các công thức tính toán quá trình sấy lý thuyết

trình bày về các công thức sử dụng để tính toán quá trình sấy lý thuyết theo Trần Văn Phú áp dụng cho các thiết bị sấy đối lưu như sấy buồng, hầm, sấy phun, sấy tầng sôi, sấy thùng quay. Tính toán lượng ẩm bốc hơi, chọn chế độ sấy thích hợp, tính toán quá trình sấy lý thuyết, tính các kích thước cơ bản, cân bằng quá trình sấy

Trang 1

Điều kiện thiết kế:

Vật liệu: khoai tây có độ ẩm ban đầu W1 = 80%, độ ẩm cuối W2 = 7%, khối lượng

bị mất đi do quá trình tách vỏ 30 kg khoai tây tươi không đáng kể

Môi chất sấy là không khí ẩm, chất tải nhiệt là hơi nước có áp suất 5 bar Thời gian sấy 24 h ứng với các điều kiện sau:

Chế độ sấy có 3 giai đoạn:

Giai đoạn 1: Thời gian τ1 = 8 giờ, nhiệt độ môi chất sấy vào t1 = 650C

Tốc độ môi chất sấy cả ba giai đoạn là v = 2- 3 m/s

Trạng thái không khí bên ngoài t0 = 300C, φ0= 80%

I TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CỦA VẬT LIỆU

Xác định lượng ẩm bốc hơi: Ga = G1 100−W W1−W2

2 = 30100−780−7 = 23,6 kg/mẻ

Khối lượng sản phẩm ra: G2 = G1 - W = 30 – 23,6 = 6,4 kg/mẻ

Chia ẩm bốc hơi theo các giai đoạn như sau:

Giai đoạn 1: M1 = 14,16 kg ; W1= 80%

Độ ẩm vật liệu ra khỏi giai đoạn 1:

M1 = G1100−W W1−W21

21

 14,16 = 30100−W 80−W21

21  W21 = 62,1%

Các đại lượng trên được tính trung bình cho 1 giờ của giai đoạn 1 là:

M11h = M τ 1

1

= 14,168 = 1,77 kg/h

G211h = G τ21

1 = 15,848 = 1,98 kg/h

Giai đoạn 2: M2 = 7,08 kg ; W21 = 62,1%

Độ ẩm vật liệu ra khỏi giai đoạn 2 là:

W22 = G21W G21−M2100

21−M2 = 15,84.62,1−7,08 10015,84−7,08 = 31,5%

Các đại lượng tính toán trung bình cho 1 giờ của giai đoạn 2 là:

M2 = 7,08 kg M3 = 2,36 kg M1 = 14,16 kg

G22 = 8,76 kg W22 (%) GĐ 3

W23= W2 = 7%

G1 = 30 kg

W1 = 80% GĐ 1 G21 = 15,84 kgW21 (%)

SẤY

Trang 2

M21h = M τ 2

2

= 7,088 = 0,885 kg/h

G221h = G τ22

2 = 8,768 = 1,095 kg/h

Giai đoạn 3: M3 = 2,36 kg ; G23 = G2 = 6,4 kg

Tương tự như trên ta có độ ẩm của vật liệu ra khỏi giai đoạn 3 là W23 = W2 = 7% được kiểm tra bằng công thức:

W23 = G22W G22−M3100

22−M3 = 8,76.31,5−2,36.1008,76−2,36 = 6,3%

Các đại lượng tính trung bình cho 1 giờ của giai đoạn 3 là:

M31h = M τ 3

3

= 2,368 = 0,295 kg/h

G231h = G23

τ3 = 6,48 = 0,8 kg/h

II TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH SẤY LÝ THUYẾT

1 Giai đoạn 1

Giai đoạn này năng suất bốc hơi ẩm lớn nhất, ấm bốc hơi nhiều nên nhiệt độ môi chất ra khỏi buồng sấy thấp vì vậy không cần hồi lưu Quá trình sấy được biểu diễn trên đồ thị I-d ( Hình 3.1)

Áp suất hỗn hợp hơi:

P01 = e[12− 4026,42

235,5+t]

=e[12− 4026,42 235,5+30]

=¿ 0,042 bar P11 = e[12− 4026,42

235,5+t]

=e[12− 4026,42 235,5+ 65]

=¿ 0,247 bar P21 = e[12− 4026,42

235,5+t]

=e[12− 4026,42 235,5+ 40]

=¿ 0,073 bar

Trạng thái không khí bên ngoài: được xác định bởi t0 = 300C, φ0= 80%

do = 0,622 P−❑o × P01

❑o × P01= 0,6221−(0,8× 0,042)0,8 0,042 = 0,022 (kg/kg KKkhô) I0¿t0+d0¿t0)¿30 + 0,02(2500+1,93.30)=¿ 81,16 (kJ/kgKKkhô)

ρk01 = p−φ 0 P01

R k(273+t0) = 1.105−0,8 0,042.105

Trang thái không khí sau calorife:được xác định bởi t11= 650 và d11 = do

I11¿t11+d0¿t11)¿65 + 0,022(2500 + 1,93.65)= 122,76 kJ/kgKKkhô

φ11 = (0,622+dd11p

11)P11 100% = (0,622+0,022)× 0,2470,022.1 100% = 13,83%

ρk11 = p−φ 11P11

R k¿ ¿ = 1.10

5

−0,1383.0,247.105

Trạng thái không khí cuối quá trình sấy: được xác định bởi I21=I11 và t21 = 400C

Trang 3

Giai đoạn này là giai đoạn sấy tốc độ không đổi, nhiệt độ vật liệu không đổi và bằng nhiệt độ nhiệt kế ướt, tức là: tm = tM1 = const Nhiệt độ và độ ẩm không khí vào

đưa vào buồng tm1=tM0 (tM0 là nhiệt độ nhiệt kế ướt ở điều kiện không khí bên ngoài, tMD ≈ 23°C) Như vậy, vật liệu vào được gia nhiệt từ tm1 = 23°C đến tm = 32°C Để đảm bảo việc truyền nhiệt tốt từ không khí đến vật liệu, ta chọn nhiệt độ khí ra khỏi

d21 = I 21−t21

2500+1,93 t21 = 2500+1,93.40122,76 – 40 = 0,032 (kg/kgKKkhô)

φ21 = (0,622+dd21p

21)P21 100% = (0,622+0,032)× 0,0730,032.1 100% = 67,03%

ρk21 = p−φ 21 P21

R k¿ ¿ = 1.105−0,67.0,073.105

Tiêu hao không khí lý thuyết

l01=d1000

21−d0= 0.032−0.0221000 =¿ 1.105(kg/kg ẩm)

V1 = ρ L01

k 11 = 1770000,996 = 177710,8 m3/h

¿¿k 11+ ρ k 21)¿ = 0,5.(0,996+1,06)177000 = 172179 m3/h

Tiêu hao nhiệt lý thuyết

q01=l01×(I11−I0)

1.105×(122,76−81,16)

3600 = 1155,6 (kW/kg ẩm)

Q01 = q01M1 = 1155,6.14,16 = 16363,3 kW

Cân bằng nhiệt lý thuyết của giai đoạn 1

Nhiệt đưa vào:

Qv = Q5 + Q0 = Q01 + Q0

Ở đáy Q0 là nhiệt do không khí đưa vào:

Qn = G0L0 = L01I0 = 6750.69 = 465750 kJ/h = 3726000 kJ

Vậy Qv = 2234520+ 3726000 =5960520 kJ

Nhiệt đưa ra khỏi hệ thống:

QR = Q1 + Q’2

Ở đây:

Q1 là nhiệt hữu ích:

Trang 4

] )

= 167390 kJ/h = 46,497 kW

Q’2 là tổn thất nhiệt do khí thoát:

)]

( [

'

= 570812 kJ/h = 4.566.499 kJ

QR = 59005623 kJ

Hiệu suất nhiệt của buồng sấy

s

Q

Q1





=

Định dạng
Số trang	4
Dung lượng	57,8 KB