THIẾT KẾ HẦM SẤY MỰC TưƠI NĂNG SUẤT NGUYÊN LIỆU 1400 KG-MẺ

BỘ CÔNG THƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN HỌC PHẦN KĨ THUẬT THỰC PHẨM ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HẦM SẤY MỰC TƢƠI NĂNG SUẤT NGUYÊN LIỆU 1400 KG/MẺ GVHD: TIỀN TIẾN NAM SVTH: NGUYỄN THỊ THÙY PHẠM THỊ XUÂN THI HCM, Ngày …tháng… năm 2013 MỤC LỤC Thiết kế hầm sấy mực tươi suất nguyên liệu 1400 kg/mẻ GVHD: Tiền Tiến Nam LỜI MỞ ĐẦU Sấy trình cơng nghệ sử dụng nhiều ngành cơng_nơng nghiệp Kỹ thuật sấy đóng vai trị vơ quan trọng đời sống Trong quy trình cơng nghệ sản xuất nhiều sản phẩm có cơng đoạn sấy khô để bảo quản dài ngày Trong nông nghiệp, sấy công đoạn quan trọng công nghiệp sau thu hoạch Trong công nghiệp công nghiệp chế biến nông _hải sản, công nghiệp chế biến gỗ, công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng…kỹ thuật sấy đóng vai trị quan trọng dây chuyền sản xuất Q trình sấy khơng q trình tách nước nước khỏi vật liệu cách đơn mà q trình cơng nghệ Nó địi hỏi sau sấy vật liệu phải đảm bảo chất lượng cao, tiêu tốn lượng chi phí vận hành thấp Trong chế biến nơng_hải sản, sản phẩm sấy phải trì màu sắc, hương vị, vi lượng, sản phẩm có chất lượng tốt … Có nhiều thiết bị sấy khác với tính vượt trội riêng Trong Đồ án KTTP chúng em giao nhiệm vụ thiết kế hầm sấy mực tươi suất nguyên liệu 1400 kg/mẻ Hệ thống lắp đặt Ninh Thuận với nhiệt độ khơng khí độ ẩm trung bình năm t = 26 75% Với hướng dẫn tận tình thầy Tiền Tiến Nam giúp chúng em hoàn thành đồ án Do kiến thức chúng em nhiều hạn chế nguồn tài liệu tham khảo không đầy đủ, q trình tính tốn có nhiều sai số nên khơng tránh khỏi sai sót Chúng em mong nhận đóng góp ý kiến thầy, bạn để Đồ án chúng em hoàn thiện Một lần chúng em xin cám ơn thầy Tiền Tiến Nam hướng dẫn chúng em suốt thời gian qua Tp HCM, Ngày….Tháng….Năm 2013 Sinh Viên Thực Hiện: SVTH: Nguyễn Thị Thùy Phạm Thị Xuân Thi Trang Thiết kế hầm sấy mực tươi suất nguyên liệu 1400 kg/mẻ GVHD: Tiền Tiến Nam CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan sấy: 1.1.1 Khái niệm chung: Sấy phương pháp bảo quản thực phẩm đơn giản, an toàn dễ dàng Sấy làm giảm độ ẩm thực phẩm đến mức cần thiết vi khuẩn, nấm mốc nấm men bị ức chế không phát triển hoạt động được, giảm hoạt động enzyme, giảm kích thước trọng lượng sản phẩm Có nhiều cách để cung cấp nhiệt cho vật liệu: dẫn nhiệt, đối lưu nhiệt,bức xạ lượng điện trường có tần số cao Trong đồ án này, ta sử dụng phương pháp sấy đối lưu Đây phương pháp thông dụng cơng nghiệp sấy Để thực q trình sấy, người ta sử dụng hệ thống gồm nhiều thiết bị thiết bị phụ Có nhiều loại thiết bị chính: buồng sấy, hầm sấy, tháp sấy, thùng quay Trong đồ án này, ta sử dụng loại thiết bị sau: Thiết bị chính: o Hầm sấy o Xe gng Thiết bị phụ: o