thiết kế hệ thống sấy thùng quay bắp hạt năng suất nhập liệu 2000kg/h

Đồ án: Tính toán thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp hạt 2000kg nguyên liệu/h MỤC LỤC SVTH: Điểu Thành Long & Huỳnh Thị Thu Nhiễu GVHD:Tiền Tiến Nam Đồ án: Tính toán thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp hạt 2000kg nguyên liệu/h GVHD:Tiền Tiến Nam DANH MỤC Bảng: Bảng 1.1: thành phần hóa học gần thành phần hạt ngô Bảng 1.2: Tình hình sản xuất ngô giới giai đoạn 1997-1999 Bảng 1.3: Tình hình sản xuất ngô vùng thuộc châu lục1997-1999 Bảng 1.4: Tình hình sản xuất ngô theo vùng địa phương (năm 2000) Bảng 3.1: Các thông số tác nhân sấy trình sấy lý thuyết . Bảng 3.1: Các thông số tác nhân sấy trình sấy thực tế . Bảng 3.3: Lưu lượng thể tích tác nhân sấy . Bảng 3.4: Các thông số vật liệu chế tạo thùng sấy Bảng 3.5:Thành phần nhiên liệu than sử dụng Bảng 3.6: Thông số vật lý chất tải nhiệt (khói lò) Bảng 3.7: kích thước cyclon Bảng 3.8: Các thông số hình học chủ yếu truyền Bảng 3.9: Bảng thiết kế đường ống . Bảng 3.10: Kết tính trở lực ma sát đường ống Bảng 3.11: kích thước cyclon đơn ƯH-15 Bảng 3.12: Tỉ số công suất truyền động . Bảng 3.13: Thông số truyền Bảng 3.14: Bảng thiết kế đường ống . Bảng 3.15: Kết tính trở lực ma sát đường ống Bảng 3.16: Kết tính trở lực cục ( đột mở) . Bảng 3.17: bảng tính công suất chọn quạt trục đường Bảng 3.18: bảng tính công suất chọn quạt đường ống dẫn khói . Bảng 3.19: Thông số quạt Hình: Hình 1.1: Ngô đá . SVTH: Điểu Thành Long & Huỳnh Thị Thu Nhiễu Đồ án: Tính toán thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp hạt 2000kg nguyên liệu/h GVHD:Tiền Tiến Nam Hình 1.2: Ngô ngựa . Hình 1.3: Ngô nếp . Hình 1.4: Ngô đường . Hình 1.5: Ngô nổ . Hình 1.6: Ngô bột Hình 1.7: Ngô bọc . Hình 1.8: Hạt ngô Hình 1.9: Sơ đồ nguyên lý thiết bị thùng quay . Hình 2.1: Sơ đồ quy trình sấy bắp hạt . Hình 3.1: cánh đảo trộn . Hình 3.2: Chiều cao lớp hạt . hình 3.3: Các ống calorifer Hình 3.4: Kích thước calorifer Hình 3.5: Buồng hòa trộn Hình 3.6: Kích thước cyclon . Hình 3.7: Bộ truyền động Hình 3.8: Kích thước vành đai Hình 3.9: Con lăn đỡ . Hình 3.10: Kích thước quạt ly tâm Hình 3.11: Đột mở . Hình 3.12: Đột thu . Hình 3.13: Ống cong tiết diện tròn . Hình 3.14: Ống cong tiết diện chữ nhật SVTH: Điểu Thành Long & Huỳnh Thị Thu Nhiễu Đồ án: Tính toán thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp hạt 2000kg nguyên liệu/h GVHD:Tiền Tiến Nam NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN SVTH: Điểu Thành Long & Huỳnh Thị Thu Nhiễu Đồ án: Tính toán thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp hạt 2000kg nguyên liệu/h GVHD:Tiền Tiến Nam NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG SVTH: Điểu Thành Long & Huỳnh Thị Thu Nhiễu Đồ án: Tính toán thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp hạt 2000kg nguyên liệu/h GVHD:Tiền Tiến Nam CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN Sấy trình công nghệ sử dụng nhiều thực tế sản xuất đời sống. Trong công nghiệp chế biến nông sản, hải sản, chế biến gỗ… kỹ thuật sấy đóng vai trò quan trọng dây chuyền sản xuất. Trong nông nghiệp, sấy công đoạn quan trọng công nghệ sau thu hoạch loại nông sản. Thực tế cho thấy phơi khô sấy không kịp, nhiều nông sản bị mát ẩm mốc biến chất (chiếm khoảng 10–20%, vài