ĐỒ án môn học THIẾT kế hệ THỐNG CUNG cấp NHIỆT THIẾT kế máy sấy TẦNG sôi DÙNG để sấy THÓC với NĂNG SUẤT 500KGMẺ

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ NHIỆT-LẠNH - - ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIỆT THIẾT KẾ MÁY SẤY TẦNG SÔI DÙNG ĐỂ SẤY THÓC VỚI NĂNG SUẤT 500KG/MẺ SVTH LỚP TP.HCM, ngày 31 tháng 05 năm 2019 DANH SÁCH THÀNH VIÊN NHÓM TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Khoa Công nghệ Nhiệt-lạnh STT Nguyễ Lê Th Trần N DANH SÁCH PHÂN CHIA NHIỆM VỤ STT THÀNH VIÊN Nguyễn Thanh Sang Lê Thị Phương Thảo Trần Ngọc Thuận Trang TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Khoa Công nghệ Nhiệt-lạnh MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1Sơ lược thóc (lúa), tính chất ứng dụng 1.2Sơ lược trình sấy sấy tầng sôi 1.3Sơ đồ quy trình cơng nghệ CHƯƠNG TÍNH TỐN TỐC ĐỘ VÀ THỜI GIAN SẤY 2.1Cân vật chất 2.1.1Các ký hiệu sử dụng 2.1.2Các thông số 2.2Tính tốn tốc độ sấy 2.2.1Xác định tốc độ ban đầu tạo chế 2.2.2Tốc độ làm việc tối ưu (vt) 2.2.3Tốc độ tới hạn TNS (vth) 2.3Xác định thời gian sấy phương pháp giải tích CHƯƠNG TÍNH TỐN NHIỆT Q TRÌNH SẤY 3.1Cân lượng 3.2Nhiệt lượng gia nhiệt vật liệu sấy mẻ 3.3Nhiệt lượng hữu ích cần bốc kg ẩm mẻ 3.4Nhiệt lượng tổn thất tác nhân sấy mẻ 3.5Nhiệt tổn thất môi trường xung quanh mẻ 3.5.1Thiết kế buồng sấy 3.5.2Tính tốn tổn thất 3.6Cách xác định đường sấy thực tế CHƯƠNG TÍNH TỐN KÍCH THƯỚC THIẾT BỊ 4.1Bề dày thiết bị 4.1.1Lưới 4.1.2Buồng sấy 4.2Bộ phận nhập liệu Trang TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat KhoaCông nghệ Nhiệt-lạnh 4.3Bộ phận tháo liệu 4.4Tính tốn Calorifer Khí-Khói 4.4.1Tính buồng đốt khói lị 4.4.2Tính Calorifer Câp Nhiêt 4.5 Cyclon phân ly bụi khô 4.6Tính chọn quạt 4.6.1Trở lực 4.6.2Chọn quạt CHƯƠNG TÍNH TỐN HIỆU QUẢ KINH TẾ 5.1Tính tốn điện tiêu thụ mẻ 5.2Tính tốn chi phí cho nhân cơng 5.3Chi phí thu mua nguyên, nhiên liệu 5.4Chi phí đầu tư ban đầu 5.5Kết luận BẢNG DỰ TOÁN THIẾT BỊ CỦA MÁY SẤY TẦNG SÔI BẢNG LƯƠNG CHO NHÂN CÔNG KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO Trang TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Khoa Công nghệ Nhiệt-lạnh Đồ án Cung cấp nhiệt NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Trang TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Khoa Công nghệ Nhiệt-lạnh Đồ án Cung cấp nhiệt CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Sơ lược thóc (lúa), tính chất ứng dụng Lúa lương thực 1/2 số dân giới Lúa loại ưu nóng ẩm, lúa thường trồng nhiều vùng có khí hậu ơn đới cận nhiệt đới Năng suất lúa nước cao nhất, nên lúa thường trồng châu thổ song lớn Nước ta có khí hậu hệ thống sơng ngịi phù hợp cho việc phát triển lúa Thành phần hóa học hạt lúa gồm chủ yếu tinh bột, protein, xenlulozo Ngoài hạt lúa chứa số chất khác với hàm lượng so với thành phần kể như: đường, tro, chất béo, sinh tố Thành phần hóa học hạt lúa phụ thuộc vào nhiều yếu tố giống, đất đai trồng trọt, khí hậu chế độ chăm sóc Cùng chung điều kiện trồng trọt sinh trưởng Theo tài liệu [2], ta được: Bảng 1.1 Thành phần hóa học hạt lúa Thành phần hóa học Protein Tinh bột Xenlulozo Tro Đường Chất béo Đectrin H2 O Trang TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Khoa Công nghệ Nhiệt-lạnh Đồ án Cung cấp nhiệt Ở Việt Nam, lúa gạo nguồn lương thực khơng thể thiếu đời sống người Lúa nguồn nguyên liệu để sản xuất tinh bột,sử dụng nhiều ngành công nghiệp thực phẩm Lúa dùng làm thức ăn chăn nuôi gia súc, gia cầm Hiện nay, Việt Nam thứ hai giới lượng gạo xuất giới, tiếp tục đẩy mạnh việc xuất gạo sang nước giới Đây nguồn thu ngoại tệ đất nước 1.2 Sơ lược q trình sấy sấy tầng sơi Sấy trình tách ẩm khỏi vật liệu phương pháp nhiệt Kết trình sấy hàm lượng chất khô vật liệu tăng lên Điều có ý nghĩa quan trọng nhiều mặt: nông sản thực phẩm nhằm tăng khả bảo quản: gốm sứ làm tăng độ bền học, than củi làm tăng khả đốt cháy… Các vật liệu sau sấy giảm khối lượng thể tích nên giảm giá thành vật chuyển Nguyên tắc trình sấy cung cấp lượng nhiệt để biến đổi trạng thái pha lỏng vật liệu thành Cơ chế trình diễn tả trình sau: Cấp nhiệt cho bề mặt vật liệu Dòng nhiệt dẫn từ bề mặt vào vật liệu Khi nhận lượng nhiệt, dòng ẩm di chuyển từ vật liệu bề mặt Dòng ẩm từ bề mặt vật liệu tách vào môi trường xung quanh Bốn trình thể truyền vận bên vật liệu trao đổi nhiệt ẩm bên ngồi bề mặt vật liệu mơi trường xung quanh Dựa vào phương phức cung cấp nhiệt cho vật liệu người ta chia thiết bị sấy ba nhóm chính: Sấy đối lưu Sấy xạ, chân khơng thăng hoa Theo kết cấu nhóm thiết bị sấy đối lưu gặp dạng thiết bị sau: TBS buồng TBS hầm TBS thùng quay TBS tháp TBS phun TBS tầng sơi TBS khí động Sấy tầng sơi phương thức sấy thuộc nhóm sấy đối lưu, thích hợp cho việc sấy hạt nơng sản Trang TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Khoa Công nghệ Nhiệt-lạnh Đồ án Cung cấp nhiệt Bộ phận TBS tầng sơi buồng sấy, phía buồng sấy đặt ghi lị Ghi buồng sấy thép có đục nhiều lỗ thích hợp lưới thép để tác nhân sấy qua hạt khơng lọt xuống Tác nhân sấy có nhiệt độ cao, độ ẩm thấp thổi từ lên để qua lớp vật liệu Với tốc độ đủ lớn, tác nhân sấy nâng hạt vật liệu lên làm cho lớp hạt xáo trộn Quá trình sơi q trình trao đổi nhiệt ẩm mãnh liệt tác nhân sấy vật liệu sấy Các hạt vật liệu khô nên nhẹ nằm lớp tầng hạt sôi; độ cao hạt khơ đưa ngồi qua đường tháo liệu Sấy tầng sơi có ưu điểm nhược điểm sau: Ưu điểm: Năng suất sấy cao Vật liệu sấy khô Có thể tiến hành sấy liên tục Hệ thống thiết bị sấy tương đối đơn giản Dễ điều chỉnh nhiệt độ vật liệu khỏi buồng sấy Có thể điều chỉnh thời gian sấy Nhược điểm: Trở lực lớp sôi lớn Tiêu hao nhiều điện để thổi khí tạo lớp sôi Yêu cầu cỡ hạt nhỏ tương đối đồng 1.3 Sơ đồ quy trình cơng nghệ Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý máy sấy tầng sôi Trang TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Khoa Công nghệ Nhiệt-lạnh Đồ án Cung cấp nhiệt  Ta tính được: e) Pa Trở lực ma sát từ calorife đến buồn sấy: Chiều dài ống từ calorife đến buồng sấy l = 1,5m, đường kính tương đương ttd = 710,16 mm dtd ×v Re= υ Với dịng chảy rối, hệ số ma sát xác định theo phương trình Colbrook : √ ε: [ ε ( 6,81 λ =−2×lg 3,7× dtd + Re = độ nhám vật liệu làm ống, chọn ε 0,5 10  Ta tính được: ) 0,9 ] −4 Pa  Cột áp toàn phần quạt: P = 1135,55+488,36+47,91+0,0712+0,3215 = 1672,2127 Pa   Lưu lượng quạt: Công suất quạt lý thuyết: Công suất động quạt:Nđc = 1,1.Nlt = 1,1.7,47 = 8,217 kW 4.6.2 Chọn quạt Từ sở tổng cột áp mà quạt phải khắc phụ lưu lượng khí Q, ta dựa vào đồ thị đặc tuyến quạt Tham khảo tài liệu [5] để chọn quạt Chọn Quạt theo phần mềm Fan by Fantech: Model - 16ALDW Trang 42 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Khoa Công nghệ Nhiệt-lạnh Đồ án Cung cấp nhiệt Hình 4.4 Bảng tra quạt theo Catalogue quạt Fantech Trang 43 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Khoa Công nghệ Nhiệt-lạnh Đồ án Cung cấp nhiệt CHƯƠNG TÍNH TỐN HIỆU QUẢ KINH TẾ 5.1 Tính tốn điện tiêu thụ mẻ Nhiệt lượng cần thiết thực tế tiêu hao cho trình sấy thực: Q tt = 133,43 kW Động nhập liệu công suất: Qnl = 3,94 kW Công suất động quạt: Qfan = 11kW  Tổng điện tiêu thụ mẻ: P = Q∑.t = 94,96 kWh Hình 5.1 Bảng giá điện theo EVN năm 2019 a) Giờ bình thường (1.536 đồng/kWh) Gồm ngày từ thứ Hai đến thứ Bảy: Từ 04 00 đến 30 (05 30 phút); Từ 11 30 đến 17 00 (05 30 phút); Từ 20 00 đến 22 00 (02 giờ) Ngày Chủ nhật: Từ 04 00 đến 22 00 (18 giờ) b) Giờ cao điểm (2.759 đồng/kWh) Gồm ngày từ thứ Hai đến thứ Bảy: Từ 09 30 đến 11 30 (02 giờ); Từ 17 00 đến 20 00 (03 giờ) Trang 44 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Khoa Công nghệ Nhiệt-lạnh Đồ án Cung cấp nhiệt Ngày Chủ nhật: khơng có cao điểm c) Giờ thấp điểm (970 đồng/kWh) Tất ngày tuần: từ 22 00 đến 04 00 sáng ngày hôm sau (06 giờ)  Tổng tiền điện tiêu thụ cho ngày làm việc bình thường (chưa tính tăng ca): Từ thứ đến thứ bảy Sáng: 8h00 - 9h30: đồng 9h30 - 11h30: đồng Trưa-Chiều: 12h30 - 17h00: đồng  Tổng cộng 13 mẻ ngày  Tiền điện cho mẻ: T = đồng/ mẻ  Trung bình tiền điện để sấy tạo 1kg lúa: đồng/1 kg 5.2 Tính tốn chi phí cho nhân công - Tống số nhân công cần cho máy sấy bao gồm: công nhân Lương cho công nhân: 6.500.000 đồng /tháng  Tổng tiền chi cho nhân công: 13.000.000 đồng /tháng / máy  Trung bình chi phí nhân cơng để sấy tạo 1kg lúa: đồng/ 1kg 5.3 Chi phí thu mua nguyên, nhiên liệu - Mục đích: Thu mua lúa sau sấy khô để làm lúa thương phẩm Theo báo Cần Thơ Online (Vụ lúa Đông xuân 2018-2019) [6] Tại Đồng sông Cửu Long, lúa tươi IR50404 nhiều doanh nghiệp, tiểu thương thu mua ruộng nông dân mức 4.300 - 4.500 đồng/kg - Gía bán trấu thị trường: 500 đồng/1kg  Cần 30kg trấu/mẻ ≈ 15.000 đồng 5.4 Chi phí đầu tư ban đầu Đối với máy sấy tầng sôi suất 500kg/ mẻ có chi phí lắp đặt, thi cơng theo tính tốn 60.000.000 đồng/máy Trang 45 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Khoa Công nghệ Nhiệt-lạnh Đồ án Cung cấp nhiệt Chi phí nhà xưởng phụ tùng lắp đặt: Diện tích đất trung bình cho máy sấy tầng sơi theo tính tốn Chương (m) x 2,5 (m) = 15m2 Gía đất xây dựng nhà máy Bạc Liêu theo văn UBND Tỉnh Bạc Liêu năm 2018 2.500.000/m  Chi phí đất trung bình cho máy sấy là: lần/ VNĐ/máy Chi phí bảo trì, sửa chữa trung bình máy sấy tầng sôi: 40.000.000 đồng/2 năm 5.5 Kết luận - Tổng chi phí sau sấy mẻ lúa tươi: đồng Giá lúa khô bán ra: 6.000 đồng/kg cạnh tranh thị trường giá trung bình đầu năm 2018 ĐBSCL giống IR50404 (khô) 6.100-6.400 đồng/kg [Theo Tin tức Báo nông nghiệp - 15/03/2019]  Tiền lãi thu lại là: đồng/ mẻ Một ngày thu lãi: 109.000x13 = 1.417.000 đồng/ngày/máy sau trừ cho nhân công chi phí khác - Trong tháng thu tiền lãi 42.510.000 đồng/máy  Nếu tính thời gian hồn vốn cho máy cần: tháng Trang 46 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Khoa Cơng nghệ Nhiệt-lạnh BẢNG DỰ TỐN THIẾT BỊ CỦA MÁ STT TÊN THIẾT BỊ Quạt ly tâm Fantech 16ALDW Nối mềm có bảo ơn Ống gió nối tăng Ống gió Co ống gió (90o) Co ống gió (90o) Calorifer Buồng đốt Tole chế tạo Cyclon 10 Thép CT3 11 Ti đỡ 12 Thép chữ U 13 Bộ băng truyền cao su 14 Cách nhiệt PE Trang 47 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Khoa Công nghệ Nhiệt-lạnh BẢNG LƯƠNG CHO NHÂN CƠNG CƠNG VIỆC - Thi cơng đường ống - Lắp đặt thiết bị phụ - Khoan cắt lắp giá đỡ - Chế tạo, lắp đặt buồng sấy - Chế tạo, lắp đặt Cyclon - Kiểm tra chạy thử khắc phục cố - Vận chuyển lúa vào lúa thành phẩm - Kiểm tra hoạt động máy - Bảo trì bảo dưỡng máy Trang 48 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Khoa Công nghệ Nhiệt-lạnh Đồ án Cung cấp nhiệt KẾT LUẬN Theo đề tài ban đầu nhóm chọn cho mơn Thiết kế Hệ thống Cung cấp nhiệt Thiết kế máy sấy tầng sơi có suất tạo 500kg lúa thành phẩm/mẻ Trong q trình tính tốn chọn thiết bị nhóm đưa thơng số để lắp đặt hồn chỉnh máy sấy tầng sôi yêu cầu ban đầu:  Vị trí nhóm chọn lựa tỉnh Bạc Liêu, xem vựa lúa ĐB Sông Cửu Long  Trạng thái ban đầu khơng khí: (Đã trình bày Chương 2) t0 = 300C φ0 = 70%  Chọn nhiệt độ vào buồng sấy khơng khí: t1 = 600C  Vật liệu trước vào thiết bị sấy: (Đã trình bày Chương 3) = 300C = t0 ω1= 27%  Yêu cầu vật liệu sau thiết bị sấy: (Đã trình bày Chương 3) = 330C ω2=14%  Tốc độ làm việc tối ưu vt = 2,63 m/s  Tổng thời gian sấy:  Có thể thấy để sấy lúa từ độ ẩm 27% xuống độ ẩm 14% máy sấy tầng sôi nhóm thiết kế với suất 500kg/mẻ 0,64 tiếng ≈ 38 phút để thu thành phẩm  Tổng chi phí sau sấy mẻ lúa tươi:  Tiền lãi thu lại là: đồng/ mẻ  Nếu tính thời gian hồn vốn cho máy cần: tháng Trang 49 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Khoa Công nghệ Nhiệt-lạnh Đồ án Cung cấp nhiệt TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] : Bùi Trung Thành – Giáo trình Lý thuyết, Tính tốn Thiết kế HTS [2] : Trần Văn Phú, Lê Nguyên Dương – Kỹ thuật sấy nông sản – NXB KHKT [3] : Trần Văn Phú – Tính tốn thiết kế Hệ thống sấy – NXB KHKT [4] : Hồng Đình Tín – Truyền nhiệt thiết bị trao đổi nhiệt – NXB KHKT [5] : Bùi Trung Thanh – Bơm-Quạt-Máy nén – NXB KHKT [6] : https://vietnambiz.vn/gia-lua-tang-nong-dan-phan-khoi-20190306121941626.htm Trang 50 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat ... nghệ Nhiệt- lạnh Đồ án Cung cấp nhiệt 1- Quạt 4- Thiết bị sấy 2- Calorife 5- Bộ phận nhập liệu 3- Lưới phân phối khí 6- Cửa liệu 7- Cyclon Yêu cầu toán thiết kế: Thiết kế hệ thống sấy tầng sơi để. .. hệ thống sấy tầng sơi để sấy thóc với suất 500 kg/mẻ (thành phẩm) Thiết kế hệ thống thiết bị sấy tầng sôi, chủ yếu dùng để sấy thóc qua phơi nắng thóc đạt độ khô cần thiết khô hơn, giúp cho việc... Công nghệ Nhiệt- lạnh b) Đồ án Cung cấp nhiệt Đối với vật liệu sấy (thóc) Theo tài liệu [2], ta có thơng số kích thước sau thóc: Các kích thước thóc: Dài: Rộng: Dày: Đường kính tương đương: Hệ số