báo cáo những gì dã nghiên cứu được về sấy

BÀI 1: SẤY ĐỐI LƯU Mục tiêu - Vận hành hệ thống thiết bị sấy - Tính toán thông số sấy: tốc độ sấy đẳng tốc, độ ẩm tới hạn, độ ẩm cân - bằng, thời gian sấy đẳng tốc giảm tốc Xây dựng đường cong sấy đường cong tốc độ sấy dựa số liệu thực nghiệm Cơ sở lý thuyết 2.1 Định nghĩa Sấy đối lưu trình tách ẩm khỏi vật liệu cách cấp nhiệt cho ẩm bay hơi.Trong đó, hai trình truyền nhiệt truyền ẩm thực phương pháp đối lưu 2.2 Đặc trưng trình sấy Quá trình sấy diễn phức tạp, đặc trưng cho tính không thuận nghịch không ổn định Nó diễn đồng thời trình: truyền nhiệt cho vật liệu, dẫn ẩm lòng vật liệu, chuyển pha tách ẩm vào môi trường xung quanh 2.3 Tốc độ sấy theo cân nhiệt trình sấy Lượng nhiệt dòng tác nhân sấy cung cấp cho khoảng thời gian d dQ = F(t – (1) Nhiệt tiêu hao để - Đun nóng vật liêu: ( Bay ẩm nhiệt hơi: (2) (3) Trong đó: : hệ số cấp nhiệt từ tác nhân sấy vào vật liệu sấy (W/m 2độ) F: bề mặt vật liệu (m2) t, nhiệt độ tác nhân sấy, vật liệu bão hòa (độ) : khối lượng nhiệt dung vật liệu sấy (kg; j/kgđộ) khối lượng nhiệt dung ẩm (kg; j/kgđộ) r: ẩn nhiệt hóa ẩm (j/kg) nhiệt dung riêng ẩm (j/kgđộ) Lượng ẩm bốc thời gian d: (4) U: hàm ẩm (hay độ ẩm) vật liệu, tính theo vật liệu khô (kg ẩm/kg vật liệu khô) Page Từ (1), (2), (3) (4), thiết lập cân nhiệt: (5) Từ (5) rút ra: biểu thức tốc độ sấy theo cân nhiệt Đây biểu thức tốc độ sấy theo cân nhiệt Phương trình động học trình sấy 2.4 Theo phương trình truyền ẩm từ vật liệu vào tác nhân sấy: (7) Với: : hệ số truyền ẩm pha khí (kg/m2.h.p) , p: áp suất ẩm bề mặt vật liệu pha khí (mmHg hay at) Thay vào (7) biến đổi ta có: (8) Khi ẩm không bị nhiệt (tức t=) biểu thức (5) biến đổi thành: q: cường độ dòng điện hay mật độ dòng điện Đặt: Với: khối lượng riêng vật liệu khô (kg/m3) thể tích vật khô (m3) nhiệt dung riêng vật liệu ẩm (j/kgđộ) bán kính quy đổi vật liệu (m) Khi bỏ qua nhiệt làm nhiệt ẩm, ta có: = (10) Với : chuẩn số Rebinde đặc trưng cho động học trình sấy Biểu thức (10) phương trình động học sấy 2.5 Lượng nhiệt cấp cho vật liệu giai đoạn sấy giảm tốc (q2) Trong giai đoạn sấy giảm tốc, đường cong tốc độ sấy có dạng đường thẳng, nên tốc độ sấy giai đoạn biểu diễn: K: hệ số tỷ lệ, gọi hệ số sấy Phụ thuộc vào tốc độ sấy tính chất vật liệu ẩm (l/s) Page K hệ số góc đường cong tốc độ sấy giai đoạn sấy giảm tốc nên: : hệ số sấy tương đối, phụ thuộc vào tính chất vật liệu ẩm Uth: độ ẩm tới hạn U*: độ ẩm cân N: tốc độ sấy đẳng tốc (kg ẩm/(kg vật liệu khô.s) Tích phân phương trình (11) ta nhận được: (13) Hay logarit hóa (8) ta có: (14) Như vậy, biết hệ số sấy K, xác định thời gian cần thiết để thực giai đoạn sấy giảm tốc Hệ số tương đối sấy tương đối xác định thực nghiệm tính gần sau: (15) : độ ẩm ban đầu vật liệu Từ ta có: (16) Thay (12) (15) vào phương trình (11), ta được: (17) Thay (17) vào (10) ta được: Page (18) 2.6 Lượng nhiệt cung cấp cho vật liệu giai đoạn sấy đẳng tốc ( ) Trong giai đoạn sấy đẳng tốc, toàn lượng nước cung cấp từ dòng tác nhân lượng nhiệt bốc ẩm nhiệt độ vật liệu không đổi nên: (19) 2.7 Cường độ trao đổi nhiệt (q(x))độ sấy (20) Như vậy, theo biểu thức (20), biết