Đang tải... (xem toàn văn)
MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU PHẦN 1:TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG SẤY 1. Gioi thiệu về phương pháp sấy 2. Cấu trúc hệ thống sấy 2.1 Các bộ phận cơ bản của hệ thống sấy 2.1.1 Buồng sấy 2.1.2 Bộ phận cung cấp nhiệt 2.1.3 Bộ phận thông gió và tải ẩm 2.1.4 Bộ phận cấp vật liệu và lấy sản phẩm 2.1.5 Hệ thống đo lường và điều khiển 2.2 Các dạng cấu trúc hệ thống sấy 2.2.1 Hệ thống sấy công thức nhỏ 2.2.2 Hệ thống sấy công suất lớn 3. Sơ lược về nguyên liệu 4. Qúa trình sấy 5. Phương pháp thực hiện quá trình sấy PHẦN 2:TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH I. Tính cân bằng vật chất 1. Tính các thông số của tác nhân sấy 1.1 Các công thức sử dụng 1.2 Tính các thông số của tác nhân sấy 2. Tính cân vật chất II. Tính cân bằng năng lượng III. Các thông số đặc trưng của thùng quay 1. Tính thời gian sấy 1.1 Tính cường độ sấy 1.2 Tính thời gian sấy 2. Tính kích thước thùng quay 3. Thời gian lưu 4. Kiểm tra tốc độ quay của thùng 5. Kiểm tra vận tốc tác nhân sấy 6. Tính bề dày cách nhiệt của thùng 6.1 Hệ số cách nhiệt từ dòng tác nhân sấy đến thành bên trong của thùng α1 6.2 Hệ số cấp nhiệt từ thành ngoài của thùng sấy đến môi trường xung quanh α2 6.3 Hệ số truyền nhiệt K 6.4 Tính bề mặt truyền nhiệt F 6.5 Tính hiệu số nhiệt trung bình giữa tác nhân sấy và không khí bên ngoài ∆ttb 6.6 Tính lượng nhiệt mất mát ra xung quanh 6.7 Kiểm tra bề dày của thùng 6.8 Tính trở lực qua thùng sấy PHẦN III. TÍNH TOÁN CƠ KHÍ I. Thiết kế bộ phận truyền động 1. Tính công suất thùng quay 2. Chọn tỷ số truyền động 3. Tính bộ truyền bánh răng 3.1 Chọn vật liệu làm bánh răng 3.2 Tính modun sơ bộ 3.3 Kiểm tra sức bền uốn răng 3.4 Tính kích thước chủ yếu của cặp bánh răng II. Chọn kích thước cánh đảo trong thùng PHẦN IV: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ I. Tính Calorifer cấp nhiệt 1. Tính hiệu số trung bình 2. Tính hệ số cấp nhiệt phía không khí ngoài ống α26 2.1 Các thông số của không khí ngoài ống 2.2 Tính hệ số cấp nhiệt α2 3. Tính hệ số cấp nhiệt phía trong ống α1 4. Hệ số truyền nhiệt K 5. Tính diện tích bề mặt truyền nhiệt và kích thước Calorifer II. Tính và chọn Xyclon III. Tính trở lực và chọn quạt 1. Tính trở lực qua thùng sấy 2. Chọn quạt cho hệ thống sấy thùng quay LỜI NÓI ĐẦU
MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU PHẦN 1:TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG SẤY Gioi thiệu phương pháp sấy Cấu trúc hệ thống sấy 2.1 Các phận hệ thống sấy 2.1.1 Buồng sấy 2.1.2 Bộ phận cung cấp nhiệt 2.1.3 Bộ phận thơng gió tải ẩm 2.1.4 Bộ phận cấp vật liệu lấy sản phẩm 2.1.5 Hệ thống đo lường điều khiển 2.2 Các dạng cấu trúc hệ thống sấy 2.2.1 Hệ thống sấy công thức nhỏ 2.2.2 công suất lớn Sơ lược nguyên liệu Qúa trình sấy Phương pháp thực q trình sấy PHẦN 2:TÍNH TỐN THIẾT BỊ CHÍNH I Tính cân vật chất Tính thơng số tác nhân sấy 1.1 Các cơng thức sử dụng 1.2 Tính thơng số tác nhân sấy Tính cân vật chất II Tính cân lượng III Các thông số đặc trưng thùng quay Tính thời gian sấy 1.1 Tính cường độ sấy 1.2Tính thời gian sấy Hệ thống sấy Tính kích thước thùng quay Thời gian lưu Kiểm tra tốc độ quay thùng Kiểm tra vận tốc tác nhân sấy Tính bề dày cách nhiệt thùng 6.1Hệ số cách nhiệt từ dòng tác nhân sấy đến thành bên thùng α1 6.2 Hệ số cấp nhiệt từ thành thùng sấy đến môi trường xung quanh α2 6.3 Hệ số truyền nhiệt K 6.4 Tính bề mặt truyền nhiệt F 6.5 Tính hiệu số nhiệt trung bình tác nhân sấy khơng khí bên ngồi ∆ttb 6.6 Tính lượng nhiệt mát xung quanh 6.7 Kiểm tra bề dày thùng 6.8 Tính trở lực qua thùng sấy PHẦN III TÍNH TỐN CƠ KHÍ I Thiết kế phận truyền động Tính cơng suất thùng quay Chọn tỷ số truyền động Tính truyền bánh 3.1Chọn vật liệu làm bánh 3.2 Tính modun sơ 3.3 Kiểm tra sức bền uốn 3.4 Tính kích thước chủ yếu cặp bánh II Chọn kích thước cánh đảo thùng PHẦN IV: TÍNH TỐN THIẾT BỊ PHỤ I Tính Calorifer cấp nhiệt Tính hiệu số trung bình Tính hệ số cấp nhiệt phía khơng khí ngồi ống α2[6] 2.1Các thơng số khơng khí ngồi ống 2.2 Tính hệ số cấp nhiệt α2 Tính hệ số cấp nhiệt phía ống α1 Hệ số truyền nhiệt K Tính diện tích bề mặt truyền nhiệt kích thước Calorifer II Tính chọn Xyclon III Tính trở lực chọn quạt Tính trở lực qua thùng sấy Chọn quạt cho hệ thống sấy thùng quay LỜI NÓI ĐẦU Sấy trình tách pha lỏng khỏi vật liệu phương pháp nhiệt.Như phơi nắng biện pháp sấy tự nhiên đơn giản dược áp dụng lâu đời đời sống.Tuy nhiên phơi nắng bị nhiều hạn chế chẳng hạn diện tích để phơi khơng đủ rộng cịn phải phụ thuộc vào thời tiết đặc biệt bất lợi trời mưa ngun liệu bị dính nước suất đạt khơng cao.Vì lĩnh vực sản xuất kinh tế ngày phát triển người ta phải áp dụng biện pháp sấy nhân tạo Sự phát triển sấy trải qua thời gian dài hình thành nên học thuyết bao gồm giai đoạn :Lý thuyết sấy, công nghệ sấy, kĩ thuật sấy viện nghiên cứu trường đại học giới nghiên cứu ứng dụng giải vấn đề kĩ thuật sấy vật liệu cho công nghiệp nông nghiệp Trong năm trở lại người ta đưa kĩ thuật sấy nông sản thành sản phẩm khô,không làm tăng thêm thời gian bảo quản mà làm phong phú thêm mặt hàng nông sản như: trái cây, cà phê, tiêu, sữa, bột cá khô, thịt khô……Đối với nước ta có khí hậu nhiệt đới ẩm việc nghiên cứu cơng nghệ sấy để sấy vật liệu có ý nghĩa đặc biệt:kết hợp phơi sấy để tiết kiệm lượng, nghiên cứu công nghệ sấy thiết bị sấy phù hợp với loại nguyên liệu để đạt chất lượng tốt đặc biệt sấy đậu xanh nguyên hạt thành phần để chế biến bột, sữa, ngũ cốc… Do đăc thù đậu xanh sấy phải giữ nguyên màu sắc đặc trưng nên ta dụng thiết bị sấy đặc trưng như: sấy tháp, sấy thùng quay, sấy hầm… Trong đồ án chúng tơi tìm hiểu nghiên cứu phương pháp sấy đậu xanh nguyên hạt thiết bị sấy thùng quay với suất 700kg/h Đây lần tiếp nhận đồ án mơn học q trình thiết bị thiết kế hệ thống sấy mang tính chất tìm hiểu sâu chuyên ngành, kiến thức tài liệu cịn hạn chết nên chúng tơi khơng tránh khỏi sai sót q trình tiến hành làm đồ án mong hội đồng bảo vệ đồ án thông cảm giúp đỡ để chúng tơi hồn thành nhiệm vụ Chúng xin chân thành cảm ơn giúp đỡ bảo tận tình Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu để chúng tơi hồn thành tốt đồ án Vũng tàu ,ngày …tháng…năm 2012 Nhóm sinh viên: Lê Thị Mỹ Vân Lâm Quốc Việt PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG SẤY I Tổng quan hệ thống sấy Gioi thiệu hệ thống sấy Trong công nghiệp hóa chất, thực phẩm q trình tách nước khỏi vật liệu(làm khô vật liệu) quan trọng Tùy theo tính chất độ ẩm vật liệu mà thực phương pháp tách nước khỏi vật liệu sau đây: -Phương pháp học(sử dụng máy ép,lọc,ly tâm…) - Phương pháp hóa lý(dung cali clorous,acid sulfuric để tách nước) -Phương pháp nhiệt(dùng nhiệt dể bốc nước vật liệu) Sấy trình bốc nước khỏi vât liệu nhiệt Nhiêt cung cấp cho vật liệu ẩm dẫn nhiệt, đối lưu,bức xạ lượng điện trường có tần số cao.Mục đích q trình sấy làm giảm khối lượng vật liệu, tăng độ bền bảo quản tốt Trong trình sấy nước cho bay nhiệt độ khuếch tán chênh lệch độ ẩm bề mặt bên vật liệu chênh lệch áp suất riêng phần nước bề mặt vật liệu môi trường xung quanh.Sấy trình khơng ổn định, độ ẩm vật liệu thay đổi theo khơng gian thời gian Qúa trình sấy khảo sát mặt: tĩnh lực học động lực học -Tĩnh lực học xác định mối quan hệ giũa thông số đầu cuối vật liệu sấy tác nhân sấy dựa phương trình cân vật chất –năng lượng, từ xác định thành phần vật liệu, lượng tác nhân sấy nhiệt lượng cần thiết -Trong động lực học khảo sát mối quan hệ biến thiên độ ẩm vật liệu với thời gian thơng số q trình.Ví dụ tính chất cấu trúc vật liệu,các điều kiện thủy động lực học tác nhân sấy thời gian sấy thích hợp Cấu trúc hệ thống sấy 2.1 Các phận hệ thống sấy 2.1.1 Buồng sấy Buồng sấy khơng gian thực q trình sấy khô vật liệu.Đây phận quan trọng hệ thống sấy.Tùy theo phương pháp sấy, loại thiết bị mà buồng sấy có dạng khác II.1.2 Bộ phận cung cấp nhiệt Tùy theo hệ thống sấy khác nhau, phận cấp nhiệt khác nhau.ví dụ: thiết bị sấy xạ, phận cấp nhiệt đơn giản, đèn hồng ngoại,các ống dây điện trở,hay xạ gia nhiệt chất lỏng hay khí đốt Thiết bị sấy đối lưu dùng mơi chất sấy khơng khí,chất tải nhiệt nước phận cấp nhiệt calorifer khí-hơi Nếu chất thải khói phận cấp nhiệt calorifer khí-khói II.1.3 Bộ phận thơng gió tải ẩm Bộ phận có tải ẩm từ vật liệu sấy vào mơi trường Khi sấy xạ việc thơng gió cịn có nhiệm vụ bảo vệ vật sấy khỏi q nhiệt Các thiết bị sấy áp suất khí dùng môi chất đối lưu(tự nhiên hay cưỡng bức) để tải ẩm.Trong thiết bị cần tạo điều kiện thơng gió tốt bề mặt vật liệu để ẩm từ vật mơi chất mang dễ dàng.Khi thơng gió cưỡng phận gồm: quạt gió,các đường ống dẫn gió vào buồng sấy,đường hồi(nếu có), ống khí… II.1.4 Bộ phận cấp vật liệu lấy sản phẩm Bộ phận khác tùy thuộc vào thiết bị sấy.Trong thiết bị sấy buồng hầm vật liệu sấy để khay đặt thành tầng xe gong, xe đẩy vào buồng chứa lấy sản phẩm từ xe goong.Việc đẩy xe vào lấy xe thủ cơng hay khí.Trong thiết bị sấy hầm dùng băng tải, vật liệu đưa vào lấy băng tải.Trong thiết bị sấy phun,vật liệu đưa vào bơm qua vòi phun.Sản phẩm lấy dạng bột hạt vít tải II.1.5 Hệ thống đo lường điều khiển Hệ thống có nhiệm vụ đo nhiệt độ, độ ẩm, độ ẩm tương đối môi chất Sấy vị trí cần thiết t1, φ 1,t2 φ2… đo nhiệt độ khói lị.tự động điều chỉnh nhiệt độ,độ ẩm mơi chất vào thiết bị nhằm trì chế độ sấy theo yêu cầu II.2 Các dạng cấu trúc hệ thống sấy: 2.2.1 Hệ thống sấy công thức nhỏ Hệ thống sấy thường có cấu trúc dạng tủ, đa số kiểu sấy đối lưu,cưỡng bức, số kiểu sấy xạ,sấy điện trường tần số cao.các thiết bị sấy loại thường chể tạo hang loạt điều khiển tự động nhiệt độ mơi chất sấy.Vật liệu thường đựng khay đưa vào buồng sấy thủ công đặt giá đỡ buồng.Loại thiết bị sấy nhiều loại sản phẩm khác 2.2.2 Hệ thống sấy công suất lớn: Hệ thống sấy có cấu trúc đa dạng tùy thuộc vào phương pháp sấy Trong hệ thống cần bố trí hợp lí buồng sấy thiết bị khác như: Bộ phận cấp nhiệt,cấp nước,cấp khói,bộ phận cấp vật liệu lấy sản phẩm 4.sơ lược ngun liệu Đậu xanh, gọi lục đậu, boubour, haricotdore, green bean Tên khoa học: Phaseolus aureus Roxb., Vigna aurea Roxb Thuộc họ đậu Fabaceae (Papilonaceae) Mô tả cây: thảo, mọc đứng, phân nhánh, cao 0,6m , có chét, chét hình trái xoan, ba cạnh, màu lục sẫm, có lông nháp Hoa màu vàng lục, dày đặc, xếp thành chùm nách, nằm ngang hình trụ, có lông nhẵn, có đầu nhọn ngắn Hạt 10–15, phân cách vách, màu lục, bóng - Đậu xanh, với đậu nành, đậu đen, đậu trắng, đậu Hà Lan xếp vào hàng họ đậu Đặc điểm chung chúng chứa nhiều protein (25 –50%) Do rễ họ đậu có nốt sần, vi khuẩn cộng sinh phát triển, có khả lấy Nitơ từ không khí nên cung cấp đủ Nitơ cho mà làm cho đất đai thêm màu mỡ nguồn Nitơ thừa thải - Về mặt cấu tạo, họ đậu thuộc hạt họ hòa thảo Chúng nội nhũ, nội nhũ chúng bị trình hình thành hạt Cấu tạo chủ yếu họ đậu gồm phần: vỏ, tử diệp (lá mầm) phôi (mộng) - - Thành phần hóa học hạt đậu xanh: hạt đậu xanh có trung bình: 13,7% nước 2,4% lipid 4,6% xenluloza 23% protit 52% glucid - Moãi 100g đậu xanh cung cấp cho thể: 329 calo 62,7 mgCa 369,5 mgP 4,75% Fe 0,06mg% caroten 0,71mg% vitB1 0,15mg% vitB2 2,4mg% vitPP 4mg% vitC Đậu xanh trồng khắp nước ta, lấy hạt chủ yếu làm thực phẩm, thường chế biến thành thức ăn Đậu xanh, protid có nhiều glucid, chủ yếu tinh bột, lipid Thành phần protein chứa đầy đủ acid amin không thay Tinh bột đậu xanh có tỷ lệ amyloza tương đối cao (45 – 50%), dùng nhiều để chế biến miến, làm bánh kẹo … - Vấn đề bảo quản đậu xanh nguyên liệu họ đậụ khó, đậu môi trường thích hợp cho loại sâu mọt phá hoại Mặt khác, điều kiện bảo quản không tốt nhiệt độ, độ ẩm cao, đậu bị “sượng” (hóa già) làm giảm chất lượng đậu Muốn bảo quản lâu dài hạt phải có chất lượng ban đầu tốt, không sâu mọt có độ ẩm an toàn Vì vậy, trình phơi, sấy hạt sau thu hoạch có vai trò quan trọng bảo quản, chế biến nâng cao chất lượng hạt - 5.Quy trình sấy đậu xanh Đậu Xanh Thu hoạch Phơi(sấy sơ bộ) Đập, tách hạt Làm Phân gói Sấy loại Làm tra cỡ Kích nguội hạt Đóng Vỏ Tạp chất Đậu thu hoạch từ đồng ruộng, người ta chặt nhặt đậu Khi thu hoạch từ ruộng về, hạt thường có độ ẩm cao trung bình 20 – 25% Đối với đậu xanh thu hoạch vỏ phải phơi, sấy sơ tới độ khô định tách, lấy hạt khỏi vỏ thuận lợi Việc đập tách hạt đậu khỏi làm máy tay Sau tiến hành làm sạch, tách tạp chất hạt cỏ, rác, mảnh, cành lá, đất sỏi, đá, mảnh kim loại… lẫn vào hạt thu hoạch, tách hạt… Có thể tách sàng, rây: tạp chất hữu (cỏ, rác, cành, lá…) lớn hạt nên lớp cùng, lớp hạt, lớp đất, cát, rác vụn nhỏ hạt Sau có khối đậu tiến hành lấy mẫu đo độ ẩm máy đo độ ẩm để xác định độ ẩm ban đầu Tiếp theo, người ta phân loại đậu theo loại 1, 2, 3… theo kích cỡ, dùng sàng với lớp lưới có đường kính lỗ khác Sau phân loại, tiến hành sấy theo loại đậu Sau thời gian sấy phải kiểm tra lại độ ẩm, độ ẩm thành phẩm đạt 14% trình sấy kết thúc Sau sấy, đậu làm nguội tự nhiên có quạt thổi để giảm nóng, tránh dùng không khí có độ ẩm cao để thông gió làm tăng độ ẩm hạt Tiếp theo, khối đậu kiểm tra lại cỡ hạt để loại bỏ hạt lép, hỏng sau sấy Có thể dùng sàng để phân loại hạt Cuối cùng, đậu đóng gói theo yêu cầu thị trường: 50 kg, 25 kg, 10 kg, kg, 1kg Sản phẩm đậu xanh nguyên hạt 6.Phương pháp thực q trình sấy - Muốn bảo quản lương thực chế biến sản phẩm có chất lượng cao, loại hạt cần sấy khô xuống độ ẩm bảo quản chế biến Để thực trình sấy sử dụng nhiều hệ thống sấy buồng sấy, hầm sâùy, tháp sấy, thùng sấy… Mỗi hệ thống có ưu, khuyết điểm phạm vi ứng dụng khác Chế độ sấy có ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm sấy trình trao đổi nhiệt – chất phức tạp làm thay đổi cấu trúc vật lý mà thành phần hóa học nguyên liệu Để sấy đậu xanh nông sản dạng hạt, người ta thường dùng thiết bị sấy tháp sấy thùng quay Ở Đồ án môn học này, em chọn thiết bị sấy thùng quay, thiết bị chuyên dùng để sấy vật liệu dạng hạt, cục nhỏ dùng rộng rãi công nghệ sau thu hoạch Trong thiết bị sấy thùng quay, vật liệu sấy trạng thái xáo trộn trao đổi nhiệt đối lưu với tác nhân sấy Trong trình sấy, hạt đảo trộn mạnh tiếp xúc tốt với tác nhân sấy nên tốc độ sấy nhanh hạt sấy Hệ thống sấy thùng quay làm việc liên tục với suất lớn - Tác nhân sấy sử dụng cho trình sấy không khí nóng khói lò Quá trình sấy đậu xanh hạt dùng làm thức ăn đòi hỏi đảm bảo tính vệ sinh cho sản phẩm, nên em chọn tác nhân sấy không khí, làm nóng caloriphe, nhiệt cung cấp cho khơng khí caloriphe từ q trình ngưng tụ nước bão hòa Nhiệt độ tác nhân sấy chọn phụ thuộc vào chất hạt Có loại hạt sấy nhiệt độ cao giữ tính chất vật lí, sinh lý cơng nghệ, có loại hạt khơng cho sấy nhiệt độ cao Đôi với đậu xanh loại nguyên liệu chứa lượng đạm cao sấy nhiệt độ thấp với nhiệt độ khơng khí từ 40-55°C.Do tơi chọn nhiệt độ đưa vào tác nhân sấy 55°C, chế độ sấy chiều - Quá trình hoạt động hệ thống: Đậu xanh có độ ẩm ban đầu 20% chuyển vào thùng sấy băng tải di chuyển thùng sấy chiều với tác nhân, với độ chứa đầy 18% Thùng sấy hình trụ tròn, đặt nghiêng 1,7o so với mặt phẳng ngang, hệ thống lăn đỡ lăn chặn Tốc độ quay thùng vòng/phút Hệ thống truyền động cho thùng quay gồm bánh vòng lắp vỏ thùng, động truyền động hộp giảm tốc Bên thùng có gắn cánh nâng dọc theo đường sinh thùng để nâng đảo vật liệu, làm tăng diện tích tiếp xúc vật liệu tác nhân sấy, tăng bề mặt trao đổi nhiệt giúp đẩy nhanh trình sấy Ở đầu nhập liệu thùng, cánh nâng bố trí xoắn đóng vai trò cấu hướng dòng cho vật liệu sấy vào thùng Khi thùng quay, hạt mang lên cao tới góc rơi đổ xuống, lúc tác nhân sấy nóng 55oC, quạt hút vận chuyển với vận tốc 2,6 m/s, thổi qua, trao đổi nhiệt ẩm làm khô hạt Nhờ độ nghiêng thùng mà hạt vận chuyển dần phía tháo liệu Thời gian lưu vật liệu thùng sấy 0,8 Kết thúc trình sấy, đậu xanh có độ ẩm 14%, dẫn băng tải, đưa vào hệ thống đóng bao Không khí nóng đưa qua xyclon để lắng bụi thải Hình 1: Một số hệ thống sấy thùng quay Phần 2:tính tốn thiết bị sấy Vật liệu sấy đậu xanh nguyên hạt có thông số sau: Độ ẩm ban đầu vật liệu sấy (theo nguyên liệu ẩm): ω1 = 20% = 0,2 Độ ẩm cuối vật liệu sấy (theo nguyên liệu ẩm): ω2 = 11% = 0,11 Độ xốp khối hạt vật liệu (lấy theo hạt đậu nành): [11] ε = 0,44 Khối lượng riêng hạt vật liệu: [5] r = 1000 1400 kg/m3 Khối lượng riêng thể tích vật liệu: ρ ε =1− v ρv = ρ r (1 − ε ) = 560 ÷ 784 ρr ⇒ Chọn v = 650 kg/m3 Nhiệt dung riêng vật liệu khô: [6] kg/m3 - Giới hạn bền: σB = 600 N/mm2 Giới hạn chảy: σC = 340 N/mm2 Ứng suất uốn cho phép: [σ o ] u = 1,5.σ −1 n K σ với: Giới hạn mỏi: σ-1 = 0,25.(sb + sch) + 50 = 285 (N/mm2) Hệ số an toàn: n = 1,5 – 2,2 choïn n = 1,5 Hệ số tập trung ứng suất chân răng: Kσ = 1,2 – 1,8 (trị số lớn dùng cho bánh thép thường hóa tôi) Kσ = 1,8 [σ o ] u = 1,5.σ −1 = 1,5.285 = 158,35(N / mm ) n K σ 1,5.1,8 Tính mun sơ bộ: 19.10 N K γ m= y [σ ]u ψ m Z n ,mm với: N3 : công suất truyền truyền Đối với truyền bánh trụ hở có hệ số truyền ηbr = 0,93 –0,95 chọn ηbr = 0,93 N thuøng 0,40 N3 = = = 0,43(kW ) η br 0,93 γ : hệ số độ mòn Với độ mòn 20% γ = 1,5 ψm : hệ số chiều dài răng, ψm = 10 – 12 chọn ψm = 12 Z : số o Với bánh nhỏ (chủ động) quay động : Z1 = 17 – 30 Chọn Z1 = 28 o Với bánh lớn: Z2 = i.Z1 = 5.28 = 140 y : hệ số dạng răng, phụ thuộc Z o Bánh nhỏ: y = 0,411 o Bánh lớn: y = 0,488 K : hệ số tải trọng, chọn sơ K = 1,5 (bánh đặt đầu trục) Tính mun theo bánh có tích y.[σ]u nhỏ, bánh vật liệu tích y.[σ]u lấy bánh nhoû: 19.10 6.N K γ m= y[σ ]u ψ m Z n = 19.10 6.0,43.1,5.1,5 = 8,245(mm) 0,411.158,33.12.28.1,5 Chọn mun theo tiêu chuẩn (theo TCVN 1064-71) : m = 10 mm Kiểm nghiệm sức bền uốn răng: σu = 19.10 N K γ ≤ [σ ] u y m b Z n với: b : chiều dài răng, mm b = ψm m =12.10 = 120 (mm) K = Kt.Kđ : hệ số tải trọng o Kt : hệ số tải trọng tập trung Với độ rắn mặt HB < 350 Chọn Kt = o Kđ : hệ số tải trọng động, phụ thuộc vậb tốc tiếp tuyến cấp xác bánh Gọi A: khoảng cách tâm bánh m = (0,01 – 0,02).A choïn m = 0,012A m 10 A= = = 833,33 0,012 0,012 (mm) làm tròn A = 835mm Số bánh nhỏ: 2A 2.835 Z1 = = = 27,78 m (i + 1) 10(6 + 1) Z1 = 28 chọn Z1 = 28 rănglúc đầu hợp lý Xem vận tốc quay thùng vận tốc quay bánh lớn 1vg/ph Vận tốc quay bánh nhoû: nII = i nI = 6.1 = (vg/ph) Vận tốc vòng: 2πAn1 2π 835 v= = = 0,08734 (m / s ) 60.1000(i + 1) 60.1000.( + 1) v < m/s chọn cấp xác bánh = Kđ = 1,2 Hệ số tải trọng: K = Kt Kđ = 1.1,2 =1,2 Độ bền uốn: 19.10 6.N K γ σu = y.m b.Z n = 19.10 6.0,43.1,2.1,5 = 17,75( N / mm ) 0,411.10 120.28.6 σu < [σ]u hệ an toàn uốn Tính kích thước chủ yếu cặp bánh raêng ST T Thông số Ký hiệu Mun Tỷ số truyền Số Đường kính vòng lăn Đường kính vòng đỉnh Đường kính vòng đáy Chiều cao chân Chiều cao đỉnh Chiều cao Công thức tính m (mm) i Z (răng) Bánh dẫn (Bánh nhỏ) 10 28 Bánh bị dẫn (bánh lớn) 140 D (mm) D = Z.m 280 1400 Dñ (mm) Dñ = D + 2m 300 1420 Dc (mm) Dc = D – 2,5m 255 1375 hc (mm) hc = 1,25m 12,5 hñ (mm) hñ = m 10 h (mm) h = hđ + hc 22,5 Khoảng cách tâm bánh 10 D1 + D 2 m (Z + Z ) = A = A (mm) 770 CHỌN KÍCH THƯỚC CÁNH ĐẢO TRONG THÙNG Hình 3: Hình dạng số cánh đảo thùng - Sử