Đang tải... (xem toàn văn)
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VŨ VĨNH PHƯỚC TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ SẤY GỖ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Hà nội, 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - VŨ VĨNH PHƯỚC TÍNH TỐN THIẾT KẾ LỊ SẤY GỖ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Hà nội, 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - VŨ VĨNH PHƯỚC TÍNH TỐN THIẾT KẾ LỊ SẤY GỖ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT MÁY, THIẾT BỊ VÀ CÔNG NGHỆ GỖ GIẤY MÃ SỐ: 60.52.24 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS HỨA THỊ HUẦN Hà nội, 2011 MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Ngày nay, với phát triển kinh tế đất nước, ngành công nghiệp sản xuất chế biến gỗ ngày phát triển Sản phẩm ngành mặt hàng xuất mang nhiều nét đặc trưng độc đáo văn hóa dân tộc, thông điệp giới thiệu cho bạn bè quốc tế đất nước, cảnh quan thiên nhiên người Việt Nam Bên cạnh đó, sản phẩm đồ gỗ xuất Việt Nam đem lại giá trị ngoại tệ lớn Chính lợi ích kinh tế – xã hội lâu dài tiềm phát triển chúng mà nhà nước có nhiều biện pháp sách để khuyến khích ngành chế biến sản xuất gỗ xuất phát triển Tuy nhiên để đạt phát triển lớn mạnh ngày ngành chế biến gỗ nước ta phải trải qua giai đoạn khó khăn trả giá lớn ô nhiễm môi trường bụi từ trình gia cơng chế biến, hóa chất từ q trình tẩm gỗ, khói từ lị sấy gỗ mà phần lớn lò sấy Việt Nam sử dụng lò sấy nước, với cách làm ngồi việc gây nhiễm mơi trường ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe cộng đồng nghành chế biến gỗ cịn tiêu tốn tài ngun thiên nhiên quốc gia, điều kiện giời cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên giới bị ảnh hưởng nặng nề biến đổi khí hậu mà hội nghị biến đổi khí hậu giới đề cập đến tìm hướng giải Hiện giới Việt Nam ứng dụng công nghệ nhằm tránh ô nhiễm môi trường, tiết kiệm tài nguyên tránh biến đổi khí hậu sử dụng nguồn lượng như: lượng hạt nhân, lượng có tự nhiên lượng gió, lượng mặt trời 2 Tuy nhiên nguồn lượng hạt nhân nhiều nước loại bỏ dần hai thảm họa hạt nhân xảy như: Thảm hoạ nguyên tử Chernobyl xảy vào ngày 26 tháng năm 1986 nhà máy điện nguyên tử Chernobyl Pripyat, Ukraina (khi phần Liên bang Xô viết) bị nổ Hay thảm họa hạt nhân xảy Nhật Bản sau sóng thần Với lý nêu phạm vi đề tài xin đề cập đến phương án góp phần nhỏ nhằm tiết kiệm lượng giảm ô nhiễm mơi trường làm giảm biến đổi khí hậu tiết kiệm phần tài nguyên thiên nhiên thiết kế lị sấy gỗ với tên đề tài “ thiết kế lò sấy gỗ lượng mặt trời kiểu CAXE -2011 công suất 10 m3 /mẻ” Ứng dụng lượng mặt trời sấy gỗ để thay phần phương pháp sấy truyền thống sử dụng công nghiệp chế biến gỗ nước ta ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đề tài tập trung vào tính tốn thiết