Mô tả quá trình ép lọc bã sắn bằng mô hình vật lý

T¹p chÝ Hãa häc, T. 42 (2), Tr. 145 - 147, 2004<br /> <br /> <br /> <br /> m« t¶ qu¸ tr×nh Ðp läc b· s¾n b»ng m« h×nh vËt lý<br /> §Õn Tßa so¹n 2-1-2003<br /> NguyÔn Minh TuyÓn1, L©m TrÇn Vò2, §Ëu ThÕ Nhu2<br /> 1<br /> Bé m«n Hãa häc, Tr#êng §¹i häc X©y dùng H, Néi<br /> 2<br /> ViÖn C¬ ®iÖn n«ng nghiÖp ViÖt Nam, H, Néi<br /> <br /> <br /> Summary<br /> This article exposes the physical model for decribing the press - filtration of the<br /> cassva residue. The influence of the independent factors on the wasser content of the<br /> pressed cassava residue W3 is obtained in this model.<br /> <br /> ¦u ®iÓm cña m« h×nh vËt lý l t¸i hiÖn ®Çy - khèi l/îng riªng cña n/íc läc, kg/m3;<br /> ®ñ c¸c tÝnh chÊt cña hÖ thùc, do ®ã cã thÓ 3<br /> r - khèi l/îng riªng cña bI kh«, kg/m ;<br /> nghiªn cøu ®Çy ®ñ v s©u s¾c c¸c qu¸ tr×nh x¶y w0 - ®é Èm cña bI r¾n khi v o, %;<br /> ra trong hÖ thèng thùc m c¸c m« h×nh thèng ws - ®é Èm cña bI khi ra, %.<br /> kª th/êng kh«ng diÔn t¶ ®uîc.<br /> II - X¸c ®Þnh chuÈn sè<br /> I - C¸c yÕu tè ¶nh h$ëng<br /> 1. C¸c chuÈn sè ®¬n gi¶n<br /> C¸c th«ng sè ¶nh h/ëng tíi qu¸ tr×nh Ðp läc<br /> cã thÓ x¸c ®Þnh nhê x¸c ®Þnh bËc tù do cña hÖ. C¸c chuÈn sè ®¬n gi¶n ®/îc x¸c ®Þnh b»ng<br /> Nh÷ng yÕu tè ¶nh h/ëng quan träng l : c¸ch so s¸nh c¸c ®¹i l/îng cïng thø nguyªn<br /> víi nhau:<br /> N - chi phÝ c«ng suÊt, w;<br /> h dt l<br /> v - vËn tèc b¨ng t¶i läc, m/s; d = , dt = , l = ,<br /> d h h<br /> h - ®é d y líp vËt liÖu cung cÊp, m;<br /> z h<br /> d - ®/êng kÝnh l« Ðp, m; z = , hb = b , r<br /> = r<br /> .<br /> h h d<br /> dt - ®/êng kÝnh trôc Ðp, m;<br /> C¸c ®¹i l/îng kh«ng thø nguyªn còng l<br /> l - chiÒu réng líp vËt liÖu cung cÊp, m;<br /> c¸c chuÈn sè ®¬n gi¶n: Wo = W0 , Ws = Ws.<br /> z - ®é giIn ngang cña bI, m;<br /> hb - chiÒu d y b¨ng t¶i läc, m; 2. C¸c chuÈn sè phøc hîp<br /> pt - tuyÕn ¸p (lùc trªn mét ®¬n vÞ ®é d i ®/êng C¸c ®¹i l/îng ®Ó x¸c ®Þnh chuÈn sè phøc<br /> sinh l« Ðp), N/m; hîp cßn l¹i l N, v, h, pt, E, µ, .