Thiết kế hệ thống sấy đường thùng quay năng suất 1000 kg giờ

I. Giới thiệu phương pháp và qui trình công nghệ của sản phẩmSấy là một quá trình công nghệ được sử dụng rất nhiều trong thực tế sản xuất và đời sống.Đặc biệt trong nghành công nghệ thực phẩm , chế biến bảo quản , hóa chất, sản xuất vật liệu xây dựng…kỹ thuật sấy đóng một vai trò quan trọng trong dây chuyền sản xuất.Sản phẩm sau khi sấy có độ ẩm thích hợp thuận tiện cho việc bảo quản, vận chuyển , chế biến, đồng thời nâng cao chất lượng sản phẩm.Đường là một sản phẩm của ngành công nghệ thực phẩm và để thu được đường thành phẩm chất lượng về thành phần cũng như giá trị cảm quan không thể thiếu quá trình sấy trước khi làm nguội và bao gói.Do tính chất và thành phần của đường khi sấy phải giữ được các tính chất về giá trị cảm quan nên dùng mốt số loại thiết bị như sấy thùng quay, sấy sàn rung, sấy tầng sôi…Trong đồ án này em nhận nhiệm vụ sấy thùng quay với sản phẩm là đường.Đây là lần đầu tiên em tiếp nhận hệ thống sấy mang tính chất đào sâu chuyên nghành, do kiến thức và tài liệu tham khảo còn hạn chế nên em không thể tránh khỏi những sai sót trong quá trình thiết kế.1.1. Khái niệm chung về sấy :a)Khái niệm :Sấy là một quá trình dùng nhiệt năng để làm bay hơi nước ra khỏi vật liệu lỏng hoặc rắn. Với mục đích giảm bớt khối lượng 9 giảm công chuyên chở, kho tồn..), tăng độ bền vật liệu ( như gốm ,sứ , gỗ…), bảo quản tôt trong một thời gian dài, nhất là đối với lương thực, thực phẩm.b) Phân loại :Quá trình sấy bao gồm hai phương thức : Sấy tự nhiên: tiến hành ở ngoài trời dùng năng lượng mặt trời để làm bay hơi nước trong bề mặt vật liệu.Phương pháp này đơn giản, không tốn năng lượng … tuy nhiên không chủ động được thời gian, điều chỉnh được tốc độ sấy của quá trình theo yêu cầu kỹ thuật nên năng suất thấp

PHẦN I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU VỀ KỸ THUẬT SẤY I Giới thiệu phương pháp qui trình cơng nghệ sản phẩm Sấy q trình cơng nghệ sử dụng nhiều thực tế sản xuất đời sống.Đặc biệt nghành công nghệ thực phẩm , chế biến bảo quản , hóa chất, sản xuất vật liệu xây dựng…kỹ thuật sấy đóng vai trị quan trọng dây chuyền sản xuất.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 sản phẩm Đường sản phẩm ngành công nghệ thực phẩm để thu đường thành phẩm chất lượng thành phần giá trị cảm quan khơng thể thiếu q trình sấy trước làm nguội bao gói Do tính chất thành phần đường sấy phải giữ tính chất giá trị cảm quan nên dùng mốt số loại thiết bị sấy thùng quay, sấy sàn rung, sấy tầng sôi… Trong đồ án em nhận nhiệm vụ sấy thùng quay với sản phẩm đường Đây lần em tiếp nhận hệ thống sấy mang tính chất đào sâu chuyên nghành, kiến thức tài liệu tham khảo hạn chế nên em khơng thể tránh khỏi sai sót trình thiết kế 1.1 Khái niệm chung sấy : a) Khái niệm : Sấy trình dùng nhiệt để làm bay nước khỏi vật liệu lỏng rắn Với mục đích giảm