Thiết kế hệ thống thiết bị sấy tầng sôi dùng để sấy ngô

TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA CÔNG NGHỆ HÓA • • • • • • ĐỒ ÁN MÔN Thiết kế hệ thống thiết bị sấy tầng sôi dùng để sấy ngô Các số liệu ban đầu: Năng suất thiết bị sấy: G2 = 550 kg/h Nhiệt độ không khí trước vào calorife: to = 20oC Độ ẩm tương đối: ϕ0 =85% Độ ẩm vật liệu sấy: W1 =35%; W2 = 15% Nhiệt độ vào buồng sấy không khí: t1 = 85oC Nhiệt độ vào buồng sấy không khí: t2 =45oC GVHD: Th.S Nguyễn Tiến Hưng TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA CÔNG NGHỆ HÓA ĐỒ ÁN MÔN Mục lục GVHD: Th.S Nguyễn Tiến Hưng TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA CÔNG NGHỆ HÓA ĐỒ ÁN MÔN PHẦN I : MỞ ĐẦU Trong công nghiệp sản xuất chế biến nguyên liệu, có yêu cầu sấy vật liệu ẩm Đặc biệt thiết bị sấy đóng vai trò vô quan trọng công nghệ sấy Trên giới, kỹ thuật sấy trở thành ngành khoa học phát triển từ năm 50 kỉ XX Nhờ thành tựu khoa học nói chung, kỹ thuật sấy nói chung, giải vấn đề kỹ thuật sấy cho ngành công nghiệp nông nghiệp Đặc biệt kỹ thuật sấy nông sản với quy mô công nghiệp làm phong phú mặt hàng nông sản Là quốc gia nằm vùng nhiệt đới, Việt Nam có sản phẩm từ nông ngành nông nghiệp vô phong phú lúa gạo, ngô, khoai, sắn, đậu, lạc…vv Để bảo quản nông sản khỏi bị hỏng cần sử dụng thiết bị sấy tương ứng với phương pháp sấy khác tùy thuộc vào loại vật liệu chế độ sấy Tuy nhiên, nước ta, thiết bị sấy có hiệu cao chủ yếu nhập với giá thành cao phí sản suất lớn dẫn tới mặt hàng nông sản mang suất thị trường nước không thu nhiều lợi nhuận Chính vậy, việc nghiên cứu, thiết kế thiết bị sấy có ý nghĩa vô quan trọng, định đến hiệu suất chất lượng sản phẩm, việc sử dụng hợp lí nhiên liệu, góp phần làm giảm chi phí tăng thời gian bảo quản dẫn tới làm giảm giá thành nông sản GVHD: Th.S Nguyễn Tiến Hưng TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA CÔNG NGHỆ HÓA ĐỒ ÁN MÔN PHẦN : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 : ĐỊNH NGHĨA VỀ SẤY VÀ MỤC ĐÍCH CỦA SẤY • Định nghĩa: Sấy trình tách ẩm khỏi vật liệu phương pháp nhiệt kết trình hàm lượng chất khô vật liệu tăng lên Mục đích sấy: Nhằm tăng thời gian bảo quản sản phẩm, tránh bị phân hủy Giảm độ kết dính, đóng cục vật liệu dạng bột Tăng khả dẫn nhiệt ( than củi, than quặng, khoáng sản ) Tăng độ bền Chống ăn mòn … • Nguyên tắc trình sấy: Cung cấp lượng nhiệt nhằm biến đổi trạng thái pha chất lỏng vật liệu thành Cơ chế mô tả trình sau: − Cấp nhiệt vào bề mặt vật liệu − Dòng nhiệt từ bề mặt dẫn vào vật liệu − Khi nhận nhiệt lượng, dòng ẩm di chuyển bề mặt − Dòng ẩm từ bề mặt vật liệu vào môi trường xung quanh • 2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP SẤY Quá trình sấy tiến hành nhiều cách: tiến hành bay tự nhiên lượng mặt trời, lượng gió… ( hay gọi trình phơi khô) Áp dụng hộ gia đình sản xuất nhỏ lẻ cho suất thấp; sấy nhân tạo, áp dụng ngành công nghiệp cho suất cao.Tùy theo cách thức truyền nhiệt, kỹ thuật sấy chia sau: - Sấy đối lưu: phương pháp cho không khí nóng khói lò (tác nhân sấy), tiếp xúc trực tiếp với vật liệu sấy - Sấy tiếp xúc : phương pháp không cho tác nhân sấy tiếp xúc trực tiếp với vật liệu sấy, mà tác nhân sấy truyền nhiệt gián tiếp cho vật liệu sấy thông qua vách ngăn - Sấy tia hồng ngoại: phương pháp sấy dùng lượng cảu tia hồng ngoại mang lượng nhiệt truyền cho vật liệu sấy - Sấy điện cao tần: phương pháp sấy dùng lượng điện trường có tần số cao để đốt nóng toàn chiều dày khối vật liệu sấy GVHD: Th.S Nguyễn Tiến Hưng TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA CÔNG NGHỆ HÓA ĐỒ ÁN MÔN - Sấy thăng hoa:là phương pháp sấy môi trường có áp suất dư âm ( độ chân không cao) nhiệt độ thấp, ẩm đóng băng sau thăng hoa thành dạng khỏi vật liệu nhờ chênh lệch áp suất Trong công nghiệp, chủ yếu dùng hai phương pháp đầu, ba phương pháp cuối sử dụng gọi phương pháp đặc biệt 2.3 CÁC THIẾT BỊ SẤY Dựa vào phương pháp sấy, kỹ thuật sấy có thiết bị sấy sau: 2.3.1 Thiết bị sấy đối lưu Thiết bị sử dụng phương pháp sấy đối lưu Đây phương pháp sấy thông dụng Thiết bị sấy đối lưu bao gồm: thiết bị sấy buồng, thiết bị sấy hầm, thiết bị sấy khí động, thiết bị sấy tầng sôi, thiết bị sấy tháp, thiết bị sấy thùng quay, thiết bị sấy phun… 2.3.2 Thiết bị sấy tiếp xúc Thiết bị sử dụng phương pháp sấy tiếp xúc, gồm kiểu: Thiết bị sấy tiếp xúc với bề mặt nóng kiểu tang quay hay lò quay Thiết bị sấy tiếp xúc chất lỏng 2.3.3 Thiết bị sấy xạ Thiết bị sử dụng phương pháp sấy xạ Thiết bị sấy dùng thích hợp với số loại sản phẩm 2.3.4 Thiết bị sấy dùng điện trường cao tần Thiết bị sấy dùng phương pháp sấy điện trường cao tần 2.3.5 Thiết bị sấy thăng hoa Thiết bị sử dụng phương pháp hóa ẩm thăng hoa Việc thải ẩm sử dụng hút chân không kết hợp với bình ngưng tụ ẩm 2.3.6 Thiết bị sấy chân không thông thường Thiết bị sử dụng thải ẩm máy hút chân không Do buồng sấy có chân không nên dùng cấp nhiệt đối lưu, việc cấp nhiệt cho vật ẩm xạ hay dẫn nhiệt… Các thiết bị sấy dùng rộng rãi ngành công nghiệp công nghiệp chế biến gỗ, chế biến lâm sản, lương thực thực phẩm, hải thủy sản, lượng thực, y tế, GVHD: Th.S Nguyễn Tiến Hưng TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA CÔNG NGHỆ HÓA ĐỒ ÁN MÔN công nghiệp khai thác mỏ, chế biến khoáng sản,… Các thiết bị sấy phổ biến như: − − − − − − Thiết bị sấy tầng sôi Thiết bị sấy thùng quay Thiết bị