kế lò sấy gỗ lượng mặt trời hấp thụ nhiệt kiểu (Air Collector) công suất 10 m3/mẻ Xác định thơng số kỹ thuật lị sấy Tìm hiểu cấu tạo tính chất gỗ ASH làm sở để phục vụ cho tính tốn thiết kế lò sấy MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 3.1 Mục tiêu lý thuyết Tính tốn thiết kế lị sấy gỗ lượng mặt trời nhằm tiết kiệm lượng góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường, tăng hiệu kinh tế gia tăng chất lượng gỗ sấy gia công chế biến gỗ đảm bảo sức khỏe cho người lao động 3.2 Mục tiêu thực tiễn Tính tốn thiết kế lị sấy gỗ gia nhiệt lượng mặt trời (Air Collector) Xác định tiêu thơng số kỹ thuật lị sấy Thiết lập hồ sơ thiết kế Thuyết minh vận hành lò sấy NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 4.1 Nội dung nghiên cứu 4.1.1 Tìm hiểu đặc điểm cấu tạo, tính chất sấy gỗ dùng cho tính tốn thiết kế (gỗ ASH) Gỗ nhập ngoại 4.1.2 Lựa chọn kiểu dáng, phác họa thiết kế lị sấy gỗ NLMT 4.1.3 Tính tốn thiết kế lị sấy gỗ (NLKT) CS=10 m3/ mẻ Tính tốn cơng nghệ Tính tốn nhiệt Tính tốn khí động lực Tổng hợp số kỹ thuật công nghệ lò sấy 4.1.4 Thiết lập hồ sơ thiết kế (Các vẽ thiết kế ) 4.1.5 Thuyết minh vận hành lò sấy 4.1.6 Dự trù vật tư, thiết bị lò sấy 4.2 Phương pháp nghiên cứu 4.2.1 Phương pháp tiếp cận đề tài Để tiếp cận đề tài cách khoa học áp dụng phương pháp kế thừa thành tựu nghiên cứu khoa học giới Việt Nam lĩnh vực có liên quan đến đề tài nghiên cứu 4.2.2.Phương pháp tìm hiểu tính chất sấy loại gỗ sấy Thông qua tài liệu tham khảo, đề tài nghiên cứu nước nước cấu tạo, tính chất gỗ Ash 4.2.3 Tìm hiểu lựa chọn kiểu dáng lò sấy gỗ NLMT áp dụng nghiên cứu Được giúp đỡ PGS TS Hồ Xuân Các, tham khảo tài tài liệu mạng nước giới để thu thập thông tin phục vụ cho việc lựa chọn kiểu dáng lò sấy NLMT áp dụng nghiên cứu 4.2.4 Tham khảo tài liệu phương pháp tính tốn thiết kế lị sấy 4.2.5 Kiểm tra đánh giá chất lượng lò sấy Sử dụng phương pháp đo đạc dựa quy chuẩn đo lường để làm tiêu chí kiểm tra , đánh giá chất lượng lò sấy Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Năng lượng mặt trời gì? Năng lượng Mặt Trời lượng dòng xạ điện từ xuất phát từ Mặt Trời, cộng với phần nhỏ lượng hạt hạ nguyên tử khác phóng từ ngơi Dịng lượng tiếp tục phát phản ứng hạt nhân Mặt Trời hết nhiên liệu, vào khoảng tỷ năm Năng lượng xạ điện từ Mặt Trời tập trung vùng quang phổ nhìn thấy Mỗi giây trơi qua, Mặt Trời giải phóng khơng gian xung quanh 3,827×1026 joule Năng lượng Mặt Trời nguồn lượng quan trọng điều khiển q trình khí tượng học trì sống Trái đất Ngay ngồi khí Trái Đất, mét vng diện tích vng góc với ánh nắng Mặt Trời, thu dòng lượng khoảng 1.400 joule giây Việt Nam quốc gia có nguồn lượng mặt trời khổng lồ Mặc dù hoạt động nghiên cứu triển khai gần 30 năm, đến sản phẩm sử dụng nguồn lượng chưa ứng dụng rộng