Đồ án Thiết kế hệ thống sấy lúa bằng phương pháp sấy tĩnh vỉ ngang có đảo gió, năng suất 5 tấnmẻ

52 891 1
Đồ án Thiết kế hệ thống sấy lúa bằng phương pháp sấy tĩnh vỉ ngang có đảo gió, năng suất 5 tấnmẻ

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Tính tốn thiết kế hệ thống sấy vỉ ngang sấy thóc, tấn/ mẻ MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ KĨ THUẬT SẤY 1.1 Khái niệm sấy 1.2 Bản chất đặc trưng trình sấy CHƯƠNG II: VẬT LIỆU SẤY VÀ TÁC NHÂN SẤY 10 2.1 Cấu tạo hạt lúa 10 2.2 Các đặc tính chung khối thóc 12 2.3 Các yêu cầu đặc trưng hạt sấy 13 2.4 Công nghệ sấy thóc 14 CHƯƠNG III: CÁC PHƯƠNG PHÁP SẤY VÀ CÁC LOẠI MÁY SẤY THÓC 15 3.1 Sấy khơng khí tự nhiên - phơi nắng 15 3.2 Các phương pháp sấy nhân tạo - dạng máy sấy thóc 16 3.2.1 Cấu tạo hệ thống sấy tĩnh vỉ ngang 16 3.2.2 Máy sấy tháp 17 3.2.3 Máy sấy tầng sôi 19 CHƯƠNG IV: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY TĨNH VỈ NGANG 21 4.1 Tính tốn tổng quát 21 4.1.1 Chọn chế độ sấy 22 4.1.2 Cân vật chất: 23 4.1.3 Cân nhiệt lượng 25 4.2 Tính tốn q trình sấy lí thuyết 26 4.2.1 Tính tốn khói lị 27 4.2.2 Thông số khơng khí sau hịa trộn 29 4.2.3 Tính thời gian sấy 30 4.2.4 Lượng khơng khí cần thiết cho q trình sấy lí thuyết 32 4.2.5 Cân nhiệt q trình sấy lí thuyết 32 4.3 Xác định kích thước hệ thống sấy 33 4.4 Tính tốn q trình sấy thực tế 34 4.4.1 Tổn thất nhiệt môi trường xung quanh 35 4.4.2 Tổn thất nhiệt vật liệu sấy mang 37 GVHD: PGS.TS LÊ NGUN ĐƯƠNG Tính tốn thiết kế hệ thống sấy vỉ ngang sấy thóc, tấn/ mẻ 4.4.3 Các thơng số sau q trình sấy thực 38 4.4.4 Tính tốn cân nhiệt lượng q trình sấy thực 39 4.4.5 Tính tiêu hao nhiên liệu 39 5.1 Buồng đốt 41 5.1.1 Đặc điểm mục đích buồng đốt 41 5.1.2 Thiết kế buồng đốt 41 5.2 Thiết bị lọc khử bụi từ lò đốt trấu 43 5.3 Tính chọn quạt 43 CHƯƠNG VI: TÍNH TỐN GIÁ THÀNH SẢN PHẨM 47 6.1 Tính tốn đầu tư nhiên liệu đốt-đánh giá hiệu sửu dụng lượng 48 6.2 lượng tiêu thụ điện (giá điện sản xuất – bình thường:1000 đồng/ kW.h) 48 6.3 tính tốn công công nhân vận hành 48 6.4 tính tốn chi phí đầu tư chi phí bảo dưỡng 48 KẾT LUẬN 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 GVHD: PGS.TS LÊ NGUYÊN ĐƯƠNG Tính tốn thiết kế hệ thống sấy vỉ ngang sấy thóc, tấn/ mẻ LỜI MỞ ĐẦU Sấy trình trao đổi nhiệt ẩm , dẫn đến việc loại bỏ phần nước độ ẩm khỏi vật liệu sấy phương pháp sấy nóng sấy lạnh Kĩ thuật sấy sử dụng rộng rãi để làm khô hầu hết loại dược phẩm, ngũ cốc, loại hạt nhiều thực phẩm khác, làm tăng hiệu kinh tế sản xuất Quá trình sấy khơng đơn q trình tách nước nước khỏi vật liệu mà trình cơng nghệ Nó địi hỏi sau sấy vật liệu sấy phải đảm bảo chất lượng cao, tiêu tốn lượng chi phí vận hành thấp Trong sấy lúa phải đảm bảo lúa sau sấy có tỉ lệ nứt gãy xay xát thấp Hiện có nhiều phương pháp sấy khác nhau, lúa người ta dùng phương pháp sấy như: phơi nắng tự nhiên, sấy tầng sôi, sấy tháp, sấy tĩnh vỉ ngang Đồ án môn học nhằm thiết kế hệ thống sấy lúa phương pháp sấy tĩnhvỉ ngang có đảo gió, suất tấn/mẻ, địa điểm đồng sông Hồng, hoạt động vào vụ Hè Thu, cung cấp nhiệt khói lị đốt trấu trực