<br /> E - m« ®un ® n håi cña cao xu läc l« Ðp, N/m2; Ma trËn thø nguyªn (ai ) cña hÖ c¸c ®¹i<br /> µ - ®é nhít cña n/íc läc, Pa.s; l/îng cho ë trong b¶ng sau:<br /> i 1 2 3 4 5 6 7<br /> x1 = pt x2 = v x3 = N x4 = x5 = h x6 = µ x7 = E<br /> 1 L 0 +1 2 -3 1 -1 -1<br /> 2 T -2 -1 -3 0 0 -1 -2<br /> 3 M 1 0 1 1 0 1 1<br /> <br /> 145<br /> Trong ®ã: L - thø nguyªn vÒ ®é d i, 1 + k32 - k62 - k72 = 0, (1'')<br /> T - thø nguyªn vÒ thêi gian, -1 - k62 - 2k72 = 0, (2'')<br /> M - thø nguyªn vÒ khèi l/îng. k62 + k72 = 0. (3'')<br /> H¹ng cña ma trËn thø nguyªn r’ = 3, sè ®¹i Gi¶i hÖ (1'') (2'') (3'') ta ®/îc k52 = -1, k62 = 1, k72<br /> l/îng c«ng nghÖ ®éc lËp tham gia v o ma trËn = -1.<br /> l n = 7, vËy sè chuÈn sè phøc hîp cÇn x¸c ®Þnh Khi j = 3 ta cÇn chän k33 = -1, k13 = k23 =<br /> l p = n - r = 7 - 3 = 4.<br /> k43 = 0.<br /> HÖ ph/¬ng tr×nh thø nguyªn (ai ) (kij) = 0 Thay v o hÖ ph/¬ng tr×nh thø nguyªn, ta cã:<br /> cã d¹ng:<br /> 2 + k53 - k63 - k73 = 0, (1''')<br /> -0k1j + 1k2j + 2k3j - 3k4j + 1k5j - 1k6j - 1k7j = 0, (1)<br /> -3 - k63 - 2k73 = 0, (2''')<br /> -2k1j - 1k2j - 3k3j + 0k4j + 0k5j - 1k6j - k7j = 0, (2)<br /> 1 + k63 + k73 = 0 (3''')<br /> 1k1j + 0k2j + 1k3j + 1k4j + 0k5j + 1k6j + 1k7j = 0. (3)<br /> Gi¶i hÖ (1''') (2''') (3''') ta ®/îc k53 = -3, k63 = 1, k73<br /> Khi j = 1 ta cÇn chän k11 = 1, k21 = k31 = k41 = - 2.<br /> = 0.<br /> Khi k = 4 ta cÇn chän c¸c nghiÖm tù do l<br /> Thay v o hÖ ph/¬ng tr×nh thø nguyªn ta cã: k44 = - 3, k14 = k24 = k34 = 0.<br /> + k51 - k61 - k71 = 0, (1') Thay v o hÖ ph/¬ng tr×nh thø nguyªn, ta cã:<br /> - 2 - k61 - 2k71 = 0, (2') - 3 + k54 - k64 - k74 = 0, (1'''')<br /> 1 + k61 + k71 = 0. (3') - k64 - 2k74 = 0, (2'''')<br /> Gi¶i hÖ (1') (2') (3') ta cã k51 = -1, k61 = 0, k71 = - 1. 1 + k64 + k74 = 0. (3'''')<br /> Khi j = 2 ta cÇn chän c¸c nghiÖm tù do k22 Gi¶i hÖ (1'''') (2'''') (3'''') ta ®/îc k54 = 2, k64 = - 2,<br /> = 1, k12 = k32 = k42 = 0. k74 = 1.