Thiết kế hệ thống sấy thùng quay để sấy đường năng suất 600 kgh

MỤC LỤCMục lục…………………………………………………………………………2Lời mở đầu………………………………………………………………………4Phần I: Tổng quan kỹ thuật sấy đường………………………………………5I, Giới thiệu về nguyên liệu sấy…………………………………………………51, Tính chất của nguyên liệu……………………………………………….52, Nguyên lý sấy đường……………………………………………………7II, Kỹ thuật sấy đường…………………………………………………………..71, Các chủng loại máy sấy đường…………………………………………72, Quy trình sấy đường……………………………….……………………8Phần II: Tính toán, thiết kế hệ thống sấy……………………………….….10I, Chọn kiểu thiết bị sấy…………………………………………………….…10II, Chọn tác nhân sấy và chất tải nhiệt…………………………………………11III, Tính toán nhiệt quá trình sấy………………………………………………111, Tính cân bằng vật liệu…………………………………………….……112, Tính toán các thông số cơ bản của thùng sấy………………….………113, Tính toán quá trình sấy lý thuyết……………………………..………..134, Tính toán quá trình sấy thực tế………………………………...………184.1, Tính toán tổn thất nhiệt…………………………………………184.2, Quá trình sấy thực tế……………………………………………25IV, Tính toán các thiết bị của hệ thống sấy…………...……………………….291, Tính toán thùng sấy……………………………………………....……292, Tính chọn cánh đảo trộn……………………………………………….323, Thiết kế bộ phận truyền động cho thùng quay………………...………3434, Tính vành đai và con lăn…………………………….…..……………..425, Tính toán buồng đốt…………………………….……..…….…………466, Tính calorifer…………………………………………..………………517, Tính toán khí động, chọn quạt gió……………………..………………587.1, Tính trở lực………………………………….….………………587.2, Chọn quạt gió……………………………….…….…………….62Phần III: Kết luận.............................................................................................64Tài liệu tham khảo……………………………………….……..…………….65

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM BỘ MÔN: QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ *** ĐỒ ÁN MƠN HỌC Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ TRONG CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM Đề tài: Thiết kế hệ thống sấy thùng quay để sấy đường GVHD : PGS TS Tôn Th ất Minh Sinh viên th ực hi ện: T Th ị Thùy Chi MSSV : 2013 5142 Hà Nội, 2015 *** MỤC LỤC Mục lục…………………………………………………………………………2 Lời mở đầu………………………………………………………………………4 Phần I: Tổng quan kỹ thuật sấy đường………………………………………5 I, Giới thiệu nguyên liệu sấy…………………………………………………5 1, Tính chất nguyên liệu……………………………………………….5 2, Nguyên lý sấy đường……………………………………………………7 II, Kỹ thuật sấy đường………………………………………………………… 1, Các chủng loại máy sấy đường…………………………………………7 2, Quy trình sấy đường……………………………….……………………8 Phần II: Tính tốn, thiết kế hệ thống sấy……………………………….….10 I, Chọn kiểu thiết bị sấy…………………………………………………….…10 II, Chọn tác nhân sấy chất tải nhiệt…………………………………………11 III, Tính tốn nhiệt q trình sấy………………………………………………11 1, Tính cân vật liệu…………………………………………….……11 2, Tính tốn thơng số thùng sấy………………….