Tính toán thiết kế sấy thùng quay sấy đường với năng suất 1200 kgh

Mục lụcMục lục 1Lời mở đầu 2Phần I: Tổng quan1.1. Giới thiệu về sản phẩm sấy1.2. Giới thiệu về phương pháp sấy1.3. Giới thiệu về hệ thống sấy thùng quayPhần II: Tính toán công nghệ sấy đường……………………………………....2.1. Tính toán cân bằng vật liệu2.2. Tính thời gian sấy……………………………………………………2.3. Tính kích thước và các thông số của thùng2.4. Tính toán quá trình sấy lí thuyết2.5. Tính toán quá trình nhiệt quá trình sấy2.5.1. Tính tổn thất nhiệt2.5.2. Tính toán quá trình sấy thực2.5.3. Tính toán cân bằng nhiệt……………………………………………Phần III: Tính toán thiết bị của hệ thống sấy ………………………………….3.1. Tính toán thùng sấy3.2. Tính chọn cánh đảo trộn3.3. Thiết kế bộ phận truyền động cho thùng quay3.4. Tính vành đai và con lăn3.5. Tính Caloripher………………………………………………………3.6. Tính trợ lực và chọn quạt…………………………………………………3.7. Tính công suất của dộng cơ quay………………………………………Lời kết…………………………………………………………………………….

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 MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Đề tài: Thiết kế hệ thống sấy thùng quay để sấy đường

Mục lục

Mục lục 1

Lời mở đầu 2

Phần I: Tổng quan

1.1 Giới thiệu về sản phẩm sấy

1.2 Giới thiệu về phương pháp sấy

1.3 Giới thiệu về hệ thống sấy thùng quay

Phần II: Tính toán công nghệ sấy đường………

2.1 Tính toán cân bằng vật liệu

2.2 Tính thời gian sấy………

2.3 Tính kích thước và các thông số của thùng

2.4 Tính toán quá trình sấy lí thuyết

2.5 Tính toán quá trình nhiệt quá trình sấy

2.5.1 Tính tổn thất nhiệt

2.5.2 Tính toán quá trình sấy thực

2.5.3 Tính toán cân bằng nhiệt………

Phần III: Tính toán thiết bị của hệ thống sấy ………

3.1 Tính toán thùng sấy 3.2 Tính chọn cánh đảo trộn 3.3 Thiết kế bộ phận truyền động cho thùng quay 3.4 Tính vành đai và con lăn 3.5 Tính Caloripher………

3.6 Tính trợ lực và chọn quạt………

3.7 Tính công suất của dộng cơ quay………

Lời kết………

LỜI MỞ ĐẦU

Sấy là một quá trình công nghệ được sử dụng rất nhiều trong các côngnghệ sản xuất và đời sống thực tế Đặc biệt, trong các ngành công nghiệp thựcphẩm, chế biến, hóa chất, sản xuất vật liệu xây dựng… kỹ thuật sấy đống mộtvai trò quan trọng trong dây chuyền sản xuất Sản phẩm sau khi sấy có độ ẩmthích hợp thuận tiện cho việc bảo quản, vận chuyển, chế biến, đồng thời nângcao chất lượng sản phẩm

Đường là một sản phẩm của công nghiệp thực phẩm Đường saccarose có

vị ngọt tự nhiên, là loại thực phẩm bổ dưỡng, cung cấp nhiều năng lượng chocon người Đường là sản phẩm dùng trực tiếp hoặc có thể dùng làm nguyên liệutrong các ngành công nghệ sản suất thực phẩm như: công nghệ sản xuất đồ hộp,công nghệ sản xuất bánh kẹo, mứt, nước giải khát…

Một trong những quá trình quan trọng trong công nghệ sản xất là sấyđường khi tinh thể đường được tạo ra Sấy đã giúp cho công việc bảo quản vàvận chuyển đường được thuận lợi, đồng thời đường thành phẩm bảo đảm chấtlượng cũng như giá trị cảm quan Do tính chất và thành phần của đường khi sấyphải giữ được những tính chất về giá trị cảm quan và giá trị dinh dưỡng nên cóthể sử dụng môt số loại thiết bị như sấy thùng quay, sấy sàn rung, sấy tầng sôi,