tiếp Mặc dù có nhiều cố gắng kiến thức tài liệu tham khảo cịn nhiều hạn chế nên đồ án chắn khơng tránh khỏi cịn nhiều thiếu sót Em mong nhận ý kiến đóng góp thầy, để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Lê Nguyên Đương thầy giáo hướng dẫn tận tình để em hồn thành đồ án GVHD: PGS.TS LÊ NGUYÊN ĐƯƠNG Tính tốn thiết kế hệ thống sấy vỉ ngang sấy thóc, tấn/ mẻ Tên đồ án: “Tính tốn thiết kế máy sấy lúa tĩnh vỉ ngang suất đầu vào tấn/mẻ.” - Địa điểm Hà Nội - Hoạt động vào mùa thu hoạch Hè Thu - Cung cấp nhiệt đốt trấu trực tiếp Nội dung thực hiện: Tìm hiểu cơng nghệ chế biến Cơng nghệ làm khô vật liệu sấy giao máy sấy vật liệu Tổng quát loại máy sấy loại vật liệu Mơ tả trình bày tổng quát, cấu tạo, nguyên lý hoạt động đặc điểm riêng biệt loại máy sấy Thực tốn sấy lí thuyết sấy thực bao gồm: - Tìm hiểu tài liệu tra cứu độ ẩm vào, độ ẩm đầu ra, từ làm sở tính tốn tốn sấy - Thực tốn sấy - Tính tốn thiết kế khơng gian sấy hệ thống sấy - Chọn cung cấp nhiệt sấy gián tiếp hay trực tiếp tùy theo vật liệu sấy sản phẩm sấy Tính tốn thiết kế buồng đốt cấp nhiệt Tính tốn thiết kế thiết bị phụ trợ theo hệ thống lựa chọn Tính tốn sơ hiệu q đầu tư máy sấy giá thành sấy 1kg thành phẩm Các vẽ GVHD: PGS.TS LÊ NGUN ĐƯƠNG Tính tốn thiết kế hệ thống sấy vỉ ngang sấy thóc, tấn/ mẻ Thứ tự thiết kế hệ thống sấy Chọn phương pháp sấy Chọn phương pháp sấy nóng hay sấy lạnh tùy thuộc vào yêu cầu công nghệ mà vật liệu sấy chịu Thơng thường, khơng có u cầu đặc biệt ta chọn hệ thống sấy nóng, độ chênh lệch phân áp suất Pab-Pam đạt lớn nên cường độ sấy lớn Hơn hệ thống sấy nóng dùng máy lạnh máy hút ẩm phí đầu tư rẻ vận hành đơn giản Chọn dạng hệ thống sấy Sau định phương pháp sấy, ta chọn hệ thống sấy Khi cần vào hình dáng vật liệu sấy suất kinh phí đầu tư cho phép để chọn hệ thống sấy thích hợp Trong trường hợp sấy loại nông sản dạng hạt ta nghĩ đến hệ thống sấy buồng, sấy tháp, sấy thùng quay Căn vào đặc điểm hệ thống sấy này, suất yêu cầu nhân tố khác ta chọn hệ thống sấy thích hợp Để sấy thóc thu hoạch , thời gian sấy vài chục ngày vụ lại phân bố rải rác hộ gia đình nên nên người ta sử dụng hệ thống sấy tĩnh vỉ ngang Ngược lại kho bảo quản nhà máy xay xát, người ta thường dùng hệ thống sấy tháp Chọn dạng hệ thống sấy toán kinh tế kĩ thuật Chọn chế độ sấy Sau chọn hệ thống sấy thích hợp, ta vào yêu cầu mà chủ yếu nhiệt độ độ ẩm mà hệ thống sấy chịu để chọn chế độ sấy thích hợp GVHD: PGS.TS LÊ NGUN ĐƯƠNG Tính tốn thiết kế hệ thống sấy vỉ ngang sấy thóc, tấn/ mẻ Ngồi ra, nhiệt độ tác nhân sấy khỏi thiết bị sấy chọn đủ bé để giảm tổn thất nhiệt tác nhân sấy mang phải đủ lớn để xa trạng thái bão hòa để tránh tượng đọng sương lên bề mặt vật liệu sấy khô Chọn nguồn lượng tác nhân sấy Với hệ thống sấy nóng, nguồn lượng ngồi điện cịn nước, khí đốt dầu mỏ, than đá, củi phế liệu công nông nghiệp khác trấu,bã mía…ta chọn dạng lượng sở điều kiện cụ thể nơi xây dựng hệ thống sấy tính tốn kinh tế, đồng băng sơng Hồng, trấu nguồn lượng dồi dào, chi phí rẻ Do đó, hệ thống sấy dùng trấu làm nguồn lượng đốt trực tiếp để lấy khói từ buồng