thiết kế hầm sấy khoai mì

Có nhiều loại thiết bị chính: buồng sấy, hầm sấy, thápsấy, thùng quay, … Trong đồ án này, ta sử dụng các loại thiết bị sau: v Sơ lược về nguyên liệu : a Nguyên liệu sử dụng là khoai mì..

PHẦN I:

MỞ ĐẦU

v Đầu đề đồ án :

Tính toán thiết kế máy sấy để sấy khoai mì với năng suất 2 tấn/giờ

Độ ẩm ban đầu:40% (kg ẩm/kg vật liệu ướt)

Độ ẩm cuối: 13% ((kg ẩm/kg vật liệu ướt)

Máy sấy loại hầm sấy

v Sơ lược về phương pháp sấy :

Sấy là quá trình làm bốc hơi nước ra khỏi vật liệu bằng nhiệt Đây là quátrình quan trọng trong công nghiệp hoá học, thực phẩm giúp làm giảm khốilượng vật liệu, tăng độ bền và tăng thời gian bảo quản vật liệu

Có nhiều cách để cung cấp nhiệt cho vật liệu: bằng dẫn nhiệt, đối lưu nhiệt,bức xạ hoặc bằng năng lượng điện trường có tần số cao Trong đồ án này, ta sửdụng phương pháp sấy đối lưu Đây cũng là phương pháp rất thông dụng trongcông nghiệp sấy

Để thực hiện quá trình sấy, người ta sử dụng hệ thống gồm nhiều thiết bịchính và thiết bị phụ Có nhiều loại thiết bị chính: buồng sấy, hầm sấy, thápsấy, thùng quay, … Trong đồ án này, ta sử dụng các loại thiết bị sau:

v Sơ lược về nguyên liệu :

a) Nguyên liệu sử dụng là khoai mì Khoai mì có tên khoa học là ManihotEsculenta (Grantz), là loại cây lương thực phát triển ở các vùng có khí hậunhiệt đới Khoai mì phát nguồn từ lưu vực sông Amazon ở phía nam châu Mỹ.Từ thế kỷ 16, cây khoai mì được trồng ở châu Á, châu Phi và Mỹ La Tinh ỞViệt Nam, khoai mì được trồng từ Bắc vào Nam nhất là ở vùng trung du vàvùng núi Trên thế giới, khoai mì trồng ở 30o vĩ tuyến Bắc cũng như Nam Năngsuất bình quân về khoai mì ở nước ta vào khoảng 8-10 tấn củ/ha Sản phẩm củkhoai mì được sử dụng một phần nhỏ dưới dạng củ tươi, còn lạ được đưa vàochế biến, gồm 2 dạng chính: dạng sơ chế thành khoai mì lát khô, khoai mì dạngviên hoặc tinh chế thành bột

b) Phân loại khoai mì theo hàm lượng độc tố trong khoai mì:

Khoai mì đắng: có hàm lượng HCN lớn hơn 50mg/kg củ, thường có lá 7cánh mũi mác, cây thấp và nhỏ.

Khoai mì ngọt (M.Dulcis): có hàm lượng HCN dưới 50mg/kg, củ thường cólá 5 cánh mũi mác, cây cao và thân to

Khoai mì tươi: chứa một lượng độc tố dạng glucoxit có công thức hóa học là

C10H17O6N gọi là manihotoxin, dưới tác dung của dịch vị chứa acid clohydrichoặc men tiêu hóa, chất này bị phân hủy và giải phóng ra acid cyanhydric làchất độc đối với con người:

C10H17O6N + H2O = C6H12O6(CH3)2O + HCN

Hàm lượng độc tố trong khoai mì trong khoảng 0,001-0,04% chủ yếu tậptrung chủ yếu ở vỏ cùi Khi sử dụng khoai mì bóc vỏ là đã loại được phần lớnđộc tố Liều gây độc cho người lớn là 20mg HCN Liều gây chết người là 1mgHCN/kg thể trọng Khoai mì được sơ chế thành các dạng sắn lát khô, sợi khôhoặc bột khoai mì thì chất độc trong củ khoai mì đã được loại đi rất nhiều.c) Cấu tạo của củ

