sấy đường bằng thùng quay 1000kg/h

PHẦN I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU VỀ KỸ THUẬT SẤY I Giới thiệu phương pháp qui trình công nghệ sản phẩm Sấy trình công nghệ sử dụng nhiều thực tế sản xuất đời sống.Đặc biệt nghành công nghệ thực phẩm , chế biến bảo quản , hóa chất, sản xuất vật liệu xây dựng…kỹ thuật sấy đóng vai trò quan trọng dây chuyền sản xuất.Sản phẩm sau sấy có độ ẩm thích hợp thuận tiện cho việc bảo quản, vận chuyển , chế biến, đồng thời nâng cao chất lượng sản phẩm Đường sản phẩm ngành công nghệ thực phẩm để thu đường thành phẩm chất lượng thành phần giá trị cảm quan thiếu trình sấy trước làm nguội bao gói Do tính chất thành phần đường sấy phải giữ tính chất giá trị cảm quan nên dùng mốt số loại thiết bị sấy thùng quay, sấy sàn rung, sấy tầng sôi… Trong đồ án em nhận nhiệm vụ sấy thùng quay với sản phẩm đường Đây lần em tiếp nhận hệ thống sấy mang tính chất đào sâu chuyên nghành, kiến thức tài liệu tham khảo hạn chế nên em tránh khỏi sai sót trình thiết kế.Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ tận tình Cô : T.s Nguyễn Hiền Trang để em hoàn thành tôt đồ án 1.1 Khái niệm chung sấy : a) Khái niệm : Sấy trình dùng nhiệt để làm bay nước khỏi vật liệu lỏng rắn Với mục đích giảm bớt khối lượng giảm công chuyên chở, kho tồn ), tăng độ bền vật liệu ( gốm ,sứ , gỗ…), bảo quản tôt thời gian dài, lương thực, thực phẩm b) Phân loại : Quá trình sấy bao gồm hai phương thức : - Sấy tự nhiên: tiến hành trời dùng lượng mặt trời để làm bay nước bề mặt vật liệu.Phương pháp đơn giản, không tốn lượng … nhiên không chủ động thời gian, điều chỉnh tốc độ sấy trình theo yêu cầu kỹ thuật nên suất thấp - Sấy nhân tạo: thường tiến hành loại thiết bị sấy để cung cấp nhiệt cho vật liệu ẩm Sấy nhân tạo có nhiều dạng tùy theo phương pháp truyền nhiệt mà kỹ thuât sấy chia nhiều dạng: 1/ Sấy đối lưu: phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp với vật liệu sấy, mà tác nhân truyền nhiệt không khí nóng, khói lò… 2/ Sấy tiếp xúc: phương pháp sấy không cho tác nhân tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy, mà tác nhân sấy truyền nhiệt cho vật liệu sấy gián tiếp qua vách ngăn 3/ Sấy tia hồng ngoại: phương pháp sấy dùng lượng tia hồng ngoại nguồn điên phát truyền cho vật liệu sấy 4/ Sấy dòng điện cao tầng: phương pháp dùng dòng điện cao tầng để đốt nóng toàn chiều dày vât liệu sây 5/ Sấy thăng hoa: phương pháp sấy môi trường cố độ chân không cao, nhiệt độ thấp, nên độ ẩm tự vật liệu đóng băng bay từ trạng thái rắn thành không qua trạng thái lỏng c) Nguyên lí trình sấy: Quá trình sấy trình chuyển khối có tham gia pha rắn phức tạp bao gồm trình khuyếch tán bên bên vật liệu rắn đồng thời với trình truyền nhiệt Đây trình nối tiếp, nghĩa trình chuyển lượng nước vật liệu từ pha lỏng sang pha hơi, sau tách pha khỏi vật liệu ban đầu Động lực trình chênh lệch độ ẩm lòng vật liệu bên bề mặt vật liệu Quá trình khuyếch tán chuyển pha xảy áp suất bề mặt vật liệu lớn áp suất riêng phần nước môi