sấy đường bằng thùng quay 1000kg/h

Do tính chất và thành phần của đường khi sấy phải giữ được các tính chất về giá trị cảm quan nên dùng mốt số loại thiết bị như sấy thùng quay, sấy sànrung, sấy tầng sôi… Trong đồ án này

PHẦN I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU VỀ KỸ THUẬT SẤY

I Giới thiệu phương pháp và qui trình công nghệ của sản phẩm

Sấy là một quá trình công nghệ được sử dụng rất nhiều trong thực tế sảnxuất và đời sống.Đặc biệt trong nghành công nghệ thực phẩm , chế biến bảoquản , hóa chất, sản xuất vật liệu xây dựng…kỹ thuật sấy đóng một vai trò quantrọng trong dây chuyền sản xuất.Sản phẩm sau khi sấy có độ ẩm thích hợp thuậntiện cho việc bảo quản, vận chuyển , chế biến, đồng thời nâng cao chất lượngsản phẩm

Đường là một sản phẩm của ngành công nghệ thực phẩm và để thu đượcđường thành phẩm chất lượng về thành phần cũng như giá trị cảm quan khôngthể thiếu quá trình sấy trước khi làm nguội và bao gói

Do tính chất và thành phần của đường khi sấy phải giữ được các tính chất

về giá trị cảm quan nên dùng mốt số loại thiết bị như sấy thùng quay, sấy sànrung, sấy tầng sôi…

Trong đồ án này em nhận nhiệm vụ sấy thùng quay với sản phẩm là đường.Đây là lần đầu tiên em tiếp nhận hệ thống sấy mang tính chất đào sâuchuyên nghành, do kiến thức và tài liệu tham khảo còn hạn chế nên em khôngthể tránh khỏi những sai sót trong quá trình thiết kế.Em xin chân thành cảm ơn

sự giúp đỡ tận tình của Cô : T.s Nguyễn Hiền Trang để em có thể hoàn thành tôt

b) Phân loại :

Quá trình sấy bao gồm hai phương thức :

- Sấy tự nhiên: tiến hành ở ngoài trời dùng năng lượng mặt trời để làmbay hơi nước trong bề mặt vật liệu.Phương pháp này đơn giản, không tốn nănglượng … tuy nhiên không chủ động được thời gian, điều chỉnh được tốc độ sấycủa quá trình theo yêu cầu kỹ thuật nên năng suất thấp.

- Sấy nhân tạo: thường được tiến hành trong các loại thiết bị sấy để cungcấp nhiệt cho các vật liệu ẩm Sấy nhân tạo có nhiều dạng tùy theo phương pháptruyền nhiệt mà trong kỹ thuât sấy có thể chia ra nhiều dạng:

1/ Sấy đối lưu: phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp với vật liệu sấy, mà

tác nhân truyền nhiệt là 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 một váchngăn

3/ Sấy bằng tia hồng ngoại: phương pháp sấy dùng năng lượng của tia

hồng ngoại do nguồn điên phát ra truyền cho vật liệu sấy

4/ Sấy bằng dòng điện cao tầng: phương pháp dùng dòng điện cao tầng để

đốt nóng toàn bộ chiều dày của vât liệu sây

5/ Sấy thăng hoa: phương pháp sấy trong môi trường cố độ chân không

cao, nhiệt độ rất thấp, nên độ ẩm tự do trong vật liệu đóng băng và bay hơi từtrạng thái rắn thành hơi không qua trạng thái lỏng

c) Nguyên lí của quá trình sấy:

Quá trình sấy là một quá trình chuyển khối có sự tham gia của pha rắn rấtphức tạp vì nó bao gồm cả quá trình khuyếch tán bên trong và cả bên ngoài vậtliệu rắn đồng thời với quá trình truyền nhiệt Đây là một quá trình nối tiếp, nghĩa

là quá trình chuyển lượng nước trong vật liệu từ pha lỏng sang pha hơi, sau đótách pha hơi ra khỏi vật liệu ban đầu Động lực của quá trình là sự chênh lệch độ

ẩm ở trong lòng vật liệu và bên trên bề mặt vật liệu Quá trình khuyếch tánchuyển pha này chỉ xảy ra khi áp suất hơi trên bề mặt vật liệu lớn hơn áp suấthơi riêng phần của hơi nước trong môi trường không khí xung quanh Vận tốccủa toàn bộ quá trình được qui định được giai đoại nào là chậm nhất Ngoài ra

tùy theo phương pháp sấy mà nhiệt độ là yếu tố thức đẩy hoặc cản trở quá trìnhduy chuyển ẩm từ trong vật liệu sấy ra bề mặt vật liệu sấy.

Trong quá trình sấy thì môi trường không khí ẩm xung quanh có ảnhhưởng rất lớn và trực tiếp đến vận tốc sấy Do vậy cần nghiên cứu tính chất vàthông số cơ bản của quá trình sấy

Tóm lại nghiên cứu quá trình sấy thì phải nghiên cứu hai mặt của quátrình sấy :

Mặt tĩnh lực học: tức dựa vào cân bằng vật liệu và cân bằng nhiệt lượng ta

sẽ tìm được mối quan hệ giữa các thông số đầu và cuối của vật liệu sấy và củacác tác nhân sấy để từ đó xác định được thành phần vật liệu, lượng tác nhân sấy

và lượng nhiệt cần thiết cho quá trình sấy

Mặt động lực học: tức là nghiên cứu mối quan hệ giữa sự biến thiên của

độ ẩm vật liệu với thời gian sấy và các thông số của quá trình như: tính chất, cấutrúc, kích thước của vật liệu sấy và các điều kiện thủy động lực học của tác nhânsấy để từ đó xác định được chế độ sấy và thời gian sấy thích hợp

1.2 Chọn tác nhân sấy, chất tải nhiệt và chế độ sấy:

a) Tác nhân sấy: những chất dùng để chuyên chở lượng ẩm tách ra từvật

liệu sấy

Trong quá trình sấy, môi trường buồng sấy luôn luôn được bổ sung ẩmthoát ra từ vật sấy.Nếu độ ẩm này không được mang đi thì độ ẩm tương đốitrong buồng sấy tăng lên, đến một lúc nào đố sẽ đạt được sự cân bằng giữa vậtsấy và môi trường trong buồng sấy và quá trình thoát ẩm của vật liệu sấy sẽngừng lại

Vì vậy nhiệm vụ của 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 do quá nhiệt

Tùy theo phương pháp sấy mà tác nhân sấy có thể thực hiện một trong cácnhiệm vụ trên

Cỏ chế của quá trình sấy gồm 2 giai đoạn : Gia nhiệt cho vật liệu sấy đểlàm ẩm hóa hơi và mang hơi ẩm từ bề mặt vật vào môi trường Nếu ẩm thoát rakhỏi vật liệu mà không mang đi kịp thời sẽ ảnh hưởng tới quá trình bốc ẩm từvật liệu sấy thậm chí cồn làm ngừng trệ quá trình thoát ẩm Để tải ẩm đã bay hơi

từ vật sấy vào môi trường có thể dùng các biện pháp:

- Dùng tác nhân sấy làm chất tải nhiệt

- Dùng bơm chân không để hút ẩm từ vật sấy thải ra ngoài ( sấy chânkhông)

Trong sấy đối lưu vai trò của tác nhân sấy đặt biệt quan trọng vì nó đóngvai trò vừa tải nhiệt vừa tải ẩm Các tác nhân sấy thường dùng là không khí nóng

và khói lò, hơi quá nhiệt, chất lỏng…

b) Các loại tác nhân sấy:

- Không khí ẩm : là loại tác nhân sấy thông dụng nhất có thể dùng cho hầuhêt các loại sản phẩm Dùng không khí ẩm không làm sản phẩm sau khi sấy bị ônhiễm và thay đổi mùi vị Tuy nhiên dùng không khí ẩm làm tác nhân sấy cầntrang bị thêm bộ gia nhiêt không khí ( calorife khí, hơi hay khí hoặc khói ), nhiệt

độ sấy không quá cao, thường nhỏ hơn 5000C vì nếu nhiệt độ cao quá thiết bịtrao đổi nhiêt phải được chế tạo bằng thếp hợp kim hay gốm sứ với chi phí đắt

Đối với thiết bị sấy thùng quay tác nhân sấy được sử dụng chủ yếu làkhông khí ẩm với ba yếu tố : độ ẩm tương đối của không khí ẩm, nhiệt độ củakhông khí trước khi vào thùng quay là t1 và nhiệt độ của khối không khí khi rakhỏi thùng quay là t2 nhiệt độ tác nhân sấy sau khi ra khỏi thùng sấy t2 đượcchọn sao cho tổn thất năng lượng là nhỏ nhất

- Khói lò: khói lò được dùng làm tác nhân sấy có thể nâng nhiệt độ sấy lên

10000C mà không cần thiết bị gia nhiêt tuy nhiên làm vật liệu sấy bị ô nhiễm gâymùi khói

- Hơi quá nhiệt: tác nhân sấy này được dùng cho các loại sản phẩm đễ bịcháy nổ và có khả năng chụi được nhiệt độ cao

c) Chế độ sấy:

Chế độ sấy là cách thức tổ chức quá trình truyền nhiệt truyền chất giữa tácnhân sấy và vật liệu sấy và các thông số của nó để đảm bảo năng suất , chấtlượng sản phẩm yêu cầu và chi phí vận hành cũng như chi phí năng lượng là hợplí

Một số chế độ sấy thường gặp:

1.Chế độ sấy có đốt nóng trung gian: Chế độ sấy này dùng để sấy những

vât liệu không chụi được nhiệt độ cao

2 Chế độ sấy hồi lưu một phần: Chế độ này khá tiết kiệm năng lượng

nhưng lại tồn nhiều chi phí đầu tư thiết bị

3 Chế độ sấy hồi lưu toàn phần: Là chế độ sấy kín tác nhân sấy được hồilưu hoàn toàn.Chế độ này dùng để sấy các sản phẩm không chứa nước mà còn làcác loại chứa tinh dầu cần được thu hồi …

4 Chế độ sấy hồi lưu và đốt nóng trung gian:

d) Thiết bị sấy và chế độ sấy:

Do điều kiện sấy trong mỗi trường hợp sấy rất khác nhau nên có nhiềukiểu thiết bị sấy khác nhau vì vậy có nhiều cách phân loại thiết bị sấy:

- Dựa vào tác nhân sấy: thiết bị sấy bằng không khí hay thiết bị sấy bằngkhói lò, ngoài ra còn có thiết bị sấy bằng phương pháp đặt biệt như sấy thănghoa, sấy bằng tia hồng ngoại, sấy bằng dòng điện cao tần…

- Dựa vào áp suất làm việc: thiết bị sấy chân không hay thiết bị sấy ở ápsuất thường

- Dựa vào phương thức và chế độ làm việc: sấy liên tục hay sấy giánđoạn

- Dựa vào phương pháp cấp nhiệt cho quá trình sấy: thiết bị sấy tiếp xúc,thiết bị sấy đối lưu hay thiết bị sấy bức xạ…

- Dựa vào cấu tạo thiết bị: phòng sấy, hầm sấy, sấy băng tải…

- Dựa vào chiều chuyển động của tác nhân sấy: cùng chiều hay ngượcchiều

1.3 Giới thiệu về sản phẩm sấy:

Đường cát sau khi li tâm nếu rửa nước có độ ẩm là 1,75% trong trườnghợp rửa hơi độ ẩm là 0,5%và nhiệt độ là 70-800C Sấy đường nhằm mục đíchlàm cho màu sắc thành phẩm được bóng sáng và đường khô, không bị hút ẩmkhi bảo quản

*Tính chất của đường:

- Tính chất vật lý của đường:

Là chất kết tinh không màu, không mùi, trong suốt, có vị ngọt

Khối lượng riêng:1,5879g/cm2

Trong môi trường kiềm đường sacaroza bị phân hủy

Quá trình sấy đường tương đối dễ vì tinh thể sacaroza không ngậm nước,chủ yếu là tách ẩm bề mặt tinh thể, hơn nữa độ ẩm ban đầu của đường nhỏ Vivậy thiết bị sấy đường không phức tạp nhưng sấy xong bắt buộc phải làm nguộiđến nhiệt độ phòng để tạo điều kiện tốt cho việc bảo quản sau này

Qui trình sản xuất đường:

1.4 Chọn phương án sấy và thiết bị sấy:

a) Chọn phương án sấy:

Đường được sấy liên tục với tác nhân là không khí nóng Vật liệu và tácnhân đi vào cùng một chiều và không khí sau khi sấy sẽ đi qua xiclon thu hồi bụiđường và đường thành phẩm được tháo ra qua cửa tháo nguyên liệu

b) Chọn thiết bị sấy:

Thiết bị sấy được chọn ở đây là hệ thống sấy thùng quay là một hệ thốngsấy đối lưu Được dùng rộng rãi trong công nghệ sau thu hoạch để sấy các loạihạt ngũ cốc Cấu tạo chính hệ thống sấy thùng quay là một thùng sấy hình trụtròn Thùng sấy được 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 một động cơ điện thông quamột hộp giảm tốc.Vật liệu vào phễu chứa đi vào thùng sấy cùng chiều thùng sấyquay tròn, vật liệu sấy vừa bị xáo trộn vừa đi đầu cao xuống đầu thấp Trong quátrình này tác nhân sấy và vật liệu sấy trao đổi nhiệt và ẩm cho nhau

* Ưu và nhược điểm của hệ thống sấy thùng quay ( HTSTQ):

- Ưu điểm của hệ thống sấy thùng quay :

Quá trình sấy được đều đặn và mãnh liệt nhờ tiếp xúc tốt giữa vật liệu vàtác nhân sấy, cường độ sấy tính theo lượng ẩm đạt được cao , thiết bị đơn giản

dễ vận hành

Hình 1: Sơ đồ hệ thống sấy

1: Quạt đẩy khí 2: Caloriphe 3: thùng nhập liệu vào và dẫn khí4: thùng sấy 5: Thùng chứa sản phẩm 6: Xyclon

7: Quạt hút

- Nhược điểm của hệ thống sấy thùng quay:

Do vật liệu được đảo trộn nhiều nên dễ bị gãy vụn, tạo bụi, do

đó trong mốt số trường hợp làm giảm giá trị sản phẩm

* Sơ đồ nguyên lí của hệ thống thiết bị sấy thùng quay:

Trong quá trình sấy nếu dùng chất tải nhiệt ( được gọi là tácnhân sấy) là không khí thì gọi là sấy bằng không khí Khí sấy, khôngkhí nóng tiếp xúc với bề mặt vật liệu ẩm làm bốc hơi nước trong vậtliệu ẩm tạo thành hỗn hợp không khí ẩm thoát ra ngoài

II TÍNH THIẾT BỊ CHÍNH

I Thành lập cân bằng của vật liệu sấy của thiết bị:

Thiết kế thiết bị sấy thùng quay để sấy đường với năng suất 1000kg/h

Số liệu ban đầu:

Năng suất sấy: 1000kg/h

Thiết bị làm việc liên tục

TNS và vật liệu đi cùng chiều

1 Lượng ẩm được tách ra :

1

2 1 2

100 W

W W G W

−

−

= ( Công thức VII.18 - Sổ tay QT&TB Tập2/Trang 102)

) / ( 404 63 6 100

04 0 6

Khối lượng vật liệu vào thùng sấy:

G 1 = G 2 + W ( Công thức VII.17 - Sổ tay QT&TB Tập2/Trang 102)

G 1 = 63 404 + 1000 =1063.404 ( kg/h )

2 Lượng vật liệu khô tuyệt đối:

100

100 100

2

1 1

W G

W G

h kg

=

−

II Chọn sơ bộ các thông số của máy sấy:

a) Cường độ bốc hơi ẩm của đường (A)

- Cường độ bốc hơi ẩm của đường A = 9 kg/m3.h ( PGS – TSKH Trần

404

c)Đường kính thùng và chiều dài thùng sấy:

Chọn đường kính thùng theo tiêu chuản D = 1,2 m

Chiều dài của thùng sấy L=

D

V

2

4

bị công nghệ hóa học Tập 2 - NXB khoa học kỹ thuật - trang 121)

L= 3 , 14 1 , 2 2

044 , 7 4

( 1 2 )

2 1

200

120

W W A

W W

+

−

− βρ

( CT VII 53- trang 123- Sổ tay QTTB II)

Trong đó :

ρ: Khối lượng riêng xốp trung bình của vật liệu trong thùng quay với

ρ=1587,9kg/m3 (PL3/132- kỹ thuật sấy nông sản)

β: Hệ số chứa đầy, β= 0,1

A: Cường độ bay hơi ẩm, A = 9 kg/m3.h ( bảng 10.1 trang TTTKHTS).

(6 0 , 04 ) 65,05200

9

04 , 0 6 9 , 1587 1 , 0 120

= +

t

.

(CT VII.52 –trang 122- Sổ tay QTTB II)Trong đó:

+ α: Góc nghiêng của thùng quay, độ Thường góc nghiêng của thùngdài 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)

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 :

∑

∑q V = q r

3.1 Nhiệt lượng vào :

Các thông số cơ bản cho môi trường:

t0 = 250

Cpk : nhiệt dung riêng của khối không khí, Cpk = 1000 J/kg = 1kJ/kg

Cpa : nhiệt dung riêng của hơi nước, Cpa = 1,97 kJ/kgoK

r : ẩn nhiệt của hơi nước, r =2493 kJ/kg

P x

P x

.P

.622,0

bh +

Trong đó:

ϕ: Độ ẩm tương đối của không khí

pbh: áp suất riêng phần của hơi nước trong hỗn hợp không khí ẩm đã bãohòa hơi nước (N/m2)

P: áp suất chung của môi trường.P =

=>

bh

bh

P P

P x

10.03166,0.81,

1

.P

.622,0

bh

P x

P x

+ =0,622.0,5363 0,7500168.0,5363

745.0168,0

Lượng không khí tiêu hao riêng khi qua calorife (I1): t1 = 830C

567 , 126 )

83 97 , 1 2493 ( 0168 0 83

) 97 , 1 2493

1 1 1

= +

+

=

+ +

044.97,12493

44567,126

97,1

2 2

+

−

=+

=>ϕ2=

2 2 bh2

2.P

.622,0

bh

P x

P x

+ = 0,622.0,091422 0,03201750 .0,091422

745.03201,

0

52,16%

*Cân bằng theo lượng ẩm (cân bằng vật liệu cho không khí sấy):

Vậy nếu tính lượng không khí khô cần thiết để bốc hơi 1 kg ẩm khỏi vậtliệu gọi là lượng không khí khô tiêu tốn riêng (l):

1 2

x

1

L l

−

=

= (kg kkk/kg ẩm bay hơi) (Công thức VII.20 - Sổ

tay QT&TB Tập2/Trang 102).

Khi qua calorife sưởi không khí chỉ thay đổi nhiệt độ mà không thay đổihàm ẩm, nghĩa là x1 = x0 Do vậy ta có:

0 2 1 2

1 x

1

x x x

0

1x

T

.

287

ϕ

− (m3/kg) (Nguyễn Bin - Sổ tay QT & thiết

bị công nghệ hóa học Tập 2 - NXB khoa học kỹ thuật - trang 157).

0

287

bh p p

T

ϕ

750745

10)

25273

* Thể tích của không khí sau khi đi qua calorife: ϕ1= 4,89%, t1 =830C,

Pbh1 = 0,5363 bar

v1 =

1 1

T

ϕ

− = 0,5363.0,0489

750745

10)

83273(

T

ϕ

− = 0,091422.0,5216

750745

10)

44273

=

2

)75,390958

,4376

= 1,15 (m3/s)

( GS – TSKH Trần Văn Phú - tính toán và thiết kế hệ thông sấy- trang198).

Bảng 1: Tổng kết các giá trị của thông số

Trạng thai khôngkhí ban đầu

Trạng thái không khívào thiết bị sấy

Trạng thái khôngkhí ra thiết bị sấy

Bảng 2: Tổng kết cân bằng theo lượng ẩm (cân bằng vật liệu cho không khí sấy):

G1: Khối lượng vật liệu vào thùng sấy ( kg/h ) 1063,404

G2: Khối lượng vật liệu ra khỏi thùng sấy ( kg/h ) 1000

Gk: Lượng vật liệu khô tuyệt đối ( kg/h ) 999,6

l: Lượng không khí khô để bốc hơi 1 kg ẩm (kg kkk/h) 65,74

L: Lượng không khí khô bốc hơi W kg ẩm (kg kkk/h) 4168,1789

a Nhiệt lượng mang vào do tác nhân sấy: (qkkv)

thiết bị công nghệ hóa học Tập 2 - NXB khoa học kỹ thuật - trang 198).

vl1

nt

C : Nhiệt lượng riêng của 1kg ẩm trên vật liệu mang vào máy sấy(nhiệt lượng riêng do nước mang vào).Cn = 4,18 (kJ/kgđộ) nhiệt dung riêng củanước

25.1752,1.404,1063

+ = 597,258(kJ/kg ẩm)

* Vậy tổng lượng nhiệt mang vào:

∑q = 4451,19+3870+597,258 = 8918,448 (kJ/kg ẩm)

3.2 Nhiệt lượng ra:

a Do không khí thải mang ra: (qkkr)

qkkr = l.I2= 65,74.126,567 = 8320,51 (kJ/kg ẩm) (Nguyễn Bin - Sổ tay QT

& thiết bị công nghệ hóa học Tập 2 - NXB khoa học kỹ thuật - trang 198).

Trong đó: I2: nhiệt hàm của không khí sau khi ra khỏi phòng sấy (J/kgkkk)

b Do vật liệu sấy mang ra:

1 1

1

αλ

1−β π D2 =( )

4

2 , 1 14 , 3 1 , 0

1

2,1.13,1

− = 7,46.104Với ω là vận tốc trung bình trong máy sấy

V = 1,81776.10-5 m2/s là độ nhớt động học của không khí

L: kích thước hình học xác định theo đường kính tương dương

* Với chế độ xoáy Re > 104 :

Phương trình chuẩn Nuxen đối với chất khí:

Nu = 0,018.εl.Re0,8 ( Công thức V.42 - Sổ tay QT&TB Tập2/Trang 16).

ε

Với: Re =7,46.104

19,5

α D

Nu = . (Nguyễn Bin - Sổ tay QT & thiết bị công nghệ hóa học Tập

2 - NXB khoa học kỹ thuật - trang 21).

Với: λ hệ số dẫn nhiệt

5 / 1

273(

273 T c T

c

+

+

=λ

λ (Nguyễn Bin - Sổ tay QT & thiết bị công nghệ hóa

học Tập 1 - NXB khoa học kỹ thuật - trang 125).

Ưλ0 = 0,0201 hệ số dẫn nhiệt 00C (Nguyễn Bin - Sổ tay QT & thiết bị

công nghệ hóa học Tập 1 - NXB khoa học kỹ thuật - trang 125).

c= 122: hằng số phụ thuộc vào loại khí

T: nhiệt độ tuyệt đối của không khí

5 / 1)273

5,72(1225

,72

122273

0201,

,1

0264,0.642,165

00335 ,

0 273 25

1 273

1

10 35 , 2 )

10 63 , 1 (

10 0035 ,

0 22 , 1 81 , 9

.

.

0

9 2

5

3 2

3

= +

= +

g T Ga

Gr

β

ν

ββ

(Công thức V.39 - Sổ tay QT&TB Tập2/Trang 13)

Bảng 3 : Các thông số của không khí bên ngoài thùng sấy:

STT Thông số Kí hiệu Đơn vị Nguồn công thức Giá trị

0,0264

Tính toán và thiết

kế hệ thống sâytrang 274

Chọn nhiệt độ thành ngoài của thùng ( phía tiếp xúc với không khí) tw4 =

350C là nhiệt độ thích hợp để tác nhân sấy sau khi truyền qua vách thùng và lớpcách nhiệt đến phía ngoài của thùng thì không còn quá nóng , an toàn cho ngườilàm việc

Do hệ số dẫn nhiệt của thép lớn nên nên xem nhiệt độ không đổi khitruyền qua bề dày than thùng và lớp bảo vệ

Bảng 4: Thông số bề dày thùng và vật liệu:

STT Đại lượng Ký hiệu Giá trị chọn (m) Vật liệu

Hệ số dẫn nhiệt

= 1,2 + 2.(0,01 + 0,1 + 0,1) = 1,62 (m)

Chuẩn số Grashof:

9 2

5 3

2

2 3 2

3 2

3

10.05,6)27325

.(

)10.5211,1(

)2535.(

62,1.81,9

)273(

).(

=+

o ng

ng ng

t

t t D g T

T D g T D

g Gr

ν ν

ν β

(Nguyễn Bin - Sổ tay QT & thiết bị công nghệ hóa học Tập 2 - NXB khoa

,1

0264,

0.08,131

100100

7,5)

4 2

4 1

2 1 2

T T

T T

T T F

T1: Nhiệt độ của vật liệu thùng, oK , T1 = Tw4

T2: Nhiệt độ của môi trường, oK , T2 = To

ε: Độ đen của bề mặt ngoài của máy sấy

Đối với bức xạ giữa khí và bề mặt vật thể , do bề mặt của khí lớn hơn bềmặt vật thể nên xem độ đen của hệ xem như bằng độ đen của vật thể: ε = 0,8 - 1

 Chọn ε = 1

2535(

100

27325100

27335.1

100100

7,5)(

4 4

2 1

4 2

4 1

2 1

T T

T T

F

Q bx

εα

- Hệ số cấp nhiệt chung α2 :

48,8344,6136

,

2

2 2

2

=+

11,36

1,000372,

0

1,01

,36

01,07

1

2

3 1 1

=+

++

+

=

++

π = 30,70 (m2)

Tính hiệu số nhiệt độ trung bình giữa tác nhân sấy và môi trường xung quanh

- Gọi: tδ1, t1c: Nhiệt độ của tác nhân sấy sau khi qua thùng sấy:

58ln

1958ln

t t

t t

t

δ

δ

(oC)

- Tính lượng nhiệt tổn thất qua vỏ máy sấy :

- Xem nhiệt truyền từ bên trong thùng sấy qua lớp cách nhiệt , nên môitrường bên ngoài luôn luôn ổn định.Lượng nhiệt độ chính là lượng nhiệt mấtmát ra môi trường xung quanh khi bốc hơi 1kg ẩm qxq Đối với máy sấy thùngquay thì lượng nhiệt mất mát ra ngoài môi trường xung quanh nay cũng là nhiệt

độ tổn thất qua các bao che qBC

- Theo phương trình truyền nhiệt :

753,5404

,63

.946,34.7,30.34,0

448,8918113

.1752,1

1000 − =352,167 (kJ/kg)

∆ = Cn.t0 - (qv+qtt+qdh) = 4,18.25 - (352,167+5,753+0,243) = - 253,663(kJ/kg)Xác định các thông số trong quá trình sấy thực:

(kJ/kg ẩm)

- Nhiệt dung riêng dẫn xuất:

Cdx(x1) = Cpk +Cpa.x1 = 1,006 + 1,842.0,0168 = 1,03694 (kJ/kgkkK) (CT7.10 trang 130-Tính toán và thiết kế hệ thống sấy của Trần Văn Phú)

Cpk =1,006kJ/kgkkk nhiệt dung riêng của không khí

Cpa =1,842 kJ/kgkkk nhiệt dung riêng của hơi nước

- Lượng chứa ẩm d2 của tác nhân sau quá trình sấy thực:

(

i

t t d

C dx

= 0,0168 +

663 , 253 048

, 2581

) 44 83 ( 03694 ,

1

+

−

= 0,0311 (kgẩm/kgkk) (CT 7.72 trang 138- Tính toán và thiết kế hệ thống sấy của Trần Văn Phú)

2

.P

.622,0

bh P x

P

x

+ = 0,622.0,091422 0,0311.0,091422

981,0.993,0.0311,0

Lượng tác nhân sấy:

93 , 69 0168

, 0 0311 , 0

1 x

1

1 2

= (kg kkk/h) ( Nguyễn Bin - Sổ tay QT & thiết bị công

nghệ hóa học Tập 2 - NXB khoa học kỹ thuật - trang 165)

0168,

00,0311