………11 3, Tính tốn q trình sấy lý thuyết…………………………… ……… 13 4, Tính tốn q trình sấy thực tế……………………………… ………18 4.1, Tính tốn tổn thất nhiệt…………………………………………18 4.2, Q trình sấy thực tế……………………………………………25 IV, Tính tốn thiết bị hệ thống sấy………… ……………………….29 1, Tính tốn thùng sấy…………………………………………… ……29 2, Tính chọn cánh đảo trộn……………………………………………….32 3, Thiết kế phận truyền động cho thùng quay……………… ………34 4, Tính vành đai lăn…………………………….… …………… 42 5, Tính tốn buồng đốt…………………………….…… …….…………46 6, Tính calorifer………………………………………… ………………51 7, Tính tốn khí động, chọn quạt gió…………………… ………………58 7.1, Tính trở lực………………………………….….………………58 7.2, Chọn quạt gió……………………………….…….…………….62 Phần III: Kết luận 64 Tài liệu tham khảo……………………………………….…… …………….65 LỜI MỞ ĐẦU Đường chất có vị tự nhiên, loại th ực phẩm bổ dưỡng thiếu người Đường không sử dụng tr ực tiếp để cung cấp lượng cho thể mà loại nguyên liệu công ngh ệ chế biến thực phẩm khác : công nghệ sản xuất đồ hộp, làm bánh kẹo, làm mứt, làm rượu, nước giải khát… Một công đoạn quan trọng công nghệ sản xuất đường công đoạn sấy đường sau tinh th ể đường đ ược tạo Việc sấy đường giúp cho việc hoàn thiện sản phẩm, bảo quản v ận chuyển đường thuận lợi nhiều Ngày nay, với phát triển khoa học kỹ thuật, có th ể l ựa chọn nhiều phương pháp sấy khác đem lại hiệu cao, bảo đảm giá trị cảm quan giá trị dinh dưỡng cho sản ph ẩm đường M ột phương pháp sấy phải kể đến sấy thùng quay V ới ưu điểm thiết bị nhỏ gọn, phổ biến phù hợp với nguyên liệu sấy hạt sấy thùng quay sử dụng rộng rãi để sấy đường Chính vậy, đồ án mơn học này, em xin trình bày v ề đề tài: “Thiết kế hệ thống sấy thùng quay để sấy đường suất 600 kg/h” với phần sau: Phần I: Tổng quan kỹ thuật sấy đường Phần II: Tính tốn, thiết kế hệ thống sấy Phần III: Kết luận Do trình độ, kinh nghiệm nghiên cứu tài liệu tham kh ảo h ạn chế nên em khơng thể tránh khỏi sai sót q trình tính tốn, thiết kế đồ án Em mong q thầy bạn góp ý, bảo để em bổ sung, củng cố kiến thức cho thân Em xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS Tôn Thất Minh h ướng dẫn, giúp đỡ tận tình để em hồn thành đồ án môn học này! Sinh viên T Th ị Thùy Chi PHẦN I TỔNG QUAN KỸ THUẬT SẤY ĐƯỜNG I, Giới thiệu nguyên liệu sấy Đường vừa sản phẩm thực phẩm quan trọng người, có th ể sử dụng trực tiếp, cung cấp lượng cho thể, vừa nguồn nguyên liệu thiếu nhà máy thực phẩm Hầu loại th ực phẩm chứa đường, số loại thực phẩm dùng đ ường làm nguyên liệu chính, phải kể đến : kẹo, mứt, bánh,… Đường tự nhiên có nhiều mật mía, củ cải đường, th ốt nốt Ở Việt Nam, đường sản xuất chủ yếu từ mật mía Với vùng nguyên liệu tập trung tỉnh vùng Bắc Trung Bộ duyên h ải mi ền Trung như: Thanh Hóa, Nghệ An, Phú Yên, … Một số tỉnh khác nước như: Gia Lai, Đắk Lắk, Tây Ninh, Long An, H ậu Giang, Sóc Trăng Theo số liệu từ trung tâm tin học thống kê, thống kê - thơng tin an ninh lương thực, diện tích trồng mía nước năm 2015 305 nghìn Trong đó, diện tích trồng mía Thanh Hóa 34 nghìn ha, Ngh ệ An 28,4 nghìn Ở Phú Yên, diện tích trồng mía 26,2 nghìn ha, Khánh Hòa 19,8 nghìn Tính tồn vùng Bắc Trung Bộ Duyên h ải mi ền trung, diện tích trồng mía năm 2015 khu vực 122,5 nghìn ha, chiếm 40,16% so với nước Gia Lai tỉnh trồng mía v ới di ện tích lớn