trường không khí xung quanh Vận tốc toàn trình qui định giai đoại chậm Ngoài tùy theo phương pháp sấy mà nhiệt độ yếu tố thức đẩy cản trở trình chuyển ẩm từ vật liệu sấy bề mặt vật liệu sấy Trong trình sấy môi trường không khí ẩm xung quanh có ảnh hưởng lớn trực tiếp đến vận tốc sấy Do cần nghiên cứu tính chất thông số trình sấy Tóm lại nghiên cứu trình sấy phải nghiên cứu hai mặt trình sấy : Mặt tĩnh lực học: tức dựa vào cân vật liệu cân nhiệt lượng ta tìm mối quan hệ thông số đầu cuối vật liệu sấy tác nhân sấy để từ xác định thành phần vật liệu, lượng tác nhân sấy lượng nhiệt cần thiết cho trình sấy Mặt động lực học: tức nghiên cứu mối quan hệ biến thiên độ ẩm vật liệu với thời gian sấy thông số trình như: tính chất, cấu trúc, kích thước vật liệu sấy điều kiện thủy động lực học tác nhân sấy để từ xác định chế độ sấy thời gian sấy thích hợp 1.2 Chọn tác nhân sấy, chất tải nhiệt chế độ sấy: a) Tác nhân sấy: chất dùng để chuyên chở lượng ẩm tách từvật liệu sấy Trong trình sấy, môi trường buồng sấy luôn bổ sung ẩm thoát từ vật sấy.Nếu độ ẩm không mang độ ẩm tương đối buồng sấy tăng lên, đến lúc đố đạt cân vật sấy môi trường buồng sấy trình thoát ẩm vật liệu sấy ngừng lại Vì nhiệm vụ tác nhân sấy : - Gia nhiệt cho vật sấy - Tải ẩm : mang ẩm từ bề mặt vật vào môi trường - Bảo vệ vật sấy khỏi bị hỏng nhiệt Tùy theo phương pháp sấy mà tác nhân sấy thực nhiệm vụ Cỏ chế trình sấy gồm giai đoạn : Gia nhiệt cho vật liệu sấy để làm ẩm hóa mang ẩm từ bề mặt vật vào môi trường Nếu ẩm thoát khỏi vật liệu mà không mang kịp thời ảnh hưởng tới trình bốc ẩm từ vật liệu sấy chí cồn làm ngừng trệ trình thoát ẩm Để tải ẩm bay từ vật sấy vào môi trường dùng biện pháp: - Dùng tác nhân sấy làm chất tải nhiệt - Dùng bơm chân không để hút ẩm từ vật sấy thải ( sấy chân không) Trong sấy đối lưu vai trò tác nhân sấy đặt biệt quan trọng đóng vai trò vừa tải nhiệt vừa tải ẩm Các tác nhân sấy thường dùng không khí nóng khói lò, nhiệt, chất lỏng… b) Các loại tác nhân sấy: - Không khí ẩm : loại tác nhân sấy thông dụng dùng cho hầu hêt loại sản phẩm Dùng không khí ẩm không làm sản phẩm sau sấy bị ô nhiễm thay đổi mùi vị Tuy nhiên dùng không khí ẩm làm tác nhân sấy cần trang bị thêm gia nhiêt không khí ( calorife khí, hay khí khói ), nhiệt độ sấy không cao, thường nhỏ 500 0C nhiệt độ cao thiết bị trao đổi nhiêt phải chế tạo thếp hợp kim hay gốm sứ với chi phí đắt Đối với thiết bị sấy thùng quay tác nhân sấy sử dụng chủ yếu không khí ẩm với ba yếu tố : độ ẩm tương đối không khí ẩm, nhiệt độ không khí trước vào thùng quay t nhiệt độ khối không khí khỏi thùng quay t2 nhiệt độ tác nhân sấy sau khỏi thùng sấy t chọn cho tổn thất lượng nhỏ - Khói lò: khói lò dùng làm tác nhân sấy nâng nhiệt độ sấy lên 10000C mà không cần thiết bị gia nhiêt nhiên làm vật liệu sấy bị ô nhiễm gây mùi khói - Hơi nhiệt: tác nhân sấy dùng cho loại sản phẩm đễ bị cháy nổ có khả chụi nhiệt độ cao c) Chế độ sấy: Chế độ sấy cách thức tổ chức trình truyền nhiệt truyền chất tác nhân sấy