loại lên đến 40–50%). Ngoài ra, sấy trình công nghệ quan trọng chế biến nông sản thành thương phẩm. Trong Đồ án môn học này, em trình bày quy trình công nghệ thiết kế thiết bị sấy thùng quay để sấy bắp hạt với suất 2000 kg/h. I. Tổng quan 1. Định nghĩa sấy Sấy trình dùng nhiệt để làm bay nước khỏi vật liệu. Quá trình sấy tiến hành tự nhiên lượng tự nhiên lượng mặt trời , lượng gió (gọi trình phơi hay sây tự nhiên).Dùng phương pháp đỡ tốn nhiệt không chủ động diều chỉnh vận tốc trình theo yêu cầu kĩ thuật sấy, suất thấp. Bởi ngành công nghiệp người ta thường tiến hành trình sấy nhân tạo nguồn lượng người tạo ra. Tùy theo phương pháp truyền nhiệt, kĩ thuật sấy chia ra: - Sấy đối lưu: Phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy với không khí nóng khói lò (tác nhân sấy). Sấy tiếp xúc: Phương pháp sấy không cho vật liệu sấy tiếp xúc trực tiếp với tác nhân sấy. Sấy tia hồng ngoại: Phương pháp sấy dùng lượng tia hồng ngoại, nguồn nhiệt phát truyền cho vật liệu sấy Sấy dòng điện cao tần: Phương pháp sấy dùng lượng điện trường có tần số cao để đốt nóng toàn chiều dày lớp vật liệu Sấy thăng hoa: phương pháp sấy môi trường có độ chân không cao, nhiệt đọ thấp nên độ ẩm tự vật liệu đóng băng bay từ trạng thái rắn thành không qua trạng thái lỏng. Ba phương pháp sấy cuối sử dụng công nghiệp nên gọi chung phương pháp sấy đặc biệt. SVTH: Điểu Thành Long & Huỳnh Thị Thu Nhiễu Đồ án: Tính toán thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp hạt 2000kg nguyên liệu/h GVHD:Tiền Tiến Nam Sấy đối lưu sử dụng phổ biến công nghiệp. Các dạng thiết bị sấy đối lưu : - TBS buồng TBS hầm TBS tháp TBS thùng quay TBS phun TBS khí động TBS tầng sôi 2. Nguyên liệu bắp(ngô) a. Tổng quan - Ngô có tên khoa học là: Zea mays L. Giới: Plantae. Ngành: Magnoliophyta. Lớp: Liliopsida (Monocotyledones). Bộ: Poales (bộ Hòa thảo, cỏ, lúa). Họ: Gramineae (họ Hòa thảo), Poaceae. Chi: Maydeae Loài: Zea mays L, Z.mexicana, Z.perrenis L Ngô lương thực quan trọng toàn giới bên cạnh lúa mì lúa gạo. Ở nước thuộc Trung Mỹ, Nam Á Châu Phi, Người ta sử dụng ngô làm lương thực cho người với phưương thức đa dạng theo vùng địa lý tập quán nơi. Ngô thức ăn chăn nuôi quan trọng nay: 70% chất tinh thức ăn tổng hợp gia súc từ ngô. Ngô thức ăn xanh và ủ chua lý tưởng cho đại gia súc đặc biệt bò sữa. Gần ngô thực phẩm. Người ta dùng bắp ngô bao tử làm rau cao cấp có hàm lượng dinh dưỡng cao. Ngô nếp, ngô đường dùng làm ăn tươi đống hộp làm thực phẩm xuất khẩu. Ngô nguyên liệu ngành công nghiệp lương thực – thực phẩm công nghiệp nhẹ để sản xuất rượu, cồn, tinh bột, dầu, glucose, bánh kẹo… Chính tầm quan trọng neeng kinh tế vậy, ngô toàn giới gieo trồng hình thành vùng sinh thái ngô là: vùng ôn đới, vùng cận nhiệ đới, vùng nhiệt đới cao vùng nhiệt đới thấp. Việt Nam nằm vùng nhiệt đới thấp. Cây ngô đưa vào sản xuất cách 300 năm. Những năm gần đây, nhờ có sách khuyến khích nhà nước có nhiều tiến khoa học kỹ thuật, đặc biệt giống, ngô có tăng trưởng đáng kể diện tích, xuất sản lượng, đông thời hình thành vùng trồng ngô nước. SVTH: Điểu Thành Long & Huỳnh Thị Thu Nhiễu Đồ án: Tính toán thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp hạt 2000kg nguyên liệu/h GVHD:Tiền Tiến Nam b. Phân loại Từ loài Zea mays L, dựa vào cấu trúc nội nhũ hạt, ngô phân