cánh khuấy tốc độ chậm và cánh khuấy tốc độ
nhanh. Người ta phân biệt cánh khuấy tốc độ nhanh và cánh khuấy tốc độ chậm vì ứng
với mỗi loại lưu chất ta cần sử dụng cánh khuấy với tốc độ nhanh/chậm khác nhau.
Tốc độ của cánh khuấy nhanh hay chậm đa phần phụ thuộc vào môi trường lưu chất có
độ nhớt lớn hay nhỏ vì ứng với từng độ nhớt khi ta khuấy với tốc độ phù hợp sẽ thu
được kết quả tốt nhất mà tiêu tốn là ít nhất. Sự phân chia này chỉ mang tính tương đối
vì một số loại cánh khuấy có thể khuấy với tốc độ nhanh hoặc tốc độ chậm tùy thuộc
vào môi trường lưu chất mà cánh khuấy làm việc mà ta chỉnh các mức tốc độ khác
nhau. (Ví dụ như cánh khuấy máy chèo hoặc cánh khuấy vít xoắn). Bên cạnh đó ta còn
có thể phân loại theo hướng xả chính gồm: hướng trục là hướng song song với hướng
xả chính của dòng chất lỏng, hướng kính là hướng vuông với hướng xả chính của dòng
chất lỏng.
Đối với thiết bị thành trơn khi khuấy sẽ xuất hiện xoáy phễu do vận tốc cánh
khuấy cao hơn vận tốc giới hạn của hỗn hợp lỏng. Hiện tượng này sẽ làm giảm hiệu
quả sử dụng của thiết bị, tăng công suất động cơ do cánh khuấy quay nhanh dẫn đến
tiêu tốn năng lượng nhiều hơn. Để khắc phục hiện tượng này ta cần gắn thêm tấm
chặn, đặt lệch tâm cánh khuấy so với tâm bình khuấy, gắn thêm cánh khuấy đồng trục
sao cho 2 cánh khuấy có chiều quay ngược nhau, máy khuấy có chức năng tự động đảo

chiều theo thời gian cài đặt.
Trang 9


GVHD: ThS Nguyễn Việt Bách

Khuấy chất lỏng

Khả năng tiêu thụ điện năng bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố: tính chất của chất
lỏng, chiều cao cánh khuấy so với đáy bình, chiều quay của cánh khuấy, loại cánh
khuấy, thiết bị thành trơn hay thiết bị có tấm chặn, tốc độ cánh khuấy. Đối với cánh
khuấy A100: Vì cánh khuấy nhỏ nên sự tương tác giữa cánh khuấy và lưu chất cũng
nhỏ, đối với trường hợp có tấm chặn thì sự ảnh hưởng của dòng lưu chất đến tấm chặn
cũng nhỏ vì lực ly tâm của dòng lưu chất chưa đủ lớn nên sự ngăn cản của tấm chặn
không đáng kể. Vì vậy năng lượng tiêu hao trong trường hợp sử dụng cánh khuấy
A100 là nhỏ. Đối với cánh khuấy A315: Vì lực ly tâm do cánh khuấy tạo ra lớn nên
làm tăng sự tương tác giữa cánh khuấy đến dòng lưu chất, đối với trường hợp có lắp
tấm chặn thì lực tương tác giữa dòng lưu chất đến tấm chặn cũng lớn nên năng lượng
tiêu hao trong trường hợp này lớn. Xoay ngược chiều làm tăng mực chất lỏng cao hơn
so với xoay cùng chiều, công suất khuấy của xoay ngược chiều lại cao hơn so với cùng
chiều, tuy nhiên xoay ngược chiều sẽ tiêu tốn năng lượng nhiều hơn. Thiết bị có tấm
chặn sẽ tiêu tốn năng lượng nhiều hơn nhưng thời gian chất lỏng đồng hóa lại nhanh
hơn từ đó có thể giảm lượng điện năng tiêu thụ so với thiết bị thành trơn có khả năng
tạo phễu làm tăng thời gian đồng hóa dẫn đến điện năng tiêu thụ nhiều hơn. Nếu trong
chất lỏng có bọt khí thì sẽ làm thay đổi tính chất của chất lỏng, thay đổi hướng dòng
chảy, tăng trở lực của chất lỏng do bọt khí gây ra làm tăng công suất, tiêu tốn năng
lượng.
Trong thực tế không phải nhà máy nào cũng dùng cánh khuấy để khuấy hỗn
hợp. Ở một số nhà máy người ta thường dùng cách sục khí hoặc sục chất lỏng vào
trong bình chứa để thay cho việc sử dụng cách khuấy.


Trang 10