vật liệu sấy thông số để đảm bảo suất , chất lượng sản phẩm yêu cầu chi phí vận hành chi phí lượng hợp lí Một số chế độ sấy thường gặp: 1.Chế độ sấy có đốt nóng trung gian: Chế độ sấy dùng để sấy vât liệu không chụi nhiệt độ cao Chế độ sấy hồi lưu phần: Chế độ tiết kiệm lượng lại tồn nhiều chi phí đầu tư thiết bị Chế độ sấy hồi lưu toàn phần: Là chế độ sấy kín tác nhân sấy hồi lưu hoàn toàn.Chế độ dùng để sấy sản phẩm không chứa nước mà loại chứa tinh dầu cần thu hồi … Chế độ sấy hồi lưu đốt nóng trung gian: d) Thiết bị sấy chế độ sấy: Do điều kiện sấy trường hợp sấy khác nên có nhiều kiểu thiết bị sấy khác có nhiều cách phân loại thiết bị sấy: - Dựa vào tác nhân sấy: thiết bị sấy không khí hay thiết bị sấy khói lò, có thiết bị sấy phương pháp đặt biệt sấy thăng hoa, sấy tia hồng ngoại, sấy dòng điện cao tần… - Dựa vào áp suất làm việc: thiết bị sấy chân không hay thiết bị sấy áp suất thường - Dựa vào phương thức chế độ làm việc: sấy liên tục hay sấy gián đoạn - Dựa vào phương pháp cấp nhiệt cho trình sấy: thiết bị sấy tiếp xúc, thiết bị sấy đối lưu hay thiết bị sấy xạ… - Dựa vào cấu tạo thiết bị: phòng sấy, hầm sấy, sấy băng tải… - Dựa vào chiều chuyển động tác nhân sấy: chiều hay ngược chiều 1.3 Giới thiệu sản phẩm sấy: Đường cát sau li tâm rửa nước có độ ẩm 1,75% trường hợp rửa độ ẩm 0,5%và nhiệt độ 70-80 0C Sấy đường nhằm mục đích làm cho màu sắc thành phẩm bóng sáng đường khô, không bị hút ẩm bảo quản *Tính chất đường: - Tính chất vật lý đường: Là chất kết tinh không màu, không mùi, suốt, có vị Khối lượng riêng:1,5879g/cm2 Nhiệt độ nóng chảy:180-1860C Không tan nước, rượu … Dễ tan nước độ tan tỉ lệ với nhiệt độ -Tính chất hóa học đường: Trong môi trường acid pH< đường sacaroza bị thủy phân thành glucoza fructoza Trong môi trường kiềm đường sacaroza bị phân hủy Quá trình sấy đường tương đối dễ tinh thể sacaroza không ngậm nước, chủ yếu tách ẩm bề mặt tinh thể, độ ẩm ban đầu đường nhỏ Vi thiết bị sấy đường không phức tạp sấy xong bắt buộc phải làm nguội đến nhiệt độ phòng để tạo điều kiện tốt cho việc bảo quản sau Qui trình sản xuất đường: • mía Đóng gói Ép Thành phẩn Làm Sấy Cô đặc Nấu Ly tâm Trợ tinh 1.4 Chọn phương án sấy thiết bị sấy: a) Chọn phương án sấy: Đường sấy liên tục với tác nhân không khí nóng Vật liệu tác nhân vào chiều không khí sau sấy qua xiclon thu hồi bụi đường đường thành phẩm tháo qua cửa tháo nguyên liệu b) Chọn thiết bị sấy: Thiết bị sấy chọn hệ thống sấy thùng quay hệ thống sấy đối lưu Được dùng rộng rãi công nghệ sau thu hoạch để sấy loại hạt ngũ cốc Cấu tạo hệ thống sấy thùng quay thùng sấy hình trụ tròn Thùng sấy đặt nghiêng với mặt phẳng nằm ngang theo tỉ lệ 1/15-1/50 Thùng sấy quay với tốc độ (1,5-8)vòng/phut/55/nhờ động điện thông qua hộp giảm tốc.Vật liệu vào phễu chứa vào thùng sấy chiều thùng sấy quay tròn, vật liệu sấy vừa bị xáo trộn vừa đầu cao xuống đầu thấp Trong trình tác nhân sấy vật liệu sấy trao đổi nhiệt ẩm cho * Ưu nhược điểm hệ thống sấy thùng quay ( HTSTQ): - Ưu điểm hệ thống sấy thùng quay : Quá trình sấy đặn mãnh liệt nhờ tiếp xúc tốt vật liệu tác nhân sấy, cường độ sấy tính theo lượng ẩm đạt cao , thiết bị đơn giản dễ vận hành 7 Hình 1: Sơ đồ hệ thống sấy 1: Quạt đẩy khí 2: Caloriphe 3: thùng nhập liệu vào dẫn khí 4: thùng sấy 5: Thùng chứa sản phẩm 6: Xyclon 7: Quạt hút - Nhược điểm hệ thống sấy thùng quay: Do vật liệu đảo trộn nhiều nên dễ bị gãy vụn, tạo bụi, mốt số trường hợp làm giảm giá trị sản phẩm * Sơ đồ nguyên lí hệ thống thiết bị sấy thùng quay: Trong trình sấy dùng chất tải nhiệt ( gọi tác nhân sấy) không khí gọi sấy không khí Khí sấy, không khí nóng tiếp xúc với bề mặt vật liệu ẩm làm bốc nước vật liệu ẩm tạo thành hỗn hợp không khí ẩm thoát II TÍNH THIẾT BỊ CHÍNH I Thành lập cân vật liệu sấy thiết bị: Thiết kế thiết bị sấy thùng quay để sấy đường với suất 1000kg/h Số liệu ban đầu: Năng suất sấy: 1000kg/h Độ ẩm vật liệu vào: w1 = 6% Độ ẩm vật liệu ra: w2 = 0,04% Nhiệt độ môi trường: t0 = 250C Độ ẩm tương đối:ϕ0 = 81% Tác nhân sấy ( TNS ) không khí nóng Nhiệt độ TNS vào: t1 =830C Nhiệt độ TNS ra: t2 = 440C Thiết bị làm việc liên tục TNS vật liệu chiều Lượng ẩm tách : W = G2 W1 − W2 100 − W1 W = 1000 ( Công thức VII.18 - Sổ tay QT&TB Tập2/Trang 102) − 0.04 = 63.404(kg / h) 100 − Khối lượng vật liệu vào thùng sấy: G1 = G2 + W ( Công thức VII.17 - Sổ tay QT&TB Tập2/Trang 102) G1 = 63.404 + 1000 =1063.404 ( kg/h ) Lượng vật liệu khô tuyệt đối: Gk = G1 100 − W1 100 − W2 = G2 (Công 100 100 thức VII.19 - Sổ tay QT&TB Tập2/Trang 102) Gk = 1000 100 − 0.04 = 999.6(kg / h) 100 II Chọn sơ thông số máy sấy: a) Cường độ bốc ẩm đường (A) - Cường độ bốc ẩm đường A = kg/m 3.h ( PGS – TSKH Trần Văn Phú - trang 207 - bảng 10.1) b) Thể tích thùng sấy (V) Thể tích thùng sấy: V= 63.404 W = 7,044 ( m3) = A c)Đường kính thùng chiều dài thùng sấy: Chọn đường kính thùng theo tiêu chuản D = 1,2 m Chiều dài thùng sấy L= 4V πD ( Nguyễn Bin - Sổ tay QT & thiết bị công nghệ hóa học Tập - NXB khoa học kỹ thuật - trang 121) 4.7,044 L= 3,14.1,2 =6,23 m Ta có L = 3,5 ÷7 phù hợp tỷ lệ D d) Thời gian sấy (τ ) : τ= 120.βρ ( W1 − W2 A.200 − ( W1 + W2 ) ) ( CT VII 53- trang 123- Sổ tay QTTB II) Trong : ρ: Khối lượng riêng xốp trung bình vật liệu thùng quay với ρ=1587,9kg/m3 (PL3/132- kỹ thuật sấy nông sản) β: Hệ số chứa đầy, β= 0,1 10 ∆P = ξ ω q2 ρ k = 60 2, 22.1,115 = 161,898 (N/m2) Tổng trở lực xyclon: ∑∆P = 2.161,898 =323, 796 (N/m2) Trở lực hệ thống sấy: ∆ P = ∆ Pđ + ∆ Pm + ∆Pc + ∆ Ph + ∆Px Trong đó: ΔPđ: Áp suất động cần thiết để tạo tốc độ cho dòng khí vào khỏi ống dẫn ΔPm trở lực ma sát ΔPc trở lực cục ΔPh trở lực khí qua qua thùng sấy ∆Px trở lực qua cyclon III Tính toán chọn quạt: Do hệ thống sấy dài, có trở lực lớn nên ta dùng quạt đặt đầu cuối hệ thống: - Quạt đặt đầu hệ thống – quạt đẩy, có nhiệm vụ cung cấp không khí cho caloriphe Không khí trời quạt đẩy đưa qua caloriphe, trao đổi nhiệt đưa vào thùng sấy, 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 qua xyclon để thu hồi bụi Đường ống