tính toán ,thiết kế hệ thống sấy băng tải để sấy chè

Âäư ạn män hc Sáúy bàng ti PHÁƯN : MÅÍ ÂÁƯU 1.1 Låìi måí âáưu Trong ngnh cäng nghiãûp noùi chung thỗ vióỷc baớo quaớn chỏỳt lổồỹng saớn phỏứm l ráút quan trng Âãø cháút lỉåüng sn pháøm âỉåüc täút ta phi tiãún hnh sáúy âãí tạch áøm Váût liãûu sau sáúy cọ khäúi lỉåüng gim âọ gim cäng chun chåí ,âäü bãưn tàng lãn,cháút lỉåüng sn pháøm âỉåüc náng cao,thåìi gian bo qun kẹo di Quaù trỗnh laỡm bọỳc hồi nổồùc khoới vỏỷt lióỷu bũng nhióỷt goỹi laỡ quaù trỗnh sỏỳy.Ngổồỡi ta phỏn biãût sáúy lm hai loải :sáúy tỉû nhiãn v sáúy nhán tảo Sáúy tỉû nhiãn dng nàng lỉåüng màût tråìi âãí lm bay håi nỉåïc váût liãûu nãn âån gin ,êt täún kẹm nhiãn khọ âiãưu chènh õổồỹc quaù trỗnh sỏỳy vaỡ vỏt lióỷu sau sỏỳy váùn cn âäü áøm cao Trong cäng nghiãûp hoạ cháút thỉåìng ngỉåìi ta dng sáúy nhán tảo,tỉïc l phi cung cáúp nhiãût cho váût liãûu áøm Phỉång phạp cung cáúp nhiãût cọ thãø bàịng dáùn nhiãût ,âäúi lỉu ,bỉïc xả hồûc bàịng nàng lỉåüng âiãûn trỉåìng cọ táưn säú cao Âäúi våïi nỉåïc ta l nỉåïc nhiãût âåïi nọng áøm,do âọ viãûc nghiãn cỉïu cäng nghãû sáúy âãø chãú biãún thỉûc pháøm khä v lm khä näng sn cọ nghéa ráút âàûc biãût Kãút håüp phåi sáúy nhàòm tiãút kiãûm nàng lỉåüng,nghiãn cỉïu nhỉỵng cäng nghãû sáúy v cạc thiãút bë sáúy ph håüp cho tỉìng loải thỉûc pháøm ,näng sn ph håüp våïi âiãưu kiãûn khê háûu v thỉûc tiãùn nỉåïc ta.Tỉì âọ tảo hng họa phong phụ cọ cháút lỉåüng cao phủc vủ cho xút kháøu v tiãu dng nỉåïc SVTH : Nguùn Thë Tỉ Diãûp _02H Nguùn Dán GVHD : Âäư ạn män hoüc Sáúy bàng taíi 1.2 BIỆN LUẬN ĐỀ TÀI Để thực trình sấy, người ta sử dụng hệ thống gồm nhiều thiết bị như: thiết bị sấy ( buồng sấy, hầm sấy, thiết bị sấy kiểu băng tải, máy sấy thùng quay, sấy phun, sấy tầng sôi, máy sấy trục … ), thiãút bị đốt nóng tác nhân, quạt, bơm số thiết bị phụ khác, … Trong đồ án em tính tốn thiết kế thiết bị sấy kiểu băng tải Thiết bị sấy loại thường dùng để sấy loại rau quả, ngũ cốc, loại nông sản khác, sấy số sảm phẩm hoá học … Trong đồ án em sử dụng vật liệu sấy chè với tác nhân sấy hỗn hợp khơng khí nóng Chè cơng nghiệp lâu năm, thích hợp khí hậu nhiệt đới Chè khơng đơn thứ dùng để “giải khát” mà trở thành sản phẩm có nhiều cơng dụng Chế biến chè không cung cấp phục vụ nhu cầu nước mà để xuất khẩu, yêu cầu đầu tư thiết bị tốn loại nông sản khác Trong công nghệ sản xuất chè sấy chè khâu quan trọng Chè sau thu hoạch qua chế biến sấy khô Sau sấy chè phải đạt độ tơi, độ khô định theo yêu cầu để đảm bảo chất lượng tăng thời gian bảo quản Với yêu cầu hình thức, vệ sinh chất lượng sản phẩm người ta sử dụng thiết bị sấy kiểu băng tải với nhiều băng tải làm việc liên tục với tác nhân sấy khơng khí nóng có tuần hồn phần khí thải Vật liệu sấy cung cấp nhiệt phương pháp đối lưu Ưu điểm phương thức sấy thiết bị đơn giản, rẻ tiền, sản phẩm sấy đều, có tuần hồn phần khí thải nên dễ dàng điều chỉnh độ ẩm tác nhân sấy, tốc độ không khí qua phịng sấy lớn, suất cao, hiệu SVTH : Nguyãùn Thë Tæ Diãûp _02H Nguyãùn Dán GVHD : Âäư ạn män hc Sáúy bàng ti PHÁƯN : SÅ ÂÄƯ CÄNG NGHÃÛ & THUÚT MINH SƠ ĐỒ CƠNG NGHỆ CỦA Q TRÌNH 2.1 Với thiết bị phương thức sấy chọn, ta có sơ đồ cơng nghệ q trình sấy chè sau : Khí thải Hỗn hợp sau sấy Vật liệu vào Hơi nước Vật liệu Chú thích : Khí tuần hồn Khäng khê Hơi nước bão hồ – phịng sấy – calorife - quạt đẩy SVTH : Nguyãùn Thë Tæ Diãûp _02H