Sấy mũ cao su năng suất 500kg khô trên giờ

Vậy nên ta chọn một trong 2 thiết bị sấy là sấy buồng và sấy hầm khi đó thì vật liệu sấy ở trạng thái tĩnh.. Ta chọn thiết bị sấy hầm vì hấm sấy có cấu tạo gọn, vận hành đơn giản, năngsu

LỜI NÓI ĐẦU

Kỹ thuật sấy là một ngành khoa học phát triển mãi từ những năm 50 đến 60

ở các Viện và các trường đại học trên thế giới chủ yếu giải quyết những vấn đề kỹthuật sấy các vật liệu cho công nghiệp và nông nghiệp Sấy là một khâu quan trọngtrong dây chuyền công nghệ, được sử dụng phổ biến ở nhiều ngành công nghiệpchế biến nông – lâm – hải sản Sấy không chỉ đơn thuần là tách nước ra khỏi vậtliệu mà là một quá trình công nghệ phức tạp, đòi hỏi vật liệu sau khi sấy phải đảmbảo chất lượng theo một chỉ tiêu nào đó với mức chi phí năng lượng tối thiểu

Trong đồ án môn học kỹ thuật sấy này, nhóm 10 được giao nhiệm vụ thiết

kế hệ thống sấy mủ cao su với công suất 500 kg khô/h

Đây là lần đầu tiên tiếp nhận nhiệm vụ thiết kế hệ thống sấy mang tính chấtđào sâu chuyên ngành Do kiến thức và tài liệu tham khảo còn hạn chế nên emkhông thể tránh khỏi sai sót trong quá trình thiết kế Chúng em xin chân thành cảm

ơn sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của thầy giáo TS Trần Văn Vang để chúng em cóthể hoàn thành tốt đồ án này

Đà Nẵng, ngày 20 tháng 11 năm 2012

Nhóm thực hiện Nhóm 10

Mục lục.

CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CỦA MŨ CAO SU

1.1 Giới thiệu về cao su tự nhiên và ứng dụng của nó trong công nghiệp đời sống

Cao su tự nhiên là nguyên vật liệu có vai trò quan trọng hàng đầu với hơn50,000 công dụng được ứng dụng vô cùng rộng rãi trong công nghiệp cũng nhưtrong đời sống hàng ngày Với đặc tính đàn hồi, chịu ma sát, chịu nén có thể dễdàng bắt gặp ứng dụng của cao su trong ngành công nghiệp với vai trò lànguyên liệu đầu vào quan trọng của các lĩnh vực sản xuất săm lốp xe, sản phẩmchống mài mòn, vỏ dây điện, dụng cụ y tế…

Cao su Việt Nam sản xuất phần lớn là xuất khẩu Kim ngạch xuất khẩu năm

2012 đạt 1.01 triệu tấn thu về 2.85 tỷ USD tăng 23.8% về lượng, những con sốnày đã giúp đưa Việt Nam vươn lên vị trí xuất khẩu cao su tự nhiên đứng thứ 4của thế giới chỉ sau Thái Lan, Indonesia, Malaysia Và góp phần không nhỏtrong kim ngạch xuất khẩu của cả nước

1.2 Thành phần cấu trúc, tính chất vật lý mũ cao su tự nhiên

Mũ cao su tự nhiên được chảy ra từ cây cao su khi cạo, nó có màutrắng sữa hoặc hơi vàng Thành phần chính là cao su pha bên trong đóng vaitrò là chất phân tán và serum chủ yếu là nước là pha bê ngoài đóng vai trò làmôi trường phân tán

(giáo trình công nghệ cao su trường DHNL-TP.HCM)

Thành phần các chất trên đây thay đổi theo giống cây, tuổi cây, tình trạngchăm sóc cây cao su, khí hậu, thổ nhưỡng,…

Cấu trúc mũ nước:

Hạt cao su gồm 3 lớp:

Bên trong là lớp cao su nguyên chất

Bên ngoài kế tiếp là lớp LipidNgoài cùng là lớp ProteinPhân tích hạt cao su thiên nhiên bằng thực nghiệm ta thu được các thôngsố:

Hydrocacbon chiếm khoảng 86%

Lipid chiếm khoảng 3%

Protein chiếm khoảng 1%

Nước chiếm khoảng 10 %

- Phần lỏng: Chủ yếu là nước và chác chất hoà tan trong nước

Tính chất vật lý của hạt cao su tự nhiên:

Cao su sống có tính đàn hồi cao, tính cách điện có khả năng dẫn điệnyếu, thường được coi là chất cách điện

Khốilượngriêng: 0,914g/cm3Nhiệt dung riêng: 1,88 kJ/kgK ( Tài liệu 3)Nhiệt dẫn riêng: 0,14w/mK

1.3 Quy trình sản xuất mũ cao su

Hiện nay, trong ngành công nghiệp cao su đang tồn tại 3 dạng sản phẩm chính

là mủ dạng khối (SVR 3L, SVR 5L, SVR 5, SVR 10, SVR CV 50, SVR CV 60),cao su xông khói RSS và mủ latex Gần 70% sản phẩm các loại cao su được sửdụng để sản xuất lốp xe Nguyên liệu để sản xuất lốp xe chủ yếu là mủ cao su dạngkhôi Mũ cao su được sản xuất với nhiều quy trình khác nhau tuỳ thuộc vào mỗiloại sản phẩm và dạng của mũ cao su sau khi thu hoạch ở vườn cấy Bởi sản phẩm

là mũ cao su dạng khối được sử dụng phần lớn nên ta với đề tài này ta chỉ tập trungcho quá trình sản xuất mũ dạng khối

Quy trình sản xuất bao gồm các công đoạn sau:

Sơ đồ quy trình :

( Luận văn sấy cao su.TL3)

Nguyên liệu mũ

Tiếp nhận

Đánh đông

Cán épCắt băm

Sấy mũ

Cân ép

Thành phẩmĐóng gói

* Xử lý nguyên liệu: Với mũ tạp đặc điểm của nó là có chứa nhiều tạp chấtnhư đất, cát, rác…do đó trong giai đoạn đầu cần phải cắt, ngâm nước và rửa sạchnhiều lần để loại bỏ tạp chất

Với mũ skim nguyên liệu được đưa và hồ chứa, quatháp khử mùi và đánh đông

* Gia công cơ học: Mủ sau khi được loại bỏ tạp chất sẽ theo băng tải vàomáy ép cắt thô rồi tiếp tục vào máy băm thô, sau đó qua máy cán Tùy theo chấtlượng của nguyên liệu mà số lần cắt thay đổi từ 8 – 12 lần Sau khi cán, mủ dạng tờđược cán cắt để tạo hạt cốm

* Công đoạn sấy: Sau khi tạo cốm, mủ được ở nhiệt độ 105-120 oC trong lòsấy

* Hoàn thiện sản phẩm: Sau khi ra khỏi lò sấy và được thông gió bằng quạt

để giảm nhiệt độ, mủ được cân, cán và ép thành bánh, được đóng bao PE và lưutrữ

1.4 Vật liệu sấy, kích thước và tính chất vật liệu sấy

- Vật liệu sấy là các hạt mũ cao su dạng cốm (sản phẩm cuối cùng của giaiđoạn gia công cơ học và giai đoạn 1( làm ráo trong hầm sấy))

- Kích thước mối hạt cốm có dạng hình hộp thường mỗi cạnh có kích thước5mm

- Tính chất của mũ cốm:

Độ ẩm toàn phần: ω1 = 35% (sau cá quá trình gia công sơ cấp nước

mũ cao su giảm được một lượng nước từ 25% -35% và giai đoạn 1 làm ráo tronghầm sấy)

ω2 = 1% ( sau khi sấy) ( Luận văn sơ chế cao su thiên nhiên)