Quạt đẩy o Caloripher o Quạt hút o Tời kéo SVTH: Nguyễn Thị Thùy Phạm Thị Xuân Thi Trang Thiết kế hầm sấy mực tươi suất nguyên liệu 1400 kg/mẻ GVHD: Tiền Tiến Nam 1.1.2 Phân loại trình sấy: Người ta phân biệt loại: • Sấy tự nhiên: nhờ tác nhân nắng, gió Phương pháp thời gian sấy dài, tốn diện tích sân phơi, khó điều chỉnh độ ẩm cuối vật liệu lớn, phụ thuộc vào điều kiện thời tiết khí hậu • Sấy nhân tạo: trình cần cung cấp nhiệt, nghĩa phải dùng đến tác nhân sấy khói lị, khơng khí nóng, q nhiệt…và hút khỏi thiết bị sấy xong Quá trình sấy nhanh, dễ điều khiển triệt để sấy tự nhiên  Phân loại phƣơng pháp sấy nhân tạo, ta có: Phân loại theo phương thức truyền nhiệt: Phương pháp sấy đối lưu: nguồn nhiệt cung cấp cho trình sấy nhiệt truyền từ môi chất sấy đến vật liệu sấy cách truyền nhiệt đối lưu Đây phương pháp dùng rộng rãi cho sấy hoa sấy hạt Phương pháp sấy xạ: nguồn nhiệt cung cấp cho trình sấy thực xạ từ bề mặt đến vật sấy, dùng xạ thường, xạ hồng ngoại Phương pháp sấy tiếp xúc: nguồn cung cấp nhiệt cho vật sấy cách cho tiếp xúc trực tiếp vật sấy với bề mặt nguồn nhiệt Phương pháp sấy điện trường dòng cao tần: nguồn nhiệt cung cấp cho vật sấy nhờ dòng điện cao tần tạo nên điện trường cao tần vật sấy làm vật nóng lên Phương pháp sấy thăng hoa: thực làm lạnh vật sấy đồng thời hút chân không vật sấy đạt đến trạng thái thăng hoa nước, nước thoát khỏi vật sấy nhờ q trình thăng hoa Phương pháp sấy tầng sơi: nguồn nhiệt từ khơng khí nóng nhờ quạt thổi vào buồng sấy đủ mạnh làm sôi lớp hạt, sau thời gian định, hạt khô tháo Phương pháp sấy phun: dùng để sấy sản phẩm dạng lỏng SVTH: Nguyễn Thị Thùy Phạm Thị Xuân Thi Trang Thiết kế hầm sấy mực tươi suất nguyên liệu 1400 kg/mẻ GVHD: Tiền Tiến Nam Bức xạ: dẫn truyền nhiệt xạ từ vật liệu nóng đến vật liệu ẩm  Phân loại theo tính chất xử lý vật liệu ẩm qua buồng sấy Sấy mẻ: vật liệu đứng yên chuyển động qua buồng sấy nhiều lần, đến hoàn tất tháo Sấy liên tục: vật liệu cung cấp liên tục chuyển động vật liệu ẩm qua buồng sấy xảy liên tục  Phân loại theo chuyển động tƣơng đối dịng khí vật liệu ẩm Loại thổi qua bề mặt Loại thổi xun vng góc với vật liệu 1.1.3 Mục đích ý nghĩa q trình sấy: Mục đích q trình sấy q trình làm khơ vật thể, vật liệu, sản phẩm phương pháp bay nước Như vậy, q trình sấy khơ vật thể diễn biến sau:Vật thể gia nhiệt để đưa nhiệt độ lên đến nhiệt độ bão hòa ứng với phân áp suất nước bề mặt vật thể Vật thể cấp nhiệt để làm bay ẩm Tóm lại, q trình sấy xảy trình trao đổi nhiệt trao đổi chất cụ thể trình truyền nhiệt từ chất tải nhiệt cho vật sấy, trình truyền ẩm từ vật sấy ngồi bề mặt sấy, q trình truyền ẩm từ bề mặt vật sấy ngồi mơi trường Các trình truyền nhiệt truyền chất xảy đồng thời vật sấy, chúng có tác động qua lại lẫn  Ta tóm