đốt gia nhiệt cho khơng khí cấp vào khơng gian sấy Vì vậy, ta cần thiết kế thêm buồng đốt cho hệ thống sấy Tính tốn cân nhiệt cân ẩm hệ thống sấy( thực tốn sấy lí thuyết sấy thực tế) Khi chọn dang hệ thống sấy chế độ sấy, ta tiến hành tính tốn cân nhiệt ẩm thiết bị sấy Đây nội dung việc thiết kế hệ thống sấy Mục đích việc tính tốn cân nhiệt ẩm tìm lượng tác nhân sấy nhiệt lượng cần thiết Khối lượng tác nhân sấy trong hai sở để chọn quạt (cùng với cột áp) Tính tổn thất nhiệt Tính thể tích buồng đốt,buồng sấy thiết bị khác Bố trí hệ thống sấy, tính trở lực chọn quạt Để chọn quạt caanf bố trí cụ thể hệ thống sấy vào việc bố trí để tiến hành tính trở lực hệ thống.khi có tổng trở lực lưu lượng tác nhân sấy cần thiết tính toán cân nhiệt-ẩm thiết bị sấy ta chọn quạt Tính hiệu kinh tế hệ thống sấy Nội dung tính tốn hiệu kinh tế hệ thống sấy thiết kế gồm phần: -Đánh giá hiệu sử dụng lượng GVHD: PGS.TS LÊ NGUN ĐƯƠNG Tính tốn thiết kế hệ thống sấy vỉ ngang sấy thóc, tấn/ mẻ -Xác định chi phí đầu tư,chi phí vận hành chi phí bảo dưỡng -Xác định giá thành sản phẩm CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ KĨ THUẬT SẤY 1.1 Khái niệm sấy Hạt sản phẩm nông nghiệp trước nhập kho bảo quản phải có độ ẩm mức độ an tồn Điều kiện thích hợp độ ẩm để bảo quản hạt giới hạn từ 12%-14% Phần lớn hạt thu hoạch có độ ẩm cao hơn, điều kiện mùa mưa độ ẩm khí cao nên thoát nước tự nhiên hạt chậm lại Với độ ẩm hạt lớn 14% hoạt động sống tăng, hô hấp mạnh, lô hạt bị ẩm nóng thêm Đó điều kiện thuận lợi cho phát triển vi sinh vật côn trùng, lơ hạt tự bốc nóng làm cho hạt bị hỏng Để tránh tượng ta phải đảm bảo độ ẩm hạt xuống khoảng 14% Do đó, nước nơng nghiệp nhiệt đới khí hậu nóng ẩm mưa nhiều nước ta sấy phương pháp quan trọng Hạt ẩm ảnh hưởng không tốt đến kĩ thuật xay xát Sản lượng bột giảm, chi phí lượng tăng lên, bột dính vào máy chế biến làm máy nhanh bị hỏng; hạt thu sản phẩm chế biến từ hạt bảo quản khó tiêu phẩm chất thấp hạt sấy hay phơi khơ q trình thủy phân chất béo thực chậm , tượng đắng hạt sản phẩm chế biến giảm, côn trùng sâu mọt bị tiêu diệt GVHD: PGS.TS LÊ NGUN ĐƯƠNG Tính tốn thiết kế hệ thống sấy vỉ ngang sấy thóc, tấn/ mẻ Những hạt bị bốc nóng thời kì đầu, nhờ q trình phơi sấy, hạt trở lại bình thường, trình tự bốc nóng dừng lại tính chất kỹ thuật hạt phục hồi Hạt cịn tươi chưa hồn thành q trình chín sinh lí nhờ q trình sấy q trình chín sinh lí rút ngắn, hạt có đặc tính kĩ thuật thích hợp Sấy khơ sản phẩm q trình phức tạp: sấy cần đảm bảo giữ tính chất sản phẩm, đảm bảo chất lượng giữ trạng thái tốt Quá trình sấy thực chất trình dùng nhiệt để làm bốc phần lượng nước có sản phẩm Q trình phụ thuộc vào cấu tạo, kích thước, dạng liên kết vật liệu sấy tính chất hóa học sản phẩm trạng thái bề mặt sản phẩm hút ẩm 1.2 Bản chất đặc trưng trình sấy Sấy trình tách ẩm khỏi sản phẩm (hoặc chuyển nước sản phẩm sang thể hơi) Quá trình thực chênh lệch áp suất nước môi trường xung quanh (Pxq) bề mặt sản phẩm (Psp) Để làm cho lượng ẩm bề mặt sản phẩm bay cần có điều kiện Psp>Pxq=∆P trị số ∆P lớn độ ẩm chuyển mơi trường