Cấu tạo củ khoai mì: cấu tạo hình gậy 2 đầu vuốt nhỏ lại (cuống và đuôi)tùy theo giống và điều kiện canh tác, độ màu mỡ của đất mà chiều dài của củdao động khoảng 300-400mm, đường kính củ 40-60mm

Gồm 4 phần chính: vỏ gỗ, vỏ cùi, thịt khoai mì và lõi

- Vỏ gỗ (vỏ lụa): là phần bao ngoài, mỏng, 0,5-3% khối lượng toàn củ,thành phần chủ yếu là xenluloza, không có tinh bột, giữ vai trò bảo vệ củ khỏi

bị tác động từ bên ngoài

- Vỏ cùi: chiếm 8-15% khối lượng toàn củ, thành phần chủ yếu là tinh bột,xenluloza, hemixenluloza Nhựa khoai mì gồm polyphenoltanin, độc tố

- Thịt khoai mì: là thành phần chủ yếu của củ chiếm 77-94% khối lượngtoàn củ, thành phần chủ yếu là tinh bột, xenluloza, protein và một số chất khác

- Lõi: chiếm 0.3-0.4% khối lượng toàn củ ở trung tâm, dọc suốt từ cuốngđến chuôi củ Thành phần chủ yếu là xenluloza Càng sát cuống lõi càng lớn vànhỏ dần ở phía chuôi củ

d) Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng

Củ khoai mì giàu tinh bột với nhiều gluxit khó tiêu nhưng lại nghèo chấtbéo, muối khoáng, vitamin và nhất là nghèo đạm Hàm lượng các acid aminkhông cân đối: thừa arginin nhưng lại thiếu acid amin chứa lưu huỳnh

Trong số các chất dinh dưỡng thì tinh bột có ý nghĩa cao hơn cả Hàmlượng tinh bột nhiều hay ít phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó độ già là mộttrong những yếu tố quan trọng Độ già phụ thuộc vào thời gian thu hoạch Vớigiống khoai mì có thời gian sinh trưởng 1 năm thì trồng vào tháng 2 và thuhoạch từ tháng 9 đến tháng 4 năm sau Đào vào tháng 12 và tháng giêng thìhàm lượng tinh bột cao nhất vì thời gian này khoai mì già nhất

Khoai mì là loại cây trồng có nhiều công dụng trong chế biến công nghiệp,thức ăn gia súc và lương thực, thực phẩm Ở nước ta, củ khoai mì dùng để chế

biến tinh bột, khoai mì lát khô, bột khoai mì hoặc dùng để ăn tươi, tạo hàng loạtsản phẩm công nghiệp: bột ngọt, mì ăn liền, glucose, xiro, phụ gia dược phẩm,kỹ nghệ chất dính (hồ vải, dán gỗ), rượu cồn, bánh kẹo, mạch nha, phụ gia thựcphẩm, …

v Yêu cầu sản phẩm

Màu sắc: trắng đều, không có lốm đốm, nâu đen trên bề mặt

Độ ẩm không quá 15%, bẻ thấy giòn, lát vỡ ra dễ dàng có tiếng kêu

Tạp chất sạch không lẫn sỏi, rác, đất, rễ, cuống, …

v Thuyết minh:

• Nguyên liệu:

Nguyên liệu khoai mì được xếp lên các khay Các khay này lần lượt đượcxếp vào xe goòng Vì có bộ phận tời kéo nên việc vận chuyển xe goòng vàohầm sẽ thuận tiện và dễ dàng hơn Sau khi các xe goòng vào trong hầm sấy,cửa hầm được đóng lại, tác nhân sấy được đưa vào hầm và quá trình sấy bắtđầu Sau mỗi 30 phút, mở cửa vào và cửa ra của hầm sấy, dùng tời kéo kéomột xe goòng ra khỏi hầm đồng thời đẩy một xe goòng mới vào hầm Cứ nhưvậy sau 8 tiếng ta sấy xong 1 mẻ với năng suất 2tấn khoai mì/giờ