với 38,2 nghìn năm 2015 chiếm 12,5% so với n ước Một số giống mía trồng nước ta : F156, MY55-44, Ja-605, F154, F157, H39-3633, NCO310, CO715, Comus, CO449, F134, VN-84-4137, ROCI16, ROC1, VDD63-273, VDD79-177, ROC18, ROC20,… 1, Tính chất nguyên liệu Đường mía thành phần chủ yếu đường saccarose, ngồi có đường khử Những tính chất nguyên liệu ảnh hưởng lớn đến thành phẩm sau q trình sấy  Tính chất vật lý : Là chất rắn kết tinh, không màu, suốt, vị Khối lượng riêng : 1,5879 g/cm3 Nhiệt độ nóng chảy : 186oC – 188oC Khơng tan dầu hỏa, ancol, CS2, benzen, tecpen, glycerin khan Hòa tan giới hạn anilin, etyl axetat, anlyl acetat, phenol NH Dễ tan nước, độ hòa tan tỉ lệ thuận với nhiệt độ Nhiệt dung riêng đường saccarose nguyên chất: c  4,18. 1,2387  0,00173.t  (kJ/kg.độ) Nhiệt lượng riêng saccarose : 16473 kJ/g  Tính chất hóa học đường + Chuyển hóa saccaroza: Dưới tác dụng axit, saccaroza bị thủy phân thành glucoza fructoza C12H22O11 + H2O H+ C6H12O6 + C6H12O6 Tốc độ chuyển hóa đường saccaroza chịu ảnh hưởng nhiệt độ nồng độ ion H+ Ngoài ra, nhiều loại vi sinh vật tao enzyme chuy ển hóa làm tăng tốc độ chuyển hóa đường Nh ững góc ch ết c thi ết b ị nơi vệ sinh không dẫn đến trình chuy ển hóa đ ường tăng mạnh + Tác dụng kiềm Trong môi trường kiềm, dung dịch đường có tính acid yếu nên tác dụng với chất kiềm tạo thành saccarate Mono canxi saccarate dễ bị phân hủy, tri saccarate khó bị phân hủy Đặc tính tri saccarate ứng dụng để lấy đường saccarose khỏi mật củ cải + Tác dụng nhiệt độ Dưới tác dụng nhiệt độ cao, đường saccaroza bị nước tạo thành caramen sản phẩm có màu nâu caramenlan , caramenlin, caramenlen Glucoza, fructoza bị phân hủy, tạo thành axit lactic, axit glucosacarit, axit focmic, lacton Gây vị lạ cho sản phẩm đường 2, Nguyên lý sấy đường Quá trình sấy q trình làm khơ vật thể ph ương pháp tách nước Thực chất trình sấy đường làm phần n ước đ ường khuếch tán vào khơng khí Vì vậy, để q trình sấy đ ường diễn thu ận lợi cần làm áp lực nước bề mặt đường lớn áp suất riêng phần nước khơng khí, cần trì động lực khuếch tán m ới có th ể làm cho phần nước bề mặt tinh đường khơng ngừng hóa phần nước đường khuếch tán đến bề mặt đường Tùy thuộc vào phần nước tự bị sấy khô, bay h ơi, áp l ực h n ước đường giảm xuống đến áp lực h nước khơng khí khơng bão hòa có nhiệt độ độ ẩm định xung quanh đạt đến cân sấy khơng thể tiến hành phần n ước gọi ph ần nước cân Do đó, thấy, ngồi tính chất đ ường, đ ộ ẩm khơng khí xung quanh có quan hệ lớn đến sấy đường Khơng khí xung quanh khơng khí ẩm, tức hỗn hợp khơng khí khơ h n ước Hàm lượng thực tế nước khơng khí thấp, lực hút ẩm khơng khí mạnh lực sấy lớn Hàm lượng n ước khơng khí phụ thuộc độ ẩm khơng gian theo mùa Để chủ động tạo nguồn khơng khí khơ sấy đường, người ta thiết kế lên nhiều ph ương pháp sấy đường với nhiều thiết bị sấy khác II, Kỹ thuật sấy đường 1, Các chủng loại máy sấy đường + Sấy đường thực sàn rung băng tải đường Loại máy sấy dùng nhà máy sấy đường ứng dụng công nghệ thiết bị Trung Quốc như: Lam