Bài 1: NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
1) Hãy nêu và định nghĩa các loại không khí ẩm?
Các loại không khí ẩm:
® Không khí ẩm chưa bão hòa : là loại không khí ẩm mà lượng hơi nước chứa trong đó chưa
đến mức tối đa. Không khí ẩm chưa bão hòa còn có khả năng chứa thêm hơi nước. Trạng thái của
hơi nước trong không khí ẩm chưa bão hòa là hơi quá nhiệt. Phần áp suất hơi nước trong không
khí ẩm chưa bão hòa nhỏ hơn áp suất bão hòa của hơi nước ứng với nhiệt độ không khí ẩm (P
h
<
P
hs
).
® Không khí ẩm bão hòa : là không khí ẩm mà lượng hơi nước đã chứa tới mức tối đa tức là
G
h
= G
hmax
. Trong không khí ẩm bão hòa trạng thái của hơi nước là hơi bão hòa khô, như vậy phần
áp suất của hơi nước trong không khí ẩm bão hòa bằng áp suất bão hòa của hơi nước ứng với nhiệt
độ không khí ẩm (P
h
= P
hs
).
® Không khí ẩm quá bão hòa : là loại không khí ẩm mà lượng hơi nước đã chứa tới mức tối đa
và còn chứa thêm cả nước ngưng tụ. Nếu nhiệt độ thấp dưới 0
o
C sẽ có băng và tuyết. Trạng thái
của hơi nước trong không khí ẩm quá bão hòa là hơi bão hòa ẩm.
2) Nêu phương pháp chuyển đổi giữa các loại không khí ẩm?
® Không khí ẩm chưa bão hòa :

ngày.
® Trong công nghiệp : không khí ẩm được sử dụng làm tác nhân sấy.
® Trong đời sống hàng ngày : không khí ẩm giúp phơi khô quần áo hay các sản phâm rau quả.
5) Thế nào là nhiệt độ bầu khô và thế nào là nhiệt độ bầu ướt?
® Nhiệt độ bầu khô:là nhiệt độ của hỗn hợp khí được xác định bằng nhiệt kế thông thường.
Nhiệt độ bầu khô cũng chính là nhiệt độ của tác nhân sấy vì bầu thủy ngân của nó tiếp xúc trực
tiếp với tác nhân sấy.
® Nhiệt độ bầu ướt: là nhiệt độ ổn định đạt được khi một lượng nhỏ nước bốc hơi vào hỗn hợp
khí chưa bão hòa hơi nước ở điều kiện đoạn nhiệt.
Nhiệt độ bầu ướt là một thông số đặc trưng khả năng cấp nhiệt của không khí để làm bay hơi
nước từ vật liệu ẩm cho đến khi không khí bão hòa hơi nước. t
ư
giúp để chọn nhiêt độ sấy thích
hợp. Nhiệt độ giới hạn của vật liệu phải lớn hơn nhiệt độ t
ư
.
6) Nêu nguyên lý hoạt động của nhiệt kế bầu ướt.
Nhiệt độ bầu ướt được đo bằng nhiệt kế thông thường có bọc vải ướt ở bầu thủy ngân. Cho
nước vào cốc bọc đầu thủy ngân, nước bốc hơi đoạn nhiệt trong không khí ẩm thu nhiệt làm nhiệt
độ trong không khí giảm, chờ cho đến khi nhiệt độ không thay đổi nữa thì nhiệt độ đó chính là nhiệt
độ bầu ướt. Do đó phải thường xuyên theo dõi để thêm nước vào cốc.
7) Nêu cách xác định độ ẩm tương đối của không khí khi xác định được nhiệt độ bầu khô và
nhiệt độ bầu ướt?
I
j < 1
B j = 1
t
k
t
ư

j
= 1 quá
j
= 1
A nhiệt
d d d
Sấy nóng không khí Làm lạnh không khí Phun hơi ẩm vào không khí
THÔNG SỐ
t
d
I P
h
j
t
s
t
ư
Sấy nóng
≠
const
≠
const
Ø
const
≠
Làm lạnh
t > t
s
Ø
const

mặt chất lỏng, áp suất này tăng dần cho đến một giá trị xác định P
bh
. Lúc này có sự cân bằng
động: bao nhiêu lỏng bốc hơi sẽ có bấy nhiêu lỏng ngưng tụ.Ta nói: hơi nước đạt trạng thái bão
hoà.
® Hơi quá nhiệt : chính là hơi nước bão hòa được gia nhiệt làm tăng nhiệt độ nhưng áp suất
hơi không đổi.
12) Trong công nghiệp, khi sử dụng hơi nước từ lò hơi thì người ta sử dụng hơi nước bão hòa hay
hơi nước quá nhiệt, tại sao?
Trong công nghiệp , khi sử dụng hơi nước từ lò hơi thì người ta sử dụng hơi bão hòa.
Vì nếu sử dụng hơi quá nhiệt thì sẽ tốn nhiệt lượng để gia nhiệt cho hơi bão hòa, nhưng hơi quá
nhiệt tạo thành thường không bền và có xu hướng trở về trạng thái hơi bão hòa.
13) Công thức (2), (5) sử dụng trong bài thí nghiệm dựa vào nguyên tắc nào? Hãy giải thích?
Công thức (2): Q
o
= G
kk
.(i
1
– i
2
)
Công thức (5): Q = G’
kk
.(i
3
– i
2
)
Công thức (2) và (5) đước thiết lập dựa trên nguyên tắc cân bằng nhiệt. Nghĩa là:

- Máy nghiền răng
+ Máy nghiền mịn:
- Máy nghiền chậu con lăn
- Máy nghiền bi
Phân loại máy nghiền búa:
- Máy nghiền búa nghiền thô và trung bình có má nghiền phụ
- Máy nghiền búa nghiền thô và trung bình có lưới thay đổi được
- Máy nghiền mịn loại búa đúc nạp liệu chiều trục
- Máy nghiền búa chữ nhật có lưới sàng lắp phía đầu búa
- Máy nghiền búa chữ nhật có lưới sàng lắp hai bên búa
4.Tiến trình thí nghiệm.
- Cân mẫu vật liệu gạo đem nghiền:
Mẫu 1: 100g
Mẫu 2: 200g
- Bật công tắc máy nghiền cho chạy không tải -> đo cường độ dòng điện lúc không tải.
- Cho gạo vào máy, bật công tắc vít tải nhập liệu, bấm thì kế -> đo cường độ dòng điện có tải cực
đại. Khi cường độ dòng điện trở lại giá trị không tải -> bấm thì kế để xác định thời gian nghiền.
- Tháo sản phẩm ra khỏi máy nghiền.
5.Các thông số cần đo trong thí nghiệm nghiền.
- Khối lượng mẫu vật liệu (gạo).
- Thời gian nghiền.
- Cường độ dòng điện lúc có tải và lúc không tải.
6.Cách tính công suất nghiền.
- Xác định kích thước trung bình của vật liệu trước khi nghiền D
p1
, mm.
- Xây dựng giản đồ log
DF
n
theo logD

D
p1
, D
p2 :
kích thước của nguyên liệu và sản phẩm, mm.
T: năng suất nghiền, tấn/phút.
7.Ý nghĩa của hiệu suất nghiền.
- Công thức: H =
'P
P
x100%
Trong đó:
P : Công suất nghiền, kW
P
’
: Công suất tiêu thụ cho động cơ của máy nghiền, kW
Vậy: hiệu suất nghiền cho biết tỷ lệ phần năng lượng sử dụng để nghiền ( hữu ích ) so với năng
lượng tiêu thụ cho động cơ của máy nghiền.
8.Các yếu tố ảnh hưởng đến công suất và hiệu suất nghiền.
a/ Công suất:
- Kích thước vật liệu trước và sau khi nghiền D
p1
, D
p2
( hay nói cách khác là yêu cầu của quá trình
nghiền).
- Chỉ số công W
i
, mà W
i

K
E
b

Năng lượng chi phí cho quá trình nghiền để nghiền vật liệu có kích thước ban đầu D thành
sản phẩm có kích thước d là:
˜
˜
¯
ˆ
Á
Á
Ë
Ê
-
D
1
d
1
KE
b
Với: E =
G
N
N: công suất tiêu thụ, kW
G: năng suất, tấn/h
K
b
= 18,97W
i

D
lnKE
k
- Dùng trong trường hợp đập nghiền thô và nghiền mịn bằng va đập.
11.Cách tính đường kính tương đương.
- Hình dạng của một hạt vật liệu rời được biểu diễn bằng đại lượng gọi là thừa số hình dạng
l
độc
lập với kích thước hạt. Thừa số
l
liên hệ đến kích thước định nghĩa chính của hạt như sau: Đặt
chiều dài của một kích thước được chọn tương đối là D, gọi là đường kính hạt. Như vậy với hình
khối D là cạnh và hình cầu D là đường kính, do đó thể tích và diện tích bề mặt của hình khối là D
3
và 6D
2
, của hình cầu là (
p
/6) D
3
và
p
D
2
. Với hai hình này tỉ số diện tích bề mặt và thể tích đều
bằng 6/D.
- Thể tích của một hạt có hình dạng bất kì là: V = aD
3
Và diện tích bề mặt là: S = 6bD
2

- Độ ẩm của vật liệu rây ảnh hưởng lớn đến quá trình rây. Khi các vật liệu chuyển động trên bề mặt
rây, các hạt vật liệu sẽ va chạm vào nhau, do đó nếu chúng có độ ẩm cao chúng sẽ dễ dính vào
nhau làm tăng kích thước hạt và sẽ không lọt được qua rây. Mặt khác, vật liệu ẩm dễ kết dính vào
lỗ lưới, gây bít lỗ lưới rây. Độ ẩm lý tưởng của vật liệu để hiệu suất rây đạt cao nhất là 5%.
ÿ
Bề dày lớp vật liệu trên bề mặt rây:
- Chiều dày lớp vật liệu trên bề mặt rây cũng ảnh hưởng đến hiệu suất rây. Nếu lớp vật liệu quá dày
thì lớp vật liệu nằm ở trên bề mặt sẽ khó đi xuống phía dưới để tiếp xúc với bề mặt lưới rây và lọt
qua rây. Có thể chọn chiều dày lớp vật liệu trên rây phụ thuộc vào kích thước vật liệu.
Khi d < 5mm thì bề dày lớp vật liệu h = (10
∏
15)d.
Khi d = (5
∏
50)mm thì h = (5
∏
10)d.
Khi d > 50mm thì h = (3
∏
5)d.
ÿ
Kích thước của vật liệu trên rây:
- Khi vật liệu chuyển động trên bề mặt lưới rây, sẽ có một số hạt vật liệu nằm lọt trong lỗ lưới rây.
Để chúng không bít lỗ rây và chuyển động ra ngoài thì cần phải tác dụng vào hạt vật liệu một lực
nào đó có giá trị thích hợp.
ÿ
Bề mặt tự do của rây: là tổng diện tích lỗ rây trên bề mặt rây
ÿ
Kích thước mặt rây.
14.Nêu phương pháp phân tích rây để xác định kích thước hạt.