bớt khối lượng giảm công chuyên chở, kho tồn ), tăng độ bền vật liệu ( gốm ,sứ , gỗ…), bảo quản tôt thời gian dài, lương thực, thực phẩm b) Phân loại : Quá trình sấy bao gồm hai phương thức : - Sấy tự nhiên: tiến hành trời dùng lượng mặt trời để làm bay nước bề mặt vật liệu.Phương pháp đơn giản, không tốn lượng … nhiên không chủ động thời gian, điều chỉnh tốc độ sấy trình theo yêu cầu kỹ thuật nên suất thấp - Sấy nhân tạo: thường tiến hành loại thiết bị sấy để cung cấp nhiệt cho vật liệu ẩm Sấy nhân tạo có nhiều dạng tùy theo phương pháp truyền nhiệt mà kỹ thuât sấy chia nhiều dạng: 1/ Sấy đối lưu: phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp với vật liệu sấy, mà tác nhân truyền nhiệt khơng khí nóng, khói lị… 2/ Sấy tiếp xúc: phương pháp sấy không cho tác nhân tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy, mà tác nhân sấy truyền nhiệt cho vật liệu sấy gián tiếp qua vách ngăn 3/ Sấy tia hồng ngoại: phương pháp sấy dùng lượng tia hồng ngoại nguồn điên phát truyền cho vật liệu sấy 4/ Sấy dòng điện cao tầng: phương pháp dùng dịng điện cao tầng để đốt nóng toàn chiều dày vât liệu sây 5/ Sấy thăng hoa: phương pháp sấy môi trường cố độ chân không cao, nhiệt độ thấp, nên độ ẩm tự vật liệu đóng băng bay từ trạng thái rắn thành không qua trạng thái lỏng c) Ngun lí q trình sấy: Q trình sấy q trình chuyển khối có tham gia pha rắn phức tạp bao gồm trình khuyếch tán bên bên ngồi vật liệu rắn đồng thời với q trình truyền nhiệt Đây trình nối tiếp, nghĩa trình chuyển lượng nước vật liệu từ pha lỏng sang pha hơi, sau tách pha khỏi vật liệu ban đầu Động lực trình chênh lệch độ ẩm lịng vật liệu bên bề mặt vật liệu Quá trình khuyếch tán chuyển pha xảy áp suất bề mặt vật liệu lớn áp suất riêng phần nước môi trường khơng khí xung quanh Vận tốc tồn trình qui định giai đoại chậm Ngoài tùy theo phương pháp sấy mà nhiệt độ yếu tố thức đẩy cản trở trình chuyển ẩm từ vật liệu sấy bề mặt vật liệu sấy Trong trình sấy mơi trường khơng khí ẩm xung quanh có ảnh hưởng lớn trực tiếp đến vận tốc sấy Do cần nghiên cứu tính chất thơng số q trình sấy Tóm lại nghiên cứu trình sấy phải nghiên cứu hai mặt trình sấy : Mặt tĩnh lực học: tức dựa vào cân vật liệu cân nhiệt lượng ta tìm mối quan hệ thông số đầu cuối vật liệu sấy tác nhân sấy để từ xác định thành phần vật liệu, lượng tác nhân sấy lượng nhiệt cần thiết cho trình sấy Mặt động lực học: tức nghiên cứu mối quan hệ biến thiên độ ẩm vật liệu với thời gian sấy thơng số q trình như: tính chất, cấu trúc, kích thước vật liệu sấy điều kiện thủy động lực học tác nhân sấy để từ xác định chế độ sấy thời gian sấy thích hợp C họ n tá c nh ân sấ y, ch ất tải nh iệt ch ế độ sấ y: a) Tác nhân sấy: chất dùng để chuyên chở lượng ẩm tách từvật liệu sấy Trong trình sấy, môi trường buồng sấy luôn bổ sung ẩm từ vật sấy.Nếu độ ẩm khơng mang độ ẩm tương đối buồng sấy tăng lên, đến lúc