chuẩn số Rb tính cường độ trao đổi nhiệt theo độ ẩm vật liệu 2.8 Đường cong sấy đường cong tốc độ sấy Đồ thị đường cong tốc độ sấy Đồ thị đường cong sấy • Đường cong sấy: đường cong biểu diễn thay đổi đội ẩm vật liệu (U) theo thời gian sấy ( ) (21) Dạng đường cong sấy: Phụ thuộc vào nhiều yếu tố lien kết giữ ẩm vật liệu, hình dáng kích thước, cấu trúc vật liệu, phương trình ché độ sấy Đường cong sấy hàm trình sấy.Vì vậy, chế độ phương pháp sấy khách dạng đường cong sấy tương tự Page • Đường cong tốc độ sấy: đường cong biểu diễn mối quan hệ tốc độ sấy độ ẩm (hàm ẩm) vật liệu sấy: (22) Từ biểu thức (21) (22), rõ ràng đường cong tốc độ sấy đạo hàm đường cong sấy 2.9 Các giai đoạn trình sấy  Giai đoạn đun nóng vật liệu (AB) Giai đoạn xảy nhanh với khoảng thời gian ngắn không đáng kể.toàn nhiệt dòng tác nhân cấp dùng để đun nóng vật liệu từ nhiệt độ đầu ( ) lên nhiệt độ bầu ướt ( ) Trong giai đoạn lượng ẩm tách khoonh đáng kể, độ ẩm vật liệu giảm không nhiều tốc độ sấy nhanh lên với tốc độ cực đại (N) thường giai đoạn bỏ qua tính toán  Giai đoạn sấy đẳng tốc (BC) Trong giai đoạn này, tốc độ khuếch tán ẩm từ lòng vật liệu bề mặt lớn tốc độ bốc ẩm từ bề mặt vật liệu, nên bề mặt vật liệu bảo hòa ẩm Toàn lượng nhiệt cung cấp để bốc ẩm bề mặt (ẩm tự do) bề mặt bốc bề mặt vật liệu không đổi nên thong số sấy ssau không đổi: nhiệt độ bề mặt vật liệu tốc độ sấy; độ ẩm vật liệu giảm nhanh Thời gian sấy giai đoạn (thời gian sấy đẳng tốc ( ) xác định từ: (23) Nên tích phân (23) ta có: (24) Với độ ẩm cuối giai đoạn sấy đẳng tốc Page  Giai đoạn sấy giảm tốc (CD) Do bốc hết ẩm bề mặt ẩm liên kết, nên bề mặt bốc bị co hẹp lại dần sâu vào lòng vật liệu Tốc độ khuếch tán ẩm vật liệu chậm làm giảm tốc độ chung Nhiệt độ vật liệu tăng dần từ nhiệt độ bầu ướt đến nhiệt độ dòng tác nhân (t) – nhiệt độ bầu khô Trong vật liệu xuất vùng: ẩm, bốc khô Trong giai đoạn này, đường cong tốc độ sấy có dạng đường thẳng (hoặc quy đổi sang đường thẳng – N2=ax=b) ta phân tích để tính thời gian sấy giai đoạn sấy giảm tốc : (25) Với U: độ ẩm cân bằng, độ ẩm kết thúc giai đoạn sấy giảm tốc Thời gian sấy vật liệu 2.10 Thời gian sấy vật liệu tính tổng thời gian giai đoạn sấy: đốt nóng vật liệu Sấy đẳng tốc sấy giảm tốc Có thể bỏ qua giai đoạn đốt nóng vật liệu, giai đoạn xảy nhah Biểu thức tính thời gian sấy sau: (26) Với U độ ẩm vật liệu cuối trình sấy Tương ứng với lấy: Page U2 > thường Sơ đồ thiết bị Cửa khí vào Buồng sấy 2.Quạt ly tâm Khây sấy 3.Caloriphe Cửa khí thải Cân Số liệu xử lý số liệu BẢNG SỐ LIỆU Ở 50OC SST 10 11 12 13 14 t (ph) 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 G (g) 1051 1041 1031 1025 1011 1001 991 980 966 955 947 936 925 917 Page Tư(0C) 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 Tk(0C) 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 15 16 17 18 19 20 21 70 75 80 85 90 95 100 903 891 879 865 855 845 834 45 45 45 45 45 45 45  Tính theo thực nghiệm: - Độ ẩm vật liệu Theo vật liệu khô: Dựa vào công thức ta tính W bên dưới: Page 50 50 50 50 50 50 50 - Tốc độ sấy: Page Page 10 = = 0,5895 (m/s) Tính chuẩn số Re dòng nóng ReN tNV=80oC, tNR=72oC tLV=30oC, tLR= 