BÁO CÁO THÍ NGHIỆM QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY ĐỐI LƯU

Mục Lục I MỤC DÍCH THÍ NGHIỆM: .2 II CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Đònh nghóa: 2.2 Đặc trưng trình sấy: 2.3 Xác đònh tốc độ sấy theo cân nhiệt trình sấy: 2.4 Phương tình động học trình sấy: 2.5 Lượng nhiệt cấp cho vật liệu: 2.5.1 Lượng nhiệt cấp cho vật liệu giai đoạn sấy giảm tốc (q2): 2.5.2 Lượng nhiệt cung cấp cho vật liệu giai đoạn sấy đẳng tốc (q1): 2.6 Cường độ trao đổi nhiệt (q(x)): 2.7 Đường cong sấy đường cong tốc độ sấy: 2.7.1 Đường cong sấy: 2.7.2 Đường cong tốc độ sấy: 2.8 Các giai đọan trình sấy: 2.8.1 Giai đoạn đun nóng vật liệu: 2.8.2 Giai đoạn sấy đẳng tốc: 2.8.3 Giai đoạn sấy giảm tốc: 10 2.9 Thời gian sấy vật liệu: 10 III THIẾT BỊ – DỤNG CỤ – CÁCH TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM: 12 IV PHƢƠNG PHÁP TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 13 4.1 Nội dung thí nghiệm 13 4.2 Tiến hành 13 4.2.1 Chuẩn bò thí nghiệm: 13 4.2.2 Khởi động hệ thống: 14 4.2.3 Tiến hành chế độ thí nghiệm: 14 4.3 Đo số liệu chế độ thí nghiệm 14 4.3.1 Các số liệu cần đo: 14 4.3.2 Cách đọc: 14 4.4 Chuyển chế độ thí nghiệm: 15 4.5 Kết thúc thí nghiệm 15 V PHÚC TRÌNH 15 5.1 Số liệu thí nghiệm 15 5.2 Kết thí nghiệm 16 5.3 Đồ thị 19 5.4 Bàn luận 21 VI PHỤ LỤC 23 Bảng số liệu đo 23 VII TÀI LIỆU THAM KHẢO .24 BÀI 9: SẤY ĐỐI LƢU I MỤC DÍCH THÍ NGHIỆM: Khảo sát trình sấy đối lưu thực nghiệm nhằm: - Xây dựng đường cong sấy đường cong tốc độ sấy - Xác đònh thông số sấy: tốc độ sấy đẳng tốc, độ ẩm tới hạn, độ ẩm cân bằng, thời gian sấy đẳng tốc giảm tốc - Đánh giá sai số trình sấy II CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Đònh nghóa: Sấy đối lưu trình tách ẩm khỏi vật liệu cách cấp nhiệt cho ẩm bay Trong 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 ổn đònh không thuận nghòch, gồm trình diễn đồng thời: truyền nhiệt cho vật liệu, dẫn ẩm lòng vật liệu, chuyển pha tách ẩm vào môi trường xung quanh 2.3 Xác đònh tốc độ sấy theo cân nhiệt trình sấy: Lượng nhiệt dòng tác nhân sấy cung cấp khoảng thời gian d  : dQ = αF(t-θ)d  (1) Nhiệt tiêu hao để: - Đun nóng vật liệu: (GoCo+GaCa)dθ (2) - Bay ẩm nhiệt hơi: [r + Ch(t-th)]dGa (3) Trong đó: α: hệ số cấp nhiệt từ tác nhân sấy vào vật liệu sấy, W/m2độ F: bề mặt vật liệu, m2 t, θ, th: nhiệt độ tác nhân sấy, vật liệu ẩm bão hòa, độ Go,Co: khối lượng nhiệt dung riêng vật liệu sấy, kg ; J/kgđộ Ga,Ca: khối lượng nhiệt dung riêng ẩm, kg ; J/kgđộ r: ẩn nhiệt hóa ẩm, J/kg Ch: nhiệt dung riêng ẩm, J/kgđộ Lượng ẩm bốc thời gian d  : dGa = d(GoU) = GodU (4) Với U: hàm ẩm (hay độ ẩm) vật liệu – tính theo vật liệu khô, kg ẩm/kg vật liệu khô Từ (1), (2), (3) (4) thiết lập cân nhiệt: αF(t-θ)d  = (GoCo+GaCa)dθ + Go[r + Ch(t-th)]dU (5) Từ rút ra: dU  d F t     Go Co  Ga Ca  Gv r  Ch t  th )  d d (6) Đây biểu thức tính tốc độ sấy theo cân nhiệt 2.4 Phương tình động học trình sấy:  Động lực q trình: Chênh lệch độ ẩm bề mặt vật liệu, nói cách khác chênh lệch áp suất riêng phần ẩm bề mặt vật liệu mơi trường xung quanh Bản chất q trình sấy chuyển lượng nước vật liệu từ pha lỏng sang pha hơi, q trình chuyển pha xảy áp suất riêng phần nước bề mặt vật liệu lớn áp suất riêng phần nước mơi trường khơng khí xung quanh Theo phương trình truyền ẩm từ vật liệu vào tác nhân sấy: dGa = kpF(pm – p)d  (7) Với: kp: hệ số truyền ẩm pha khí, kg/m2.h.