dụng cánh nâng có thông số đặc trưng sau: (Bảng 6.1, [8]): Hệ số chứa đầy: β = 18% Góc gấp cánh: ∆ϕ = 140o h = 0,576 DT Fc ; DT2 = 0,122 với: h: chiều cao rơi trung bình hạt vật liệu DT : đường kính thùng Fc : bề mặt chứa vật liệu cánh Fc = 0,122.DT2 = 0,122.1,22 = 0,1757 (m2) Chọn: Chiều rộng cánh: b =155mm Chiều cao cánh: d = 80 mm F 0,1757 l= c = = 0,750(m ) b + d 0,155 + 0,18 Chiều dài cánh: Chiều dày cánh: δ = 5mm Số cánh mặt cắt : cánh Với chiều dài thùng sấy LT = 6,5m ta lắp đoạn cánh dọc theo chiều dài thùng, đầu nhập liệu thùng lắp cánh xoắn để dẫn vật liệu vào thùng, với chiều dài 0,5m - Tỷ lệ chứa đầy vật liệu thùng: F β = cd F1 F1 : tiết diện ngang thùng Ft R α h Fcđ Hình 4: Diện tích phần chứa vật liệu thùng F1 = πD T2 π ,1,2 = = 1,1304(m ) 4 Fcđ : tiết diện chứa đầy Fcñ = β.Ft = 0,18.1,1304 =0,2034 (m2) Do: απR R sin 2α − 180 α π sin 2α 0,2034 ⇒ − = = 0,565 180 0,6 Fcđ = ⇒ α = 55 o Chiều cao chứa đầy vật liệu thùng: h = R – Rcosα =0,255 (m) PHẦN III : THIẾT BỊ PHỤ II Tính Calorifer cấp nhiệt - Calorifer thiết bị truyền nhiệt dùng để gia nhiệt gián tiếp cho không khí sấy Trong kỹ thuật thường dùng hai loại calorifer calorifer khí – calorifer khí – khói Ở ta chọn calorifer khí – hơi, loại thiết bị truyền nhiệt kiểu ống chùm Trong ống nước bão hòa ngưng tụ ống không khí chuyển động Hệ số trao đổi nhiệt nước ngưng lớn nhiều so với hệ số trao đổi nhiệt đối lưu mặt ống với không khí, đó, bên ống phía không khí làm cánh để tăng cường truyền nhiệt Vậy calorifer sử dụng loại ống chùm với ống có cánh Calorifer bố trí nằm ngang Bảng 10: Các thông số tác nhân qua calorifer Tác nhân sấy Không khí Hơi đốt Hơi nước bão hòa ngưng tụ - Nhiệt độ vào t2đ = to Nhiệt độ t2c = t1 Áp suất p Nhiệt độ ngưng tụ T 30oC 55oC at 119,6oC Chọn số kích thước calorifer để sử dụng tính toán: Bảng 11: Một số kích thước calorifer Ống Thông số Đường kính Bề dày ống Đường kính Bước ống ngang dòng lưu chất Ký hiệu d2 δ d1 s1 Đơn vị Giá trị Ghi m m m m 0,016 0,0016 0,0128 0,05 Chọn theo tiêu chuẩn: ống 16 x 1,6 [2] d1 = d2 – 2δ Choïn theo tiêu chuẩn chùm ống có cánh, ([2], trang 75) Bước ống dọc dòng lưu chất ống Cánh Khoảng cách cánh liên tiếp Bề dày cánh Đường kính cánh Hệ số dẫn nhiệt vật liệu làm ống cánh Trường hợp xếp ống so le (ở đỉnh tam giác đều), ([2], trang 75): s2 = 0,866.s1 s2 m 0,0433 tc m 0,005 δc dc m m 0,0005 0,018 dc = d2 + 2h λ W/mK 57 Thép CT20 Chọn dc h c t s1 d2 s2 s1 Hình 5: Các kích thước cánh tròn 1.Tính hiệu số trung bình: - Hiệu số nhiệt độ dòng lưu chất đầu vào calorifer: ∆tđ = T – t2đ = 119,6 –30= 89,6 (oC) ∆tc = T – t2c = 119,6 – 55 = 64,6 (oC) t T t2c Hiệu số nhiệt độ trung bình tác nhân sấy nước cấp nhiệt: ∆t đ