Khối lượng riêng:929,4 kg/m3 ( Tài liệu 3)

Nhiệt dung riêng: C = 2,69 kJ/kg K

Nhiệt độ của vật liệu vào khu vực khô (giai đoạn 2): tv1 = to =25oC

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ SẤY 2.1 Chọn phương pháp sấy

Vì vật liệu sấy là mũ cao su dạng hạt rời nên chọn phương pháp sấy đốilưu.Tác nhận sấy là không khí nóng Nhiệt được truyền từ tác nhân sấy sang vậtsấy bằng trao đổi nhiệt đối lưu Năng lượng nhiệt trường nhờ trao đổi nhiệt đối lưu

sẽ làm nóng vật liệu sấy, làm nước hoá hơi thoát ra bề mặt ngoài vật liệu sấy vàlàm bốc hơi nước từ bề mặt vật sấy ra ngoài.Hơi ẩm sẽ được dòng tác nhân sấy đưa

ra ngoài

- Chọn thiết bị sấy.

Vì phương pháp cấp nhiệt là đối lưu và vận chuyển ẩm cũng là tác nhân sâynên chọn thiết bị sấy đối lưu

Nhận thấy các thiết bị sấy đối lưu bao gồm:

Thiết bị sấy buồng, sấy hầm, sấy khi động, tầng sôi, sấy tháp, thùng quay.Vật liệu sấy là mũ cao su sống dạng hạt có cấu tạo không bền, chịu va đập kém,khối lượng riêng lớn nên các thiết bị sấy như sấy thùng quay, sấy tháp, sấy khíđộng, sấy tầng sôi không thực sự hiệu quả Vậy nên ta chọn một trong 2 thiết bị sấy

là sấy buồng và sấy hầm khi đó thì vật liệu sấy ở trạng thái tĩnh

Ta chọn thiết bị sấy hầm vì hấm sấy có cấu tạo gọn, vận hành đơn giản, năngsuất cao, sấy liên tục khắc phục được tính chu kỳ (mẻ) của sấy buồng và có khảnăng sấy một lượng lớn nguyên liệu trong thời gian tương đối ngắn, vật liệu sấyvào đầu này ra đầu kia nên dễ dàng tự động hoá

- Chế độ sấy.( Luận văn sấy cao su-Tài liệu 3 )

Vật liệu sấy được chất đều vào các ngăn của mỗi thùng sấy và được đưa đếntrước hầm sấy.Trong hầm sấy có nhiều quá trình để tách được hết ẩm ra ngoài Baogồm:

Giai đoạn 1: Vật liệu sấy được hút ráo nước trong hạt mũ nhờ quạt hút ẩm.Giai đoạn 2: Vật liệu được gia nhiệt và tách hơi nước ra khỏi hạt mủ cho đếnhết giai đoạn sấy

Ở giai đoạn này được chia được 2 phần:

Phần ướt :Nhiệt độ tác nhân sấy vào 115 -120 0C

Nhiệt độ tác nhân sấy ra được chọn sao cho tổn thất do tác nhân sấymang đi là nhỏ nhất.

Tác nhân sấy ra khỏi phần ướt được thải ra ngoài

Phần khô: Nhiệt độ tác nhân sấy vào 105 -108 0CNhiệt độ tác nhân sấy ra được chọn sao cho tổn thất do tác nhân sấy mang đi

là nhỏ nhất

Lượng không khí nóng sau khi ra khỏi phần khô phần lớn được hồi lưu lại

để hoà trộn với không khí mới cấp vào sấy ở phần này

Giai đoạn 3: Sản phẩm được làm nguội dần trước khi đưa ra ngoài, kết thúcmột chu kỳsấy

Tốc độ tác nhân sấy đi trong hầm sấy sẽ được quyết định sơ bộ sau tính toánlưu lượng tác nhân sấy trong quá trình sấy lý thuyết, chọn tiết diện hầm sấy Tốc