xung quanh mạnh Psp phụ thuộc vào nhiệt độ sấy, độ ẩm ban đầu vật liệu sấy phụ thuộc vào tính chất liên kết nước với sản phẩm Sự thoát ẩm bề mặt tăng lên nhiệt độ tốc độ luồng khơng khí tăng, độ ẩm tương đối giảm áp suất khơng khí giảm Do thoát ẩm bề mặt dẫn đến khuếch tán bên Đó kết phá vỡ mối cân tương đối sản phẩm thay đổi nhiệt độ phân chia nước không đồng sản phẩm Trong sản phẩm ( hạt ) vận chuyển nước nơi có độ ẩm cao đến nơi có độ ẩm thấp Sự chênh lệch độ ẩm phần khác hạt nguyên nhân khuêch tán bên sấy Sự thay đổi mặt phân bố nhiệt độ điểm khác hạt làm cho vận chuyển độ ẩm tăng từ chỗ có nhiệt độ cao đến chỗ có nhiệt độ thấp GVHD: PGS.TS LÊ NGUYÊN ĐƯƠNG Tính tốn thiết kế hệ thống sấy vỉ ngang sấy thóc, tấn/ mẻ Q trình sấy xúc tiến nhanh nhờ tăng nhiệt độ khơng khí nhiệt độ hỗn hợp khơng khí khói lị(t), giảm độ ẩm tương đối khơng khí( φ), tăng vận tốc khơng khí(v) nhờ giảm áp suất khơng khí mơi trường (B) Trong trình sấy, sau nước môi trường xung quanh nhiều, tức áp suất Pxq cành tăng độ ẩm sản phẩm giảm đến lúc đạt trị số cân Khi Pxq=Psp độ ẩm gọi độ ẩm cân Tại độ ẩm cân ∆P=0, trình sấy ngừng lại Đối với thóc, ẩm diện hai nơi: bề mặt hạt (ẩm bề mặt) nhân hạt (ẩm bên trong) Ẩm bề mặt nhanh chóng bay hạt tiếp xúc với khơng khí nóng thổi qua nó, cịn ẩm bên nhân hạt bay chậm phải di chuyển từ nhân hạt bề mặt hạt kết ẩm bề mặt ẩm bên bay với tốc độ khác Kết chênh lệch tốc độ sấy hàm lượng ẩm lấy giảm trình sấy Đối với hầu hết loại máy sấy hạt, tốc độ sấy thường nằm khoảng 0.5%/h -1%/h hàm lượng ẩm hạt sau lần qua máy sấy giảm từ 2-4% phụ thuộc vào độ ẩm ban đầu hạt, nhiệt độ sấy tốc độ tác nhân sấy GVHD: PGS.TS LÊ NGUYÊN ĐƯƠNG Tính tốn thiết kế hệ thống sấy vỉ ngang sấy thóc, tấn/ mẻ CHƯƠNG II: VẬT LIỆU SẤY VÀ TÁC NHÂN SẤY 2.1 Cấu tạo hạt lúa - Mày lúa: trình sấy bảo quản, mày lúa rụng làm tăng lượng tạp chất bụi khối hạt - Vỏ trấu: bảo vệ hạt gạo, chống ảnh hưởng môi trường phá hoại sinh vật, nấm mốc - Vỏ hạt: bao bọc nội nhũ, thành phần cấu tạo chủ yếu lipit protein - Vội nhũ: thành phần hạt lúa, chứa 90% gluxit - Phơi: nằm góc nội nhũ, có nhiệm vụ biến chất dinh dưỡng nội nhũ để nuôi mầm hạt lúa nảy mầm GVHD: PGS.TS LÊ NGUN ĐƯƠNG 10 Tính tốn thiết kế hệ thống sấy vỉ ngang sấy thóc, tấn/ mẻ tm2: nhiệt độ vật liệu sấy khỏi buồng sấy (oC) Cm: nhiệt dung riêng hạt thóc Cm=Ck+ 𝐶𝑎−𝐶𝑘 100 tm2=tvl2=400C ῳ Trong đó: Ck: nhiệt dung riêng vật liệu khô Ck=1,2-1,7 kJ/kg.độ , ta chọn Ck=1,7Kj/kg.độ Ca=Ch=4,182kJ/kg.độ : nhiệt dung riêng ẩm ῳ=13%: độ ẩm tương đối thóc Do đó: Cm = C k + 𝐶𝑎−𝐶𝑘 100 ῳ =1,7+ 4,182−1,7 100 X13 = 2,02 kJ/kg.độ Khi đó: Qm = 5000.2,02.(40 – 27) = 131472,9kJ Tổn thất nhiệt vật liệu sấy mang khỏi vùng sấy: qvl = 𝑄𝑚 𝑤 = 131472,9 1041,67 = 126,21 kJ/kg ẩm Như tổng tổn thất nhiệt vật liệu sấy mang khỏi vùng sấy là: ∆ = Ca.t0 – (qvl +qmt) = 4,182 27 – (126,21+5,54) = -18,84 kJ/kg Ta thấy  < 0,qúa trình sấy thực tế nằm đường lí thuyết Tổn thất nhiệt vật liệu sấy mang khỏi buồng sấy: theo thực nghiêm khoảng 10% 4.4.3 Các thông số sau trình sấy thực  Lượng chứa ẩm tác nhân sấy khỏi vùng sấy thực Nhiệt dung riêng dẫn xuất Cdx: Cdx = 1,0048 + 1,842.d1 = 1,0048 + 1,842.0,019 =1,04 kJ/kg.