NGHIÊN CỨU KHOA HỌC KỸ THUẬT 82 NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH TIẾT DIỆN SỐNG THÍCH HP CỦA GHI LÒ SẤY THUỐC LÁ 5X6 m2 RESEARCH ON CONFIRMING OF LIFE SURFACE WHICH IS APPROPRIATE FOR GRATE OF TOBACCO LEAF DRYER WITH THE SCALE OF 5x6 m2 Nguyễn Hay Khoa Cơ Khí Công nghệ, Đại học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh SUMMARY THỰC HIỆN Grate of furnace is an important part in furnace with fuel as char-coal which is used for drying agricultural products and tobacco leaf, it makes complete fuel combustion, provides air for combustion process of fuel on grate We proceed to research many life surfaces of grate with following purpose: Bố trí thí nghiệm - Appriciating ability of combustion of many different life surfaces of grate - Confirming combustion efficeincy of charcoal with many different life surfaces of grate, then analizing ash which is received Through experimental research we received some results: + Grate with 30% life surface result in low fuel expenditure when it is compared with other life surface + Grate with 30% life life surface has high combustion efficeincy: First stage: η1 = 70,64 %, Second stage: η2 = 85,22 %, Third stage: η3 =90,73 % ĐẶT VẤN ĐỀ Ghi lò sấy phận quan trọng lò đốt với nhiên liệu rắn cho lò sấy nông sản nói chung lò sấy thuốc nói riêng, giúp cho nhiên liệu cháy hoàn toàn, khả cung cấp không khí cho trình cháy nhiên liệu ghi… Chúng tiến hành nghiên cứu nhiều tiết diện sống ghi với mục đích sau: - Đánh giá khả cháy nhiên liệu loại ghi lò có tiết diện sống khác - Xác định hiệu suất cháy than ứng với loại ghi lò qua việc phân tích tro loại ghi đốt thí nghiệm - Đánh giá khả cung cấp không khí loại ghi qua việc phản ánh nhiệt độ buồng sấy hiệu suất cháy tương ứng chúng Từ rút kết luận loại ghi lò thích hợp cho việc đốt than cám định hình Tạp chí KHKT Nông Lâm nghiệp, số 2/2003 Tiến hành thí nghiệm mức thí nghiệm ứng với loại ghi lò có tiết diện sống khác nhau: 20%, 25%, 30%, 35% 40% Nhằm xác định lượng tiêu hao nhiên liệu, hiệu suất cháy nhiên liệu loại ghi, từ tìm loại ghi có tiết diện sống thích hợp cho việc đốt than cám định hình Thí nghiệm lò sấy thuốc sợi vàng, Trạm nguyên liệu thuốc Tây Ninh Nhiên liệu sử dụng: Than cám số 5-6 tạo thành loại than vò viên, loại củi tạp (cao su, điều, xoài ) có khối lượng trung bình 380 kg/ster Kết thí nghiệm - Chi phí nhiên liệu Qua việc theo dõi mức thí nghiệm với tiết diện sống ghi lò là: 20%,25%, 30%, 35% 40% Kết việc tiêu thụ nhiên liệu cho trình sấy thuốc bảng Nhận xét: Qua thí nghiệm nhận thấy rằng: giai đoạn nhiệt độ buồng sấy thấp, tiêu thụ nhiên liệu loại ghi tương đương Điều cho thấy lượng không khí qua ghi đáp ứng đủ cho trình nâng nhiệt ban đầu, củi đốt giai đoạn đầu có tác dụng mồi cho viên than cháy tiếp sau nên củi đóng vai trò phụ ban đầu tạo điều kiện lò đốt than cám định hình cháy suốt trình ủ Ở giai đoạn trình đốt chủ yếu than