Thiết kế Hầm sấy (full) BK HCM Hoàng Trung Ngôn

Thiết kế Hầm sấy (full) BK HCM Hoàng Trung NgônThiết kế Hầm sấy (full) BK HCM Hoàng Trung NgônThiết kế Hầm sấy (full) BK HCM Hoàng Trung NgônThiết kế Hầm sấy (full) BK HCM Hoàng Trung Ngôn

Trường ĐHBK TP.HCM Thiết kế hệ thống: HẦẦM SẦẤY (TCVN ASME) Giáo viên hướng dẫn: Hồng Trung Ngơn Cơ sở thiết kế máy (HK152) – Nhóm 13 1/65 Thành viên nhóm STT Họ tên MSSV Nguyễn Thị Hải 61301053 Phạm Cao Hồng Hạnh 61301090 Lê Thái Ln 61302246 Phạm Thành Lý 61302293 Trần Tiểu Linh Thương 61203772 Bùi Thái Un 61304730 Dương Tường Vy 61304943 2/65 Nội dung Hầm sấy gì? Tính tốn thiết kế kích thước hầm sấy theo TCVN – ASME (Mỹ) Tính tốn cho Calorife – Mặt bích Tính tốn cho Buồng đốt Tính tốn cho Quạt 3/65 Khái niệm chung Sấy: q trình tách nước (ẩm) khỏi vật liệu nhiệt - Bức xạ - Dẫn nhiệt - Đối lưu nhiệt - Năng lượng điện trường cao tần Mục đích: giảm khối lượng vật liệu, tăng độ bền tăng thời gian bảo quản Q trình sấy diễn gồm q trình trao đổi nhiệt q trình trao đổi chất………………………… Bản chất q trình sấy q trình khuếch tán 4/65 HầẦ m sầẤ y gì?  Hệ thống sấy hầm hệ thống sấy lớn; hệ thống sấy đối lưu cưỡng gồm: +thiết bị chính: hầm sấy, xe gòong +thiết bị phụ: calorife, quạt, buồng đốt, động kéo tời, lọc bụi…  Hầm sấy có kích thước lớn gấp nhiều lần tủ sấy so với chiều rộng chiều cao  Cấu tạo: thường làm gạch, bê tơng bên có xe chứa vật liệu sấy Các khay chứa ngun liệu chất lên xe gng, lập trình để chuyển động qua hầm cách nhiệt có tác nhân sấy chuyển động theo nhiều hướng khác Một hầm sấy tiêu biểu dài 20 m,12-15 xe gng với 5/65 HầẦm sầẤ y gì? 6/65 HầẦ m sầẤ y cơng nghiệp 7/65 8/65 Sơ ĐơẦQuy Trình Tính Tốn HT HầẦ m SầẤ y 9/65 Quy trình tính tốn Năng suất sấy giờ: khối lượng G (kg/năm kg/ h) thể tích V (m3/năm m3/ h) Lượng ẩm cần bốc giờ: Chọn chế độ sấy: TNS NLS ngược chiều; TNS: khơng khí bên ngồi; có hồi lưu Xác định thơng số TNS trước sau calorife: 10/65 BẦng đơẤt (ASME) • Buồng đốt có đường kính Dt, chiều cao H Bán kính thân Áp suất tính tốn, thân chịu áp st P Ứng suất cho phép lớn ( tra bảng TABLE 1A trang 90 92, Line No: cho thép 304 nhiệt độ làm việc t “ ASME 2012 section II – part D – Material “)  Chọn buồng đốt có: Đáy nón, nắp ellip 51/65 Quy trình tính tốn bếẦdày thần bẦng đơẤt Xác định thơng số tính tốn S, t, E, R, P (ASME) Tính bề dày tối thiểu Khơng phù hợp Chọn thép theo tiêu chuẩn Tính bề dày thực t bề dày thép có thị trường Thân chịu ứng suất vòng: Kiểm tra Bề dày thực t 52/65 NằẤp ellip bẦng đơẤt chịu áp suầẤt ngồi •Sơ lược cấu tạo: (Hình a) (Hồ Lê Viên- TCVN) • Chọn nắp ellipse tiêu chuẩn • Nắp có gờ chiều cao gờ • Nắp có lỗ thứ • Vật liệu chế tạo thép 304 53/65 NằẤp