đố đạt cân vật sấy môi trường buồng sấy q trình ẩm vật liệu sấy ngừng lại Vì nhiệm vụ tác nhân sấy : - Gia nhiệt cho vật sấy - Tải ẩm : mang ẩm từ bề mặt vật vào môi trường - Bảo vệ vật sấy khỏi bị hỏng nhiệt Tùy theo phương pháp sấy mà tác nhân sấy thực nhiệm vụ Cỏ chế trình sấy gồm giai đoạn : Gia nhiệt cho vật liệu sấy để làm ẩm hóa mang ẩm từ bề mặt vật vào mơi trường Nếu ẩm khỏi vật liệu mà không mang kịp thời ảnh hưởng tới trình bốc ẩm từ vật liệu sấy chí cồn làm ngừng trệ q trình thoát ẩm Để tải ẩm bay từ vật sấy vào mơi trường dùng biện pháp: - Dùng tác nhân sấy làm chất tải nhiệt - Dùng bơm chân không để hút ẩm từ vật sấy thải ngồi ( sấy chân khơng) Trong sấy đối lưu vai trò tác nhân sấy đặt biệt quan trọng đóng vai trị vừa tải nhiệt vừa tải ẩm Các tác nhân sấy thường dùng không khí nóng khói lị, q nhiệt, chất lỏng… b) Các loại tác nhân sấy: - Khơng khí ẩm : loại tác nhân sấy thơng dụng dùng cho hầu hêt loại sản phẩm Dùng khơng khí ẩm khơng làm sản phẩm sau sấy bị ô nhiễm thay đổi mùi vị Tuy nhiên dùng khơng khí ẩm làm tác nhân sấy cần trang bị thêm gia nhiêt khơng khí ( calorife khí, hay khí khói ), nhiệt độ sấy khơng cao, thường nhỏ 500 0C nhiệt độ cao thiết bị trao đổi nhiêt phải chế tạo thếp hợp kim hay gốm sứ với chi phí đắt Đối với thiết bị sấy thùng quay tác nhân sấy sử dụng chủ yếu không khí ẩm với ba yếu tố : độ ẩm tương đối khơng khí ẩm, nhiệt độ khơng khí trước vào thùng quay t nhiệt độ khối khơng khí khỏi thùng quay t2 nhiệt độ tác nhân sấy sau khỏi thùng sấy t chọn cho tổn thất lượng nhỏ - Khói lị: khói lị dùng làm tác nhân sấy nâng nhiệt độ sấy lên 10000C mà không cần thiết bị gia nhiêt nhiên làm vật liệu sấy bị ô nhiễm gây mùi khói - Hơi nhiệt: tác nhân sấy dùng cho loại sản phẩm đễ bị cháy nổ có khả chụi nhiệt độ cao c) Chế độ sấy: Chế độ sấy cách thức tổ chức trình truyền nhiệt truyền chất tác nhân sấy vật liệu sấy thơng số để đảm bảo suất , chất lượng sản phẩm yêu cầu chi phí vận hành chi phí lượng hợp lí Một số chế độ sấy thường gặp: 1.Chế độ sấy có đốt nóng trung gian: Chế độ sấy dùng để sấy vât liệu không chụi nhiệt độ cao Chế độ sấy hồi lưu phần: Chế độ tiết kiệm lượng lại tồn nhiều chi phí đầu tư thiết bị Chế độ sấy hồi lưu toàn phần: Là chế độ sấy kín tác nhân sấy hồi lưu hồn tồn.Chế độ dùng để sấy sản phẩm không chứa nước mà loại chứa tinh dầu cần thu hồi … Chế độ sấy hồi lưu đốt nóng trung gian: d) Thiết bị sấy chế độ sấy: Do điều kiện sấy trường hợp sấy khác nên có nhiều kiểu thiết bị sấy khác có nhiều cách phân loại thiết bị sấy: - Dựa vào tác nhân sấy: thiết bị sấy khơng khí hay thiết bị sấy khói lị, ngồi cịn có thiết bị sấy phương pháp đặt biệt sấy thăng hoa, sấy tia hồng ngoại, sấy dòng điện cao tần… - Dựa vào áp suất làm việc: thiết bị sấy chân không hay thiết bị sấy áp suất thường - Dựa vào phương thức chế độ làm việc: sấy liên tục hay sấy gián đoạn - Dựa