độ được chọn sơ bộ này sẽ được kiểm tra lại sau khi tính toán xong quá trình sấythực

Đối với vât liệu sấy là mũ cao su cần có một chế độ sấy thích hợp nhằm làmcao su chin đều không chảy nhão, không cháy, giữ đúng màu sắc, cao su không bịbiến tính,… ta cần cấp tác nhân sấy cho đủ và đúng nhiệt độ yêu cầu của từ giaiđoạn trong hầm sấy

- Tác nhân sấy

Tác nhân sấy chọn là không khí nóng

Chọn địa điểm đặt hầm sấy là Quảng Trị

Vậy thông số không khí ngoài trời:

Không khí có thể chuyển động cùng chiều, ngược chiều hoặc cắt ngang dòngchuyển động của vật liệu:

Ưu nhược điểm của các dạng chuyển động của tác nhân sấy:

khó đạt được độ ẩm cuốithấp vì không khí nguội và

ẩm thổi qua sản phẩm sấyNgược chiều

Năng lượng được sử dụngkinh tế hơn, độ ẩm cuối cùng

ngang

Phức tạp và đắt tiền hơn sovới sấy một chiều

Vậy trường hợp sấy mũ cao su trong hầm với việc bố trí dòng không khí thổicắt ngang chiều chuyển động của vật liệu là hiệu quả nhất

- Sắp xếp vật liệu sấy

Vật liệu sấy được xếp đặt trong thùng sấy có nhiều ngăn nhỏ

- Thời gian sấy

Việc xác định thời gian sấy đóng vai trò quan trọng trong tính toán thiết kế

và vận hành thiết bị sấy Các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian sấy phụ thuộc vàonhiều yếu tố: loại vật liệu sấy, hình dáng, kích thước hình học của vật liệu, độ ẩm

đầu và cuối của vật liệu, loại thiết bị sấy, phương pháp cung cấp nhiệt, chết độ sấy(nhiệt độ vào, ra hầm sấy, hồi lưu hay không, tốc độ tác nhân sấy).

Phương pháp xác định thời gian sấy bằng giải tích khó thực hiện được và có

độ chính xác thấp vì vậy thực tế thường chọn theo thực nghiệm đối với mũ cao suvới thiết bị sấy hầm

Quá trình sấy trong hầm thực chất ở giai đoạn 2 và thời gian sấy được xácđịnh theo thực nghiệm là:

τ = 130 phút = 2,17 giờ

- Phương pháp cấp nhiệt

Vì nhiệt độ yêu cầu của không khí cao nhất chỉ là 120 oC nên ta chọnphương pháp dùng hơi nóng gia nhiệt cho không khi thông qua Calorifer khí – hơi

2.2 Tính toán quá trình sấy lý thuyết.

Năng suất thiết bị sấy: G2 = 500kg khô/h

Lượng ẩm cần bốc hơi trong 1 giờ:

Lượng vật liệu đưa vào là :

Lượng vật liệu ra khỏi giai đoạn 1 là :

G21= G1 - W1 =761,54 – 161,54 =600 kg/h

Giai đoạn 2-2 (khu vực khô)

W2 =100 kg/h , w2 =17,50%

Độ ẩm vật liệu ra khỏi giai đoạn 2 là :

2.2.1 Tính toán trạng thái không khí bên ngoài

2.2.2 Tính toán trạng thái không khí vào, ra khu vực ướt giai đoạn 2

1 Tính toán trạng thái không khí vào khu vực ướt giai đoạn 2.

Trạng thái không khí sau calorife điểm 1 được xác định trên đồ thị I-d nhờcặp thông số (t1,do) Từ đi địểm 1 ta dễ dàng xác định được I1, φ1.Ngoài ra cũng cóthể tính toán theo công thức giải tích sau:

• Nhiệt độ không khí sau khi qua calorifer: t1= 115 oC

• Độ chứa hơi của không khí ở trạng thái 1: d1= d0=0,0172 kg/kg kkk

• Entanpy của không khí ở trạng thái 1:

I1 = Cpk.t1+ d1(r + Cph.t1)

= 1,004.115 +0,0172(2500 + 1,87.115)

= 162,1 kJ/kg kkk

• Phân áp suất bão hòa của hơi nước pb1 ở nhiệt độ t1

• Độ ẩm tương đối

• Khối lượng riêng của không khí

= 0,91 kg/m3 (tra bảng thông số vật lý của không khí khô tại t = 115 oC)

2 Tính toán trạng thái không khí ra khỏi khu vực ướt giai đoạn 2.

Trạng thái tác nhân sấy sau quá trình sấy lý thuyết ở khu vực ướt đượcxác định bởi cặp thông số I21 = I1 và t21 = tm1 + ∆t ( ∆t=5 -10oC )

Với tm1 là nhiệt độ nhiệt kế ướt ứng với trạng thái không khí vào khuvực khô trong hầm sấy: t1=115oC và φ1=1,6 %

Tra đồ thì I-D ta có tm1= 40 oC

 t21 = tm1+5 = 40+5 = 45oCI21 = I1 = 162,1 kJ/kg kkk

• Phân áp suất bão hòa của hơi nước pb2 ở nhiệt độ t21

• Độ ẩm tương đối

- Tiêu hao không khí lý thuyết

- Lượng không khí cần thiết sử dụng trong quá trình sấy là:

L01=l01.W1= 35,97.161,54=5810,59 kgkkk/h

- Lượng nhiệt cấp cho quá trình sấy lý thuyết

Lượng nhiệt tiêu tốn để làm bay hơi 1kg ẩm bão hoà:

q = lo1(I1-I0) = (162,1 - 68.8) = 3356 kJ/kg ẩmLượng nhiệt tiêu tốn cho quá trình sấy:

Q = q.W1 = 3356 161,54 = 542128,24 kJ/h = 150,59 kW

- Lưu lượng thể tích không khí khô lý thuyết chuyển qua vùng sấy

2.2.3 Tính toán trạng thái không khí vào,ra khu vực khô giai đoạn 2

Với nhiệt độ không khí khi được thổi vào buồng sấy là t12 = 105 oC

Nhiệt độ của không khí khi ra khỏi buồng sấy là t22 = 60 oC (Được chọn sơ

bộ sao cho không được thấp quá tránh hiện tượng đọng sươn bên trong buồng sấykhi không khí bị quá bão hoà)

Trong vùng khô này quá trình sấy có hồi lưu do đó chọn hệ số hồi lưu n = 4.Lượng không khí lưu truyền trong HTSlà : L = LH + Lo

Cân bằng ẩm cho toàn bộ hệ thống sấy ta có:

Như vậy tại điểm hoà trộn M có: ,

Quá trình sấy lý thuyết trong giai đoạn này là quá trình đẳng entanpi nên có:

I1 =I2<=> Cpkt1 +d1(r+Cpa t1) = Cpk t2 + d2(r+Cpa t2)

Do d1=dM (Quá trình gai nhiệt đẳng dung ẩm xảy ra trong calorifer) Thayvào ta có:

Vậy ta có:

1 Thông số không khí ra khỏi vùng khô giai đoạn 2.

Với t1= 105 oC, t2= 60oC, do = 0,0172 kg ẩm/kg kkk, r = 2500kJ/kg,

Cpk = 1,004 kJ/kg.K, Cpa = 1,87 kJ/kgK, n = 4

- Độ chứa hơi của không khí ra khỏi thiết bị sấy là:

- Entanpi của không khí ra khỏi thiết bị sấy là:

I2= Cpk.t2+ d2(r + Cph.t2)= 1,004.60 +0,12(2500 + 1,87.60)

= 373,7 kJ/kgkkk

- Phân áp suất bão hoà của hơi nước ở nhiệt độ t2 = 60oC:

- Độ ẩm tương đối của không khí ra khỏi thiết bị sấy là:

Như vậy không khí ra khỏi vùng khô có:

t2= 60oC, φ2=80%, d2 = 0,12 kg ẩm/kgkkk,I2=373,7 kJ/kgkkk

2 Thông số không khí sau khi hoà trộn

Không khí sau khi hoà trộn là trạng thái điểm M có:

- Độ chứa hơi của không khí sau khi hoà trộn:

- Entanpi của không khí sau khi hoà trộn:

- Nhiệt độ của không khí sau khi hoà trộn:

oC

- Phân áp suất bão hoà của hơi nước ở nhiệt độ tM = 55oC

- Độ ẩm tương đối của không khí sau khi hoà trộn là:

Như vậy không khí sau khi hoà trộn là:

tM= 55oC, φM=88%,

dM = 0,099 kg ẩm/kgkkkIM=312,72 kJ/kgkkk

3 Thông số của không khí sau Calorifer.

Không khí sau Calorifer hay không khí đi vào vùng khô (thiết bị sấy) là trạngthái điểm 1:

- Độ chứa hơi của không khí sau Calorifer:

d1 = dM = 0,099 kg ẩm/kgkkk

- Entanpi của không khí sau buồng hoà trộn là:

I1 = Cpk.t1+ d1(r + Cph.t1)= 1,004.105 +0,099(2500 + 1,87.105)

= 373,7 kJ/kgkkk

- Phân áp suất bão hoà của hơi nước ở nhiệt độ t1=105 oC là:

- Độ ẩm tương đối của không khí sau buồng hoà trộn là:

- Khối lượng riêng của không khí khô

ρ1 = 0,934 kg/ m3 (tra bảng thong số của không khí khô tại t = 105 oC)

4 Lượng tiêu hao không khí lý thuyết

5 Lượng không khí lý thuyết lưu chuyển trong vùng khô là:

L=l.W2= 47,62.100=4762 kgkkk/h

6 Lượng nhiệt cấp cho quá trình sấy lý thuyết:

Lượng nhiệt tiêu tốn để làm bay hơi 1kg ẩm bão hoà:

q = l(I1-IM) = 47,62(373,7 - 312,72) = 2903,87 kJ/kg ẩmLượng nhiệt tiêu tốn cho quá trình sấy:

Q = q.W2 = 2903,87 100 = 290387kJ/h = 80,66 kW

7 Lượng không khí mới cấp vào:

8 Lưu lượng thể tích không khí lưu chuyển trong vùng khô :

2.3 Xác định kích thước của hầm sấy

Để đáp ứng yêu cầu về năng suất ta cần tính toán kích thước hầm sấy chophù hợp

1 Kích thước của thùng sấy.

Năng suất G2= 500 kg khô/h

Khối lượng riêng của mũ cao su cốm trước khi sấy: ρ = 929,4 kg/m3

 Thể tích yêu cầu của thùng sấy cần lớn hơn :Vth = Gx/(ρ.β) = 126,9/(929,4.0,8) = 0,17 m3

Với β là hệ số điền đầy chọn theo kinh nghiệm

Vậy chọn kích thước của thùng sấy (LxWxH) = (1x 0,5x0,35) mốithùng được chia làm 8 ngăn, mỗi ngăn có kích thước (LxWxH) =(0,25x0,25x0,25)m

Cấu tạo, vật liệu thùng sấy:

Khung đế thùng được chế tạo bằng inox dạng hộp 60 x 125 x 4 đượchàn ghép với inox tấm dày 4 mm; ngoài ra ở các vị trí lắp bánh xe được hànghép tấm inox gia cố dày 6 mm Các thanh giằng được làm bằng inox hộp

25 x 50 x 2,5 mm Trên khung đế lắp 4 bánh xe bằng gang đúc Trục bánh xebằng thép C 45

Đáy thùng được chế tạo từ vĩ lưới inox dày 1mm, lỗ lưới d = 5mm,mật độ 4 lỗ/64 mm2, các thanh đỡ vĩ lưới là inox 30 x 2,5mm