rãi… Vị trí địa lý ưu cho Việt Nam nguồn lượng tái tạo vô lớn, đặc biệt lượng mặt trời Trải dài từ vĩ độ 23023’ Bắc đến 8027’ Bắc, Việt Nam nằm khu vực có cường độ xạ mặt trời tương đối cao Năng lượng mặt trời có ưu điểm như: Sạch, chi phí nhiên liệu bảo dưỡng thấp, an toàn cho người sử dụng… Ngành công nghiệp sản xuất pin mặt trời việc ứng dụng lượng nhiệt mặt trời góp phần thay nguồn lượng hóa thạch, giảm phát khí thải nhà kính, bảo vệ mơi trường Vì thế, coi nguồn lượng quý giá, thay dạng lượng cũ ngày cạn kiệt Từ lâu, nhiều nơi giới sử dụng lượng mặt trời giải pháp thay nguồn tài nguyên truyền thống Tại Đan Mạch, năm 2000, 30% hộ dân sử dụng thu lượng mặt trời, có tác dụng làm nóng nước Ở Brazil, vùng xa xơi hiểm trở Amazon, điện lượng mặt trời chiếm vị trí hàng đầu Ngay Đơng Nam Á, điện mặt trời Philipines đảm bảo nhu cầu sinh hoạt cho 400.000 dân Đối với sống loài người, lượng Mặt Trời nguồn lượng tái tạo quý báu trực tiếp thu lấy lượng thông qua hiệu ứng quang điện, chuyển lượng photon Mặt Trời thành điện năng, pin Mặt Trời Năng lượng photon hấp thụ để làm nóng vật thể, tức chuyển thành nhiệt năng, sử dụng cho bình đun nước Mặt Trời, làm sơi nước máy nhiệt điện tháp Mặt Trời, vận động hệ thống nhiệt máy điều hịa Mặt Trời, sử dụng trực tiếp xạ nhiệt mặt trời tạo khơng khí nóng (làm nóng) dùng sấy gỗ 1.2 Cơng nghệ sấy gỗ sử dụng lượng mặt trời Việt Nam Nước ta nước nông nghiệp, nhu cầu phơi sấy để bảo quản nông sản nguyên liệu lớn Một số ngành công nghiệp khác nhu cầu phơi sấy hàng tiêu thụ nhiều nhiên liệu ngành chè, gốm, gỗ, thủ công mỹ nghệ,… nhu cầu dân sinh khác Sấy trình tách ẩm từ vật liệu Điều kiện cần thiết để sấy khô phải cấp nhiệt làm bay nước vật sấy, đồng thời dùng khơng khí thổi vào để mang nước Bẫy nhiệt từ lượng mặt trời (NLMT) sử dụng nguyên lý hiệu ứng nhà kính Hơi nước sinh mang khơng khí ngang qua vật sấy Khơng khí chuyển động nhờ trình đối lưu tự nhiên cưỡng (sử dụng quạt) Công nghệ sấy sử dụng NLMT nguồn lượng sẵn có, siêu miễn phí, chi phí bảo dưỡng thấp, an tồn người sử dụng, nhiệt độ sấy không cao, ẩm đưa khỏi sản phẩm từ từ, an toàn cho chất lượng sản phẩm (khác nhiều so với sấy cưỡng bức) Với thiết bị sấy sử dụng NLMT gián tiếp, xạ mặt trời không trực tiếp chiếu vào sản phẩm sấy mà thơng qua khơng khí làm nóng thu nhiệt từ NLMT, q trình tuần hồn khơng khí thường sử dụng quạt cưỡng bức, làm cho nhiệt độ sấy cao hơn, thời gian sấy ngắn chất lượng sản phẩm sấy tốt Đối với số thiết bị sấy cho sản phẩm đặc biệt cần có thời gian sấy dài, ta thường dùng thêm nguồn lượng phụ để đề phịng lúc trời khơng nắng sấy vào ban đêm Cơng nghệ khí hóa nhiên liệu sinh khối thích hợp để làm nguồn lượng phụ NLMT dùng để sấy nhiên liệu sinh khối, tích lượng thêm cho nhiên liệu sinh khối Hai công nghệ thân thiện