sấy phun Thiết bị sấy thăng hoa Lò điện Thiết bị sấy kiểu ống khí động dùng để sấy cát Trong đồ án, em trình bày nội dung liên quan đến thiết bị sấy tầng sôi 2.3.7 Giới thiệu thiết bị sấy tầng sôi: Một phương thức sấy đối lưu sấy tầng sôi, phương thức sấy phổ biến để sấy nông sản Sấy tầng sôi thiết bị sấy tân tiến Quá trình sấy lớp sôi bề mặt tiếp xúc pha lớn nhất, vật liệu khuấy trộn cách mãnh liệt, nên cường độ sấy cao sấy đồng • Đặc điểm cấu tạo: Hình : Thiết bị sấy tầng sôi trongthực tế • Ưu, nhược điểm: - Ưu điểm: + Cường độ sấy lớn + Năng suất cao + Cấu tạo đơn giản, sấy đồng + Có thể khí hóa tự động hóa hoàn toàn - Nhược điểm: GVHD: Th.S Nguyễn Tiến Hưng TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA CÔNG NGHỆ HÓA ĐỒ ÁN MÔN + Chế độ làm việc khó khống chế + Tạo bụi trình sấy + Vật liệu bị vỡ bị đỏa trộn mạnh + Tốn lượng cho thiết bị thu hồi GVHD: Th.S Nguyễn Tiến Hưng TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA CÔNG NGHỆ HÓA ĐỒ ÁN MÔN 2.3.8: Đặc tính vật liệu sấy: Ngô Ngô lương thực quan trọng toàn giới bên cạnh lúa mỳ lúa gạo Ở nước Trung Mỹ, Nam Á Châu Phi, người ta sử dụng ngô làm lương thực cho người với phương thức đa dạng theo vùng địa lý tập quán nơi Tại Việt Nam, vùng miền núi, vùng khó khăn, đồng bào dân tộc thiểu số tập quán sử dụng ngô làm lương thực chính.Thống kê tổ chức lương thực giới (FAO) ngô sau : Năm Diện tích (1000 ha) Năng suất (tấn/ha) Sản lượng (1000 tấn) 1961 104.800 2,0 204.200 2004 145.000 4,9 714.800 2005 145.600 4,8 696.300 2006 148.600 4,7 704.200 2007 158.000 5,0 791.794 2008 160.815 5,1 826.718 2009 158.629 5,2 818.823 Bảng 2.1 : Diện tích, suất, sản lượng ngô giới ( FAO – 2010) Ở nước ta, ngô lương thực quan trọng thứ sau lúa nước, cuối năm 1970 suất ngô Việt Nam đạt chưa đến 10 tạ/ha (chưa 30% suất trung bình giới) trồng giống ngô địa phương với kỹ thuật canh tác lạc hậu Từ năm 1980, nhờ hợp tác với Trung tâm Cải tạo Ngô Lúa mỳ Quốc tế, nhiều giống ngô cải tiến trồng nước ta, góp phần đưa suất tăng lên gần đạt 15 tạ/ha vào đầu năm 1990 GVHD: Th.S Nguyễn Tiến Hưng TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA CÔNG NGHỆ HÓA Năm 1961 1975 1990 1995 1997 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 ĐỒ ÁN MÔN Diện tích (1000 ha) 229,2 267,0 432,0 556,8 662,9 730,2 729,5 816,0 912,7 991,1 1.052,6 1.033,1 1.096,1 1.125,9 1.086,8 Năng suất (tạ/ha) 11,4 10,5 15,5 21,1 24,9 27,5 29,6 30,8 34,4 34,6 36,0 37,3 39,3 40,2 40,8 Sản lượng (1000 tấn) 260,1 280,6 671,0 1.174,9 1.650,6 2.005,9 2.161,7 2.511,2 3.136,3 3.430,9 3.787,1 3.854,6 4.303,2 4.531,2 4.431,8 Bảng 2.2 Sản xuất ngô Việt Nam từ năm 1961 đến năm gần (Nguồn : Cục thống kê Việt Nam - 2010) Dưới số nội dung nghiên cứu ngô hạt ngô : • Đặc điểm cấu tạo, tính chất ngô Các quan sinh dưỡng ngô gồm: rễ, than, nhiệm vụ trì đời sống Phôi hạt khởi thủy mầm Các quan sinh sản đực (bông cờ), cái( mầm ngô) khác Ngô giao phấn chéo nhờ gió côn trùng Khi thu hoạch, người sử dụng hạt ngô thực phẩm, hạt ngô thuộc loại dĩnh gồm phận chính: vỏ hat, lớp aleron, phôi nội nhũ − Vỏ hạt (6-9% khối lượng hạt ngô) màng nhẵn bao bọc xung quanh hạt có màu trắng, màu tím vàng tùy thuộc vào giống − Lớp aleron (6-8% khối lượng hạt ngô) nằm sau vỏ hạt bao bọc lấy nội nhũ phôi − Nội nhũ (70-85% khối lượng hạt ngô) bọ phận chứa đầy chất dinh dưỡng để nuôi phôi Nội nhũ chứa tinh bột Tinh bột nội nhũ gồm GVHD: Th.S Nguyễn Tiến Hưng TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA CÔNG NGHỆ HÓA ĐỒ ÁN MÔN loại: bột, sừng pha lê, đặc điểm màu sắc nội nhuxlaf phân loại ngô − Phôi (8-15% khối lượng hạt ngô) bao gồm mầm, trụ mầm, rễ mầm chồi mầm Phôi ngô chiếm gần 1/3 thể tích hạt, bao quanh ngô có lớp tế bào xốp giúp cho vận chuyển nước vào phôi ngược lại thuận lợi • Thành phần hóa học có hạt ngô Thành phần hóa học ( % khối lượng) Ngô nếp Ngô đá vàng Nước 14,67 13,65 Chất đạm 9,19 9,17 Chất béo 5,18 5,14 Tinh bột 65,34 67,02 Xơ 3,25 3,61 Chất khoáng 1,32 1,32 Sinh tố 0,08 0,05 Các chất khác 0,40 0,30 Bảng 3.3 : Thành phần hóa học hạt ngô • Ứng dụng hạt ngô GVHD: Th.S Nguyễn Tiến Hưng 10 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA CÔNG NGHỆ HÓA ĐỒ ÁN MÔN = (10.36 – TL2/T.157) = = 0,48 = 29 phút PHẦN 5: TÍNH KÍCH THƯỚC CỦA THIẾT BỊ 5.1 Thông số cần thiết cho tính toán Nhiệt độ tác nhân vào: t1 = 85 0C Nhiệt độ tác nhân : t2 = 45 0C Nhiệt độ tính toán trung bình: t = 65 0C Khối lượng riêng: ρk = 1,037 kg/m3 Độ nhớt động học: νk = 19,75.10-6 m2/s Độ nhớt động lực học: μk = 20,35.10-6 Ns/m Hệ số dẫn nhiệt: λk = 0,0293 W/mK Độ xốp ngô tầng sôi = 0,4 5.2 Tốc độ giới hạn − Chuẩn số Arimet:         Ar = = = 13,3.105 Chuẩn số Reynol tới hạn: − = = = 178,84 Tốc độ tới hạn − th = = = 0,47m/s 5.3 Tốc độ tác nhân sấy tầng sôi − − Chuẩn số Arimet : Ar = 13,3.105 Chuẩn số Ly tra đồ thị Ly = f(Ar), ta có: Ly = 200 (Hình 10.8 – TL[2] ) vk = = = 3,64 m/s Ta có: Fp = = − = = 0,95 m2 Tốc độ TNS bề mặt lưới phân phối vl = vk = 3,64 = 3,85 m/s − Tốc độ thưc TNS qua lớp giả lỏng GVHD: Th.S Nguyễn Tiến Hưng 18 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA CÔNG NGHỆ HÓA ĐỒ ÁN MÔN = = 9,1 m/s ( : Độ xốp lớp sôi, với hạt cầu ta chọn = 0,4) Tốc độ cân 5.4 − − Khi bắt đầu bị lôi ԑ = Chuẩn số reynol: Re = = = 1843,4 − Chuẩn số Liasenco: Ly = = = 4709,85 − Vận tốc cân bằng: = = = 10,4 m/s − Vận tốc chủ đạo dòng