Nguyãùn Dán – cyclon - quảt hụt GVHD : Âäư ạn män hc Sáúy bàng ti 2.2 THUYẾT MINH LƯU TRÌNH Do u cầu độ khô chè nên dùng tác nhân sấy hỗn hợp khơng khí nóng Khơng khí ban đầu đưa vào calorife, khơng khí nhận nhiệt gián tiếp từ nước bão hoà qua thành ống trao đổi nhiệt Hơi nước ống, không khí ngồi ống Tại calorife, sau nhận nhiệt độ sấy cần thiết khơng khí nóng vào phòng sấy tiếp xúc với vật liệu sấy (chè) cấp nhiệt cho nước chè bốc Trong q trình sấy, khơng khí chuyển động với vận tốc lớn nên có phần chè bị kéo theo khơng khí khỏi phịng sấy Để thu hồi khí thải chè người ta đặt đường ống khơng khí nóng cyclon Khí thải sau khỏi phòng sấy vào cyclon để tách chè theo làm Sau phần khí thải quạt hút đường ống dẫn khí để thải ngồi khơng khí Một phần khí cho tuần hồn trở lại trộn lẫn với khơng khí tạo thành hỗn hợp khí quạt đẩy đẩy vào calorife Hỗn hợp khí nâng nhiệt độ đến nhiệt độ cần thiết vào phòng sấy tiếp tục thực trình sấy Quá trình sấy lại tiếp tục diễn Vật liệu sấy ban đầu có độ ẩm lớn đưa vào phòng sấy qua băng tải nhåì thiết bị hướng vật liệu Vật liệu sấy chuyển động băng tải ngược chiều với ciều chuyển động khơng khí nóng nhận nhiệt trực tiếp từ hỗn hợp khơng khí nóng thực q trình tách ẩm Vật liệu khơ sau sấy cho vào máng lấy SVTH : Nguyãùn Thë Tæ Diãûp _02H Nguyãùn Dán GVHD : Âäư ạn män hc Sáúy bàng ti PHÁƯN : CÁN BÀỊN G VÁÛT CHÁÚT 3.1 Cạc k hiãûu G1,G2: Lượng vật liệu trước vào sau khỏi sấy, (Kg/h) Gk:Lượng vật liệu khô tuyệt đối qua sấy , (Kg/h) W1, W2: Độ ẩm vật liệu trước sau sấy,tính theo % khối lượng vật liệu ướt W: Độ ẩm tách khỏi vật liệu qua máy sấy , (Kg/h) L:Lượng khơng khí khơ tuyệt đối qua sấy , (Kg/h) xo:Hàm ẩm khơng khí trước vào caloripher sưởi , (Kg/Kgkkk) x1,x2: Hàm ẩm khơng khí trước vào sấy (sau qua caloripher sưởi) sau khỏi sấy,(Kg/Kgkkk) 3.2 Cạc thäng säú ban âáưu Thiãút kãú hãû thäúng sáúy bàng ti âãø sáúy ch våïi nàng sút khong 1400táún/ nàm Gi thiãút mäüt nàm nh mạy lm viãûc 350 ngaìy ,mäùi ngaìy laìm 20 giåì Váûy nàng suỏỳt trung bỗnh mọỹt giồỡ laỡ G2= 1400000 = 200 Kg/h 350 * 20 Ch sau thu hoảch âỉåüc så chãú så bäü trỉåïc âem vo phng sáúy.Âäü áøm ca ch lục ny âảt khong tỉì (60-65)% Chn âäü áøm ca ch trỉåïc sáúy l W 1=63%.Âãø sn pháøm ch sau sáúy âảt âỉåüc âäü khä,tåi,xäúp theo u cáưu m khäng bë gy vủn,khäng bë ỏứm mọỳc thỗ ta khọỳng chóỳ õọỹ ỏứm cuớa ch âảt khong W2=5% Theo kinh nghiãûm ch khä cọ thãø chëu âỉåüc nhiãût âäü trãn dỉåïi 1000C.Do âọ ta chn nhiãût âäü tạc nhán sáúy vo thiãút bë sáúy l t2=1000C.Âãø âm bo kinh tãú,gim täøn tháút nhiãût tạc nhán sáúy mang âi âäưng thåìi âm bo khäng xy hiãûn tỉåüng âng sỉång sau sáúy,ta chn t2 cho âäü áøm tỉång âäúi khäng quạ bẹ nhỉng cng khäng quạ gáưn trảng thại bo ho Do âọ nhiãût âäü tạc nhán bưng sáúy âỉåüc chn så bäü khong t2=700C Thäng säú khäng khê ngoi tråìi âỉåüc xạc âënh tải thnh phäú Â Nàơng Nhỉ váûy ,cạc thäng säú ban âáưu âỉåüc xạc âënh l: Năng suất tính theo sản phẩm : G2 =200 kg/h Độ ẩm vật liệu vào : W1 = 63% Độ ẩm vật liệu : W2 = 5% Nhiệt độ tác nhân sấy vào : t1 = 1000C Nhiệt độ tác nhân sấy : t2 = 700C Nhiệt độ khơng khí ngồi trời : t0 = 260C ,Pobh =0.0343 at Độ ẩm môi trường : φ = 81% SVTH : Nguyãùn Thë Tæ Diãûp _02H Nguyãùn Dán GVHD : Âäư ạn män hc Sáúy bàng ti Hàm ẩm khơng khí tính theo cơng thức sau: xo=0.622 ϕ o * Pobh Pkq − ϕ * Pobh {sách QTTBII_ trang 156} o thay số vào ta có