với môi trường, kết hợp với đem lại lợi ích lớn kinh tế thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật 7 Công nghệ sấy sử dụng lượng mặt trời (NLMT) nước ta Trung tâm Năng lượng – Máy nông nghiệp thuộc Đại học Nơng lâm thành phố Hồ Chí Minh nghiên cứu triển khai mạnh mẽ Trong khoảng 20 năm phát triển, nhiều kiểu dàn sấy NLMT thử nghiệm Lò sấy NLMT dạng sàng phẳng (Flat –bed) cho chất lượng sấy hạt tốt, giá thành hạ lại dễ lắp đặt vận hành, thị trường chấp nhận chiếm khoảng 25 – 35% Hiện có 3.000 máy sấy lúa NLMT có cơng suất – /mẻ sử dụng, hỗ trợ đắc lực cho việc giảm thất thoát sau thu hoạch Loại máy sấy SRA (sấy Reversible – Air ) bắt đầu nghiên cứu triển khai từ năm 1999, thử nghiệm với nhiều loại nông sản: gạo, ngô, cà phê, lạc, ớt,… công nghệ vịng khí tuần hồn Cơng suất sấy rộng từ đến 12 tấn/mẻ sấy Cho đến 600 máy sấy SRA triển khai sử dụng NLMT coi nguồn lượng ưu việt tương lai, nguồn lượng sẵn có, siêu miễn phí Việt Nam nước có tiềm NLMT, trải dài từ độ vĩ Bắc đến 23 độ vĩ Bắc, có cường độ xạ mặt trời tương đối cao, bình qn có 2.000 – 2.500 h nắng năm, trị số tổng xạ từ 100 – 175 kcal/cm2/năm Việc sử dụng NLMT đem lại hiệu kinh tế lớn, đồng thời, bảo đảm bền vững môi trường 1.3 Thực trạng sấy gỗ lượng mặt trời Việt Nam Thứ nhất: Theo dự án thí điểm sử dụng lượng tiết kiệm hiệu Bộ Công Thương, Cty Lâm sản Giáp Bát (Hà Nội) đưa vào thực công nghệ sấy gỗ lượng mặt trời dựa theo thiết kế Trung tâm Năng lượng mặt trời (Đại học Bách Khoa) Đây công nghệ sấy sử dụng lượng mặt trời thay lò sấy nước đun than, điện trước Theo thiết kế, lị sấy có cơng suất 30m3 gỗ/mẻ, mẻ sấy kéo dài 15- 20 ngày (tiết kiệm 30 - 40% thời gian chi phí so với sấy hơi) Tuỳ nhóm gỗ, độ dày gỗ mà người điều khiển đặt chương trình làm việc để có chế độ sấy thích hợp Trường hợp thiếu ánh nắng mặt trời, lò nồi cung cấp nước nóng để bổ sung lượng nhiệt giúp lị hoạt động bình thường Đặc biệt, từ dùng lượng mặt trời giá thành sấy gỗ giảm khoảng 20% Thứ hai: Lâm trường M'Đrắc (Đắc Lắc) vừa đưa lò sấy gỗ lượng mặt trời vào sử dụng thay cho lị sấy khơng rút ngắn thời gian sấy, giảm chi phí nhân cơng, chất đốt mà cịn ổn định hình dạng, nâng cao chất lượng sản phẩm gỗ Lị sấy có công suất 30 m3/ mẻ gia nhiệt phụ trợ nồi nước nóng (Hình 1.1) Đây lị sấy gỗ lượng mặt trời Tây Nguyên lị sấy có thiết bị tiên tiến Việt Nam 9 Lò sấy gỗ hoạt động thông qua nguyên lý hiệu ứng nhà kính (bức xạ nhiệt) tồn hệ thống điều khiển tự động hoá điều tiết độ ẩm môi trường sấy, nhiệt độ sấy, qua hệ thống thơng gió tốc độ quạt Theo thiết kế có phụ trợ nước nóng cơng suất 30 mét khối gỗ/ mẻ, mẻ sấy kéo dài 15-25 ngày tùy thuộc vào loại gỗ chiều dày ván, Bộ điều khiển EMC cài đặt chương trình làm việc tự động cho số loại gỗ để có chế độ sấy thích hợp Trường hợp thiếu ánh