khí qua lưới = = 20,8 m/s 5.5 Lưới phân phối: - Diện tích: FG = m2 - Đường kính tương đương: D = = = 1,128 (m) Đường kính lỗ lưới: dựa vào kích thước hạt vật liệu, để hạt không lọt qua, ta chọn ỗ có đường kính 2,5 mm - Tỷ số tiết diện chảy lưới: νak = = 5,7 Chọn lưới có cách đục lỗ sau: GVHD: Th.S Nguyễn Tiến Hưng 19 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA CÔNG NGHỆ HÓA ĐỒ ÁN MÔN Diện tích lưới: t2 Diện tích lỗ lưới: 1,57d2 d: đường kính lỗ lưới = 5,7 ; Suy t = 7,5mm 5.6 Chiều cao buồng sấy: Khối lượng hạt thưc tế nằm ghi Trước chọn sơ H = 0,25m Thực tế Hs = 0,3m Để đảm bảo trình hoạt động ta chọn chiều cao buồng phân ly 2,5 lần chiều cao lớp tầng sôi Hp = 0,3.2,5 = 0,75 m Vậy chiều cao lớp buồng sấy H = 0,58+1,45 = 1.05 m 5.7 Bề dày thiết bị 5.7.1 Lưới - Khối lượng vật liệu thường xuyên nằm lưới: G = 252 = 302 kg - Áp suất lưới: P = = = 5927,3 (N/m2) - Chiều dày lưới tính theo công thức: S=D GVHD: Th.S Nguyễn Tiến Hưng 20 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA CÔNG NGHỆ HÓA ĐỒ ÁN MÔN Trong đó:  ψ : hệ số hàm yếu lưới có đục lỗ Ψ = = = = 0,53  K = 0,187 : Hệ số cấu tạo (lắp bulông)  [σ ] = 140.106 N/m2   D = 1,128 m C: hệ số bổ sung tính toán độ mài mòn S= 1,127 + C = 4,308 + C Chọn: C = mm Nên Smm Vậy bề dày lưới là: mm 5.7.2 Buồng sấy Thân buồng sấy chịu tác dụng lực nén chiều trục Theo điều kiện bền lta có: S= Trong đó:  P: lực nén chiều trục P = 5749,81 = 5630,94 N [σ n ] : ứng suất cho phép nén vật liệu chế tạo  = 140 N/mm2 = 140.106 N/m2 (chọn vật liệu chế tạo thép CT3) S = + C = 11,37.10-4 + C mm C: hệ số bổ sung Chọn: S= mm − Điều kiện ổn định: Ta có: S Trong đó: GVHD: Th.S Nguyễn Tiến Hưng 21 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA CÔNG NGHỆ HÓA ĐỒ ÁN MÔN E = 19,6.104 N/mm2 (môdun đàn hồi) Khi: = = 140,875 250 thông số phụ thuộc vào trị số Vậy: = 0,28 mm Ta thấy S = mm thoả mãn điều kiện ổn định − Điều kiện bền: 0,118.19,6.104 = 61,565 N/mm2 σ = 61,565 nên thoả điều kiện bền Vậy chiều dày thiết bị S = mm 5.7.3 Bộ phận nạp liệu Chọn phận nhập liệu dạng vít xoắn, vít xoắn đặt nằm ngang Năng suất vít tải tính theo công thức: Q = 47.n.s C Trong đó:  D: đường kính tiêu chuẩn vít tải, D = 200 m  n: số vòng quay trục vít, n = 30 vòng/phút  s: bước vít, s = (0,8 – 1)D = 0,8.200 = 160 mm  : khối lượng riêng ngô, Tấn/m3 ρ = 850 kg/m3 ρ φ: hệ số chứa đầy, ngô ta chọn 0,4  C: hệ số tính tới việc giảm suất vít tải đặt nghiêng Trong  trường hợp vít tải đặt nằm ngang nên C=1 Thế vào ta được: Q = 47.0,2230.0,168500,4.1 = 3068,16 kg/phút = 51,136 kg/s Công suất động truyền động cho vít tải: GVHD: Th.S Nguyễn Tiến Hưng 22 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA CÔNG NGHỆ HÓA ĐỒ ÁN MÔN N = (ξ + 1) Trong đó:      Q: suất vít tải, kg/s η: hiệu suất truyền động, η = 0,9 H: chiều cao nâng vật liệu, H = m k: hệ số tổn thất ma sát trục vít với gối đỡ, k= 1,15 ξ: hệ số trở lực, ξ = Vậy công suất động truyền động cho vít tải: N = (6+1) = 5,4 kW Chọn công suất động cơ: 5,5 kW Bộ phận tháo liệu Ở ta chọn phận tháo liệu ống hình tròn, đường kính 150mm.Ngô đạt đến độ khô cần thiết lên tự động đưa theo ống tháo liệu Sở dĩ Ngô tự động tính chất đặc biệt lớp hạt trạng thái tầng sôi, lúc lớp hạt giống khối chất lỏng tự chảy PHẦN 6: TÍNH THIẾT BỊ PHỤ 6.1 Cyclon Trong hệ thống sấy thường phải có thiết bị cyclon kèm để tách bụi khỏi tác nhân sấy để thu hồi sản phẩm bị lôi theo Cyclon hoạt động theo nguyên lý ly tâm Cấu tạo kích thước biểu diễn hình vẽ sau: GVHD: Th.S Nguyễn Tiến Hưng 23 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA CÔNG NGHỆ HÓA ĐỒ ÁN MÔN Hình 6.1 Thiết bị cyclon Để tìm kích thước cyclone ta dựa vào bảng quan hệ lưu lượng thể tích tác nhân (m3/h) kích thước cyclon cho dạng bảng 10-2 (Kỹ thuật sấy nông sản– Trần Văn Phú, Lê Nguyên Dương) - Lưu lượng không khí qua cyclon: Vkk = = = 10400 (m3/h) - Dựa vào lưu lượng không khí tra bảng 17.3 (trang 321/tài liệu [1]), ta cyclon có kích thước sau: D=2m d = 0,4 m a = 0,5 m b=1m h1 = 0,66 m h2 = 0,916 m h3 = 1,6 m D1 = m 5.2 Tính quạt − Các trở lực mà quạt phải khắc phục:  Tổng trở lực ma sát Ʃ∆Pms  Tổng trở lực cục Ʃ  Trở lực qua Calorife  Trở lực qua Cyclon  Trở lực qua buồng sấy  Trở lực áp lực động đầu quạt GVHD: Th.S Nguyễn Tiến Hưng 24 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA CÔNG NGHỆ HÓA ĐỒ ÁN MÔN 6.2.1 Trở lực: • Trở lực từ quạt tới calorife: Chọn ống dẫn có đường kính d = 0,5 m, chiều dài 5m Lưu lượng không khí: Qkk = 10377,6 (m3/h) = 2,9 (m3/s) - Vận tốc không khí: ω = = = 14,8 (m/s) - Chuẩn số Reynol: Re = Hệ số nhớt động học không khí 200C: ν = 15,06.10-6 (m2/s) → Re = = 4,9105 Vậy dòng chảy chế độ rối - Reynol giới hạn trên: Regh = Trong ε độ nhám tuyệt đối, chọn ε = 0,08 mm →Re = 1,31.105 Chuẩn số Reynol bắt đầu xuất vùng nhám: Ren = 220= 220 = 4,1.106 Ta thấy Regh< Re < Ren nên hệ số ma sát xác định theo công thức: λ = 0,1 = 0,1= 0,0178 ∆Pms = λ = 0,0178 = 19,5 N/m2 = mmH2O 6.2.2 Trở lực qua calorife GVHD: Th.S Nguyễn Tiến Hưng 25 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA CÔNG NGHỆ HÓA ĐỒ ÁN MÔN - Bao gồm trở lực ma sát trở lực cục - Các ξ tra phụ lục Trang 351/ tài liệu [1] + Trở lực ma sát: Chọn calorife vỏ có hai ngăn N=2 Có pass: N2 = Khoảng cách ngăn: l0 = = = 0,333m ∆Pms = λ Trong đó: m: số ống đường chéo lục giác chùm ống, m=15 N +1: số khoảng