• Tác nhân sấy:

Tác nhân sấy sử dụng ở đây là không khí Không khí bên ngoài được đưavào caloriphe nhờ quạt đẩy Tại caloriphe, không khí được đốt nóng đến nhiệtđộ cần thiết (caloriphe dùng chất tải nhiệt là hơi nước) Sau đó không khí đượcdẫn vào hầm sấy Nhiệt độ không khí tại đầu hầm sấy phải đượcø chọn sao chophù hợp với vât liệu đem sấy (phải nhỏ hơn nhiệt độ cao nhất mà vật liệu cóthể chịu được) Trong hầm sấy, không khí nóng đi xuyên qua các lỗ lưới củakhay đựng vật liệu và tiếp xúc đều với vật liệu sấy Aåm của vật liệu sẽ bốc hơinhờ nhiệt của dòng khí nóng trên Quạt hút được đặt cuối hầm sấy để hút tácnhân sấy ra khỏi hầm và đưa ra ngoài

SVTH : TRẦN THỊ THU HƯƠNG Trang 6

Hình 1: Quy trình công nghệ

1- Quạt đẩy – 2- Caloriphe – 3- Hầm sấy - 4- Quạt hút

Phần 3:

TÍNH TOÁN

TÍNH THIẾT BỊ CHÍNH.

I CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU:

1) Vật liệu sấy:

Bảng 1: Các thônh số vật liệu sấy

Nhiệt độ khoai mì vào hầm θ1=27oC

Nhiệt độ khoai mì ra khỏi hầm θ2= 40oC

Khối lượng riêng chuối khô ρo =1400 (kg/m3)

Nhiệt dung riêng chuối khô CVLK = 1,46 (kJ/kg.K)

Độ ẩm ban đầu u’1 = 40% (kg ẩm/kg vật liệu ướt

Độ ẩm sau khi sấy u’2 =13% (kg ẩm/kg vật liệu ướt)

Đường kính lát khoai mì d = 50mm = 0.05m

2) Tác nhân sấy:

Tác nhân sấy là không khí Các thông số ứng với các trạng thái của không khítrong quá trình sấy là:

• Trạng thái A: trước khi vào caloriphe

Nhiệt độ to = 27oC, độ ẩm tương đối ϕo = 82% Tra trên đồ thị không khí ẩmhoặc dùng công thức để tính các thông số còn lại Ở đây ta chọn cách dùngcông thức để tính:

Aùp suất hơi bão hoà ở trạnh thái A:

42 , 4026

với áp suất khí trờiϕο = 0,82

Suy ra hàm ẩm xo = 0,0184 (kg ẩm/kg kkk)

Aùp suất hơi riêng phần :

= 0,82.0,0355 = 0,0291 (bar) = 22 (mmHg)

Công thức tính entanpy không khí

H = Cpk..t + x(r + Cpa.t) = 1,004t + x(2500 + 1,842t) [(2.25),3]Từ [(2.25),3] tính được Ho = 74 (kJ/kgkkk) = 17,7 (kcal/kgkkk)

• Trạng thái B: trước khi vào hầm sấy:

Chọn nhiệt độ tác nhân sấy trước khi vào hầm sấy t1 = 100oC, x1 = xo = 0,0184(kg ẩm/kg kkk)

Thế vào [(2.31),3], tính được Pb1 = 0,998 (bar)

Thế vào [(2.19),3], tính đượcϕ1 = 3%

Từ [(2.25),3], ta tính được H1 = 149 (kJ/kgkkk) = 35,64 (kcal/kgkkk)

Tra trên đồ thị không khí ẩm, xác định được nhiệt độ bầu ướt tư= 38,5oC

• Trạng thái C: sau khi ra khỏi hầm sấy:

Chọn nhiệt độ không khí sau khi ra khỏi hầm sấy t2 = 45oC

Và H2 = H1 = 149(kJ/kgkkk)