nắng mặt trời, lị sấy nồi cung cấp nước nóng để bổ sung lượng nhiệt giúp lò hoạt động bình thường.Lị sấy gỗ lượng mặt trời Chương trình Liên Hiệp Quốc tài trợ, với tổng số vốn đầu tư 1,5 tỷ đồng 1.4 Tổng quan kiểu lò sấy gỗ sử dụng lượng mặt trời Hiện giới đưa nhiều kiểu lị sấy NLMT hấp thụ khơng khí nóng nước nóng sau sau đây: 10 Hình 1.2: Một số kiểu lị sấy NLMThấp thụ khơng khí nóng (Solar Air Collector) Hình 1.3: Lị sấy NLMT hấp thụ nước nóng Nguyên lý thiết bị hấp thụ Năng lượng mặt trời (NLMT Solar Colector) Lò sấy gỗ NLMT phù hợp cho sấy gỗ nhiệt độ thấp từ (40 – 60 C) Trên giới có nhiều kiểu thiết bị hấp thụ NLMT phổ cập như: - Hấp thụ khơng khí : Hấp thụ lượng trực tiếp làm nóng khơng khí (Air Collector) Hình (1.2) - Hấp thụ nước nóng : Hình (1.3) 11 Hấp thụ nhiệt mặt trời tạo nước nóng (Solar Hot Water), với hai loại collector dạng phẳng ( plate Collector) dạng ống (Vaccum Tube Collector ) Theo PGS.TS Hồ Xuân Các, hong phơi tự nhiên phương pháp sấy NLMT nhiều tài liệu thường gọi hong phơi sấy tự nhiên, PGS Hồ Xuân Các gọi hong phơi bị động, phụ thuộc chủ yếu vào thời tiết để phân biệt với khái niệm đưa vào lĩnh vực sấy hong phơi chủ động Xuất phát từ ý tưởng để khắc phục ảnh hưởng thời tiết nắng mưa thất thường tác động đến chất lượng gỗ sấy đặc biệt sấy nông sản theo thời vụ sản xuất nông nghiệp, mùa thu hoạch thường vào mùa mưa, thời tiết thay đổi đột ngột mưa nắng thất thường, nông dân thường bận rộn thu hoạch hong phơi ( chạy mưa) để sản phẩm nông sản khỏi bị mốc ảnh hưởng đến chất lượng Do ông đề xuất giải pháp vừa hong phơi nắng mà mưa không bị ướt hong phơi với nhiệt độ cao mà khơng tốn lượng giải pháp hong phơi mái che Plastic suốt lợi dụng hiệu ứng nhà kính để tăng thêm hấp thụ nhiệt mặt trời theo nguyên lý hiệu ứng nhà kính (Green House), đồng thời bổ xung thêm lớp trần chuyển hướng dịng khơng khí nóng đối lưu đen để tăng khả hấp thụ nhiệt, tạo trình hong phơi hồn tồn chủ động với kinh phí đầu tư thấp gọi phương pháp hong phơi chủ động Với kiểu Green house sử dụng sấy gỗ đặc biệt giai đoạn tiền sấy, làm giảm độ ẩm gỗ tươi xuống 25 20 % sau tiếp tục đưa vào lị sấy nhanh nhiệt độ cao hơn, theo cách tiết kiệm lượng đáng kể đảm bảo chất lượng gỗ sấy Trong sấy gỗ NLMT cần áp dụng giải pháp gia nhiệt hỗ trợ nhằm khắc phục tượng suy giảm nhiệt độ sấy vào ban đêm trời không nắng 12 Trong công nghệ sấy đại ( Sấy công nghiệp), chất lượng sấy cần đảm bảo chặt chẽ xác hơn, địi hỏi q trình sấy phải điều tiết ổn định cho loại gỗ quy cách gỗ sấy, điều địi hỏi phải điều tiết trình sấy theo chế độ sấy thích hợp, đặc biệt phải điều tiết thơng số nhiệt độ (T0C) độ ẩm tương đối môi trường sấy (RH) Do sấy gỗ NLMT phải áp dụng giải pháp gia nhiệt hỗ trợ thích hợp nhằm khắc phục tượng suy giảm nhiệt độ sấy khơng có ánh nắng