1
+ J
2
+ J
3
+ … sẽ tiệm cận đến F.a
- Hiệu suất rây là 100% nếu J
1
= F.a
16.Mục đích thí nghiệm rây và quá trình rây.
ÿ
Mục đích thí nghiệm rây: để xác định hiệu suất rây, xây dựng giản đồ phân phối và tích lũy
của vật liệu sau khi nghiền, từ đó xác định kích thước vật liệu sau khi nghiền.
ÿ
Mục đích quá trình rây: tạo ra những phần hạt có kích thước đồng đều để dễ gia công, dễ
chế biến.
17.Ứng dụng của quá trình trộn vật liệu.
- Tạo hỗn hợp đồng nhất từ các thành phần rắn (hay lỏng) khác nhau dưới tác dụng của lực cơ
học. VD : sản xuất thức ăn gia súc, xi măng, phân bón, mỹ phẩm, thực phẩm đóng hộp ….
- Giúp tăng cường quá trình truyền nhiệt hay phản ứng giữa một chất rắn và một chất khí. VD :
quá trình sấy, đốt quặng, polymer hoá chất dẻo, sản xuất chất xúc tác…
- Tạo một lớp áo quanh vật liệu rời VD : sản xuất phẩm màu, thuốc nhuộm, dược phẩm, kẹo.
18.Các tính chất ảnh hưởng đến quá trình trộn.
- Sự phân phối cỡ hạt : Sự phân phối quá rộng cỡ hạt sẽ ạnh hưởng xấu đến quá tình trộn .
- Khối lượng riêng xốp : Khối lượng riêng xốp thay đổi trong quá trình trộn, có thể thay giảm do
bọng khí trong khối hạt hoặc tăng do rung động hoặcnén cơ học.
- Khối lượng riêng của vật liệu: Vật liệu đem trộn có khối lượng riêng khác nhau sẽ ảnh hưởng
xấu đến quá trình trộn.
- Hình dạng hạt: có thể có dạng phiến, hình trứng, khối lập phương, cầu, dĩa, thanh, sợi, tinh thể
hoặc dạng bất kỳ.

Æ
sự đồng đều giảm
21.Ý nghĩa cách lấy mẫu khi trộn.
Ta phải lấy mẫu tại những vị trí khác nhau tại những thời điểm khác nhau để có thể đảm bảo
khảo sát hết khối vật liệu tại những vị trí khác nhau trong máy và đảm bảo cho mẫu lấy có tính đặc
trưng.
22.Phân loại máy trộn.
- Loại máy trộn thùng quay
- Loại máy trộn cánh
- Loại máy trộn vít tải
23.Tiến trình thí nghiệm trộn.
Cân 1,5 kg đậu xanh và 3 kg đậu nành.
Cho vật liệu vào máy trộn, khởi động máy trộn, bấm thì kế xác định thời gian trộn.
Dừng máy tại mỗi thời điểm 5” , 15”, 30”, 60”, 120”, 300” và lấy mẫu.
Lấy mẫu (8 mẫu) tại các điểm theo sơ đồ, đếm số hạt đậu xanh và hạt đậu nành có trong
mỗi mẫu.
Sơ đồ lấy mẫu :
24. Cách tính chỉ số trộn.
Chỉ số trộn:
I
s
=
s
e
s
Với
e
s
: độ lệch chuẩn lý thuyết
n

N
i
iAA
A
1
)(
1
2
-
-
Â
N
CC
s
N
i
iBB
B
Với C
A
, C
B
là thành phần của chất A, B trong hỗn hợp, ta thấy s
A
, s
B
càng nhỏ khi hỗn hợp đó càng
gần với hỗn hợp lý tưởng; s
A
và s

c. Chuyển pha.
d. Tách ẩm vào môi trường xung quanh.
5. Quá trình sấy có mấy giai đoạn ? Đặc trưng nhiệt độ của từng giai đoạn ?
u t N
A
u
1
B D
t
2
N
o
C B
B C
t
ư
t
o
A C 4
u
*
D 2 1
D 3 A
t u
*
u
th
u
o
u

.
- Tốc độ sấy giảm dần từ tốc độ đẳng tốc N
o
xuống 0, tùy theo cấu trúc vật liệu mà có biên dạng khác
nhau :
+ Đường số 1 : vật liệu xốp nhưng mỏng (giấy, bìa cactong, vải, )
+ Đường số 2 : vật liệu keo
+ Đường số 3 : vật liệu xốp (cục)
+ Đường số 4 : vật liệu keo xốp
- Tốc độ khuếch tán trong chậm hơn tốc độ bốc hơi ở bề mặt, nên tốc độ chậm dần và có hiện tượng
co bề mặt bốc hơi.
6. Nêu mục đích bài thí nghiệm? Và ý nghĩa khảo sát của các vấn đề trong mục đích?
ÿ Mục đích thí nghiệm: Khảo sát quá trình sấy đối lưu bằng thực nghiệm.
ÿ Ý nghĩa khảo sát:
- Xây dựng đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy.
- Xác định 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.
- Đánh giá sai số của quá trình sấy.
7. Vẽ và nêu ý nghĩa đường cong sấy? Từ đường cong sấy có mấy phương pháp xây dựng đường
cong tốc độ sấy?
- Đường cong sấy là đường cong biểu diễn quan hệ độ ẩm vật liệu sấy theo thời gian : u = f(t) (Hình
1).
- Từ phương trình đường cong sấy ta đạo hàm Æ đường cong tốc độ sấy.
)(Ug
d
dU
t
8. Vẽ và nêu ý nghĩa của đường cong tốc độ sấy?
- Đường cong tốc độ sấy là đường cong biểu diễn quan hệ giữa tốc độ sấy và độ ẩm của vật liệu : N
= f(u) (Hình 2)