∆p=1 (1at hay 1mmHg ) pm, p: áp suất ẩm bề mặt vật liệu pha khí, mmHg (hay at) Thay Ga = GoU vào biến đổi, ta có: dU k p F  (p m  p) d Go (8) Khi ẩm không bò nhiệt (tức t = th) biểu thức biến đổi thành:  G  d dU dQ  C o  C o a G o  rG o  F  qF G o  d d Fd  (9) Với q: cường độ dòng nhiệt hay mật độ dòng nhiệt Ga  U; Go Go  o ; Vo Co + CaU = C Vo  Ro F Với: ρo: khối lượng riêng vật liệu khô, kg/m3 Vo: thể tích vật khô, m3 C: nhiệt dung riêng vật liệu ẩm, J/kgđộ Ro: bán kính qui đổi vật liệu ẩm, m Khi đó, bỏ qua nhiệt làm nhiệt ẩm, ta có: dU d   C  d  dU   C o R o  1     o R o r   d d   r  dU  d  dU  1  R b  o R o r d q  o R o r Với R b   (10) C d : Chuẩn số Rebinde đặc trưng cho động học qúa trình sấy r dU Biểu thức phương trình động học trình sấy, cho biết biến đổi ẩm vật liệu theo thời gian Ta nhận biểu thức giải hệ phương trình vi phân mô tả truyền nhiệt - truyền ẩm vật liệu Nhưng nói chung hệ phương trình không giải phương pháp giải tích 2.5 Lượng nhiệt cấp cho vật liệu: 2.5.1 Lượng nhiệt cấp cho vật liệu giai đoạn sấy giảm tốc (q2): Ta thấy giai đoạn sấy giảm tốc, đường cong tốc độ sấy có dạng đường thẳng, nên tốc độ sấy giai đoạn biểu diễn:  dU  K U  U* d   (11) Với: K: Hệ số tỷ lệ, gọi hệ số sấy Nó phụ thuộc vào tốc độ sấy tính chất vật liệu ẩm, 1/s K: hệ số góc đường cong tốc độ sấy giai đọan sấy giảm tốc, nên: K N  N U th  U *  (12)  Với:  : hệ số sấy tuyệt đối, phụ thuộc vào tính chất vật liệu ẩm U th  U *   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 ta nhận được: U  U*  exp N U th  U * (13) Hay logarit hóa (8) ta có:     lg U  U *  log U th  U *  - N 2,3 (14) Như biết hệ số sấy K, xác đònh thời gian cần thiết để thực giai đoạn sấy giảm tốc - Hệ số sấy tương đối xác đònh thực nghiệm tính gần sau:  1,8 U (15) Với Uo : độ ẩm ban đầu vật liệu Từ đó, ta có: U th  U  U*   U*  1,8 (16) Thay (12) (15) vào phng trình (11), ta được:  U  U*  dU    1,8N d  U0  (17) Thay (17) vào (10), ta được:  U  U*   q   R r1  R b .1,8N  U0  (18) 2.5.2 Lượng nhiệt cung cấp cho vật liệu giai đoạn sấy đẳng tốc (q1): Trong giai đoạn sấy đẳng tốc, toàn lượng nhiệt cung cấp từ dòng tác nhân lượng nhiệt bốc ẩm nhiệt độ vật liệu không đổi nên: q1   R r dU   R rN d (19) 2.6 Cường độ trao đổi nhiệt (q(x)): q(x)  q2 U  U* 1  R b   1,8 q1 U0 (20) Như vậy, theo biểu thức (20), biết chuẩn số Rb tính cường độ trao đổi nhiệt theo độ ẩm vật liệu 2.7 Đường cong sấy đường cong tốc độ sấy: 2.7.1 Đường cong sấy: Là đøng cong biểu diễn thay đổi độ ẩm vật liệu (U) theo thời gian sấy (): U = f() (21) Dạng đường cong sấy: - Phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: liên kết ẩm vật liệu, hình dáng, kích thước, cấu trúc vật liệu, phương pháp chế độ sấy - Đường cong sấy hàm trình sấy, tùy chế độ phương pháp sấy khác đường cong sấy có dạng tương tự 2.7.2 Đường cong tốc độ sấy: Là đường cong biểu diễn mối quan hệ tốc độ sấy độ ẩm (hàm ẩm) vật liệu sấy: dU  g(U) d (22) Từ biểu thức (22), (23) rõ ràng đường cong tốc độ sấy là đạo hàm đường cong sấy 2.8 Các giai đọan trình sấy: 2.8.1 Giai đoạn đun nóng vật liệu: - Toànbộ nhiệt cung cấp để đun nóng vật liệu, ẩm bốc không đáng kể - Nhiệt độ vật liệu tăng nhanh từ 1= t0 đến nhiệt độ bầu ướt tư tác nhân sấy - Độ ẩm thay đổi không nhiều - Tốc độ sấy tăng nhanh từ đến cực đại - Thời gian ngắn không đáng kể - Thường giai đoạn bỏ qua tính toán 2.8.2 Giai đoạn sấy đẳng tốc: - Nhiệt cung cấp để bốc ẩm tự bề mặt vật liệu Và bề mặt bốc bề mặt vật liệu không đổi nên thông số sấy độ ẩm vật liệu giảm nhanh - Nhiệt độ vật liệu tư không đổi - Độ ẩm vật liệu giảm nhanh theo đường thẳng - Tốc độ sấy không đổi - Trong giai đoạn tốc độ khuếch tán ẩm từ lòng vật liệu bề mặt lớn tốc độ bốc từ bề mặt, nên bề mặt bão hoà ẩm 2.8.3 Giai đoạn sấy giảm tốc: - Nhiệt độ vật liệu tăng dần từ tư lên t2 tác nhân - Độ ẩm giảm chậm đến độ ẩm cân U* - Lúc này, vật liệu xuất vùng: ẩm, bốc khô - Tốc độ sấy giảm tốc từ tốc độ đẳng tốc N o xuống 0, tuỳ theo cấu trúc vật liệu mà có biến dạng khác - Tốc độ khuếch tán chậm tốc độ bốc bề mặt, nên tốc độ chậm dần có tượng co bề mặt bốc 2.9 Thời gian sấy vật liệu: Thời gian sấy giai đoạn đẳng tốc (thời gian sấy đẳng tốc -  ) xác đònh từ:  dU  N1  const d (23) nên tích phân (23) lên ta có: 1  U  U th N1 (24) 10 Với Uth : độ ẩm tới hạn, độ ẩm cuối gian đoạn sấy đẳng tốc Thời gian sấy giai đoạn giảm tốc: Trong giai đoạn này, đường cong tốc độ sấy có dạng đường thẳng (hoặc qui đổi sang đường thẳng; N2 = ax+b) ta tích phân để tính thời gian sấy giai đoạn sấy giảm tốc (  ): U th  U * U th  U *  2 ln N1 U2 U * (25) Với U* : độ ẩm cân bằng, độ ẩm kết thúc giai đoạn sấy giảm tốc Thời gian sấy vật liệu: Thời gian sấy vật liệu tính tổng thời gian giai đoạn sấy: đốt nóng vật liệu  , sấy dẳng tốc (  ) sấy giảm tốc (  ); bỏ qua giai đoạn đốt nóng vật liệu, giai đoạn xảy nhanh Biểu thức tính thời gian sau: U  U th 2,3 U th  U * *   1      (U th  U )  lg( ) N N U  U* (26) Với U2 : độ ẩm vật liệu cuối thình sấy, tương ứng với  ; U2 > U* thường lấy: U2 =U* +2 ÷ (%) 11 III THIẾT BỊ – DỤNG CỤ – CÁCH TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM: Hệ thống thiết bò sấy trang bò: - Caloriphe: gồm hai chùm điện trở khô, có công suất 10KW ổn đònh nhiệt độ nhờ điều nhiệt tự ngắt - Quạt hút: có tốc độ 0,85 m/s, để hút không khí ( tác nhân sấy) thổi qua caloriphe để nâng nhiệt độ dòng tác nhân lên nhiệt độ cần thiết - Hệ thống cân: xác đònh lượng ẩm tách từ vật liệu - Hai cửa gió: có van lá, để thay đổi lượng tác nhân - Hệ thống đo nhiệt độ: gồm hai đầu dò nhiệt độ bầu khô – bầu ướt đặt buồng sấy – bên trái giàn lưới đặt vật liệu sấy đồng hồ đo nhiệt độ Hệ thống thiết bò thí nghiệm mô tả sơ đồ sau: Sơ đồ hệ thống thí nghiệm sấy đối lƣu 12 IV PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 4.1 Nội dung thí nghiệm Tiến hành sấy giấy lọc chế độ Caloriphe:500C, 600C, 700C Đặt giấy lọc vào buồng sấy, ghi nhận khối lượng vật liệu sau làm ẩm (G1) Sau cứù phút ghi nhận giá trò cân giá trò nhiệt độ bầu khô, bầu ướt Tiếp tục đến giá trò khối lượng vật liệu không đổi vòng 15 phút dừng chế độ thí nghiệm chuyển sang chế độ thí nghiệm khác 4.2 Tiến hành 4.2.1 Chuẩn bò thí nghiệm: Xác đònh khối lượng khô ban đầu (Go) sấp giấy lọc: - Mở cửa buồng sấy – đặt cẩn thận lên bàn (vì cửa nặng – nguy hiểm) - Cách đặt lọc vào buồng sấy: đặt nhẹ nhàng sấp giấy lọc lên lưới sấy phía buồng sấy (đặt ba sấp), kim cân dao động – chờ kim hết dao động đọc giá trò cân (Go) Làm ẩm giấy lọc: - Lấy khoảng 2/3 chậu nước inox - Sau cân xong, lấy giấy lọc nhúng nhẹ nhàng sấp giấy (tránh rách giấy) vào chậu nước – chờ khoảng 30 giây cho nước thấm giấy, lấy giấy lọc lên – phơi khôngkhí (trên song sắt cửa sổ) hết nhiễu nước Chuẩn bò đồng hồ đeo tay để đo thời gian Kiểm tra hệ thống: - Lắp lại cửa buồng sấy – vặn chặt tán cửa 13 - Mở hết van hai cửa khí vào, - Châm đầy nước vào bầu nước (phía sau hệ thống, cốc nước đối trọng cân) để đo nhiệt độ bầu ướt 4.2.2 Khởi động hệ thống: - Khởi động quạt: bật công tắc quạt để hút dòng tác nhân vào thổi qua caloriphegia nhiệt dòng tác nhân - Khởi động caloriphe, bật công tắc Caloriphe - Cài đặt nhiệt độ cho Caloriphe nhiệt độ thí nghiệm 4.2.3 Tiến hành chế độ thí nghiệm: Chờ hệ thống hoạt động ổn đònh khi: nhiệt độ Caloriphe đạt giá trò mong muốn (±1÷2 0C) Tiến hành sấy vật liệu nhiệt độ khảo sát: - Đặt giá đỡ vật liệu lên cân - Đóng kín cửa buồng sấy 4.3 Đo số liệu chế độ thí nghiệm 4.3.1 Các số liệu cần đo: Khối lượng, nhiệt độ bầu khô, bầu ướt thời gian 4.3.2 Cách đọc: - Khối lượng (gam) đặt giá đỡ vật liệu sấy, đọc số hiển thò cân - Nhiệt độ (0C) : Nhấn nút tương ứng vò trí cần đo đọc số đồng hồ số 14 4.4 Chuyển chế độ thí nghiệm: - Mở cửa buồng sấy, lấy giấy lọc làm ẩm tiếp (lặp lại ban đầu) - Cài nhiệt độ Caloriphe giá trò cho chế độ sấy - Chờ hệ thống hoạt động ổn đònh - Lặp lại trình tự chế độ đầu 4.5 Kết thúc thí nghiệm - Tắt công tắt điện trở Caloriphe - Sau tắt Caloriphe phút, tắt quạt cho Caloriphe nguội V PHÚC TRÌNH 5.1 Số liệu thí nghiệm Bảng 1: Số liệu thô Chế độ sấy 400C Chế độ sấy 500C Chế độ sấy 600C τ(ph) G(g) T(ƣ)(0C) T(k)(0C) τ(ph) G(g) T(ƣ)(0C) T(k)(0C) τ(ph) G(g) T(ƣ)(0C) T(k)(0C) 154.2 33.9 40.6 150.0 37.2 49.4 152.7 45.1 60.7 152.5 33.8 43.5 140.0 38.5 50.1 135.7 45.2 60.3 10 144.8 33.8 42.4 10 128.7 38.9 51.0 10 124.5 45.5 59.9 15 138.9 33.8 42.6 15 114.5 39.0 50.7 15 110.9 45.4 59.9 20 131.8 33.8 42.3 20 104.1 38.9 50.3 20 92.1 45.5 59.2 25 126.6 33.7 42.7 25 90.5 39.1 50.9 25 73.0 45.6 59.0 30 120.3 33.5 42.1 30 83.5 