36oC Tính μN cho điểm nhiệt độ trung bình dòng nóng Sử dụng phương pháp nội suy để tính μN , bảng thông số hóa lý nước Tương tự cách trình bày phần trên, ta có TNV=800C, TNR=720C tNTB =760C Áp dụng công thức tính μ nhiệt độ trung bình tNTB =760C Gọi (x, y)=( tNTB, μNtb), (x1, y1)=(60, 983 ) (x1,y1) = (60, 983 ) (Kết hợp bảng công thức, bảng hóa lý nước) Thế vào công thức nội suy ta được: y== = 0,00038 (N.s/m2) ReN3 = =9067,75 Bảng 4: Chuẩn số Re dòng nóng ReN G’ (l/p) FN (m2) dtdN (m) �N tNV tNR tNTB �N (kg/m3) �N (N.s/m2) ReN (m/s) Ch ảy nga ng 2,5447.10-4 0,018 0,1965 80 72 76 974,200 0,00038 9067,75 2,5447.10-4 0,018 0,1965 80 73 76,5 973,925 0,00038 9065,19 2,5447.10-4 0,018 0,1965 80 72 76 974,200 0,00038 9067,75 2,5447.10-4 0,018 0,3929 80 76 78 973,100 0,00037 18599,89 2,5447.10-4 0,018 0,3929 80 78 79 972,550 0,00036 19105,74 2,5447.10-4 0,018 0,3929 80 77 78,5 972,825 0,00036 19111,15 2,5447.10-4 0,018 0,5895 80 78 79 972,550 0,00036 28665,91 2,5447.10-4 0,018 0,5895 80 75 77,5 973,375 0,00037 27914,82 2,5447.10-4 0,018 0,5895 80 72 76 974,200 0,00038 27203,25 2,5447.10-4 0,018 0,1965 80 76 78 973,100 0,00037 9302,31 Page 83 chả y dọc 2,5447.10-4 0,018 0,1965 80 77 78,5 972,825 0,00037 9299,68 2,5447.10-4 0,018 0,1965 80 79 79,5 972,275 0,00036 9552,02 2,5447.10-4 0,018 0,3929 80 76 78 973,100 0,00037 18599,89 2,5447.10-4 0,018 0,3929 80 76 78 973,100 0,00037 18599,89 2,5447.10-4 0,018 0,3929 80 75 77,5 973,375 0,00037 18605,14 2,5447.10-4 0,018 0,5895 80 73 76,5 973,95 0,00038 27196,27 2,5447.10-4 0,018 0,5895 80 70 75 974,75 0,00038 27218,61 2,5447.10-4 0,018 0,5895 80 70 75 974,75 0,00038 27218,61 Tốc độ chảy dòng lạnh ω2 (m/s) Với giá trị {3, 6, 9} tương ứng cho giá trị ωL G’L = lít/phút = 3.10-3 (m3 / p) = = 0,15 (m/s) = = 0,31 (m/s) = = 0,46 (m/s) Tính chuẩn số Reynol dòng lạnh Chú ý tính dtđ cho mặt cắt ướt dtdL = Dt – dng tính theo chu vi ướt dtđ = 4F/ U với U = (Dt + dng ); F = đó: U chu vi ướt; Dt đường kính ống ngoài, dng đường kính ống Dt = 30 mm = 0,03 m; dng = 22 mm = 0,022 m dtdL = Dt – dng = 0,03 – 0,022 = 0,008 (m) F = = – = 3,266.10-4 (m2) U = (Dt + dng) = (0,03 + 0.022) = 0,163 (m) dtđ = 4F/ U = 4.3,266.10-4 / 0,163 = 0,008 (m) suy ra: dtđ = dtdL Bảng 5: Chuẩn số Re dòng lạnh ReL G’ (l/p) FL (m2) dtdL (m) �L (m/s) TL TL V R Page 84 TLTB �L (kg/m3) �L (N.s/m2) ReL 3,266.10-4 0,008 0,15 30 36 33 994,1 7,78.10-4 1533,32 3,266.10-4 0,008 0,15 30 37 33,5 993,95 7,69 10-4 1551,03 3,266.10-4 0,008 0,15 30 37 33,5 993,95 7,69 10-4 1551,03 3,266.10-4 0,008 0,31 30 37 33,5 993,95 7,69 10-4 3205,46 3,266.10-4 0,008 0,31 30 37 33,5 993,95 7,69 10-4 3205,46 3,266.10-4 0,008 0,31 30 38 34 993,8 7,61 10-4 3238,67 3,266.10-4 0,008 0,46 30 36 33 994,1 7,78.10-4 4702,17 3,266.10-4 0,008 0,46 30 37 33,5 993,95 7,69 10-4 4756,48 3,266.10-4 0,008 0,46 30 37 33,5 993,95 7,69 10-4 4756,48 chả y dọc 3,266.10-4 0,008 0,15 30 47 38,5 992,45 6,82 10-4 1746,25 3,266.10-4 0,008 0,15 30 48 39 992,3 6,73 10-4 1769,33 3,266.10-4 0,008 0,15 30 47 38,5 992,45 6,82 10-4 1746,25 3,266.10-4 0,008 0,31 30 46 38 992,6 6,91.10-4 3562,44 3,266.10-4 0,008 0,31 30 47 38,5 992,45 6,82 10-4 3608,91 3,266.10-4 0,008 0,31 30 46 38 992,6 6,91.10-4 3562,44 3,266.10-4 0,008 0,46 30 45 37,5 992,75 6,99.10-4 5226,49 3,266.10-4 0,008 0,46 30 46 38 992,6 6,91.10-4 5286,21 3,266.10-4 0,008 0,46 30 46 38 992,6 6,91.10-4 5286,21 Ch ảy nga ng 9 Bảng 6:Chuẩn số Pranlt dòng nóng Pr1 tNV(0C) tNR(0C) tNTB(0C) C1(j/kg.độ) �1(N.s/m2) Pr1 80 72 76 4190 0,00038 (w/m.đ ộ) 0,669 80 73 76,5 4190 0,00038 0,669 2,38 80 72 76 4190 0,00038 0,669 2,38 80 76 78 4190 0,00037 0,671 2,31 80 78 79 4190 0,00036 0,671 2,25 Page 85 2,38 80 77 78,5 4190 0,00036 0,671 2,25 80 78 79 4190 0,00036 0,671 2,25 80 75 77,5 4190 0,00037 0,670 2,31 80 72 76 4190 0,00038 0,669 2,38 80 76 78 4190 0,00037 0,671 2,31 80 77 78,5 4190 0,00037 0,671 2,31 80 79 79,5 4190 0,00036 0,672 2,24 80 76 78 4190 0,00037 0,671 2,31 80 76 78 4190 0,00037 0,671 2,31 80 75 77,5 4190 0,00037 0,670 2,31 80 73 76,5 4190 0,00038 0,669 2,38 80 70 75 4190 0,00038 0,668 2,38 80 70 75 4190 0,00038 0,668 2,38 Dựa vào bảng tra thông số hóa lý lưu chất, áp dụng công thức nội suy để tính 10 Tính chuẩn số Prank dòng nóng Bảng 7:Chuẩn Pranlt dòng lạnh Pr2 tLV(0C) tLR(0C) tLTB(0C) C2(j/kg.độ) �2(N.s/m2) (w/m.độ) Pr2 30 36 33 4176,75 7,78.10-4 1,74 1,86 30 37 33,5 4176,625 7,69 10-4 1,68 1,91 30 37 33,5 4176,625 7,69 10-4 1,68 1,91 30 37 33,5 4176,625 7,69 10-4 1,68 1,91 30 37 33,5 4176,625 7,69 10-4 1,68 1,91 30 38 34 4176,5 7,61 10-4 1,61 1,97 30 36 33 4176,75 7,78.10-4 1,74 1,87 30 37 33,5 4176,625 7,69 10-4 1,68 1,91 Page 86 30 37 33,5 4176,625 7,69 10-4 1,68 1,91 30 47 38,5 4175,375 6,82 10-4 0,53 5,37 30 48 39 4175,25 6,73 10-4 0,36 7,79 30 47 38,5 4175,375 6,82 10-4 0,53 5,37 30 46 38 4175,5 6,91.10-4 0,69 4,18 30 47 38,5 4175,375 6,82 10-4 0,53 5,37 30 46 38 4175,5 6,91.10-4 0,69 4,18 30 45 37,5 4175,625 6,99.10-4 0,84 3,48 30 46 38 4175,5 6,91.10-4 0,69 4,18 30 46 38 4175,5 6,91.10-4 0,69 4,18 Dựa vào bảng tra thông số hóa lý lưu chất, áp dụng công thức nội suy để tính 11 Tính chuẩn số Prank dòng lạnh Tính chuẩn số Pranlk nhiệt độ tường dòng nóng trung bình 60C Áp dụng để tính cho hang đầu tiên, hàng sau tương tự tTtb=76 – = 70 0C Từ điểm nhiệt độ này, ta sử dụng bảng tra thông số hóa lý lưu chất giáo trình để sử dụng phương pháp nội suy tìm = = (4,1265.10-4 4190) / 0,6195 = 2,791 Bảng 8: Hệ số cấp nhiệt dòng nóng �1 Re1 9067,75 9065,19 9067,75 18599,89 19105,74 19111,15 28665,91 Pr1 2,38 2,38 2,38 2,31 2,25 2,25 2,25 Nu1 0,853 0,853 0,853 0,828 0,806 0,806 0,806 79,12 79,12 79,12 119,39 119,41 119,43 152,33 Page 87 Dtd1 (m) 0,018 0,018 0,018 0,018 0,018 0,018 0,018 (w/m.đ ộ) 0,669 0,669 0,669 0,671 0,671 0,671 0,671 �1 (W/m2.độ) 2940,63 2940,63 2940,63 4450,59 4451,34 4452,09 5678,52 27914,82 27203,25 9302,31 9299,68 9552,02 18599,89 18599,89 18605,14 27196,27 27218,61 27218,61 2,31 2,38 2,31 2,31 2,24 2,31 2,31 2,31 2,38 2,38 2,38 0,828 0,853 0,828 0,828 0,803 0,828 0,828 0,828 0,853 0,853 0,853 153,59 152,95 42,25 42,25 42,39 74,76 74,76 74,78 103,39 103,46 103,46 0,018 0,018 0,018 0,018 0,018 0,018 0,018 0,018 0,018 0,018 0,018 0,670 0,669 0,671 0,671 0,672 0,671 0,671 0,670 0,669 0,668 0,668 5716,96 