tắt mục đích ý nghĩa q trình sấy mực tươi sau:  Giảm độ ẩm mực đến độ ẩm thích hợp nhằm bảo quản lâu đóng gói thuận lợi, dễ sử dụng SVTH: Nguyễn Thị Thùy Phạm Thị Xuân Thi Trang Thiết kế hầm sấy mực tươi suất nguyên liệu 1400 kg/mẻ GVHD: Tiền Tiến Nam  Dùng nhiệt độ để tiêu diệt vi sinh vật nhằm ngăn chặn trình hư thối, nấm mốc phát triển đồng thời cố định chất dinh dưỡng sẵn có mực  Tạo hương thơm cho mực 1.2 Giớí thiệu hệ thống sấy: 1.2.1 Cấu tạo: Cấu tạo hệ thống sấy gồm: caloripher, kênh dẫn khí nóng, xe gng, quạt gió, ống khí 1.2.2 Ngun lý làm việc sấy đối lƣu: Khơng khí nóng khói lị dùng làm tác nhân sấy có nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ phù hợp, chuyển động chảy trùm lên vật sấy làm cho ẩm vật sấy bay theo tác nhân sấy Khơng khí chuyển động chiều, ngược chiều cắt ngang dòng chuyển động sản phẩm Sấy đối lưu thực theo mẻ (gián đoạn) hay liên tục Trên hình vẽ sơ đồ sấy đối lưu khơng khí nóng SVTH: Nguyễn Thị Thùy Phạm Thị Xuân Thi Trang Thiết kế hầm sấy mực tươi suất nguyên liệu 1400 kg/mẻ GVHD: Tiền Tiến Nam 1.2.3 Chọn chế độ sấy: Sấy ngược chiều vật liệu tiếp xúc triệt để với tác nhân Vì sấy mực tươi ấp dụng phương pháp sấy ngược chiều 1.2.4 Chọn thời gian sấy: Thời gian sấy thông số đặc biệt quan trọng sử dụng tính tốn thiết kế vận hành thiết bị sấy Thời gian sấy phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: loại vật liệu sấy, hình dáng, kích thước hình học vật liệu, độ ẩm đầu cuối vật liệu, loại thiết bị sấy, phương pháp cấp nhiệt, chế độ sấy Do việc xác định thời gian sấy giải tích gặp nhiều khó khăn Vì vậy, tính tốn thực tế thiết bị sấy thời gian xác định theo thực nghiệm theo kinh nghiệm vận hành Tuy nhiên nghiên cứu loại sấy để sấy vật liệu chưa có kinh nghiệm người ta phải dựa vào lý thuyết giải tích nửa giải tích nửa thực nghiệm để tính tốn thời gian sấy  Nguyên tắc xác định thời gian sấy giải tích: 1- Xây dựng mơ hình vật lý phù hợp với vật liệu cần sấy với thiết bị sấy phù hợp với phương pháp cấp nhiệt chế độ sấy 2- Từ mô hình vật lý thiết lập mơ hình tốn học toán truyền nhiệt truyền chất nghĩa viết hệ phương trình truyền nhiệt truyền chất với điều kiện đơn trị tương ứng Trong hệ phương trình truyền nhiệt truyền chất phải thể mơ hình vật lý cách tồn diện, xác lược bỏ nhân tố phụ để mơ hình tốn học đơn giản giải 3- Giải mơ hình toán học để xác định thời gian sấy Do mơ hình vật lý mơ hình tốn học bỏ số yếu tố thời gian sấy xác định giải tích sai khác với thực tế, cần phải trải qua thực nghiệm để chỉnh lý cho phù hợp SVTH: Nguyễn Thị Thùy Phạm Thị Xuân Thi Trang Thiết kế hầm sấy mực tươi suất nguyên liệu 1400 kg/mẻ GVHD: Tiền Tiến Nam 1.2.5 Nhiên liệu sử dụng: Nhiên liệu sử dụng hệ thống sấy khí nóng, khí nóng thổi trực tiếp vào hầm sấy 