mặt trời Tùy theo giải pháp gia nhiệt hỗ trợ khác PGS Ts Hồ Xuân Các đưa kiểu lò sấy gỗ NLMT ( với nguyên lý ) sau đây: - Sấy NLMT hỗ trợ gia nhiệt thiết bị theo nguyên lý bơm nhiệt - Sấy NLMT hỗ trợ gia nhiệt nước, đốt - NLMT hỗ trợ gia nhiệt nước nóng NLMT 13 Chương CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ TÍNH TỐN THIẾT KẾ LÒ SẤY 2.1 Những số liệu cần thiết cho việc tính tốn thiết kế Trước bắt tay vào thiết kế, người cán kỹ thuật làm công tác thiết kế cần thu thập đầy đủ số liệu cần thiết sau để làm sở phân tích lựa chọn phương án tính tốn thiết kế cụ thể [TLTK Hồ Xuân Các][1,2,3] - Số lượng gỗ cần sấy năm (sản lượng năm theo yêu cầu nhiệm vụ thiết kế), tiến hành phân loại gỗ sấy theo loại gỗ, kích thước ván, bao gồm khối lượng gỗ loại tỷ lệ loại ván (dựa vào số liệu điều tra sổ sách thu nhập xác định điểm) Trong cần ý loại ván có tỷ lệ lớn (loại ván chiếm nhiều toàn sản lượng gỗ sấy), để sau có số liệu xác dựa vào mà cân nhắc lựa chọn thơng số tính tốn thiết kế cần thiết, thường loại ván chọn làm ngun liệu tính tốn - Thu thập sơ độ ẩm ban đầu loại gỗ sấy số tính chất lý, số đặc điểm cấu tạo loại gỗ sấy - Xác định cụ thể công dụng loại gỗ sấy, yêu cầu kỹ thuật phạm vi sử dụng gỗ sấy như: hạng chất lượng, độ ẩm cuối cần đạt - Những số liệu nước nguồn cung cấp khả cung cấp nước, tiêu kỹ thuật cụ thể nước phép sử dụng… - Một số số liệu cần thiết đất đai nơi xây dựng lị sấy như: diện tích đất đai sử dụng, loại đất, mực nước ngầm, hàm lượng nước đất, độ chua đất… - Tình hình điện nước: mạng điện hiệu bao nhiêu, cơng suất trạm biến thế, tình hình cung cấp điện…Nước sử dụng cho nồi lấy đây, 14 độ cứng nước sao, có bảo đảm sử dụng cho nồi hoạt động không, cần tiến hành chuẩn bị vấn đề trước dùng nguồn nước đó… - Một số số liệu khí hậu chủ yếu vùng dự định xây dựng lò sấy nhiệt độ bình quân tháng, năm, nhiệt độ tối đa tối thiểu độ ẩm khơng khí, hướng gió chủ đạo, tình hình lụt lội,… - Khả cung cấp thiết bị, khả chế tạo vận dụng thiết bị - Bản vẽ mặt tồn xí nghiệp vị trí dự định đặt phân xưởng sấy - Tình hình tổ chức, bố trí nhân lực, trình độ nghiệp vụ cơng nhân cán kỹ thuật - Các số liệu khác có liên quan đến việc tính tốn giá thành tiền lương, giá nguyên vật liệu xây dựng, vốn đầu tư thiết bị, loại định mức… - Ngồi ra, tùy tình hình cụ thể nơi, lúc mà điều tra thu thập thêm số liệu cần thiết có liên quan đến tính tốn thiết kế 2.2 Trình tự tiến hành tính tốn thiết kế (lị sấy nước) Việc tính tốn lị sấy tiến hành theo bước sau đây: [TLTK Hồ Xuân Các][1,2,3] 2.2.1 Tính tốn cơng nghệ Tổng hợp phân tích số liệu, sở lựa chọn phương pháp sấy kiểu lị sấy Lựa chọn kích thước lị tính tốn số lượng lị sấy Tính tốn diện tích kho bãi quy hoạch phân xưởng sấy 2.2.2 Tính tốn nhiệt 15 Lựa chọn ngun liệu tính tốn, lựa chọn chế