S ấy là một quá trình công nghệ được sử dụng rất nhiều trong thực tế sản xuất. Trong công nghiệp như chế biến nông hải sản, chế biến gỗ, sản xuất vật liệu xây dựng….Kỹ thuật sấy đóng vai trò quan trọng trong dây chuyền sản xuất. Sản phẩm rau quả sấy có độ ẩm thích hợp, thuận tiện cho việc bảo quản, vận chuyển, chế biến, đồng thời nâng cao chất lượng sản phẩm. Đồ án về nội dung sấy là một trong những bài tập lớn nằm trong chương trình của bộ môn quá trình và thiết bị khoa công nghệ Hoá của trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội, nó giúp cho sinh viên có kĩ năng hơn trong quá trình tra cứu số liệu, tính toán, đồng thời nắm vững hơn về công nghệ sấy nói riêng và các quá trình trong công nghệ Hoá Học nói chung.
Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc o0o ĐỒ ÁN MƠN HỌC Q TRÌNH THIẾT BỊ Sinh Viên : Đinh Thái Học Mã SV: 0941440108 Lớp : ĐH CNKT Mơi Trường Khố: Khoa : Cơng nghệ Hố Giáo viên HD : Phạm Thị Thanh Yên NỘI DUNG Thiết kế hệ thống sấy thùng quay làm việc xuôi chiều dùng để sấy canxi clorua CaCl2 suất tấn/ Các số liệu ban đầu: - Độ ẩm vật liệu trước sấy: 11% - Độ ẩm vật liệu sau sấy: 1.2% - Nhiệt độ khói lò vào : 5500C - Nhiệt độ khói lò : 990C STT Tên vẽ Khổ giấy Số lượng Vẽ dây chuyền sản xuất A4 01 Vẽ máy sấy thùng quay A0 01 GVHD : Phạm Thị Thanh Yên SV: Đinh Thái Học Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội s Khoa Cơng Nghệ Hóa LỜI MỞ ĐẦU q trình cơng nghệ sử dụng nhiều thực tế sản xuất Trong công nghiệp chế biến nông- hải sản, chế biến gỗ, sản xuất vật liệu xây dựng….Kỹ thuật sấy đóng vai trò quan trọng dây chuyền sản xuất Sản phẩm rau sấy có độ ẩm thích hợp, thuận tiện cho việc bảo quản, vận chuyển, chế biến, đồng thời nâng cao chất lượng sản phẩm Đồ án nội dung sấy tập lớn nằm chương trình mơn q trình thiết bị khoa cơng nghệ Hố trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội, giúp cho sinh viên có kĩ trình tra cứu số liệu, tính tốn, đồng thời nắm vững cơng nghệ sấy nói riêng q trình cơng nghệ Hố Học nói chung Được Phạm Thị Thanh n giao nhiêm vụ: “tính tốn để thiết kế hệ thống sấy thùng quay để sấy CaCl2 với suất tấn/ giờ” Dựa kiến thức học với hướng dẫn tận tình cơ, em hồn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn cô Thanh Yên, thầy cô khoa Cơng Nghệ Hố bảo, giúp đỡ tận tình em thời gian em hồn thành đồ án Do hạn chế tài liệu tham khảo kiến thức nên đồ án chắn khơng tránh khỏi sai sót, em mong nhận đóng góp, sữa chữa thầy Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực hiện: Đinh Thái Học Lớp: ĐH CNKT Môi Trường GVHD : Phạm Thị Thanh Yên SV: Đinh Thái Học Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa Mục Lục ĐỒ ÁN MƠN HỌC Q TRÌNH THIẾT BỊ LỜI MỞ ĐẦU .2 Mục Lục CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Giới thiệu chung kỹ thuật sấy .6 1.1.1 Khái niệm sấy 1.1.2 Phương pháp sấy 1.1.3 Vai trò sấy kỹ thuật đời sống 1.2 Giới thiệu máy sấy thùng quay .9 1.3 Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống sấy thùng quay 11 1.3.1 Sơ đồ công nghệ 11 1.3.2 Nguyên lý hoạt động 12 1.4 Giới thiệu vật liệu sấy Canxi Clorua 13 1.4.1 Tính chất 13 1.4.2 Ứng dụng CaCl2 13 CHƯƠNG 2: .14 TÍNH TỐN VÀ LỰA CHỌN