loại thành: - Ngô đá (Zea mays L. subsp. Indurata sturt) Hình 1.1: Ngô đá - Ngô ngựa ( Zea mays L. subsp. indentata sturt) Hình 1.2: Ngô ngựa - Ngô nếp ( Zea mays L. subsp. ceratina kulesh) SVTH: Điểu Thành Long & Huỳnh Thị Thu Nhiễu Đồ án: Tính toán thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp hạt 2000kg nguyên liệu/h Hình 1.3: Ngô nếp - Ngô đường ( Zea mays L. subsp. saccharata sturt) Hình 1.4: Ngô đường - Ngô nổ ( Zea mays L. subsp. everta sturt) SVTH: Điểu Thành Long & Huỳnh Thị Thu Nhiễu GVHD:Tiền Tiến Nam Đồ án: Tính toán thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp hạt 2000kg nguyên liệu/h Hình 1.5: Ngô nổ - Ngô bột ( Zea mays L. subsp. amylacea sturt) Hình 1.6: Ngô bột - 10 Ngô bọc ( Zea mays l. subsp. tunecata sturt) SVTH: Điểu Thành Long & Huỳnh Thị Thu Nhiễu GVHD:Tiền Tiến Nam Đồ án: Tính toán thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp hạt 2000kg nguyên liệu/h GVHD:Tiền Tiến Nam Chọn góc lăn đỡ 2ϕ = 60° ⇒ ϕ = 30°. Phản lực lăn đỡ lên vành đai: T= Q 68,857.1 = = 39,754.66 ( N ) × cosϕ × cos30 (CT 5–27/245–[11]) Phản lực T gồm thành phần: - Lực đẩy lăn trượt theo phương ngang: ×sin ϕ =39,754.66 sin 300 =19,877.33 (N) - Lực ép gối đỡ lăn lên bệ: N = T cos = 39,754.66 cos 300 = 34,428.55 (N) S=T Hình 3.9: Con lăn đỡ Bề rộng lăn đỡ: BC = B + = 10 + = 15 (cm) (CT 5–34/245–[11]) Đường kính lăn thép: dc T 39, 754.66 = = 8.8 (cm) = 88 (mm) 300 × Bc 300 × 15 Mặt khác: 0.25 Dđai dc 0.33 Dđai => 0.25 1,796 dc 0.33 1,796 => 449 dc 592.68 (mm) (CT 5–36/245–[11]) (CT 5–37/245–[11]) Vậy chọn đường kính lăn đỡ dC = 500 mm. 4. Tính lăn chặn: Lực dọc thùng U xác định sau: U = Q × sin α = 40,610.5 × sin1.5° = 1, 063.1 ( N ) Lực U có khuynh hướng kéo thùng tụt xuống, ta đặt lăn chặn sát vành đai để thùng vị trí ổn định. Trên thùng quay, ta lắp hai lăn chặn nằm hai phía vành đai đặt gần bánh vòng. Đối với thùng có kích thước lớn nặng, ta làm lăn chặn mặt nón. Khi lắp đặt, lắp cho trục lăn vuông góc với mặt đất. Góc nghiêng lăn: sin α = Trong 60 d Dñai d: đường kính lăn chặn. SVTH: Điểu Thành Long & Huỳnh Thị Thu Nhiễu Đồ án: Tính toán thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp hạt 2000kg nguyên liệu/h GVHD:Tiền Tiến Nam α = 1.5°: góc nghiêng thùng quay. ⇒ sin ( 1.5° ) = 0.026 = d ⇒ d = 39.16 ( mm) 1,496 Chọn d = 40 mm. Lực lớn tác dụng lên lăn chặn: Fmax = Q ( f + sin α ) Trong đó, f hệ số ma sát vành đai lăn chặn, chọn f = 0.1. ⇒ Fmax = 1,063.1( 0.1 + sin1.5 ° ) = 134.14 ( N ) 5. Tính gầu tải nhập liệu: Ta chọn cấu nhậpliệu gầu tải chúng có ưu điểm sau: cấu tạo đơn giản, kích thước gọn, có khả vận chuểyn vật liệu lên độ cao lớn, suất cao. Do vật liệu sấy bắp hạt có đường kính trung bình 7.5 mm, dạng hạt, ẩm; ta chọn gầu tải băng vận tốc cao, gầu nông, gắn cố định. Bắp vật liệu có bề mặt ma sát nhỏ, ta chọn phương pháp nhập liệu sau: đổ vật liệu xuống đáy gầu, dùng gầu để múc, vận chuyển lên trên. a. Chọn chi tiết gầu tải: Bộ phận kéo: Băng làm vải cao su. Chọn chiều rộng băng 400mm, theo bảng 5.9/227–[12], chọn số lớp vải z = (do vật liệu dạng hạt). Gầu: Chọn loại gầu nông đáy tròn có kích thước sau: (Bảng 5.10/228-[12]) A = 175 mm B = 320 mm h = 190 mm: chiều cao gầu. R = 55 mm i = 4.05 m3: dung tích gầu. Các gầu đáy tròn lắp phận kéo cách khoảng: a = (2.5 ÷ 3)×h = 