…tuy nhiên thông dụng nhất trong sấy hiện nay là kiểu sấy thùng quay với tácnhân là không khí nóng

Trên cơ sở những kiến thức đã được học và sự hướng dẫn của thầy giáo

trong đồ án môn học này, em sin trình bày về “ Tính toán thiết kế sấy thùng

quay sấy đường với năng suất 1200 kg/h ” với nội dung bao gồm các phần

PHẦN I

TỔNG QUAN

1.1 Giới thiệu về sản phẩm sấy

Đường saccarose có công thức phân tử là C12H22O11 , cấu tạo từ 2 đườngđơn là Glucose và Fructose, trọng lượng phân tử là 32,3 đvC Tinh thể saccarosetrong suốt không màu, không mùi, có vị ngọt; khối lượng riêng: 1,5879 g/cm3.Nhiệt độ nóng chảy: 180 – 1860C; dễ tan trong nước với độ hòa tan khá cao, tỷ

lệ với nhiệt độ Ở trạng thái kết tinh, đường saccarose không hút ẩm, độ hút ẩmcủa nó phụt thuộc vào tạp chất lẫn trong tinh thể đường, độ tan chất càng lớn thìkhả năng hút ẩm càng cao

Đường saccarose không có tính khử Trong môi trường axit hoặc kiềmmạnh, saccarose bị thủy phân tạo thành glucose và frucrose Dưới tác dụng cảnhiệt độ cao (1600C) đường saccarose bị nóng chyar và khi nhiệt độ lớn hơn

Làm trong nước mía Ép

Nguyên liệu

(Mía)

Quá trình sấy đường tương đối dễ vì tinh thể đường saccarose khôngngậm nước, chủ yếu là tách ẩm bề mặt tinh thể, mặt khác là độ ẩm ban đầu củađường nhỏ Vì vậy, thiết bị sấy không phức tạp nhưng sấy xong bắt buộc phảilàm nguội đến nhiệt độ phòng để tạo điều kiện bảo quản tốt cho sau này.

1.2 Giới thiệu phương pháp sấy

1.2.1 Khái niệm chung về sấy

1.2.1.1 Định nghĩa

Sấy là quá trình tách ẩm ra khỏi bề mặt vật liệu nhờ sử dụng nhiệt năng.Quá trình sấy nhằm mục đích giảm bớt khối lượng, tăng độ bền của vật liệu; bảoquán tốt vật liệu trong một thhowif gian dài, nhất là đối với các sản phẩm nôngsản, lương thực, thực phẩm; giảm năng lượng tiêu tốn trong quá trình vậnchuyển vật liệu; hoặc để đảm bảo các thông số kỹ thuật cho các quá trình giacông vật liệu tiếp theo

1.2.1.2 Phân loại

Quá trình sấy bao gồm 2 phương thức:

 Sấy tự nhiên: là phương pháo sử dụng trực tiếp năng lượng tự nhiên nhưnăng lượng mặt trời, năng lượng gió… để làm bay hơi nước Phươngpháp này đơn giản, không tốn năng lượng, rẻ tiền tuy nhiên không điềuchỉnh được tốc độ sấy theo yêu cầu kỹ thuật nên năng suất thấp, phụthuộc vào thời tiết, cần diện tích bề mặt lớn, điều kiện vệ sinh kém… Do

đó phương pháp này được áp dụng cho sản xuất quy mô lẻ, hộ gia đình,

 Sấy nhân tạo: là phương pháp sấy được sử dụng các nguồn năng lượng docòn người tọa ra, thường được tiến hành trong các thiết bị sấy, cung cấpnhiệt cho các vật liệu ẩm

Sấy nhân tạo có nhiều dạng, tùy theo phương pháp truyền nhiệt mà trong

kỹ thuật sấy có thể chia ra làm các dạng:

- Sấy đối lưu: là phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy vớikhông khí nóng, khói lò… (gọi là tác nhân sấy )

- Sấy tiếp xúc: là phương pháp sấy không cho tác nhân sấy tiếp xúc vớinhiệt độ sấy mà tác nhân sấy truyền nhiệt cho vật liệu sấy gián tiếpqua một vách ngăn

- Sấy bằng tia hồng ngoại: là phương thức sấy dùng năng lượng của tiahồng ngoại do nguồn điện phát ra truyền cho vật liệu sấy.

- Sấy bằng dòng điện cao tần: là phương pháp sấy dùng năng lượngđiện trường có tần số cao để đốt nóng trên toàn bộ chiều dày của lớpvật liệu

- Sấy thăng hoa: là phương pháp sấy trong môi trường có độ chânkhông rất cao, nhiệt độ rất thấp nên ẩm tự do trong vật liệu đóng băng

và bay hơi trừ trạng thái rắn thành hơi mà không qua trạng thái lỏng

1.2.1.3 Nguyên lí của quá trình sấy.

Quá trình sấy là một quá trình chuyển khối có sự tham gia của pha rắn rấtphức tạp vì nó bao gồm cả quá trình khuếch tán bên trong và cả bên ngoài vậtliệu rắn đồng thời với quá trình truyền nhiệt Đây là một quá trình nối tiếp nghĩa

là quá trình chuyển lượng nước trong vật liệu từ pha long sang pha hới sau đótách pha hơi ra khỏi vật liệu ban đầu Động lực của quá trình là sự chênh lệch

độ ẩm ở trong lòng vật liệu và bên trên bề mặt vật liệu Quá trình khuếch tánchuyển pha này chỉ xảy ra khi áp suất hơi trên bề mặt vật liệu lớn hơn áp suấthơi riêng phần của hơi nước trong môi trường không khí xung quanh Vận tốccủa toàn bộ quá trình được quy định bởi giai đoạn nào là chậm nhất Ngoài ratùy theo phương pháp sấy mà nhiệt độ là yếu tố thúc đẩy hoặc cản trở quá trình

di chuyển ẩm từ trong vật liệu sấy ra ngoài bền mặt vật liệu sấy

Trong quá trình sấy thì môi trường không khí ẩm xung quanh có ảnhhưởng rất lớn và trực tiếp đến vận tốc sấy Do vậy cần nghiên cứu tính chất làthông số cơ bản của quá trình sấy

sẽ ngừng lại

Vì vậy nhiệm vụ của tác nhân sấy:

- Gia nhiệt cho vật liệu sấy

- Tải ẩm: mang ẩm từ bề mặt vật liệu vào môi trường

- Bảo vệ vật liệu sấy khỏi bị hỏng do quá nhiệt

Tùy theo phương pháp sấy mà các tác nhân sấy có thể thực hiện một haynhiều các nhiệm vụ trên.

Các loại tác nhân sấy:

 Không khí ẩm: là loại tác nhân sấy thông dụng nhất, có thể dùng cho hầuhết các loại sản phẩm Dùng không khí ẩm sẽ có nhiều ưu điểm: khôngkhí có sẵn trong tự nhiên, không độc , không làm sản phẩm sau khi sấy ônhiễm và thay đổi mùi vị Tuy nhiên, dùng không khí ẩm làm tác nhânsấy cần trang bị thêm bộ gia nhiệt không khí (caloripher khí –hơi bay khí– khói), nhiệt độ sấy không quá cao Thường nhỏ hơn 5000C vì nếu nhiệt

độ cao quá thiết bị trao đổi nhiệt phải được chế tạo bằng thép hợp kimhay gốm sứ với chi phí đắt

 Khói lò : khói lò được dùng làm tác nhân sấy có thể nâng nhiệt độ sấy lên

10000C mà không cần thiết bị gia nhiệt, tuy nhiên làm vật liệu sấy bị ônhiễm do bụi và các chất có hại như CO2, SO2 ,…

 Hơi quá nhiệt: tác nhân sấy này được dùng cho các loại sản phẩm dễ bịcháy nổ và có khả năng chịu được nhiệt độ cao

 Hỗn hợp không khí và hơi nước: Tác nhân sấy này chỉ dùng khi độ ẩmtương đối cao

1.2.3 Thiết bị sấy.

Do điều kiện sấy trong mỗi trường hợp sấy rất khác nhau nên cónhiều kiểu thiết bị sấy khác nhau đề phù hợp với các loại vật liệu sấyriêng biệt Có nhiều cách phân loại thiết bị sấy:

- Dựa vào tác nhân sấy: thiết bị sấy bằng không khí hay thiết bị sấybằng khói lò, ngoài ra còn có nhiều thiết bị sấy bằng phương pháp đặcbiệt như sấy thăng hoa, sấy bằng tia hồng ngoại, sấy bằng dòng điệncao tần…

- Dựa vào áp suất làm việc: thiết bị sấy chân không hay thiết bị sấy ở ápsuất thường

- Dựa vào phương pháp cấp nhiệt cho quá trình sấy: Thiết bị sấy tiếpxúc, thiết bị sấy đối lưu hay thiết bị sấy bức xạ…

- Dựa vào cấu tạo thiết bị: phòng sấy, hầm sấy, sấy băng tải

- Dựa vào chiều chuyển động của tác nhân sấy: cùng chiều hay ngượcchiều

 Chọn thiết bị, tác nhân và phương án sấy :

- Chọn thiết bị sấy: Căn cứ vào ưu nhược điểm của các loại thiết bị sấy

và đặc điểm của vậ liệu sấy ở đây là đường ta chọn thiết bị sấy là hệtthống sấy thùng quay Hệ thống sấy thùng quay là hệ thống sấychuyên dùng để sấy các vật liệu hạt, cục nhỏ Loại thiết bị này đượcdùng rộng rãi trong công nghệ sau: thu hoạch để sấy các vật liệu ẩmdạng hạt có kích thước nhỏ

- Chọn tác nhân sấy: ĐƯờng là sản phẩm thực phẩm có thể dùng để ăn

trức tiếp hoặc dùng làm nguyên liệu chế biến sản xuất các sản phẩmthực phẩm, dược phẩm khác vì vậy yêu cầu quá trình sấy phải sạch,không bị ô nhiễm, bám bụi Mặt khác, sấy đường không sấy ở nhiệt độcao Do đó ta chọn tác nhân sấy là không khí nóng

- Chọn phương án sấy: Đường được sấy liên tục với tác nhân là không

khí nóng Vật liệu và tác nhân sấy sẽ đi qua xyclon thu hồi bụi đường

và thải khí ra ngoài môi trường

1.3 Giới thiệu về hệ thống sấy thùng quay.

Cấu tạo chính của hệ thống sấy thùng quay là một thùng sấy hình trụtròng được đặt nghiêng so với mặt phẳng nằm ngang một khoảng 1-5 độ Có 2vành đai trượt trên các con lăn đỡ khi thùng quay Khonagr cách giữa các conlăn có thể điều chỉnh được để thay đổi của thùng Thùng quay với tốc độ 1,5 – 8vòng/phút nhờ một động cơ điện thông qua hộp giảm tốc Bên trong thùng cólắp các cánh đảo để xáo trộn vật liệu làm cho hiệu suất đạt cao hơn, phía cuốithùng có hộp tháo sản phẩm

Hệ thống sấy thùng quay làm việc ở áp suất khí quyển Tác nhân sấy cóthể là không khí sạch hay khí lò Tác nhân sấy và vật liệu có thể chuyển độngcùng chiều hoặc ngược chiều Vận tốc của tác nhân sấy đi trong thùng khôngquá 3m/s đẻ tránh vật liệu bị cuốn nhanh ra khỏi thùng

Vật liệu ướt qua phễu nạp liệu rồi vào thùng sấy ở đầu cao Thân thùng quaytrònm vật liệu sấy vừa bị xáo trộn, vừa đi dần từ đầu cao xuống đầu thấp củathùng Nó chuyển động được nhờ những đêm chắn Đệm chắn vừa phân bố đềuvật liệu theo tiết diện thùng, vừa xáo trộn vật liệu, làm cho vật liệu tiếp xúc vớitác nhân sấy tốt hơn

Quá trình vật liệu đi trong thùng quay, tác nhân sấy và vật liệu sấy traođổi nhiệt ẩm cho nhau Vật liệu đi hết chiều dài thùng sấy được lấy ra vầ vậnchuyển cào kho nhờ bằng tải còn tác nhân sấy đi qua xyclon để thu hồi vật liệusấy theo khí thải và được thải ra ngoài môi trường

 Ưu, nhược điểm của hệ thống sấy thùng quay :

+ Vật liệu dễ bị vỡ vụn, làm giảm chất lượng sản phẩm

+ Cần có xyclon để lọc bụi nếu vật liệu sấy tạo ra nhiều bụi

+ Tiếng ồn lớn do quạt tạo ra

PHẦN II

TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ SẤY ĐƯỜNG

Thông số đề bài:

 Độ ẩm vật liệu trước khi sấy: W1 = 3%

 Độ ẩm vật liệu sau khi sấy: W2 = 0,15%

 Nhiệt độ của vật liệu trước khi vào thiết bị sấy: tv1 = 250C

 Nhiệt độ của vật liệu sau khi ra khỏi thiết bị sấy: tv2 = 350C

 Nhiệt độ của tác nhân sấy trước khi vào thiết bị sấy: t1 = 1000C

 Nhiệt độ của tác nhân sau khi vào thiết bị sấy: t2 = 400C

W1: Lượng ẩm bốc hơi trong 1 giờ của vật liệu sấy (kg/h)

W2: Độ ẩm của vật liệu trước khi sấy (%)

G2: Lượng vật liệu ra khỏi máy sấy (kg/h)

Vậy: W = 1200* 100−0,153−0,15 =34,25 (kg/h)

Khối lượng vật liệu ẩm vào thùng sấy:

G2 = G1 - W, kg/h (Công thức VII.17 – trang 102 – [2])

G2 = 1200 – 34,25 = 1165,75 (kg/h)

Khối lượng vật liệu khi tuyệt đối:

2 2

A : Cường độ bốc ẩm bay hơi, (kg/m3h)

W : Lượng ẩm bay hơi trong 1 giờ của vật liệu sấy, (kg/h)

V : thể tích thùng sấy, (m3)



, vòng/phútTrong đó :

L,D : chiều dài và đường kính của thùng sấy, (m)

a : Hệ số phụ thuộc đường kính và kiểu cánh đảo chọn a = 1,2

 : thời gian sấy, (phút)

: góc nghiêng của thùng sấy, chọn  = 40

 : thời gian sấy( phút )

Wtb : độ ẩm trung bình của vật liệu sấy trước và sau khí sấy, (%)

Wtb = 3+0,152 = 1,58 (%)

Vậy th = 20 – 10.log61.27 + 0,37.(100−1,58)+1,582350 =64(0C)

Quá trình sấy lí thuyết không có hồi lưu được biểu diễn trên đồ thị I – d (hìnhvẽ)

 Tính toán trạng thái không khí bên ngoài :

Chọn không khí bên ngoài được xác đinhh bởi cặp thông số nhiệt độ và độ ẩmtương đối (t0 , 0) = ( 25%,85%), có áp suất p =745 mmHg

Lượng chữa ẩm d 0 :

d0 =

0 P

0,85.0,0315 750

0,621.



= 0,0172 (kg ẩm/kk)

Emtapy I 0 :

I0= 1,004.t0 + d0.(2500 + 1,842.t0) ( Công thức 2.25 – trang 29 – [1])

= 1,004.25 + 0,0172.(2500 + 1,842.25) = 68,892 ( kJ/kg kk)

 Tính toán trạng thái không khí vào thùng sấy:

Không khí được đưa vào thùng sấy được qua caloripher để đốt nóng không tăng ẩm đến nhiệt độ t 1 = 100 0 C, lượng chứa ẩm d 1 = d 0 = 0,0172 kg ẩm/

Độ ẩm tương đối q 1 :

1

0,0172.(745 / 750)

2,68(%) 0,9987.(0,621 0, 0172)

Pb2 = exp {12,000 - 2

4025, 420

235,500 t } = exp {12,000 -

4025, 420 235,500 40  } = 0,0732 bar

Độ ẩm tương đối của không khí sau quá trình sấy lí thuyết là :

b

d B

P d =

0, 0413.(745 / 750) 0,0732.(0,621 0,0413)  =84,62 (%)

- Lượng ẩm mà không khí nhận từ vật liệu :

Gbc0 = d20 – d1 = 0,0413 – 0,0172 = 0,0241 (kg ẩm/kg kk)

Ta có bảng thông số của quá trình sấy :

Không khí trước khi đi

 Lượng ẩm tác nhân sấy lí thuyết cần :

- Lượng không khí khô cần thiết để bốc hơi 1kg ẩm là :

l0 = 20 0

1

1 0,0413 0,0172  =41,49 (kg kk/kg ẩm)

Vậy lượng tác nhân sấy vào caloripher là :

L0 = l0.W = 41,49 34,25 = 1421 (kg/h)

Theo phụ lục 5 ( Trang 349 – [1]), thể tích không khí ẩm chứa 1kgkhông khí khô trước và sau quá trình sấy là : v1 = 1,105m3/kg kk, v2 =0,969 m3/kg kk, do đó :

- Lượng thể tích của tác nhân sấy trước quá trình sấy lý thuyết V1 :

2.5.1.1 Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi :

- Nhiệt dung riêng của vật liệu sấy ở độ ẩm w2 = 0,15% là :

Cv = Cvk.(1 – w2) + Ca.w2, [kJ/kg độ] ( Công thức 7.40 – trang 14 – [1])Trong đó :

Cvk : Nhiệt dung riêng của vật liệu sấy khô, Cvk = 1,45 kJ/kg độ

Ca : Nhiệt dung riêng của hơi nước, Ca = 4,1868 kJ/kg độ

Trong đó :

tv1, tv2 : Nhiệt độ của vật liệu sấy trước và sau khi sấy

G2 : Lượng vật liệu ra khỏi máy sấy (kg/h)

Cv : Nhiệt dung riêng của vật liệu sấy ở độ ẩm w2, (kJ/kg độ)

Vậy : qv = 1165,75.1,454.(35−25)34,25 = 494,9 ( kJ/kg ẩm )

Qv = qv W = 494,9 34,25= 16950 kJ/h

2.5.1.2 Tổn thất nhiệt do môi trường.

Để tính được tổn thất nhiệt do môi trường ta phải giả thiết tốc độ sấy củatác nhân sấy là w(m/s) Sau khi tính toán xong lượng tác nhân quá trình sấy thực

ta sẽ kiểm tra lại giả thiết này

Cơ sở để giả thiết tốc độ tác nhân sấy trong thiết bị sấy thực tế là tốc độsấy lý thuyết w0(m/s) Tốc độ này chính là tỉ số giữa lưu lượng thể tích trungbình Vtb0 và chọn β = 0,1 do đó tiết diện tự do của thùng sấy của thể tính gầnđúng bằng :

Ftd = (1-β).Fts =(1−0,2)π 12

4 = 0,628 (m2)Khi đó, tốc độ tác nhân sấy lý thuyết bằng :

W0 = V tb0

F td = 0,628o , 41 = 0,65( m/s)

Giả thiết tốc độ của tác nhân sấy trong quá trình sấy thực W = 0,65 m/s

Như vậy dự liệu để tính mật độ dòng gồm :

- Nhiệt độ của dịch thể nóng trong trường hợp này là trung bình nhiệt

độ cả tác nhân vào và ra thùng sấy

STT Lớp Tên lớp Chất liệu Kí hiệu độ

Các quá trình truyền nhiệt xảy ra :

 Quá trình cấp nhiệt từ tác nhân sấy đến thành thiết bị sấy

 Quá trình dẫn nhiệt từ thành trong ra ngoài thiêt bị

 Quá trình cấp nhiệt từ thành ngoài thiết bị đến không khí

Lớp thép bọc bên ngoài cách nhiệt với bề dày 1mm có tác dụng chủ yếu là đểbảo vệ, tổn thất nhiệt qua lớp này là không đang kể nên khi tính toán có thể bỏqua

Hệ số truyền nhiệt từ tác nhân sấy ra ngoài môi trường xung quanh K được tínhtheo công thức :

 : Hệ cấp nhiệt từ thành ngoài ra ngoài môi trường (W/m2.độ)

r : Hệ số dẫn nhiệt của thành thiết bị

 : Chiều dày thiết bị (m)

a Quá trình cấp nhiệt từ tác nhấn sấy đến thiết bị sấy :

Mật độ dòng nhiệt do trao đổi nhiệt giữa tác nhân sấy và thành

wtb : Vận tốc tác nhân sấy trung bình, wtb = 1,41 m/s.

Trong đó : Hệ số hiệu chỉnh tính đến ảnh hưởng tỉ số giữa chiều dài vàđường kính thùng sấy.

 : Hiệu số nhiệt độ giữa bề mặt trao đổi nhiệt và dòng, (0C)

Giả sử nhiệt độ mặt trong của thùng sấy là tw1 = 650C

 t = tf1 – tw1 = 70 – 65 = 50C

Nhiệt độ trung bình giữa tác nhân và bề mặt trong của thùng sấy là :

 Gr =

3 2

  : Độ nhớt động học của tác nhân sấy, (m2/s)

 t : Hiệu số nhiệt đọ giữa bề mặt trao đổi nhiệt và dòng, (0C)

 Giả sử nhiệt độ mặt trong của thùng sấy là tw4 = 300C

4 4

0 2

εn : Mức độ đen của hệ, tra bảng 56 – [4], εn = 0,95n : Mức độ đen của hệ, tra bảng 56 – [4], εn : Mức độ đen của hệ, tra bảng 56 – [4], εn = 0,95n = 0,95

C0 : Hệ số của vật đen tuyệt đối, C0 = 5,76 W/m2.0K4

T1 , T2 : Nhiệt độ tuyệt đối của bề mặt thiết bị sấy và môi trường xung

Do đó mật độ dòng nhiệt q bằng :

q = k.(tf1 – tf2) = 0,63.(70 – 25) = 25,43 (W/m2.độ)

- Diện tích bao quanh thùng sấy F : Vì tính truyền nhiệt qua thùng sấynhư là truyền nhiệt qua vách phẳng, do đó tính diện tích bao quanhthùng sấy bằng diện tích phần hình trụ tính theo đường kính trungbình:

F = π.D.L + 2

2.D

và tổn thất nhiệt ra ngoài môi trường Tổng tổn thất Qtt này bằng :

2.5.2 Tính toán quá trình sấy thực tế :

 Tính giá trị (lượng nhiệt bổ sung thực tế)

 = Ca.t0 – (qv + qmt) (kJ/kg ẩm) (Công thức trang 221 – [1])

Trong đó :

Ca : Nhiệt dung riêng của hơi nước, Ca = 4,1868 (kJ/kg.độ)

t0 : Nhiệt độ bên ngoài môi trường, t0 =250C

Cpk : Nhiệt dung riêng của không khí khô, Cpk = 1,004 kJ/kg.K

i1, i2 : Entanpi của 1 kg hơi nước ở nhiệt độ t1, t2 , kJ/kg

Theo [1] – 29, ia = r + Cpa với ẩn r : ẩn nhiệt hóa hơi, r = 2500 (kJ/kg)

Cpa : nhiệt dung riêng của hơi nước, Cpa = 1,842 kJ/kg.K

Đồ thị biểu diễn quá trình sấy thực :

- Xác định lượng tác nhân sấy thực tế :

Lượng không khí khô cần thiết để bốc hơi 1kg ẩm vật liệu sấy là :

l= 1

d2−d1=

1 0,038−0,0172=48,08 (kgkk/kg)Vậy lượng tác nhân sấy vào thiết bị là :

 Kiểm tra lại giả thiết về tốc độ của tác nhân sấy :

Tốc độ của tác nhân sấy trong quá trình sấy thực bằng :