Đang tải... (xem toàn văn)
Để sấy bắp hạt, người ta có thể dùng thiết bị sấy tháp, sấy thùng quay. Ở đây, ta dùng thiết bị sấy thùng quay, là thiết bị chuyên dùng để sấy hạt. Loại thiết bị này được dùng rộng rãi trong công nghệ sau thu hoạch để sấy các loại ngũ cốc. Trong hệ thống này, vật liệu sấy được đảo trộn mạnh, tiếp xúc nhiều với tác nhân sấy, do đó trao đổi nhiệt mạnh, tốc độ sấy nhanh, và độ đồng đều của sản phẩm cao. Ngoài ra, thiết bị còn có thể làm việc với năng suất lớn. Tác nhân sấy sử dụng là không khí, được gia nhiệt bằng hơi nước bão hoà ở áp suất là 2 atm. Do vấn đề về môi trường nên sau khí sấy không khí trước khi ra khỏi buồng sấy được đi qua cyclon để tách bớt bụi, sau đó mới được thải ra ngoài. Nguyên liệu bắp là một nguyên liệu chứa rất nhiều tinh bột. Chế độ công nghệ sấy tinh bột lại phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ hồ hóa sản phẩm. Nhiệt độ hồ hóa của tinh bột khoảng 65C, do đó ta cần chọn nhiệt độ tác nhân sấy phù hợp, không cao nhưng cũng không quá thấp, mục đích là đẩy nhanh quá trình sấy, và không làm cho nhiệt độ của nguyên liệu vượt quá nhiệt độ hồ hóa.
Thiết kế thiết bò sấy thùng quay để sấy bắp hạt suất 1,000 kg/h Phần I: MỞ ĐẦU Ngun liệu (các loại hạt) bảo quản hay dùng để chế biến sản phẩm có chất lượng cao, loại hạt cần sấy khô xuống độ ẩm bảo quản độ ẩm chế biến Để thực q trình sấy, sử dụng nhiều hệ thống sấy khác nhau: hầm sấy, tháp sấy, … Mỗi chế độ cơng nghệ sấy khác có ảnh hưởng khác đến chất lượng sản phẩm GVHD: Trần Văn Nghệ Thuý SVTH: Trần Thò Thanh Thiết kế thiết bò sấy thùng quay để sấy bắp hạt suất 1,000 kg/h Để sấy bắp hạt, người ta dùng thiết bị sấy tháp, sấy thùng quay Ở đây, ta dùng thiết bị sấy thùng quay, thiết bị chuyên dùng để sấy hạt Loại thiết bị dùng rộng rãi công nghệ sau thu hoạch để sấy loại ngũ cốc Trong hệ thống này, vật liệu sấy đảo trộn mạnh, tiếp xúc nhiều với tác nhân sấy, trao đổi nhiệt mạnh, tốc độ sấy nhanh, độ đồng sản phẩm cao Ngồi ra, thiết bị làm việc với suất lớn Tác nhân sấy sử dụng khơng khí, gia nhiệt nước bão hoà áp suất atm Do vấn đề mơi trường nên sau khí sấy khơng khí trước khỏi buồng sấy qua cyclon để tách bớt bụi, sau thải Nguyên liệu bắp nguyên liệu chứa nhiều tinh bột Chế độ công nghệ sấy tinh bột lại phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ hồ hóa sản phẩm Nhiệt độ hồ hóa tinh bột khoảng 65°C, ta cần chọn nhiệt độ tác nhân sấy phù hợp, không cao không q thấp, mục đích đẩy nhanh q trình sấy, không làm cho nhiệt độ nguyên liệu vượt q nhiệt độ hồ hóa Phần II: GVHD: Trần Văn Nghệ Thuý SVTH: Trần Thò Thanh Thiết kế thiết bò sấy thùng quay để sấy bắp hạt suất 1,000 kg/h QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ GVHD: Trần Văn Nghệ Thuý SVTH: Trần Thò Thanh Thiết kế thiết bò sấy thùng quay để sấy bắp hạt suất 1,000 kg/h Bắp H2O Thu hoạch Rửa Đập, tách hạt Làm Vỏ Tạp chất Phân loại Sấy Làm nguội Kiểm tra cỡ hạt Đóng gói Thành phẩm GVHD: Trần Văn Nghệ Thuý SVTH: Trần Thò Thanh Thiết kế thiết bò sấy thùng quay để sấy bắp hạt suất 1,000 kg/h THUYẾT MINH QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ: Vật liệu sấy bắp hạt sau rửa sạch, tuốt khỏi cùi, cho vào buồng chứa, sau nhập liệu vào thùng sấy hệ thống gầu tải Bắp hạt vào thùng sấy có độ ẩm 22%, chuyển động chiều với tác nhân sấy Tác nhân sấy sử dụng khơng khí gia nhiệt nước bão hồ có áp suất atm calorife Dòng tác nhân sấy gia tốc quạt đẩy đặt trước thiết bị, quạt hút đặt cuối thiết bị Trên đường ống dẫn không khí đường ống dẫn khơng khí từ mơi trường vào calorifer có van, dùng để điều chỉnh lưu lượng dòng Đặt nhiệt kế sau calorifer để xác định nhiệt độ tác nhân sấy trước vào thùng sấy, nhiệt độ cao ta mở van để tháo bớt nước bão hoà ngoài, giảm lượng vào calorifer để giảm bớt nhiệt độ, ngược lại nhiệt độ chưa đủ, ta khóa mở van dẫn để vào calorifer Thùng sấy có dạng hình trụ đặt nằm nghiêng góc 1.5° so với mặt phẳng ngang, đặt hệ thống lăn đỡ chặn Chuyển động quay thùng thực nhờ truyền động từ động sang hộp giảm tốc đến bánh gắn thùng Bên thùng có gắn cánh nâng, dùng để nâng đảo trộn vật liệu sấy, mục đích tăng diện tích tiếp xúc vật liệu sấy tác nhân sấy, tăng bề mặt truyền nhiệt, tăng cường trao đổi nhiệt để trình sấy diễn triệt để Trong thùng sấy, bắp hạt nâng lên đến độ cao định, sau rơi xuống Trong q trình đó, vật liệu tiếp xúc với tác nhân sấy, thực trình truyền nhiệt truyền khối làm bay ẩm Nhờ độ nghiêng thùng mà vật liệu vận chuyển dọc theo chiều dài thùng Thời gian lưu vật liệu thùng 40.089 phút Khi hết chiều dài thùng sấy, vật liệu sấy đạt độ ẩm cần thiết cho trình bảo quản 13% Sản phẩm bắp hạt sau sấy đưa vào buồng tháo liệu, sau qua cửa tháo liệu bao gói, để bảo quản hay dùng vào mục đích chế biến khác GVHD: Trần Văn Nghệ Thuý SVTH: Trần Thò Thanh Thiết kế thiết bò sấy thùng quay để sấy bắp hạt suất 1,000 kg/h Dòng tác nhân sấy sau qua buồng sấy chứa nhiều bụi, cần phải đưa qua hệ thống lọc bụi để tránh thải bụi bẩn vào khơng khí gây nhiễm Ở đây, ta sử dụng hệ thống lọc bụi cyclon đơn, sau lọc bụi thải vào môi trường Phần bụi lắng thu hồi qua cửa thu bụi cyclon xử lý riêng GVHD: Trần Văn Nghệ Thuý SVTH: Trần Thò Thanh Thiết kế thiết bò sấy thùng quay để sấy bắp hạt suất 1,000 kg/h Phần III: TÍNH TỐN THIẾT BỊ SẤY GVHD: Trần Văn Nghệ Thuý SVTH: Trần Thò Thanh Thiết kế thiết bò sấy thùng quay để sấy bắp hạt suất 1,000 kg/h Vật liệu sấy bắp hạt, có thơng số vật lý sau: Độ ẩm ban đầu vật liệu sấy (theo vật liệu ướt): ω1 = 22% Độ ẩm cuối vật liệu sấy (theo vật liệu ướt): ω1 = 13% Khối lượng riêng hạt vật liệu: ρr = 1253 kg/m3 (Bảng 2.4/47–[2]) Khối lượng riêng khối hạt: ρr = 850 kg/m3 (Phụ lục 4/230–[3]) Nhiệt dung riêng vật liệu khô: Ck = 1.2 – 1.7 kJ/kg.K Chọn Ck = 1.7 kJ/kg.K Kích thước hạt bắp: (Trang 20–[1]) (Phụ lục 7/351–[1]) - Dài : l = 4.2 – 8.6 mm - Rộng : b = 1.6 – 4.0 mm - Dày : δ = 1.5 – 3.8 mm - Đường kính tương đương: dtđ = 7.5 mm Năng suất nhập liệu: G1 = 1000 kg/h Cường độ bốc ẩm: A = 25 kg/m3.h GVHD: Traàn Văn Nghệ Thuý 10 (Bảng 10.1/207–[1]) SVTH: Trần Thò Thanh Thiết kế thiết bò sấy thùng quay để sấy bắp hạt suất 1,000 kg/h I TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT: Ta kí hiệu đại lượng sau: G1, G2 (kg/h) : khối lượng vật liệu sấy vào, thiết bị sấy ω1, ω2 : độ ẩm tương đối vật liệu sấy đầu vào, thiết bị sấy W (kg/h) : lượng ẩm bay Gk (kg/h) : khối lượng vật liệu khơ tuyệt đối Phương trình cân vật chất: W = G1 − G2 (Trang 127–[1]) W = G1ω1 − G2ω2 Lượng ẩm bốc giờ: W = G1 w1 − w2 0.22 − 0.13 = 1000 103.45(kg / h) − w2 − 0.13 Lượng vật liệu khô tuyệt đối: Gk = G1 (1 − w1 ) = G2 (1 − w2 ) ⇒ Gk = 1000(1 − 0.22) = 780(kg / h) Năng suất sản phẩm sấy: G2 = G1 − W = 1000 − 103.45 = 896.55(kg / h) II TÍNH CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG: Công thức xác định thông số tác nhân sấy: - Áp suất bão hòa: 4026.42 Pb = exp12 − 235.5 + t o C ( ) - (CT 2.31/31–[1]) Độ chứa ẩm: d = 0.621 ϕ × Pb Pa − ϕ × Pb (kg ẩ m/kg khô ng khí) (CT 2.18/28–[1]) Pa ϕ = 0.621 Pb 1+ ÷ d ⇒ Pa P = (bar ) b 0.621 ϕ 1+ ÷ d Pa = 0.981 (bar): áp suất khí GVHD: Trần Văn Nghệ Thuý 11 SVTH: Trần Thò Thanh Thiết kế thiết bò sấy thùng quay để sấy bắp hạt suất 1,000 kg/h - Enthalpy: I = ik + d × ia (CT 2.24/29–[1]) = C pk × t + d ( r + C pa × t) Trong đó: ik, ia (kJ/kg) Cpk = 1.004 Cpa = 1.842 r = 2500 :enthalpy 1kg khơng khí khơ 1kg nước (kJ/kg.K) : nhiệt dung riêng khơng khí khơ (kJ/kg.K) : nhiệt dung riêng nước (kJ/kg) : ẩn nhiệt hóa nước ⇒ I = 1.004× t + d ( 2,500 + 1.842× t) (kJ / kg) I − 1.004× t m/kg khô ng khí khô ) d = 2,500 + 1.842× t (kg ẩ ⇒ t = I − 2,500× d (°C ) 1.004 + 1.842× d - Thể tích riêng: ν= 288× T Pa − ϕ × Pb (m3 / kg khó i kho)â (CT VII.8/94–[6]) Trong đó, Pa, Pb lấy đơn vị N/m2 Xác định thông số trạng thái tác nhân sấy q trình sấy lý thuyết: a Thơng số trạng thái khơng khí ngồi trời (A): Khơng khí ngồi trời có: - Nhiệt độ : t0 = 27°C - Độ ẩm : ϕ = 77% - Áp suất bão hòa: 4,026.42 Pb = exp 12 − ÷ = 0.035 (bar ) 235.5+ 27 - Độ chứa ẩm: d o = 0.621 - 0.77 × 0.035 = 0.01757 (kg ẩm/kg khơng khí) 0.981 − 0.77 × 0.035 Enthalpy: ⇒ I o = 1.004 × 27 + 0.01757( 2500 + 1.842 × 27 ) = 71.907(kgJ / kg ) - Thể tích riêng: GVHD: Trần Văn Nghệ Thuý 12 SVTH: Trần Thò Thanh Thiết kế thiết bò sấy thùng quay để sấy bắp hạt suất 1,000 kg/h 0,25 × Dđai ≤ d c ≤ 0,33 × Dđai 0,25 × 1,296 ≤ d c ≤ 0,33 × 1,296 (CT 5–37/245–[11]) 324 ≤ d c ≤ 427,68 Vậy chọn đường kính lăn đỡ dC = 400 mm Tính lăn chặn: Lực dọc thùng U xác định sau: U = Q × sin α = 39,617.685 × sin 1.5 o = 1037.07( N ) Lực U có khuynh hướng kéo thùng tụt xuống, ta đặt lăn chặn sát vành đai để thùng vị trí ổn định Trên thùng quay, ta lắp hai lăn chặn nằm hai phía vành đai đặt gần bánh vòng Đối với thùng có kích thước lớn nặng, ta làm lăn chặn mặt nón Khi lắp đặt, lắp cho trục lăn vng góc với mặt đất Góc nghiêng lăn: sinα = d Dđai Trong d: đường kính lăn chặn α = 1.5°: góc nghiêng thùng quay ( ) ⇒ sin 1,5 o = 0,026 = d d = ⇒ d = 33.696(mm) Dñai 1,296 Chọn d = 40 mm Lực lớn tác dụng lên lăn chặn: Fmax = Q ( f + sinα ) Trong đó, f hệ số ma sát vành đai lăn chặn, chọn f = 0.1 ⇒ Fmax = 1037.07( 0.1 + 0.026) = 130.67( N ) Tính gầu tải nhập liệu: Ta chọn cấu nhập liệu gầu tải chúng có ưu điểm sau: cấu tạo đơn giản, kích thước gọn, có khả vận chuểyn vật liệu lên độ cao lớn, suất cao Do vật liệu sấy bắp hạt có đường kính trung bình 7.5 mm, dạng hạt, ẩm; ta chọn gầu tải băng vận tốc cao, gầu nông, gắn cố định Bắp vật liệu có bề mặt ma sát nhỏ, ta chọn phương pháp nhập liệu sau: đổ vật liệu xuống đáy gầu, dùng gầu để múc, vận chuyển lên a Chọn chi tiết gầu tải: GVHD: Trần Văn Nghệ Thuý 41 SVTH: Trần Thò Thanh Thiết kế thiết bò sấy thùng quay để sấy bắp hạt suất 1,000 kg/h Bộ phận kéo: Băng làm vải cao su Chọn chiều rộng băng 400mm, theo bảng 5.9/199–[12], chọn số lớp vải z = (do vật liệu dạng hạt) Gầu: Chọn loại gầu nơng đáy tròn có kích thước sau: A = 145 mm B = 320 mm h = 190 mm: chiều cao gầu R = 70 mm i = 2.7 m3: dung tích gầu Các gầu đáy tròn lắp phận kéo cách khoảng: a = ( 2.5ữ 3) h = 3ì 190 = 570(mm) Khi bt gầu vào băng, ta dập lõm phần kim loại xung quanh lỗ bắt vít, để ghép gầu với băng, mặt băng đầu bulông nằm mặt phẳng, băng ơm khít với tang Tang dẫn động: Tang gầu tải băng chế tạo cách hàn Đường kính tang xác định: D = ( 125ữ 150) z = 150ì = 750(mm) Chn ng kính tang theo tiêu chuẩn D = 800 mm Theo bảng 5.11/201–[12], chọn chiều dài tang L = 450 mm b Xác định suất công suất gầu tải: Năng suất gầu tải: i Q = 3.6× × ϕ × ρ × v (kg/h) a Trong đó: v = m/s : ρV = 850 kg/m : vận tốc cấu kéo băng khối lượng riêng vật liệu ϕ = 0.6 hệ số chứa đầy vật liệu gầu, cho vật liệu dạng : hạt ⇒ Q = 3.6× 2.7 × 0.6× 850× = 26,091(kg/h) = 26.1(tấ n/h) 0.57 Cơng suất gầu tải: GVHD: Trần Văn Nghệ Thuý 42 SVTH: Trần Thò Thanh Thiết kế thiết bò sấy thùng quay để sấy bắp hạt suất 1,000 kg/h Cơng suất cần thiết động truyền chuyển động cho gầu tải dùng băng: Nđc = Q × H 26.1× 2.5 = = 0.25(kW) 367×η 367× 0.7 Trong đó: H = 2.5m : η = 0.7 : chiều cao nâng vật liệu gầu tải hiệu suất gầu tải băng, H ≤ 30m L H Thiết kế tính trở lực đường ống: - Do hệ thống sấy dài, có trở lực lớn nên ta dùng quạt đặt đầu cuối hệ thống: Quạt đặt đầu hệ thống – quạt đẩy, có nhiệm vụ cung cấp khơng khí cho caloriphe Khơng khí ngồi trời quạt đẩy đưa qua caloriphe, trao đổi nhiệt đưa vào thùng sấy, qua đoạn ống cong 90o Quạt đặt cuối hệ thống – quạt đẩy, có nhiệm vụ hút tác nhân sấy qua thùng sấy để cấp nhiệt cho vật liệu sấy qua xyclon để thu hồi bụi Đường ống từ sau thùng sấy đến trước cyclon có tiết diện hình chữ nhật tiết diện cửa vào cyclon, có đoạn cong 90 o rẽ làm nhánh để vào nhóm xyclon - Vận tốc khí: v= V Sống ,m/s với: Sống : diện tích tiết diện ngang ống - Chọn quạt ly tâm áp suất trung bình Ư 9-57, No5 có kích thước: GVHD: Trần Văn Nghệ Thuý 43 SVTH: Trần Thò Thanh Thiết kế thiết bò sấy thùng quay để sấy bắp hạt suất 1,000 kg/h Mặt bích cửa : hình vng, B = 350mm Mặt bích cửa vào: hình tròn, D = 509mm 8.1 Thiết kế đường ống Bảng 10 : Bảng tóm tắt thơng số khơng khí đường ống Đại lượng Nhiệt độ Độ ẩm Lưu lượng Khối lượng riêng 1,9775.10-5 Trạng thái khơng khí ngồi trời Ký hiệu – Đơn vị Trạng thái khơng khí vào thiết bị sấy Trạng thái khơng khí khỏi thiết bị sấy t (oC) (đơn vị) V (m3/s) 27 0.77 1.800 90 0.039 2.178 52 0.356 2.089 rk (kg/m3) 1.177 0.972 1.086 15.72.10-6 22.10.10-6 18.154.10-6 1,8842.10-5 Bảng11: Bảng thiết kế đường ống Bắt đầu đoạn ống S T T Đoạn ống Lưu Kích lượng thước khí V (mm) (m3/s) Điểm bắt đầu Kích thước (mm) Chiều dài l (m) Cửa quạt đẩy ∅ 350 ∅400 1.800 Cửa caloriphe ∅250 ∅400 2,178 Cửa thùng tháo liệu Cửa nhóm cyclon 396x156 (nhánh 396x156 1,999 chính) 1,5x2 (2 396x156 396x156 1,0445 nhánh rẽ) ∅400 GVHD: Trần Văn Nghệ Thuyù ∅400 44 1,999 Kết thúc đoạn ống Vận tốc khí v (m/s) Điểm kết thúc Lối vào caloriphe Cửa vào 17.341 thùng nhập liệu 14.33 Kích thước (mm) ∅250 ∅400 32.36 16,908 Cửa vào xyclon 396x156 15.916 Cửa vào quạt hút ∅509 SVTH: Trần Thò Thanh Thiết kế thiết bò sấy thùng quay để sấy bắp hạt suaát 1,000 kg/h Hình: Sơ đồ đường ống hệ thống sấy Quạt đẩy Thùng tháo liệu dẫn khí Caloriphe Xyclon Thùng nhập liệu dẫn khí vào Quạt hút Thùng sấy 8.2.Tính trở lực đường ống: 8.2.1.Trở lực ma sát đường ống: - Chuẩn số Reynolds: Re = v × Dtđ × ρ k ,trong đó: νk v, rk, nk : vận tốc (m/s), khối lượng riêng (kg/m 3), độ nhớt (m2/s) khơng khí sấy vị trí tương ứng Dtđ : đường kính tương đương đường ống (m) o Ống tròn : Dtđ = Dống o Ống hình chữ nhật : Dtđ = 4S 4.a.b = Π 2.(a + b) a, b : chiều dài cạnh tiết diện ống, (m) S : diện tích tiết diện ống, (m2) Π : chu vi tiết diện ống, (m) - Với khơng khí chảy xốy rối, Re ≥ 4000, xem dòng chảy khu vực nhẵn thủy lực hệ số trở lực ma sát l , theo Bảng II.12, [6] - Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực ma sát ống dẫn: GVHD: Trần Văn Nghệ Thuý 45 SVTH: Trần Thò Thanh Thiết kế thiết bò sấy thùng quay để sấy bắp hạt suất 1,000 kg/h L v k2 ρ k ∆Pms = λ (N / m ) Dtñ = λ (CT II.55, [1]) L v k ρ k (mmH O) Dtñ 2.g Bảng12 : Kết tính trở lực ma sát đường ống STT L (m) Đoạn ống Từ sau quạt đẩy đến trước caloriphe Từ sau caloriphe đến trước thiết bị sấy Từ sau Nhánh thùng sấy nhánh 1.5x2 đến xyclon rẽ Từ sau xyclon đến quạt hút Dtđ (m) Re l r DPl (mmH2O) 0.4 3.65.105 0.013 1,177 0.8 0.4 3.14.105 0.013 0.972 0.97 0.112 2.14105 0.015 1.086 15.53 0.112 1.04105 0.016 1.086 6.78 0,4 3.51105 0.013 1,086 0.94 Vậy ∆Pms = 25.02(mmH O) 8.2.2.Trở lực cục đường ống: - Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực cục ống dẫn: v k2 ρ k 2 v ρ =ξ k k 2.g (CT II.56, [6]) ∆Pcb = ξ với: x : Hệ số trở lực cục 8.2.2.1.Trở lực đột mở: F0 (m2) F1 (m2) : tiết diện ống dẫn khí từ quạt :tiết diện ống dẫn khí đến calorifer 2 F D 350 ⇒ o = o2 = = 0,77 F1 D1 400 GVHD: Trần Văn Nghệ Thuý 46 SVTH: Trần Thò Thanh Thiết kế thiết bò sấy thùng quay để sấy bắp hạt suất 1,000 kg/h Theo bảng N°11/387–[6], xác định ξ = 0.055 ∆p cb1 = 0,055 × 14,33 × 1,177 = 0,05 (mmH O) × 9,81 8.2.2.2.Trở lực đột thu: Vị trí có trở lực đột thu từ đường ống vào caloriphe 2 F D 0,25 ⇒ o = o2 = = 0,4 có Re>104 F1 D1 0,4 Vận tốc khí lối vào caloriphe: v2 = 36,68 m/s Theo bảng N°14/388–[6], xác định ξ = 0,3 ∆p cb = 0,3 × 36,68 × 1,177 = 24,213(mmH O) × 9,81 8.2.3.Trở lực ống cong: q a b Ro q R D Hình: Ống uốn cong góc q Đối với ống tiết diện tròn: Trên hệ thống có lần uốn cong 90o ống tròn sau caloriphe để đến hệ thống sấy Hệ số trở lực đoạn ống uốn cong 90°: θo ξ = k o 90 với q = 90o Ro : bán kính uốn D : đường kính ống GVHD: Trần Văn Nghệ Thuý 47 SVTH: Trần Thò Thanh Thiết kế thiết bò sấy thùng quay để sấy bắp hạt suaát 1,000 kg/h Chọn D = 0,5 k = 0,29 2Ro θo 90o ξ = k o = 0,29 o = 0,29 90 90 Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực cục lần uốn cong 90 o ống tròn DPcb3: ∆Pcb v k2 ρ k 17.3412.0.972 = 2.ξ = 0.29 × 2 × 9.81 = 4.32(mmH O) Đối với ống tiết diện hình chữ nhật, vị trí uốn sau thùng sấy, trước vào cyclon Hệ số tổn thất cột áp cục dòng chảy chỗ uốn cong 90°: ξ = A× B × C Trong đó: θ = 90° Chọn R =4 Dtd : A= (Bảng N°24/393–[6]) : B = 0.11 (Bảng N°25/393–[6]) a 156 = = 0,39 : C = 1.6 b 396 (Bảng N°26/393–[6]) ⇒ ξ = 1× 0.11× 1.6 = 0.176 ∆Pcb = 0,176 × 34.727 × 1.086 = 11 75(mmH O) × 9.81 8.2.4.Hệ số trở lực ống ngả: a V1, F1, v1 V2, F2, v2 Hình 1: Ống ngả V3, F3, v3 F1, F2, F3 : diện tích mặt cắt ngang ống tập trung, ống thẳng ống nhánh, m2 Ta có: F1 = F2 = F3 GVHD: Trần Văn Nghệ Thuý 48 SVTH: Trần Thò Thanh Thiết kế thiết bò sấy thùng quay để sấy bắp hạt suất 1,000 kg/h a : góc phân nhánh, chọn a = 45o v1, v2, v3 : vận tốc dòng mặt cắt tương ứng, m/s Áp suất DPcb tính theo v1 Trở lực ống rẽ: - Hệ số trở lực ống rẽ: Ta có : v3 16.908 = =1 v 16.908 x3 = 0.58 (Bảng II.16, No22, [6]) - Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực cục ống rẽ DP cb: v k2 ρ k 16.908 2.1.086 = 0.58 × 2 = 9.18(mmH O) ∆Pcb = ξ Trở lực ống thẳng: - Hệ số trở lực ống thẳng trực tiếp: Ta có : v 16.908 = = 0,5 v1 34.727 x2 = 0,1 (Bảng II.16, No23, [6]) - Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực cục ống thẳng DP cb8: ∆Pcb = ξ v k2 ρ k 16,908 2.1,086 = 0,1 = 1,58( mmH O) 2 × 9,81 8.3.Tính trở lực cho hệ thống: - Tổn thất cột áp động cửa quạt: Vận tốc khí cửa quạt: S ống v quạt= vống S quạt ,m/s 2 0,4 0,4 vquạt= 0,4 × = 18,72(m / s ) vquạt= 0,4 × = 18,72(m / s ) 0,35 0,35 Tổn thất cột áp động: ∆Pđ = v quạt ρ GVHD: Trần Văn Nghệ Thuý (N / m ) = 49 v quaït ρ 2g (mmH2O ) SVTH: Trần Thò Thanh Thiết kế thiết bò sấy thùng quay để sấy bắp hạt suất 1,000 kg/h ∆Pđ = 18,72 × 1,177 = 21,02(mmH O) × 9,81 Tổn thất cột áp tĩnh: ∆Pt = ∆Pms + ∆Pcb + ∆Pc + ∆Pkh = 25.02 + 51.093 + 57.5 + 217.56 = 351.173(mmH O) Tổn thất cột áp tính tốn: DPtt = DPt + DPđ N/m2 ∆Ptt = 351.173 + 21.02 = 372.193(mmH O) Tổn thất cột áp toàn phần, điều kiện làm việc (do sử dụng đặc tuyến thành lập cho điều kiện tiêu chuẩn): 273+ t 760 ρ k ∆P = ∆Ptt ,N/m2 (CT II.238a, [6]) 293 B ρ với: t : nhiệt độ làm việc khí, oC B : áp suất chỗ đặt quạt, B = 760 mmHg rk : khối lượng riêng khí điều kiện làm việc, kg/m3 ∆P = 372.193 × 273 + 27 760 1,177 × × = 346.895(mmH O) 293 760 1,293 Năng suất quạt V (m3/h): khơng khí bẩn suất quạt lấy lưu lượng khơng khí theo tính tốn điều kiện làm việc Trở lực mà quạt phải khắc phục DP (N/m 2): lấy tổn thất cột áp toàn phần điều kiện làm việc - Công suất trục động điện, vận chuyển khơng khí nhiệt độ cao: N = V ∆P ρ 1000.η q ηtr ,kW (CT II.239b, [6]) với: hq : hiệu suất quạt, lấy theo đặc tuyến htr : hiệu suất truyền động Khi truyền động bánh ma sát htr = 0,9 - Công suất động điện: Nđc = k3.N ,kW (CT II.240, [6]) với: k3 : hệ số dự trữ Tính tốn chọn quạt: Do ∆p > 300 mmH2O, nên ta chọn quạt trung áp Ư 9–57, N°5 GVHD: Trần Văn Nghệ Thuý 50 SVTH: Trần Thò Thanh Thiết kế thiết bò sấy thùng quay để sấy bắp hạt suất 1,000 kg/h ∆p1 = ∆p2 = 173.448 mmH2O Trong đó: V = 2.089 m3/s = 7520,4 m3/h ρ = 1.0261 kg/m3 ηtr = 0.98 : chọn nối trục quạt với trục động khớp trục ηq = 0.57 (tra giản đồ đặc tuyến quạt ly tâm Ư 9–57, N°5) (H.II.58/489–[6]) Công suất quạt: N1 = 2.089 × 173.448 × 1.0261 × 9.81 = 6.53kW = 8.7 HP ≈ HP 1000 × 0.57 × 0.98 Công suất động điện N dc = 1,1 × 6.53 = 7.183(kW ) GVHD: Trần Văn Nghệ Thuý 51 SVTH: Trần Thò Thanh Thiết kế thiết bò sấy thùng quay để sấy bắp hạt suất 1,000 kg/h VI TÍNH GIÁ THÀNH THIẾT BỊ: ST T Vật liệu –Thiết bị Thép không rỉ Thép thường Quạt (cả motor) Bulông Motor điện quay thùng Ống thép (D > 50 cm) Ống thép (D < 30 cm) Van thép (D > 50 cm) Nhiệt kế điện trở Áp kế tự động Lưu lượng kế 10 11 Số lượng Đơn vị tính 1762,6 1375,7 2x9 100 kg kg HP Cái Đơn giá (đồng/đơn vị tính) 50.000 10,000 600.000 2000 HP 500.000 m 30.000 3.5 m 15.000 Cái 50.000 Cái 150.000 Cái 400.000 Cái 1.500.000 Tổng tiền vật tư Tiền công chế tạo lấy 100% tiền vật tư Giá thành thiết bị GVHD: Trần Văn Nghệ Thuyù 52 Thành tiền (đồng) 88.130.000 13.757.000 10.800.000 200.000 1.000.000 60.000 52.500 100.000 300.000 400.000 3.000.000 117.799.500 117.799.500 235.599.00 SVTH: Trần Thò Thanh Thiết kế thiết bò sấy thùng quay để sấy bắp hạt suất 1,000 kg/h Phần IV: KẾT LUẬN Thiết bị sấy thùng quay thiết kế làm việc với thơng số kĩ thuật sau: - Năng suất 1,000 kg/h - Độ ẩm 22% → 13% - Thời gian mẻ sấy: 81 phút - Nhiệt độ tác nhân sấy vào thiết bị: 90°C GVHD: Trần Văn Nghệ Thuý 53 SVTH: Trần Thò Thanh Thiết kế thiết bò sấy thùng quay để sấy bắp hạt suất 1,000 kg/h - Nhiệt độ tác nhân sấy khỏi thiết bị: 52°C Nhìn chung, với hệ thống sấy thùng quay này, đảm bảo suất độ ẩm yêu cầu với thời gian sấy phù hợp Tuy nhiên, hệ thống số nhược điểm sau: chi phí cho nhiên liệu lớn; nhiệt độ khơng khí khơng ổn định, khó điều chỉnh; thiết bị cồng kềnh; chi phí chế tạo cao GVHD: Trần Văn Nghệ Thuý 54 SVTH: Trần Thò Thanh Thiết kế thiết bò sấy thùng quay để sấy bắp hạt suất 1,000 kg/h TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] Trần Văn Phú, Tính tốn thiết kế hệ thống sấy, NXB Giáo dục, 2002 Nguyễn Văn Lụa, Kĩ thuật sấy vật liệu, NXB ĐHQG TPHCM, 2001 Nguyễn Văn May, Kĩ thuật sấy nông sản thực phẩm, NXB KHKT, 2002 Cao Văn Hùng, Nguyễn Hữu Dương, Sấy bảo quản thóc, ngơ giống gia đình, NXB Nơng nghiệp, 2001 [5] Phan Văn Thơm, Sổ tay thiết kế thiết bị hóa chất chế biến thực phẩm, Viện Đào tạo mở rộng, 1992 [6] Trần Xoa tác giả, Sổ tay trình – thiết bị cơng nghệ hóa chất, tập 1, NXB KHKT, 1999 [7] Trần Xoa tác giả, Sổ tay q trình – thiết bị cơng nghệ hóa chất, tập 2, NXB KHKT, 1999 [8] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyện Văn Lẫm, Thiết kế chi tiết máy, NXB Giáo dục, 2000 [9] Hồ Lệ Viên, Thiết kế – Tính tốn chi tiết thiết bị hóa chất, tập 1, NXB KHKT, 1978 [10] Bùi Hải, Dương Đức Hồng, Hà Mạnh Thư – Thiết bị trao đổi nhiệt, NXB Khoa học & Kỹ thuật, 2001 [11] Hồ Lệ Viên, Thiết kế – Tính tốn chi tiết thiết bị hóa chất, tập 2, NXB KHKT, 1978 [12] Vũ Bá Minh, Hoàng Minh Nam, Cơ học vật liệu rời, NXB KHKT, 1998 [13] Trương Đích, Kĩ thuật trồng ngơ suất cao, NXB Nông nghiệp, 2000 [14] Trần Văn Phú, Lê Nguyên Đương, Kĩ thuật sấy nông sản, NXB KHKT, 1994 [15] Phạm Văn Bơn, Vũ Bá Minh, Hồng Minh Nam, Quá trình & Thiết bị CNHH Tập 10, NXB Trường ĐH Kỹ thuật TP.HCM GVHD: Trần Văn Nghệ Thuý 55 SVTH: Trần Thò Thanh ... thiết bò sấy thùng quay để sấy bắp hạt suất 1,000 kg/h Để sấy bắp hạt, người ta dùng thiết bị sấy tháp, sấy thùng quay Ở đây, ta dùng thiết bị sấy thùng quay, thiết bị chuyên dùng để sấy hạt Loại... thiết bò sấy thùng quay để sấy bắp hạt suất 1,000 kg/h THUYẾT MINH QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ: Vật liệu sấy bắp hạt sau rửa sạch, tuốt khỏi cùi, cho vào buồng chứa, sau nhập liệu vào thùng sấy hệ thống... Thiết kế thiết bò sấy thùng quay để sấy bắp hạt suất 1,000 kg/h Phần III: TÍNH TỐN THIẾT BỊ SẤY GVHD: Trần Văn Nghệ Thuý SVTH: Trần Thò Thanh Thiết kế thiết bò sấy thùng quay để sấy bắp hạt suất 1,000