vào phương pháp cấp nhiệt cho trình sấy: thiết bị sấy tiếp xúc, thiết bị sấy đối lưu hay thiết bị sấy xạ… - Dựa vào cấu tạo thiết bị: phòng sấy, hầm sấy, sấy băng tải… - Dựa vào chiều chuyển động tác nhân sấy: chiều hay ngược chiều Gi ới thi ệu sả n ph ẩ m sấ y: Đường cát sau li tâm rửa nước có độ ẩm 1,75% trường hợp rửa độ ẩm 0,5%và nhiệt độ 70-80 0C Sấy đường nhằm mục đích làm cho màu sắc thành phẩm bóng sáng đường khô, không bị hút ẩm bảo quản *Tính chất đường: - Tính chất vật lý đường: Là chất kết tinh không màu, không mùi, suốt, có vị Khối lượng riêng:1,5879g/cm2 Nhiệt độ nóng chảy:180-1860C Khơng tan nước, rượu … Dễ tan nước độ tan tỉ lệ với nhiệt độ -Tính chất hóa học đường: Trong mơi trường acid pH< đường sacaroza bị thủy phân thành glucoza fructoza Trong môi trường kiềm đường sacaroza bị phân hủy Quá trình sấy đường tương đối dễ tinh thể sacaroza không ngậm nước, chủ yếu tách ẩm bề mặt tinh thể, độ ẩm ban đầu đường nhỏ Vi thiết bị sấy đường không phức tạp sấy xong bắt buộc phải làm nguội đến nhiệt độ phòng để tạo điều kiện tốt cho việc bảo quản sau Qui trình sản xuất đường: • mía Đóng gói Ép Thành phẩn Làm Nấu Ly tâm Sấy Cô đặc Trợ tinh C họ n ph ươ ng án sấ y thi ết bị sấ y: a) Chọn phương án sấy: Đường sấy liên tục với tác nhân khơng khí nóng Vật liệu tác nhân vào chiều khơng khí sau sấy qua xiclon thu hồi bụi đường đường thành phẩm tháo qua cửa tháo nguyên liệu b) Chọn thiết bị sấy: Thiết bị sấy chọn hệ thống sấy thùng quay hệ thống sấy đối lưu Được dùng rộng rãi công nghệ sau thu hoạch để sấy loại hạt ngũ cốc Cấu tạo hệ thống sấy thùng quay thùng sấy hình trụ trịn Thùng sấy đặt nghiêng với mặt phẳng nằm ngang theo tỉ lệ 1/15-1/50 Thùng sấy quay với tốc độ (1,5-8)vịng/phut/55/nhờ động điện thơng qua hộp giảm tốc.Vật liệu vào phễu chứa vào thùng sấy chiều thùng sấy quay tròn, vật liệu sấy vừa bị xáo trộn vừa đầu cao xuống đầu thấp Trong trình tác nhân sấy vật liệu sấy trao đổi nhiệt ẩm cho * Ưu nhược điểm hệ thống sấy thùng quay ( HTSTQ): - Ưu điểm hệ thống sấy thùng quay : Quá trình sấy đặn mãnh liệt nhờ tiếp xúc tốt vật liệu tác nhân sấy, cường độ sấy tính theo lượng ẩm đạt cao , thiết bị đơn giản dễ vận hành Hình 1: Sơ đồ hệ thống sấy 1: Quạt đẩy khí 2: Caloriphe 3: thùng nhập liệu vào dẫn khí 4: thùng sấy 5: Thùng chứa sản phẩm 6: Xyclon 7: Quạt hút - Nhược điểm hệ thống sấy thùng quay: 10 µ = 2,12.10_5 Độ nhớt Ns/m λ = 2,96 10-2 Hệ số dẫn nhiệt W/m0 C Hằng số Pran Pr= 0,698 γ = 19,867.10-6 Vận tốc khơng khí m2/s Diện tích phía ống : Ftr = π.dtr.l = 3,14.0,025.1,2 = 0,0942 (m2) Diện tích mạt ống: Fng = π.dng.l = 3,14.0,03.1,2 = 0,11304 (m2) Diện tích phần bề mặt ngồi ống: Fbm = Fgân + Fkgan Fgân = µ.Dg.Lg + π π Dg − d ng = 0,032 (m2) 4 Fkgan = Lkg π d ng = 0,0904 (m2) Vậy Fbm = 0,1224 (m2) Chọn số ống xếp hàng là: i = 35 Khoảng cách ống: 0,007 (m) Khoảng cách ống đến calorife: 0,02 (m) Diện tích tự calorife Ftd : Chiều dài calorife: Lx = 0,02.0,96+(35-1).0,007+35.0,042 = 1,727 (m) Diện tích tiết diện ngang calorife : Fx = Lx.hcao = 1.727.1,2 = 2,0724 (m) Diện tích cản gân: Fcg = Dg.Lg.i = 0,042.0,24.35 = 0,3528 (m) Diện tích cản ống: Fcơ = Dng.Lng.i = 0,03.0,96.35 = 1,008 35 (m) Vậy diện tích phần tự do: Ftd = Fx-Fcô-Fcg = 0,7116 (m) -Vận tốc khơng khí : ω kk = vtb 4198,848 = =1,64 (m/s) Ftd 0,7116.3600 -Hệ số cấp nhiệt từ nước bão hòa đến bề mặt ngang ống : α = 2,04 A.( r 0, 25 ) (W/m2C) H ∆ t H = 2,5 :chiều cao ống r: ẩn nhiệt hóa J/kg ( Nguyễn Bin - Sổ tay QT & thiết bị cơng nghệ hóa học Tập - NXB khoa học kỹ thuật - tra bảng I.250) r = 2179.103(J/kg) = 520,1 (kcal/kg) Hệ số A có giá trị phụ thuộc vào tm Chọn: tT = 129,60C Tra bảng trang 231 QTTB ta có A = 190,88 ∆t :Hiệu số nhiệt độ ngưng tụ nhiệt độ thành calorife: ∆t = thnđ – tT = 130-129,6 = 0,40C Vậy thay số vào ta tính α1 = 1859,57 (W/m2C) q1 = α1 ∆t = 1859,57.0,4 = 743,828 (W/m2) - Tính hệ số cấp nhiệt từ mặt ống đến khơng khí chuyển động calorife α : Lưu thể chảy qua bên ống chùm có gân: h N u = C ( ) − 0,54   b  bng  g d ng − 0,14 Re n Pr 0, (Nguyễn Bin - Sổ tay QT & thiết bị công nghệ hóa học Tập - NXB khoa học kỹ thuật - trang 226) Trong Dng: Đường kính ngồi ống ,dng = 0,03m bg : Bước gân, bg = 0,01m h : chiều cao gân, hg = 0,006m C,n đại lượng phụ thuộc cách xếp ống , C = 0,25 ; n = 0,65 36 Chuẩn số Reynol: Re = ωkk bg 1, 64.0, 01 = = 825, 49 γ 19,867.10 −6 − 0,14 0.03 −0,54  0,006  )  Pr = 0,697 N u = 0, 25( ÷ 0,01  0,01  825, 490,65.0,697 0,4 = 9,992 Nu.λ 11, 27.0,0296 = = 29,58 bg 0,01 Hệ số cấp nhiệt đối lưu: α = Hệ số cấp nhiệt thực tế: α2tt = 50,3 Vậy k= 1 = = 1 0,1224 48,6 1 Fbm + + 50,3 1859,57 0,0942 α 2tt α Ftr Nhiệt lượng riêng: q2 = k.ttb = 48,6.( 129,6 – 115) = 709,56 -Tính sai số: ∆q = q1 − q2 743,828-709,56 100% = 100% = 4, 606% < 5% Vậy kích q1 743,828 thước lựa chọn chấp nhận - Lượng nhiệt cung cấp cho Calorifer: qs = L.(I2- I0) = 4433,842.(124,534-67,923) = 251004,23 (kJ/h) - Hiệu suất calorife lấy η = 0,8 Suy ra: F = qs 251004,23 = = 105, 076(m ) η.k ∆ttb 0,8.48,6.61,44 - Bề mặt truyền nhiệt trung bình: Fbm _ Ftr 0,1224 + 0, 0942 = = 0,1083(m ) 2 - Số ống truyền nhiệt calorife: n = m= - Số ống xếp theo chiều ngang: Chiều dài F 105,076 = = 970 (ống) Ftb 0,1083 n 970 = = 28 i 35 Lx = 0, 01.2 + (35 −1).0, 007 + 35.0, 03 = 1,308(m) 37 (ống) calorife: Chiều rộng calorife: Bx = ( 28 − 1) 0, 007 + 0, 01.2 + 28.0, 03 = 1, 049( m) Chiều cao calorife: H x = H + 2.H gop = 2, + 2.0,1 = 2, 7(m) Chọn: Hgop = 0,1m II Xyclon : Đ ườ ng kí nh củ a xy cl on : D= V (m) (Nguyễn Bin - Sổ tay QT & thiết bị cơng nghệ 0, 785.