từ sau thùng sấy đến trước cyclon có tiết diện hình chữ nhật tiết diện cửa vào xyclon, có đoạn cong 900 rẽ làm nhánh để vào nhóm xyclon - Năng suất quạt đặc trưng thể tích khí vào hay thiết bị sấy - Sử dụng hai quạt : + Một dùng để hút khí thải cyclon vào caloripher + Một vừa hút khí khí thải hồi lưu vào caloripher 3.1 Áp suất quạt tạo (∆p): P= 37 Trong : + : trở lực ma sát đoạn ống dẫn ( N/ m2 ) + : tổng trở lục cục đột mở đột thu ( N/ m2 ) + : trở lực cục cyclon ( N/ m2 ) + : trở lực cục calorife ( N/ m2 ) + : trở lực áp suất động đấu quạt đẩy ( N/ m2 ) + : trở lực áp suất động đấu vào quạt hút ( N/ m2 ) Bảng 8: Bảng tóm tắt thông số không khí đường ống Ký Đại lượng Nhiệt hiệu,đơn vị t (oC) độ Độ ẩm  (đơn vị) Trạng thái KK Trạng thái KK Trạng thái KK Ngoài trời vào thiết bị sấy 25 83 44 0,82 0,0489 0,5216 3909,75 Lưu V (m3/h) 3697,17 4376,58 lượng v (m3/s) 1,027 1,216 1,206 0,9804 Khối lượng riêng Vận tốc ρk (kg/m3) v(m2/s) 14,725.10-6 21,393.10-6 3.1.1 Trợ lực ma sát đường ống dẫn: a Trợ lực ống dẫn từ miệng calorife: L.vk2 ρ k ∆Pms = λ ( N / m ) ( II.55 / sổ 1/ 377 ) 2d td Trong đó: L = 1,2 (m) 38 1,086 1,107 17,356.10-6 ω1: Vận tốc không khí ống: ω1 = V0 ' F1 Với: V0 = 3697,17 = 1,027(m3/s) Với: F '1 = π.d1 ω = = 3,14.0,3 = 0,07065 (m/s) 1, 027 =14, 536 (m/s) 0, 07065 Chuẩn số Reynolds: Re = dtd ω1 0, 3.14,536 = = 296149, 4058 > 4000:Chế độ chảy rối νk 14, 725.10−6 Hệ số ma sát tính theo công thức sau:  6,81  = − lg   λ1  Re  0,9 + ε (Nguyễn Bin - Sổ tay QT & thiết bị 3,7.d td công nghệ hóa học Tập - NXB khoa học kỹ thuật - trang 380) với ε độ nhám vật liệu làm ống Chọn ε=10—4(m) (Nguyễn Bin - Sổ tay QT & thiết bị công nghệ hóa học Tập - NXB khoa học kỹ thuật - trang 381 - bảng II.15) => λ1 = 0.01727 L.vk2 ρ k 1, 2.1, 206.14,5362 = 0,01727 = 7, 488 ( N / m ) => ∆ Pm1 = λ 2dtd 2.0,3 b.Trợ lực đường ống từ calorife thùng nạp liệu: L.vk2 ρ k ∆Pms = λ ( N / m2 ) 2d td Với : L = 1,2 (m) ω2: Vận tốc không ống: ω2 = V1 = 4376,58= 1,216(m3/s) π d1 3,14.0,3 = = = 0,07065 m/s 4 ' F1 39 V1 ' F1 ω2 = 1, 216 = 17, 212(m / s) 0,07065 Chuấn số Reynolds: Re = dtd ω 0,3.17, 212 = = 241368, 672 > 4000: Chế độ chảy rối νk 21,393.10−6 Hệ số ma sát tính theo công thức sau:  6,81  = −2 lg   λ2  Re  0,9 ε với ε: độ nhám vật liệu làm ống 3,7.d td + Chọn ε=10—4(m) (Nguyễn Bin - Sổ tay QT & thiết bị công nghệ hóa học Tập - NXB khoa học kỹ thuật - trang 381 - bảng II.15) => λ2 = 0.01761 => ∆Pm = λ L.vk2 ρ k 1, 2.1, 206.17, 212 = 0, 01761 = 12, 583( N / m ) 2dtd 2.0,3 c.Trợ lực đường ống từ thùng chứa sản phẩm đến cyclon: L.vk2 ρ k ∆Pms = λ ( N / m2 ) 2d td Với: L = 1,1 (m) ω3: Vận tốc không ống: ω3 = V2 ' F1 V2 =3909,75=1,086(m3/s) F '1 = π d1 3,14.0,3 = = 0,07065(m / s) 4 ω3 = V2 =15,37 ' F1 Chuẩn số Reynolds: Re = d td ω3 0,3.15,37 = = 265671,8138 > 4000: Chế độ chảy rối νk 17,356.10−6 Hệ số ma sát tính theo công thức sau:  6,81  = −2 lg   λ2  Re  0,9 + ε với ε: độ nhám vật liệu làm ống 3,7.d td 40 Chọn ε=10—4(m) (Nguyễn Bin - Sổ tay QT & thiết bị công nghệ hóa học Tập - NXB khoa học kỹ thuật - trang 381 - bảng II.15) => λ3 = 0.01744 => ∆Pm3 = λ L.vk2 ρ k 1,1.1, 206.15,37 = 0, 01744 = 9,109( N / m ) 2dtd 2.0,3 d Trợ lực từ cyclon đến góc khuỷu: ∆Pms L.vk2 ρk = λ 2d td ( N / m2 ) Với: L = 1,2 (m) ω4: Vận tốc không ống: ω4 = ω3 = ω4 = V3 ' F1 1, 086 = 15,37 (m/s) 0, 07065 Chuẩn số Reynolds: Re = d td ω2 0,3.15,37 = = 265671,8138 > 4000: Chế độ chảy rối νk 17,356.10 −6 Hệ số ma sát tính theo công thức sau:  6,81  = −2 lg   λ4  Re  0, + ε với ε: độ nhám vật liệu làm ống 3,7.d td Chọn ε=10—4(m) (Nguyễn Bin - Sổ tay QT & thiết bị công nghệ hóa học Tập - NXB khoa học kỹ thuật - trang 381 - bảng II.15) => λ4 = 0.01744 => ∆Pm = λ L.vk2 ρk 1, 2.1, 206.15,37 = 0, 01744 = 9,937( N / m ) 2dtd 2.0, e Trợ lực từ góc co đến quạt hút: L.vk2 ρ k ∆Pms = λ ( N / m2 ) 2d td Với: L = 1,4 (m) 41 ω5: Vận tốc không ống: ω = ω = ω5 = V3 ' F1 1,086 = 15,37(m / s ) 0,07065 Chuẩn số Reynolds: Re = dtd ω2 0,3.15,37 = = 265671,8138 > 4000: Chế độ chảy rối −6 νk 17,356.10 Hệ số ma sát tính theo công thức sau:  6,81  = − lg   λ5  Re  0,9 ε với ε: Độ nhám vật liệu làm ống 3,7.d td + Chọn ε=10—4(m) (Nguyễn Bin - Sổ tay QT & thiết bị công nghệ hóa học Tập - NXB khoa học kỹ thuật - trang 381 - bảng II.15) => λ5 = 0.01744 L.vk2 ρ k 1, 4.1, 206.15,37 = 0, 01744 = 11,59( N / m ) => ∆ Pm5 = λ 2dtd 2.0,3 f.Trợ lực ma sát thùng sấy: ∆Pms = λ L.vk2 ρk ( N / m2 ) 2d td Với: L = 5,1 (m) ω6: Vận tốc không thùng sấy: ω = 0,863 (m/s) Chuẩn số Reynolds: Re = d td ω6 0,3.0,863 = = 12102, 089 > 4000; chế độ chảy rối νk 21,393.10−6 Hệ số ma sát tính theo công thức sau:  6,81  = −2 lg   λ6  Re  0,9 + ε = 7,327 với ε: Độ nhám vật liệu làm 3,7.d td ống 42 Chọn ε=10—4(m) (Nguyễn Bin - Sổ tay QT & thiết bị công nghệ hóa học Tập - NXB khoa học kỹ thuật - trang 381 - bảng II.15) => λ6 = 0.0298 L.vk2 ρ k 5,1.1, 206.0,8632 = 0, 0298 = 0, 2275 ( N / m ) => ∆ Pm = λ 2dtd 2.0,3 Vậy tổng trợ lực ma sát là: ∆Pms =7,488+12,583+9,109+9,937+11,59+0,2275=50,9345 (N/m2) 3.1.2 Tính tổng trợ lực cục bộ: a Trợ lực cực đột mở vào calorife: Ta có: d td = F0 :F0 diện tích mặt cắt ngang ống (m2) ∏0 F0 = F’1= 0,07065 (m2) ∏ : Chu vi mặt cắt ngang ống (m): ∏ =2.π.r=0,942 (m) => dtd = 0, 07065 = 0,3(m)∞ 0,942 Diện tích mặt cắt ngang calorife: Fcal = B.H = 1,375.2,5 = 3, 4375(m ) => F0 Fcal Re = = 0, 07065 = 0, 02 3, 4375 dtd ω1 0,3.14,536 = = 296149, 4058 > 3500 nên ξ xác định theo ν0 14, 725.10 −6 bảng N.11/387=> ξ = 0,473 ωk2 ρ k 14,5362.1, 206 = 0, 473 2 = 60, 265( N / m ) ∆Pcb1 = ξ b Trợ lực đột thu từ calorifera ống dẫn: Re = d td ω2 0,3.17, 212 = = 241368, 672 >1000 nên ξ xác định theo bảng ν0 21,393.10−6 N.13/387=>ξ=0,4 43 ∆Pcb = ξ ω k2 ρ k 17, 2122.1, 206 = 0, = 71, 456( N / m ) 2 c Trợ lực cực đột mở vào thùng tiếp liệu: Chọn chiều dài thùng tiếp liệu: 2,2 (m) Chiều rộng thùng tiếp liệu: 1,6 (m) Diện tích mặt cắt ngang thùng tiếp liệu: Ftl = 2,2.1,6=3,52 (m2) => F0 Ftl Re = = 0, 02007 d td ω1 0,3.12,769 = = 260503,230 > 3500 