độ d2= d1+ 𝐶𝑑𝑥 (𝑡1−𝑡2) 𝑖−∆ = 0,019 + 1,04(65−45) 𝑖−∆ =0,027 kg ẩm/kgkk i= 2500+1,842.45=2582,9 kJ/kg độ ẩm tương đối tác nhân sấy khỏi vùng sấy φ= 𝑃.𝑑2 𝑃𝑏ℎ (0,621+𝑑2) = 1.0,0245 0,095.(0,621+0,0245) = 0,4=40%  Lượng tác nhân sấy thực tế: GVHD: PGS.TS LÊ NGUN ĐƯƠNG 38 Tính tốn thiết kế hệ thống sấy vỉ ngang sấy thóc, tấn/ mẻ l= 𝑑2−𝑑1 = 0,027−0,019 = 125 kgkk/kg ẩm L= l.W= 125.1041,67 = 130208,75 kgkk/h Thể tích tác nhân sấy vùng sấy Với t1 = 650C φ1 = 12% 287.(273+𝑡1) 287.(273+45) V1 = (𝑃−𝜑1.𝑃𝑏ℎ).10^5 = (1−0,12.0,247).10^5= 1,00 m3/kg t2=450C , φ2=40% V2 = 287 (273+𝑡2) (𝑃−𝜑2.𝑃𝑏ℎ.105 ) 287(273+45) = (1−0,4.0,095).10^5 = 0,9487 m3/kg Thể tích tác nhân sấy vùng sấy: V = L.0,5(V1+V2) = 130208,75.0,5(1,00+0,9487)= 126868,9 m3 4.4.4 Tính tốn cân nhiệt lượng q trình sấy thực  Tổng nhiệt lượng cần thiết thực tế q’ q’= l ( I2 – I0) - ∆ với entanpy điểm C I2= 1,0048.t2 +d2(2500+1,842.t2)= 108,5 kJ/kg Khi q’= l.(I2 – I0) - ∆ =125 (108,5 – 67,46) + 18,84 = 5148,84 (kJ/kg) Và Qs = q’ W= 5148,84 1041,67 = 5363392,16 kJ  Nhiệt lượng có ích q1= i1-Ca.tvl1 = (2500+1,842.65)-4,182.27= 2506,82 (kJ/kg) với tvl1=270C nhiệt độ vật liệu sấy vào vùng sấy  Tổn thất nhiệt tác nhân sấymang q2= l.Cdx(t2-t0)= 125 1,04.( 45-25)=2600 (kJ/kg)  Tổng tổn thất nhiệt nhiệt lượng có ích q=q1+q2+qmt+qvl =2506,82+2600+5,54+126,21=5238,58 (kJ/kg) Về ngun tắc q=q’ q trình tính tốn ta làm trịn kết dẫn đến sai số 4.4.5 Tính tiêu hao nhiên liệu Lượng nhiên liệu tiêu hao giờ: GVHD: PGS.TS LÊ NGUYÊN ĐƯƠNG 39 Tính tốn thiết kế hệ thống sấy vỉ ngang sấy thóc, tấn/ mẻ B1= 𝑞′ 𝑊 𝑄𝑐 𝜂 kg/h q/ = 5148,84 kJ/kg: tổng lượng nhiệt cần thiết thực tế cho vùng sấy W = 1041,67 kg: lượng nước tách qua vùng sấy B= 𝑞′ 𝑊 𝑄𝑐 𝜂 = 5148,84 1041,67 14342,24 0,6 = 623 kg CHƯƠNG V: CÁC THIẾT BỊ PHỤ TRỢ HỆ THỐNG SẤY Bên cạnh việc nghiên cứu chế sấy vật liệu chủ yếu buồng sấy việc nghiên cứu phận máy sấy không phần quan trọng Việc nắm vững cấu tạo, ngun lí hoạt động tính tốn thơng số thiết bị phụ cần thiết  Các thiết bị phụ máy sấy gồm: + Buồng đốt cung cấp nhiệt cho máy sấy (buồng đốt trấu) + Quạt thổi cấp tác nhân vào buồng sấy + Thiết bị lọc thải bụi từ buồng sấy GVHD: PGS.TS LÊ NGUYÊN ĐƯƠNG 40 Tính tốn thiết kế hệ thống sấy vỉ ngang sấy thóc, tấn/ mẻ 5.1 Buồng đốt 5.1.1 Đặc điểm mục đích buồng đốt Buồng đốt hệ thống sấy sử dụng với hai mục đích: + Buồng đốt tạo khói lị có nhiệt độ cao dùng làm dịch thể nóng cung cấp nhiệt hịa trộn với khơng khí để đưa vào buồng sấy + Buồng đốt tạo khói lị có nhiệt độ thích hợp dùng để làm tác nhân sấy trực tiếp cấp vào máy sấy Nhiệt độ tác nhân sấy thơng thường có nhiệt độ thấp nên nhiên liệu dùng buồng đốt hệ thống sấy không cần loại có nhiệt trị cao.Khi dùng khói lị làm tác nhân sấy thơng thường sau buồng đốt buồng hịa trộn khói khơng khí ngồi trời để có tác nhân sấy với nhiệt độ thích hợp Nhiên liệu dùng buồng đốt chủ yếu nhiên liệu rắn lỏng Dùng nhiên liệu lỏng nhiên liệu khí buồng đốt gọn, sẽ, dễ điều chỉnh tự động hóa q trình cháy Tuy nhiên, chi