tính toán thiết bị sấy muối bằng phương pháp sấy thùng quay

PHẨN : TÍNH TỐN THIẾT BỊ SẤY Vật liệu sấy muối có thơng số sau: • • • • • • • Độ ẩm ban đầu vật liệu sấy là( theo vật liệu ẩm): ω1 = 6% = 0,06 Độ ẩm cuối vật liệu sấy (nt) : ω2 = 0.2% = 0.002 Khối lượng riêng r =2350 kg/m3 Khối lượng riêng xốp( thể tích) v =1020 kg/m3 Nhiệt dung riêng vật liệu khơ Cvl = 0.712 kJ/kg.K Đường kính hạt d =[ 0.2-0.9 mm (60%), < 0.2 mm (20%), 1- mm (20%)] Dtb = 0.5 mm Năng suất theo sản phẩm G2 = 2000 kg/h I TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT CÁC THÔNG SỐ CỦA TÁC NHÂN SẤY Dùng tác nhân sấy khơng khí Nhiệt độ đầu t0 = 300C , ϕ = 70% ( thông số lấy từ nhiệt độ trung bình Phan Thiết – Bình Thuận) Nhiệt độ vào thiết bị gia nhiệt t1 = 2000 C, Nhiệt độ thiết bị sấy t2 = 900C Tính thơng số tác nhân Trạng thái khơng khí ngồi trời, biểu diễn điểm A có (to, o) Từ thơng số ta tra giản đồ I-x để tìm thơng số cần thiết tính tốn - Phân áp suất bão hịa nước khơng khí ầm theo nhiệt độ:  4026, 42 pbo = exp 12 − 235,5 + to  - Độ chứa ẩm xo = 0,622  4026, 42   = 0,0422 ,bar ÷ = exp 12 − 235,5 + 30 ÷    ϕo pbo 0,7.0,0422 = 0,622 = 0,0193 ,kg ẩm/kg kkk B − ϕo pbo 0,981 − 0,7.0,0422 Entanpi H0 = (1000 + 1,97.103.x0).t0 +2493 103 x0 =(1000 + 1,97.103.0.0193).30 +2493 103.0.0193 = 79.25 ,kJ/kg kkk Khơng khí đưa vào thiết bị gia nhiệt đốt nóng đẳng áp ((x1 = xo) đến trạng thái B (x1, t1) Điềm B : t1 = 55oC x1 = xo = 0,0194 (kg/kgkk) Vì nhiệt độ sấy lớn hon 1000C nên Pb1 =P Nên độ chứa ẩm x1 = 0,622 ϕ1 − ϕ1 ϕ1 = ⇒ = x1 (0,622 + x1 ) 0,0193 = 0.03 (0,622 + 0,0193) Entanpi H1 = (1000 + 1,97.103.x1).t1 +2493 103 x1 =(1000 + 1,97.103.0.0193).200 +2493 103.0.0193 = 255.72 ,kJ/kg kkk khơng khí trạng thái B đưa vào thiết bị sấy thực trình sấy lý thuyết (H1 = H2) trạng thái ổn định đấu thiết bị sấy t2 = 900C với H1 = H2= 255.72 ,kJ/kg kkk  4026, 42 pb2 = exp 12 − 235,5 + t2   4026, 42   = 0,6908 , bar ÷ = exp 12 − 235,5 + 90 ÷    H2 = (1000 + 1,97.103.x2).t2 +2493 103 x2 ⇒ x2 = ϕ2 = H − 1,004.t2 255.72 − 1,000.90 = = 0,0624 ,kg ẩm/kg kkk 2500 + 1,842.t2 2493 + 1,79.90 x2 B 0,0624.0,981 = = 0,129 pb2 (0,622 + x2 ) 0,6908.(0,622 + 0,0624) Bảng trạng thái tác nhân sấy trình sấy lý thuyết Đại lượng Trạng thái không Trạng thái không khí Trạng thái không khí khí ban đầu (A) vào thiết bị sấy (B) khỏi thiết bị sấy (C) t (oC)  (đơn vị) x (kg/kgkk) H (kJ/kgkk) 30 0,7 0,0193 79,25 200 0,03 0,0193 255,72 90 0,129 0,0624 255,72 TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT - Năng suất thiết bị tính thoe nhập liệu: G1 = G2 - − ω2 − 0,002 = 2000 = 2123, − ω1 − 0,06 kg/h Lượng ẩm cần tách: W = G1 – G2 = 2123,4 – 2000 =123,4 kg/h - L= W 123, = = 2863,11 x2 − x1 0,0624 − 0,0193 - l= Lượng tác nhân khô cần