Sơn, Sơn La, S ơn D ương, Bến Tre, Đắk Nơng, Sóc Trăng, v.v Máy sấy đường sàn rung tương tự máy vận chuyển đường sàn rung, khác máy sấy sàn rung có hai tầng: Tầng v ận chuyển đường, khơng khí dùng làm bay h n ước c đường + Máy sấy thùng quay Máy sấy thung quay thùng tròn đặt nằm ngang, có góc nghiêng so với mặt đất từ 3o – 6o Trong thùng có gắn vào thân thùng nhiều cánh Lúc thùng quay cánh có tác dụng đưa đ ường lên cao rơi xuống tiếp xúc với khơng khí di động phía tr ước + Máy sấy nhiều ống Đặc điểm kết cấu loại máy thùng tròn, bên có lắp tổ ống Trong ống có gắn cánh có tác dụng giúp đường tiếp xúc đ ều với khơng khí Trong ống dùng để sấy đường khơng khí nóng chuy ển động chiều Khi làm nguội đường, đường khơng khí l ạnh chuy ển động ngược chiều 2, Quy trình sấy đường Đường Khơng khí Gầu tải Quạt đẩy Khói lò Calorifer Cơ cấu nhập liệu Quạt hút Thùng sấy Xyclon Băng tải Bụi đường Đường sau sấy Thuyết minh quy trình sấy đường + Vật liệu sấy: Đường sau ly tâm đưa đến gầu tải để vận chuyển lên cao đưa vật liệu vào cấu nhập liệu vào thùng sấy Tại thùng sấy, đường sâu vào thùng sấy, xáo trộn cánh nâng thùng quay Đồng thời diễn trình trao đổi ẩm với tác nhân sấy Quá trình c ứ diễn từ đường bắt đầu vào thùng khỏi thùng đ ể đ ạt đ ược độ ẩm theo yêu cầu kỹ thuật Ở cuối thùng sấy, đường sau tách ẩm tháo liệu ngoài, vận chuy ển hệ th ống băng t ải Nhiệt độ đầu đường cao (khoảng 40oC) nên phải làm nguội Có hai cách để thực q trình làm nguội đường:  Dùng luồng khơng khí lạnh, khơ thổi cưỡng để làm nguội  Làm nguội tự nhiên cách lợi dụng độ dài thích hợp hệ thống băng tải + Tác nhân sấy: Khơng khí điều kiện bình thường ( 20oC, 85% ) quạt đẩy đưa vào hệ thống qua ống dẫn khí vào calorifer để tiến hành trao đổi nhiệt lên 85oC, sau dẫn vào thùng sấy Tại thùng sấy, tác nhân sấy tiến hành trình truyền nhiệt dẫn ẩm khỏi vật liệu sấy Nhiệt độ tác nhân sấy giảm dần khỏi thùng sấy 37 oC Trong khơng khí khỏi thùng có lẫn bụi đường, hỗn h ợp khí – bụi dẫn vào xiclon để lọc thu bụi đường, khơng khí đ ược thải ngồi mơi trường Calorifer gia nhiệt khói lò lấy từ lò đốt Nhiên liệu dầu diesel PHẦN II TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY Thơng số: Thiết kế hệ thống sấy thùng quay để sấy đường: Năng suất: G2 = 600 kg/h Độ ẩm vật liệu trước sấy: w1 = 1,5% Độ ẩm vật liệu sau sấy: w2 = 0,3% Thơng số khơng khí trời: P = 745mmHg; to = 20oC; = 85%  Nhiên liệu diesel có thành phần cơng thức tính theo % nh sau:     C = 82,5; O = 0,5; H = 11,5; S = 0,5; W = 2,0; A = 0,1;  Độ điền đầy β = 20%  Thời gian sấy  = 20p t nl = 20ºC I Chọn kiểu thiết bị sấy Với nguyên liệu sấy đường, lựa chọn thiết bị sấy thiết bị sấy thùng quay Hệ thống thùng quay hệ thống sấy chuyên dùng để sấy vật li ệu dạng hạt, cục nhỏ Loại thiết bị dùng rộng rãi công ngh ệ sau thu hoạch để sấy vật liệu ẩm dạng hạt có kích thước nh ỏ - Ưu điểm: + Quá trình sấy đặn mãnh liệt nhờ tiếp xúc tốt vật liệu sấy tác nhân sấy + Cường độ làm việc tính theo lượng ẩm cao, có th ể lên tới 100 kg/m3.h + Thiết bị đơn giản, dễ vận hành, chiếm diện tích mặt nhỏ - Nhược điểm: + Vật liệu dễ bị vỡ vụn, làm giảm chất lượng sản phẩm + Cần có xyclon để lọc bụi vật liệu sấy tạo nhiều bụi 10 Bảng : Thông số nhiệt độ tác nhân qua calorifer Thông số Nhiệt độ đầu vào Nhiệt độ Nhiệt độ trung bình Khơng khí nóng 600oC 200oC 400oC Khơng khí cần gia nhiệt 20oC 85oC 53oC Chênh lệch nhiệt độ trung bình khói khơng khí c ần gia nhi ệt t tb  là: t1  t 400  65   255,9o C t1 400 ln ln t 65 Quá trình cấp nhiệt từ khói lò chảy ống đến khơng khí ch ảy c ngang ống diễn gồm ba giai đoạn: + Truyền nhiệt từ khói lò đến thành ống Bao gồm truy ền nhiệt đối lưu xạ + Dẫn nhiệt qua thành ống + Truyền nhiệt từ thành ống đến khơng khí chảy cắt ngang ống Có sử dụng quạt, quạt thổi khơng khí chảy cắt ngang ống Do v ậy, ph ương thức truyền nhiệt chủ yếu đối lưu cưỡng Chọn số kích thước ống dẫn khói lò calorifer để sử dụng cho tính tốn: Bảng 8: Một số kích thước ống dẫn khói lò calorifer: Thơng số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Đường kính ngồi d2 m 0,05 Bề dày ống  m 0,005 54 Đường kính d1 m 0,04 Hệ số dẫn nhiệt vật liệu làm ống (Thép CT20) c W/mK 50 Số lượng ống n ống 100  Hệ số cấp nhiệt từ khói lò đến thành ống + Tính chuẩn số Gratkov g..t.l3 Gr  2 (Cơng thức V.39_trang 13_[2]) Trong đó: g : Gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s ∆t: Hiệu số nhiệt độ bề mặt trao đổi nhiệt dòng, ( oC) Giả sử nhiệt độ mặt ống là: tw2 = 390oC � t  t w  t f  400  390  10o C Nhiệt độ trung bình khói lò bề mặt ống là: t tb1  t f  t w 400  390   395o C 2 β : Hệ số dãn nở thể tích,  T ϑ : Độ nhớt động học tác nhân sấy, (m2/s) 6 Tra phụ lục 6_trang 350_[5], 395oC, ta có :   63,05.10 m2/s l : Kích thước hình học chủ yếu, l = d2 = 0,05m 55 � Gr  9,81.10.0,053  63,05.106   395  273  4617,78 + Chuẩn số Nu Chuẩn số Nu xác định sau: Nu  0,47.Gr 0,25  0,47.4617,780,25  3,97 + Hệ số cấp nhiệt từ khói lò đến thành ống đối lưu: Ta có cơng thức : Nu  1� d1  ( Cơng thức V.33_trang 11_[2] ) Trong : d1 : Đường kính ống, (m) 1� : Hệ số cấp nhiệt từ khói lò đến thành ống  : Hệ số dẫn nhiệt khói lò, (W/m2.độ) Tra phụ lục 6_trang 350_[5], ta có : 400oC, λ = 5,21.10-2 W/mK � 1� .Nu 5,21.102.3,87   14,02 D 0,0144 W/m2.K + Hệ số cấp nhiệt từ khói lò đến thành ống b ức x � 1� = , W/m2.độ (Công thức 8.51_[10]) Trong : εn: Mức độ đen hệ ,tra bảng 56 – [6] , εn = 0,95 C0: Hệ số vật đen tuyệt đối, C0= 5,76 W/m2.0K4 T1,T2: Nhiệt độ tuyệt đối khói lò bề mặt ống ,0K 56 4 � �400  273 � �390  273 �� 0,95.5,76 � � � � �� 100 � � � 100 �� � � � 1�   65,25 10 W/m2.K + Hệ số cấp nhiệt từ khói lò đến thành c ống : � 1  1�  1�  14,02  65, 25  79, 27 W/m2.K  Hệ số cấp nhiệt từ thành ngồi ống đến khơng khí chảy c ngang chùm ống Khơng khí chuyển động cắt ngang ống có sử dụng quạt, vận tốc khơng khí lựa chọn đạt 10 m/s Lựa chọn kiểu xếp ống ống xếp thẳng hàng + Chuẩn số Re Re  .d  (Cơng thức V.36_trang 13_[2]) Trong đó:  : Vận tốc khơng khí trung bình calorifer, ω = 10 m/s d2 : Đường kính ngồi ống, (m) 57  : Độ nhớt động học khói lò, (m2/s) Nhiệt độ trung bình khơng khí là: 20oC Tra phụ lục 6_trang 350_[5] 20oC, ta có :   15,06.106 m2/s � Re  10.0,05  33200,53 15,06.106 + Chuẩn số Nu Chuẩn số Nu xác định sau: Nu  0,21. Re0,65 (Công thức V.50_Trang 19_[2]) Trong đó,  hệ số tính đến ảnh hưởng góc tới Chọn  = 90o, ta có:  =1 � Nu  0,21.1.33200,530,65  182,37 + Hệ số cấp nhiệt Đối với dãy ống thứ ba trở đi, ta có cơng th ức : Nu  � d  ( Công thức V.33_trang 11_[2] ) Trong : d2 : Đường kính ngồi ống, (m) � : Hệ số cấp nhiệt từ thành ngồi ống đến khơng khí  : Hệ số dẫn nhiệt khơng khí, (W/m2.độ) Tra phụ lục 6_trang 350_[5], ta có : 20oC, λ = 2,59.10-2 W/mK � �  .Nu 2,59.102.182,37   236,17 d2 0,02 W/m2.K Đối với dãy ống thứ nhất, hệ số cấp nhiệt tính nh sau : 58 � �      0,6.236,17  141,7 W/m2.K Dãy ống thứ hai, hệ số cấp nhiệt là: � �      0,9.236,17  212,55 W/m2.K Hệ số cấp nhiệt thành ống đến khơng khí chuy ển động cắt ngang : c  � � 8.236,17  141,7  212,55 8.�  3     224,36 10 10 W/m2.K  Hệ số truyền nhiệt calorifer k 1    h  1�  c c Trong đó: 1� : Hệ số cấp nhiệt từ khói lò đến thành ống, 1� = 72,3 W/m2.K  : Bề dày ống,  = 0,005 m  c : Hệ số dẫn nhiệt vật liệu làm ống,  c = 50W/m2.K  h : Hệ số bám bẩn bề mặt phía khói, theo kinh nghiệm,  h = 0,15  c : Hệ số cấp nhiệt từ thành ống đến khơng khí,  c = 224,36 W/m2.K �k  1 0,005   0,15  72,3 50 224,36  5,9 W/m2.K  Diện tích bề mặt truyền nhiệt là: 59 F Qcal k.t tb (Công thức trang 88_[4]) Trong đó: Qcal: Cơng suất nhiệt calorifer, Qcal = 35432,07 W k : Hệ số truyền nhiệt calorifer, k= 4,2 W/m2.K t tb : Chênh lệch nhiệt độ trung bình khói lò khơng khí cần gia nhiệt, t tb = 256oC �F 35432,07  23,3 5,8.256 m2  Chiều dài ống (l) Bề mặt truyền nhiệt F phải thỏa mãn quan hệ: F  .d l.n , m2 Như vậy, chiều dài ống là: l F 23,3   1,5 .d n .0,05.100 m 7, Tính tốn khí động, chọn quạt gió Trong hệ thống sấy, quạt phận vận chuyển khơng khí tạo áp suất cho dòng khí qua thiết bị: caloripher, máy s ấy, đ ường ống, xyclon Nói cách khác nhiệm vụ hệ thống quạt tạo dòng ch ảy c tác nhân sấy qua thùng sấy có lưu lượng trình sấy yêu cầu Năng suất quạt đặc trưng thể tích khí vào hay thiết bị sấy Trong thiết bị sấy thường, để vận chuyển tác nhân sấy th ường dùng loại quạt ly tâm hướng trục Theo áp suất tạo chia làm lo ại: - Quạt áp suất thấp, tổng cột áp tạo đến 100 mmH2O 60 - Quạt trung áp, tổng cột áp tạo 100 – 300 mmH2O - Quạt áp cao, tổng cột áp tạo 300 – 1500 mmH2O Để chọn loại quạt , thông số kỹ thuật phụ thuộc vào thông số đặc trưng hệ thống sấy, trợ lực mà quạt phải khắc phục 7.1, Tính trở lực  Tính trở lực qua thùng sấy + Chuẩn số Reynolds: Re  .D t  (Cơng thức V.36_trang 13_[2]) Trong đó:  : Vận tốc tác nhân sấy trung bình, ω = 0,8 m/s Dt : Đường kính thùng sấy, (m)  : Độ nhớt động học tác nhân sấy, (m2/s) Nhiệt độ trung bình tác nhân sấy là: 61 oC Tra phụ lục 6_trang 6 350_[8] tf1 = 61oC, ta có :   18,97.10 m2/s � Re  0,8.0,6  25303,11 18,97.106 + Hệ số thủy động a : a  5,85  90 100  Re Re (Công thức 10.20_trang 213_[8]) a  5,85  90 100   6, 48 25303,11 25303,11 + Khối lượng riêng dẫn xuất khối hạt chuyển động thùng sấy: 61 dx  0, 25. G1  G   0,75.2.V (Công thức 10.23_Trang dx  0, 25. 607, 22  600  0,2  40, 24 0,75.2.1 kg/m3 213_[8]) + Hệ số đặc trưng cho độ chặt lớp hạt C 1: C1  1  2 (Cơng thức 10.21_Trang 213_[8]) Trong đó:   v  dx 990  40,24   0,959 v 990 � C1   0,959  0,044 0,959 + Trở lực qua lớp hạt là: p1  a.L.w k C1 2.g.d Trong : L : Chiều dài thùng sấy, (m) w : Tốc độ TNS, (m/s) k : Mật độ hay khối lượng riêng TNS, (kg/m 2) g : Gia tốc trọng trường, (m/s2) d : Đường kính trung bình hạt, (m) C1 : Hệ số đặc trưng cho độ chặt lớp hạt a : Hệ số thủy động 62 � p1  6,48.4, 2.0,82.0,974.0,044  46, 24 2.9,81.0,0008 mmH2O = 453,61 N/m2  Áp suất động khí Áp suất động khí xác định theo cơng thức: ∆pd = (Cơng thức 15.10 – trang 228 – [7]) Trong đó: ∆pd: áp suất động khí ra, [N/m2] ρ: khối lượng riêng khí, ρ = 1,029 kg/m3 W: tốc độ khí thải vào mơi trường Chọn tốc độ khí thải vào mơi trường W = 14,69 m/s ∆pd = = 111,03 (N/m2) = 11,3 mmH2O  Tính trở lực đường ống Trường hợp ống dẫn khí có tiết diện nhau, ta có: �L �  p o  �   � �  � d � (Công thức trang 94 – [4]) Trong đó:  : hệ số trở lực ma sát L: tổng chiều dài ống, [m] D: đường kính tương đương ống dẫn khí, [m] ρ: khối lượng riêng khí nhiệt độ trung bình, ρ = 1,029 kg/m3 63  : tốc độ khí ống, [m/s]  : Hệ số trở lực cục + Hệ số trở lực ma sát: Đối với ống có tiết diện hình tròn chảy tầng: Re = 40 � = 0,160 W/m.K (phụ lục 2, trang 183 – [4]) + Chọn đường kính ống dẫn d’ = 0,4m, υ = 20,02.10-6 m2/s + Chọn chiều dài tổng cộng ống: L = 4m + Ta tính vận tốc tác nhân sấy ống là: Re. 400.20,02.10 6    0,02 d� 0, (m/s) + Hệ số trở lực cục bộ: Trên đường ống thường gặp trở lực cục sau: cút nối, cửa điều chỉnh, tiết diện côn, đột thu,… Tổng đột thu (từ nhỏ sang to, từ to sang nhỏ) có đổi hướng đổi dòng đột thu có chênh lệch vận tốc υ1, υ2 nên ta lấy: = 0,5 Tổng cút nối đường ống để chuyển hướng tác nhân sấy, vật liệu vào ta lấy: = 0,8 Thay vào cơng thức ta có: 0,02 � � po  � 0,16  0,5  0,8 � 1,029  5,96.10 4 0, � � N/m2 = 6,08.10-5 mmH2O 64  Trở lực caloripher trở lực qua xyclon Theo kinh nghiệm, trở lực qua xyclon ∆px = 20 mmH2O, trở lực qua caloripher ∆pc = 3,7 mmH2O  Xác định cột áp toàn phần Cột áp toàn phần xác định theo công thức: ∆p = ∆pd + ∆p0 + ∆px + ∆pc + ∆p1 (Công thức 15.16 – trang 229 – [10]) ∆p = 11,3 + 6,08.10-5 + 20 + 3,7 + 46,24 = 81,24 (mmH2O) 7.2, Chọn quạt Theo phụ lục 3, trang 192 – [4], dựa vào đồ thị đặc tuyến quạt ly tâm, với suất VTB = 471,9 m3/h cột áp ∆p = 81,24 mmH2O o 12 Ta chọn quạt Ц4 – 70 N có hiệu suất 0,8; số vòng quay ω =130 rad/s Công suất quạt: N  k Vtb o p 3600.102..q (Công thức 17.38 – trang 334 – [8]) Trong đó: k: hệ số dự phòng, lấy k = 1,2 V: lưu lượng nhiệt độ trung bình tác nhân sấy, [m3/h] ρo: khối lượng riêng khơng khí khơ điều kiện tiêu chuẩn, ρo = 1,293 kg/m3 ∆p: tổng cột áp mà quạt phải thực hiện, [mmH2O] ρ: số kg khơng khí khơ m3 khơng khí ẩm 65 ηq: hiệu suất quạt � N  1,2 471,9.1,293.81, 24  0,18 3600.102.1,092.0,8 kW 66 PHẦN III LỜI KẾT Trong trình thực đồ án thiết kế hệ thống sấy thùng quay, em ôn lại kiến thức cũ học phần “Q trình thi ết bị” mơn học khác Em học cách tính tốn thiết kế m ột hệ th ống sấy thùng quay thực tế Đồ án giúp em làm quen v ới vi ệc tìm tài liệu tra cứu, học cách tính tốn khí giúp em nắm đ ược mối quan hệ lý thuyết thực tế Đối với hệ thống sấy thùng quay này, việc thiết kế, tính tốn d ựa nhiều vào cơng thức thực nghiệm cho nhiều tài liệu khác Mặt khác, nguyên liệu sấy đường nhiều tài liệu tham khảo, nên q trình tính tốn em sử dụng số liệu thay khác Việc sử dụng công thức, số liệu khơng tránh khỏi sai s ố q trình thiết kế Để thiết kế xác, ta cần lập hệ thống hoạt động thử để kiểm tra chọn chế độ làm việc tối ưu Đồng thời, việc thiết kế hệ thống dựa nhiều tài liệu lý thuyết khơng có th ực tế kinh nghiệm, nên có nhiều điều chưa thật hợp lý, em mong nhận đ ược s ự hướng dẫn, góp ý thêm thầy cô để hệ th ống hoàn thi ện h ơn Em xin chân thành cám ơn ! 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]_ GS.TSKH Nguyễn Bin, PGS.TS Đỗ Văn Đài, PGS.TS Nguy ễn Tr ọng Khuông, KS Long Thanh Hùng, TS Phan Văn Thơm, TS.Đinh Văn Huỳnh, TS Trần Xoa, TS Phạm Xuân Toản, “Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất” (Tập I) NXB KH-KT xuất 1999 [2]_ GS.TSKH Nguyễn Bin, PGS.TS Đỗ Văn Đài, PGS.TS Nguy ễn Tr ọng Khuông, KS Long Thanh Hùng, TS Phan Văn Thơm, TS.Đinh Văn Huỳnh, TS Trần Xoa, TS Phạm Xuân Toản, “Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất” (Tập II) NXB KH-KT xuất 1999 [3]_ Phạm Văn Bôn, “Sổ tay dẫn nhiệt không ổn định ( theo A.V Luikov) – Thông số nhiệt lý thực phẩm nguyên liệu (phỏng theoA.S.guizbour”, Tp HCM, 2004 [4]_PGS TS Hoàng Văn Chước , “Thiết kế hệ thống thiết bị sấy” [5]_Nguyễn Trọng Hiệp – Nguyễn Văn Lẫm, “Thiết kế chi tiết máy”, NXB Giáo dục, 2000 [6]_Nguyễn Văn Lụa, “Kỹ thuật sấy vật liệu”,NXB ĐHQG TPHCM,2001 [7]_ PGS.TSKH Trần Văn Phú, “Kỹ thuật sấy” [8]_PGS TSKH Trần Văn Phú, “Tính tốn thiết kế hệ thống sấy” NXB Giáo dục xuất năm 2002 [9]_Phạm Xuân Toản, “Các q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm” (Tập 3: Các trình thiết bị truyền nhiệt), NXB KH – KT Hà Nội [10]_Tập thể tác giả, “Máy thiết bị sản xuất hóa chất”, NXB KH - KT Hà Nội [11]_Hồ Lệ Viên, “Thiết kế - tính tốn chi tiết thiết bị hóa chất”,( tập 2) NXB KHKT năm 1978 68 ... độ, kinh nghiệm nghiên cứu tài liệu tham kh ảo h ạn chế nên em khơng thể tránh khỏi sai sót q trình tính tốn, thiết kế đồ án Em mong q thầy bạn góp ý, bảo để em bổ sung, củng cố kiến thức cho thân... cảm ơn thầy PGS.TS Tôn Thất Minh h ướng dẫn, giúp đỡ tận tình để em hồn thành đồ án môn học này! Sinh viên T Th ị Thùy Chi PHẦN I TỔNG QUAN KỸ THUẬT SẤY ĐƯỜNG I, Giới thiệu nguyên liệu sấy Đường... có gắn cánh có tác dụng giúp đường tiếp xúc đ ều với khơng khí Trong ống dùng để sấy đường khơng khí nóng chuy ển động chi u Khi làm nguội đường, đường khơng khí l ạnh chuy ển động ngược chi u