độ sấy tính tốn thời gian sấy (Chọn gỗ ASH) Xác định lượng nước bay Xây dựng trình sấy lý thuyết xác định lượng khơng khí tuần hồn Tính tốn tốc độ tuần hồn mơi trường sấy Xác định lượng nhiệt tổn thất qua vỏ lò tiêu hao để làm nóng gỗ Xây dựng q trình sấy thực tế, xác định lượng khơng khí khơng khí thừa Xác định lượng nhiệt tiêu hao để làm bay nước tính tốn lựa chọn thiết bị tăng nhiệt Tính toán nhiệt lượng sấy tiêu hao lượng nước tiêu hao Xác định đường kính ống dẫn nước, ống dẫn nước ngưng tụ 2.2.3 Tính tốn khí động lực lò sấy Xác định lực cản dòng khơng khí lị sấy Lựa chọn quạt xác định cơng suất cần thiết quạt Tính tốn đường dẫn khí khí Tính tốn kinh tế thống kê tiêu kỹ thuật chủ yếu thiết kế Sau đây, sâu vào phần tính tốn cụ thể 2.3 Tính tốn cơng nghệ 2.3.1 Lựa chọn phương pháp sấy kiểu lò sấy Việc lựa chọn phương pháp sấy việc làm phức tạp, đòi hỏi người cán thiết kế có trinh độ tổng hợp, phân tích tốt, vừa có quan điểm kỹ thuật, am hiểu q trình gia cơng chế biến gỗ vừa có quan điểm kết hợp chặt chẽ hợp lí hai mặt kỹ thuật kinh tế Thông thường gỗ sấy hình thức sau đây: sấy ván sấy phôi 16 Mỗi phương pháp sấy có mặt tốt xấu định, tùy theo tình hình cụ thể mà cân nhắc lựa chọn cho phù hợp Sấy ván có lợi cho q trình cắt gọt, qua nâng cao tỷ lệ thành khí, tỷ lệ lợi dụng gỗ, theo quan điểm tiết kiệm nguyên liệu vấn đề có có tính chất định việc lựa chọn phương pháp sấy Ngồi việc sấy ván cịn có lợi làm giảm nhẹ sức lao động khâu bốc dỡ, vận chuyển tạo điều kiện thuận lợi cho việc giới hóa sản xuất khâu gia cơng chế biến sau Cịn việc sấy phơi cịn có mặt ưu điểm bật Với việc sấy phơi rút ngắn thời gian sấy, tăng suất lò sấy (khoảng 20%) đồng giá thành gỗ sấy Hiện nhà thiết kế thiết kế phát minh nhiều kiểu lò sấy khác nhau, điều thuận lợi cho việc lựa chọn cải tiến trình tiến hành thiết kế lò sấy, việc lựa chọn kiểu lò sấy thích hợp cho sở khơng phải việc làm đơn giản, địi hỏi người cán làm công tác thiết kê biết dựa sở lý thuyết khí động lực nhiệt để phân tích lựa chọn, mà cần phải biết kệt hợp chặt chẽ với tình hình đặc điểm sở sản suất, điều kiện cụ thể nơi, yêu cầu trình độ kỹ thuật nơi mà cân nhắc lựa chọn, có so sánh phân tích cách tổng qt tồn diện cân nhắc lựa chọn kiểu lị sấy thích hợp để thiết kế Trong cân nhắc lựa chọn kiểu lò sấy cần ý đến việc tiết kiệm nhiên liệu, nước tiết kiệm điện 2.3.2 Lựa chọn kích thước lị sấy tính tốn số lượng lị sấy Kích thước lị sấy phụ thuộc vào kích thước đống gỗ số lượng đống gỗ cần xếp lị sấy Kích thước đống gỗ, người thiết kế tự phân tích lựa chọn lấy cho phù hợp với kích thước nguyên liệu sấy, quy cách 17 xếp đống, khả thiết bị xếp đống, có cận nhắc qui mơ mặt mỹ thuật cấu trúc lị sấy 2.3.3 Tính tốn diện tích kho bãi qui hoạch phân xưởng sấy Dung tích kho chứa gỗ (Ekho) phụ thuộc