2.8×190 = 532 (mm) (CT 5.21/229-[12]) Khi bắt gầu vào băng, ta dập lõm phần kim loại xung quanh lỗ bắt vít, để ghép gầu với băng, mặt băng đầu bulông nằm mặt phẳng, băng ôm khít với tang. Tang dẫn động: Tang gầu tải băng chế tạo cách hàn. Đường kính tang xác định: 61 SVTH: Điểu Thành Long & Huỳnh Thị Thu Nhiễu Đồ án: Tính toán thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp hạt 2000kg nguyên liệu/h D = (125 ÷ 150)×z = 140×5 = 700 (mm) [12]) GVHD:Tiền Tiến Nam (CT 5.22/229- Chọn đường kính tang theo tiêu chuẩn D = 800 mm. Theo bảng 5.11/230–[12], chọn chiều dài tang L = 450 mm. b. Xác định suất công suất gầu tải: Năng suất gầu tải: i Q = 3.6 × × ϕ× ρ ×ν a (CT 5.25/232- [12]) Trong đó: v = m/s : ρ = 850 kg/m : ϕ = 0.7 : ⇒ vận tốc cấu kéo băng. (Bảng 5.12/233-[12]) khối lượng riêng vật liệu. hệ số chứa đầy vật liệu gầu, cho vật liệu dạng hạt. i 4.05 Q = 3.6 × × ϕ× ρ ×ν = 3.6 × × 0.7 × 850 × = 48920(kg / h) = 48.920 a 0.532 (tấn/h) Công suất gầu tải: Công suất cần thiết động truyền chuyển động cho gầu tải dùng băng: N dc = Q× H 48.920 × = = 0.762( kW ) 367 ×η 367 × 0.7 (CT 5.26/233- [12]) Trong đó: H = 4m : chiều cao nâng vật liệu gầu tải. η = 0.7: hiệu suất gầu tải băng, H ≤ 30m. [12]) X. - Thiết kế tính trở lực đường ống: Do hệ thống sấy dài, có trở lực lớn, nên ta sử dụng quạt để vận chuyển không khí, tác nhân sấy qua hệ thống, thực trình sấy. • Quạt đặt trước buồng đốt – quạt đẩy, cung cấp không khí vào buồng đốt để đốt nhiên liệu làm chất tải nhiệt calorifer. • 62 (Bảng 5.13/233- Quạt đặt trước calorifer – quạt đẩy, có nhiệm vụ cung cấp không khí cho calorifer. Không khí trời quạt đẩy đưa vào calorifer, trao đổi nhiệt đưa vào thùng sấy, qua đoạn ống cong 900. SVTH: Điểu Thành Long & Huỳnh Thị Thu Nhiễu Đồ án: Tính toán thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp hạt 2000kg nguyên liệu/h - GVHD:Tiền Tiến Nam • Quạt đặt trước buồng hòa trộn – quạt đẩy, cung cấp không khí vào buồng hòa trộn để hòa trộn với khói lò sau buồng đốt. Không khí trời quạt đẩy đưa vào buồng hòa trộn để làm giảm nhiệt độ khói, qua đoạn ống cong 900. • Quạt đặt cuối hệ thống – quạt đẩy, có nhiệm vụ hút tác nhân sấy qua thùng sấy để cấp nhiệt cho vật liệu sấy, sau đẩy qua cyclon để thu hồi bụi. Đường ống từ sau thùng sấy đến cửa vào cyclon có tiết diện hình chữ nhật tiết diện cửa vào cyclon, đường ống có đoạn ống cong 90°, rẽ nhánh vào nhóm cyclon. Lưu lượng khí lấy theo bảng 6. Đối với nhánh rẽ đường ống trước cyclon lưu lượng 1/6 lưu lượng nhánh chính. Vận tốc khí: V (m/s) với Sống: diện tích tiết diện ngang ống, m2 Chọn quạt ly tâm áp suất trung bình U9–57, N05 có kích thước: (Trang 486-[6]) - Mặt bích cửa ra: B2 = 350 mm. - Mặt bích cửa vào: D = 509 mm. Hình 3.10: Kích thước quạt ly tâm 63 SVTH: Điểu Thành Long & Huỳnh Thị Thu Nhiễu GVHD:Tiền Tiến Nam Đồ án: Tính toán thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp hạt 2000kg nguyên liệu/h Ta chọn đường ống với thông số: Bảng 3.14: Bảng thiết kế đường ống Đoạn đầu ống STT Điểm bắt đầu Cửa quạt đẩy Cửa buồng đốt Cửa quạt đẩy Cửa buồng hòa trộn Cửa quạt đẩy Cửa calorife r Cửa thùng tháo liệu Kích thước (mm) Đoạn ống Kích thước (mm) Chiều dài (m) φ 400 0.5 1.257 10 φ 314 φ 314 0.772 10 350 x 350 φ 224 0.5 0.934 20 φ 334 φ 334 1.5 1.751 20 350 x 350 φ700 0.5 10.217 26 φ 700 φ 700 10.217 26 672 x 208 672 x 208 1.5(nhán h chính) 9.782 70 672 x 208 672 x 208 0.5 x 6(6 nhánh rẽ) 1.667 12 Chế độ dòng chảy xác định: v × Dtñ ν Trong đó: v (m/s) : ν (m2/s) : 64 Vận tốc khí (m/s) 350 x 350 a. Tính trở lực ma sát đường ống: Re = Lưu lượng khí (m3/s) Đoạn cuối ống vận tốc dòng khí độ nhớt động SVTH: Điểu Thành Long & Huỳnh Thị Thu Nhiễu Điểm kết thúc Cửa vào buồng đốt Cửa vào buồng hòa trộn Cửa vào buồng hòa trộn Cửa vào calorife r Cửa vào calorife r Cửa vào thùng sấy Đoạn ống rẽ nhánh Cửa vào cyclone Kích thước (mm) φ 400 φ314 φ224 φ 334 φ 700 φ 700 672 x 208 672 x 208 Đồ án: Tính toán thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp hạt 2000kg nguyên liệu/h GVHD:Tiền Tiến Nam Dtđ (m) : đường kính tương đương ống. Đối với ống tròn : Dtđ = Dống 4× S 4× a× b Dtñ = = Π ( a + b) - Đối với ống hình chữ nhật : a, b (m) : chiều dài cạnh tiết diện ống. Khi Re ≥ 4,000: dòng khí chế độ chảy xoáy, xem dòng chảy khu vực nhẵn thủy lực. Từ xác định hệ số trở lực ma sát λ theo bảng II.12/378–[6]. Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực ma sát ống: L ρ × v2 ∆pms = λ × × (N / m2 ) - Dtñ =λ× L ρ × v2 × (mmH 2O) Dtñ × g Bảng 3.15: Kết tính trở lực ma sát đường ống ν× Dtđ ρ STT Đoạn ống L (m) Re × 10-5 λ 106 (m) (kg/m ) (m2/s) Cửa quạt đẩy đến trước 0.5 0.4 15.73 2.54 0.026 1.177 buồng đốt Cửa buồng đốt trước 0.314 188.21 1.67 0.114 0.264 buồng hòa trộn Cửa quạt đẩy đến trước 0.5 0.224 15.73 2.85 0.026 1.177 buồng hòa trộn Cửa buồng hòa trộn đến 1.5 0.334 32.8 2.04 0.04 0.748 trước calorifer Cửa quạt đẩy đến trước 0.5 0.7 15.73 11.57 0.026 1.177 calorifer Cửa calorifer đến 0.7 17.95 10.14 0.028 1.093 cửa vào thùng sấy 65 SVTH: Điểu Thành Long & Huỳnh Thị Thu Nhiễu ∆ pms (mmH2O) 0.195 0.977 1.392 2.739 0.753 1.506 GVHD:Tiền Tiến Nam Đồ án: Tính toán thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp hạt 2000kg nguyên liệu/h Cửa thùng tháo liệu đến cyclon Nhán h nhán h rẽ 1.5 0.318 16.288 13.67 0.027 1.154 36.705 0.318 16.288 2.34 0.027 1.154 2.157 Trở lực ma sát trục ống (dẫn không khí) => ∆Pms = 0.753 + 1.506 + 36.705 + 2.157 = 41.121( mmH 2O) Trở lực ma sát trục ống dẫn khói: ∆Pms' = 0.195 + 0.977 + 1.392 + 2.739 = 5.303( mmH 2O) b. Tính trở lực cục bộ: Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực cục ống dẫn: v2 × ρ ∆Pcb = ξ ( mmH 2O) 2× g (CT trang 95- [15]) Trong đó: ξ: Hệ số trở lực Hệ số trở lực đột mở: f   ξ = 1 − ÷  F f (m2) F (m2) : : (Phụ lục 8/13-[1]) tiết diện ống nhỏ. tiết diện ống lớn. Hình 3.11 Đột mở Bảng 3.16: Kết tính trở lực cục ( đột mở) ST T 66 ống nhỏ Vị trí trở lực Từ cửa quạt đẩy đến đường ống vào Dtđ1 (m) 0.35 ống mở rộng f (m ) 0.112 SVTH: Điểu Thành Long & Huỳnh Thị Thu Nhiễu Dtđ2 (m) 0.4 F (m ) 0.126 ξ ∆P1 (mmH2O) 0.011 0.066 Đồ án: Tính toán thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp hạt 2000kg nguyên liệu/h buồng đốt Từ cửa quạt đẩy 0.112 đến đường ống vào 0.35 0.7 calorifer Trở lực đột mở đường ống (ống dẫn khí): ⇒∆P1 = 20.317 (mmH2O) 0.385 GVHD:Tiền Tiến Nam 0.501 20.317 Trở lực đột mở đường ống dẫn khói: ∆P1' = 0.066( mmH O) Hệ số trở lực đột thu: Vị trí có trở lực đột thu từ cửa quạt đẩy đến đường ống vào buồng hòa trộn. - f: diện tích tiết diện ống thu hẹp ( 0.0394 m2) - F: diên tích tiết diện ống lớn ( 0.1125 m2) f 0.0394 = = 0.35 F 0.1125 Hình 3.12: Đột thu Tra nội suy Phụ lục 8/153-[1] ta có ξ = 0.22 v2 × ρ 202 ×1.177 ∆P2 = ξ × = 0.22 × = 5.279(mmH 2O) Suy ra: 2× g × 9.81 Hệ số trở lực đoạn ống uốn cong 90°: Đối với ống tiết diện tròn: Hình 3.13: Ống uốn cong tiết diện tròn Trong hệ thống có lần uốn cong 90 ống tròn lần từ sau buồng đốt đến buồng hòa trộn lần từ buồng hòa trộn đến calorifer. 67 SVTH: Điểu Thành Long & Huỳnh Thị Thu Nhiễu Đồ án: Tính toán thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp hạt 2000kg nguyên liệu/h GVHD:Tiền Tiến Nam R =1 d Chọn tỉ số ⇒ ξ = 0.3 Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực cục đoạn ống uốn cong từ buồng đốt đến buồng hòa trộn v2 × ρ 102 × 0.264 ∆P ' = ξ × × = 0.22 × × = 0.592( mmH 2O) 2× g × 9.81 Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực cục đoạn ống uốn cong từ buồng hòa trộn đến calorifer: v2 × ρ 202 × 0.748 ∆P '' = ξ × = 0.22 × = 3.355(mmH 2O) 2× g × 9.81 Đối với ống tiết diện chữ nhật: Đối với ống tiết diện hình chữ nhật, vị trí uốn sau thùng sấy, trước vào cyclon. Hệ số tổn thất cột áp cục dòng chảy chỗ uốn cong 90°: ξCN = ξ×B Với ξ hệ số tổn thất cút tiết diện vuông Với D = 0.208 (m) Ta chọn tỉ số R/D = ⇒ ξ = 0.29 L/D = 208/672 = 0.3 ⇒ B = 2.108 ⇒ ξCN = 0.29×2.108 = 0.611 ∆P ''' = ξ × v2 × ρ 12 ×1.154 = 0.611× = 5.175( mmH 2O) 2× g × 9.81 Hình 3.14:ống cong tiết diện chữ nhật Suy ra: Trở lực đột thu dường ống (ống dẫn khí) Vậy ∆P3 = ∆P’’’ = 5.175(mmH2O) Trở lục đột thu đường ống dẫn khói: ∆P3' = ∆P ' + ∆P '' = 0.592 + 3.355 = 3.947( mmH 2O) Hệ số trở lực ống ngả: F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7(m2): tiết diện ống tập trung ống nhánh. v1, v2, v3 (m2): vận tốc dòng ống tập trung, ống thẳng, ống nhánh. 68 SVTH: Điểu Thành Long & Huỳnh Thị Thu Nhiễu GVHD:Tiền Tiến Nam Đồ án: Tính toán thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp hạt 2000kg nguyên liệu/h Ta có F1 = F2 = F3 = F4 = F5 = F6 = F7 Chọn góc phân nhánh α = 45°. v2 = ⇒ ξ = 0.58 v Hệ số trở lực ống nhánh: (Bảng N°22/392–[6]) v2 = 0.5 ⇒ ξ = 0.1 v Hệ số trở lực ống thẳng: (Bảng N°23/393–[6]) Tổn thất áp suất đường ống nhánh : v2 × ρ 122 × 1.154 ∆P4 = ξ × × = 0.58 × = 29.475( mmH 2O) 2× g × 9.81 Vậy tổn thất áp suất trở lực cục đường ống chính: ∆Pcb = ∆P1 + ∆P3 + ∆P4 = 20.317 + 5.175 + 29.475 = 54.967( mmH 2O) Tổn thất cục đường ống dẫn khói: ∆Pcb' = ∆P1' + ∆P2 + ∆P3' = 0.066 + 5.279 + 3.947 = 9.292(mmH 2O) c. Tính trở lực cho hệ thống đường ống chính: Tổn thất cột áp tĩnh đường ống (ống dẫn khí): ∆Pt = ∆Pms + ∆Pcb + ∆Pcl + ∆Phat + ∆Pcycl = 41.121 + 54.967 + 2.676 + 153.918 + 152.856 = 405.538( mmH 2O ) Tổn thất cột áp tĩnh đường ống dẫn khói: ∆Pt ' = ∆Pms' + ∆Pcb' + ∆Pghi = 5.303 + 9.292 + 16.922 = 31.517( mmH 2O) Áp suất động khí thoát đường ống dẫn chính: v × ρ 82 × 1.154 Pd = = = 3.764(mmH 2O) 2× g × 9.81 v: tốc độ khí thoát khỏi ống thải, v = 5÷10,chọn v = m/s (trang 96-[15]) Áp suất khí động khói thoát khỏi calorifer: vkh2 × ρ 202 × 1.077 ' Pd = 69 2× g = × 9.81 = 21.957(mmH 2O) SVTH: Điểu Thành Long & Huỳnh Thị Thu Nhiễu GVHD:Tiền Tiến Nam Đồ án: Tính toán thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp hạt 2000kg nguyên liệu/h Tổn thất cột áp tính toán (ống chính): ∆Ptt = ∆Pt + Pd = 405.538 + 3.764 = 409.302( mmH 2O) (CT trang 94[15]) Tổn thất cột áp tính toán (ống dẫn khói): ∆Ptt' = ∆Pt ' + Pd' = 31.517 + 21.957 = 53, 474( mmH 2O ) Tổn thất cột áp toàn phần cho đường ống dẫn chính: 273 + t 760 ρ k 273 + 27.1 760 1.177 ∆P = ∆Ptt × × × = 409.302 × × × 273 B ρ 273 760 1.293 = 409.567(mmH 2O) = 4017.854(N/ m ) (CT II.238a/463–[6]) Trong đó: t = 27.1°C ρ = 1.293 kg/m3: khối lượng riêng khí điều kiện chuẩn. ρk = 1.177 kg/m3: khối lượng riêng khí điều kiện làm việc. B = 760mmHg : áp suất nơi đặt quạt. Tổn thất cột áp toàn phần cho đường ống dẫn khói: 273 + 27.1 760 ρ kh 273 + 27.1 760 1.177 ∆P ' = ∆Ptt' × × × = 53.474 × × × 273 B ρ 273 760 1.293 = 53.509(mmH 2O) = 524.923(N/ m ) d. Tính toán chọn quạt: Năng suất quạt V(m3/h): đối vớ 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 (mmH2O): lấy tổn thất cột áp toàn phần điều kiện làm việc. Công suất động điện vận chuyển không khí nhiệt độ cao: N= V × ∆P × ρ 1000 ×η q ×ηtr , (kW) Trong đó: (CT II.239b/464-[6]) ηq: hiệu suất quạt lấy theo đặc tuyến ηq: hiệu suất truyền động, truyền động bánh ma sát ηtr = 0.9 Công suất động điện: 70 SVTH: Điểu Thành Long & Huỳnh Thị Thu Nhiễu Đồ án: Tính toán thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp hạt 2000kg nguyên liệu/h k3: hệ số dự trữ Nđc = k3×N ,(kW) GVHD:Tiền Tiến Nam (CT II.240/464-[6]) Bảng 3.17: bảng tính công suất chọn quạt trục đường Quạt trước Quạt trước STT Đại lượng Ký hiệu Chú thích calorifer cylon Năng suất trung V (m3/s) 9.928 10 bình Khối lượng riêng trung bình 1.135 1.124 ρ (kg/m3) tác nhân Tổn thất cột áp ∆P (N/m2) ∼2000 ∼2000 toàn phần Tra đồ thị đặc tuyến Hiệu suất quạt 0.61 0.61 quạt ly tâm Ư9-57,N05 ηq (trang 489-[6]) Công suất N (kW) 40.95 trục động điện 41.053 Công suất động Với N>5 kW k3=1.1 Nđc (kW) 43.73 43.62 điện (bảng II.48/464-[6]) Vậy ta chọn quạt Ư9-57, N hợp lý Bảng 3.18: bảng tính công suất chọn quạt đường ống dẫn khói Quạt trước Quạt trước STT Đại lượng Ký hiệu buồng hòa Chú thích buồng đốt trộn Năng suất trung V (m3/s) 1.257 0.934 bình Khối lượng riêng trung bình 0.72 0.963 ρ (kg/m3) tác nhân Tổn thất cột áp 262.462 ∆P (N/m2) 262.462 toàn phần Tra đồ thị đặc tuyến Hiệu suất quạt 0.62 0.62 quạt ly tâm Ư9-57,N05 ηq (trang 489-[6]) Công suất N (kW) 0.423 trục động điện 0.433 Công suất động Nđc (kW) 0.65 0.635 Với N[...]... loại hạt cần được sấy khô xuống độ ẩm bảo quản hoặc độ ẩm chế biến Để thực hiện quá trình sấy, có thể sử dụng nhiều hệ thống sấy khác nhau như: hệ thống sấy hầm, hệ 17 SVTH: Điểu Thành Long & Huỳnh Thị Thu Nhiễu Đồ án: Tính toán thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp hạt 2000kg nguyên liệu/ h GVHD:Tiền Tiến Nam thống sấy thùng quay, hệ thống sấy tháp, hệ thống sấy tầng sôi… Mỗi chế độ công nghệ sấy khác... trình sấy, và không làm cho nhiệt độ của nguyên liệu vượt quá nhiệt độ hồ hóa Đối với thiết bị sấy thùng quay: Hệ thống sấy thùng quay là hệ thống sấy chuyên dùng để sấy hạt, cục nhỏ Nó được dùng rộng rãi trong công nghệ sau thu hoạch để sấy các loại ngũ cốc Cấu tạo chính của hệ thống sấy thùng quay là một thùng sấy hình trụ tròn Thùng sấy được đạt nghiêng với mặt phẳng nằm ngang theo tỉ lệ 1/15÷1/50 Thùng. .. thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp hạt 2000kg nguyên liệu/ h GVHD:Tiền Tiến Nam CHƯƠNG II: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ Bắp Thu hoạch Bóc vỏ Vỏ Phơi sơ bộ Cùi bắp Tách hạt Sấy Làm nguội Đóng gói Sản phẩm Hình 2.1: Sơ đồ quy trình sấy bắp hạt 20 SVTH: Điểu Thành Long & Huỳnh Thị Thu Nhiễu Đồ án: Tính toán thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp hạt 2000kg nguyên liệu/ h GVHD:Tiền Tiến Nam CHƯƠNG III:TÍNH TOÁN THIẾT... Tính toán thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp hạt 2000kg nguyên liệu/ h 3 Tính tốc độ của tác nhân sấy trong thiết bị: Tốc độ trung bình của tác nhân sấy trong buồng sấy: V 5.51 Vtb = tb = = 5.94( m / s) Ftb 0.927 (m/s) 4 Tính trở lực qua thùng sấy: Trong hệ thống sấy thùng quay, tác nhân sấy không những đi qua lớp hạt nằm trên cánh và trên mặt thùng sấy mà cò đi qua dòng hạt rơi từ đỉnh thùng và các... chất lượng của sản phẩm Để sấy bắp hạt, người ta có thể dùng thiết bị sấy tháp, sấy thùng quay Ở đây, ta dùng thiết bị sấy thùng quay, là thiết bị chuyên dùng để sấy hạt Loại thiết bị này được dùng rộng rãi trong công nghệ sau thu hoạch để sấy các loại ngũ cốc Trong hệ thống này, vật liệu sấy được đảo trộn mạnh, tiếp xúc nhiều với tác nhân sấy, do đó trao đổi nhiệt mạnh, tốc độ sấy nhanh, và độ đồng đều... Thùng sấy quay nhờ một động cơ điện thông qua một hộp giảm tốc Vật liệu sấy thừ pheux sấy đi vào thùng sấy cùng với tác nhân Thùng sấy quay tròn, vật liệu sấy xừa bị đảo trộn vừa đi dần từ đầu cao của thùng xuống đầu thấp Trong quá trình này, tác nhân sấy và vật liệu sấy trao đổi nhiệt ẩm cho nhau Vật liệu đi hết chiều dài thùng sấy được lấy ra và vân chuyển vào kho chứa nhờ một băng tải còn tác nhân sấy. .. Huỳnh Thị Thu Nhiễu Đồ án: Tính toán thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp hạt 2000kg nguyên liệu/ h GVHD:Tiền Tiến Nam Khi không khí ở trạng thái B được đẩy vào thiết bị sấy để thực hiện quá trình sấy lý thuyết (I1=I2) Trạng thái không khí ở đầu ra thiết bị sấy là C(t2,ω2) Nhiệt độ của tác nhân sấy ra khỏi thiết bị sấy t 2 tùy chọn sao cho tổn thất nhiệt do tác nhân sấy mang đi là bé nhất, nhưng phải... ×105 Bảng 3.1: Các thông số của tác nhân sấy trong quá trình sấy lý thuyết Trạng thái tác nhân ban đầu (A) Trạng thái tác nhân vào thiết bị sấy (B) Trạng thái tác nhân sấy ra khỏi thiết bị sấy (C) t (°C) 27.1 50 33 ϕ (%) 83 24.24 79.43 Đại lượng 25 SVTH: Điểu Thành Long & Huỳnh Thị Thu Nhiễu Đồ án: Tính toán thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp hạt 2000kg nguyên liệu/ h GVHD:Tiền Tiến Nam d (kg ẩm/kg kk)... toán thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp hạt 2000kg nguyên liệu/ h GVHD:Tiền Tiến Nam Cv1=Cv2=Cv: nhiệt dung riêng của vật liệu sấy vào và ra khỏi thiết bị sấy là như nhau Cv là nhiệt dung riêng của vật liệu sấy với độ ẩm ω2: Cv = Cvk ( 1 − ω2 ) + Ca × ω2 (kJ / kg 0 K ) (CT 7.40/141-[1]) Ca: nhiệt dung riêng của ẩm Với ẩm là nước thì: Ca=Cn=4.1868 (kJ/kg0K) Cvk=1.7 (kJ/kg.K): nhiệt dung riêng của vật liệu. .. Điểu Thành Long & Huỳnh Thị Thu Nhiễu (m3/kg khói khô) Đồ án: Tính toán thiết kế thiết bị thùng quay sấy bắp hạt 2000kg nguyên liệu/ h GVHD:Tiền Tiến Nam Bảng 3.2: Các thông số của tác nhân sấy trong quá trình sấy thực tế Trạng thái tác nhân ban đầu (A) Trạng thái tác nhân vào thiết bị sấy (B) Trạng thái tác nhân sấy ra khỏi thiết bị sấy (C) t (° C) 27.1 50 33 ϕ (%) 83 24.24 79.13 d (kg ẩm/kg kk) 0.0193