cách ngăn, Vận tốc không khí calorife: W=15m/s Chuẩn số Re: Re = = = 37845 Dòng chảy chế độ rối, hệ số ma sát: λ = = = 0,152 ∆Pms = 573 N/m2 = 58,4 mmH O + Tổn thất cục bộ: Do dòng chảy đổi hướng chỗ quẹo qua ngăn phần dòng chảy quay đầu pass Ở ta lấy tổng hệ số trở lực Σξ pass ∆Pcb = N2 = 34 = 1350 N/m2 = 137,6 mmH2O Vậy tổng trở lực qua Calorife là: GVHD: Th.S Nguyễn Tiến Hưng 26 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA CÔNG NGHỆ HÓA ĐỒ ÁN MÔN ∆Pc = ∆Pms + ∆Pcb = 53,62+137,6 = 191,22 mmH2O 6.2.3 Trở lực đột mở vào calorife: ∆P = ξ Với: ω = 14,8 m/s Khối lượng riêng không khí 200C: ρ kk =1,166 kg/m3 ξ = 0,4 → ∆P = 0,4 = 51,08 N/m2 = 5,2 mmH2O 6.2.4 Trở lực đột thu khỏi calorife: ∆P = ξ Với: ω =14,8 m/s Khối lượng riêng không khí 850C: ρ kk =0,982 kg/m3 ξ = 0,22 → ∆P = 23,66 N/m2 = 2,4 mmH2O 6.2.5 Trở lực áp lực động quạt thổi: ∆P = = = 127,7 N/m2 = 13,02 mmH2O Trong đó: ω = 14,8 m/s ρ =1,166 kg/m3 ( 200C) 6.26 Trở lực đoạn uốn cong vào buồng sấy: ∆P = ξ Trong đó: = 0,982 kg/m3 , 85oC ; ξ = 0,07 →∆P = 7,53 N/m2 = 0,77 mmH2O GVHD: Th.S Nguyễn Tiến Hưng 27 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA CÔNG NGHỆ HÓA ĐỒ ÁN MÔN 6.2.7 Trở lực đường ống từ calorife đến buồng sấy: - Chọn ống dẫn có chiều dài 3m Chuẩn số Reynol: Re = - Hệ số nhớt động học không khí 85 0C: ν= 21,6.10-6 m2/s, khối lượng riêng: ρ = 0,982 kg/m3 →Re = = 0,343.106 Dòng chảy chế độ rối Reynol giới hạn trên: Regh = Trong ε độ nhám tuyệt đối, chọn ε = 0,08 mm →Regh =1,31.105 Chuẩn số Reynol bắt đầu xuất vùng nhám: Ren = 220= 220 = 4,1.106 Ta thấy Regh< Re< Ren nên hệ số ma sát xác định theo công thức: λ = 0,1 = 0,1= 0,015 ∆Pms = λ = 0,015 = 9,7 N/m2 = mmH2O 6.2.8 Trở lực lưới phân phối: ∆Pi = Trong đó: Vak = 20,8 m/s, vận tốc không khí qua lỗ lưới Fd = = = 0,17 m2 GVHD: Th.S Nguyễn Tiến Hưng 28 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA CÔNG NGHỆ HÓA ĐỒ ÁN MÔN ξ: hệ số trở lực lưới, phụ thuộc vào chiều dày mặt lưới đường kính lỗ Dựa vào đồ thị biểu diễn phụ thuộc ξ = f ta có ξ = 0,78 →∆Pi = ⇒ ∆Pl = 347,4 N/m2 = 34,74 mmH2O 6.2.9 Trở lực qua lớp sôi: ∆Ps = g = 9,81.0,1.(1-0,4).(850-1,037) = 499,7 N/m2 = 51 mmH2O 6.2.10 Trở lực đột mở vào buồng sấy: ∆P = ξ Với: ω = 14,8 m/s ρkk= 0,982 (kh/m3) (850C) ξ = 0,4 →∆P = 43,02 N/m2 = 4,4 mmH2O 6.2.11 Trở lực đột thu khỏi buồng sấy: ∆P = ξ Trong đó: ω = 14,8 m/s ; ξ = 0,88 →∆P = 96,4 N/m2 = 9,83 mmH2O 6.2.12 Trở lực đoạn uốn cong vào Cyclon: ∆P = ξ Trong đó: ω = 14,8 m/s ρ = 1,11 kg/m3 ( 450C) ξ = 0,07 GVHD: Th.S Nguyễn Tiến Hưng 29 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA CÔNG NGHỆ HÓA ĐỒ ÁN MÔN ⇒ ∆P = 8,5 N/m2 = 0,9 mmH2O 6.2.13 Trở lực đường