Các tấm ngăn làm bằng inox dày 1,5mm

 Thùng sấy có: - Chiều dài l0 = 1000 + 2 60 = 1120 mm =1,12m, chiều rộng b0 = 500 + 2.60 = 620 mm = 0,62 (60 là

chiều rộng của thanh inox dạng hộp chế tạo khung thùng sấy),chiều cao h0 = 0.35 m, chiều cao của các tấm ngăn là 0,25m

2 Kích thước của hầm sấy

Hầm sấy được xây dựng theo kích thước đảm bảo thuận lợi cho việc

di chuyển của các thùng sấy trong hầm sấy và 2 xe gòng ngoài hầm sấycũng như là đề thùng sấy đi ra và vào hầm sấy dễ dàng Hầm sấy được xâydựng theo các kích thước sơ bộ sau:

- Chiều rộng hầm sấy

Chiều rộng hầm sấy phụ thuộc vào chiều chiều dài của thùng sấy Ta lấy

dư ra hai phía một khoảng là r = 50 mm

Vậy chiều rộng hầm sấy: Bh = l0 + 2.r

= 1120 +2.50 =1220 mm=1,22m

- Chiều dài hầm sấy (L)

Với thời gian sấy là 2,17 h (giai đoạn 2), khoảng 10 phút thì có mộtthùng sấy ra và 1 thùng sấy vào và để thực hiện giai đoạn 1 và giai đoạn

3 cùng một dây chuyền thì ta chọn số thùng sấy trong hầm N = 18 thùngsấy

 Vậy L = n.b0 = 18 0,62 = 11,16 m

- Chiều cao hầm sấy.

Gọi chiều cao khoảng lưu chuyển không khí đưới thùng sấy là h1:

Chọn: h1 = 0.2mGọi khoảng cách từ nóc hầm sấy đến các thùng sấy h2 :

Chọn h2 = 0.2m

Vậy chiều cao hầm sấy: (tính đến mặt trong của nóc) bằng tổng của cáckích thước: chiều cao khoảng lưu chuyển không khí dưới hầm sấy, chiềucao thùng sấy, khoảng cách tư nóc hầm sây đến thùng sấy.

 Hh = h1 + h2 +h0 = 0,2 + 0,2 + 0,35 = 0.75m = 750 mm

- Kích thước phủ bì của hầm

Cấu tạo của vách và nóc hầm

Ta chọn vật liệu, kích thước vật liệu như sau:

Khung chính : bằng thép kết cấu, các thanh đứng, thanh ngang, nóc lòlàm bằng thép U 100 x 46 x 4,6 mm chiều dày khung dkhung = 46 mm

(Kích thước phủ bì của hầm không tính đến kích thước của khung chính vì khung chiếm một diện tích không đáng kể bề mặt của hầm, và khung được sơn bởi một lớp sơn cách nhiệt chất lượng)

Vách lò & Nóc lò : Kết cấu từ trong ra ngoài như sau:

- Bên trong (tiếp xúc trực tiếp với nhiệt) : bọc inox tấm 304,dinox=0,9mm

- Lớp cách nhiệt chính bằng bông thủy tinh (Rockwool) drockwool=100

B = Bh + 2δtường

= 1220 + 2.106,9 = 1433,8 mm ≈ 1,43m

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN NHIỆT QUÁ TRÌNH SẤY 3.1 Mục đích tính toán nhiệt:

Mục đích tính toán nhiệt là xác định tiêu hao không khí dùng cho quá trìnhsấy L kg/h và tiêu hao nhiệt Q kJ/h Trên cơ sở tính toán nhiệt xác định các kíchthước cơ bản của thiết bị Đồng thời qua việc thiết lập cân bằng nhiệt và cân bằngnăng lượng của hệ thống sẽ xác định được hiệu suất sử dụng nhiệt và hiệu suất sửdụng năng lượng của hệ thống cũng như tiêu hao riêng nhiệt của hầm sấy và hệthống