nên ξ xác định theo ν0 14,705.10 − bảng N.11/387 => ξ =0,473 ∆ Pcb = ξ ω k2 ρ k 14,5362.1, 206 = 0, 473 = 60, 265( N / m ) 2 d Trở lực cục đột thu từ thùng chứa sản phẩm ống dẫn: Chọn chiều dài thùng chứa sản phẩm: 2,5m Chiều rộng là: 1,6m Diện tích mặt cắt ngang thùng chứa sản phẩm Ftsp = 2,5.1,6 = 4m2 Re = = 0,0176625 = = 310174,735 > 10000: nên theo bảng N013 Sổ tay QT&TB Tập1/Trang 388 Pcb4 = = 0,48 = 86,481(N/m2 = e Trở lực cục xyclon Gọi Pxyclon trở lực cyclon thì: 44 xác định 540< 104 không khí chuyển động theo chế độ chảy xoáy Do ống xắp theo kiểu hành lang nên = (6+9m)( )-0,23 e )-0,26(Công thức II.72 Sổ tay QT&TB Tập1/Trang 404) -Với s khoảng cách ống theo phương cắt ngang dòng chuyển động (theo chiều rộng dòng) s = hg + d ng + d = 0, 006 + 0, 03 + 0, 007 =0,028 m: số dãy chùm theo phương chuyển động m=35 d đường kính ống d=Dng = 0,03m =25,456 - Trở lực caloriphe = ω ρ = =5,483 (N/m2) Tổng trở lực hệ thống là: ∆p = 1447,8576 (N/m2) Tính chọn quạt 46 - Quạt phận vận chuyển không khí tạo áp suất cho dòng khí qua thiết bị: Caloripher, máy sấy, đường ống, cyclone Năng lượng quạt tạo cung cấp cho dòng khí áp suất động học để di chuyển phần để khắc phục trở lực đường ống vận chuyển - Năng suất quạt đặc trưng thể tích khí vào hay thiết bị sấy - Sử dụng hai quạt: + Một dung để đẩy không khí vào caloripher + Một hút khí thải từ cyclone 3.2 Chọn quạt đẩy: Hình4: Quạt đẩy, Buồng đốt, Buồng sấy Chọn hệ số dự trữ: K= 1,4 Năng suất quạt đẩy thực tế: Q1 = k V1 = 1,4.4376,58=6127,212(m3/h) Tổn thất quạt cần khắc phục: Σ∆p = Σ∆p 1447,8576 = = 723,9288( N / m ) 2 Chọn loại quạt II 4- 70 N05( sổ tay 1/ trang 483) Công suất trục động điện: Nd = Qd Σ∆p 6127,212.723,9288 = = 2, 02(kW ) 1000.η d ηtr 3600 1000.0,62.0,98.3600 Với ηd = 0,62 hiệu suất đẩy quạt ηtd = 0,98 hiệu suất truyền động quạt 47 3.3 Quạt hút: Hình5: 1.Thùng sấy ; Cylon thu hồi bụi ; Quạt hút 48 Năng suất quạt đẩy thực tế: Q1 = k V1 = 1,4.4664,02=6529,628(m3/h) Tổn thất quạt cần khắc phục; Σ∆p = Σ∆p = 723,9288( N / m2 ) Công suất trục động điện: Nd = Qd Σ∆ p 6529,628.723,9288 = = 2, 261(kW ) 1000.η d η tr 3600 1000.0,63.0,98.3600 Với ηd = 0,62 hiệu suất đẩy quạt ηtd = 0,98 hiệu suất truyền động quạt Vậy, hai quạt sử dụng quạt ly tâm II9-57N05, với +ηqd =0,62 +ηqh =0,63 Các kích thước quạt A 518 D 820 B B1 839 624 Kích thước mm D1 d1 850 Kích thước mm B2 G 560 615 Số lỗ d2 n 8.5 16 PHẦN IV: KẾT LUẬN 49 E P K 718 520 890 Bánh đai bình thường Do O Số rãnh 315 190 Đối với hệ thống sấy thùng quay này, việc thiết kế, tính toán dựa nhiều vào công thức thực nghiệm, cho nhiều tài liệu khác Mặt khác, nguyên liệu sấy đường nhiều tài liệu tham khảo, nên trình tính toán sử dụng số liệu thay khc Việc sử dụng công thức, số liệu không tránh khỏi sai số trình thiết kế Để thiết kế xác ta cần lập hệ thống hoạt động thử để kiểm tra chọn chế độ làm việc tối ưu Đồng thời, việc thiết kế hệ thống dựa nhiều tài liệu lý thuyết thực tế kinh nghiệm, nên có nhiều điều chưa thật hợp lý, em mong