<br /> Thay v o hÖ ph/¬ng tr×nh ta cã: KÕt qu¶ ta cã ma trËn nghiÖm ë b¶ng sau:<br /> NghiÖm k1 k2 k3 k4 k5 k6 k7<br /> ChuÈn sè<br /> 1 1 0 0 0 -1 0 -1<br /> <br /> 2<br /> 0 1 0 0 -1 1 -1<br /> <br /> 3<br /> 0 0 1 0 -3 1 -2<br /> <br /> 4<br /> 0 0 0 1 2 -2 1<br /> Tõ ®ã ta cã thÓ viÕt c¸c chuÈn sè phøc hîp l :<br /> p1 vµ Nµ h2 E<br /> 1 = , 2 = , 3 = , 4 = .<br /> hE hE h3E 2 µ2<br /> <br /> III - M« h×nh vËt lý m« t¶ sù phô thuéc cña b6 Èm sau Ðp läc víi c¸c<br /> yÕu tè c«ng nghÖ<br /> 1 4<br /> 2 3<br /> h2 E 6 7<br /> Ws = C<br /> pt vµ Nµ<br /> (W0 ) 5 r h<br /> ×<br /> hE hE h3E 2 µ2 d<br /> 8 9 10 11<br /> dt l z hb<br /> × (4)<br /> h h h h<br /> Trong ®iÒu kiÖn mét sè chuÈn sè kh«ng ®æi sÏ chËp v o hÖ sè C th nh hÖ sè C' v m« h×nh c¸c<br /> <br /> 146<br /> sè liÖu thùc nghiÖm nh/ ë b¶ng 3 sÏ thu vÒ d¹ng<br /> 1 2 7<br /> Ws = C<br /> pt vµ<br /> (W0 ) 5 h<br /> . (5)<br /> hE hE d<br /> <br /> IV - X¸c ®Þnh c¸c tham sè cña m« h×nh<br /> §Ó x¸c ®Þnh c¸c tham sè cña m« h×nh ta ph¶i tuyÕn tÝnh hãa ph/¬ng tr×nh (2) v thay c¸c thùc<br /> nghiÖm ë b¶ng d/íi v o ta sÏ cã hÖ ph/¬ng tr×nh sau:<br /> vµ<br /> lg (Ws ) i = lgC + 1 lg<br /> pt<br /> + 2 lg + 5 lg (W0 )i + 7 lg<br /> h<br /> víi i = 1,5 (6)<br /> hE i hE i d i<br /> <br /> µ.10-3 pt.10-3 v h.10-3 d w0 ws<br /> TTTN E.10-6<br /> (Ns/m2) (N/m) (m/s) (m) (m) (%) (%)<br /> 1 2,0 2 0,5 7,0 9 0,30 82 78<br /> 2 2,0 7 0,2 5,5 6 0,12 78 68<br /> 3 2,0 15 0,4 4,4 8 0,20 68 63<br /> 4 2,0 25 0,3 3,5 9 0,16 63 57<br /> 5 2,0 30 0,2 2,5 8 0,10 57 53<br /> <br /> Gi¶i hÖ ph/¬ng tr×nh (6) nhê ch/¬ng tr×nh ®é nhít µ. C¸c yÕu tè pt, E, d cã ¶nh h/ëng<br /> phÇn mÒm Matlab ta sÏ t×m ®/îc c¸c nghiÖm: thÊp h¬n v gÇn t/¬ng ®/¬ng. Cßn ®é d y h cña<br /> C = 23,49, 1 = - 0,0958, 2 = 0,1786, líp bI cung cÊp cã ¶nh h/ëng nhá nhÊt tíi ®é<br /> Èm sau Ðp läc W3 v× sè mò bÐ nhÊt (0,008).<br /> 5 = 0,54, 7 = 0,0913.<br /> <br /> Thay c¸c gi¸ trÞ ®ã v o (5) ta sÏ cã m« h×nh C«ng tr×nh ®#îc sù hç trî cña Ch#¬ng tr×nh<br /> vËt lý m« t¶ quan hÖ gi÷a ®é Èm bI sau khi v¾t nghiªn cøu c¬ b¶n.<br /> phô thuéc v c¸c yÕu tè c«ng nghÖ l :<br /> Ws = 23,49 × t