phí cho kg sản phẩm cao so với dùng nhiên liệu rắn than đá, củi, trấu… Buồng đốt nhiên liệu rắn dễ xây dựng cồng kềnh đặc biệt khói trongbuồng đốt loại chứa nhiều bụi bẩn gồm có tro hạt nhiên liệu chưa cháy hết bay theo Đặc điểm buồng đốt: Buồng đốt thiết bị sấy có vài đặc điểm khác với buồng đốt lò nung lò luyện thường đốt với cường độ cháy thấp, đốt cháy hoàn toàn với hệ số, tiêu hao khơng khí lớn Khói khỏi buồng đốt dùng để sấy nên cần phải tách bụi triệt tiêu lửa, sau buồng đốt cịn có phận lắng bụi triệt tiêu lửa 5.1.2 Thiết kế buồng đốt  Thể tích buồng đốt: Vbđ = 𝐵.𝑄𝑡 𝑞 Trong đó: GVHD: PGS.TS LÊ NGUN ĐƯƠNG 41 Tính tốn thiết kế hệ thống sấy vỉ ngang sấy thóc, tấn/ mẻ Qt: nhiệt trị thấp nhiên liệu (kcal/kg) B: lượng tiêu hao nhiên liệu (kg) q: mật độ nhiệt thể tích buồng đốt (kcal/m3) q= (250 -300).103 kCal/m3 Vậy Vbđ = 𝑄𝑡 𝐵 𝑞 = 3145 623 250 10^3 = 7,84 (m3) Chọn kích thước buồng đốt: Chiều dài: 2300mm Chiều rộng:1700mm Chiều cao:2000mm  Diện tích ghi lị Fgh = 𝐵 𝑏 Trong đó: B: lượng tiêu hao nhiên liệu (kg/h) b: cường độc cháy ghi (kg/m2.h) Với b = 120 (kg/m2.h), ta có: 𝐵 623 𝑏 120.8 Fgh = = = 0,6495 (m2)  Chiều dày lớp nhiên liệu ghi: h= 𝐵 8.𝜌.𝐹 (m) Trong đó: 𝜌: khối lượng riêng thể tích nhiên liệu ghi, 𝜌 = 1500 ÷ 2000 kg/m3 F: diện tích mặt ghi (m2) Diện tích mặt ghi tổng diện tích khe hở ghi Do đó: h= 𝐵 8.𝜌.𝐹 = 623 8.1500×0,6495 GVHD: PGS.TS LÊ NGUYÊN ĐƯƠNG = 0,08(m)=80mm 42 Tính tốn thiết kế hệ thống sấy vỉ ngang sấy thóc, tấn/ mẻ 5.2 Thiết bị lọc khử bụi từ lò đốt trấu Trong trình đốt nhiên liệu tạo bụi bẩn, khơng có hệ thống khử bụi bụi theo khói lị vào vật liệu sấy làm bẩn vật liệu sấy, gây hư hỏng vật liệu Do cần có hệ thống khử bụi để làm khói lị trước dẫn vào buồng sấy Trong hệ thống lị đốt trấu ghi nghiêng buồng đốt hình trụ, khói lên cao vào ống dẫn khói để đến quạt hút, lượng bụi theo khơng nhiều Vì ta cần sử dụng màng lọc bụi gắn thành ống để ngăn bụi đảm bảo độ khói, bụi rơi xuống theo đường thải than trấu ngồi lị đốt Như hệ thống đơn giản giảm chi phí so với việc sử dụng hệ thống lọc bụi cyclone 5.3 Tính chọn quạt Khi thiết kế hệ thống sấy, việc tính tốn q trình sấy, chọn ngun tắc thiết kế khơng gian sấy đúng, tính tốn nhiệt việc tính tốn chọn quạt khơng phần quan trọng Quạt phận quan trọng hệ thống sấy xét thiết kế cấu tạo Nếu quạt cho 2/3 lượng gió so với yêu cầu thời gian sấy tăng gần gấp rưỡi, làm giảm suất sấy, tăng chi phí chất đốt, giảm chất lượng sấy độ ẩm cuối khơng đồng Căn vào lưu lượng thể tích khơng khí cần thiết V trở lực hệ thống H trọn quạt gió GVHD: PGS.TS LÊ NGUYÊN ĐƯƠNG 43 Tính tốn thiết kế hệ thống sấy vỉ ngang sấy thóc, tấn/ mẻ Khi chọn quạt gió cần ý đến tốc độn làm việc khu vực hiệu suất cao Đồng thời phải ý đến tốc độ bánh guồng quạt để đảm bảo độ bền học thỏa mãn điều kiện cho phép tiếng ồn học khí động quạt gây nên: Công suất quạt: N V Ho kw 102  q V: lưu lượng thể tích khơng khí (m3/ s) H0: tổng trở lực hệ thống quy điều kiện tiêu chuẩn (mmH2O) Tổng trở lực= trở lực buồng đốt+ trở lực đường ống+trở lực buồng sấy+áp suất động khí thải H0=Hbđ + Hon +Hbs +Hđ + Theo thực tế tổng trở lực 20% + Theo áp suất đề chia quạt làm loại: − Quạt áp suất thấp, tổng cột áp tạo đến 100 mmH2O − Quạt trung áp, tổng áp suất tạo 100 ÷ 300 mmH2O − Quạt cao áp, tổng áp suất tạo 300 ÷ 1500 mmH2O Khi hệ thống làm việc ổn định, áp suất quạt tạo ∆p = p1 – p0 phải cân với toàn trở lực hẹ thống áp suất động khí ( giả thiết tốc độ vào W2 ≈ 0) Ta có : ∆p = ∆pl + ∆pc + ∆pt + pđ , N/m2 Trong đó: ∆pl – trở lực ma sát đường ống dẫn khí ∆pc – tổng trở lực cục đường ống dẫn khí GVHD: PGS.TS LÊ NGUN ĐƯƠNG 44 Tính tốn thiết kế hệ thống sấy vỉ ngang sấy thóc, tấn/ mẻ ∆pt - trở lực thiết bị mắc đường ống dẫn khí (buồng sấy, thiết bị khử bụi) pđ – áp suất động khí thải vào mơi trường + Vì ống dẫn khí có tiết diện nhau, ta có trở lực ma sát đường ống dẫn khí: 𝐴 𝑊2 𝑑 ∆pl = λ .ρ , N/m2 λ – hệ số trở lực ma sát; A – tổng chiều dài ống, m; d – đường kính tương đương ống dẫn khí, m; ρ – khối lượng riêng khí, kg/m3; W – tốc độ khí ống, m/s Trong hệ thống sấy tốc độ khí ống lớn nên chế độ chuyển động thường nằm khu vực bình phương trở lực tức Re > Regh Vậy: 𝑘 λ = 0,11 ( )0,25 𝑑 đó: k – độ nhám tuyệt đối thành ống, m d – đường kính ống, m + Trở lực cục hệ thống đường ống dẫn khí: ∆pc =∑𝑛𝑖=1 ₤𝑖 𝜌𝑖 𝑊𝑖2 , N/m2 Trong đó: ₤𝑖 – hệ số trở lực cục bộ; Wi , ρi – tốc độ khối lượng riêng tương ứng Trên đường ống dẫn khí thường gặp trở lực cục sau: cút nối, cửa điều chỉnh, màng lọc bụi, tiết diện côn, đột mở… + Trở lực thiết bị hệ thống là: ∆pt = ∆pt1 + ∆pt2 + … , N/m2 ∆pt1 – trở lực buồng sấy ∆pt2 – trở lực màng lọc bụi + Áp suất động khí xác định theo cơng thức: 𝑊2 pđ = ρ , N/m2 GVHD: PGS.TS LÊ NGUN ĐƯƠNG 45 Tính tốn thiết kế hệ thống sấy vỉ ngang sấy thóc, tấn/ mẻ W – tốc độ khí thải ngồi mơi trường Tốc độ khí thải phải đủ lớn để thải khí cách thuận lợi vào mơi trường kể có gió Khi bố trí ống thải cần ý đến hướng gió để hạn chế ảnh hưởng gió Ống thải nên bố trí thẳng đứng Tốc độ khí khỏi ống phải thường chọn từ ÷ 10 m/s  Để chọn quạt gió ta cần biết: + Lưu lượng B, m3/h + Áp suất ∆p, N/m2  Xác định lưu lượng + Thể tích khơng khí khơ cần cho mẻ sấy V = 126868,9 m3 + Lưu lượng khơng khí khơ là: 𝑉 126868,9 𝜏 B= = = 12571,88(m3/h)  Xác định áp suất Trong đặc tuyến quạt thường cho quan hệ ∆p = f(V) điều kiện tiêu chuẩn kỹ thuật có khối lượng riêng ρtc = 1,2 kg/m3 Trong hệ thống quạt làm việc với niệt độ khác tiêu chuẩn với khối lượng riêng ρ1, kg/m3 Trong điều kiện áp suất quạt tạo nhỏ so với làm việc điều kiện tiêu chuẩn Vì vậy, để quạt có đủ áp suất làm việc điều kiện thực tế ta phải chuyển trị số ∆p tính tốn điều kiện tiêu chuẩn sau: 𝜌𝑡𝑐 ∆ptc = ∆p 𝜌1 , N/m2 + Như ta phải chon quạt theo điều kiện B (m3/h) ∆ptc (N/m2) + Công suất quạt xác định theo công thức: N= 𝐵.∆𝑝 102.𝑛𝑞 (KW) + Công suất động điện: Nđ = 𝑁.