Nhiệt độ bầu khô là nhiệt độ của tác nhân sấy vì bầu thủy ngân của nó tiếp xúc trực tiếp với tác
nhân sấy.
12. Định nghĩa nhiệt độ bầu ướt? Cách đo nhiệt độ bầu ướt? Nhiệt độ bầu ướt có phải là nhiệt độ
đọng sương? Tại sao?
Nhiệt độ bầu ướt t
ư
: là nhiệt độ ổn định đạt được khi một lượng nhỏ nước bốc hơi vào hỗn hợp
khí chưa bão hòa hơi nước ở điều kiện đoạn nhiệt.
Nhiệt độ bầu ướt là một thông số đặc trưng khả năng cấp nhiệt của không khí để làm bay hơi
nước từ vật liệu ẩm cho đến khi không khí bão hòa hơi nước. t
ư
giúp để chọn nhiêt độ sấy thích
hợp. Nhiệt độ giới hạn của vật liệu phải lớn hơn nhiệt độ t
ư
Cách đo: được đo bằng nhiệt kế thông thường có bọc vải ướt ở bầu thủy ngân. Cho nước vào
cốc bọc đầu thủy ngân, nước bốc hơi đoạn nhiệt trong không khí ẩm thu nhiệt làm nhiệt độ trong
không khí giảm, chờ cho đến khi nhiệt độ không thay đổi nữa thì nhiệt độ đó chính là nhiệt độ bầu
ướt. Do đó phải thường xuyên theo dõi để thêm nước vào cốc.
Nhiệt độ điểm sương t
s
: làm lạnh hỗn hợp khí trong điều kiện hàm ẩm không đổi, nhiệt độ của
không khí giảm đến một trị số nào đó thì hỗn hợp đạt được trạng thái bão hòa (j =1) . Nhiệt độ
tương ứng với trạng thái bão hòa gọi là nhiệt độ điểm sương. Vậy nhiệt độ điểm sương là nhiệt độ
giới hạn của quá trình làm lạnh không khí ẩm với hàm ẩm không đổi.
Ý nghĩa của nhiệt độ điểm sương: Biết được t
s
thì sẽ không chọn nhiệt độ cuối của quá trình sấy
gần điểm t
s
để tránh hiện tượng ngưng tụ hơi nước trên bề mặt vật liệu.

của hơi nước trong không khí ẩm (P
h
) :
- Nếu P
m
> P
h
: vật nhả ẩm  Quá trình sấy.
- Nếu P
m
< P
h
: vật hút ẩm  Làm ẩm vật liệu.
- Nếu P
m
= P
h
: có cân bằng động giữa hút và nhả ẩm.
∑ Trong thực tế ta xây dựng đường cân bằng pha dưới dạng j
*
= f(u) :
- Nếu j > j
*
: vật hút ẩm  Làm ẩm vật liệu.
- Nếu j < j
*
: vật nhả ẩm  Quá trình sấy.
- Nếu j = j
*
: có cân bằng động giữa hút và nhả ẩm.

: Chuẩn số Rebinde đặc trưng cho động học của quá trình sấy
R
b
= 1+ C/r ( dq/dU)
q : nhiệt độ của vật liệu,
o
C
17. Nêu chuẩn số đặc trưng cho động học quá trình sấy ? Ý nghĩa?
Chuẩn số đặc trưng cho động học quá trình sấy: chuẩn số Rebinde ( Rb) với:
Rb = 1+ C/r (dq/dU)
Ta thấy: C.dq : nhiệt đun nóng vật liệu
r.dU : nhiệt bốc hơi ẩm.
Do đó chuẩn số Rb là tỷ số giữa lượng nhiệt tiêu hao để đun nóng vật liệu ( vô ích) và làm bốc
hơi ẩm trong quá trình sấy .
18. Các loại liên kết ẩm? Quá trình sấy thường tách được loại ẩm nào?
DẠNG LIÊN KẾT KHÁI NIỆM
Ả
NH HƯỞNG CỦA SẤY
ĐẾN LIÊN KẾT
Liên kết hóa học
-
Là liên kết của ẩm với vật liệu dưới
dạng OH
-
hoặc tinh thể ngậm nước.
Ví dụ: CaSO
4
.2H
2
O, SiO

Liên kết
mao dẫn
-
Do lực mao dẫn giữ trong các mao quản
nhỏ hoặc các lỗ xốp nhỏ một lớp ẩm.
-
Liên kết này là một liên kết
yếu và sẽ tách được bằng sấy.
Liên kết
thẩm thấu
-
Dạng liên kết này chỉ
tồn tại trong dung
dịch.
- Do áp suất thẩm thấu làm cho áp suất
hơi ở trên bề mặt dung dịch nhỏ hơn áp
suất hơi ở trên dung môi nguyên chất.
-
Quá trình sấy để tách ẩm từ
dung dịch sẽ khó hơn tách
ẩm từ dung môi nguyên chất.
Liên kết cơ lý
-
Ẩm nằm tự do
trên bề mặt hoặc trong
các lỗ xốp và mao quản lớn.
-
Liên kết này là liên kết yếu,
có thể tách được bằng sấy,
thậm chí là bằng phương

khô t
k
, nhiệt độ bầu ướt t
ư
, thế sấy e, nhiệt độ điểm sương t
S
. Ngoài ra còn có thông số thời gian
sấy.
Khi thời gian sấy tăng thì: j≠, x≠, HØ, t
k
Ø, t
ư
Ø, eØ, t
S
≠
22. Vật liệu sấy trong bài thí nghiệm là gì? Tại sao không dùng loại vật liệu khác như gỗ, cát, giấy
cacton,…?
Vật liệu sấy trong bài thí nghiệm là giấy lọc. Ta dùng loại vật liệu này vì:
- Đây là vật liệu dạng bản mỏng, xốp  đường cong tốc độ sấy là đường thẳng  dễ dàng tính được
thời gian sấy (như công thức trong bài đã nêu ra).
- Thời gian sấy vật liệu ngắn, phù hợp với thời gian làm thí nghiệm có hạn.
23. Trong thí nghiệm và tính toán xử lý kết quả thu được, thường mắc phải sai số nào? Các
trong bài thí nghiệm này?
Trong thí nghiệm:
- Phơi giấy lọc: khi phơi giấy lọc bên ngoài phải chờ hết nhiễu nước mới bắt đầu chế độ thí nghiệm
để xác định được G
1
chính xác.
- Cách đặt giấy lọc lên lưới sấy: phải theo chiều nếp gấp giấy lọc từ trái sang phải, tức theo chiều tác
nhân và phải đặt một cách phẳng phiu không xếp góc. Không được đặt ngược lại, vì khi đó dòng

(i lu cng bc)?
i lu t nhiờn
i lu cng bc
Phõn bit da theo giỏ tr ca t s
5,2
Re
Gr
5,2
Re
Gr
10
-2
5,2
Re
Gr
Ê 10
-3
2) Bn cht ca s trao i nhit i lu. Phõn bit i lu t nhiờn vi i lu cng bc. Cho
vớ d minh ha.
Bn cht ca s trao i nhit i lu: l s trao i nhit i kốm vi s chuyn ng ca 2
dũng lu cht.
i lu t nhiờn
i lu cng bc
S chuyn ng ca lu cht l do s
chờnh lch v nhit .
S chuyn ng ca lu cht ch yu l do
tỏc ng ca cỏc yu t khỏc ngoi nhit
nh: s chờnh lch v ỏp sut thy tnh, tỏc
ng c hc,
VD: un nc, dn ng lnh, hin tng

naõnglửùc
- c trng cho tỏc dng tng h ca lc ma sỏt phõn t v lc nõng do s chờnh lch khi lng
riờng cỏc im cú nhit khỏc nhau ca dũng.
5) Cho bit ý ngha vt lý ca cỏc chun s ng dng sau õy: Re, Pr, Ga, K, Nu?
CHUN S
CễNG THC
í NGHA VT Lí
Chuẩn số
Reynolds
Re =
n
w
l
Đặc trưng cho chế độ chảy của dòng lưu chất.
Chuẩn số
Prandtl
Pr =
a
n
Đặc trưng cho tính chất vật lý của dòng chất tải nhiệt.
Chuẩn số
Galiley
Ga =
2
32
gl
Fr
Re
n
Đặc trưng cho tương quan giữa lực ma sát

- Ngưng tụ hơi tinh khiết trên bề mặt ống đứng.
mpdn
G4
Re
< 2000
8) Cho biết chức năng của: bình chứa, nồi hơi, buồng trao đổi nhiệt và bình chảy tràn?
- Bình chứa: chứa nước và khí nén Æ cấp nước cho nồi hơi.
- Nồi hơi: gia nhiệt cho nước bốc hơi và gia nhiệt cho hơi nước.
- Buồng trao đổi nhiệt: nơi xảy ra quá trình trao đổi nhiệt đối lưu giữa dòng hơi và dòng nước lạnh
giúp ngưng tụ hơi nước.
- Bình chảy tràn: có tác dụng cung cấp một lưu lượng nước ổn định chảy trong ống.
9) Anh chị hiểu như thế nào về vị trí tấm chảy tràn ở mức “0, ¼, ½, ¾, 1, 1 ¼,1 ½”? Những con
số này có ý nghĩa gì?
Mức “0, ¼, ½, ¾, 1, 1 ¼,1 ½” là khoảng cách tính theo inches của mực nước trong bình chảy
tràn so với vị trí cao nhất trong ống dẫn nước lạnh trong bình trao đổi nhiệt.
vị trí “0”: đối lưu nhiệt tự nhiên.
vị trí ¼, ½, ¾, 1, 1 ¼,1 ½: đối lưu nhiệt cưỡng bức.
10) Theo anh chị, trước khi thí nghiệm, nếu tấm chảy tràn để ở vị trí “0” và cấp đủ nước cho
bình chảy tràn thì nước có chảy trong ống đứng và thoát ra ngoài không? Hãy phán đoán
xem khi tiến hành thí nghiêm với tấm chảy tràn ở vị trí “0” thì nước trong ống đứng có chảy
ra không? Tại sao?
- Trước khi thí nghiệm, nếu tấm chảy tràn để ở vị trí “0” và cấp đủ nước cho bình chảy tràn thì nước
không chảy trong ống đứng và thoát ra ngoài vì lúc đó mực nước trong bình chảy tràn bằng với vị
trí cao nhất trong ống  DP = 0  nước không thể chảy do không có sự chênh lệch về áp suất.
- Khi tiến hành thí nghiêm với tấm chảy tràn ở vị trí “0” thì nước trong ống đứng có chảy ra vì khi đó
ta dùng hơi nước để cấp nhiệt làm cho dòng lạnh bị nóng lên Æ có sự đối lưu nhiệt tự nhiên.
11) Trong bài thí nghiệm, dòng lưu chất nào chảy trong ống và dòng lưu chất nào chảy ngoài ống
truyền nhiệt? Khi thí nghiệm, hiện tượng gì sẽ xảy ra trên bề mặt ống đặt trong buồng ống
trao đổi nhiệt?
- Dòng nước lạnh chảy trong ống và dòng hơi nóng chảy phía ngoài ống.

khi tiến hành thí nghiệm mới.
15) Hãy giải thích lý do bố trí ống cấp hơi vào buồng trao đổi nhiệt như ở thiết bị thí nghiệm?
Từ nồi hơi, ống cấp hơi chia thành hai nhánh, một nhánh cung cấp vào buồng trao đổi nhiệt qua
van 7, ống còn lại dùng để xả hết hơi khi đã ngừng thí nghiệm qua van S
5
. Van 6 dùng để điều
chỉnh lượng hơi vào trong buồng trao đổi nhiệt. Phần ống cấp hơi ở trong buồng trao đổi nhiệt có
đầu ra ngập vào trong một lớp lưới, có tác dung làm cho dòng hơi được phân phối đều từ dưới lên
trên buồng trao đổi nhiệt. Khi ngừng thí nghiệm, lượng hơi trong buồng trao đổi nhiệt được thải bỏ
qua van S
3
.
16) Hãy cho biết qui trình cấp nước vào ống thí nghiệm?
Nước từ bơm cung cấp cho bình chảy tràn qua van V
1
.
Ta điều chỉnh vị trí của tấm chảy tràn cho thích hợp. Khi mực nước trong bình vượt qua tấm
chảy tràn thì nước sẽ chảy qua V
2
và đổ ra ngoài để mực nước trong bình chảy tràn được ổn định.
Nước từ bình chảy tràn theo ống dẫn chảy vào đầu dưới của ống trao đổi nhiệt đi lên phía trên
ống, rồi theo đường ống dẫn đổ vào cái phễu và qua V
5
đổ ra ngoài.
17) Hãy cho biết quy trình cấp hơi nước vào buồng thí nghiệm?
Thực hiện theo các bước sau:
1) Khóa các van: S
1
, S
3

18) Lượng nước cấp cho bình chứa và nồi hơi bao nhiêu là vừa theo quy định bài thí nghiệm? Tại
sao không được cấp nước vào đầy nồi hơi?
- Cho nước vào bình chưá đến ¾ chiều cao bình .
- Cấp nước cho nồi hơi đạt 2/3 chiều cao ống chỉ mức.
- Không được cấp nước vào đầy nồi hơi vì: cần có khoảng không cho nước bốc hơi, nếu không sẽ rất
nguy hiểm khi nước bay hơi, áp suất tăng cao gây nổ nồi hơi.
19) Sau khi kết thúc một thí nghiệm, muốn cấp nước vào nồi hơi để làm thí nghiệm tiếp theo thì
làm thế nào?
Sau khi đo xong, ngắt điện cấp cho nồi hơi, đóng các van V
6
, V
7
, mở van xả hơi S
5
. Nạp nước
vào bình chứa. Mở van V
8
cấp nước cho nồi hơi rồi khóa V
8
lại, khóa van xả hơi S
5
.
20) Hãy cho biết các đại lượng nào cần đo khi làm thí nghiệm? Đo bằng các dụng cụ nào?
- Lượng nước ngưng tụ chảy ra trong một khoảng thời gian nhất định và nhiệt độ của nước ngưng tụ
(ống đong và nhiệt kế).
- Lượng nước chảy trong ống trong một khoảng thời gian nhất định.
- Nhiệt độ t
1
, t
2

là nhiệt độ của cái gì? Vị trí đo ở đâu?
- t
1
, t
3
: nhiệt độ đầu và cuối của dòng nước chảy trong ống ,
o
C
- t
2
, t
4
: nhiệt độ tại thành ngoài ở đầu vào (đầu dưới) và đầu ra (đầu trên) của ống ,
o
C.
22) Đơn vị đo ở các đồng hồ đo nhiệt độ là gì? Cách quy đổi ra nhiệt độ
o
C?
- Đơn vị đo ở đồng hồ hiện số là
o
C.
- Đơn vị đo của đồng hồ đo nhiệt độ T
1
, T
2
và T
3
là
o
F.

đóng các van V
6
, V
7
và mở van xả hơi S
5
.
- Mở vòi S
4
xả hết nước nóng rồi khóa vòi S
4
lại.
26) Nếu không có máy nén khí để tạo áp suất cho bình chứa thì việc cấp nước cho nồi hơi có thể
thực hiện thế nào trong thí nghiệm đầu tiên và khi chuyển sang chế độ thí nghiệm khác?
- Nếu không có máy nén khí để tạo áp suất cho bình chứa thì việc cấp nước vẫn được thực hiện do có
sự chênh lệch về độ cao (có nghĩa là chênh lệch về áp suất thủy tĩnh giữa bình chứa nước và nồi
hơi).
27) Khi áp suất trong nồi hơi cao hơn 15PSI thì phải xử lýnhư thế nào?
- Khi áp suất trong nồi hơi cao hơn 15PSI thì phải mở van xả hơi S
5
và đợi cho áp suất giảm xuống
còn 15PSI thì khóa van lại.
Bài 6: CỘT CHÊM
1.Các yếu tố ảnh hưởng đến độ giảm áp của cột khô?
Theo công thức của Zhavoronkov:
eG
2
2
ck
ck

r
G
– khối lượng riêng của pha khí, kg/m
3
a – diện tích bề mặt riêng của vật chêm, m
2
/m
3
m - độ nhớt của dòng khí, kg/ms
Ngoài ra còn có yếu tố hình dạng của vật chêm, sự xắp xếp các vật chêm,…
2. Tháp chêm được ứng dụng trong những lĩnh vực nào? Ưu và nhược điểm của chúng?
Ưu điểm
Nhược điểm
Phạm vi ứng
dụng
-
Cấu tạo khá đơn giản.
- Trở lực thấp.
- Làm việc được với chất lỏng
bẩn nếu dùng đệm cầu có r ª r
của chất lỏng.
- Do có hiệu ứng thành
Æ
hiệu
suất truyền khối thấp.
- Độ ổn định không cao, khó
vận hành.
- Do có hiệu ứng thành Æ khi
tăng năng suất thì hiệu ứng
thành tăng Æ khó tăng năng

phối đều chất lỏng theo chiều cao tháp  Ø tiếp xúc 2 pha  Ø hiệu suất truyền khối. Hiệu ứng
thành thiết bị càng lớn khi đường kính thiết bị càng lớn.
5. Lựa chọn vật chêm cần phải thỏa mãn những điều kiện gì?
- Đủ độ bền cơ học để có thể làm việc với tải trọng lớn của lỏng và khí.
- Có tính chịu ăn mòn cao.
- Thấm ướt tốt chất lỏng.
- Trở lực thuỷ lực nhỏ, thể tích tự do lớn và diện tích bề mặt riêng lớn.
- Khối lượng riêng nhỏ (để làm việc với chất lỏng bẩn nên chọn đệm cầu có klr nhỏ).
- Phân phối đều chất lỏng.
- Rẻ tiền, dễ kiếm, ổn định.
- Không tác dụng với dòng khí, với dung dịch, không tương tác hóa học với môi trường.
- Ít độc hại với người.
- Cần đạt yêu cầu về giảm hiệu ứng thành thiết bị.
6. Tại sao vòng Raschig thường có đường kính bằng chiều cao?
Vì khi h = d thì trong 1m3 thể tích sẽ chứa được nhiều phần tử đệm nhất  bề mặt tiếp xúc pha
lớn.
7. Ưu và nhược điểm của vật chêm bằng sứ?
Ưu và nhược điểm của vật chêm bằng sứ (so với thép):
- Ưu điểm:
+ Có bề mặt riêng lớn hơn.
+ Cột hoạt động trong vùng dưới điểm gia trọng.
+ Rẻ tiền, dễ kiếm.
+ Bền với môi trường, không hấp thu dung môi.
- Nhược điểm:
+ Độ rỗng nhỏ.
+ Khối lượng riêng xốp lớn.
+ Trở lực lớn, chiếm nhiều thể tích, ma sát lớn với dòng khí.
8. Trong thí nghiệm các số liệu đo được cũng như lưu lượng các dòng có ổn định không? Tại
sao?
Trong thí nghiệm này các số liệu đo không ổn định vì bơm và quạt cung cấp lưu lượng dòng

Theo áp lực -
Quạt làm việc ở áp suất thấp (H <
100mmH
2
O)
-Áp suất trung bình (H=100∏400
mmH
2
O)
-Áp suất cao (H > 400mmH
2
O)
Tạo được áp lực
dòng khí lớn.
Theo hệ số cao
tốc
-
Quạt cao tốc (n
s
>1500vòng/phút)
-Quạt vận tốc trung bình (n
s
= 800∏1400
v/ph)
-Quạt vận tốc chậm(n
s
< 800v/ph)
Theo mục đích sử
dụng
Quạt khói lò; quạt không khí nóng,

l
K
25,0
16,0
L
L
K
3
2
s
G
L
75,1A
g
aw
lg
˜
˜
¯
ˆ
Á
Á
Ë
Ê
r
r
˜
¯
ˆ
Á

c
ck
Re
8,3
f
Khi Re
c
< 50:
c
ck
Re
35
f
15. Công thức tổng quát tính tổn thất áp suất trong tháp chêm? Giải thích các thừa số trong công
thức và mức độ ảnh hưởng của chúng đến độ giảm áp?
eG
2
2
D
ZfG2
P
re
D
* Đối với cột khô: f = f
ck
* Đối với cột ướt: f= f
cư
= s f
ck
s - hệ số phụ thuộc vào mức độ xối tưới của dòng lỏng L, kg/m

Khi d > 30mm và A > 0,3:
3
ck
cö
)A43,113,1(
1
p
p
-
D
D
* Đối với vòng đệm bằng thép:
3
ck
cö
)A39,11(
1
p
p
-
D
D
17. Tháp chêm làm việc ở chế độ nào là tốt nhất? Thực tế có thể vận hành ở chế độ này hay
không? Tại sao?
Tháp chêm làm việc tốt nhất ở chế độ nhũ tương. Nhưng thực tế, rất khó để vận hành chế độ
này vì: đoạn thẳng biểu diễn chế độ này (BC, hình 1) rất dốc, chênh lệch vận tốc khí rất nhỏ  chỉ
cần sơ sẩy một chút là cột chêm đã chuyển sang làm việc ở chế độ cuốn theo  chất lỏng bi cuốn
ngược trở ra theo dòng khí.
Bài 7: THỜI GIAN LƯU
1.Thời gian lưu là gì? Phân biệt thời gian lưu và thời gian phản ứng?