1.2.6.1 Ảnh hƣởng nhiệt độ khơng khí: Trong điều kiện khác không đổi độ ẩm khơng khí, tốc độ gió…, việc nâng cao nhiệt độ làm tăng nhanh tốc độ làm khô lượng nước nguyên liệu giảm xuống nhiều Nhưng tăng nhiệt độ giới hạn cho phép nhiệt độ làm khô cao làm ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm, dễ làm cho nguyên liệu bị chín gây nên tạo màng cứng lớp bề cản trở tới chuyển động nước từ lớp bên bề mặt Nhưng với nhiệt độ làm khô thấp, giới hạn cho phép q trình làm khơ chậm lại dẫn đến thối rữa, hủy hoại nguyên liệu 1.2.6.2 Ảnh hƣởng tốc độ chuyển động khơng khí: Tốc độ chuyển động khơng khí có ảnh hưởng lớn đến q trình sấy, tốc độ gió q lớn q nhỏ khơng có lợi cho q trình sấy Vì tốc độ chuyển động khơng khí q lớn khó giữ nhiệt lượng nguyên liệu để cân t nh sấy, tốc độ nhỏ làm cho trình sấy chậm lại Vì vậy, cần phải có tốc độ gió thích hợp, giai đoạn đầu q trình làm khơ Hướng gió ảnh hưởng lớn đến q trình làm khơ, hướng gió song song với bề mặt ngun liệu tốc độ làm khơ nhanh Nếu hướng gió thổi tới ngun liệu với góc 450 tốc độ làm khơ tương đối chậm, cịn thổi thẳng vng góc với ngun liệu tốc độ làm khơ chậm 1.2.6.3 Ảnh hƣởng độ ẩm tƣơng đối khơng khí: Độ ẩm tương đối khơng khí nhân tố ảnh hưởng định đến q trình làm khơ, độ ẩm khơng khí lớn q trình làm khô chậm lại Các nhà bác học Liên Xô nước khác chứng minh rằng: độ ẩm tương đối khơng khí lớn 65% q trình sấy chậm lại rõ rệt, cịn độ ẩm tương đối khơng khí khoảng 80% trở lên q trình làm khơ dừng lại bắt đầu xảy tượng ngược lại, tức nguyên liệu hút ẩm trở lại SVTH: Nguyễn Thị Thùy Phạm Thị Xuân Thi Trang Thiết kế hầm sấy mực tươi suất nguyên liệu 1400 kg/mẻ GVHD: Tiền Tiến Nam Để cân ẩm, khuếch tán nội phù hợp với khuếch tán ngoại tránh tượng tạo màng cứng, người ta áp dụng phương pháp làm khô gián đoạn tức vừa sấy vừa ủ Làm khô điều tự nhiên khó đạt độ ẩm tương đối khơng khí 50% đến 60% nước ta khí hậu nhiệt đới thường có độ ẩm cao Do đó, phương pháp để làm giảm độ ẩm khơng khí tiến hành làm lạnh nước ngưng tụ lại Khi hạ thấp nhiệt độ khơng khí điểm sương nước ngưng tụ, đồng thời hàm ẩm tuyệt đối không khí hạ thấp Như để làm khơ khơng khí người ta áp dụng phương pháp làm lạnh 1.2.6.4 Ảnh hƣởng kích thƣớc nguyên liệu: Kích thước nguyên liệu ảnh hưởng đến trình sấy Nguyên liệu bé, mỏng tốc độ sấy nhanh, ngun liệu có kích thước q bé mỏng làm cho nguyên liệu bị cong, dễ gẫy vỡ Trong điều kiện giống chế độ sấy (nhiệt độ, áp suất khí quyển) tốc độ sấy tỷ lệ thuận với diện tích bề mặt S tỷ lệ nghịch với chiều dày nguyên liệu δ Trong đó: S : diện tích bề mặt bay nguyên liệu δ : chiều dày nguyên liệu B : hệ số bay đặc trưng cho bề mặt nguyên liệu 1.2.6.5 Ảnh hƣởng trình ủ ẩm: Q trình ủ ẩm nhằm mục đích làm cho tốc độ khuếch tán nội khuếch tán ngoại phù hợp để làm tăng nhanh trình làm khơ Trong làm khơ q trình ủ ẩm người ta gọi làm khô gián đoạn 1.2.6.6 Ảnh hƣởng thân nguyên liệu: Tùy vào thân nguyên liệu mà người ta chọn chế độ làm khô cho phù hợp, cần phải xét đến thành phần hóa học nguyên liệu SVTH: Nguyễn Thị Thùy Phạm Thị Xuân Thi Trang Thiết kế hầm sấy mực tươi suất nguyên liệu 1400 kg/mẻ GVHD: Tiền Tiến Nam ( ) Tổn thất qua hai tường bên là: QT = 3,6 KT FT t = 3,6 1,21 FT (65 - 40)= (kJ/h) FT = 2(Hh Bh + Hh Lh ) = 2(2,05.1,65+2,05.12,1) = 56,375 (m2)  QT = 3,6 1,21 56,375 (65 - 40) = 6.139,3(kJ/h) hay: qT = = 6139,3 = 8,77( kJ/kg ẩm) 700  Tổn thất nhiệt qua trần: Quá trình cấp nhiệt qua trần tính tốn giống cấp nhiệt qua tường, khác tường nằm ngang Trần hầm sấy gồm lớp bê tông thường dày số dẫn nhiệt Tr  = 1,3 hệ W/mK T  = 1,3 3,44  4,472 (W/m2độ) Do đó: SVTH: Nguyễn Thị Thùy Phạm Thị Xuân Thi Trang 35 Thiết kế hầm sấy mực tươi suất nguyên liệu 1400 kg/mẻ GVHD: Tiền Tiến Nam ( ) Vậy: QTr = 3,6 KTr FTr t QTr = 3,6 1,99 19,97 (52,5 - 30) = 3.218,96 (kJ/h) Với FTr = Lh.Bh = 12,1.1,65 = 19,97 (m2) Hay: QTr = Q 3218,96  = 4,599 (kJ/Kg ẩm) W 700 Trong đó: Ftr: diện tích trần t: chêch lệch nhiệt độ trung bình trần phòng sấy  Tổn thất nhiệt qua cửa: Hầm sấy gồm cửa vào ra, cửa gồm lớp: lớp phía ngồi cửa làm thép có bề dày 1 = 3 = 2mm = 0,002m, hệ số dẫn nhiệt thép = 0,5W/mđộ lớp làm thủy tinh để cách nhiệt bề dày 2 = 70mm = 0,07m, hệ số dẫn nhiệt b = 0,035W/mđộ SVTH: Nguyễn Thị Thùy Phạm Thị Xuân Thi Trang 36 Thiết kế hầm sấy mực tươi suất nguyên liệu 1400 kg/mẻ GVHD: Tiền Tiến Nam Hệ số truyền nhiệt qua cửa: 2, 2 lấy giá trị hệ số cấp nhiệt trường hợp tính tốn với tường ( ) Cửa có chiều rộng 1,1m; chiều cao 1,25m Hầm sấy có cửa Diện tích tất cửa hầm sấy: FC = 2.1,1.1,25 = 2,75 (m2) hiệu số nhiệt độ trung bình tác nhân sấy khơng khí ngồi hầm sấy QC = 3,6 KC FC t ( qc = Q C W = ) 110,187 0,16 (kJ/kg ẩm) = 700  Tổn thất nhiệt qua nền: Cơng thức thực nghiệm tính nhiệt tổn thất qua nền: Với Fn diện tích SVTH: Nguyễn Thị Thùy Phạm Thị Xuân Thi Trang 37 Thiết kế hầm sấy mực tươi suất nguyên liệu 1400 kg/mẻ GVHD: Tiền Tiến Nam ( ) : tổn thất riêng 1m2 nền, phụ thuộc vào nhiệt độ trung bình tác nhân sấy vị trí đặt hầm sấy phân xưởng ttb(oC) (W/m2) 40 24,5 60 34,2 Từ giá trị bảng ta nội suy ttb = 52,5oC = 30,6 (W/m2) Tính được: ( ) Vậy tổn thất nhiệt môi trường xung quanh: qmt = qt + qtr + qc + qn = 8,77 + 4,599 + 0,16 + 3,14 = 16,669 (kJ/kgkkẩm) Lượng nhiệt tổn thất chung: q= qv + qk + qmt = 390,98 + 0,17 + 16,669 = 407,819 (kJ/h) Ta tính nhiệt lượng bổ sung thực tế:  = Ca.1 – qv – qk – qmt = 4,18.25 – 390,98 – 0,17 – 16,669 = - 303,319 (kJ/kg) 2.5 TÍNH TỐN Q TRÌNH SẤY THỰC Ta có:H2 = H1 + (d'2 – d1) với: d'2 hàm ẩm khơng khí sau khỏi hầm sấy trình sấy thực H entanpy khơng khí ẩm tính theo công thức sau: H = hk + x.ha SVTH: Nguyễn Thị Thùy Phạm Thị Xuân Thi Trang 38 Thiết kế hầm sấy mực tươi suất nguyên liệu 1400 kg/mẻ GVHD: Tiền Tiến Nam hk, : entanpy 1kg khơng khí khơ 1kg nước hk = Cpk.t = r + Cpa.t ( ( ) ) ( ) ( ) ( ) Cpk, Cpa, r: nhiệt dung riêng khơng khí khơ, nước ẩn nhiệt hóa Cpk = 1,004 kJ/kg.K Cpa = 1,842 kJ/kg.K r = 2500 kJ/kg Các thông số trình sấy thực: I’2 = Cpk.t2 + d’2.(r + Cpa.t2) = 1,004.40 + 0,026.(2500 + 1,842.40) = 107,08 (kJ/kgkkk) Ta có: d’2 = 26g/kgkkk I’2 = 107,08 kJ/kgkkk = 25,57 kcal/kgkkk Lượng khơng khí cần thiết để bốc kg ẩm trình sấy thực: ( ) Lượng khơng khí khơ cần q trình sấy thực: L’ = W.l’ = 700 111,11 = 77.777 (kgkkk/h) SVTH: Nguyễn Thị Thùy Phạm Thị Xuân Thi Trang 39 Thiết kế hầm sấy mực tươi suất nguyên liệu 1400 kg/mẻ GVHD: Tiền Tiến Nam Tính tốn để lập bảng cân nhiệt: Lượng nhiệt tiêu hao q: q = l’(I1 – Io) = 111,11 (83,72 – 69) = 1635,54 (kJ/kg ẩm) Tổn thất nhiệt tác nhân sấy mang đi: q2tn = l’.CTNS.(t2 – to) [1] CTNS = Cpk + Cpa.do = 1,004 + 1,842 0,017 = 1,0353 (kJ/kg.K) Tính được: q2tn = 111,11 1,0353 (40 – 26) = 1610,45 (kJ/kg ẩm) Tổng lượng nhiệt có ích tổn thất: q’ = q1 + q2tn + q = 2469,2 + 1610,45 + 407,819 = 4487,47(kJ/kg ẩm) Theo nguyên tắc cân nhiệt q = q’, sai số trình tính tốn nên q q q’ = | | = | | = 1,74 < 5% Sai số chấp nhận Ta có bảng sau: TT SVTH: Nguyễn Thị Thùy Phạm Thị Xuân Thi Đại lƣợng Ký hiệu kJ/kgẩm % Trang 40 Thiết kế hầm sấy mực tươi suất nguyên liệu 1400 kg/mẻ GVHD: Tiền Tiến Nam Nhiệt lượng có ích q1 2487,4 63,3 Tổn thất nhiệt tác nhân sấy q2tn 1218,13 31 Tổn thất nhiệt vật liệu sấy mang q2 84,4 2,15 Tổn thất nhiệt khay sấy mang qk 10,37 0,3 Tổn thất nhiệt môi trường xung quanh qmt 127,594 3,25 Tổng nhiệt lượng tính tốn q’ 3927,89 100 Tổng nhiệt lượng tiêu hao q 3940,94 CHƢƠNG III: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ PHỤ 3.1 Tính chọn Caloripher: Caloripher thiết bị dùng để đốt nóng khơng khí trước đưa khơng khí vào hầm sấy Trong kỹ thuật sấy thường dùng loại caloripher: caloripher khí – caloripher khí – khói Ở đây, ta sấy mực hầm sấy với nhiệt độ tác nhân sấy không 1200C nên ta chọn loại caloripher khí – Caloripher khí – thiết bị trao đổi nhiệt có vách ngăn Trong ống bão hịa ngưng tụ Ngồi ống khơng khí chuyển động, Do hệ số trao đổi nhiệt khí ngưng nước lớn so với hệ số trao đổi nhiệt đối lưu mặt ống với khơng khí SVTH: Nguyễn Thị Thùy Phạm Thị Xn Thi Trang 41 Thiết kế hầm sấy mực tươi suất nguyên liệu 1400 kg/mẻ GVHD: Tiền Tiến Nam Vì vậy, phía khơng khí thường làm cánh để tăng cường truyền nhiệt Hơi nước ống có áp suất 1,46at, nhiệt độ bão hòa nước ts= 1100C Độ chênh lệch nhiệt độ trung bình : = ts - t0 = 110 – 26 = 840C = ts - t0 = 110 – 65 = 450C Với t0, t1 nhiệt độ khơng khí vào khỏi caloripher ttb  84  45  62,4840 C 84 ln 45 Nhiệt lượng cần cung cấp cho caloripher giờ: Q = L.(H1 - H0)= 77777.(20 – 16,5) = 272219,5 (kJ/h) Q = 75616,5 (W)  Caloripher có ống làm thép có: - Hệ số dẫn nhiệt thep  55W / m K - Đường kính d1= 48mm = 0,048m - Đường kính ngồi d2= 50mm = 0,05m - Chiều dài ống l =1,5m - Bước ống ngang s1= 0,3m - Bước ống dọc s2= 0,2m  Cánh làm đồng có: - Hệ số dẫn nhiệt c  55W / m K - Đường kính cánh d c  0,055 m SVTH: Nguyễn Thị Thùy Phạm Thị Xuân Thi Trang 42 Thiết kế hầm sấy mực tươi suất nguyên liệu 1400 kg/mẻ - Chiều dày cánh - GVHD: Tiền Tiến Nam Khoảng cách cánh t = 40mm = 0,04m c = 1mm = 0,001m Chiều dày vách ống: ( ) ( ) ( ) Bước cánh : sc = t + c = 0,04 + 0,001 = 0,041 (m) Chiều cao cánh: h = 0,5 (dc – d2) = 0,5 (0,055 – 0,05) = 0,0025 (m) Số cánh ống : nc = ( = ) Ta có: Dó tính hệ truyền nhiệt qua ống ứng với bề mặt không làm cánh F1 theo cơng thức tính hệ số truyền nhiệt qua vách phẳng: Với: : hệ số tỏa nhiệt nước ống, W/m2 độ : hệ số tỏa nhiệt toàn bề mặt ngồi vách có cánh, W/m2 độ : hệ số làm cánh Ta chọn loại cánh cánh trịn ống nên áp dụng cơng thức sau: =1+  Tính = = 1,1334 :  Ta chọn loại ống xếp so le: SVTH: Nguyễn Thị Thùy Phạm Thị Xuân Thi Trang 43 Thiết kế hầm sấy mực tươi suất nguyên liệu 1400 kg/mẻ Nuf = 0,251.Re0,67( ) ( GVHD: Tiền Tiến Nam ) Tiêu chuẩn Reynold tính theo tốc độ khe hẹp qua cánh đường kính tương dE: √ Với : diện tích cánh ống, m2 ( ) ( ) ( ) : diện tích mặt ngồi ống phía khơng làm cánh, m2 = d2.t nc = 0,05.0,04.37 = 0,2324 (m2) √ dE = = 0,0457 dE = 0,0457 (m) Chọn vận tốc dịng khí vào caloripher 35,508 m/s, tốc độ khe hẹp qua cánh: max   d 2h c   1   s s1sc     35,508  42,63(m / s)  0,05 2.0,0025.0,001  1    0,3.0,041   0,3 Các thông số vật lý  ,  lấy theo nhiệt độ trung bình khơng khí bên ngồi ống Nhiệt độ trung bình khơng khí ngồi ống: ttb  t0  t1 26  65   45,50 C 2 SVTH: Nguyễn Thị Thùy Phạm Thị Xuân Thi Trang 44 Thiết kế hầm sấy mực tươi suất nguyên liệu 1400 kg/mẻ Hệ số dẫn nhiệt phụ thuộc vào nhiệt độ tính theo cơng thức  : GVHD: Tiền Tiến Nam =  ) (  C 0,0201 kk 122 (W/m.độ)  : hệ số dẫn nhiệt khí C T : nhiệt độ tuyệt đối khơng khí 0K C: số phụ thuộc vào loại khí T= 45,5+273 = 318,5 )(  = 0,0201.(  =1,858.10 -2 ) = 0,01858 (W/mK) W/mK :  = k 10-3 Khối lượng riêng chất khí bất kì: = Trong đó: M = 29, P = 1,  = 17,56.10-6  = 17,56.10-6 m2/s Re  42 ,63 0,0457  1,109 10 6 17 ,56 10 SVTH: Nguyễn Thị Thùy Phạm Thị Xuân Thi Trang 45 Thiết kế hầm sấy mực tươi suất nguyên liệu 1400 kg/mẻ Nu f  0,251.1,109.10 c   0, 67  0,3  0,05     0,05  0,  0,3  0,05   1   0,04  GVHD: Tiền Tiến Nam 0,  293,708 293 ,708 1,858 10 2  119 ,4 W / m đô 0,0457    Tính α2: 2  c  Fc1 c    F21 F01 Fc1 Với  c : hệ số tỏa nhiệt từ bề mặt cánh tới khơng khí, W/m2độ F21 : diện tích tồn mặt ngồi ống F21  F01  Fc1 = 0,2324+ 0,0523 = 0,2847 (m2)  c : hiệu suất cánh, xác định sau:  2 c c c  2.119,4  39,899 150.0,001 h =  h = 39,899 0,0025= 0,0997 Tra đồ thị 2-31 ứng với loại cánh tròn, ta có:  c = 0,77  0,2324  4,444 0,0523   119 ,4 0,0523 0,77  4,444  = 114,364 (W/m2.