Thế vào [(2.31),3], tính được Pb2 = 0,0949 (bar)

Công thức tính hàm ẩm được rút ra từ [(2.25),3]

x =

t 842 , 1 2500

t 004 , 1 H

Bảng 2: Bảng tóm tắt

Trạng thái không khíCác thông số

ΙΙ TÍNH THỜI GIAN SẤY:

Chọn vận tốc tác nhân sấy wk = 3 m/s

Hệ số trao đổi ẩm:

= 0,0229 + 0,0174.3 = 0,0751 (kg/m2.h.mmHg)Cường độ sấy:

Jm =αP ∆P [(3.60),2]

2 1

2 1

P

P ln

P P

với : P1 =Pb −P1

2 b

P = 52,735-22 = 30,735 (mmHg)

P2 = 52,735-22 = 6,735 (mmHg)

P = 24, 55 0, 43 15, 809( ).

24,55 ln

với: f: bề mặt riêng khối lượng của vật liệu

ρ ο = 1400kg/m3: khối lượng riêng của khoai mì

RV =

F

V0 : kích thước đặc trưng của vật liệu sấy

V0 : thể tích lát khoai mì (m3)

F : bề mặt lát khoai mì (m2)

d : đường kính lát khoai mì (m)

RV =

2

3 2

2 4

d h d dh

π

π +π = − (m3/m2)

Từ [ (5.63),2], N = 100.1,187 1 3

21, 591 1400.3, 927.10− = (%/h)

Độ ẩm của vật liệu tính theo vật liệu khô:

§ Độ ẩm ban đầu: uo = ' 40 66,67%

100 ' 100 40

o o

Độ ẩm cân bằng của chuối u* = 10% [1]

Độ ẩm tới hạn : uth = +

8 1

Thời gian sấy giảm tốc:

u u

u u ln N

u u

2

th th

Bỏ qua giai đoạn đốt nóng vật liệu (vì rất ngắn), ta tính được thới gian sấy:

A : là hệ số dự trữ có giá trị từ 1,5 ÷2 Ở đây ta chọn A = 1,8

τ = 1,8.(0,909 + 3,456) = 8 (h)

ΙΙΙ TÍNH THIẾT BỊ CHÍNH :

A- Cân bằng vật chất:

Năng suất tính theo nguyên liệu vào:

u

Năng suất nguyên liệu cho 1 mẻ:

Chọn kích thước xe goòng:

o Chiều cao toàn bộ của xe: h x = 2,4m Chiều cao làm việc của xe: h1 =2,2m

o Chiều dài xe: lx = 2m

o Chiều rộng xe: bx = 1,5m

Tính số khay trong mỗi xe goòng:

o Khoảng cách giữa 2 tầng khay: h2 = 0,09m

o Số tầng khay trong 1 xe:

n = 1 2

2, 224

0, 09

h

h = = (tầng khay)

o Số khay trong 1 tầng: m = 2 khay

o Số khay trong 1 xe goòng: s = m.n = 2.24 = 48 khay

Mỗi khay chứa 20 kg khoai mì Lượng khoai mì trên mỗi xe goòng:

Tính khối lượng xe goòng:

• Khối lượng khung xe:

Cần 6 thanh đứng 2,2m, 4 thanh ngang 2m, 4 thanh dọc 1,5m Các thanh làmbằng thép vuông CT3 có kích thước 30x30x1,5mm

Tiết diện cắt ngang của 1 thanh:

(0,03.0,03) – (0,0285.0,0285) = 8,775.10-5 (m2)

Thể tích thép CT3 cần dùng làm khung xe:

8,775.10-5.(6.2,2 + 4.2 + 4.1,5) = 2,3868.10-3 (m3)

Khối lượng riêng thép CT3: ρCT3 = 7,85.103 kg/m3

Khối lượng khung xe:

7,85.103.2,3868.10-3 = 18,74 (kg)

• Khối lượng bánh xe goòng:

Bánh xe goòng có đường kính 70 mm, nặng 2kg/bánh.