ellip bẦng đơẤt (chịu áp suầẤt ngồi) (Hồ Lê Viên) ≤ ≤ 0,5 Chọn bề dày nắp ellipse ≤ ≤ 0,5 Xét tỉ số Rt = Dt ; Rt/ S K Sai Đúng Chọn bề dày chọn P ngồi ≥ [Pn] 54/65 NằẤp ellip bẦng đơẤt (chịu áp suầẤt ngồi) (ASME) Chọn bề dày tối thiểu Sử dụng giản đồ FIG HA-1 bảng TABLE HA-1 (subpart – Section VIII, part D) cho vật liệu thép 304 nhiệt độ làm việc Tìm B Hoặc A nằm ngồi giản đồ phía bên phải, tra B theo giá trị cuối A giản đồ Tính B Sai Tính áp suất tối đa cho phép Pa Nếu A lệch bên trái giản đồ dùng P≤ Pa Chọn bề dày t Đúng 55/65 Đáy nón bẦng đơẤt (ASME) Đối với đáy nón có đoạn chuyển tiếp, ta thực tính bề dày tối thiểu tương tự •tính cho đáy khơng có đoạn chuyển tiếp Tuy nhiên, ta cần thực thêm bước chọn bán kính cong đoạn uốn r cho: • r khơng nhỏ 6% đường kính ngồi thân thiết bị • r khơng nhỏ lần bán kính ngồi thân thiết bị Chọn đáy nón tiêu chuẩn Góc đáy Chiều cao đáy nón (khơng kể phần gờ) α 56/65 Đáy nón chịu áp suầẤt (ASME) Tính bề dày tối thiểu đáy nón t Tính bán kính cong đoạn chuyển tiếp Khơng phù hợp Bề dày thực t r ≥6% đường kính ngồi thân Phù hợp thiết bị r ≥ lần bán kính ngồi thân thiết bị 57/65 Đáy nón bẦng đơẤt (TCVN) • Chọn đáy nón tiêu chuẩn • Đáy nón có phần gờ cao góc đáy • Chiều cao đáy nón (khơng kể phần gờ) • Vật liệu chế tạo thép 304, thơng số tính tốn: • Ứng suất cho phép thép 304, nhiệt độ làm việc T • : Hệ số bền mối hàn • : Hệ số bổ sung ăn mòn hóa học • Xác định hệ số hình dạng y • Căn vào nên ta chọn hệ số hình dáng • Đáy chịu áp suất ngồi, 58/65 Đáy nón chịu áp suầẤt (TCVN) Tính (Bảng 6-2, HLV) (Trang 129, HLV) Tra bảng hệ số hình dáng y Tính bề dày tối thiểu đáy nón S’ theo cơng thức Chọn giá trị S’ lớn Chọn C, tính bề dày thực S= S’ +C Bề dày thực S Tính áp suất cho phép, Chọn giá trị bé 59/65 QUẠT Quạt ly tâm tải nhiệt cho lò sấy ,lò đốt 60/65 QUẠT •a) Trở lực từ miệng quạt đến Calorifer • Chọn ống nối từ quạt đến Calorifer có đường kính d, chiều dài l • = ; Re= ; Regh Trở lực từ miệng quạt Ren= 220 đến calorife: ΔP1= b) Trở lực Calorife: ΔP2=ξρ ξ =(5.4 + 3.4 m)Re ttb = Re = -0.28 => λ, ρ, v 61/65 QUẠT • c)Trở lực đột mở vào Calorifer: ΔP3= ξρ F0 = ϖ Diện tích cắt ngang Calorifer Ft => d) Trở lực đột thu từ Calorifer ống dẫn khơng khí nóng: ΔP4= ξρ Tra [2] trang 387, suy ξ e) Trở lực đường ống dẫn khơng khí từ Calorifer đến phòng sấy Chọn chiều dài ống dẫn : l’, đường kính ống dẫn : d’ Tính tốn giống ống từ miệng quạt đến calorife t2 =>v(m /s), ρ(kg/m ) => ωkk = F2 = g) Trở lực đột mở vào phòng sấy: ΔP6= ξρ ΔP5= Diện tích mặt cắt ngang ống :F0 Diện tích ngang phòng sấy : F1= H.R => ,tra [5] trang 387, suy ξ 62/65 QUẠT • Trở lực đột thu khỏi phòng sấy: ΔP7= ξρ t2 • Trở lực phòng