39.2 50.6 30 62.9 45.6 59.1 35 116.6 33.5 42.1 35 74.5 39.2 50.9 35 59.9 45.6 59.1 40 110.2 33.3 41.8 40 65.9 39.2 51.1 40 59.9 45.6 59.1 45 101.6 33.5 42.8 45 60.0 39.2 51.1 50 95.5 33.5 42.7 50 59.9 39.2 51.1 15 55 89.3 33.3 42.5 60 85.5 33.2 42.1 65 80.0 33.3 42.0 70 72.6 33.4 42.3 75 66.8 33.3 41.6 80 60.8 33.2 41.3 85 59.7 33.2 41.3 90 59.7 33.2 41.3 55 59.9 39.2 51.1 *Khối lượng mẫu khơ: G0=59.2g 5.2 Kết thí nghiệm Bảng 2.1: kết tính toán từ thông số xử lýở chế độ sấy 400C Chế độ sấy 400C ∆(G)=∆U N (%/h) T(ƣ) (0C) T(k) (0C) (%) τ(h) G(kg) U(%) 0.0000 0.1542 160.47 2.87 34.44 33.9 0.0833 0.1525 157.60 13.01 156.12 0.1667 0.1448 144.59 9.97 0.2500 0.1389 134.63 0.3333 0.1318 0.4167 Pm(mmHg) P(mmHg) Thế sấy 40.6 56.654 39.420 6.7 33.8 43.5 65.927 39.202 9.7 119.52 33.8 42.4 62.266 39.202 8.6 11.99 143.88 33.8 42.6 62.918 39.202 8.8 122.64 8.78 105.48 33.8 42.3 61.942 39.202 8.5 0.1266 113.85 10.64 127.68 33.7 42.7 63.247 38.985 9.0 0.5000 0.1203 103.21 6.25 75.00 33.5 42.1 61.299 38.554 8.6 0.5833 0.1166 96.96 10.81 129.72 33.5 42.1 61.299 38.554 8.6 0.6667 0.1102 86.15 14.53 174.36 33.3 41.8 60.344 38.127 8.5 0.7500 0.1016 71.62 10.30 123.60 33.5 42.8 63.576 38.554 9.3 16 0.8333 0.0955 61.32 10.47 125.76 33.5 42.7 63.247 38.554 9.2 0.9167 0.0893 50.84 6.42 76.92 33.3 42.5 62.592 38.127 9.2 1.0000 0.0855 44.43 9.29 111.48 33.2 42.1 61.299 37.915 8.9 1.0833 0.0800 35.14 12.50 150.00 33.3 42.0 60.979 38.127 8.7 1.1667 0.0726 22.64 9.80 117.60 33.4 42.3 61.942 38.340 8.9 1.2500 0.0668 12.84 10.14 121.68 33.3 41.6 59.715 38.127 8.3 1.3333 0.0608 2.70 1.86 22.32 33.2 41.3 58.782 37.915 8.1 1.4167 0.0597 0.84 0.00 0.00 33.2 41.3 58.782 37.915 8.1 1.5000 0.0597 0.84 0.00 0.00 33.2 41.3 58.782 37.915 8.1 Tính tốn số liệu: Chế độ sấy 400C - Khối lượng vật liệu khơ: Go=0.0592kg - Khối lượng vật liệu ướt t = phút: G1=0.1542kg - Hàm ẩm : U (%)  - Tốc độ sấy đẳng tốc: N (% / h)  - Dùng nhiệt độ bầu khơ nhiệt độ bầu ướt đầu vào dựa vào giản đồ H-x ta xác G1  Go *100 = Go *100 = 160.47% U U  U (160.47  157.60) * 60 = = = 34.44 %/h  50 t  t1 định: - Pm (áp suất ẩm bề mặt vật liệu – mmHg) P (áp suất riêng phần nước khơng khí - mmHg) xác định dựa vào tư tk cách dùng giản đồ I-d khơng khí ẩm 4026,42   P  exp 12   ; bar = 750.0617 mmHg 235,5  t   - Thế sấy : = Tk-Tư 17 Tương tự ta có bảng số liệu với hai chế độ sấy 500C 600C: Bảng 2.2: kết tính toán từ thông số xử lýở chế độ sấy 500C Chế độ sấy 500C τ(h) G(kg) U(%) ∆(G)=∆U (%) N(%/h) T(ƣ)(0C) T(k)(0C) Pm(mmHg) P(mmHg) Thế sấy 0.0000 0.1500 153.38 16.89 202.68 33.9 40.6 88.891 47.235 12.2 0.0833 0.1400 136.49 19.09 229.08 33.8 43.5 92.024 50.663 11.6 0.1667 0.1287 117.40 23.99 287.88 33.8 42.4 96.191 51.760 12.1 0.2500 0.1145 93.41 17.57 210.84 33.8 42.6 94.784 52.037 11.7 0.3333 0.1041 75.84 22.97 275.64 33.8 42.3 92.936 51.760 11.4 0.4167 0.0905 52.87 11.82 141.84 33.7 42.7 95.720 52.316 11.8 0.5000 0.0835 41.05 15.20 182.52 33.5 42.1 94.319 52.596 11.4 0.5833 