ĐỀ THI CUỐI KỲ LỚP CHÍNH QUY HỌC KỲ II – NĂM HỌC (2012-2013) ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM – TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ – BỘ MƠN CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH GV đề Kỹ thuật sấy 90’ 14/6/2013 - Ghi chú: Sinh viên sử dụng tài liệu Môn: Thời gian: Ngày thi: ThS.Nguyễn Thị Minh Trinh Khảo sát thiết bị sấy thùng quay dùng để sấy đậu nành hạt, làm việc với thông số sau: - Năng suất sấy 4000 kg/h (sản phẩm tươi) Sau sấy khối lượng tươi giảm 18% so với ban đầu - Tác nhân sấy khơng khí ẩm trạng thái ban đầu có t1 = 250C, 1 = 70% gia nhiệt đến trạng thái có t2 = 800C vào buồng sấy Ra khỏi buồng sấy khơng khí ẩm có t3 = 400C - Hơi nước sử dụng để gia nhiệt cho tác nhân sấy bão hòa khơ có áp suất bar, nước ngưng khỏi gia nhiệt có nhiệt độ 900C Hãy xác định: Lưu lượng khơng khí khơ (m3/h), lượng nhiệt cần cung cấp (kW) lưu lượng nước cần thiết (kg/h) cho trình sấy lý thuyết (4 điểm) Nếu thiết bị sấy sử dụng tác nhân sấy khói lò đốt trấu có thành phần nhiên liệu C = 37,13%; H = 4,12%; S = 0,04%; N = 0,36%; O = 31,6%; Tr = 17,75%; A = 9% (với thơng số khác q trình sấy không đổi), xác định lượng tiêu hao nhiên liệu cho q trình sấy lý thuyết (tính theo nhiệt trị thấp nhiên liệu) (1,5 điểm) Xác định lượng nhiệt lưu lượng nước cần thiết cho trình sấy thực tế sử dụng khơng khí làm tác nhân sấy (4,5 điểm) Cho biết: - Thùng quay dài 6m, đường kính 1,2m, làm thép có hệ số dẫn nhiệt = 45 W/mK, dày 8mm Thùng bọc lớp cách nhiệt có cn = 0,2 W/mK, dày 30mm - Nhiệt dung riêng hạt đậu nành cvl = kJ/kgK, nhiệt độ vật liệu sấy khỏi buồng sấy nhiệt độ trung bình khơng khí buồng sấy - HẾT - ĐÁP ÁN Thơng số khơng khí: - d, kg/kg I, kJ/kg 25 , % 70 0,0141 60,95 80 40 4,7 62,5 0,0141 0,03 117,5 117,5 Trạng thái t, 0C Thông số nước: Trạng thái p, bar t, 0C i, kJ/kg 158,84 2757 90 377,15 G n 4000 0,18 720 kg/h Gn G kk 45166 kg/h 12,55 kg/s d d Vkk = kkGkk = 42610 m3/h = 11,84 m3/s Q = Gkk(I2 – I1) = 709,5 kW Gh Q 1073 ,3 kg/h 0,2981 kg/s i1 i Qc = 33858C + 125400H – 10868(O – S) = 14308 kJ/kg Qt = Qc – 2500(9H + A) = 13156 kJ/kg G nl Q 194 ,15 kg/h 0,054 kg/s Qt - Tổn thất nhiệt vật sấy mang đi: Qv = G2cvl(tvl2 – tvl1) = (4000 – 720).2.(60 – 25)/3600 = 63,78 kW - Tổn thất nhiệt tác nhân sấy mang đi: Qtns = Gkkcpkk(t3 – t1) = 189 kW - Tổn thất nhiệt môi trường xung quanh: Xác định hệ số 1 buồng sấy: G kk 10,47 m/s D Thông số vật lý không khí khơ 600C 2 2,9.10 W/mK -6 18,97.10 m /s Re D 662354 ,3 10 Nu 0,018 Re 0,8 816 ,85 1 Nu. 19,74 W/m2 K D Vì thùng sấy bọc cách nhiệt nên xem chênh lệch nhiệt độ bề mặt vách ngồi khơng khí ngồi mơi trường không nhiều nên tổn thất 2 gây khơng đáng kể bỏ qua trường hợp Hệ số truyền nhiệt (do thùng quay có đường kính lớn nhiều so với bề dày nên xem thùng vách phẳng): k 4,979 W/m2 K v cn 1 v cn Qxq = kF(tf2 – tf1) = 3,94 kW Lượng nhiệt cần thiết trình sấy thực tế: Qtt = Qlt + Qv + Qtns + Qxq – Wcpntvl1 = 979,2 kW Lưu lượng nước cần thiết cho trình sấy thực tế: Gh Q tt 1481,2 kg/h 0,4114 kg/s i1 i