thiết: kg/h Lượng tác nhân tiêu hao riêng: L 1 = = = 23.20 W x2 − x1 0,0624 − 0,0193 kgkk/kg aåm TÍNH CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG Ta sấy theo phương pháp ngược chiều để trình truyền nhiệt tốt nhiệt dộ mà ta chọn sấy cịn thấp so với nhiệt độ nóng chảy muối Do trình sấy nhiều yếu tố mà ta bị lượng nhiệt ta có loại nhiệt sau Q trình sấy khơng có bổ sung nhiệt lượng, QBS = Thiết bị sấy thùng quay khơng có thiết bị chuyển tải, QCT = - Nhiệt lượng đưa vào thiết bị sấy gồm:  - Nhiệt lượng tác nhân sấy nhận carorife L(I1 – Io)  Nhiệt lượng vật liệu sấy mang vào: [(G1 - W)Cv1 + WCa].tv1 Nhiệt lượng đưa khỏi thiết bị sấy gồm:  Nhiệt lượng tác nhân sấy mang đi: L(I2 – Io)  Nhiệt lượng thất thoát cấu bao che: Qm  Nhiệt lượng vật liệu mang ra: G2.Cv2.tV2 Với o tv1 nhiệt độ ban đầu vật liệu sấy lấy nhiệt độ môi trường: tv1 = to = 30oC o tv2 : nhiệt độ cuối vật liệu sấy lấy bằng: tv2 = t1 – (5 10oC) = 200 –10= 190oC o Cv1 = Cv2 = Cv.nhiệt dung riêng vật liệu sấy lấy ω2: Cv = Cvk(1-ω2) + Ca.ω2 ,kJ/kgoK ä Ca: nhiệt dung riêng ẩm Với ẩm nước Ca = Cn = 4,18 kJ/kg.K ⇒ Cv = Cvk(1-ω2) + Ca.ω2 = 0,712.(1 - 0,002) + 4,18.0,002 - = 0,719 (kJ/kgoK) Cân nhiệt lượng cho trình sấy: L(H2 –H1) + [(G1 - W)Cv1 + WCa].tv1 = L(H2 – Ho) + Qm + G2.Cv2.tV2 Đặt: Qv = G2Cv(tv2 – tv1) : tổn thất nhiệt vật liệu sấy mang Mặt khác: G2 = G1 – W - Cv1 = Cv2 = Cv Nhiệt lượng tiêu hao cho trình sấy thực: - Q = L(H1 – Ho) = L(H2 – Ho) + Qm+ Qv - WCatv1 Nhiệt lượng tiêu hao riêng ( kg lượng ẩm) q = l(H1 –Ho) = l(H2 – Ho) + qBC + qv – Catv1 đó: qm = Qm W ;  Q G C (t − t ) qv = v = v v v W W Tổn thất vật liệu sấy: Qv = G2Cv(tv2 – tv1) =2000.0,719.(190– 30) =230080 (kJ/h) qv =  Qv 230080 = = 1864.51 (kJ/kg aåm) W 123.4 Nhiệt vật liệu ẩm đưa vào WCatv1 = 123.4.4,18.(30 +273)= 156291,036 (kJ/h) Ca.tv1 = 4,18.(30 + 273)=1266.54 (kJ/kg aåm)  Tổn thất cấu bao che: Qm = (0,03  0,05).Qhi [14] Qhi : nhiệt hữu ích nhiệt làm bay lượng ẩm : Qhi = W.[rtv1 + Ca(t2 – tv1)] Với: [8] o rtv1 :ẩn nhiệt hóa nước , rtv1 = 2500 kJ/kg o Ca nhiệt dung riêng ẩm: Ca = Cpa = 1,9kJ/kg.K ⇒ ⇒ Qhi = 123,4.[2500 + 1,9.(90– 30)] = 322567,6 kJ/h Qm = 0,05.Qhi = 0,05 322567,6 = 16128,38 kJ/h qm = Qm 16128,38 = = 130,7 kJ/kg aåm W 123, - Đặt ∆ = Catv1 – qBC – qv :nhiệt lượng bổ sung cho trình sấy thực đặc trưng cho khác biet sấy lý thuyết sấy thực  Với trình sấy lý thuyết: ∆ = Nhiệt lượng tiêu hao cho trình sấy lý thuyết Q = L(H2 – Ho) = 2863,11.(255,72 – 79,25) = 505281.653 kJ/h q = l(H2 –Ho) = 23,20.(255,72 – 79,25) = 4094,104 (kJ/kg ẩm)  ∆ Với trình sấy thực tế: ∆ ≠ = Catv1 – qBC – qv =1266,54 -1864,51- 130,7= -728,67(kJ/kg aåm) ∆ < ⇒ Catv1 < qBC + qv ⇒ H2 < H1 ⇒ trạng thái tác nhân sấy đường H2 nằm đường sấy lý thuyết điều xảy có tổn thất nhiệt q trình sấy Từ ta xác dịnh tính chất cùa tác nhân sấy khỏi thiết bị: I2 =Ií + ∆ l Vì l chưa biết nên ta xác định x2 thông qua cân nhiệt : x2 = = = C pk (t1 − t2 ) + xo (ií − ∆ ) (i2 − ∆ ) C pk (t1 − t2 ) + xo [(r + C pa t1 ) − ∆] [(r + C pa t2 ) − ∆] 1,000(200 − 90) + 0,0194.[(2500 + 1,9.200) − ( −728,67)] = 0,0529 [(2500 + 1,9.90) − (−728,67)] H2 = (1000 + 1,97.103.x2).t2 +2493 103 x2 =(1000+1,97.103.0,0529).90+2493 103.0,0529 = 231,259 kJ/kg kkk  4026, 42 pb2 = exp 12 − 235,5 + t2  ϕ2 =  4026, 42   = 0.6908 bar ÷ = exp 12 − 235,5 + 90 ÷    x2 B 0,0529.0,981 = = 0,111 pb2 (0,622 + x2 ) 0,6908.(0,622 + 0,0529) Bảng 3:trạng thái tác nhân q trình sấy thực: Đại lượng t (oC)  (đơn vị) x (kg/kgkk) H (kJ/kgkk) Trạng thái không khí ban đầu (A) 27 0,7 0,0193 79,25 Trạng thái không khí vào thiết bị sấy (B) 200 0,03 0,0193 255,72 Trạng thái không khí khỏi thiết bị sấy (C’) 90 0,111 0,0529 231,259 - L= Đồ thị biểu diễn q trình sấy Lượng tác nhân khơ cần thiết W 123, = = 3672,62 x2 − x1 0,0529 − 0,0193 kg/h Lượng nhiệt tiêu hao riêng: l= L 1 = = = 29,76 kg/kg aåm W x2 − x1 0,0529 − 0,0193 - Q Lượng nhiệt cần cung cấp cho trình sấy thực: = L(H2 –Ho) + Qm + Qv - WCatv1 = 3672,62.(231,259-79,25) + 728,67 =559000 Lượng nhiệt cung cấp riêng: q= kJ/h Q = 4530 kJ/kg aåm W - Hiệu suất sấy: η= Qhi qhi 2614 = = = 0.577 Q q 4530 TÍNH THỜI GIAN SẤY Tính cường độ sấy - Nhiệt độ trung bình tác nhân sấy thiết bị: tk = t1 + t2 200 + 90 = = 145 oC 2 - ϕk = Độ ẩm trung bình tác nhân sấy thiết bị sấy: ϕ1 + ϕ2 0,03 + 0,111 = = 0,0705 2 - Phân áp suất bão hòa nước tác nhân sấy: 4026, 42  4026, 42    pb = exp 12 − ÷ = exp  12 − 235,5 + 145 ÷ = 0,59216 bar 235,5 + t     - Khối lượng riêng tác nhân: ρoTo  0,378.ϕ pb  1− ÷ T  B   1, 293.273  0,378.0,0705.0,59216  = 1 − ÷ = 0,8309kg / m (145 + 273)  0,981  ρk = Thời gian sấy: τ= ρ v β (W1 − W2 ) A[200 − (W1 + W2 )] Với β hệ số chứa đầy ,đối với thiết bị sấy ta chon thiết bị có cánh nâng sấy ngược chiều ,ta chọn β =0,18 % Cường độ bay A= 7,2 kg/m3h (sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất tập 2) ⇒ τ= ρ v β (W1 − W2 ) 2.1020.0,18.(6 − 0, 2) = = 1,5263 h A[200 − (W1 + W2 )] 7, 2.[200 − (6 + 0, 2)] Ta lấy thời gian sấy với thời gian lưu vật liệu thiết bị τ=τ1 TÍNH THIẾT BỊ CHÍNH - Thể tích thùng sấy: VT = W 123, = = 17,14 (m3) A 7, - Chọn đường kính thường theo tiêu chuẩn: DT = 1,6 m Chiều dài thùng: LT = 4VT 4.17,14 = = 8,53 (m) π DT π 1,6 ⇒ Chọn LT = 9m LT = = 5,625 DT 1,6 ⇒ thỏa điều kiện LT = 3,5 ÷ DT Khi thể tích thùng sấy VT = π DT2 π 1,62 L = = 18,086 (m3) 4 Thời gian lưu: Thời gian vật liệu lưu trú thùng: τ1 = VT β ρ v 18,068.0.18.1020 = = 1,562 h G1 2123, Thời gian lưu vật liệu đảm bảo τ1 >= τ Tính tốc độ vịng quay thùng sấy n= m.k1 LT τ DT tgα Trong đó: k1 : hệ số lưu ý đến đặc tính chuyển động vật liệu Trường hợp ta chọn sấy ngược chiều k1 = 0,5 2,0  Choïn k1 = m : hệ số lưu ý đến dạng cánh thùng Đối với cánh nâng, m = 0,5 Chọn góc nghiêng thùng 2,5  chọn α = ⇒ n= m.k1 LT 0,5.1.9 = = 0,572 (vg/ph) τ DT tgα 93,735.1,6.tg Chọn vòng quay thùng vịng TÍNH VẬN TỐC DỊNG KHÍ: - Lưu lượng dịng khí : V= - V1 + V2 L 3672,62 = = = 4420,05 m3/h =1,23 m3/s ρ k 0,8309 Tiết diện chảy tác nhân 10 Q α S T N Lực tác dụng lên lăn -Phản lực lăn tác dụng lên đai( ta dùng lăn) nên: T= Q 91672,82 = = 26463,67 N 2cos α 4.cos 30 -Bể rộng lăn đỡ: Bc = Bvành đai + (3 – 5)cm =15+ = 20 cm - Đường kính lăn thép: dc ≥ T 26463,67 = = 3,3 ÷ 4, 4(cm) (300 ÷ 400).B (300 ÷ 400).20 Chọn d = 500mm - kiểm tra đường kính lăn: 0,25D ≤ dc ≤ 0,33D Với D đường kính ngồi vành đai : D=1,997 m 0,499 ≤ dc ≤ 0,659 m Vậy dc = 500 mm chọn thỏa TÍNH CÁC LỰC Ờ VĨ TRÍ ĐỞ VÀ ĐỘ BỀN THÙNG TÍNH THIẾT BỊ CẤP NHIỆT: 23 Vì nhiệt độ sấy ta cao 2000 C nên ta sử dụng sấy khơng khí kiểu ống tác nhân sấy khói lị , nhiên liệu đốt than bùn Bảng thơng số Tác nhân sấy Than bùn Nhiệt độ vào t2đ = to Nhiệt độ t2c = t1 Áp suất Nhiệt độ khói Khơng khí Khói lị 27oC 55oC at 250oC TÍNH CÁC HỆ SỐ TRUYỀN NHIỆT : Tính hệ số cấp nhiệt phía khơng khí ngồi ống α Tác nhân sấy có nhiệt độ đầu vào thiết bị gia nhiệt t đ= 300 C nhiệt độ tr = 2000 C để vào thùng sấy Bảng thơng số tác nhân khơng khí chuyển động ngồi ống Kí STT Thơng số Đơn vị Giá trị hiệu o Nhiệt độ trung bình tk C 115 o Hệ số dẫn nhiệt k W/m K 0,0361 3 Khối lượng riêng k kg/m 0,916 Độ nhớt động k m /s 24,888.10-6 Lưu lượng khơng khí cần gia nhiệt 1,23 m3/s chọn đường kính ống dẫn khí 1,5 m Vận tốc dịng khí đường ống : ωô = Vo 1, 23 = = 0,69 m/s π Doâ π 1,52 4 Vận tốc dịng khí tính cửa vào thiết bị truyền nhiệt đường kính 0,25m Do2 1,52 ω = ωoâ = 0,69 = 24,84 m/s d 0, 252 Chỉ số Renolds là: Re = vk DT 24,84.1,5 = = 15.105 −5 νk 2, 4888.10 Sự cấp nhiệt ống xếp thẳng hàng ta có: Nu = 0,21.ε ψ.Re0,65 ta lấy dịng khí vng góc với ống nên ε ψ = Nu = 0.21.(0,45.105)0,65 =2168,37 Hệ số cấp nhiệt: 24 α1 = Nu.λk 2168,37.0,0361 = = 1505,35 W/m2.K dT 0,052 Hệ số cấp nhiệt phía ống α Sự cấp nhiệt phía ống khoi lị : Ta tính giống cấp nhiệt chuyển động ống thẳng Các thông số ống ta chọn sau: Đường kính: D = 0,05m , chiều dài m Bề dày ống δ = 0,001 m,thép CT20 có hệ số dẫn nhiệt λ = 57 W/mK Hệ số trao đổi nhiệt cưỡng chuyển động ống công thức thực nghiệm: (γ W )0,8 ( CT kĩ thuất sấy Hoàng Văn Chước) α2 = B d 0,2 Trong đó: B hệ số xác định t = 2500 C B= 3,085 γ trọng lượng riêng khí (kg/m3) γ = 2,166 kg/m3 W vận tốc khí ống W= 10 m/s D đường kính tương đương D= 0,05 m (2,166.10)0,8 α = 3,085 = 65,76 W/m2.K 0,050,2 Hệ số truyền nhiệt K K= = 1 δ + + α1 λ α = 62,9W / m K 0,001 + + 1505,35 57 65,76 Nhiệt độ trung bình ∆ttb = ∆t ' − ∆t " ∆t ' ln " ∆t ∆t’ = 250 – 30 = 2200 C ∆t’’ = 220 – 200 = 200 C 25 ∆ttb = 220 − 20 = 83, 220 C ln 20 Nhiệt lượng cần cấp Q = L(I1-Io) = 559000kJ/h = 155277,78 J/s Diện tích bề mặt ống F1 = Q 155277,78 = = 29,60 m2 K ∆ttb 62,9.83, n= F1 29,60 = = 94, 26 ống π d1 L π 0,05.2 Tổng số ống Số ống lấy 95 ống, lắp theo kiểu lục giác TÍNH VÀ CHỌN XYCLON: Khi tác nhân sấy di thùng sấy sau thoat thường mang theo nhìu bụi cần phải thu hồi để làm khơng khí Trong hệ thống sấy thùng quay thường dùng cyclone đơn Chọn loại cyclone đơn ЦH-15 với góc nghiêng cửa vào α = 150 loại đảm bảo độ lớn với hệ số sức cản thủy lực nhỏ Khi thiết kế, loại ЦH-15 chọn đường kính từ 40 – 800 mm hệ số làm buic4 tăng bán kính nhỏ kéo theo suất giảm ta dùng nhiều cyclon làm việc song song ta dùng xyclon đơn lưu lượng xyclone luu lượng tác nhân sấy: Vc = V2 =4428 m3/h = 1,23 m3/s Đường kính D = 700 mm Bảng kích thước xyclon đơn loại ЦH-15: (sổ tay trình thiết bị tập 1) STT Kích thước loại ЦH-15 Đường kính Chiều cao cửa vào Chiều cao ống tâm có mặt bích Chiều cao phần hình trụ Chiều cao phần hình nón Ký hiệu D a h1 h2 h3 Công thức Giá trị Đơn vị mm 0,66D 1,74D 2,26D 2,0D 700 462 1218 1582 1400 26 10 11 12 13 14 Chiều cao phần bên ống tâm Chiều cao chung Đường kính ống Đường kính cửa tháo bụi Chiều rộng cửa vào Chiều dài ống cửa vào Khoảng cách từ tận xyclon đến mặt bích Góc nghiêng nắp ống vào Hệ số trở lực cuûa xyclon h4 0,3D 210 H d1 4,56D 0,6D 3192 420 d2 0,3D 210 b1/b l 0,26D/0,2D 0,6D 182/140 420 h5 0,32D 224 α 15 Độ ξ 105 Đợn vị TÍNH TỐN KHÍ ĐỘNG VÀ CHỌN QUẠT GIĨ: Tính trở lực hệ thống đường ống Do hệ thống sấy dài nên ta dùng quạt đặt đầu cuối hệ thống • Quạt đặt đầu hệ thống có tác dụng đưa khí vào thiết bị trao đổi nhiệt đưa khí vào thiết bị sấy, qua đoạn ống cong 900 • Quạt đặt sau hệ thống nhằm đưa khí khỏi hệ thống đưa khí vào thiết bị loc xyclon , qua đoạn ống cong 900 Ta có bảng lưu lượng khí: Đại lượng Ký hiệu – Đơn vị Nhiệt độ Lưu lượng Khối t (oC) V (m3/h) V (m3/s) ρk (kg/m3) Trạng thái không khí trời 30 3089,09 0,858 1,1889 Trạng thái không khí vào thiết bị sấy 200 4923,08 1,368 0,746 Trạng thái không khí khỏi thiết bị sấy 90 4420,05 1,228 0,8309 27 lượng riêng Độ nhớt µκ (Ns/m2) 1,8935.10-5 3,485.10-5 2,2145.10-5 Ta chọn quạt có áp suất trung bình số hiệu Ц 9-57, No5 có kích thước: Mặt bích cửa : hình vng B =350 mm Mặt bích cửa vào : hình trịn D = 209 mm Bảng thiết kế đường ống: Bắt đầu đoạn ống S T T Điểm bắt đầu Kích thước (mm) Chiều dài l (m) Đoạn ống Lưu Kích lượng thước khí V (mm) (m3/s) Kết thúc đoạn ống Vận tốc khí v (m/s) Điểm kết thúc Kích thước (mm) 6,83 Lối vào thiết bị truyền nhiệt ∅250 ∅400 Cửa quạt đẩy Cửa thiết bị truyền nhiệt ∅250 ∅400 1,368 10,89 Cửa vào thùng nhập liệu Cửa thùng tháo liệu 429 x169 429 x169 1,228 26,6 Cửa vào cyclon 429 x169 Cửa nhóm cyclon ∅400 ∅400 1,228 9,78 Cửa vào quạt hút ∅509 350 ∅400 0,858 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG: 28 Hình 2: Sơ đồ đường ống hệ thống sấy Quạt đẩy Thùng tháo liệu dẫn khí Caloriphe Xyclon Thùng nhập liệu dẫn khí vào Thùng sấy TÍNH TRỞ LỰC ĐƯỜNG ỐNG: trở lực ma sát đường ống: chuẩn số Renold: v D tñ ρ k Re = ,trong đó: µk  v, ρk, µk : vận tốc (m/s), khối lượng riêng (kg/m 3), độ nhớt (Ns/m2) không khí sấy vị trí tương ứng  Dtđ : đường kính tương đương đường ống (m) o Ống tròn : Dtđ = Dống o Ống hình chữ nhật : D tđ = Π = 2.(a + b ) 4S 4.a.b a, b : chiều dài cạnh tiết diện ống, (m) S : diện tích tiết diện ống, (m2) Π : chu vi tiết diện ống, (m) 29 - Với không khí chảy xoáy rối, Re ≥ 4000, xem dòng chảy khu vực nhẵn thủy lực  hệ số trở lực ma sát λ , theo Bảng PH (kỹ thuật sấy Hồng Văn Chước) - Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực ma sát ống dẫn: ∆Pms = λ = λ L v k2 ρ k (N / m ) D tñ L v k2 ρ k (mmH 2O ) D tñ 2.g Kết tính trở lực ma sát đường ống STT Đoạn ống Từ sau quạt đẩy đến trước thiết bị truyền nhiệt Từ sau thiết bị truyền nhiệt đến trước thiết bị sấy Từ sau thùng sấy đến xyclon Từ sau xyclon đến quạt hút L (m) Dtñ (m) Re λ ∆Pl (N/m2) ∆Pl (mmH2O) 0,4 2,73.105 0,015 2,08 0,208 0,4 0,93.105 0,018 3,98 0,398 0,2425 2,42.105 0,0165 40,00 0,4 0,89.105 0,0182 5,96 0,596 tính trở lực cục bộ: Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực cục bộ: v k ρ k ∆Pcb = ξ v ρ k =ξ 2.g k Với: ξ : hệ số trở lực cục a.hệ số trở lực đột mở: - Hệ số tổn thất cột áp cục dòng chảy qua ống phân kỳ: A  ξ = k  − 1 A    với: A1, A2 : diện tích tiết diện ống nhỏ ống mở rộng, m2 k : hệ số Với góc mở θ = 6o k = 0,1 (sổ tay tập QT TB) Áp suất ∆Pcb tính theo v2 Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực cục đột mở 30 Ống nhỏ S T T Vị trí trở lực Ống mở rộng Dtđ2 A2 (m2) (m) ξ ∆Pl (N/m2) ∆Pl (mmH2O) 0,1257 6,48.10-5 0,002 0,0002 0,4 0,1257 0,037 1,64 0,164 0,509 0,2035 0,0146 0,6 0,06 Dtđ1 (m) A1 (m ) Từ cửa quạt đẩy đến đường ống 0,35 0,1225 0,4 Từ cửa thiết bị truyền nhiệt đến đường ống 0,25 0,0491 Từ ống đến cửa vào quạt hút 0,4 0,1257 b.Hệ số trở lực đột thu: - Vị trí có trở lực đột thu từ đường oáng vaøo thiết bị truyền nhiệt A2 = 0,0491: diện tích tiết diện ống nhỏ (lối vào thiết bị truyền nhiệt), m A1 = 0,1257: diện tích tiết diện ống ống mở rộng (đường ống), m2 - Hệ số tổn thất cột áp cục dòng chảy qua ống hội tụ: 1  − 1 ε  ξ =k với: k : hệ số Với góc hội tụ θ = 60o k = 0,2 (sổ tay tập QTva TB) e : hệ số co hẹp Ta có: n = A2/A1 = 0,39 < 0,6 thì: ε = 0,57 + = 0,57 + 0,043 A 1,1 − A1 (CT P8.7, [11]) 0,043 = 0,6306 0,0491 1,1 − 0,1257 2   1  ξ = k  − 1 = 0,2 − 1 = 0,0686 ε 0,6306      - Vận tốc khí lối vào thiết bị truyền nhiệt: v2 = 10,89 m/s - AÙp suất cần thiết để khắc phục trở lực cục đột thu ∆Pcb4 tính theo v2: 31 vk ρ k 10,892.1,1889 = 0,0686 2 = 4,84( N / m ) = 0, 48(mmH O) ∆Pcb = ξ a Hệ số trở lực đoạn oáng uoán cong 90o: θ a Ro R D b θ Hình 3: Ống uốn cong góc θ  Đối với ống tiết diện tròn: - Trên hệ thống có lần uốn cong 90 o ống tròn sau caloriphe để đến hệ thống sấy - Hệ số tổn thất cột áp cục dòng chảy chỗ uốn cong, ống tiết diện tròn: ξ =k với: θo 90 o θ = 90ο Ro : bán kính uốn D : đường kính ống D Choïn 2R = 0,5  k = 0,29 o ξ =k  θo 90 o = 0,29 o = 0,29 90 o 90 - Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực cục lần uốn cong 90 o ống tròn ∆Pcb5: ∆Pcb vk2 ρ k 6,832.1,1889 =ξ = 0, 29 2 = 8,04( N / m ) = 0,804( mmH O)  - Đối với ống tiết diện vuông: Vị trí uốn trước xyclon, sau thùng sấy 32 - Hệ số tổn thất cột áp cục dòng chảy chỗ uốn cong, ống tiết diện hình chữ nhật: ξ = A.B.C với: θ = 90ο  A = (Baûng II.16, No24, sổ tay tập 1) Chọn R/Dtđ =  B = 0,11 (Baûng II.16, No25, sổ tay tập 1) Ta coù: b = 0,429 = 0,4  C = 1,59 (Baûng II.16, No26, sổ tay tập 1) a 0,169  ξ = A.B.C = 1.0,11.1,59 = 0,1749 - Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực cục uốn cong 90 o ống tiết diện chữ nhật ∆Pcb6: ∆Pcb vk ρ k 26,62.0,746 =ξ = 0,1749 2 = 46,16( N / m ) = 4,62( mmH O )  Trở lực ống thẳng: Hệ số trở lực ống thẳng trực tiếp:  Ta có : 1) ξ2 = 0,1 (Bảng II.16, No23, sổ tay tập Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực cục ống thẳng ∆Pcb8:  vk ρ k 26,62.0,746 = 0,1 2 = 26,39( N / m ) = 2,64(mmH O) ∆Pcb = ξ Tính trở lực cho hệ thống: - Tổn thất cột áp động cửa quạt:  Vận tốc khí cửa quạt: v quạt =v ống  ,m/s S quạt Tổn thất cột áp động: ∆Pđ = - S ống v quạt ρ (N / m ) = v quaït ρ 2g (mmH 2O ) Tổn thất cột áp tính toán: ∆Ptt = ∆Pt + ∆Pđ N/m2 - Tổn thất cột áp toàn phần, điều kiện làm việc (do sử dụng đặc tuyến thành lập cho điều kiện tiêu chuẩn): 33 ∆P = ∆Ptt 273 + t 760 ρ k 293 B ρ với: t : nhiệt độ làm việc khí, oC ,N/m2 (CT II.238a, [1]) B : áp suất chỗ đặt quạt, B = 760 mmHg ρk : khối lượng riêng khí điều kiện làm việc, kg/m Bảng 2: Tổn thất cột áp mà quạt phải khắc phục Quạt hút ∆P3 + ∆P4 6,06 45,96 Công thức ∆P1 + ∆P2 + ∆P4 + ∆P5 + ∆P6 ∆P3 + ∆P7 Giá trị (N/m2) 125,282 27 Gồm Tổn thất ma sát Quạt đẩy ∆P1 + ∆P2 ∆Pms + ∆Pcb+∆Ptbtn ∆Pms + ∆Pcb + ∆Phaït + ∆Pcyclon 1705,73 1696,64 217,25 227,60 ∆Ptt (N/m2) 1922,98 1924,24 ∆P (N/m2) 1835,84 1898,73 ∆Pms Tổn thất cục ∆Pcb Tổn thất cột áp tónh Tổn thất cột áp động Tổn thất cột áp tính toán Tổn thất cột áp toàn phần ∆Pt Công thức Giá trị (N/m2) Giá trị (N/m2) ∆Pđ (N/m2) tính cơng suất chọn quạt: - Năng suất quạt V (m 3/h): không khí bẩn suất quạt lấy lưu lượng không khí theo tính toán điều kiện làm việc - Trở lực mà quạt phải khắc phục ∆P (N/m2): lấy tổn thất cột áp toàn phần điều kiện làm việc N = Công suất trục động điện, vận chuyển không khí nhiệt độ cao: V ∆P ρ 1000.ηq ηtr với: ,kW (CT II.239b, [1]) ηq : hiệu suất quạt, lấy theo đặc tuyến ηtr : hiệu suất truyền động Khi truyền động bánh ma sát ηtr = 0,9 - Công suất động điện: Nđc = k3.N ,kW (CT II.240, [1]) 34 với: k3 : hệ số dự trữ Bảng 3: Bảng tính công suất chọn quạt STT Đại lượng Năng suất trung bình Khối lượng riêng trung bình tác nhân Tổn thất cột áp toàn phần Hiệu suất quạt Công suất trục động điện Công suất động điện Ký hiệu Quạt hút Quạt đẩy V (m3/s) 0,858 1,228 ρ (kg/m3) 1,1889 0,8309 ∆P (N/m2) 360,48 460,15 ηq 0,65 0,65 N (kW) 8,61 9,47 9,834 Tra đồ thị đặc tuyến quạt ly tâm Ц 9-57, No5 (Hình II.58,tập 1) 8,94 Nđc (kW) Ghi Với N > kW k3 = 1,1 Như ta chọn quạt Ц 9-57, No5 lúc đầu hợp lý - Các thông số quạt động cơ: ta sử dụng quạt Ц 9-57, No5 có thông số giống Bảng 4: Các thông số quạt động Thông số Quạt Ký hiệu quạt Hiệu suất Tốc độ vòng bánh guồng Ký hiệu động Giá trò o Ц 9-57, N η 0,65 v (m/s) 4,19 ω 150 (rad/s) 4A160S4Y3 Ký hiệu Ghi Tra đồ thị đặc tuyến quạt ly tâm Ц 9-57, No5 (Hình II.58, tập 1) Bảng P1.3, tập 35 Công suất Động Hiệu suất Tốc độ quay Hệ số công suất Nđc (kW) ηđc vđc (vg/ph) cosϕ 15 0,89 1460 0,88 TÍNH GIÁ THÀNH THIẾT BỊ: Tính giá thành vật tư – thiết bị STT Vật liệu – Thiết bị Đơn vị tính Đơn giá Thép Vật liệu cách nhiệt Quạt (cả môtơ) Bulon Môtơ điện quay thùng Ống thép φ > 50mm Van thép, φ > 50mm Lưu lượng kế φ > 50mm 10000 (kg) 10 (kg) x 15 (kW) 110 (con) 13.000 đ/kg triệu đ/m3 600.000 đ/HP 2000 đ/con Giá thành (ngàn đồng) 130.000 250 24.140 220 1,5 (kW) 500.000 đ/HP 1.005 11 (m) 30.000 đ/m 330 (cái) 50.000 đ/cái 100 (cái) 1.5 triệu/cái 3.000 Tổng cộng 159.045 - Tiền công chế tạo lấy bằng100% tiền vật tư : 159.045 (ngàn đồng) - Giá thành hệ thống: 318.090.000 đồng Giá sản phẩm 500đ/kg sản lượng cần đạt 5.840 tấn/năm Mỗi năm thu vào 2.920.000.000 đồng KẾT LUẬN: 36 37 ... 0.577 Q q 4530 TÍNH THỜI GIAN SẤY Tính cường độ sấy - Nhiệt độ trung bình tác nhân sấy thiết bị: tk = t1 + t2 200 + 90 = = 145 oC 2 - ϕk = Độ ẩm trung bình tác nhân sấy thiết bị sấy: ϕ1 + ϕ2 0,03... LỰC QUA THÙNG SẤY: Trong hệ thống sấy thùng quay, tác nhân sấy qua lớp vật liệu nằm cánh tren mặt thùng sấy mà di qua dòng hạt rơi từ đỉnh thùng cánh từ xuống Do trở lực tác nhân sấy tính theo... ta chọn sấy thấp so với nhiệt độ nóng chảy muối Do q trình sấy nhiều yếu tố mà ta bị lượng nhiệt ta có loại nhiệt sau Q trình sấy khơng có bổ sung nhiệt lượng, QBS = Thiết bị sấy thùng quay khơng