xo=0.622 0.81 * 0.0343 =0.0172(kg/kgkkk) 1.033 − 0.81 * 0.0343 -Nhiệt lượng riêng khơng khí: Io=Ckkk*to+xo*ih , ( J/kgkkk ) {sách QTTBII- trang 156} Với Ckkk: nhiệt dung riêng khơng khí ,J/kg âäü Ckkk= 10 J/kg độ to: nhiệt độ khơng kh í to= 26oC ih: nhiệt lượng riêng nước nhiệt đäü to , J/kg Nhiãût lỉåüng riãng ih dỉåüc xạc âënh theo cäng thæïc thæûc nghiãûm ih=ro+Ch *to=(2493+1.97to)103 , J/kg {sách QTTBII _ trang 156} Trong đó: ro=2493*103 :nhiệt lượng riêng nước 0oC Ch= 1.97*103: nhiệt dung riêng nước , J/kg âäü Từ ta tính Io=69.76*103 J/kgkkk hay Io=69.76 (kJ/kgkkk) -Trạng thái khơng khí sau khỏi caloripher là: t1=100oC,P1bh=1.02 at Khi qua caloripher sỉåíi, khơng khí thay âäøi nhiệt độ cn hm áøm khäng thay âäøi Do âọ x1=xo nãn ta coï : x1 * Pkq ϕ = ( 0.622 + x ) P 1 1bh = 0.0172 * 1.033 ( 0.622 + 0.0172) *1.02 =0.027=2.7% -Nhiệt lượng riêng khơng khí sau khỏi caloripher là: I1 = t1+(2493+1.97t1)103x1 , (J/Kgkkk) I1 = 100+(2493+1.97*100)*0.0172 = 146.268 ( KJ/Kgkkk ) -Trạng thái khơng khí sau khỏi phòng sấy: t2=70oC , P2bh=0.3177 at -Nếu sấy lý thuyết thì:I1=I2=146.268 (KJ/Kgkkk) Ta có I2=Ckkk*t2+x2*ih , J/Kgkkk Từ hàm ẩm khơng khí x2= I − C kkk * t I − C kkk * t = (Kg/Kgkkk) ih r0 + C h * t 146.268 *10 − 10 * 70 =0.029 (Kg/Kgkkk) 2493 * 10 + 1.97 * 10 * 26 x * Pkq 0.029 * 1.033 ϕ2 = = ( 0.622 + x ) P2bh (0.622 + 0.029)0.3177 = 0.1496=14.96% x2= SVTH : Nguyãùn Thë Tỉ Diãûp _02H Nguùn Dán GVHD : Âäư ạn män hc Sáúy bàng ti 3.3 Cán bàịn g váût liãûu 3.3.1 Cán bàòn g váût liãûu cho váût liãûu sáúy Trong q trình sấy ta xem khơng có tượng mát vật liệu,lượng khơng khí khơ tuyệt đối coi không bị biến đổi suäút trình sấy.Vậy lượng vật liệu khơ tuyệt đối qua sấy là: 100 − W1 100 − W2 =G2 {sách QTTBII_trang 165} 100 100 Trong đó: W1=63%, W2=5%; G2=200 ( Kg/h.) 100 − Vậy Gk = 200 = 190 (Kg/h) 100 Gk=G1 Lượng ẩm tách khoíi vật lióỷu quaù trỗnh sỏỳy c tớnh theo cụng thc: W1 − W2 , (Kg/h) {sách QTTBII_ trang 165} 100 − W1 63 − W=200 =313.5 (Kg/h) 100 − 63 W=G2 Lượng vật liệu trước vào phòng sấy G1=G2+W=200+313.5=513.5 (Kg/h) 3.3.2 Cán bàòn g váût liãûu cho khäng khê sáúy Cũng vật liệu khô ,coi lượng khơng khí khơ tuyệt đối qua sấy khơng bị mát suäút trình sấy.Khi qua trình làm việc ổn định lượng khơng khí vào maïy sấy mang theo lượng ẩm :Lx1 Sau sấy xong , lượng ẩm bäúc khỏi vật liệu W khơng khí có thêm lượng ẩm W Nếu lượng ẩm khơng khí khỏi sấy Lx2 ta có phương trình cân bằng: Lx1+W=Lx2 {sạch QTTBII_ trang 165} W (Kg/h) x − x1 313.5 L= = 26567.8 ( Kg/h) 0.029 − 0.0172 L= Thay số Với L lượng khơng khí khơ cần thiết để làm bäúc W kg ẩm vật liệu Ta cọ,tải t0=260C,ỉïng våïi ϕ thỗ = 1.185 kg/cm3 Lổu lổồỹng thóứ têch ca tạc nhán sáúy trỉåïc vo calorifer l: L 26567.8 V= ρ = 1.185 = 22420.08 (m3/h) Vậy lượng khơng khí khơ cần thiết để làm bäúc Kg ẩm vật liệu là: l= L = (Kg/Kgẩm) W x − x1 SVTH : Nguùn Thë Tỉ Diãûp _02H Nguùn Dán {sạch QTTBII_ trang 166} GVHD : Âäư ạn män hc Sáúy bàng ti Khi qua caloripher sưởi khơng khí thay đäøi nhiệt đäü không thay đäøi hàm ẩm, xo=x1 nên ta có: l= 1 = x − x1 x − x0 Thay số vào ta có l= = 84.745 (Kg/Kgẩm) 0.029 − 0.0172 3.4 Quaù trỗnh sỏỳy họửi lổu lyù thuyóỳt Quỏ trỡnh hoạt động hệ thống là: Tác nhân sấy khỏi buồng sấy coï trang thái t2, ϕ 2,x2 hồi lưu lại với lượng lH thải mơi trường lt Khối lượng lH hồ trộn với khơng khí có trạng thái t0, ϕ o ,x0 våïi lỉåüng