NHIÊN LIỆU 14 2.1 Thông số ban đầu .14 2.1.1 Kiểu thiết bị sấy 14 2.1.2 Các Thông số 14 2.2 Tính tốn thơng số nhiên liệu 14 2.2.1 Thành phần than 14 2.2.2 Nhiệt dung riêng than 15 2.2.3 Nhiệt trị than .16 2.2.4 Lượng khơng khí khơ lý thuyết để đốt cháy kg than .16 2.2.5 Entanpi nước hỗn hợp khói .16 2.2.6 Hệ số khơng khí thừa sau q trình hồ trộn 16 2.2.7 Trạng thái khói trước vào thùng sấy .21 CHƯƠNG 3: .23 TÍNH TỐN THIẾT BỊ CHÍNH 23 3.1 Cân vật liệu .23 3.1.1 Lượng ẩm bay .23 3.1.2 Lượng CaCl2 khỏi thúng sấy 23 3.2 Các thông số thùng sấy 23 3.2.1 Thể tích thùng sấy 23 3.2.2 Chiều dài ,đường kính bề dày thùng 23 3.2.3 Thời gian lưu vật liệu thùng 24 3.2.4 Số vòng quay thùng 25 3.2.5 Công suất cần thiết để quay thùng 25 3.2.6 Các thông số thùng sấy 26 3.3 Quá trình sấy lý thuyết .27 3.3.1 Trạng thái khói khỏi thùng sấy .27 3.3.2 Cân nhiệt lượng trình sấy 27 3.4 Quá trình sấy thực tế 28 3.4.1 Nhiệt tổn thất môi trường .28 GVHD : Phạm Thị Thanh Yên SV: Đinh Thái Học Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa 3.4.2 Tổn thất CaCl2 mang khỏi thùng sấy .33 3.4.3 Xác định giá trị ∆ (Lượng nhiệt bổ sung thực tế) 33 3.4.4 Trạng thái khói khỏi thùng sấy .34 3.4.5 Lượng khói cần thiết để bốc kg ẩm 35 3.4.6 Lượng than cần thiết cho trình 35 3.4.7 Cân nhiệt lượng thiết bị sấy 35 3.4.8 Kiểm tra lượng nhiệt mát môi trường 36 3.4.9 Lượng nhiệt cần cung cấp cho thùng sấy 36 CHƯƠNG 37 TÍNH TỐN CƠ KHÍ 37 4.1 Tính tốn hệ thống dẫn động 37 4.1.1 Tính tốn lựa chọn động 37 4.1.2 Tính tốn động học hệ thống dẫn động khí 38 4.2 Tính tốn truyền động bánh 39 4.2.1 Chọn vật liệu .39 4.2.2 Xác định ứng suất cho phép 40 4.2.3 Các thông số truyền 42 4.3 Kiểm tra độ bền thân thùng 49 4.3.1 Trọng lượng vật liệu thùng 49 4.3.2 Trọng lượng thùng rỗng 50 4.3.3 Trọng lượng bánh vòng .50 4.3.4 Trọng lượng cánh xới 51 4.3.5 Trọng lượng vành đai 51 4.3.6 Khoảng cách hai vành đai 51 4.3.7 Tải trọng đơn vị chiều dài thùng khơng kể bánh vòng .52 4.3.8 Momen uốn tải trọng gây 52 4.3.9 Momen uốn bánh vòng gây .52 4.3.10 Momen chống uốn 52 4.3.11 Ứng suất thân thùng 52 4.4 Tính tốn vành đai 53 4.4.1 Tải trọng vành đai .53 4.4.2 Phản lực lăn 53 4.4.3 Bề rộng vành đai 53 4.4.4 Bề dày vành đai 54 4.4.5 Momen uốn .54 4.4.6 Momen chống uốn 54 4.4.7 Các thông số vành đai 55 4.5 Tính tốn lăn đỡ 55 4.5.1 Đường kính lăn 55 4.5.2 Bề rộng lăn 55 4.5.3 Ứng suất tiếp xúc 55 4.5.4 Các thông số lăn đỡ .56 4.6 Tính tốn lăn chặn .56 4.6.1 Lực lớn tác dụng lên lăn chặn 56 4.6.2 Xác định bán kính lăn chặn 57 4.6.3 Kiểm tra độ bền lăn chặn .57 4.6.4 Các thông số lăn chặn 58 CHƯƠNG 59 TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ .59 5.1 Tính tốn buồng đốt 59 GVHD : Phạm Thị Thanh Yên SV: Đinh Thái Học Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa 5.1.1 Diện tích bề mặt ghi lò 59 5.1.2 Thể tích buồng đốt 59 5.1.3 Chiều cao buồng đốt 59 5.1.4 Số ghi lò 60 5.1.5 Tỉ lệ mắt ghi: f/F .60 5.2 Tính tốn chọn quạt .60 5.2.1 Năng suất quạt 60 5.2.2 Công suất quạt 60 5.2.3 Chọn quạt 62 BẢNG PHỤ LỤC: 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 GVHD : Phạm Thị Thanh Yên SV: Đinh Thái Học Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Giới thiệu chung kỹ thuật sấy 1.1.1 Khái niệm sấy Q trình sấy q trình làm khơ vật thể, vật liệu, sản phẩm phương pháp bay nước Như vậy, trình sấy khô vật thể diễn biến sau: Vật thể gia nhiệt để đưa nhiệt độ lên đến nhiệt độ bão hòa ứng với phân áp suất nước bề mặt vật thể Vật thể cấp nhiệt để làm bay ẩm Tóm lại, trình sấy xảy trình trao đổi nhiệt trao đổi chất cụ thể tŕnh truyền nhiệt từ chất tải nhiệt cho vật sấy, trình truyền ẩm từ vật sấy bề mặt sấy, trình truyền ẩm từ bề mặt vật sấy ngồi mơi trường Các q trình truyền nhiệt, truyền chất xảy đồng thời vật sấy, chúng có quan hệ qua lại lẫn 1.1.2 Phương pháp sấy Có nhiều cách phân loại : a Dựa vào tác nhân sấy: - Sấy khói lò - Sấy khơng khí nóng - Sấy tia hồng ngoại : Là phương pháp sấy dùng lượng tia hồng ngoại để làm khô vật liệu - Sấy dòng điện cao tần : Là phương pháp sấy dùng lượng điện trường để đốt nóng tồn chiều dày vật liệu b Dựa vào phương pháp cung cấp nhiệt cho trình sấy - Sấy đối lưu : Là phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy với tác nhân sấy - Sấy tiếp xúc : Là phương pháp sấy mà tác nhân sấy tiếp xúc gián tiếp với vật liệu sấy qua vách ngăn GVHD : Phạm Thị Thanh Yên SV: Đinh Thái Học Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa - Sấy thăng hoa : Là phương pháp sấy mơi trường có độ chân không cao, nhiệt độ thấp nên ẩm vật liệu đóng băng bay từ trạng thái rắn thành trạng thái khí c Dựa vào phương pháp làm việc - Máy sấy liên tục - Máy sấy gián đoạn d Dựa vào áp suất làm việc - Sấy chân không 33 - Sấy áp suất thường e Dựa vào cấu tạo thiết bị - Thiết bị sấy buồng - Thiết bị sấy hầm - Thiết bị sấy tháp - Thiết bị sấy phun - Thiết bị sấy thùng quay 1.1.3 Vai trò sấy kỹ thuật đời sống Sấy qúa trình tách nước (ẩm) khỏi vật liệu phương pháp nhiệt Ngày xưa người ta biết sử dụng phương pháp sấy tự nhiên đơn giản phơi nắng Tuy nhiên, phơi nắng bị hạn chế lớn cần diện tích sân phơi rộng phụ thuộc vào thời tiết, đặc biệt bất lợi mùa mưa Vì vậy, ngành cơng nghiệp người ta thường phải tiến hành q trình sấy nhân tạo - Kết qúa trình sấy hàm lượng chất khô vật liệu tăng lên Điều có ý nghĩa quan trọng nhiều phương diện khác Ví dụ: + Đối với nơng sản thực phẩm tăng cường tính bền vững bảo quản GVHD : Phạm Thị Thanh Yên SV: Đinh Thái Học Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa + Đối với nhiên liệu ( củi, than) nâng cao nhiệt lượng cháy, gốm sứ làm tăng độ bền học… + Và tất vật liệu sau sấy giảm giá thành vận chuyển - Do ý nghĩa nêu mà đối tượng trình sấy đa dạng, bao gồm nguyên liệu, bán thành phẩm thành phẩm giai đoạn khác qúa trình sản xuất chế biến, thuộc nhiều lĩnh vực kinh tế khác Nói cách khác, kỹ thuật sấy ứng dụng rộng rãi nghành công nghiệp nông nghiệp - Nguyên tắc trình sấy cung cấp lượng nhiệt để biến đổi trạng thái pha lỏng vật liệu thành Hầu hết vật liệu trình sản xuất chứa pha lỏng nước người ta thường gọi ẩm Như thực tế xem sấy qúa trình tách ẩm phương pháp nhiệt - Việc cung cấp lượng cho vật liệu qúa trình sấy tiến hành theo phương pháp truyền nhiệt biết Ví dụ : + Cấp nhiệt đối lưu gọi sấy đối lưu + Cấp nhiệt dẫn nhiệt gọi sấy tiếp xúc + Cấp nhiệt xạ gọi sấy xạ + Ngồi ra, có phương pháp sấy đặc biệt sấy dòng điện cao tần, sấy thăng hoa, sấy chân khơng… - Tóm lại, để bảo quản loại sản phẩm thời gian dài, qui trình cơng nghệ sản xuất nhiều sản phẩm có cơng đoạn sấy khô - Để chất lượng sản phẩm ngày nâng cao, công nghệ sấy cải tiến phát triển nghành hải sản, rau nhiều loại thực phẩm khác Các sản phẩm nông nghiệp dạng hạt lúa, ngô, đậu…sau thu hoạch cần sấy khô kịp thời, không sản phẩm bị giảm chất lượng chí bị hỏng dẫn đến tình trạng mùa sau thu hoạch GVHD : Phạm Thị Thanh Yên SV: Đinh Thái Học Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa Do nhu cầu sấy ngày đa dạng, có nhiều phương pháp thiết bị sấy để sấy loại sản phẩm khác nhau.Ngồi đơi loại sản phẩm u cầu qui mơ sấy khác đòi hỏi thiết bị sấy phù hợp Đối với loại sản phẩm biết trước, nhằm đạt yêu cầu sản phẩm sấy với chi phí nhiên liệu đầu tư thiết bị ban đầu thấp 1.2 Giới thiệu máy sấy thùng quay Hệ thống sấy thùng quay hệ thống sấy làm việc liên tục chuyên dùng để sấy vật liệu hạt, cục nhỏ như: cát, than đá, loại quặng, đường, muối, loại hóa chất : NaHCO , BaCl …ngũ cốc, mì Hệ thống dùng nhiên liệu đốt dầu than cấp nhiệt cho buồng đốt Cấu tạo máy sấy thùng quay gồm phần chính: - Buồng đốt - Thùng quay để trao đổi nhiệt liên tục với vật liệu sấy - Hệ thống thơng gió thu hồi bụi cuối lò Cấu tạo máy sấy thùng quay thùng sấy Thùng sấy ống hình trụ tròn vật liệu thép, có lắp cánh xáo trộn để phân vùng khơng Tùy theo đường kính ống thép mà độ dày thành ống từ 10 - 14 mm Ống thép đặt nghiêng - ổ trục quay, để tránh tình trạng ống bị trơi quay ổ trục có bệ đỡ lăn chống trơi Đầu cao ống có buồng đốt cấp nhiệt bên có ống dẫn vật liệu vào Đầu thấp ống có buồng cuối lò, bên có ống dẫn vật liệu khỏi thùng sấy sang gầu tải đưa lên silo chứa Bên buồng cuối lò có gắn quạt hút, ống khói xyclon lắng bụi tạo thành hệ thống thơng gió bên máy sấy Bên thùng sấy người ta lắp cánh để xáo trộn vật liệu làm trình trao đổi nhiệt vật liệu sấy tác nhân sấy tốt Các đệm ngăn thùng vừa có tác dụng phân phối vật liệu theo tiết diện thùng vừa làm tăng bề mặt tiếp xúc Cấu tạo đệm ngăn phụ thuộc vào kích thước vật liệu sấy độ ẩm Các loại đệm ngăn dùng phổ biến máy sấy thùng quay gồm : GVHD : Phạm Thị Thanh Yên SV: Đinh Thái Học Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa - Đệm ngăn loại mái chèo nâng loại phối hợp dùng sấy vật liệu cục to, ẩm, có xu hướng đóng vón lại, loại có hệ số chứa đầy vật liệu không 10 - 20 % - Đệm ngăn hình quạt có khoảng khơng thơng với - Đệm ngăn phân phối hình chữ thập kiểu vạt áo xếp toàn tiết diện thùng, dùng để sấy vật liệu dạng cục nhỏ, xốp, thùng quay vật liệu đảo trộn nhiều lần, bề mặt tiếp xúc pha lớn - Đệm ngăn kiểu phân khu để sấy hạt đập nhỏ, bụi loại cho phép hệ số chứa đầy từ 15 - 25 % Nếu nhiệt độ sấy lớn 200C dùng khói lò khơng dùng cho nhiệt độ lớn 800C Ưu điểm hệ thống sấy thùng quay: - Quá trình sấy đặn mãnh liệt nhờ tiếp xúc tốt vật liệu sấy tác nhân sấy Cường độ sấy lớn, đạt 100 kg ẩm bay hơi/ mh - Thiết bị gọn, khí hóa tự động hóa tồn khâu sấy Nhược điểm hệ thống sấy thùng quay: - Vật liệu bị đảo trộn nhiều nên dễ tạo bụi vỡ vụn Do nhiều trường hợp làm giảm chất lượng sản phẩm - Không sấy vật liệu dễ vỡ GVHD : Phạm Thị Thanh Yên 10 SV: Đinh Thái Học Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa Vậy độ bền đảm bảo Các thơng số kích thước truyền bánh trụ Khoảng cách trục : aw = 900mm Modun pháp : m = 10 mm Chiều rộng vành : bw = 270 mm Tỷ số truyền : un = 14,121 Số : z1 = 12, z2 = 170 Đường kính đỉnh : da1 = 140 mm; da2 = 1720 mm Đường kính đáy : df1 = 100 mm; df2 = 1680 mm Vật liệu làm bánh : - Bánh nhỏ : Thép 45 cải thiện - Bánh lớn : Thép 45 thường hóa 4.3 Kiểm tra độ bền thân thùng 4.3.1 Trọng lượng vật liệu thùng Gvl G1.g. 60 ( N ) ( 89 – TTTKMHCT1 ) Trong : G1 : Năng suất thùng; G1 = 6000 ( kg/h ) g : Gia tốc trọng trường; g = 9,81 ( m/s2 ) τ : Thời gian lưu vật liệu thùng; τ =24,135 ( ph ) ( N ) 4.3.2 Trọng lượng thùng rỗng Gt = g.Lt.{[(Dt+2.δ3)2–Dt2+Dn2–(Dn – 2.δ1 )2].ρ1 +[(Dn – 2.δ1)2–(Dt+ 2δ3)2].ρ2}( N ) Trong : g : Gia tốc trọng trường; g = 9,81 ( m/s2 ) Lt : Chiều dài thùng; Lt = ( m ) Dt : Đường kính thùng; Dt = 1,5( m ) Dn : Đường kính thùng; Dn = 1,614 ( m ) GVHD : Phạm Thị Thanh Yên 46 SV: Đinh Thái Học Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa δ1 : Độ dày lớp bảo vệ thùng; δ1 = 0,002 ( m ) δ2 : Độ dày lớp cách nhiệt; δ2 = 0,04 ( m ) δ3 : Độ dày thân thùng; δ3 = 0,015 ( m ) ρ1 : Khối lượng riêng thép CT3; ρ1 = 7850 ( kg/m3 ) ρ2 : Khối lượng riêng amiang; ρ2 = 1400 ( kg/m3 ) → Gt = 6.9,81.{[( 1,5 + 2.0,015 )2 –1,52+1,6142–(1,614–2.0,002)2 ] 7850 [( 1,614 – 2.0,002 )2 – ( 1,5 +2 0,015 )2].1400} = 53924,598(N) 4.3.3 Trọng lượng bánh vòng Gbr = ( d2a2 – d2f2).bw.ρ.g ( N ) Trong : da2 : Đường kính đỉnh bánh vòng; da2 = 1,716 ( m ) df2 : Đường kính đáy vòng; df2 = 1,680( m) bw : Bề rộng vành răng; bw = 0,270 ( m ) ρ : Khối lượng riêng thép CT3; ρ = 7850 ( kg/m3 ) g : Gia tốc trọng trường; g = 9,81 ( m/s2 ) → Gbr = ( 1,7162 – 1,6802 ).0,270.7850.9,81 = 2465,457 ( N ) 4.3.4 Trọng lượng cánh xới Chọn Gcx = 5000 ( N ) 4.3.5 Trọng lượng vành đai G vd = ( Dv2 – Dn2 ).bv.ρ.g ( N) Trong : Dv : Đường kính vành đai; GVHD : Phạm Thị Thanh Yên 47 SV: Đinh Thái Học + Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa Dv = ( 1,1 ÷ 1,2 ).Dn = ( 1,1 ÷ 1,2 ).1,384 = ( 1,775 ÷ 1,937 ) ( m ) Chọn Dv = 1,8 ( m ) bv : Bề rộng vành đai; Chọn bv = 0,2 ( m ).(Nếu Dv = 1,2 ÷2m) ρ : Khối lượng riêng thép CT3; ρ = 7850 ( kg/m3 ) g : Gia tốc trọng trường; g = 9,81 ( m/s2 ) → Gvd = ( 1,82 – 1,6142 ).0,2.7850.9,81 =7681,305 ( N ) Vậy, trọng lượng toàn thùng : G = Gvl + Gt + Gbr + 2.Gvd + Gcx = 23676,435+53924,598+2465,457 + 2.7681,305 + 5000 = 100429,1 ( N ) 4.3.6 Khoảng cách hai vành đai Ld = 0,586.Lt ( m ) ( 84 – TTTKMHCT1 ) Trong : Lt : Chiều dài thùng; Lt = ( m ) → Ld = 0,586.6 = 3,516 ( m ) 4.3.7 Tải trọng đơn vị chiều dài thùng không kể bánh vòng q G Gbr Lt ( N/cm ) ( 90 – TTTKMHCT1 ) ( N/cm ) 4.3.8 Momen uốn tải trọng gây M1 q.L2d ( N.cm ) ( 90 – TTTKMHCT1 ) ( N.cm ) GVHD : Phạm Thị Thanh Yên 48 SV: Đinh Thái Học Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa 4.3.9 Momen uốn bánh vòng gây ( N.cm ) Tổng momen uốn : M = M1 + M2 = 2523028,28+ 216713,670 = 2739740,95 ( N.cm ) 4.3.10 Momen chống uốn Dt2 S W ( 90 – TTTKMHCT1 ) Trong : Dt : Đường kính thùng; Dt = 150 ( cm ) S : Bề dày thùng sấy; S = 1,5( cm ) ( cm3 ) 4.3.11 Ứng suất thân thùng ( N/cm2 ) < [σ]CT3 = 4000 ( N/cm2 ) Vậy, thùng đảm bảo điều kiện bền có bề dày 1,5 cm 4.4 Tính tốn vành đai 4.4.1 Tải trọng vành đai Q' G cos Với : G: Trọng lượng toàn thùng , G = 100429,1 (N) α : Góc nghiêng thùng , α = 3o 4.4.2 Phản lực lăn T Q' 2.cos ( N ) ( 84 – TTTKMHCT1 ) Trong : φ : Góc tạo lăn thùng; Chọn φ = 30o GVHD : Phạm Thị Thanh Yên 49 SV: Đinh Thái Học Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa ( N ) 4.4.3 Bề rộng vành đai Bề rộng vành đai phụ thuộc vào đại lượng tải trọng riêng cho phép 1cm chiều dài tiếp xúc vành đai bề mặt lăn Bề rộng vành đai phải thỏa mãn điều kiện : T B� Po ( 10.20 – 84 – TTTKMHCT1 ) Trong : P o : Tải trọng riêng cho phép, vận tốc quay thùng 2,213(vg/ph) Po = 2400 ( N/cm ).(chọn thùng quay chậm) ( cm ) Chọn B = 150 mm 4.4.4 Bề dày vành đai Với thùng nặng bề dày thùng quay : h = = 150 (mm) 4.4.5 Momen uốn Mu = 2.T.R.A ( 10.21 – 84 – TTTKMHCT1 ) Trong : T :phản lực lăn; T = 28951,652 ( N ) R : Bán kính vành đai; R = ( cm ) A : Hệ số phụ thuộc vào tính chất tải trọng phương pháp lắp vành đai với thân thùng; Theo 85 – TTTKMHCT1 ta có với vành đai lắp cứng với thân thùng A = 0,07 → Mu = 2.28951,652.90.0,07 = 364790,815 ( N.cm ) GVHD : Phạm Thị Thanh Yên 50 SV: Đinh Thái Học Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa 4.4.6 Momen chống uốn W Mu [ ] ( cm3 ) ( 91 – TTTKMHCT1 ) Trong : [σ] : Ứng suất cho phép vật liệu làm thùng; Chọn vật liệu làm thùng thép đúc với [σ] = 15600 ( N/cm2 ) W= ( cm3 ) Kiểm tra lại bề dày vành đai : Ta có : ( cm ) Vậy vành đai đủ bền 4.4.7 Các thơng số vành đai - Đường kính vành đai : Đường kính: Dv = 1,8 ( m ) Bề dày vành đai : h = 0,15( m ) - Bề rộng vành đai : B = 0,150( m ) - Vật liệu làm vành đai : Thép đúc 4.5 Tính tốn lăn đỡ Con lăn đỡ tiếp nhận tất trọng lượng thùng quay vật liệu thùng Các gối đỡ lăn phải lắp đặt cho lăn di chuyển theo phương thẳng góc với trục thùng xoay xung quanh tâm thùng để thay đổi góc nghiêng thùng 4.5.1 Đường kính lăn ( 86 – TTTKMHCT1 ) ( cm );Chọn dc = 50 ( cm ) 4.5.2 Bề rộng lăn b = B +3 = 15+3=18 ( cm ) GVHD : Phạm Thị Thanh Yên 51 SV: Đinh Thái Học Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa 4.5.3 Ứng suất tiếp xúc max 0, 418 P.E Rr R.r ( N/cm2 ) ( 10.27 – 86 – TTTKMHCT1 ) Trong : P : Lực tác dụng đơn vị chiều dài tiếp xúc; P T B ( N/cm ) ( 86 – TTTKMHCT1 ) ( N/cm ) E : Hệ số mô men đàn hồi vật liệu Theo 92 – TTTKMHCT1 ta có E = 1,75.107 R : Bán kính vành đai; R = 90 ( cm ) r : Bán kính lăn đỡ; r = ( cm ) ( N/cm2 ) Ta thấy σmax < [σ]CT5 = 60000 (N/cm2) Vậy, độ bền đảm bảo 4.5.4 Các thông số lăn đỡ Đường kính lăn đỡ : dc = 0,5 ( m ) Bề rộng lăn đỡ : b = 0,150( m ) Vật liệu làm lăn đỡ : thép CT5 4.6 Tính tốn lăn chặn Thùng đặt nghiêng so với mặt phẳng ngang góc α có xu hướng tụt xuống tác dụng trọng lực Vì cần có lăn chặn để ngăn cho thùng khơng tụt xuống Con lăn chặn hình cầu hình nón Trong trường hợp lựa chọn lăn chặn hình nón 4.6.1 Lực lớn tác dụng lên lăn chặn Umax = G.( sinα + f ) ( N ) ( 10.31 – 86 – TTTKMHCT1 ) GVHD : Phạm Thị Thanh Yên 52 SV: Đinh Thái Học Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa Trong : G : Trọng lượng toàn phần thùng; G = 100429,1 ( N ) α : Góc nghiêng thùng; α = 3o f : Hệ số ma sát vành đai lăn chặn; f = 0,1 → Umax = 100429,1.( sin3 + 0,1 ) = 15298,963 ( N ) 4.6.2 Xác định bán kính lăn chặn Bố trí trục lăn chặn vng góc với trục thùng quay Khi đó, góc đỉnh nón tính theo cơng thức : tan (19.29 – 87 – TTTKMHCT1 ) Trong : r : Bán kính lăn chặn β : Góc đỉnh nón; Chọn β = 10o R : Bán kính vành đai; R = 90 ( cm ) → r = tan5.90 = 15,786 ( cm ); Chọn r = ( cm ) 4.6.3 Kiểm tra độ bền lăn chặn ( N/cm2 ) ( 10.33 – 88 – TTTKMHCT1 ) Trong : P : Lực tác dụng lên đơn vị chiều dài tiếp xúc; P U max l ( N ) ( 88 – TTTKMHCT1 ) Với l chiều dài tiếp xúc; chọn l = 50 ( cm ) ( N/cm ) ( N/m2 ) Ta thấy σmax < [σ]CT5 = 60000 ( N/cm2 ) Vậy, độ bền đảm bảo GVHD : Phạm Thị Thanh Yên 53 SV: Đinh Thái Học Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa 4.6.4 Các thông số lăn chặn Loại lăn : Con lăn chặn hình nón Cách bố trí : Bố trí trục lăn vng góc với trục thùng quay Bán kính lăn chặn : r = ( cm ) Góc đỉnh nón : β = 10o GVHD : Phạm Thị Thanh Yên 54 SV: Đinh Thái Học Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT BỊ PHỤ 5.1 Tính tốn buồng đốt 5.1.1 Diện tích bề mặt ghi lò F 0, 28.B.Qt r ( m2 ) ( 3-2 – 105 – Lò cơng nghiệp ) Trong : B : Lượng than cần đốt 1h; B = 99,996 ( kg ) Qt : Nhiệt trị thấp than; Qt = 26716,947 ( kJ/kg ) r : Cường độ nhiệt ghi; ta có : r = (349÷1744).103 (w/m2) (Theo bảng 3-3 – 105 – Lò cơng nghiệp) Ta chọn r = 350.103 ( W/m2 ) ( m2 ) 5.1.2 Thể tích buồng đốt V Qt B q ( m3 ) ( 3-3 – 105 – Lò cơng nghiệp ) Trong đó: q : mật độ nhiệt thể tích buồng đốt, than đá sấy q = (290÷380).103 ; chọn : q = 380.103 ( W/m3 ) ( Theo bảng 3-4 – 106 – Lò cơng nghiệp) ( m3 ) 5.1.3 Chiều cao buồng đốt H V F ( m ) ( 3-4 – 106 – Lò cơng nghiệp ) ( m ) 5.1.4 Số ghi lò Chọn loại ghi lò có kích thước ( 340×45 ) mm GVHD : Phạm Thị Thanh Yên 55 SV: Đinh Thái Học Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa Vậy, số ghi : n = Chọn số ghi 140 5.1.5 Tỉ lệ mắt ghi: f/F Căn vào loại than , cỡ hạt than mà chọn tỉ lệ mắt ghi, diện tích mặt ghi lò cho phù hợp Với loại than ta chọn tỉ lệ f/F =25÷30% 5.2 Tính tốn chọn quạt 5.2.1 Năng suất quạt V = Trong : ( 17.34 – 333 – TTTKHTS ) L : Lượng khói cần thiết cho thùng; L = 4343,914 ( kg/h ) v : Thể tích khơng khí ẩm kg khói Theo Bảng I255 -318 STT1 nhiệt độ trung bình khói thùng 325oC độ ẩm khói vào thùng 0,0187% ta có ρ =0,545( Kg/m3 ) → V = = 7970,484( m3/h ) 5.2.2 Công suất quạt N V H 3600.102. ( kW ) (Bơm – Máy nén – Quạt) Trong : V : Năng suất quạt; V = 7970,484 ( m3/h ) η : Hiệu suất thủy lực; η = ( 0,4÷0,6) Chọn η = 0,5 H : Tổng trở lực cần khắc phục ( mmHg ); H �Pi P1 P2 P3 ( mmHg ) Tính ∆P1 : � B � P1 m � � 150.F � � GVHD : Phạm Thị Thanh Yên 56 SV: Đinh Thái Học Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa m : Hệ số phụ thuộc vào hàm lượng tro loại ghi lò; chọn m = 40 B : Lượng than cần đốt 1h; B = 99,996 ( kg/h ) F : Diện tích ghi lò; F =2,137( m2 ) ( mmHg ) Tính ∆P2 : ∆P2 trở lực lớp than trở lực ghi lò; chọn ∆P2 = 120 ( mmHg ) Tính ∆P3 : �.l �v P3 � 1� �d �2.g ( mmHg ) Với : ρ : Khối lượng riêng khơng khí; ρ = 1,2 ( kg/m3 ) l : Chiều dài đường ống dẫn khói từ quạt đến buồng đốt; l = 1,5 ( m ) v : Vận tốc khí ống; v = 15 ( m/s ) : Hệ số trở lực van đường ống; = 0,32 λ : Hệ số ma sát phụ thuộc vào chuẩn số Re; Chuẩn số Re : Re v.d Tính đường kính ống : ( m ) Bảng I.255 – 318 – STT1 độ nhớt khói 325oC : μ = 51,895.10-6 (Ns/m2) ( mmHg ) → H = 12,474 + 120 + 20,361 = 152,835 ( mmHg ) GVHD : Phạm Thị Thanh Yên 57 SV: Đinh Thái Học Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa ( kW ) 5.2.3 Chọn quạt Chọn vận tốc khói thùng ( m/s ) Với tổn thất áp suất 152,835 (mmHg) suất quạt 7970,484 (m 3/h ) theo hình 15- TKHTTBS ta chọn quạt số hiệu quạt ly tâm II - - 70 - No7 ; GVHD : Phạm Thị Thanh Yên 58 SV: Đinh Thái Học Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa BẢNG PHỤ LỤC: STT Tên chi tiết Chiều dài thùng Đường kính Thể tích thùng Bề dày thân thùng Lớp cách nhiệt Lớp bảo vệ Góc nghiêng thùng Vòng quay thùng 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 aw da2 df2 da1 df1 z2 z1 bw Dv B Ld hv bc dc r 24 Khoảng cách trục Đường kính đỉnh lớn Đường kính đáy lớn Đường kính đỉnh nhỏ Đường kính đáy nhỏ Số bánh lớn Số bánh nhỏ Chiều rộng vành Đường kính vành đai Bề rộng vành đai Khoảng cách hai vành đai Bề dày vành đai Bề rộng lăn đỡ Đường kính lăn đỡ Bán kính đáy lớn lăn chặn Góc đỉnh nón 25 26 27 29 30 Chiều cao lò đốt Thể tích buồng đốt Số ghi lò Cơng suất động Công suất quạt GVHD : Phạm Thị Thanh Yên 59 Kí hiệu Lt Dt Vt nt Đơn vị mm mm m3 mm mm mm Độ Vòng/phú t mm mm mm mm mm Kích thước 1,5 17,188 15 40 3o 2,213 mm mm mm mm mm mm mm mm 900 1720 1680 140 100 170 12 270 1800 150 3516 150 180 500 80 β Độ 10o H Vlò n Nđc Nq mm m3 2800 7,030 140 2,2 4,7 kw kw Ghi Thép CT3 Amiang Thép CT3 Thép đúc Thép CT5 Hình nón Vng góc với trục quay thùng (340x45)mm 4A112MA8Y3 Ly tâm II – 470-No7 SV: Đinh Thái Học Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa TÀI LIỆU THAM KHẢO Tính tốn q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm tâp1,2 Q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm tập 3,4 Tính tốn thiết kế hệ thống sấy; Tác giả Trần Văn Phú; NXB Giáo Dục Kỹ thuật sấy; Tác giả Hoàng Văn Chước; NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật Hà Nội Sổ tay trình thiết bị tập 1,2; Tác giả Nguyễn Bin; NXB Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội Tính tốn hệ thống dẫn động khí tập 1; Tác giả Trịnh Chất – Lê Văn Uyển; NXB Giáo Dục Bơm – Máy nén – Quạt; TS Lê Xuân Hòa – ThS Nguyễn Thị Bích Ngọc Trường ĐHSPKT TP HCM Lò cơng nghiệp 9.Cơ sở thiết kế máy hóa chất; Tác giả Hồ Lê Viên; NXB Đại học Bách Khoa Hà Nội GVHD : Phạm Thị Thanh Yên 60 SV: Đinh Thái Học ... máy sấy thùng quay gồm phần chính: - Buồng đốt - Thùng quay để trao đổi nhiệt liên tục với vật liệu sấy - Hệ thống thơng gió thu hồi bụi cuối lò Cấu tạo máy sấy thùng quay thùng sấy Thùng sấy. .. cho trình sấy - Sấy đối lưu : Là phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy với tác nhân sấy - Sấy tiếp xúc : Là phương pháp sấy mà tác nhân sấy tiếp xúc gián tiếp với vật liệu sấy qua... niệm sấy 1.1.2 Phương pháp sấy 1.1.3 Vai trò sấy kỹ thuật đời sống 1.2 Giới thiệu máy sấy thùng quay .9 1.3 Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống sấy thùng quay