Tối ưu hóa các thiết bị trong công nghệ hóa học như thiết bị hấp thu, chưng cất, vật chêm, thiết
bị trao đổi nhiệt….
4.Các loại mô hình dùng để nghiên cứu dòng chảy thực.
- Mô hình phân tán
- Mô hình bình khuấy mắc nối tiếp
- Mô hình tầng lưu hóa.
5.Mô tả các hiện tượng có thể xảy ra trong mô hình dãy hộp.
Cho màu vào:
- Ban đầu: màu chỉ có tại một chỗ, màu đậm
- Sau đó: màu hòa đều ra khắp hộp và màu nhạt dần.
6.Phân loại thiết bị phản ứng và đặc trưng của từng loại thiết bị?
® Phân loại theo phương pháp hoạt động:
- Bình phản ứng hoạt động gián đoạn: được đặc trưng bằng sự biến đổi của mức độ phản ứng và tính
chất của hỗn hợp phản ứng theo thời gian.
- Bình phản ứng hoạt động liên tục: được đặc trưng bởi mức độ phản ứng có thể thay đổi theo vị trí
nhưng không đổi theo thời gian.
® Phân loại theo hình dạng của bình phản ứng:
- Bình khuấy trộn lý tưởng: được đặc trưng bởi tính chất của hỗn hợp phản ứng đồng nhất tại mọi vị
trí trong thiết bị.
- Thiết bị phản ứng dạng ống lý tưởng: được đặc trưng bởi các phân tố của lưu chất độc lập với nhau,
mỗi phân tốc có nồng độ, nhiệt độ khác nhau. Các tính chất này thay đổi theo chiều dài của thiết
bị.
® Phân loại theo số pha của hỗn hợp phản ứng:
- Thiết bị phản ứng đồng thể: trong đó hỗn hợp phản ứng ở trong một pha (lỏng hoặc khí)
- Thiết bị phản ứng dị thể: trong đó hỗn hợp phản ứng hiện diện ở tối thiểu trong hai pha.
7.Nguyên nhân sai khác giữa dòng chảy thực và lý tưởng?
® Điều kiện lý tưởng:
- Bình khuấy lý tưởng: quá trình khuấy trộn hoàn toàn.
- Thiết bị dạng ống lý tưởng: sự đồng nhất vận tốc theo phương dòng chảy và không có sự khuấy
trộn theo trục.

C: nồng độ theo thời gian thu gọn của chất chỉ thị trong dòng ra ứng với tín hiệu kích thích dạng
xung tại đầu vào.
F: nồng độ theo thời gian thu gọn của chất chỉ thị trong dòng ra ứng với tín hiệu kích thích dạng
bậc tại đầu vào.
I: độ đo sự phân bố theo thời gian của lưu chất trong bình .
E: độ đo sự phân bố theo thời gian của lưu chất trong bình của tất cả các phân tố của dòng lưu
chất rời khỏi bình.
Các mối quan hệ trên cho thấy các thí nghiệm kích thích đánh dấu – đáp ứng, với tín hiệu bậc
và tín hiệu xung cho ta sự phân bố thời gian của lưu chất trong bình và trong dòng ra.
9.Các điều kiện chọn chất chỉ thị.
- Không được ảnh hưởng và khác biệt với các phân tử tạo nên tương quan trong hệ.
- Các chất chỉ thị phải thích hợp với tính chất của các phần tử trong hệ (có khối lượng riêng, độ nhớt,
hệ số khuếch tán thích hợp).
- Các loại chất chỉ thị đối với môi trường lỏng có thể là: dung dịch màu, các chất phóng xạ, các đồng
vị phóng xạ ổn định, các hạt rắn có phát sáng…
10.Tiến trình thí nghiệm.
Theo trình tự sau:
1) Mở van cho nước lên thùng cao vị cho đến khi có nước trong ống chảy tràn.
2) Mở khóa cho nước chảy qua lưu lượng kế vào hệ thống bình khuấy và chỉnh lưu lượng dòng chảy.
3) Hệ một bình: khi hệ thống ổn định, cho phẩm màu vào bình 1. Bấm thì kế (đồng thời với thời gian
cho màu vào thiết bị), lấy gốc thời gian. Dùng ống nghiệm lấy mẫu theo thời gian, sau đó đem mẫu
đi so màu.
4) Hệ hai, ba, bốn bình: làm giống như hệ một bình, cho phẩm màu vào bình 1 và lấy mẫu ở bình cuối
cùng (từ ống thông nhau cuối cùng).
11.Cách tính thời gian lưu trung bình và hàm phân bố thời gian lưu.
® Thời gian lưu trung bình:
Â
n
1i
ViV

K
1i
ii
c
tc
t
K là các khoảng chia bằng nhau.
Thời gian lưu trung bình thể tích:
t
V
V
M
R
t
Với V
R
: thể tích của lưu chất trong bình, lít.
V
M
: lưu lượng của dòng vào thiết bị, lít/giây.
Nếu chất chỉ thị không đạt tương quan lý tưởng thì phương trình trên không thỏa mãn (nếu t >
t
có thể chất chỉ thị bị hấp phụ vào thành bình hoặc các chi tiết phụ.
® Hàm phân bố thời gian lưu::
Ú
•
0
VVVV
dt.t)t(f)t(E
Đối với mô hình dãy hộp:

tán theo phương trục, khi đó sự phân phối thời gian lưu thực tế trong thiết bị được dùng để tính hệ
số khuếch tán theo phương trục, và sau đó dùng giá trị này để tiên đoán độ chuyển hóa. Mô hình
này thích hợp cho thiết bị phản ứng có chế độ chảy rối.
3 – Mô hình hệ nhiều bình khuấy lý tưởng bằng nhau mắc nối tiếp. Số liệu thí nghiệm đáp ứng
được dùng để xác định số bình khuấy trong hệ, từ đó tính được độ chuyển hóa.
13.`Nhận xét cách lấy mẫu và cho chất chỉ thị trong bài thí nghiệm.
® Cách lấy mẫu:
Dùng ống nghiệm lấy mẫu theo thời gian, sau đó đem mẫu đi so màu. Đối với hệ một bình thì
lấy ngay tại bình đó. Đối với hệ nhiều bình thì cho phẩm màu vào bình 1 và lấy mẫu ở bình cuối
cùng.
® Cách cho chất chỉ thị: cho một lượng chất chỉ thị vào dòng lưu chất trong khoảng thời gian
rất ngắn và khi hệ thống đã ổn định.