Độ) 0,2847  Tính α1: 1  0,725.4 r3  td1 SVTH: Nguyễn Thị Thùy Phạm Thị Xuân Thi Trang 46 Thiết kế hầm sấy mực tươi suất nguyên liệu 1400 kg/mẻ GVHD: Tiền Tiến Nam Các thông số nước ngưng tụ: r = 2234 kJ/kg   2,56.10 4 N s / m   0,685W / mK   951kg / m t : chênh lệch nhiệt độ ống vách ống Vì ta chưa biết nhiệt độ vách nên chọn t = 0,350C 2234.1000.0,6853.9512 1  0,725  14291,56 (W/m2.độ) 4 0,35.2,56.10 0,048 K F1  = 128,1557 (W/m2.độ) 0,001   14291,56 55 114,364.1,1334 = 0,550C Kiểm tra lại chênh lệch nhiệt độ q1 = KF1 ttb = 128,1557.62,484 = 8007,68(W/m3) | | | | Giả sử chênh lệch nhiệt độ chấp nhận Diện tích bề mặt ống: ( ) Tổng số ống caloripher: ( ) m = 6: số ống hàng Số hàng ống: SVTH: Nguyễn Thị Thùy Phạm Thị Xuân Thi Trang 47 Thiết kế hầm sấy mực tươi suất nguyên liệu 1400 kg/mẻ ( GVHD: Tiền Tiến Nam ) Kích thước caloriphe: b = m.s1= 6.0,3 = 1,8 (m) c = z.s2= 7.0,2 = 1,4 (m) Trở lực caloriphe: = 1,06825 kg/m3 khối lượng riêng khơng khí tra nhiệt độ t = 52,50C hệ số trở kháng ( ( ) ) ( ) ( ) ( ) ) ( ( ) ( ) ( ) = 0,0582 ( ) Chưa tính 3.2 Chọn quạt: Lưu lượng quạt: V = 5m/s Thể tích khơng khí ẩm điều kiện tiêu chuẩn (t0 = 26 , P0 = 760mmHg) V0 = Với: : khối lượng riêng khơng khí khơ điều kiện tiêu chuẩn 1,293 kg/m3 SVTH: Nguyễn Thị Thùy Phạm Thị Xuân Thi Trang 48 Thiết kế hầm sấy mực tươi suất nguyên liệu 1400 kg/mẻ GVHD: Tiền Tiến Nam 60152,4 (m3/h)  V0 = Cột áp toàn phần mà quạt phải thực hiện: + + + + Với = 50mm : trở lực qua Caloripher = : trở lực qua đường ống dẫn = 30mm : trở lực qua thiết bị sấy = : trở lực qua thiết bị lọc bụi = 40mm  : áp suất động khí = 50 + 30 + 40 + 120 mm Vậy tổng công suất quạt: N = k = 1,1 SVTH: Nguyễn Thị Thùy Phạm Thị Xuân Thi = 47,91 (KW) Trang 49 ... sấy mực tươi suất nguyên liệu 1400 kg/mẻ GVHD: Tiền Tiến Nam 1.3 Hệ thống sấy hầm: 1.3.1 Cấu tạo hệ thống sấy hầm: Một hệ thống sấy hầm gồm thiết bị chính: hầm sấy, calorifer, quạt Trong hầm sấy. .. Trang 19 Thiết kế hầm sấy mực tươi suất nguyên liệu 1400 kg/mẻ GVHD: Tiền Tiến Nam CHƢƠNG II: TÍNH TỐN THIẾT KẾ THIẾT BỊ 2.1 CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU: 2.1.1 Vật liệu sấy: Nhiệt độ mực vào hầm t1 =... án sấy để sấy vật liệu Mỗi phương thức sấy có ưu khuyết điểm riêng SVTH: Nguyễn Thị Thùy Phạm Thị Xuân Thi Trang 18 Thiết kế hầm sấy mực tươi suất nguyên liệu 1400 kg/mẻ GVHD: Tiền Tiến Nam - Sấy