5684,64 1574,97 1574,97 1582,56 2786,89 2786,89 2783,48 3842,66 3839,52 3839,52 12 Tính chuẩn số Nulsselt dòng nóng NuN Giá trị tính toán bảng 13 Tính hệ số cấp nhiệt cho dòng nóng α1 Áp dụng công thức : Bảng 9: Hệ số cấp nhiệt dòng lạnh �2 Re2 1533,32 1551,03 1551,03 3205,46 3205,46 3238,67 4702,17 4756,48 4756,48 1746,25 1769,33 1746,25 3562,44 3608,91 3562,44 5226,49 5286,21 5286,21 Pr2 1,86 1,91 1,91 1,91 1,91 1,97 1,87 1,91 1,91 5,37 7,79 5,37 4,18 5,37 4,18 3,48 4,18 4,18 Nu2 0,373 0,383 0,383 0,383 0,383 0,395 0,375 0,383 0,383 1,077 1,562 1,077 0,838 1,077 0,838 0,698 0,838 0,838 84,14 88,82 88,82 160,41 160,41 164,92 215,07 219,97 219,97 189,26 241,76 189,26 285,89 338,29 285,89 346,15 392,02 392,02 Tính PrT2 Page 88 Dtd2 (m) 0,008 0,008 0,008 0,008 0,008 0,008 0,008 0,008 0,008 0,008 0,008 0,008 0,008 0,008 0,008 0,008 0,008 0,008 (w/m.đ ộ) 1,74 1,68 1,68 1,68 1,68 1,61 1,74 1,68 1,68 0,53 0,36 0,53 0,69 0,53 0,69 0,84 0,69 0,69 �2 (W/m2.độ) 18300,45 18652,2 18652,2 33686,1 33686,1 32385,15 46777,73 46193,7 46193,7 12538,48 10879,2 12538,48 24658,01 22411,71 24658,01 36345,75 33811,73 33811,73 Lấy khoảng chênh lệch nhiệt độ tường nhiệt độ môi trường 0C Vậy nhiệt độ tường nhiệt độ môi trường dd dòng lạnh trừ cho 40C - Áp dụng cho hàng dòng lạnh tT= 38,5-4=34,50C Sử dụng bảng thông số hóa lý nước để tìm điểm nhiệt độ tường xét đến phương pháp nội suy = = (7,5198.10-4 4176) / 0,6296 = 4,988 14 Tính chuẩn số Nusselt dòng lạnh Nu2 15 Tính hệ số cấp nhiệt dòng lạnh α2 Ta tính kết bảng 16 Tính số truyền nhiệt lý thuyết KL Áp dụng tính cho hàng bảng, giá trị tính tương tự KL = 3,14 / [(1/2940,63.0,018) + (1/2.46,5).ln(0,022/0,018) + + (1/18300,45.0,022)] = (W/m.độ) Bảng 10:Hệ số truyền nhiệt dài lý thuyết KL �1 (W/m2.độ) 2940,63 2940,63 2940,63 4450,59 4451,34 4452,09 5678,52 5716,96 5684,64 1574,97 1574,97 �2 (W/m2.độ) 18300,45 18652,2 18652,2 33686,1 33686,1 32385,15 46777,73 46193,7 46193,7 12538,48 10879,2 d1 (m) 0,018 0,018 0,018 0,018 0,018 0,018 0,018 0,018 0,018 0,018 0,018 d2 (m) 0,022 0,022 0,022 0,022 0,022 0,022 0,022 0,022 0,022 0,022 0,022 Page 89 (w/m độ) 46,5 46,5 46,5 46,5 46,5 46,5 46,5 46,5 46,5 46,5 46,5 KL (W/m.độ) ∑ 0 0 0 0 0 132,03 133,69 133,69 196,37 196,40 195,76 243,17 244,18 243,13 76,48 75,46 1582,56 2786,89 2786,89 2783,48 3842,66 3839,52 3839,52 12538,48 24658,01 22411,71 24658,01 36345,75 33811,73 33811,73 0,018 0,018 0,018 0,018 0,018 0,018 0,018 0,022 0,022 0,022 0,022 0,022 0,022 0,022 46,5 46,5 46,5 46,5 46,5 46,5 46,5 0 0 0 76,79 77,46 130,18 131,18 175,75 174,72 174,72 Bảng 11:Quan hệ hệ số truyền nhiệt chế độ chảy dòng nóng ReL KL K* 1533,32 132,03 36,486 1551,03 133,69 36,486 1551,03 133,69 32,343 3205,46 196,37 35,08 3205,46 196,40 17,12 3238,67 195,76 26,31 4702,17 243,17 25,38 4756,48 244,18 66,61 4756,48 243,13 110,81 1746,25 76,48 19,86 1769,33 75,46 14,91 1746,25 76,79 4,80 3562,44 77,46 39,12 3608,91 130,18 39,68 3562,44 131,18 49,47 5226,49 175,75 105,51 5286,21 174,72 158,02 5286,21 174,72 158,02 độ chảy ngang Page 90 Đồ thị C h ế Chế độ chảy dọc Chú thích: K: hệ số truyền nhiệt dài thực tế K*: hệ số truyền