l0 Sau âỉåüc ho träün,ta âỉåüc lỉåüng khäng khê l l ,âỉåüc quảt hụt v âáøy vo calorife âãø gia nhiãût âãún trảng thại I1,t1, ϕ1 räưi âáøy vo bưng sáúy Vật liệu ẩm có khối lượng G1 vào buồng sấy sản phẩm G2 Tác nhân qua buồng sấy nhận nước bay từ vật liệu sấy đồng thời bị nhiệt nên trạng thái x2 ,t2, ϕ Gọi xM,IM trạng thái hổn hợp khí buồng hồ trộn Ta có: l=lo+lH L=Lo+LH -Chọn tỷ lệ hồi lưu 50% l = 0.5(lo+lH) suy lH=lo Vậy tỷ số hồi lưu n : số kg khơng khí hồi lưu hồ trộn với kg khơng khí ban đầu ( t mơi trường) n= lH ( k thuáût sáúy näng saín _trang 79) lo Vậy hàm ẩm hổn hợp khí tính theo cơng thức sau: xo + nx { sach QTTBII_ trang 176} (Kg/Kgkkk) 1+ n 0.0172 + 0.029 x +x xM= = = 0.0231 (Kg/Kgkkk) 2 xM= Nhiệt lượng riêng hổn hợp khơng khí là: I + nI (KJ/Kgkkk) 1+ n 69.76 + * 146.268 IM= =108.03 (KJ/Kgkkk) 1+1 IM= Ta có: Suy IM=(103+1.97*103xM)tM + 2493*103xM tM= I M − 2493 * 10 x M 10 + 1.97 * 10 x M Với tM: Nhiệt độ hổn hợp khí SVTH : Nguyãùn Thë Tæ Diãûp _02H Nguyãùn Dán GVHD : Âäư ạn män hc Sáúy bàng ti Từ đó: tM= Suy 108.03 * 10 * −2493 * 10 * 0.0231 = 48.250C 10 + 1.97 * 10 * 0.0231 , PMbh=0.11(at) ϕ M = x M Pkq PMbh ( x M + 0.622) = 0.0231 * 1.033 = 0.336= 33.6 % 0.11(0.0231 + 0.622) Læåüng khäng khê khä læu chuyãøn thiãút bë sáúy l= 1 = = 169.5 Kg/Kg áøm x − x M 0.029 − 0.0231 Âäö thë sáúy lyï thuyãút cọ tưn hon khê thi SVTH : Nguùn Thë Tỉ Diãûp _02H Nguùn Dán GVHD : Âäư ạn män hc Sáúy bàng ti PHÁƯN : CÁN BÀỊN G NHIÃÛT LỈÅÜN G & TÊNH TOẠN THIÃÚT BË CHÊNH 4.1 Tênh toạn thiãút bë chênh 4.1.1Thãø têch ca khäng khê a/Thể tích riêng khơng khí vào thiết bị sấy: v1= RT1 m3/Kgkkk P − ϕ1 P1bh ,{saïch QTTB II- trang 157} Với R=287 (J/KgoK) T1=1000C+273=373K P=1.033(at) P1bh=1.02(at) ϕ 1=0.027 Thay số vào ta có: v1= 287 * 373 (1.033 − 0.027 *1.02) * 9.81 *10 =1.085 (m /Kgkkk) b/Thể tích khơng khí vào phịng sấy: V1=L*v1=26567.8*1.085=28826.1 (m3/h) c/ Thể tích riêng khơng khí khỏi phịng sây là: v2= RT2 P − ϕ P2bh ,våïi T2=70+273=343K, ϕ = 0.1496 ,P2bh=0.3177at Thay säú vo ta cọ : v2 = 287 * 343 (1.033 − 0.1496 * 0.3177 ) * 9.81 *10 v2 = 1.018 (m3/Kgkkk) d/Thể tích khơng khí khỏi phịng sấy: V2=Lv2=26567.8*1.018=27046.0 (m3/h) e/Thể tích trung bình khơng khí phịng sấy: Vtb= V1 + V2 =27936.05 (m3/h) 4.1.2 Thiãút bë sáúy kiãøu bàng taíi Thiãút bë sáúy kiãøu bàng taíi gọửm mọỹt phoỡng hỗnh chổợ nhỏỷt õoù coù mọỹt hay vi bàng ti chuøn âäüng nhåì cạc tang quay,cạc bàng ny tỉûa trãn cạc âãø bë vng xúng.Bàng ti lm bàịng såüi bäng táøm cao su,bn thẹp hay lỉåïi kim loải,khäng khê âỉåüc âäút nọng carolifer.Váût liãûu sáúy chỉïa phãùu tiãúp liãûu,âỉåüc cún vo giỉỵa hai trủc âãø âi vo bàng ti trãn cuỡng.Nóỳu thióỳt bở coù mọỹt bng taới thỗ sỏỳy khọng õóửu vỗ lồùp vỏỷt lióỷu khọng õổồỹc xaùo trọỹn âọ loải thiãút bë cọ nhiãưu bàng ti âỉåüc sỉí dủng räüng ri hån.ÅÍ loải ny váût liãûu tỉì bàng trón di chuyóứn õóỳn õỏửu thióỳt bở thỗ xuọỳng SVTH : Nguyãùn Thë Tæ Diãûp _02H Nguyãùn Dán 10 GVHD : Âäư ạn män hc Sáúy bàng ti bo ho qua thnh äúng.Khäng khê dng âãø sáúy cọ nhiãût âäü theo u cáưu l 1000C,cháút truưn nhiãût l håi nỉåïc bo bo Thiãút bë l loải äúng chm,håi nỉåïc bo ho âi äúng,khäng khê âi ngoi äúng.Hai lỉu thãø chuøn âäüng chẹo dng 5.1.1 Chn kêch thỉåïc truưn nhiãût Chọn ống truyền nhiệt đồng,có gân để nâng hệ số truyền nhiệt,hệ số dẩn nhiệt đồng λ = 385 W/mđộ {saïch QTTB tập I_ trang 125} Chọn ống: -Đường kính ngồi ống : dng = 0.03 (m) -Đường kính ống : dtr = 0.025 (m) d ng − d tr -Chiều dày ống : δ -Đường kính gân -Bước gân : : Dg = 1.4dng = 0.042(m) bg = 0.01 m -Chiều cao gân : h = -Chiều dài ống : l = (m) -Số gân mäüt ống : = D g − d ng = 0.0025 (m) = 0.006 (m) l m = b = 100 g -Bề dày bước gân : b = 0.002(m) -Tổng chiều dài gân : Lg=b*m=0.002*100=0.2(m) -Tổng chiều dài không gân : Lkg = l-Lg = 1.0-0.2=0.8(m) -Lượng khơng khí cần thiết cho q trình sấy có hồi lưu (theo tính tốn thực tế): l’ = 100( Kg/Kgẩm) L’ = 31350( Kg/h) -Nhiệt độ không khí ban đầu hồi lưu : t’ M = 48.4oC -Nhiệt độ khơng khí sau khỏi caloripher t1=1000C -Thể tích riêng khơng khí 1 = = 1.057 ,m3/kg v100oC = ρ 0.946 100 o v70oC = ρ 70 o v48.4oC = ρ v26oC = ρ vtb = = 1 = 0.97 , m3/kg 1.029 = 48.4o 26o = = 0.8 ,m3/kg 1.181 v 26o + v100o SVTH : Nguyãùn Thë Tæ Diãûp _02H Nguyãùn Dán = 0.88 , m3/kg 1.125 = 0.93 ,m3/kg 21 GVHD : Âäö ạn män hc Sáúy bàng ti -Lượng khơng khí khơ vào caloripher là: V=L’*vtb = 31350*0.93=29155 , (m3/h) -Hệ số cấp nhiệt âäúi læu α : +Nhiệt độ trung bình khơng khí caloripher ttb ttb = thnæåïc- ∆t tb Mà: ∆t tb = ∆t d − ∆t c ∆t ln d ∆t c +Chọn nhiệt độ håi nỉåïc bo ho vào : thnâ = 130oC +Chọn nhiệt độ håi nỉåïc bo ho thnc = 105oC Nên ta có: ∆t d = t hnd − t d = 130 − 26 = 104 o C ∆tc = t hnc − t c = 105 − 100 = o C Thay số vào ta có: ∆t tb = 32.5 o C Suy : ttb = 130-32.5 = 97.5oC Ứng với giá trị ttb ta có: ρ = 0.935 (Kg/m3) λ = 3.15 *10 −2 (W/moC) γ = 22.5 * 10 −6 (m2/s) µ = 21.7 * 10 (Ns/m2) Pr = 0.69 5.1.2 Tênh toạn Diện tìch bề mặt ống : (phía ống) Ftr = π *dtr*l = 3.14*0.025*1.0 = 0.0785( m2) Diện tích mặt ngồi ống: Fng = π * dng*l = 3.14*0.03*1.0= 0.0342 (m2) Diện tích phần bề mặt ngồi ống Fbm = Fgân+Fkgân -Diện tích phần có gân π π Fgân = π * D g * L g + * D g − * d ng = 0.02705(m2) 4 -Diện tích phần khơng gân Fkgân = Lkg* π * d ng = 0.8*3.14*0.03=0.07536 (m2) Vậy : Fbm = 0.02705+0.07536 = 0.10241 (m2) Chọn số ống xếp hàng ngang laì: i = 20  Khoảng cách ống ống 0.05(m)  Khoảng cách ống dến caloripher là:x= 0.01 (m) SVTH : Nguyãùn Thë Tæ Diãûp _02H 22 Nguyãùn Dán GVHD : Âäư ạn män hc Sáúy bàng ti Tiãút diãûn tỉû ca màût phàóng vng gọc våïi phỉång chuøn âäüng ca khäng khê: Ftd=Fng-Ftr=0.0942-0.0785=0.0157 ,m2 Chn täúc âäü dng khê qua calorifer laì: ω kk = m /s Chuáøn säú Re: ω kk * bg * 0.01 = = 2600 Re = γ 22.5 * 10 −6 2300< Re< 104.Váûy dng khê calorifer chy quạ âäü Chøn säú Nu(tênh cho trỉåìng håüp lỉu thãø chy ngang qua bãn ngoi chm äúng cọ gán): Trong âọ :  d ng Nu = C  b  g     −0.54  h * b  g     −0.14 n * Re * Pr 0.4 {sạch QTTB_trang 226 } dng : đường kính ngồi ống; dng = 0.03 (m) bg : bước gân ; bg = 0.01 (m) h :chiều cao gân ; hg = 0.006 (m) C,n : đại lượng phụ thuộc caïch sàõp xếp ống Choün caïch sàõp xãúp äúng l thàóng hng,nãn ta cọ: C=0.116 , n=0.72 Vậy  0.03  Nu = 0.116    0.01  −0.54  0.006  *   0.01  −0.14 * 2600 0.72 * 0.69 0.4 = 21.6 -Hệ số cấp nhiệt đối lưu: α2 = Nu * λ 21.6 * 0.0315 = = 68.04 (W/m2âäü) bg 0.006 Hãû säú cáúp nhiãût tỉì håi nỉåïc bo ho âãún thnh äúng α α = 2.04 * A * ( Với r ) 0.25 (W/m2độ) H * ∆t H=1.0 : chiều cao ống r : ẩn nhiệt hoá J/kg.Tra bảng I250-sổ tay QTTB tập r=2208*10 −3 J/Kg -Hệ số A có trị số phụ thuộc vào ttb Chọn tT = 1100C:Nhiệt độ tải thnh äúng truưn nhiãût Vậy ttb = t T + t hnd 110 + 130 = = 120 o C 2 Sử dụng phương pháp ngoại suy,tra bảng QTTB trang 231 ta có A = 188 ∆t =130-120=100C Vậy thay số vào ta tính được: α = 262.8 (W/m2độ) q1 = α * ∆ t =262.8*10 = 2628,KJ/Kgáøm SVTH : Nguyãùn Thë Tỉ Diãûp _02H Nguùn Dán 23 GVHD : Âäư aïn män hoüc Sáúy bàng taíi Tính hệ số cấp nhiệt từ mặt ngồi ống đến khơng khí chuyển động caloripher α -Lưu thể chảy qua bên ống thnh äúng có gân: α = 68.04 (Do choün täúc âäü doìng khê ω kk = m/s ) Hãû säú cáúp nhiãût âäúi læu thæûc tãú: α 2tt =32 W/m2âäü 1 = = 22.4 1 0.10241 k = + + Fbm + + α α 2tt Ftr 262.8 32 0.0785 Vậy -Vậy nhiệt lượng riêng: q2 = k*tTB =22.4*120 = 2688 ,KJ/Kgáøm So sánh q1 − q q maz * 100 = 2628 − 2688 2688 * 100 = 2.2% < 5% Vậy tất giã thiết chấp nhận 5.1.3 Xạc âënh bãư màût truưn nhiãût -Lượng nhiệt caloripher cung cấp: I2 − Io − ∆ {sách QTTB trang 168} x2 − xo ∆ = −12.98 J/Kgẩm 146.268 − 69.76 qs = + 12.98 = 6388.38 (J/Kgẩm) 0.029 − 0.0172 qs = Trong đó: Qs = qs*W = 6388.38*313.5 = 2002.757 (KJ/h) -Hiệu suất caloripher lấy η = 0.9 -Lượng nhiệt thực tế caloripher cấp: Qt = Qs 2002.757 = = 2225.286 (KJ/h) η 0.9 -Gọi D lượng håi næåïc tiêu tốn 1h Qt = D*r suy D = Qt 2225.286 = = 1021242 (KJ/h) 2179 * 10 −3 r -Lượng nhiệt thực tế truyền từ håi næåïc ống đến thành ống: Qt = 3.6*k*F* ∆t tb Suy F= Qt 1021242 = = 28.3 ( m2) 3.6 * k * ∆t tb 3.6 * 22.4 * 32.5 -Bề mặt truyãön nhiệt thực: Ft = k*F ; k = 1.2 ÷ đến 1.5 Chọn k = 1.2 Suy Ft = 1.2*28.3=34(m2) -Bề mặt truyền nhiệt trung bình: SVTH : Nguyãùn Thë Tæ Diãûp _02H Nguyãùn Dán 24 GVHD : Âäư ạn män hc Sáúy bàng ti Ftb= Fbm + Ftr 0.10241 + 0.0785 = = 0.09 (m2) 2 -Số ống truyền nhiệt caloripher: n= Ft 34 = = 378 ống Ftb 0.09 -Số ống xắp theo chiều ngang: n i m= = 378 = 19 ống 20 -Choün säú äúng xãúp theo haìng ngang 19 äúng Säú äúng xãúp theo hng dc l 20 äúng Vậy kích thước caloripher: +Chiều dài caloripher Lx = (i-1)*0.05+Dg*20+2x , (m) = (20-1)*0.05+0.042*20+2*0.01=1.81 ,m +Chiều rộng caloripher: Bx = (m-1)*0.05+Dg+2x =(19-1)*0.05+0.042*19+2*0.01 = 1.718(m) +Chiều cao caloripher là: Hx =l+2a =1+2*0.1=1.2( m) a:bãư dy mäùi táúm chàõn 5.2 Xyclon 5.2.1 Giåïi thiãûu vãư xyclon: Do u cáưu vãư âäü sảch ca ch cng khê thi ngỉåìi ta sỉí dủng tạc nhỏn sỏỳy laỡ khọng khờ noùng.Trong quaù trỗnh sỏỳy khọng khê chuyãøn âäüng våïi váûn täúc låïn nãn mäüt pháön ch s theo khäng khê ngoi.Âãø thu häưi khê thi v ch,ngỉåìi ta âàût åí âỉåìng äúng ca khäng khê nọng mäüt xyclon âãø tạch sảch hån 5.1.2 Tênh toạn -Ở nhiệt độ 70oC thể tích riêng khơng khí là: v70oC = 0.97 (m3/Kg) -Lưu lượng khơng khí khỏi phịng sấy (vo xyclon) V2 = L’*v70oC = 3040.95 (m3/h) -Gọi ∆P trở lực cyclon thì: 540< ∆P ∆P < 750 (sạch säø tay QT&TBCNHC táûp 1_trang522) ρK ρ K = 1.029 Khäúi læåüng riãng cuía khê åí 70,0C Choün ρ = 540 Váûy ∆P = 540 * 1.029 = 555.66 K -Tốc độ quy ước Wq SVTH : Nguyãùn Thë Tæ Diãûp _02H Nguùn Dán 25 GVHD : Âäư ạn män hc Sáúy bàng taíi Wq= * ∆P ,m/s ξ * ρk Wq = 2.2 ÷ 2.5 (sạch ST QT&TBCNHC táûp 1_trang522) Choün Wq=2.5 -Đường kính cyclon là: D= V2 =0.65(m) 0.785 * Wq * 3600 Dựa vào đườnh kính D =650mm, ta chọn cyclon đơn loại LIH-15 -Kích thước cyclon LIH-15 +Chiều cao cửa vào(kích thước bên trong) : a =0.66D=0.4(m) +Chiều cao ống trung tâm có mặt bích : h1 = 1.74D=1.13(m) +Chiều cao phần hình nón : h2 = 2.26D=1.5(m) +Chiều cao phần hình trụ : h3 = 2.0D=1.3(m) +Chiều cao phần bên ống tâm : h4 = 0.3D=0.2(m) +Chiều cao chung : H =4.56D=3(m) +Đường kính ngồi ống : d1 = 0.6D=0.4(m) +Đường kính ống : d2 = 0.4D=0.26(m) +Chiều rộng cửa vào : b1 0.26 D 0.169 = = (m) 0.2D 0.13 b +Chiều dài ống cửa vào : l = 0.6D=0.4(m) +Khoảng cánh từ tận đên mặt bích : h5 = 0.32D=0.2(m) +Góc nghiêng nắp cửa vào : α = 15o +Đường kính cyclon : D = 650mm +Hệ số trở lực cyclon : ξ = 105 5.3 Tênh toạn tråí lỉûc v chn quảt 5.3.1 Giåïi thiãûu vãư quảt -Quạt phận vận chuyển khơng khí tạo áp suất cho dịng khí qua thiết bị :Caloripher,mạy sấy, đường ống,cyclon.Năng lượng quạt tạo cung cấp cho dòng khí áp suất động học để di chuyển phần để khắc phục trở lực đường ống vận chuyển -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 lỉu vào caloripher 5.3.2 Tờnh trồớ lổỷc cuớa toaỡn bọỹ quaù trỗnh 1.Trồớ lỉûc tỉì miãûn g quảt âãún calorifer Chọn ống nối từ miãûng quạt đến caloripher có đường kính 0.3 (m ),di l= 3m -Vận tốc khí ống là: ωd = L' 3600 * ρ * F SVTH : Nguyãùn Thë Tæ Diãûp _02H Nguyãùn Dán 26 GVHD : Âäư ạn män hc Sáúy bàng ti ρ = 1.06 Kg/m3 t’M =48.4oC Ta có π * d 3.14 * 0.3 = = 0.07065 ( m2) F= 4 L’ = 31350 (Kg/h) ω d = 11.6 (m/s) Vậy Chuẩn số Reynol : ωd * d 11.6 * 0.3 = = 20 * 10 Re = γ −6 16.75 * 10 48.4 o Re = 20*10 >10 Vậy khơng khí ống theo chế đäü chảy xoáy -Chuyển động chảy xoáy chia làm vùng +Vùng 1: Nhẵn thuỷ lực học: Khu vực độ nhám không ảnh hưởng đến hệ số ma sát 8 7 Regh =  d  =  0.−4  = 56494.23     ε   10  ε =10 −4 : Độ nhám tuyết đối tän ( Bảng II-15-sổ tay QTTB-trang 381) +Vùng 2: Khu vực nhám:Khu vực hệ số ma sát phụ thuộc vào độ nhám mà không phụ thuộc vào Re 9 8 Ren = 220*  d  =220*  0.−4  = 179549.5     ε   10  Vậy Regh10 :Vậy khơng khí chuyển động theo chế độ xốy F2 = 0.032 Tỉ số F1 Tra bảng QTTB I trang 338 ξ = 0.95 Vậy trở lực đột thu caloripher là: ω kk ∆P4 = ξ * ρ = 58.5 (N/m2) 5.Tråí lỉûc âỉåìn g äún g dáùn khäng khê tỉì caloifer âãún phn g sáúy +Chọn đường ống dài (m) +Đường kính ống d =0.3 (m) -Tính tốn giống ống từ miệng quạt đến caloripher ta được: Regh10 âọ khäng khê chuøn âäüng theo chãú âäü chy xoạy λ * l * ξ * ω 0.0162 * 1.5 * 0.996 * 11.9 ∆P9 = = = 5.7 (N/m2) 2*d * 0.3 + Âoản 2:tỉì cúi âoản âãún xyclon,chn äúng cọ âỉåìng kênh 3(m),di l=8(m) λ * l * ξ * ω 0.0162 * * 0.996 * 11.9 ∆P10 = = = 30.5 (N/m2) 2*d * 0.3 10.Tråí lỉûc âỉåìn g äún g dáùn khê tưn hon Chn âỉåìng äúng cọ âỉåìng kênh d=3m,di l=1.5m λ * l * ξ * ω 0.0162 * 1.5 * 0.996 * 11.9 ∆P11 = = = 5.7 (N/m2) 2*d * 0.3 11.Tråí lỉûc âỉåìn g äún g dáùn khê tỉì quảt hụt âãún xyclon Chn âỉåìng äúng cọ âỉåìng kênh d=3m,di l=4m λ * j * ξ * ω 0.0162 * * 0.996 * 11.9 ∆P12 = = = 15.2 (N/m2) 2*d * 0.3 12.Tråí lỉûc tải cạc khuu Tỉì phng sáúy ra: α = 90 , ξ = 1.1 (Saïch TT& thiãút kãú hãû thäúng sáúy_trang 352) ω 11.9 ∆P12 = ξ * ρ * = 1.1 * 0.996 * = 77.6 (N/m2) 2 13.Tråí lỉûc tải cạc chảc Ta cọ F3/F2=1&V3/V2=1 suy A=0.6& ξ '= 2.0 (Saïch St QTTB&CNHC táûp1_tr390) Do âoï ξ = A * ξ ' = 0.6 * 2.0 = 1.2 Re= SVTH : Nguyãùn Thë Tæ Diãûp _02H Nguùn Dán 30 GVHD : Âäư ạn män hoüc Sáúy bàng taíi ω2 11.9 = 1.2 * 0.996 = 84.6 (N/m2) 2 14.Tråí lỉûc ca xyclon ∆P14 = 590 (N/m2) Chn 15.Tråí lỉûc ca ton bäü hãû thäún g ∆P = ∆P1 + + ∆P14 ∆P = 2128.11 (N/m2) 5.4 Tênh cäng suáút cuía quảt v chn quảt 5.4.1 Quảt âáøy häùn håüp khê vo xyclon Lỉu lỉåüng âáøy vo: Qđ = Vđ = L’*vt’M = 27588(m3/h) -Áp suất làm việc toàn phần: ' 273 + t M 760 ρ k * * H = Hp* {sổ tay QTTB I trang 463} 293 760.8 ρ Với : Hp : Trở lực tính tốn hệ thống Hp = ∆P =2128.11 (N/m2) t’M : Nhiệt độ làm việc hổn hợp khí t’M = 48.4oC B = 760.8 mmHg : áp suất chổ đặt quạt ρ :Khối lượng riêng của khí đktc ρ = 1.181Kg / m ρ k : khối lượng riêng khí đk làm việc ρ k = 1.08 ,Kg/m3 273 + 48.4 760 1.08 * * = 2019.8 ,N/m2 H = 2128.11* 293 760.8 1.181 -Công suất trục động điện : Q*HP * g *ρ N= , KW {st QTTB I trang 463} 1000 *η q *η tr η tr = 0.95 : Truyền động qua bánh đai Với η q : Hiệu suất quạt lấy 72% ∆P13 = ξ * ρ * Q = 181.275 m3/h = 0.050359 m3/s) Q : Năng suất quaût:Q=181.275 (m3/h)=0.05035(m3/s) N= 0.05035 * 2015.72 * 9.81 * 1.08 = 1.57, KW 1000 * 0.72 * 0.95 -Công suất thiết lập động điện: Nđc = N*k3 ,(KW) Với k3 hệ số dự trỉỵ N = 1.57 chọn k3 = 1.2 {baíng II-48 trang 64 ST QTTB I} Suy N = 1.57*1.2=1.884,( KW) 5.4.2 Quảt hụt khê thi åí xyclon -Lưu lượng hút: SVTH : Nguyãùn Thë Tæ Diãûp _02H Nguyãùn Dán 31 GVHD : Âäư ạn män hc Sáúy bàng ti Qh = L’*v700C=30409.5 (m3/h) -Q trình tính tốn +Áp suất làm việc tồn phần: H =1987.9,( N/m2) +Cơng suất động điện: N = 1.45,KW +Công suất thiết lập động điện: Nđc = 1.45*1.25=1.8125, KW 5.4.3 Choün quaût Cả hai quạt sử dụng quạt ly tâm loại II4.70No4 {sổ tay QTTB I trang 482}với hiệu suất η = 0.72 PHÁÖN : KÃÚT LÛN Sau hon thnh xong âäư ạn â giụp em tỗm hióứu sỏu hồn vóử kyợ thuỏỷt sỏỳy,õỷc bióỷt l ngun tàõc hoảt âäüng cng cạch toạn thiãút kãú hãû thäúng sáúy.Mủc âêch cng táưm quan troüng cuía thiãút bë sáúy kiãøu bàng taíi quy trỗnh saớn xuỏỳt SVTH : Nguyóựn Thở Tổ Dióỷp _02H Nguùn Dán 32 GVHD : Âäư ạn män hc Sáúy bng taới Vỗ õỏy laỡ õọử aùn mọn hoỹc õỏửu tiãn m em tiãúp xục,pháưn ti liãûu tham kho cn hản chãú v kiãún thỉïc cn hản hẻp.Hån nỉỵa cạc cäng thỉïc toạn cn mang tỉång âäúi,nhiãưu hãû säú tỉû chn cọ thãø dáùn âãún sai lãûch kãút qu Tuy nhiãn,cng våïi sỉû giụp âåỵ ca b,âàûc bióỷt laỡ sổỷ hổồùng dỏựn tỏỷn tỗnh cuớa thỏửy giaùo â giụp em hon thnh âäư ạn ny Em chán thnh cm ån PHÁƯN 7: TI LIÃÛU THAM KHO Cå såí cạc QT&CNHC táûp _NXB ÂH&TH Chun nghiãûp K thût sáúy näng sn _NXB KHKT H Näüi _1991 Säø tay QTTB&CNHC táûp1 SVTH : Nguyãùn Thë Tỉ Diãûp _02H Nguùn Dán 33 GVHD : Âäư ạn män hoüc Sáúy bàng taíi Säø tay QTTB&CNHC táûp Tênh toạn v thiãút kãú hãû thäúng sáúy_ Tráưn Vàn Phụ_NXB GD_2001 PHÁƯN : MỦC LỦC Pháưn 1: Måí âáưu Pháưn 2: Så âäư cäng nghãû sáúy & thuyãút minh SVTH : Nguyãùn Thë Tæ Diãûp _02H Nguyãùn Dán Trang Trang 34 GVHD : Âäö ạn män hc Sáúy bàng ti Pháưn 3: Cán bàịng váût cháút Pháưn 4: Cán bàịng nhiãût lỉåüng &tênh toạn thiãút bë chênh Pháưn 5: Tênh toạn v chn thiãút bë phủ Pháưn 6: Kãút lûn Pháưn 7: Ti liãûu tham kho Pháưn 8: Mủc lủc SVTH : Nguùn Thë Tæ Diãûp _02H Nguyãùn Dán 35 Trang Trang 10 Trang 21 Trang 33 Trang 34 Trang 35 GVHD : ... ĐỀ TÀI Để thực trình sấy, người ta sử dụng hệ thống gồm nhiều thiết bị như: thiết bị sấy ( buồng sấy, hầm sấy, thiết bị sấy kiểu băng tải, máy sấy thùng quay, sấy phun, sấy tầng sôi, máy sấy trục... em tính tốn thiết kế thiết bị sấy kiểu băng tải Thiết bị sấy loại thường dùng để sấy loại rau quả, ngũ cốc, loại nông sản khác, sấy số sảm phẩm hoá học … Trong đồ án em sử dụng vật liệu sấy chè. .. phòng sấy tiếp tục thực trình sấy Quá trình sấy lại tiếp tục diễn Vật liệu sấy ban đầu có độ ẩm lớn đưa vào phịng sấy qua băng tải nhåì thiết bị hướng vật liệu Vật liệu sấy chuyển động băng tải