Mỗi bánh cần 2 ổ bi (0,5kg/ổ) và 1 miếng cao su chịu va đập (0,02kg/miếng).Khối lượng bánh xe goòng:

2 + 2 0,5 + 0,02 = 3,02 (kg)

• Khối lượng khay:

Khung khay làm bằng thép vuông CT3 kích thước 15x15x2mm

Tiết diện ngang khung khay:

(0,015.0,015) – (0,013.0,013) = 5,6.10-5 (m2)

Khung có 2 thanh dài 1,5m; 2 thanh ngang 1m

Thể tích thép CT3 cần cho 1 khay:

Trần hầm sấy có lớp bê tông thường dàyδ3 =0,4m

Chiều cao phủ bì của hầm:

H = Hh +δ3 = 2,45 + 0,4 = 2,85 (m) [8]

CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG

Cân bằng nhiệt cho toàn thiết bị:

LHo + Qc + GVLCVLθ1 + WC H2Oθ1 + GVCCVCt1 + qb = LH2 + GVLCVLθ2 + GVCCVCt2 + Qm

Qc = L(H2– Ho ) + GVLCVL(θ2 −θ1) + GVCCVC(t2– t1) + Qm- WCH2Oθ1- Qbvới: Qc : Nhiệt cung cấp bởi caloriphe, (J)

GVL, GVC : Khối lượng vật liệu sấy và khối lượng thiết bị chuyền tảiC

CVL, CVC : Nhiệt dung riêng của vật liệu sấy và của thiết bị chuyền tải (J/kg.độ)

θ1,θ2 : Nhiệt độ vật liệu sấy trước và sau khi sấy, (oC)

Qb : Nhiệt lượng cung cấp thêm tại hầm sấy, (J)

Qm : Nhiệt tổn thất ra môi trường, (J)

CH2O : Nhiệt dung riêng của nước, (J/kg.độ)

Xét trên 1kg ẩm:

CVL : nhiệt dung riêng của chuối sau khi ra khỏi hầm sấy (J/kg.độ)

CVLK : nhiệt dung riêng của chuối khô, CVLK = 1,88 kJ/kg.độ

CH2O : nhiệt dung riêng của nước, CH2O = 4,18 kJ/kg.độ

Từ (17), ta có : CVL = 1,88.(1-0,13) + 4,18.0,13 = 2,179 (kJ/kg.độ)

Từ (16), ta có : qVL = 2000.2,179.(45 27) 62,949

900

− = (kJ/kg ẩm)

2) Nhiệt tổn thất do thiết bị chuyền tải:

Ø Nhiệt tổn thất do xe goòng mang đi:

Xe goòng làm bằng thép CT3, khối lượng 1 xe Gx = 350kg, nhiệt dung riêngcủa thép CCT3 = 0,5 kJ/kg.độ

Nhiệt độ của xe khi vào hầm sấy: tx1 = 27oC

Nhiệt độ của xe khi ra khỏi hầm sấy: tx2 = 45oC.

Số xe trong hầm sấy: nx = 17 xe

Nhiệt tổn thất do xe goòng mang đi:

qx =

τ

− W

n t t C

G'x CT3( 2 1) x =350.0, 5.(45 27).17 7,553

900.8

Ø Nhiệt tổn thất do khay sấy:

Khối lượng mỗi khay : Gk = 6,852kg, nhiệt dung riêng Ck = 0,5kJ/kg.độNhiệt độ của khay lúc vào hầm sấy: tk1 = 27oC

Nhiệt độ của khay khi ra khỏi hầm sấy: tk2 = 45oC

Nhiệt tổn thất do khay sấy:

3) Nhiệt tổn thất ra môi trường q m :

Nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh bao gồm:

o Nhiệt tổn thất qua tường: qt

o Nhiệt tổn thất qua trần hầm sấy: qtr

o Nhiệt tổn thất qua nền: qn

o Nhiệt tổn thất qua cửa: qc

o Nhiệt tổn thất do mở cửa: qmc

o Nhiệt tổn thất động học: qđh

Như vậy:

qm = qt + qtr + qn + qc + qmc + qđh [8]

3.1) Tính nhiệt tổn thất qua tường:

Giả thiết nhiệt độ của tác nhân sấy thay đổi theo không gian, không thay đổitheo thời gian, tức là truyền nhiệt biến nhiệt ổn định

Hệ số truyền nhiệt Kt :

với: α1 : hệ số cấp nhiệt từ tác nhân sấy đến tường nhám (W/m2.độ)

α2 : hệ số cấp nhiệt từ mặt ngoài tường hầm sấy ra môi trường (W/m2.độ)

δ1,δ2 : bề dày lớp gạch và lớp hồ vữa (m)

λ1,λ2 : hệ số dẫn nhiệt của gạch, lớp vữa trát tường

λ1 = 0,75 W/mK,λ2= 1 W/mK

v Tính hệ số cấp nhiệtα1 :

α1 = A.( α’1+α’’1) [8]với: A : hệ số phụ thuộc chế độ chuển động của không khí Khi chế độ chảy

xoáy và tường nhám thì A = 1,2 ÷1,3; chọn A = 1,2

α’1 : hệ số cấp nhiệt của không khí nóng chuyển động cưỡng bức

(W/m2.độ)

α’’1 : hệ số cấp nhiệt do đối lưu tự nhiên (W/m2.độ)

α’1 =

h L

với: λT : hệ số dẫn nhiệt của tác nhân sấy ở nhiệt độ trung bình

ttb = (t1 + t2)/2 = 72,5oC làλT = 0,0299 W/mđộ

Lh : chiều dài hầm sấy, Lh = 35m

Nu’1: chuẩn số Nusselt

Đối với không khí ta có công thức sau:

wk = 3 m/s : tốc độ tác nhân sấy

ρT = 1,02175 kg/m3 : khối lượng riêng tác nhân sấy ở ttb = 72,5oC

µΤ = 2,07.10−5 Ns/m2 : độ nhớt của tác nhân sấy tra ở ttb = 72,5oC

ε, m là các hệ số phụ thuộc vào tích số (Gr.Pr)

Chuẩn số Grashof:

Gr =

tb 3

2 3

h T

T gH

Τ

Τ

µ

với: g : gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2

Ttb : nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy (K)

tT1 : nhiệt độ bề mặt tường phía tiếp xúc với tác nhân sấy, ở đây chọn tT1 = 72,18oC.

T : hiệu số nhiệt độ giữa nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy với

nhiệt độ bề mặt tường phía tiếp xúc với tác nhân sấy (K)

+Chuẩn số Prandtl theo ttb = 72,5oC của tác nhân sấy: Pr = 0,685 [6]

v Tính hệ số cấp nhiệtα2 :

Nhiệt cấp từ bề mặt của tường hầm sấy ra môi trường xung quanh gồm cấpnhiệt do đối lưu tự nhiên và do bức xạ

với:α’2 : hệ số cấp nhiệt do không khí đối lưu tự nhiên (W/m2độ)

α’’2 : hệ số cấp nhiệt do bức xạ nhiệt từ mặt tường ngoài của hầm sấy ramôi

trường xung quanh (W/m2độ)

Tínhα’2 :

α’2 = 1,98.4

2

với t2: hiệu số nhiệt độ giữa bề mặt tường và không khí xung quanh

tT2 : nhiệt độ bề mặt tường phía tiếp xúc với không khí xung quanh

chọn tT2 = 29oC

txq : nhiệt độ không khí xung quanh, chọn txq = 27oC

2

t = tT2– txq = 29 – 27 = 2oC

α’2 = 1,98.4 2 = 2,3546(W/m2độ).