hướng dẫn, góp ý thêm thầy, cô để hệ thống hoàn thiện TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 [1] Nguyễn Bin - Sổ tay QT & thiết bị công nghệ hóa học-T1-NXB khoa học kĩ thuật [2] Nguyễn Bin - Sổ tay QT & thiết bị công nghệ hóa học-T2-NXB khoa học kĩ thuật [3] PGS-TSKH Trần Văn Phú - Tính toán thiết kế hệ thống sấy [4] PGS-TSKH Trần Văn Phú - Kỹ thuật sấy [5] Giáo trình Truyền chất Đại học Bách Khoa Đà Nẵng [6] Hoàng Kim Cơ cộng - Tính toán kỹ thuật nhiệt luyện kim –NXBGD [7] Giáo trình Thiết bị nhiệt- ĐHBK Đà Nẵng 51 [...]... đoạn sấy thực tế sẽ nằm trên đường I1 = constant Nếu kéo dài đường BC0 (I = constant) cắt đường độ ẩm ϕ = 1 hay ϕ = 100% tại 1 điểm Đường nhiệt độ mà qua điểm đó tương ứng ta có nhiệt độ bầu ướt của quá trình sấy Nếu qua điểm B hạ đường thẳng vuông góc với trục d Nghĩa là nếu hạ nhiệt độ của khói trong điều kiện hàm ẩm không đổi d = constant Đường thẳng này cắt đường độ ẩm ϕ = 1 tại một điểm Đường. .. của thành máy sấy i =1 i α1 : Hệ số cấp nhiệt của tác nhân sấy đến bề mặt trong của tường phòng sấy α1 = k.( α1 ’+ α1 ”) với : 17 α1 ’ là hệ số cấp nhiệt từ tác nhân sấy đến thành máy sấy do đối lưu tự nhiên (W/m2độ) α1 “: Hệ số cấp nhiệt từ tác nhân sấy đến thành máy sấy do đối lưu cưỡng bức ( W/m2độ ) K: Hiệu số điều chỉnh, k = 1,2 – 1,3, chọn k = 1,3 Tính α1 ’: Tiết diện tự do của thùng sấy: Ftd =... 65,05 phút e) Số vòng quay của thùng sấy( n) : m.k L n= τD tgα (CT VII.52 –trang 122- Sổ tay QTTB II) t Trong đó: + α: Góc nghiêng của thùng quay, độ Thường góc nghiêng của thùng dài là 2,5 ÷ 30, còn thùng ngắn đến 60, chọn α = 30 => tgα = 0,0524 + m: Hệ số phụ thuộc vào cấu tạo cánh trong thùng, m = 0,75 + k: Hệ số phụ thuộc vào chiều chuyển động của khí, k = 0,6 τ : Thời gian sấy (phút) 0,75.0,6.6,23... suất cần thiết để quay thiết bị (N) : N=0,13.10-2D3t Lt.a.n.ρ (CT VII 54 –trang 123 –Sổ tay QTTB II) Trong đó : n : Số vòng quay của thùng sấy A :là hệ số phụ thuộc vào dạng cánh, a=0,013 ρ : khối lượng riêng xốp trung bình, ρ=1587,9kg/m3 Dt, Lt :đường kính và chiều dài của thùng, m =>N=0,13.10-21,43 6.0,013.0,685.1587,9=0,1979 (kw) III Thiết lập phương trình cân bằng nhiệt lượng : Cân bằng nhiệt lượng... buồng đốt d1’ Diễn biến quá trính sấy trong thiết bị được thể hiện trên 2 đoạn BC 0 và BC 27 Đoạn BC0 tương ứng là quá trình sấy lý thuyết I = constant Đoạn BC tương ứng là quá trình sấy thực tế (I2 ... vào thùng sấy chiều thùng sấy quay tròn, vật liệu sấy vừa bị xáo trộn vừa đầu cao xuống đầu thấp Trong trình tác nhân sấy vật liệu sấy trao đổi nhiệt ẩm cho * Ưu nhược điểm hệ thống sấy thùng quay. .. sấy loại hạt ngũ cốc Cấu tạo hệ thống sấy thùng quay thùng sấy hình trụ tròn Thùng sấy đặt nghiêng với mặt phẳng nằm ngang theo tỉ lệ 1/15-1/50 Thùng sấy quay với tốc độ (1,5-8)vòng/phut/55/nhờ... bị sấy chế độ sấy: Do điều kiện sấy trường hợp sấy khác nên có nhiều kiểu thiết bị sấy khác có nhiều cách phân loại thiết bị sấy: - Dựa vào tác nhân sấy: thiết bị sấy không khí hay thiết bị sấy