nắm cháy, vai trò cháy mồi củi chấm dứt Do cần nghiên cứu tiết diện sống cho phù hợp với trình cháy nâng nhiệt giai đoạn lò sấy thuốc Qua giai đoạn 3, loại ghi có tiết diện sống 20% 25% không nâng nhiệt độ buồng sấy lên được, mà đặc biệt giai đoạn Điều chứng tỏ loại ghi không đáp ứng đủ lượng không khí cho trình cháy than Đại học Nông Lâm TP HCM NGHIÊN CỨU KHOA HỌC KỸ THUẬT 83 Bảng Chi phí nhiên liệu tiết diện sống khác ghi Tiết diện soáng [%] 20 20 20 25 25 25 30 30 30 35 35 35 40 40 40 Thí nghiệm TN1 TN2 TN3 TN1 TN2 TN3 TN1 TN2 TN3 TN1 TN2 TN3 TN1 TN2 TN3 Lượng thuốc khô [kg] 350 345 355 372 358 374 368 370 385 395 382 373 390 374 361 Còn loại ghi có tiết diện sống 35% 40%, nhận thấy lượng than tiêu thụ lớn so với loại ghi có tiết diện sống 30% Do than chưa cháy hết lọt xuống buồng tro Điều giải thích cụ thể phần tính hiệu suất cháy than qua loại ghi Như lọai ghi có tiết diện sống 30% có chi phí nhiên liệu thấp lọai ghi khác - Hiệu suất cháy Để đánh giá chất lượng cháy loại nhiên liệu loại ghi có tiết diện sống khác nhau, không đơn dựa vào lượng nhiên liệu tiêu thụ, mà phải sâu vào việc phân tích hiệu suất cháy chúng Hiệu suất cháy xác định cách so sánh thành phần cacbon cháy thành phần cacbon than trước đem đốt Còn thành phần khác nhỏ bỏ qua Mẫu than cám vò viên phân tích Trung Tâm Dịch Vụ Phân Tích Thí Nghiệm Có thành phần sau: C = 50,87%; H = 2,22%; N = 0,77%; S = 0,41%; độ tro = 37,38%; Độ ẩm = 1,96% Hiệu suất cháy than cám vò viên đốt loại ghi với tiết diện sống khác nhau, bảng so sánh hiệu suất cháy than cám vò viên loại ghi trình bày theo bảng Đại học Nông Lâm TP HCM Lượng than [kg] Lượng cuûi [ster] 1335 1350 1890 1887 1959 1906 1580 1687 1766 1843 1808 1837 1945 1904 1953 6,0 6,5 4,0 3,0 3,2 3,8 3,0 3,0 3,0 3,5 3,3 3,5 3,5 3,0 3,8 Xử lý số liệu thực nghiệm Qua xử lý số liệu phương pháp thống kê lập bảng, so sánh số liệu cho thấy khác biệt rõ mức thí nghiệm, đồ thị so sánh khác biệt trình bày hình Đường dự đoán phương trình hồi qui hiệu suất cháy theo tiết diện sống ghi là: Y = aX + bX2 + c Trong đó: X tiết diện sống ghi Y hiệu suất cháy than Từ kết xử lý cho thấy: R Sq =0,956 Adjusted R = 0,913 cao, chứng tỏ mối tương quan biến x với biến y chặt chẽ Với F =21,92 > F4;2 = 6,9 ⇒ Bác bỏ giả thuyết H0 Vậy tất hệ số a; b c phương trình hồi quy có ý nghóa thống kê(to, t1 t2 > t0,05;2) Phương trình hồi qui là: Y = -29,29 + 7,65X - 0,13X2 Đường hồi qui thể hình Tạp chí KHKT Nông Lâm nghiệp, số 2/2003 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC KỸ THUẬT 84 Bảng So sánh hiệu suất cháy than cám loại ghi lò Thí Nghiệm Tiết diện sống [%] TN1 TN2 TN3 T.B giai đoạn TN1 TN2 TN3 T.B giai đoạn TN1 TN2 TN3 T.B giai đoạn TN1 TN2 TN3 T.B giai ñoaïn TN1 TN2 TN3 T.B giai ñoaïn 20 20 20 25 25 25 30 30 30 35 35 35 40 40 40 Giai đoạn 63,32 60,54 62,38 62,08 68,63 70,44 63,83 67,63 70,13 71,01 70,79 70,64 64,51 63,16 56,81 61,49 57,78 50,22 62,47 