Tínhα’’2 :

α’’2 =

o 2 T

4 t

4 2 T 2 1

T T

100

T 100

T C

Kiểm tra lại giả thiết về nhiệt độ:

o So sánh nhiệt tải riêng q1và q2 :

1 2 1

13,3 13,872.100% 4,62% 5%

với tk : nhiệt độ không khí trong phân xưởng, tk = 27oC

ttb : nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy trong hầm, ttb = 72,5oC

t’T 2 =

2

α

− + t( tb k)

29

T T T

t

Như vậy các giả thiết ban đầu về nhiệt độ có thể chấp nhận được

Nhiệt tổn thất qua tường:

W

3600 F

K

t . ttb.

với :Kt : hệ số truyền nhiệt, W/m2độ

W : lượng ẩm bốc hơi trong hầm sấy, kg ẩm/h

Ft : bề mặt 2 tường hầm sấy, m2

c đ

t

t ln

ln 18

qt = 2,1158.171, 5.39, 283.3600

57016, 87

3.2) Tính nhiệt tổn thất qua trần hầm sấy:

Quá trình cấp nhiệt qua trần được tính toán giống như cấp nhiệt qua tường, chỉkhác ở đây là tường nằm ngang

v Tính hệ số cấp nhiệtα1 :

Như công thức (20), ta có:

α1 = A.( α’1+α’’1)

α’1 = 1,26 giống trong trường hợp tính toán với tường

Tínhα’’1 cần giảm đi 30% so với trường hợp tính tóan với tường

B

Nu h

1 ,

Nu’’1 = ε.(Gr.Pr) m [8]

ε, m là các hệ số phụ thuộc vào tích số (Gr.Pr)

Chuẩn số Grashof:

Gr =

tb 3

2 3

h T

T gH

tTR1 : nhiệt độ của trần phía tiếp xúc với tác nhân sấy, chọn tTR1 = 72,1 o C.

tm : nhiệt độ màng

+

Pr = 0,685 Gr.Pr = 1,3417.1013chọnε = 0,135 và m = 1/3

v Tính hệ số cấp nhiệtα2 :

Hệ số cấp nhiệt do đối lưu tự nhiên được tính thep công thức:

α’2 = 2,5 4 t 1 3

2 , = 3,25 4

2

t [8]với t2: hiệu số nhiệt độ giữa bề mặt ngoài trần và không khí xung quanh

4 t

4 2 TR 2 1

T T

100

T 100

T C

Trần hầm sấy gồm 1 lớp betông thường dàyδ1’=0,4m

Hệ số truyền nhiệt qua trần :

0,18% 5%

72,1

TR TR TR

4, 65% 5%

31

TR TR TR

t

Như vậy, các giả thiết về nhiệt độ đều thoả

Nhiệt tổn thất qua trần:

qtr =

W

3600 t

F

Ktr. tr. tb.

[8]với : Ftr là diện tích bề mặt trần hầm sấy

Ftr = Lh.Bh = 35.1,6 = 56 (m2)

: ttb= 39,283oC được tính theo (33)

qtr = 0, 6053.56.39, 283.3600 5326, 272

3.3) Nhiệt tổn thất qua nền:

Công thức thực nghiệm tính nhiệt tổn thất qua nền:

Hầm sấy gồm 2 cửa vào và ra, mỗi cửa gồm 3 lớp:

o 2 lớp phía ngoài của cửa làm bằng thép có bề dàyσ1 =σ3 = 2mm, hệ sốdẫn nhiệtλthép = 0,5 W/mK

o 1 lớp ở giữa làm bằng bông thủy tinh để cách nhiệt, bề dàyσ2 = 70mm,hệ số dẫn nhiệtλb = 0,035 W/mđộ

Chọn nhiệt độ cửa phía tiếp xúc với tác nhân sấy: tc1 = tT1 = 72,2oC

Nhiệt độ cửa phía tiếp xúc với không khí xung quanh: tc2 = tT2 = 29oC

Hệ số truyền nhiệt qua cửa:

Kc =

2

2 1

σ + λ

σ + α

1 2

b thép

.

[8]α1,α2 lấy bằng giá trị hệ số cấp nhiệt trong trường hợp tính toán với tường