nhiệt dài lý thuyết • Nhận xét: Hệ số truyền nhiệt thực tế lý thuyết ống chảy ngang chảy dọc khác xa Trong thí nghiệm sai số lên tới hang trăm đơn vị Quá trình tính toán góp phần vào sai số nhiều Trong công nghiệp người ta thường áp dụng chảy dọc hệ số dẫn nhiệt cao hơn, tiết kiệm diện tích chi phí so với ống chảy ngang Câu hỏi chuẩn bị Mục đích thí nghiệm? Trả lời: mục đích thí nghiệm - Làm quen với thiết bị truyền nhiệt ống lồng ống, dụng cụ đo nhiệt độ lưu lượng lưu chất - Xác định hệ số truyền nhiệt trình truyền nhiệt hai dòng lạnh nóng qua vách kim loại chế dộ chảy khác - Thiết lập cân nhiệt lượng Các thông số cần đo? Trả lời: G’L, G’N: lưu lượng thể tích dòng lạnh dòng nóng (lít/phút) tNV, tNR: nhiệt độ vào, dòng nóng (oC) tLV, tLR: nhiệt độ vào, dòng lạnh (oC) Trình tự thí nghiệm? Trả lời: Chuẩn bị thí nghiệm Khảo sát trình truyền nhiệt ống chảy vuông góc Page 91 Khảo sát trình truyền nhiệt ống chảy dọc Ngưng- tắt máy 4.Thiết bị truyền nhiệt ống lồng ống có phải thiết bị truyền nhiệt kiểu vỏ ống không? Trả lời: Thiết bị truyền nhiệt ống lồng ống thiết bị truyền nhiệt kiểu vỏ ống 5.Chỉ rõ đường dòng nóng hệ thống thiết bị thí nghiệm Trả lời: Chỉ rõ đường dòng lạnh hệ thống thiết bị thí nghiệm Page 92 Trả lời: Ưu nhược điểm thiết bị truyền nhiệt ống lồng ống? Trả lời: Ưu điểm: trao đổi nhiệt phân bố khắp chiều dài thiết bị Nhược điểm: hiệu suất truyền nhiệt thấp Diện tích tiếp xúc lưu chất ống nhỏ Hãy cho biết phương thức truyền nhiệt bản? Trong thí nghiệm có phương thức truyền nhiệt nào? Trả lời: Các phương thức truyền nhiệt là: Truyền nhiệt trực tiếp Truyền nhiệt gián tiếp Truyền nhiệt ổn định Page 93 Truyền nhiệt không ổn định Trong thí nghiệm co phương thức truyền nhiệt gián tiếp ổn định Vẽ giải thích sơ đồ chế truyền nhiệt lưu chất qua vách ngăn thiết bị truyền nhiệt ống lồng ống Trả lời: Dòng lạnh Dòng nóng Dòng lạnh Nhiệt truyền từ dòng lưu chất lạnh qua vách dòng xạ đối lưu nhiệt vách ống làm lạnh dòng nóng bên Viết phương trình cân nhiệt lượng Giải thích thông số cho biết đơn vị đo chúng Trả lời: Phương trình cân nhiệt lượng cho dòng lưu chất nóng lạnh có dạng Q= GN.CN(tNV-tNR)=GL.CL(tLR-tLV) Trong GN, GL: lưu lượng khối lượng dòng nóng dòng lạnh (kg/s) CN, CL: nhiệt dung riêng đẳng áp nước nóng nước lạnh (J/kg.độ) tNV, tNR: nhiệt độ vào, dòng nóng (oC) tLV, tLR: nhiệt độ vào, dòng lạnh (oC) Ý nghĩa vật lý hệ số truyền nhiệt dài K L? Công thức tính? Giải thích thông số cho biết đơn vị đo chúng? Trả lời: Ý nghĩa vật lý hệ số truyền nhiệt dài là: cho ta biết khả truyền nhiệt lưu chất Page 94 Hệ số truyền nhiệt dài thực nghiệm: Trong đó: Q: nhiệt lượng trao đổi (W j/s) KL: hệ số truyền nhiệt dài (W/m.độ) ∆t log: hiệu nhiệt độ logarit hai dòng lưu chất (oC) L: chiều dài ống Hệ số truyền nhiệt dài KL: Trong đó: dtr, dng: đường kính đường kính ống truyền nhiệt (m) λinox: hệ số dẫn nhiệt kim loại chế tạo ống (w/m.độ) α1, α2: hệ số cấp nhiệt dòng nước nóng, dòng nước lạnh (w/m2.độ) rb: hệ số nhiệt cặn bẩn (m2.độ/w) db: đường kính lớp bẩn (m) KL: hệ số truyền nhiệt dài (w/m.