3.2 Tính tổn thất nhiệt

3.2.1 Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang ra ngoài

Vì hầm sấy được thiết kế với 2 vùng sấy làm việc liên tiếp như 2 hệ thống sấy táchbiệt vậy nên tổn thất mối vùng như sau:

- Khu vực ướt

Vì độ ẩm của mũ cao su ra khỏi khu vực ướt xấp xỉ 17,5%.Vậy nên nhiệt độcủa mũ cao su gần bằng với nhiệt độ của tác nhân sấy ở cuối khu vực này.:

tv2 = t1 – (5-10) oC Vậy ta lấy tv2 = 115 -10 = 105oC

tv1 – Nhiệt độ vật liêu sấy vào khu vực ướt

Do đó: Nhiệt dung riêng của mũ cao su ra khỏi hầm sấy:

- Khu vực khô

Vì độ ẩm của mũ cao su ra khỏi khu vực khô xấp xỉ 1% Vậy nên nhiệt độcủa mũ cao su có thể bằng với nhiệt độ của tác nhân sấy ở cuối khu vực này

tv2 = t1 – (5-10) oC Vậy ta lấy tv2 = 105 - 5 = 100oC

tv1 – Nhiệt độ vào khu vực khô của mũ cao su

Do đó: Nhiệt dung riêng của mũ cao su ra khỏi hầm sấy:

 Qv2 = G2.Cv2.(tv2-tv1) = 500 1,9.(100-105) = - 4750 kJ/hVậy:

3.2.2 Tổn thất do thiết bị truyền tải

Tổn thất do thiết bị tryền tải chính là tổn thất do thùng sấy mang đi:

Khung đế thùng được chế tạo bằng inox tùy theo yêu cầu, khung đế dạnghộp 60 x 125 x 4 được hàn ghép với inox tấm dày 4 mm; ngoài ra ở các vị trí lắpbánh xe được hàn ghép tấm inox gia cố dày 6 mm Các thanh giằng được làm bằnginox hộp 25 x 50 x 2,5 mm Trên khung đế lắp 4 bánh xe bằng gang đúc Trụcbánh xe bằng thép C 45

Đáy thùng được chế tạo từ vĩ lưới inox dày 1m, lỗ lưới d = 5mm, mật độ 2lỗ/64 mm2, các thanh đỡ vĩ lưới là inox 30 x 2,5mm

Các tấm ngăn làm bằng inox dày 1,5mm

Inox ta chọn là inox 304 có:

Nhiệt dung riêng: 0,5 kJ/kg KKhối lượng riêng: 8000kg/m3Qua tính toán sơ bộ: Khối lượng 1 thùng sấy Gth = 85 kg

Tổn thất này cũng tính riêng cho 2 khu vực:

- Khu vực ướt

Vì thùng sấy chế tạo từ inox nên nhiệt độ thùng sấy ra khỏi khu vực này bằng nhiệt

độ tác nhân sấy cuối khu vực ướt là tth2 = t1 = 115 oC, nhiệt độ thùng sấy vào băngnhiệt độ môi trường tth1= t0 = 25oC

Vậy:

Với: n – số thùng sấy trong khu vực ươt n = 7

Cth – nhiệt dung riêng của thùng sấy Cth = Cinox = 0,5 kJ/kgK

τ – Thời gian sấy τ = 70 phút = 1,17h

Vậy:

Với: n – số thùng sấy trong khu vực khô n = 6

Cth – nhiệt dung riêng của thùng sấy Cth = Cinox = 0,5 kJ/kgK

τ – Thời gian sấy τ = 60 phút = 1h



3.2.3 Tổn thất nhiệt ra môi trường xung quanh.

Kết cấu tường, trần hầm sấy: Kết cấu từ trong ra ngoài như sau:

- Bên trong (tiếp xúc trực tiếp với nhiệt) : bọc inox tấm 304,