sấy: ΔP8 • Tổng trở lực hệ thống: Re = • Tính chọn quạt: Hp= ΔP1+ΔP2+ΔP3+ΔP4+ΔP5+ΔP6+ΔP7+ΔP8 Từ đồ thị đặc tuyến quạt, ta chon loại quạt, suất quạt hiệu suất quạt t0 : Nhiệt độ làm việc thiết bò khối lượng riêng khí điều kiện làm việc tiêu chuẩn B : áp suất nơi đặt quạt 63/65 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1].Bùi Hải, Trần Thế Sơn Kỹ thuật sấy NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội 2007 [2].Hồng Văn Chước Thiết Kế Hệ Thống Thiết Bị Sấy NXB Khoa học kỹ thuật 2006 [3].Hồ Lê Viên Tính tốn, thiết kế chi tiết thiết bị hóa chất dầu khí NXB Văn hóa Dân tộc 2006 [4] Trần Văn Phú Kỹ thuật sấy Nhà xuất Giáo dục, 2001 [5] Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khng, Hồ Lê Viên Sổ tay q trình thiết bị cơng số hóa chất tập NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội 1992 [6] Vũ Bá Minh, Võ Văn Bang Q trình thiết bị tập – Truyền khối NXB Đại học Quốc gia TPHCM 2008 [7] KIL JIN BRANDINI PARK, LS F T ALONSO, FÉLIX E P CORNEJO, INÁCIO M D FABBRO, and KIL JIN PARK, Drying System Designs: Global Balance And Costs [8] Harvey M Kane, Albert W Starkweather Jr, Handbook of Food Engineering Practice 64/65 Thank you! 65/65 [...]... với độ ẩm 2 18/65 6.Xác định kích thước hầẦ m sầẤ y Tốc độ sấy giảm tốc Rd Bước 4: Tính tổng S sấy: At= Ac+ Ad diện tích sấy cho giai đoạn đẳng tốc: Ac diện tích sấy cho giai đoạn giảm tốc Bước 5: +Thể tích hầm At : tổng diện tích sấy (m2) S: diện tích bề mặt tiếp xúc riêng của vật liệu (m2/m3) +Chiều dài hầm +Chiểu rộng hầm Bước 6: Thời gian sấy: Xe gòong thường chọn theo u cầu xí nghiệp, năng suất,... của hầm sấy Q cửa Qc=FC.qc Ca.to – thành phần nhiệt vật lí do TNS đưa vào t vl=to QMT= QTrần + QTường + Qnền + Q cửa Tổng các tổn thất của hệ thống sấy là: 21/65 8.Tính tốn q trình sầẤ y thực 8.1 Thơng số của khơng khí sau thiết bị sấy (thải ra ngồi, cũng như khơng khí hồn lưu) i1=r+Cpa.t1; i2=r+ Cpa.t2 ; I2t = x2t (1,01+1,97 d2t ).t2 + 2490 d2t Nhiệt độ t2t  ϕ 2t Khơng khí ra khỏi thiết bị sấy. .. sau khi ra khỏi Calorife (đi vào thiết bị sấy) (1t) d1t=dMt, kg ẩm/kh kkk; I1t = x1t (1,01+1,97 d1t ) t2 + 2490 d1t Có nhiệt độ tMt  pbhM  ϕMt (tra bảng và tính) khơng khí sau khi ra khỏi Calorife đi vào thiết bị sấy (1t) có: t1t, ϕ 1t, d1t, I1t 8.4 Lượng khơng khí khơ thực tế lưu chuyển trong thiết bị sấy: , m 3/s; Lưu lượng thể tích khơng khí: tốc độ của tác nhân sấy: , kg kkk/h ,m/s 8.5 Lượng khơng... 19/65 7 Tổn ThầẤ t Nhiệt 7.1 Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi q v [kJ/kg ẩm] QVL=G2.CV2.