56,82 Hiệu suất cháy [%] Giai ñoaïn Giai ñoaïn 66,64 84,15 72,17 78,26 66,26 82,25 68.35 81,55 75,17 87,20 78,73 81,16 82,20 86,80 78,70 85,05 86,42 89,80 85,60 91,10 83,64 91,29 85,22 90,73 72,81 86,26 74,80 83,44 75,74 84,82 74,45 84,84 63,50 71,47 58,37 73,11 65,13 70,26 62,33 71,61 T.B Thí nghiệm 71,37 70,32 70,30 70,66 77,00 76,78 77,61 77,13 82,12 82,57 81,91 82,20 74,53 73,80 72,57 73,63 64,25 60,57 65,95 63,59 Hiệu suất chaùy (%) 86 82 78 74 70 66 62 20% 25% 30% 35% 40% Tiết diện sống Hình Đồ thị so sánh khác biệt hiệu suất cháy loại ghi Tạp chí KHKT Nông Lâm nghiệp, số 2/2003 Đại học Nông Lâm TP HCM NGHIÊN CỨU KHOA HỌC KỸ THUẬT 85 Hiệu suất cháy than loại ghi 90 Hiệu suất cháy (%) 80 70 60 50 Lý thuết 40 Thực tế 30 20 10 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 Tiết diện sống ghi (%) Hình Đường cong hồi qui hiệu suất cháy than cám loại ghi KẾT LUẬN Đối với ghi lò có tiết diện sống 20% 25%, việc đốt than cám vò viên có hiệu suất cháy thấp, loại ghi không nên sử dụng để đốt than cám vò viên Đối với ghi lò có tiết diện sống 35% 40%, đốt loại than vò viên, không thích hợp khe hở lớn Việc lọt than chưa cháy qua khe hở nhiều hiệu suất cháy thấp Khi đốt than vò viên loại ghi lò có tiết diện sống 30% thích hợp đạt hiệu suất cháy cao: - Giai đoạn 1: có η1 = 70,64 % Vậy hệ số cháy không hoàn toàn học K1 = 0,29 - Giai đoạn 2: có η2 = 85,22 % Vậy hệ số cháy không hoàn toàn học K2 = 0,14 - Giai đoạn 3: có η3 = 90,73 % Vậy hệ số cháy không hoàn toàn học K3 = 0,09 Vậy hệ số cháy không hoàn toàn học giai đoạn K2,3 = 0,11 TÀI LIỆU THAM KHẢO NGUYỄN CẢNH, 1991 Một số phương pháp tối ưu hóa Trường Đại học Bách khoa Tp Hồ Chí Minh NGUYỄN CẢNH, TRẦN ĐÌNH SOA, 1985 Tối ưu hóa thực nghiệm hóa học kỹ thuật hóa học Trường Đại học Bách khoa Tp Hồ Chí Minh Đại học Nông Lâm TP HCM NGUYỄN CÔNG CẨN, HOÀNG KIM CƠ, ĐỖ NGÂN THÀNH, 1985 Tính toán kỹ thuật nhiệt lò công nghiệp, Tập NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội HOÀNG KIM CƠ, 1986 Tính toán kỹ thuật nhiệt lò công nghiệp, Tập NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội PHẠM LÊ DẦN,1991 Hệ thống cấp nhiệt Trường Đại học Bách khoa Hà Nội ĐẶNG VĂN GIÁP, 1997 Phân tích liệu khoa học chương trình MS- EXCEL NXB Giáo dục PHAN HIẾU HIỀN,1994 Phương pháp bố trí thí nghiệm xử lý số liệu Trường Đại học Nông Lâm LÊ CÔNG HUỲNH, 1995 Phương pháp nghiên cứu khoa học NXB Nông nghiệp Hà Nội PHẠM VĂN LANG, 1990 Cơ sở lý thuyết mô hình đồng dạng, phép phân tích thứ nguyên ứng dụng kỹ thuật nông nghiệp NXB Nông nghiệp Hà Nội TRẦN VĂN PHÚ, LÊ NGUYÊN ĐƯƠNG, 1994 Kỹ thuật sấy nông sản NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội TRẦN VĂN PHÚ, 1993 Hướng dẫn thiết kế thiết bị sấy Trường Đại học Bách khoa Hà Nội HOÀNG ĐÌNH TÍN, 1996 Truyền nhiệt tính toán thiết bị trao đổi nhiệt Trung tâm nghiên cứu thiết bị nhiệt lượng - Trường Đại học Kỹ Thuật Tạp chí KHKT Nông Lâm nghiệp, số 2/2003