vào thời gian dự trữ gỗ kho (kho) sản lượng ngày phân xưởng sấy (Y ngày) tính theo ngun liệu tiêu chuẩn tính cơng thức sau: Ekho = Yngày x kho (2.1) Trong đó: Yngày y (2.2) 345 kho: thời gian chứa gỗ kho lấy theo giá trị qui định sau đây: - Đối với kho gỗ khô: 47 ngày - Đối với kho gỗ ướt: 24 ngày Biết dung tích kho (Ekho) dung tích đống gỗ tính tốn số lượng đống gỗ xếp kho theo cơng chức: (2.3) Trong đó: Eđg: dung tích đống gỗ tính đống gỗ: Eđg = Vđg x đ Với đ – hệ số đầy xếp đống Muốn xác định diện tích cần thiết kho, ta phải qui hoạch bố trí xếp đống gỗ kho, đường vận chuyển, đường chữa cháy, đường lại đồng thời có lưu ý đến biện pháp bảo quản gỗ Tuy việc tính tốn kho bãi thiết kế phân xưởng sấy gỗ thông thường tính tốn cách khái qt diện tích kho theo công thức Fkho = Bđg x Lđg x Nđg x m2) (2.4) 18 Trong đó: Bđg Lđg: bề rộng bề dài đống gỗ, m kho: hệ số đầy diện tích kho, thường lấy từ 0.35 – 0.45 Qui hoạch phân xưởng sấy bao gồm việc qui hoạch bố trí lị sấy, kho bãi hệ thống vận chuyển Việc bố trí hệ thống phân xưởng kết việc phân tích cân nhắc chung tồn cục khơng phải đơn bố trí riêng rẽ hệ thống 2.3.4 Tính Tốn nhiệt 2.3.4.1 Lựa chọn ngun liệu tính tốn, lựa chọn chế độ sấy tính tốn thời gian sấy a Lựa chọn ngun liệu tính tốn Thơng thường lựa chọn ngun liệu tính tốn cần đề cập đến vấn đề sau Nếu loại gỗ sấy nhiệm vụ thiết kế đề tương đối ổn định (về loại gỗ kích thước ván), muốn bảo đảm đủ khả cung cấp nhiệt thiết bị tăng nhiệt, thiết kế ta thường chọn khả tối đa Khi lựa chọn nguyên liệu để làm sở cho tính tốn thiết bị tăng nhiệt, ta phải lựa chọn loại nguyên liệu cần sấy với chế độ sấy cứng torng loại gỗ sấy thiết kế, tức loại gỗ dễ sấy có kích thước bé loại để làm sở tính tốn Vì loại gỗ dễ sấy sấy nhiệt độ cao, sấy nhanh được, loại gỗ có kích thước bé (mỏng) sấy chóng khơ sấy nhiệt độ cao hơn, địi hỏi thiết bị tăng nhiệt phải có khả đảm bảo cung cấp nhiệt đến mức tối đa torng trường hợp Cịn nói chung sấy loại gỗ khó sấy, loại ván dày việc cung cấp nhiệt địi hỏi ít, cơng suất nhiệt thiết bị tăng địi hỏi thấp cần giảm cơng suất thiết bị xuống, việc làm dễ dàng nhiều so với trường hợp công suất thiết bị thấp so với yêu cầu ... - VŨ VĨNH PHƯỚC TÍNH TỐN THIẾT KẾ LỊ SẤY GỖ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT MÁY, THIẾT BỊ VÀ CÔNG NGHỆ GỖ GIẤY MÃ SỐ: 60.52.24 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN... Mục tiêu thực tiễn Tính tốn thiết kế lò sấy gỗ gia nhiệt lượng mặt trời (Air Collector) Xác định tiêu thông số kỹ thuật lò sấy Thiết lập hồ sơ thiết kế Thuyết minh vận hành lò sấy NỘI DUNG NGHIÊN... tạo, tính chất sấy gỗ dùng cho tính tốn thiết kế (gỗ ASH) Gỗ nhập ngoại 4.1.2 Lựa chọn kiểu dáng, phác họa thiết kế lị sấy gỗ NLMT 4.1.3 Tính tốn thiết kế lị sấy gỗ (NLKT) CS=10 m3/ mẻ Tính tốn