(tv2-tv1), [kJ/kg ẩm] 7.2 Tổn thất nhiệt do thiết bị truyền tải q TBTT [kJ/kg ẩm] QTBTT=Qkhay + Qxe N Q khay = kh G kh C kh (t x 2 − t x1 ) τ 7.3 Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che q MT [kJ/kg ẩm] Tiết diện tự do của tác nhân sấy nóng đi trong hầm là: F td = FHầm +Fxe QMT= QTrần + QTường + Qnền + Q cửa 20/65 7... hầm sấy: Chọn chiều rộng hầm: Bh = Bx + 2.50 (mm) Chiều cao hầm: Hh = Hx +50 (mm) Chiều dài hầm: Lh = n.Lx +L1+ L2 (mm) Chọn vật liệu xây hầm: thường là gạch (thép, inox cách nhiệt) + Kích thước phủ bì hầm sấy: hầm được xây bằng gạch, tráng vữa có bề dày δ1 + Trần hầm sấy được đổ bê tơng, cốt thép, có vỉ cách nhiệt có chiều dày δ2 và lớp cách nhiệt bằng bơng thủy tinh có chiều dày δ3 + Chiều rộng phủ... G vls Số xe gòong cần thiết: Tính khối lượng xe gng: • • • Khối lượng khung xe, số thanh đứng, ngang, dọc…Vật liệu thép vng, 304 Khối lượng khay+ vật liệu mỗi khay Khối lượng bánh xe gng đường kính Dbánh (ổ bi,miếng cao su chịu va đập) 14/65 6.Xác định kích thước hầẦm sầẤ y Kích thước hầm sấy: Chọn chiều rộng hầm: Bh = Bx + 2.50 (mm) Chiều cao hầm: Hh = Hx +50 (mm) Chiều dài hầm: Lh = n.Lx +L1+ L2... Calorife (đi vào thiết bị sấy) : t1, ϕ 1,I1,d1 5.3/Thơng số của khơng khí sau buồng hòa trộn : tM, ϕ M,IM,dM với Lượng khơng khí khơ lý thuyết lưu chuyển trong thiết bị: =>Lưu lượng thể tích khơng khí : Lưu lượng khơng khí khơ ngồi trời lý thuyết: 12/65 6.Xác định kích thước hầẦ m sầẤ y Năng suất, thời gian, ngun liệu sấy Tiêu chuẩn VN Chọn kích thước khay, xe gòong Chọn vật liệu làm hầm, vật liệu cách... 6.Xác định kích thước hầẦm sầẤy Bước 1: Dự đốn Ssấy (Tiêu chuẩn của Mỹ) 17/65 6.Xác định kích thước hầẦ m sầẤ y G= Bước 2: Tốc độ dòng khí cần cho vào hầm: M ( X f − X 0 ) H f − H0 Bước 3: Tính tốc độ sấy: Tốc độ sấy tại thời điểm bất kì PM G dX hc ×A(TS − TG ) = = K p ×A( pS − pG ) = K P ×A × ( P − p )( H S − H G ) = K H ×A( H G − H S ) dt λ PM A Tốc độ sấy đẳng tốc R 2 : hệ số trao đổi nhiệt đối lưu... nhiệt… Khơng phù hợp Tính chiều dài, rộng cao của hầm phù hợp Xét năng suất, tính kinh tế, Tính tiếp vật liệu thị trường 13/65 6.ThiếẤt kế hầẦm sầẤy, xe gòong, khay sầẤy Chọn TNTT (truyền tải) là xe gòong Khay sấy: Vật liệu: thường là nhơm, thép (chịu nhiệt, khơng gỉ) • Dày: 1-2 mm, Dài×rộng: b×a mm(thường 1200×800) • Số khay: a (thường 10-15 tùy vật liệu sấy) ; Khoảng cách các khay: k Chiều cao tồn bộ... (kJ/kg ẩm) 1 Nhiệt lượng có ích q1 2 Tổn thất nhiệt do tác nhân sấy q2 3 Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy qv 4 Tổn thất nhiệt do thiết bị truyền tải qct 5 Tổn thất nhiệt do mơi trường qmt 6 Tổng nhiệt lượng tính tốn q’ 7 Tổng nhiệt lượng tiêu hao q 8 Sai số tương đối ε 25/65 10.TÍNH CHỌN CALORIFE Độ chênh lệch nhiệt độ ∆ttb Chọn vật liệu, kết cấu calorife Thơng số kk vào , ra calorife (ống bằng thép,