0.0745 25.84 14.53 174.24 33.5 42.1 95.720 52.596 11.7 0.6667 0.0659 11.32 9.97 119.64 33.3 41.8 96.664 52.596 11.9 0.7500 0.0600 1.35 0.17 2.04 33.5 42.8 96.664 52.596 11.9 0.8333 0.0599 1.18 0.00 0.00 33.5 42.7 96.664 52.596 11.9 0.9167 0.0599 1.18 0.00 0.00 33.3 42.5 96.664 52.596 11.9 Pm(mmHg) P(mmHg) Thế sấy Bảng 2.3: kết tính toán từ thông số xử lýở chế độ sấy 600C Chế độ sấy 600C ∆(G)=∆U N (%/h) T(ƣ) (0C) T(k) (0C) (%) τ(h) G(kg) U(%) 0.0000 0.1527 157.94 28.72 344.64 33.9 40.6 152.409 71.581 15.6 0.0833 0.1357 129.22 18.92 227.04 33.8 43.5 149.633 71.948 15.1 0.1667 0.1245 110.30 22.97 275.64 33.8 42.4 146.900 73.058 14.4 0.2500 0.1109 87.33 31.76 381.12 33.8 42.6 146.900 72.687 14.5 0.3333 0.0921 55.57 32.26 387.12 33.8 42.3 142.221 73.058 13.7 0.4167 0.0730 23.31 17.06 204.72 33.7 42.7 140.907 73.432 13.4 0.5000 0.0629 6.25 5.07 60.84 33.5 42.1 141.563 73.432 13.5 0.5833 0.0599 1.18 0.00 0.00 33.5 42.1 141.563 73.432 13.5 0.6667 0.0599 1.18 0.00 0.00 33.3 41.8 141.563 73.432 13.5 18 5.3 Đồ thị 19 Tính tốn kết quả: Chế độ sấy 400C - Độ ẩm tới hạn: Uth = % - Độ ẩm cuối q trình sấy: U2 = 0.84 % - Độ ẩm cân bằng: U* = U2 – = - 1.16 % - Tốc độ sấy đẳng tốc: N = 121.38 %/h - Hệ số sấy tương đối:  = 1/(Uth- U*) = 1/(4 + 1.16) = 0.194 - Hệ số sấy: K = .N = 0.194x121.38 = 23.548 - Thời gian sấy đẳng tốc: 1 = (U0 – Uth)/N= (160.47 – 4)/121.38 = 1.29 h 20 Với U0 = 160.47% : độ ẩm ban đầu vật liệu sấy sau làm ẩm,% - Thời gian sấy giảm tốc: 2 = U th  U * U th  U *  (1.16)  (1.16) ln  ln  0.040 h N U2 U * 121.38 0.84  (1.16) Bảng 3.1: Kết tính toán từ đồ thò: Chế độ sấy 400C U0 160.47 Uth U* -1.16 U2 0.84 N(%/h) 121.38  0.194 K 23.548 (1), h 1.290 (2), h 0.040 K 29.42 (1), h 0.721 (2), h 0.043 K 35.65 (1), h 0.477 (2), h 0.067 Chế độ sấy 500C U0 153.38 Uth U* -2 U2 N(%/h) 205.94  0.143 Chế độ sấy 600C U0 157.94 Uth U* -0.82 U2 1.18 N(%/h) 314.41  0.113 5.4 Bàn luận  Đường cong tốc độ sấy: Có dạng giống lý thuyết ta vi phân đường cong sấy dựng lên đồ thị Ở đồ thị đường cong tốc độ sấy ta dễ dàng xác định độ ẩm Uth U* vật liệu Nếu ta dựng đường cong tốc độ sấy theo N(%/h) tức theo U/ tính tốn bảng thu kết sai khác nhiều so với lý thuyết ta xem U/  dU/d thực tế U  lấy giá trị cách xa nên giá trị thu khơng thể với vi phân khoảng cách vơ nhỏ dU d Do dựng đường cong tốc độ sấy cách lấy vi phân đường cong sấy thu kết xác 21  Dựa vào kết thu tính tốn đồ thị ta thấy: Nhiệt độ cao tốc độ sấy đẳng tốc tăng tổng thời gian sấy vật liệu giảm nhiệt độ tăng làm tăng nhanh tk khơng khí tư tăng với tốc độ chậm làm tăng q trình sấy => tăng động lực q trình => làm tăng tốc độ rút ngắn thời gian sấy Nhiệt độ cao Uth , U* phải giảm tăng động lực q trình hiệu q trình sấy Tuy nhiên ta thấy giá trị thay đổi khơng phù hợp với lý thuyết nêu độ ẩm ban đầu chế độ sấy tăng dần nên thời gian sấy có ngắn nhiệt độ tăng phải tổn thất động lực để làm bốc lượng ẩm nhiều nên kết qu ả Uth U* thu khơng xác Theo lý thuyết nhiệt độ tăng th ì tốc độ sấy N tăng, K tăng theo  số, tổng thời gian sấy giảm xuống  Sai số q trình thí nghiệm ngun nhân sau: - Sai số đọc giá trị cân kim cân nhạy dễ dao động có tác động nhỏ từ bên ngồi - Vật liệu sấy hút ẩm từ mơi trường bên ngồi làm ảnh hưởng đến giá trị G0 vật liệu - Sai số đọc nhiệt độ bầu khơ bầu ướt - Sai số hệ thống thí nghiệm hoạt động khơng ổn định - Sai số hệ thống cấp nhiệt khơng ổn định  Để khắc phục sai số thu kết xác ta tiến hành sau: - Quan sát thật kỹ chờ cho kim cân dao động đọc giá trị - Khơng bật quạt, mở cửa nơi đặt hệ thống thí nghiệm để khơng làm ảnh hưởng đến cân - Phải nắm rõ thao tác trình tự thí nghiệm, tiến hành trình tự xác thao tác 22 - Kiểm tra bảo dưỡng hệ thống thường xun để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định VI PHỤ LỤC Bảng số liệu đo đƣợc 23 VII TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Võ Văn Dài tác giả “ Cơ sở Qúa trình thiết bị Cơng nghệ Hóa Học” [2] Các tác giả “ Qúa trình thiết bị cơng nghệ hóa học thực phẩm tập 3” ĐHQG TP.HCM [3] Các tác giả “ sổ tay q trình thiết bị tập 1,2 “ ĐHQG Hà Nội 24 [...]... đúng trình tự và chính xác trong thao tác 22 - Kiểm tra bảo dưỡng hệ thống thường xun để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định VI PHỤ LỤC Bảng số liệu đo đƣợc 23 VII TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Võ Văn Dài và các tác giả “ Cơ sở Qúa trình và thiết bị trong Cơng nghệ Hóa Học” [2] Các tác giả “ Qúa trình và thiết bị cơng nghệ hóa học và thực phẩm tập 3” ĐHQG TP.HCM [3] Các tác giả “ sổ tay q trình và thiết bị tập... cần thiết - Hệ thống cân: xác đònh lượng ẩm tách ra từ vật liệu - Hai cửa gió: có van lá, để thay đổi lượng tác nhân - Hệ thống đo nhiệt độ: gồm hai đầu dò nhiệt độ bầu khô – bầu ướt được đặt trong buồng sấy – bên trái giàn lưới đặt vật liệu sấy và đồng hồ cơ đo bằng nhiệt độ Hệ thống thiết bò thí nghiệm được mô tả trên sơ đồ sau: Sơ đồ hệ thống thí nghiệm sấy đối lƣu 12 IV PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM... NGHIỆM 4.1 Nội dung thí nghiệm Tiến hành sấy giấy lọc ở 3 chế độ của Caloriphe:500C, 600C, và 700C Đặt giấy lọc vào buồng sấy, ghi nhận khối lượng vật liệu sau khi làm ẩm (G1) Sau đó cứù 5 phút ghi nhận giá trò cân và giá trò nhiệt độ bầu khô, bầu ướt Tiếp tục đến khi giá trò khối lượng vật liệu không đổi trong vòng 15 phút thì dừng chế độ thí nghiệm này và chuyển sang chế độ thí nghiệm khác 4.2 Tiến... U2 : độ ẩm của vật liệu cuối quá thình sấy, tương ứng với  2 ; U2 > U* và thường được lấy: U2 =U* +2 ÷ 3 (%) 11 III THIẾT BỊ – DỤNG CỤ – CÁCH TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM: Hệ thống thiết bò sấy được trang bò: - Caloriphe: gồm hai chùm điện trở khô, có công suất 10KW và được ổn đònh nhiệt độ nhờ bộ điều nhiệt tự ngắt - Quạt hút: có tốc độ 0,85 m/s, để hút không khí ( tác nhân sấy) và thổi qua caloriphe để nâng... bầu khơ và bầu ướt - Sai số do hệ thống thí nghiệm hoạt động khơng ổn định - Sai số do hệ thống cấp nhiệt khơng ổn định  Để khắc phục sai số và thu kết quả chính xác nhất ta có thể tiến hành như sau: - Quan sát thật kỹ và chờ cho kim cân dao động ít nhất mới đọc giá trị - Khơng bật quạt, mở cửa tại nơi đặt hệ thống thí nghiệm để khơng làm ảnh hưởng đến cân - Phải nắm rõ thao tác và trình tự thí nghiệm, ... tốc độ chậm hơn làm tăng thế của q trình sấy => tăng động lực của q trình => làm tăng tốc độ và rút ngắn thời gian sấy Nhiệt độ càng cao thì Uth , U* phải càng giảm do tăng động lực q trình và hiệu quả của q trình sấy Tuy nhiên ở đây ta thấy 2 giá trị này thay đổi khơng phù hợp với lý thuyết nêu trên do độ ẩm ban đầu của mỗi chế độ sấy đều tăng dần nên tuy thời gian sấy có ngắn hơn khi nhiệt độ tăng... 4.4 Chuyển chế độ thí nghiệm: - Mở cửa buồng sấy, lấy giấy lọc ra làm ẩm tiếp (lặp lại như ban đầu) - Cài nhiệt độ Caloriphe ở giá trò tiếp theo cho chế độ sấy mới - Chờ hệ thống hoạt động ổn đònh - Lặp lại trình tự như chế độ đầu 4.5 Kết thúc thí nghiệm - Tắt công tắt của điện trở Caloriphe - Sau khi tắt Caloriphe được 5 phút, tắt quạt cho Caloriphe nguội V PHÚC TRÌNH 5.1 Số liệu thí nghiệm Bảng 1: Số... quả: Chế độ sấy 400C - Độ ẩm tới hạn: Uth = 4 % - Độ ẩm cuối q trình sấy: U2 = 0.84 % - Độ ẩm cân bằng: U* = U2 – 2 = - 1.16 % - Tốc độ sấy đẳng tốc: N = 121.38 %/h - Hệ số sấy tương đối:  = 1/(Uth- U*) = 1/(4 + 1.16) = 0.194 - Hệ số sấy: K = .N = 0.194x121.38 = 23.548 - Thời gian sấy đẳng tốc: 1 = (U0 – Uth)/N= (160.47 – 4)/121.38 = 1.29 h 20 Với U0 = 160.47% : độ ẩm ban đầu của vật liệu sấy sau khi... thẳng; N2 = ax+b) thì ta có thể tích phân để tính thời gian sấy giai đoạn sấy giảm tốc (  2 ): U th  U * U th  U *  2 ln N1 U2 U * (25) Với U* : độ ẩm cân bằng, độ ẩm kết thúc giai đoạn sấy giảm tốc Thời gian sấy vật liệu: Thời gian sấy vật liệu được tính bằng tổng thời gian của 3 giai đoạn sấy: đốt nóng vật liệu  0 , sấy dẳng tốc (  1 ) và sấy giảm tốc (  2 ); có thể bỏ qua giai đoạn đốt nóng... ẩm nhiều hơn nên kết qu ả Uth và U* thu được là khơng chính xác Theo lý thuyết thì khi nhiệt độ tăng th ì tốc độ sấy N tăng, K cũng tăng theo do  là hằng số, tổng thời gian sấy sẽ giảm xuống  Sai số trong q trình thí nghiệm có thể do các ngun nhân sau: - Sai số khi đọc giá trị của cân do kim cân rất nhạy và rất dễ dao động khi có một tác động nhỏ từ bên ngồi - Vật liệu sấy hút ẩm từ mơi trường bên ... .24 BÀI 9: SẤY ĐỐI LƢU I MỤC DÍCH THÍ NGHIỆM: Khảo sát trình sấy đối lưu thực nghiệm nhằm: - Xây dựng đường cong sấy đường cong tốc độ sấy - Xác đònh thông số sấy: tốc độ sấy đẳng tốc, độ... buồng sấy – bên trái giàn lưới đặt vật liệu sấy đồng hồ đo nhiệt độ Hệ thống thiết bò thí nghiệm mô tả sơ đồ sau: Sơ đồ hệ thống thí nghiệm sấy đối lƣu 12 IV PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM... tác giả “ Cơ sở Qúa trình thiết bị Cơng nghệ Hóa Học” [2] Các tác giả “ Qúa trình thiết bị cơng nghệ hóa học thực phẩm tập 3” ĐHQG TP.HCM [3] Các tác giả “ sổ tay q trình thiết bị tập 1,2 “ ĐHQG