𝐾𝑑 𝑛𝐾 nK – hiệu suất khớp nối Với B = 12571,88(m3/h) = 3,49 (m3/s), ∆p = 200 mmH2O nq = 0,8, ta có GVHD: PGS.TS LÊ NGUN ĐƯƠNG 46 Tính tốn thiết kế hệ thống sấy vỉ ngang sấy thóc, tấn/ mẻ Cơng suất quạt là: N = 3,49×200 102×0,8 = 8,55 (KW)  Vậy chọn quạt vào: + Cột áp: ∆p = 200 mmH2O + Áp tĩnh: ∆pt = mmH2O + Lưu lượng: B = 3,49 (m3/s) + Công suất động cơ: N =8,55 (KW) CHƯƠNG VI: TÍNH TỐN GIÁ THÀNH SẢN PHẨM GVHD: PGS.TS LÊ NGUYÊN ĐƯƠNG 47 Tính tốn thiết kế hệ thống sấy vỉ ngang sấy thóc, tấn/ mẻ 6.1 Tính tốn đầu tư nhiên liệu đốt-đánh giá hiệu sửu dụng lượng Trấu nhiên liệu đốt để cấp nhiệt trực tiếp cho hệ thống sấy trấu sản phẩm sau xay xát thóc có nhiều đơi người ta phải đốt đổ bỏ xuống sông Tuy nhiên, nơi mà thực tế giá trấu gần khoảng 2500 đồng/1bao(khoảng 10kg) Bản kê chi phí nhiên liệu cấp Tên Trấu Giá Khối lượng tiêu thụ Thời gian cấp Thành tiền (đồng/kg) (kg) (giờ) (đồng/mẻ) 250 623 155750 6.2 lượng tiêu thụ điện (giá điện sản xuất – bình thường:1000 đồng/ kW.h) STT Tên thiết Công suất Thời gian làm việc Lượng điện tiêu thụ bị (kW) (giờ/mẻ) Quạt sấy 8,55 68,4 68400 Cấp trấu 1,5 12 12000 (kW.h/mẻ) Thành tiền (đồng/mẻ) Σ chi phí điện = 80400 đồng/mẻ 6.3 tính tốn cơng cơng nhân vận hành Công nhân bốc vác số lượng: người Tiền cơng: 300000 đồng/mẻ Thành tiền: 600000 đồng/mẻ 6.4 tính tốn chi phí đầu tư chi phí bảo dưỡng Thời gian hoạt động : 1000 mẻ GVHD: PGS.TS LÊ NGUYÊN ĐƯƠNG 48 Tính tốn thiết kế hệ thống sấy vỉ ngang sấy thóc, tấn/ mẻ * Chi phí đầu tư hệ thống: 10000000 đồng =>10000 đồng/mẻ * Bảo dưỡng: năm /5 lần/300000 đồng => 7500 đồng/mẻ Σ chi phí đầu tư bảo dưỡng: 17500 đồng/mẻ 6.5 tính tốn giá thành sản phẩm STT Tên chi phí Nhiên liệu 155 750 18,25 Tiền điện 80 400 9,42 Nhân công 600 000 70,29 Đầu tư,bảo dưỡng 17 500 2,05 853 650 100 Tổng cộng GVHD: PGS.TS LÊ NGUYÊN ĐƯƠNG Tổng số tiền (đồng/mẻ) % 49 Tính tốn thiết kế hệ thống sấy vỉ ngang sấy thóc, tấn/ mẻ CHƯƠNG VII: BẢN VẼ GVHD: PGS.TS LÊ NGUN ĐƯƠNG 50 Tính tốn thiết kế hệ thống sấy vỉ ngang sấy thóc, tấn/ mẻ KẾT LUẬN Hệ thống sấy thóc thiết bị sấy vỉ ngang vận hành không phụ thuộc vào thời tiết có suất sấy cao hơn,thời gian sấy ngắn chất lượng sản phẩm sấy tốt so với việc phơi thóc trực tiếp ánh nắng mặt trời Máy sấy tĩnh vỉ ngang có cấu tạo đơn giản, phù hợp với sản xuất phân tán giá thành chấp nhận Hệ thống ứng dụng rộng rãi đồng sông Cửu Long Tuy nhiên, việc kết nghiên cứu xây dựng mơ hình dự đốn thời gian sấy thóc tĩnh theo lớp dày chưa công bố rộng rãi, ảnh hưởng nhiệt độ tốc độ khí sấy, chiều dày lớp hạt khoảng thời gian lần đảo gió Hệ thống sấy thiết kế đồ án em cịn hồn thiện thời gian có hạn kiến thức cịn hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đóng góp lời bảo thêm thầy cô đóng góp bạn Em xin chân thành cảm ơn! GVHD: PGS.TS LÊ NGUN ĐƯƠNG 51 Tính tốn thiết kế hệ thống sấy vỉ ngang sấy thóc, tấn/ mẻ TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS-TSKH Trần Văn Phú - Tính tốn thiết kế hệ thống sấy-NXB Giáo Dục-Năm 2002 GS-TSKH Nguyễn Bin - Các trình thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm TS.Phan Hiếu Hiền - Đề án CARD-tiểu hợp phần sấy tĩnh-2007 báo cáo lần Viện Cơ Địa Nông Nghiệp công nghệ sau thu hoạch FANTECH catalogue-Fans by fantech software 3.0http://ww.fantech.com.au GVHD: PGS.TS LÊ NGUYÊN ĐƯƠNG 52

Ngày đăng: 02/11/2016, 21:34

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan