đồ án môn học Tính toán hệ thống sấy ngô thu hoạch để bảo quản năng suất 10 tấn/h

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Đồ án “Tính tốn hệ thống sấy ngơ thu hoạch để bảo quản suất 10 tấn/h” Họ tên : Nguyễn Thị Quỳnh Hoa Lớp: CNTP_K57 MSSV: 20125954 Mục lục LỜI NÓI ĐẦU .3 Chương I: Tổng quan công nghệ, thiết bị sấy .4 I,Công nghệ .4 Các phương pháp sấy Tác nhân sấy 3, Chất tải nhiệt .6 4,Nguồn nhiên liệu II,.Thiết bị sấy Chương II: Động học trình sấy 12 I.Đặc điểm diễn biến trình sấy 12 1, Giai đoạn làm nóng vật 12 2, Giai đoạn tốc độ sấy không đổi 12 3, Giai đoạn tốc độ sấy giảm dần 12 II Các quy luật trình sấy 13 Chương III: Thiết kế, tính toán thiết bị sấy tháp 14 1,Giới thiệu nguyên liệu ngô: 14 2, Các liệu từ đề cho thông số ngô 15 3.Tính cân vật chất cho vùng .16 4, Thời gian sấy 16 5, chọn sơ kết cấu 17 7, Tính tốn q trình cháy 18 8, Tính tốn q trình hịa trộn 21 9, Q trình sấy lí thuyết 22 9, Tổn thất nhiệt vật liệu sấy mang qv .24 10, xây dựng trình sấy thực 25 11, Cân nhiệt 27 12, Tính tốn vùng làm mát: .28 13, Chọn dạng, bố trí kênh dẫn kênh thải 29 Chương IV: Tính tốn chọn thiết bị phụ trợ .30 1, Chọn quạt 30 2, Buồng đốt 30  Nguyên lí làm việc tháp sấy: 31 KẾT LUẬN 31 Tài liệu tham khảo: .33 LỜI NÓI ĐẦU Kỹ thuật sấy ngành khoa học phát triển từ năm 50 đến 60 Viện trường đại học giới chủ yếu giải vấn đề kỹ thuật sấy vật liệu cho công nghiệp nông nghiệp Sản phẩm sau sấy có độ ẩm thích hợp thuận tiện cho việc bảo quản, vận chuyển, chế biến, đồng thời nâng cao chất lượng thực phẩm Cây ngô lương thực trồng phổ biến nước giới, dễ trồng, thích hợp với điều kiện khí hậu khác nên nước nhiệt,ôn hàn đới trồng Ở nước ta ngô trồng nhiều vùng đồng trung miền núi cho suất cao Hầu hết phận ngô tận dung triệt để ngành CNTP số ngành công nghiệp nhẹ Số sản phẩm chế biến từ ngơ liệt kê đến 2000 loại khác nhau.Tuy nhiên, phần quan trọng hạt ngơ, hạt ngơ sử dụng trực tiếp dạng nguyên đưa chế biến tiếp Sấy làm cho độ ẩm thực phẩm thấp, bề mặt hẹp, hạn chế phát triển vi sinh vật tiêu diệt vi sinh vật trình sấy, đảm bảo vệ sinh cho thực phẩm Trong đồ án môn học với đề “Tính tốn hệ thống sấy ngơ thu hoạch để bảo quản suất 10 tấn/h” em xin trình bày Đây lần tiếp nhận nhiệm vụ thiết kế hệ thống sấy mang tính chất đào sâu chuyên ngành, kiến thức tài liệu tham khảo cịn hạn chế nên em khơng thể tránh khỏi sai sót q trình thiết kế Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ bảo tận tình PGS.TS Lê Nguyên Đương để em hồn thành tốt đồ án Sinh viên: Nguyễn Thị Quỳnh Hoa Chương I: Tổng quan công nghệ, thiết bị sấy I,Công nghệ Định nghĩa: Q trình sấy q trình làm khơ vật thể phương pháp bay Đối tượng trình sấy vật chứa ẩm, vật có chứa lượng chất lỏng định Chất lỏng chứa vật ẩm thường nước Một số vật ẩm chứa chất lỏng khác dung môi hữu Mục đích: Tăng suất cao, chi phí vận chuyển giảm, vốn đầu tư thấp giữ đặc tính tốt đặc trưng sản phẩm: độ dẻo, giịn, dai, màu sắc hương vị, độ bóng sáng sản phẩm, không nứt mẻ, cong vênh, tăng khả bảo quản Yêu cầu tác động đến vật ẩm là: -cấp nhiệt cho vật ẩm làm cho ẩm vật hóa -lấy ẩm khỏi vật thải vào mơi trường Q trình hóa ẩm lỏng vật bay nên xảy nhiệt độ Các phương pháp sấy a Phương pháp sấy đối lưu Việc cấp nhiệt cho vật ẩm thực cách trao đổi nhiệt đối lưu ( tự nhiên hay cưỡng ).Trường hợp này, môi chất làm nhiệm vụ cấp nhiệt b Phương pháp sấy xạ Trong phương pháp này, việc gia nhiệt cho vật ẩm thực trao đổi nhiệt xạ Người ta dùng đèn hồng ngoại hay bề mặt rắn có nhiệt độ cao để xạ nhiệt tới vật ẩm c.Phương pháp sấy tiếp xúc Việc cấp nhiệt cho vật liệu sấy thực dẫn nhiệt vật sấy tiếp xúc với bề mặt có nhiệt độ cao d Phương pháp sấy dùng điện trường cao tần Người ta để vật ẩm điện trường tần số cao Vật ẩm nóng lên Trường hợp mơi chất sấy không làm nhiệm vụ gia nhiệt Kết luận: Từ đề điều kiện, chọn phương pháp sấy đối lưu Tác nhân sấy a, Định nghĩa: Là chất dùng để chuyên chở lượng ẩm tách từ vật sấy Nhiệm vụ: -Gia nhiệt cho vật sấy -Tải ẩm: Mang ẩm từ bề mặt vào môi trường -Bảo vệ vật sấy khỏi bị hỏng nhiệt b, Các loại tác nhân sấy  Khơng khí nóng Khơng khí ẩm loại tác nhân sấy thơng dụng Ưu: -Rẻ, có sẵn tự nhiên, dùng hầu hết cho loại sản phẩm -Không độc -Không làm ô nhiễm sản phẩm Nhược: -Cần trang bị thêm phận gia nhiệt khơng khí( calorife khí-hơi hay khí-khói) -Nhiệt độ khơng khí để sấy khơng thể q cao.( Thường < 500 độ C) Vì nhiệt độ cao làm ảnh hưởng lớn đến thiết bị nên phải sử dụng vật liệu thép hợp kim hay gốm sứ chi phí cao  Khói lị Ưu điểm:-Phạm vi nhiệt độ rộng từ hàng chục đến hàng nghìn độ C -Khơng cần calorife Nhược điểm: -Có thể làm ô nhiễm sản phẩm sấy -chỉ dùng cho vật liệu không sợ bị ô nhiễm gỗ, đồ gốm, số loại hạt có vỏ  Hỗn hợp khơng khí nước - Dùng cần có độ ẩm tương đối φ cao  Hơi nhiệt Hơi nhiệt dùng làm môi chất sấy trường hợp nhiệt độ cao sản phẩm sấy chất dễ cháy nổ Kết luận: Từ đề điều kiện, chọn khói lị 3, Chất tải nhiệt Mục đích: Cấp nhiệt cho mơi chất sấy  Nước: Au điểm:- Nhiệt độ ổn định -Dễ điều chỉnh nhiệt độ -Hơi nước ngưng tụ tỏa nhiệt lớn nên hệ số tỏa nhiệt ngưng tụ lớn nên bề mặt trao đổi nhiệt nhỏ Nhược: -phải trang bị lò  Nước nóng Ưu điểm: -Áp suất sử dụng thấp dùng -Lị nước nóng có cấu tạo đơn giản hơn, giá thành rẻ -Nhiệt dung riêng nước lớn nên thiết bị gọn gàng Nhược: -Nhiệt độ bị hạn chế ( thường < 100℃ ) dùng nhiệt độ cao phải dùng nước áp suất cao -Phải xử lí nước để chống đóng cặn  Chất lỏng hữu Ưu: - Nhiệt độ tăng lên vài trăm độ áp suất khí -khơng có tượng đóng cặn bề mặt trao đổi nhiệt -Lò gia nhiệt chất lỏng hữu có cấu tạo đơn giản so với lị Nhược: - Nhiệt dung riêng bé nước nên lưu lượng lớn so với nước cơng suất -Giá thành đắt nước  Khói lị Ưu: -Khơng phải trang bị lị nên vốn đầu tư Nhược: -calorife khí-khói làm việc nhiệt độ cao cần dùng vật liệu chịu nhiệt -Khói lị có hệ số truyền nhiệt thấp nên diện tích bề mặt truyền nhiệt lớn so với dùng nước hay chất lỏng  Điện Ưu: - Thiết bị đơn giản, hiệu suất sử dụng cao -Dễ điều chỉnh nhiệt độ -Không gây ô nhiễm môi trường( Trong dùng hay chất lỏng dều phải dùng lò hay lị chất lỏng… phải đốt nhiên liệu gây nhiễm môi trường Nhược: -Giá thành nhiên liệu cao Kết luận: Từ đề điều kiện, chọn khói lị 4,Nguồn nhiên liệu Mục đích: để gia nhiệt cho khơng khí  Điện (calorife điện) Ưu điểm: -Thiết bị gọn nhẹ, - Dễ điều chỉnh nhiệt độ tác nhân Nhược điểm: -chi phí lớn  Nhiên liệu( than, củi,…)(calorife khí - khói) -Ưu: Rẻ, thiết bị đơn giản Nhược: -Cồng kềnh -Khó điều chỉnh nhiệt độ tác nhân -Bẩn  Hơi nước (dùng calorife khí - hơi)   Chọn nguồn nhiên liệu Than củi II,.Thiết bị sấy a,Thiết bị sấy đối lưu Sử dụng phương pháp truyền nhiệt đối lưu : -Tác nhân sấy đồng thời chất mang nhiệt để cung cấp lượng cho vật liệu sấy mang ẩm thoát từ vật liệu sấy thải vào môi trường Thường sử dụng khơng khí nóng khói lị  Thiết bị sấy buồng -Thường dùng để sấy vật liệu dạng cục, hạt với suất không lớn -Làm việc theo chu kì -Buồng sấy làm thép lớp, có cách nhiệt đơn giản xây gạch đỏ có cách nhiệt khơng -Dung lượng: Từ dm3->mấy m3, nhỏ -Tác nhân sấy: Thường khơng khí nóng khói lị Khơng khí đốt nóng nhờ calorife điện calorife khí-khói Calorife đc đặt thiết bị đỡ vật liệu bên sườn buồng sấy -Cấu tạo đơn giản dễ vận hành không yêu cầu mặt lớn suất khơng cao, khó giới hóa, vốn đầu từ khơng đáng kể, thiết bị buồng sấy thích hợp với xí nghiệp bé, lao động thủ cơng chính, chưa có điều kiện kinh phí để xây dựng thiết bị sấy khác có suất cao, dễ giới hóa  Thiết bị sấy hầm -Sấy vật liệu dạng cục hạt, với suất cao dễ dàng giới hóa -Khác với sấy buồng sấy mẻ, thiết bị sấy hầm vật liệu sấy đưa vào lấy gần liên tục -Hầm sấy thường dài từ 10-15m lớn hơn, xây gạch đỏ có cách nhiệt khơng -Thiết bị chuyền tải thường xe goong băng tải -Tác nhân sấy: Chủ yếu khơng khí nóng -Calorife dùng để gia nhiệt cho khơng khí thường calorife khí- khí-khói, tùy thuộc vào nguồn ngun liệu nước hay khói lị, thường bố trí hầm sấy Có cách đưa tác nhân sấy hầm từ xuống đưa vào từ bên  Thiết bị sấy tháp -Cấu tạo, nguyên lí hoạt động đặc điểm:  Hệ thống máy sấy gồm calorifer cấp nhiệt trực tiếp từ buồng đốt hòa trộn với khơng khí tươi, hệ thống quạt thiết bị phụ trợ khác  Tháp sấy khơng gian hình hộp mà chiều cao lớn nhiều so với chiều rộng chiều dài Trong tháp sấy người ta bố trí hệ thống kênh dẫn thải tác nhân xen kẽ lớp vật liệu sấy (đặc điểm khác với thiết bị sấy buồng hầm) Tác nhân sấy từ kênh dẫn gió nóng luồng lách qua lớp vật liệu thực trình trao đổi nhiệt sấy nhận thêm ẩm vào kênh thải Vật liệu sấy chuyển động từ xuống từ tính tự chảy trọng lượng thân chúng Tháp sấy nhận nhiệt trao đổi nhiệt đối lưu dòng tác nhân chuyển động vừa ngược chiều vừa cắt ngang dẫn nhiệt từ bề mặt kênh dẫn kênh thải qua lớp vật liệu nằm bề mặt Vì thiết bị sấy tháp, nhiệt lượng vật liệu sấy nhận gồm thành phần: thành phần đối lưu tác nhân sấy với khối lượng hạt thành phần dẫn nhiệt bề mặt kênh gió nóng, kênh thải ẩm với lớp vật liệu nằm  Khi sấy hạt di chuyển từ cao (do gàu tải vít tải đưa lên) xuống mặt đất theo chuyển động thẳng đứng dzích dzắc tháp sấy Để tăng suất thiết bị phương pháp mở rộng dung lượng tháp mức độ đáng kể người ta cịn tìm cách tăng tốc độ tác nhân chuyển động qua lớp hạt Tốc độ từ 0.2 ÷ 0.3m/s đến 0.6 ÷ 0.7 m/s lớn Tuy nhiên, tốc độ tác nhân khỏi ống góp kênh thải theo kinh nghiệm không nên vượt 6m/s để tránh hạt bị theo tác nhân vào hệ thống thải ẩm (đọng lại đoạn ống, dẫn đến quạt thải…)  Các loại máy sấy tháp phổ biến:   Máy sấy tháp tam giác   Máy sấy tháp tròn   Máy sấy tháp hình thoi _Là thiết bị chuyên dụng để sấy loại hạt cứng thóc, ngơ, đậu, …