ωq 3600 hóa học Tập - NXB khoa học kỹ thuật – Trang 524) Ở 440C thể tích riêng khơng khí là: V440C = 0,938 m3/kg ; ρ = 1,0872(Trang 318 qttbI nội suy) Lưu lượng khơng khí khỏi phòng sấy: V2= L V440C = 4433,842.1,0872 = 4820,473 (m3/h) Trong : Lưu lượng khí vào xyclon: V = V2 = 4820,473 (m3/h) 38 Tốc độ quy ước: ω q = 2,2 ÷ 2,5 m/s Ta chọn : ωq = 2, suy : D = 4820, 473 = 0,88 (m) 0, 785.2, 2.3600 2.2 Chọn xyclon: Với suất : V = 4820,473 m3/h Tra bảng (III.5/523-Sổ tay QT & thiết bị cơng nghệ hóa học-T1-NXB khoa học kĩ thuật) ta chọn nhóm gồm xyclon đơn làm việc song song với đường kính xyclon D = 880 [mm] Chọn kiểu xyclon theo kiểu  H − 24 với kích thước tra bảng (III.4/524Sổ tay QT & thiết bị cơng nghệ hóa học-T1-NXB khoa học kĩ thuật ) sau: Khê h4 d1 H h2 h1 a a khê vaìo h5 h3 D b1 b d2 Hình3: xyclon 39 Bảng 7: Lựa chọn thông số cho thiết bị xyclon: Các thông số Chiều cao cửa vào Chiều cao ống tâm có mặt bích Chiều cao phần hình trụ Chiều cao phần hình nón Chiều cao phần bên ngồi ống tâm Chiều cao chung Đường kính ngồi ống Đường kính cửa tháo bụi Chiều rộng cửa vào Chiều dài ống cửa vào Khoảng cách từ tận xyclon Giá trị 976 1856 1856 1540 352 3748 528 352 228 528 h5(mm) 0,32D 281 D(mm) 24o 880 24o 880 ξ Hệ số trở lực xyclon CT 1,11D 2,11D 2,11D 1,75D 0,4D 4,26D 0,6D 0,4D 0,26D 0,6D α đến mặt bích Góc nghiêng nắp ống vào Đường kính xyclon Kí hiệu a(mm) h1(mm) h2(mm) h3(mm) h4(mm) H(mm) d1(mm) d2(mm) b1/b l(mm) 60 60 Tr lự c củ a X yc lo n: Công thức xác định: 40 ∆P = ξ ω q2 ρ k (N/m2) (Sổ tay QT & thiết bị cơng nghệ hóa học-T1- NXB khoa học kĩ thuật – Trang 522) Trong đó: ω q = 2, (m/s)  273  Khối lượng riêng khí: ρ t = ρ   273 + t  (Kg/m ) (Thiết bị nhiệt trang 3)  C   Nhiệt độ TNS : t2 = 440C  273  29  273  =  Suy : ρ t = ρ  ÷ = 1,115 (Kg/m ) ÷  273 + tC  22,  273 + 44  Do trở lực Xyclon: ∆P = ξ ω q2 ρ k 2, 22.1,115 = 60 = 161,898 (N/m2) Tổng trở lực xyclon: ∑∆P = 2.161,898 =323, 796 (N/m2) Trở lực hệ thống sấy: ∆ P = ∆ Pđ + ∆ Pm + ∆Pc + ∆ Ph + ∆Px Trong đó: ΔPđ: Áp suất động cần thiết để tạo tốc độ cho dịng khí vào khỏi ống dẫn ΔPm trở lực ma sát ΔPc trở lực cục ΔPh trở lực khí qua qua thùng sấy ∆Px trở lực qua cyclon III Tính tốn chọn quạt: Do hệ thống sấy dài, có trở lực lớn nên ta dùng quạt đặt đầu cuối hệ thống: - Quạt đặt đầu hệ thống – quạt đẩy, có nhiệm vụ cung cấp khơng khí cho caloriphe Khơng khí trời quạt đẩy đưa qua caloriphe, trao đổi nhiệt đưa vào thùng sấy, qua đoạn ống cong 900 41 - quạt đặt cuối hệ thống – quạt đẩy, có nhiệm vụ hút tác nhân sấy qua thùng sấy để cấp nhiệt cho vật liệu sấy qua xyclon để thu hồi bụi Đường ống từ sau thùng sấy đến trước cyclon có tiết diện hình chữ nhật tiết diện cửa vào xyclon, có đoạn cong 900 rẽ làm nhánh để vào nhóm xyclon - Năng suất quạt đặc trưng thể tích khí vào hay thiết bị sấy - Sử dụng hai quạt : + Một dùng để hút khí thải cyclon vào caloripher + Một vừa hút khí khí thải hồi lưu vào caloripher 3.1 Áp suất quạt tạo (∆p): P= Trong : + : trở lực ma sát đoạn ống dẫn ( N/ m2 ) + : tổng trở lục cục đột mở đột thu ( N/ m2 ) + : trở lực cục cyclon ( N/ m2 ) + : trở lực cục calorife ( N/ m2 ) + : trở lực áp suất động đấu quạt đẩy ( N/ m2 ) + : trở lực áp suất động đấu vào quạt hút ( N/ m2 ) Bảng 8: Bảng tóm tắt thơng số khơng khí đường ống Đại lượng Nhiệt độ Độ ẩm Lưu Ký hiệu,đơn vị t (oC) ω (đơn vị) V (m3/h) Trạng thái KK Trạng thái KK Trạng thái Ngoài trời vào thiết bị sấy KK 25 83 0,82 0,0489 3697,17 4376,58 lượng 42 44 0,52 16 3909 ,75 v (m3/s) Khối lượng riêng Vận tốc ρk (kg/m3) v(m2/s) 1,027 1,206 0,9804 1,08 1,216 14,725.10-6 43 21,393.10-6 1,10 17,356.10-6 1 Tr ợ lự c m a sá t tr on g từ ng đư ờn g ốn g dẫ n: a Trợ lực ống dẫn từ miệng calorife: L.vk2 ρ k ∆Pms = λ ( N / m ) ( II.55 / sổ 1/ 377 ) 2d td Trong đó: L = 1,2 (m) 44 ω1: Vận tốc khơng khí ống: ω = V0 ' F1 Với: V0 = 3697,17 = 1,027(m3/s) Với: F '1 = π.d1 ω= = 3,14.0,3 = 0,07065 (m/s) 1, 027 = 14, 536 (m/s) 0, 07065 Chuẩn số Reynolds: Re = dtd ω1 0, 3.14,536 = = 296149, 4058 > 4000:Chế độ chảy rối νk 14, 725.10−6 Hệ số ma sát tính theo công thức sau:  6,81  = − lg   λ1  Re  0,9 + ε (Nguyễn Bin - Sổ tay QT & thiết bị 3,7.d td cơng nghệ hóa học Tập - NXB khoa học kỹ thuật - trang 380) với ε độ nhám vật liệu làm ống Chọn ε=10—4(m) (Nguyễn Bin - Sổ tay QT & thiết bị cơng nghệ hóa học Tập - NXB khoa học kỹ thuật - trang 381 - bảng II.15) => λ1 = 0.01727 L.vk2 ρ k 1, 2.1, 206.14,5362 = 0,01727 = 7, 488 ( N / m ) => ∆ Pm1 = λ 2dtd 2.0,3 b.Trợ lực đường ống từ calorife thùng nạp liệu: L.vk ρ k ∆Pms = λ ( N / m2 ) 2d td Với : L = 1,2 (m) ω2: Vận tốc không ống: ω2 = V1 = 4376,58= 1,216(m3/s) π d1 3,14.0,3 = = = 0,07065 m/s 4 ' F1 45 V1 ' F1 ω2 = 1, 216 = 17, 212(m / s) 0,07065 Chuấn số Reynolds: Re = dtd ω 0,3.17, 212 = = 241368, 672 > 4000: Chế độ chảy rối νk 21,393.10−6 Hệ số ma sát tính theo cơng thức sau:  6,81  = −2 lg   λ2  Re  0,9 ε với ε: độ nhám vật liệu làm ống 3,7.d td + Chọn ε=10—4(m) (Nguyễn Bin - Sổ tay QT & thiết bị cơng nghệ hóa học Tập - NXB khoa học kỹ thuật - trang 381 - bảng II.15) => λ2 = 0.01761 => ∆Pm = λ L.vk2 ρ k 1, 2.1, 206.17, 212 = 0, 01761 = 12, 583( N / m ) 2dtd 2.0,3 c.Trợ lực đường ống từ thùng chứa sản phẩm đến cyclon: L.vk ρ k ∆Pms = λ ( N / m2 ) 2d td Với: L = 1,1 (m) ω3: Vận tốc không ống: ω = V2 ' F1 V2 =3909,75=1,086(m3/s) F '1 = π d1 3,14.0,3 = = 0,07065(m / s) 4 ω = V2 =15,37 ' F1 Chuẩn số Reynolds: Re = d td ω3 0,3.15,37 = = 265671,8138 > 4000: Chế độ chảy rối νk 17,356.10−6 Hệ số ma sát tính theo cơng thức sau:  6,81  = −2 lg   λ2  Re  0,9 + ε với ε: độ nhám vật liệu làm ống 3,7.d td 46 Chọn ε=10—4(m) (Nguyễn Bin - Sổ tay QT & thiết bị cơng nghệ hóa học Tập - NXB khoa học kỹ thuật - trang 381 - bảng II.15) => λ3 = 0.01744 => ∆Pm3 = λ L.vk2 ρ k 1,1.1, 206.15,37 = 0, 01744 = 9,109( N / m ) 2dtd 2.0,3 d Trợ lực từ cyclon đến góc khuỷu: ∆Pms L.vk ρk = λ 2d td ( N / m2 ) Với: L = 1,2 (m) ω4: Vận tốc không ống: ω4 = ω3 = ω4 = V3 ' F1 1, 086 = 15,37 (m/s) 0, 07065 Chuẩn số Reynolds: Re = d td ω2 0,3.15,37 = = 265671,8138 > 4000: Chế độ chảy rối νk 17,356.10 −6 Hệ số ma sát tính theo cơng thức sau:  6,81  = −2 lg   λ4  Re  0, + ε với ε: độ nhám vật liệu làm ống 3,7.d td Chọn ε=10—4(m) (Nguyễn Bin - Sổ tay QT & thiết bị cơng nghệ hóa học Tập - NXB khoa học kỹ thuật - trang 381 - bảng II.15) => λ4 = 0.01744 => ∆Pm = λ L.vk ρk 1, 2.1, 206.15,37 = 0, 01744 = 9,937( N / m ) 2dtd 2.0, e Trợ lực từ góc co đến quạt hút: L.vk2 ρ k ∆Pms = λ ( N / m2 ) 2d td Với: L = 1,4 (m) 47 ω5: Vận tốc không ống: ω = ω = ω5 = V3 ' F1 1,086 = 15,37(m / s ) 0,07065 Chuẩn số Reynolds: Re = dtd ω2 0,3.15,37 = = 265671,8138 > 4000: Chế độ chảy rối −6 νk 17,356.10 Hệ số ma sát tính theo cơng thức sau:  6,81  = − lg   λ5  Re  0,9 ε với ε: Độ nhám vật liệu làm ống 3,7.d td + Chọn ε=10—4(m) (Nguyễn Bin - Sổ tay QT & thiết bị cơng nghệ hóa học Tập - NXB khoa học kỹ thuật - trang 381 - bảng II.15) => λ5 = 0.01744 L.vk2 ρ k 1, 4.1, 206.15,37 = 0, 01744 = 11,59( N / m ) => ∆ Pm5 = λ 2dtd 2.0,3 f.Trợ lực ma sát thùng sấy: ∆Pms = λ L.vk ρk ( N / m2 ) 2d td Với: L = 5,1 (m) ω6: Vận tốc không thùng sấy: ω = 0,863 (m/s) Chuẩn số Reynolds: Re = d td ω6 0,3.0,863 = = 12102, 089 > 4000; chế độ chảy rối νk 21,393.10−6 Hệ số ma sát tính theo cơng thức sau:  6,81  = −2 lg   λ6  Re  0,9 + ε = 7,327 với ε: Độ nhám vật liệu làm 3,7.d td ống 48 Chọn ε=10—4(m) (Nguyễn Bin - Sổ tay QT & thiết bị cơng nghệ hóa học Tập - NXB khoa học kỹ thuật - trang 381 - bảng II.15) => λ6 = 0.0298 L.vk2 ρ k 5,1.1, 206.0,8632 = 0, 0298 = 0, 2275 ( N / m ) => ∆ Pm = λ 2dtd 2.0,3 Vậy tổng trợ lực ma sát là: ∆Pms =7,488+12,583+9,109+9,937+11,59+0,2275=50,9345 (N/m2) 3.1.2 Tính tổng trợ lực cục bộ: a Trợ lực cực đột mở vào calorife: 4F Ta có: d td = ∏ :F0 diện tích mặt cắt ngang ống (m2) F0 = F’1= 0,07065 (m2) ∏ : Chu vi mặt cắt ngang ống (m): ∏ =2.π.r=0,942 (m) => dtd = 0, 07065 = 0,3(m)∞ 0,942 Diện tích mặt cắt ngang calorife: Fcal = B.H = 1,375.2,5 = 3, 4375(m ) => F0 Fcal Re = = 0, 07065 = 0, 02 3, 4375 dtd ω1 0,3.14,536 = = 296149, 4058 > 3500 nên ξ xác định theo ν0 14, 725.10 −6 bảng N.11/387=> ξ = 0,473 ωk2 ρ k 14,5362.1, 206 = 0, 473 2 = 60, 265( N / m ) ∆Pcb1 = ξ b Trợ lực đột thu từ calorifera ống dẫn: 49 ... khí ẩm ngồi II TÍNH THIẾT BỊ CHÍNH I Thành lập cân vật liệu sấy thiết bị: Thiết kế thiết bị sấy thùng quay để sấy đường với suất 100 0kg/ h Số liệu ban đầu: Năng suất sấy: 100 0kg/ h Độ ẩm vật liệu... bụi đường đường thành phẩm tháo qua cửa tháo nguyên liệu b) Chọn thiết bị sấy: Thiết bị sấy chọn hệ thống sấy thùng quay hệ thống sấy đối lưu Được dùng rộng rãi công nghệ sau thu hoạch để sấy. .. vào thùng sấy chiều thùng sấy quay tròn, vật liệu sấy vừa bị xáo trộn vừa đầu cao xuống đầu thấp Trong trình tác nhân sấy vật liệu sấy trao đổi nhiệt ẩm cho * Ưu nhược điểm hệ thống sấy thùng quay