Đang tải... (xem toàn văn)
Mục lục2LỜI MỞ ĐẦU7Chương 1GIỚI THIỆU CHUNG81.1Giới thiệu chung về kỹ thuật sấy81.1.1Khái niệm về sấy.81.1.2Phương pháp sấy81.1.3Một số nhân tố ảnh hưởng tới tốc độ sấy101.1.4Vai trò của sấy trong kỹ thuật và đời sống121.2Giới thiệu về máy sấy thùng quay141.3Giới thiệu về vật liệu sấy mangandioxit161.3.1Tính chất161.3.2Ứng dụng của MnO2171.4Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của hệ thống sấy thùng quay181.4.1Nguyên lí hoạt động của máy sấy thùng quay18Chương 2TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH ĐỐT THAN212.1Các thông số ban đầu212.1.1Kiểu thiết bị sấy:212.1.2Vật liệu sấy là cát,có các thông số :212.1.3Điều kiện môi trường212.2Tính toán các thông số của nhiên liệu222.2.1Thành phần của than222.2.2Nhiệt dung riêng của than đá232.2.3Nhiệt trị của than232.2.4Lượng không khí khô lý thuyết để đốt cháy 1 kg than242.2.5Entanpi của nước trong hỗn hợp khói242.2.6Hệ số không khí thừa sau quá trình hoà trộn242.2.7Trạng thái của khói trước khi vào thùng sấy30Chương 3TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH333.1Cân bằng vật liệu333.1.1Lượng ẩm bay hơi333.1.2Lượng manganđioxit ra khỏi thùng sấy333.2Các thông số cơ bản của thùng sấy333.2.1Thể tích của thùng sấy333.2.2Chiều dài ,đường kính và bề dày thùng343.2.3Số vòng quay của thùng353.2.4Công suất cần thiết để quay thùng363.2.5Các thông số cơ bản của thùng sấy363.3Quá trình sấy lý thuyết373.3.1Trạng thái của khói ra khỏi thùng sấy373.3.2Cân bằng nhiệt lượng của quá trình sấy383.4Quá trình sấy thực tế393.4.1Nhiệt tổn thất ra môi trường393.4.2Tổn thất do manganđioxit mang ra khỏi thùng sấy473.4.3Xác định giá trị ∆ (Lượng nhiệt bổ sung thực tế)473.4.4Trạng thái của khói ra khỏi thùng sấy483.4.5Lượng khói cần thiết để bốc hơi 1 kg ẩm493.4.6Lượng than cần thiết cho quá trình493.4.7Cân bằng nhiệt lượng trong thiết bị sấy503.4.8Kiểm tra lượng nhiệt mất mát ra môi trường513.4.9Lượng nhiệt cần cung cấp cho thùng sấy51Chương 4TÍNH TOÁN CƠ KHÍ524.1Tính toán hệ thống dẫn động524.1.1Tính toán và lựa chọn động cơ524.1.2Tính toán động học hệ thống dẫn động cơ khí534.2Tính toán bộ truyền động bánh răng544.2.1Chọn vật liệu544.2.2Xác định ứng suất cho phép554.2.3Các thông số cơ bản của bộ truyền574.3Kiểm tra độ bền thân thùng654.3.1Trọng lượng của vật liệu trong thùng654.3.2Trọng lượng thùng rỗng664.3.3Trọng lượng bánh răng vòng664.3.4Trọng lượng cánh xới674.3.5Trọng lượng vành đai674.3.6Khoảng cách hai vành đai684.3.7Tải trọng trên một đơn vị chiều dài thùng không kể bánh răng vòng684.3.8Momen uốn do tải trọng này gây ra684.3.9Momen uốn do bánh răng vòng gây ra684.3.10Momen chống uốn684.3.11Ứng suất thân thùng694.4Tính toán vành đai694.4.1Tải trọng trên một vành đai694.4.2Phản lực của con lăn694.4.3Bề rộng của vành đai694.4.4Bề dày của vành đai704.4.5Momen uốn704.4.6Momen chống uốn704.4.7Các thông số của vành đai714.5Tính toán con lăn đỡ714.5.1Đường kính của con lăn714.5.2Bề rộng của con lăn724.5.3Ứng suất tiếp xúc724.5.4Các thông số của con lăn đỡ724.6Tính toán con lăn chặn734.6.1Lực lớn nhất tác dụng lên con lăn chặn734.6.2Xác định bán kính con lăn chặn734.6.3Kiểm tra độ bền của con lăn chặn744.6.4Các thông số của con lăn chặn74Chương 5TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ755.1Tính toán buồng đốt755.1.1Diện tích bề mặt ghi lò755.1.2Thể tích buồng đốt755.1.3Chiều cao của buồng đốt765.1.4Số ghi lò765.1.5Tỉ lệ mắt ghi: fF765.2Tính toán và chọn quạt765.2.1Năng suất quạt765.2.2Công suất của quạt775.2.3Chọn quạt78TÀI LIỆU THAM KHẢO80Bảng phụ lục81
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ HĨA ………… ĐỒ ÁN MƠN HỌC Q TRÌNH THIẾT BỊ THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY THÙNG QUAY LÀM VIỆC XUÔI CHIỀU ĐỂ SẤY QUẶNG MNO2 VỚI NĂNG SUẤT 3,2 TẤN/GIỜ Giảng viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: Msv: Lớp: Hà Nội - 2021 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa Mục lục Mục lục LỜI MỞ ĐẦU Chương 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG Giới thiệu chung kỹ thuật sấy .8 1.1.1 Khái niệm sấy 1.1.2 Phương pháp sấy 1.1.3 Một số nhân tố ảnh hưởng tới tốc độ sấy 10 1.1.4 Vai trò sấy kỹ thuật đời sống 12 1.2 Giới thiệu máy sấy thùng quay 14 1.3 Giới thiệu vật liệu sấy mangandioxit 16 1.3.1 Tính chất .16 1.3.2 Ứng dụng MnO2 17 1.4 Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống sấy thùng quay 18 1.4.1 Chương 2.1 Nguyên lí hoạt động máy sấy thùng quay 18 TÍNH TỐN Q TRÌNH ĐỐT THAN 21 Các thông số ban đầu 21 2.1.1 Kiểu thiết bị sấy: 21 2.1.2 Vật liệu sấy cát,có thơng số : 21 2.1.3 Điều kiện môi trường 21 2.2 Tính tốn thơng số nhiên liệu 22 2.2.1 Thành phần than 22 2.2.2 Nhiệt dung riêng than đá 23 2.2.3 Nhiệt trị than 23 2.2.4 Lượng khơng khí khơ lý thuyết để đốt cháy kg than .24 2.2.5 Entanpi nước hỗn hợp khói 24 2.2.6 Hệ số không khí thừa sau q trình hồ trộn 24 2.2.7 Trạng thái khói trước vào thùng sấy 30 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Chương 3.1 Khoa Công Nghệ Hóa TÍNH TỐN THIẾT BỊ CHÍNH 33 Cân vật liệu 33 3.1.1 Lượng ẩm bay .33 3.1.2 Lượng manganđioxit khỏi thùng sấy 33 3.2 Các thông số thùng sấy 33 3.2.1 Thể tích thùng sấy 33 3.2.2 Chiều dài ,đường kính bề dày thùng 34 3.2.3 Số vòng quay thùng 35 3.2.4 Công suất cần thiết để quay thùng 36 3.2.5 Các thông số thùng sấy .36 3.3 Quá trình sấy lý thuyết 37 3.3.1 Trạng thái khói khỏi thùng sấy 37 3.3.2 Cân nhiệt lượng trình sấy .38 3.4 Quá trình sấy thực tế 39 3.4.1 Nhiệt tổn thất môi trường .39 3.4.2 Tổn thất manganđioxit mang khỏi thùng sấy 47 3.4.3 Xác định giá trị ∆ (Lượng nhiệt bổ sung thực tế) .47 3.4.4 Trạng thái khói khỏi thùng sấy 48 3.4.5 Lượng khói cần thiết để bốc kg ẩm 49 3.4.6 Lượng than cần thiết cho trình .49 3.4.7 Cân nhiệt lượng thiết bị sấy 50 3.4.8 Kiểm tra lượng nhiệt mát môi trường 51 3.4.9 Lượng nhiệt cần cung cấp cho thùng sấy 51 Chương 4.1 TÍNH TỐN CƠ KHÍ 52 Tính tốn hệ thống dẫn động 52 4.1.1 Tính tốn lựa chọn động 52 4.1.2 Tính tốn động học hệ thống dẫn động khí 53 4.2 Tính tốn truyền động bánh 54 4.2.1 Chọn vật liệu .54 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa 4.2.2 Xác định ứng suất cho phép 55 4.2.3 Các thông số truyền .57 4.3 Kiểm tra độ bền thân thùng 65 4.3.1 Trọng lượng vật liệu thùng 65 4.3.2 Trọng lượng thùng rỗng 66 4.3.3 Trọng lượng bánh vòng 66 4.3.4 Trọng lượng cánh xới 67 4.3.5 Trọng lượng vành đai 67 4.3.6 Khoảng cách hai vành đai 68 4.3.7 Tải trọng đơn vị chiều dài thùng khơng kể bánh vịng .68 4.3.8 Momen uốn tải trọng gây 68 4.3.9 Momen uốn bánh vòng gây .68 4.3.10 Momen chống uốn 68 4.3.11 Ứng suất thân thùng 69 4.4 Tính tốn vành đai 69 4.4.1 Tải trọng vành đai 69 4.4.2 Phản lực lăn 69 4.4.3 Bề rộng vành đai 69 4.4.4 Bề dày vành đai 70 4.4.5 Momen uốn 70 4.4.6 Momen chống uốn .70 4.4.7 Các thông số vành đai 71 4.5 Tính tốn lăn đỡ .71 4.5.1 Đường kính lăn 71 4.5.2 Bề rộng lăn 72 4.5.3 Ứng suất tiếp xúc 72 4.5.4 Các thông số lăn đỡ .72 4.6 Tính tốn lăn chặn 73 4.6.1 Lực lớn tác dụng lên lăn chặn 73 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa 4.6.2 Xác định bán kính lăn chặn 73 4.6.3 Kiểm tra độ bền lăn chặn .74 4.6.4 Các thông số lăn chặn 74 Chương 5.1 TÍNH TỐN THIẾT BỊ PHỤ 75 Tính tốn buồng đốt .75 5.1.1 Diện tích bề mặt ghi lị .75 5.1.2 Thể tích buồng đốt 75 5.1.3 Chiều cao buồng đốt 76 5.1.4 Số ghi lò 76 5.1.5 Tỉ lệ mắt ghi: f/F 76 5.2 Tính tốn chọn quạt 76 5.2.1 Năng suất quạt 76 5.2.2 Công suất quạt 77 5.2.3 Chọn quạt 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 Bảng phụ lục 81 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội BỘ CƠNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP NỘI Khoa Cơng Nghệ Hóa CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc ĐỒ ÁN MƠN HỌC Q TRÌNH THIẾT BỊ Họ tên HS - SV : Lớp : Khố: Khoa : Cơng nghệ Hoá Giáo viên hướng dẫn : NỘI DUNG Thiết kế hệ thống sấy thùng quay làm việc xuôi chiều dùng để sấy manganđioxit MnO2 suất 3,2 tấn/ Các số liệu ban đầu: - Độ ẩm đầu đầu vào: 22% - Độ ẩm đầu ra: 3% - Nhiệt độ đầu vào sấy: 3800C - Nhiệt độ đầu sấy: 600C STT Tên vẽ Khổ giấy Số lượng Vẽ dây chuyền sản xuất A4 01 Vẽ máy sấy thùng quay A0 01 PHẦN THUYẾT MINH Ngày giao đề : Ngày hoàn thành : GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa LỜI MỞ ĐẦU Sấy q trình cơng nghệ sử dụng nhiều thực tế sản xuất Trong công nghiệp chế biến nông- hải sản, chế biến gỗ, sản xuất vật liệu xây dựng….Kỹ thuật sấy đóng vai trị quan trọng dây chuyền sản xuất Sản phẩm rau sấy có độ ẩm thích hợp, thuận tiện cho việc bảo quản, vận chuyển, chế biến, đồng thời nâng cao chất lượng sản phẩm Đồ án nội dung sấy tập lớn nằm chương trình mơn q trình thiết bị khoa cơng nghệ Hố trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội, giúp cho sinh viên có kĩ q trình tra cứu số liệu, tính tốn, đồng thời nắm vững cơng nghệ sấy nói riêng q trình cơng nghệ Hố Học nói chung Được thầy giáo Nguyễn Xn Huy giao nhiêm vụ: “tính tốn để thiết kế hệ thống sấy thùng quay để sấy manganđioxit với suất 3,2 tấn/ giờ” Dựa kiến thức học với hướng dẫn tận tình thầy em hồn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn thầy Huy thầy cô khoa Cơng Nghệ Hố bảo, giúp đỡ tận tình em thời gian em hồn thành đồ án Do hạn chế tài liệu tham khảo kiến thức nên đồ án chắn khơng tránh khỏi sai sót, em mong nhận đóng góp, sữa chữa thầy Em xin chân thành cảm ơn! Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa Chương GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Giới thiệu chung kỹ thuật sấy 1.1.1 Khái niệm sấy Sấy phương pháp bảo quản thực phẩm đơn giản, an toàn dễ dàng Sấy làm giảm độ ẩm thực phẩm đến mức cần thiết vi khuẩn, nấm mốc nấm men bị ức chế không phát triển hoạt động được, giảm hoạt động enzyme, giảm kích thước trọng lượng sản phẩm Quá trình sấy trình làm khơ vật thể vật liệu, sản phẩm phương pháp bay nước Như vậy, q trình sấy khơ vật thể diễn biến sau Vật thể nhiệt để đưa nhiệt độ lên đến nhiệt độ bão hòa ứng với phần áp suất nước bề mặt vật thể Vật thể cấp nhiệt để làm bay ẩm Tóm lại, sấy xảy trình trao đổi nhiệt trao đổi chất cụ thể trình truyền nhiệt từ chất tải nhiệt cho vật sấy, trình truyền ẩm từ bề mặt sấy ngồi bề mặt sấy, q trình truyền ẩm từ bề mặt vật sấy ngồi mơi trường Các q trình truyền nhiệt, truyền chất xảy đồng thời vật sấy, chúng có quan hệ qua lại lẫn 1.1.2 Phương pháp sấy Có nhiều cách phân loại : a Dựa vào tác nhân sấy: - Sấy khói lị - Sấy khơng khí nóng Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa - Sấy tia hồng ngoại : Là phương pháp sấy dùng lượng tia hồng ngoại để làm khô vật liệu - Sấy dòng điện cao tần : Là phương pháp sấy dùng lượng điện trường để đốt nóng tồn chiều dày vật liệu b Dựa vào phương pháp cung cấp nhiệt cho trình sấy - Sấy đối lưu : Là phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy với tác nhân sấy - Sấy tiếp xúc : Là phương pháp sấy mà tác nhân sấy tiếp xúc gián tiếp với vật liệu sấy qua vách ngăn - Sấy thăng hoa : Là phương pháp sấy môi trường có độ chân khơng cao, nhiệt độ thấp nên ẩm vật liệu đóng băng bay từ trạng thái rắn thành trạng thái khí Trong cơng nghiệp hóa chất thực phẩm, cơng nghệ thiết bị sấy đôi lưu sử dụng phổ biến c Dựa vào phương pháp làm việc - Máy sấy liên tục - Máy sấy gián đoạn d Dựa vào áp suất làm việc - Sấy chân không - Sấy áp suất thường e Dựa vào cấu tạo thiết bị - Thiết bị sấy buồng - Thiết bị sấy hầm Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa - Thiết bị sấy tháp - Thiết bị sấy phun - Thiết bị sấy thùng quay 1.1.3 Một số nhân tố ảnh hưởng tới tốc độ sấy a Ảnh hưởng nhiệt độ khơng khí Trong điều kiện khác khơng đổi độ ẩm khơng khí, tốc độ gió…, việc nâng cao nhiệt độ làm tăng nhanh tốc độ làm khô lượng nước nguyên liệu giảm xuống nhiều Nhưng tăng nhiệt độ giới hạn cho phép nhiệt độ làm khô cao làm ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm, dễ làm cho nguyên liệu bị chín gây nên tạo màng cứng lớp bề cản trở tới chuyển động nước từ lớp bên bề mặt Nhưng với nhiệt độ làm khơ q thấp, giới hạn cho phép q trình làm khơ chậm lại dẫn đến thối rữa, hủy hoại nguyên liệu Nhiệt độ sấy thích hợp xác định phụ thuộc vào độ dày bán thành phẩm, kết cấu tổ chức thịt nhân tố khác Khi sấy nhiệt độ khác ngun liệu có biến đổi khác ví dụ: nhiệt độ sản phẩm tŕnh sấy cao 600 bị biến tính, 900 Ο C Ο C protein fructaza bắt đầu caramen hóa phản ứng tạo melanoidin tạo polyme cao phân tử chứa N không chứa N, có màu mùi thơm xảy mạnh mẽ Nếu nhiệt độ cao ngun liệu bị cháy làm giá trị dinh dưỡng giá trị cảm quan sản phẩm Quá trình làm khô tiến triển, cân khuếch tán nội khuếch tán ngoại bị phá vỡ, tốc độ khuếch tán ngoại lớn tốc độ khuếch tán nội chậm lại dẫn đến tượng tạo vỏ cứng ảnh hưởng đến q trình làm khơ b.Ảnh hưởng tốc độ chuyển động khơng khí 10