ống từ buồng sấy đến Cyclon: Chọn ống dẫn có chiều dài 5m Chuẩn số Reynol: Re = Hệ số nhớt động học không khí 450C: ν = 18,51.10-6 m2/s, ρ = 1,037kg/m3 →Re = 0,4.106 Vậy dòng chảy chế độ rối Reynol giới hạn trên: Regh = Trong ε độ nhám tuyệt đối, chọn ε = 0,08 mm →Regh =1,31.105 Chuẩn số Reynol bắt đầu xuất vùng nhám: Ren = 220= 220 = 4,1.106 Ta thấy Regh < Re < Ren nên hệ số ma sát xác định theo công thức: λ = 0,1 = 0,1= 0,0148 →∆Pms = λ = 0,0148 = 16,8 N/m2 = 1,7 mmH2O 6.2.14Trở lực Cyclon: ∆Pc = ξ Trong đó: ωq :tốc độ quy dẫn không khí ωq = = 3,17 m/s GVHD: Th.S Nguyễn Tiến Hưng 30 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA CÔNG NGHỆ HÓA ĐỒ ÁN MÔN Hệ số trở lực Cyclon phụ thuộc vào dạng Cyclon, ta sử dụng Cyclon loại -24 có hệ số trở lực ξ = 60 →∆P = 334,63 N/m2 = 43,11 mmH2O 6.2.15 Trở lực áp lực động quạt hút: ∆P = = 121,6 N/m2 = 12,4 mmH2O Trong đó: ρ=1,11 kg/m3 (ở 450C) ω = 14,8 m/s 6.3 Chọn quạt Từ sở tổng cột áp mà quạt phải khắc phục lưu lượng khí Q, ta dựa vào đồ thị đặc tuyến quạt (sổ tay Tập1) để chọn quạt Trong hệ thống sấy ta sử dụng hai quạt, quạt hút quạt đẩy để đảm bảo cho hệ thống thiết bị hoạt động tốt Quạt đẩy đặt trước calorife, quạt hút đặt sau Cyclon 6.3.1 Chọn quạt hút: Trở lực quạt hút cần khắc phục tổng trở lực từ lúc đột thu khỏi buồng sấy đến Cyclon trở lực áp lực động quạt hút Chọn phương pháp lắp đặt hai quạt ly tâm mắc nối tiếp Vậy trở lực mà mối quạt cần khắc phục ∆P = 67,94 mmH2O Tra bảng 2.1-trang 210/tài liệu [6] → Lưu lượng: Q = 2500 m3/h, Công suất động cơ: N = 1,7 kW Số vòng quay: n = 1450 vòng/phút 6.3.2 Chọn quạt đẩy: Trở lực quạt đẩy cần khắc phục tổng trở lực từ áp lực động đầu quạt hút đột thu khỏi buồng sấy Ta lắp đặt quạt ly tâm mắc nối tiếp Vậy trở lực quạt cần khắc phục: GVHD: Th.S Nguyễn Tiến Hưng 31 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA CÔNG NGHỆ HÓA ĐỒ ÁN MÔN Ʃ∆P = 218,2 mmH2O.Tra bảng 2.1-trang 210/tài liệu [6] → Lưu lượng: Q = 2820 m3/h, Công suất động cơ: N = 4,5 kW Số vòng quay: n = 2900 vòng/phút GVHD: Th.S Nguyễn Tiến Hưng 32 ... Thiết bị sử dụng phương pháp sấy đối lưu Đây phương pháp sấy thông dụng Thiết bị sấy đối lưu bao gồm: thiết bị sấy buồng, thiết bị sấy hầm, thiết bị sấy khí động, thiết bị sấy tầng sôi, thiết bị sấy. .. Thiết bị sấy tiếp xúc chất lỏng 2.3.3 Thiết bị sấy xạ Thiết bị sử dụng phương pháp sấy xạ Thiết bị sấy dùng thích hợp với số loại sản phẩm 2.3.4 Thiết bị sấy dùng điện trường cao tần Thiết bị sấy. .. Thiết bị sấy kiểu ống khí động dùng để sấy cát Trong đồ án, em trình bày nội dung liên quan đến thiết bị sấy tầng sôi 2.3.7 Giới thiệu thiết bị sấy tầng sôi: Một phương thức sấy đối lưu sấy tầng