độ) Hệ số cấp nhiệt α1, α2 vách ngăn dòng lưu chất tính từ chuẩn số Nusselt (Nu) Viết phương trình truyền nhiệt? Giải thích thông số cho biết đơn vị đo chúng? Trả lời: Phương trình truyền nhiệt dQ=k(t1 – t2)dF=k∆tdF Page 95 k: hệ số truyền nhiệt (W/m2.oC) t1 – t2: độ chênh nhiệt độ chất lỏng nóng lạnh bề mặt phân bố dF ⇒Q= Với =∆tTB=∆tlog Ảnh hưởng chế độ chảy đến trình truyền nhiệt? Giải thích Trả lời: Chế độ chảy rối làm tăng khả truyền nhiệt chế độ chảy rối xảy vận tốc chảy lớn làm tăng khả va chạm lưu chất lên thành ống nên khả truyền nhiệt lớn Chế độ chảy màng dòng chảy tốc độ tháp cõng có khả truyền nhiệt dòng nhiệt cung cấp lên tường theo dòng chảy Chảy chuyển tiếp chế độ chảy giao toa hai chế độ chảy thề khả truyền nhiệt nằm khoảng hai chế độ Phân biệt trình truyền nhiệt ổn định không ổn định Trả lời: Truyền nhiệt ổn định Truyền nhiệt ổn định trình truyền nhiệt mà nhiệt độ thay đổi theo không gian mà không thay đổi theo thời gian Truyền nhiệt không ổn định Truyền nhiệt không ổn định trình truyền nhiệt mà nhiệt độ thay đổi theo không gian thời gian 10 Nêu yếu tố ảnh hưởng đến hệ số cấp nhiệt Trả lời: Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ số cấp nhiệt là: - Chế độ chảy dòng lưu chất Môi chất Nhiệt độ vách Vật liệu làm ống Kích thước ống Page 96 α? 11 So sánh hiệu trình truyền nhiệt xuôi chiều ngược chiều? Trả lời: Quá trình truyền nhiệt ngược chiều có hiệu trao đổi nhiệt phân bố khắp chiều dài thiết bị làm cho sản phẩm có chất lượng truyền nhiệt đồng Còn truyền nhiệt xuôi chiều nhiệt truyền đầu vào cao đầu thấp nên hiệu Page 97 [...]... liệu Giai đoạn sấy đẳng tốc Giai đoạn sấy giảm tốc Có mấy quá trình sấy? Trả lời: - Quá trình sấy có hồi lưu - Quá trình sấy có đốt nóng trung gian 5 Kể tên một vài loại thiết bị sấy? Trả lời: 6 Thiết bị sấy băng tải Thiết bị sấy tầng sôi Thiết bị sấy khí động (hay còn gọi là thiết bị sấy khí thổi) Thiết bị sấy phun loại thùng Thiết bị sấy bức xạ - đối lưu Thiết bị sấy thăng hoa Thiết bị sấy điện cao... độ ẩm ban đầu trước khi sấy (%) Wc: độ ẩm cân bằng =3% - + Wc → Wth = +3=20.97 (%) Thời gian sấy: + Thời gian sấy đẳng tốc: → T1= (h) Thời gian sấy giảm tốc: + Wcuoi: độ ẩm cuối của quá trình sấy Page 13 → T2 = Thời gian tổng cộng quá trình sấy gần đúng Vậy: Tsấy= T1 + T2= 6,12 + 16.75=22.87 (h) 5 Vẽ đồ thị • Nhận xét: Bài sấy chưa được hoàn chỉnh vì không đủ thời gian nên chưa sấy tới khối lượng không... mối quan hệ giữa tốc độ sấy và độ ẩm ( hàm ẩm) của vật liệu sấy - Đường cong tốc độ sấy là đạo hàm của đường cong sấy 12 Phương trình cơ bản của động học quá trình sấy? Trả lời: 13 Sấy là gì? Sự khác nhau giữa sấy và cô đặc? Trả lời: - Sấy đối lưu là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu bằng cách cấp nhiệt cho ẩm bay hơi Trong đó, cả hai quá trình truyền nhiệt và truyền ẩm đều được thực hiện bằng phương... Xây dựng đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy dựa trên số liệu thực nghiệm 10 Đường cong sấy? Page 16 Trả lời: - Là đường cong biểu diễn sự thay đổi của độ ẩm vật liệu (U) theo thời gian sấy - Phụ thuộc vào nhiều yếu tố như liên kết giữ ẩm và vật liệu, hình dáng kích thước; cấu trúc vật liệu, phương pháp và chế độ sấy - Đường cong sấy là hàm của quá trình sấy 11 Đường cong tốc độ sấy? Trả lời: - Là... theo cho chế độ sấy mới + Chờ hệ thống hoạt động ổn định + Lặp lại trình tự như chế độ đầu - Bước 4: Kết thúc thí nghiệm - Tắt công tắt của điện trở Caloriphe Sau khi tắt Caloriphe được 5 phút, tắt quạt cho Caloriphe nguội 9 Mục đích thí nghiệm? Trả lời: - Vận hành được hệ thống thiết bị sấy Tính toán được các thông số sấy: tốc độ sấy đẳng tốc, độ ẩm tới hạn, độ ẩm cân - bằng, thời gian sấy đẳng tốc và... nhau giữa sấy và cô đặc: + Sấy là quá trình bốc hơi nước làm cho vật liệu khô đi không còn ẩm trong đó + Cô đặc cũng là quá trình làm bốc hơi nước nhưng nó làm giàu các cấu tử hòa tan trong đó và làm cho vật liệu cô đặc lại 14 Thời gian sấy của vật liệu? Trả lời: Ta phải phụ thuộc vào chế độ sấy của vật liệu mà ta mới biết được thời gian sấy của vật liệu Vì vậy đối với mỗi vật liệu có các chế độ sấy khác... quá trình sấy đối lưu? Trả lời: Quá trình sấy diễn ra rất phức tạp, đặc trưng cho tính không thuận nghịch và không ổn định Nó diễn ra đồng thời 4 quá trình: truyền nhiệt cho vật liệu, dẫn ẩm trong lòng vật liệu, chuyển pha và tách ẩm vào môi trường xung quanh 2 Thế nào là truyền nhiệt và truyền ẩm bằng phương pháp đối lưu? Page 14 Trả lời: 3 Các giai đoạn sấy? Trả lời: gồm có 3 giai đoạn sấy: 4 Giai... ẩm B: Áp suất phòng sấy, B = 760 mmHg Page 12 am : Hệ số trao đổi ẩm tính theo chênh lệch áp suất ( kg/m2.h.mmHg) →am=0,0229+0,0174*Vk=0,0229+0,0174*5760=0,05074 (kg/m2.h.mmHg) Vk : Tốc độ khí trong phòng sấy ( chọn Vk = 1,6 m/s) Pb(TB) = 70 mmHg Ph(TB) = 68 mmHg Vậy: Jm = 0,05074*(70-68)* - = 0,10148 (kg/m2.h) Tốc độ sấy đẳng tốc: Nđt =100.Jm.F/G0 (%/h) Với F: diện tích bề mặt sấy Go=794g F = F1+F2=(676.10-4)+(780.10-4)... suất là những yếu tố có ảnh hưởng quan trọng lên quá trình hấp thu Chúng ảnh hưởng lên trạng thái cân bằng và động lực của quá trình Nếu nhiệt độ tăng thì giá trị hệ số của định luật Henry tăng, đường cân bằng sẽ chuyển dịch về trục tung, động lực truyền khối sẽ giảm Nếu tăng nhiệt độ lên một giới hạn nào đó thì không những động lực truyền khố giảm mà ngay cả quá trình cũng không thực hiện được Mặt... tượng đóng rắn làm tắc thiết bị, không tạo kết tủa, không độc Trong thực tế, không một dung môi nào trong một lúc đáp ứng được tất cả các tính chất trên, do đó khi chọn phải dựa vào những điều kiện cụ thể khi thực hiện quá trình hấp thu Dù sao tính chất thứ nhất cũng không thể thiếu được trong bất cứ trường hợp nào 2.4 Phương pháp hấp thu: Có 2 phương pháp hấp thu nghịch dòng và hấp thu xuôi dòng ở đây ... thiết bị sấy? Trả lời: Thiết bị sấy băng tải Thiết bị sấy tầng sôi Thiết bị sấy khí động (hay gọi thiết bị sấy khí thổi) Thiết bị sấy phun loại thùng Thiết bị sấy xạ - đối lưu Thiết bị sấy thăng... giai đoạn sấy? Trả lời: gồm có giai đoạn sấy: Giai đoạn đun nóng vật liệu Giai đoạn sấy đẳng tốc Giai đoạn sấy giảm tốc Có trình sấy? Trả lời: - Quá trình sấy có hồi lưu - Quá trình sấy có đốt... trình ché độ sấy Đường cong sấy hàm trình sấy. Vì vậy, chế độ phương pháp sấy khách dạng đường cong sấy tương tự Page • Đường cong tốc độ sấy: đường cong biểu diễn mối quan hệ tốc độ sấy độ ẩm (hàm