Đồ án Tính toán hệ thống sấy ngô thu hoạch để bảo quản năng suất 10 tấnh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Đồ án “Tính tốn hệ thống sấy ngơ thu hoạch để bảo quản suất 10 tấn/h” Họ tên : Nguyễn Thị Quỳnh Hoa Lớp: CNTP_K57 MSSV: 20125954 Mục lục LỜI NÓI ĐẦU Kỹ thuật sấy ngành khoa học phát triển từ năm 50 đến 60 Viện trường đại học giới chủ yếu giải vấn đề kỹ thuật sấy vật liệu cho công nghiệp nông nghiệp Sản phẩm sau sấy có độ ẩm thích hợp thuận tiện cho việc bảo quản, vận chuyển, chế biến, đồng thời nâng cao chất lượng thực phẩm Cây ngô lương thực trồng phổ biến nước giới, dễ trồng, thích hợp với điều kiện khí hậu khác nên nước nhiệt,ôn hàn đới trồng Ở nước ta ngô trồng nhiều vùng đồng trung miền núi cho suất cao Hầu hết phận ngô tận dung triệt để ngành CNTP số ngành công nghiệp nhẹ Số sản phẩm chế biến từ ngơ liệt kê đến 2000 loại khác nhau.Tuy nhiên, phần quan trọng hạt ngô, hạt ngơ sử dụng trực tiếp dạng ngun đưa chế biến tiếp Sấy làm cho độ ẩm thực phẩm thấp, bề mặt hẹp, hạn chế phát triển vi sinh vật tiêu diệt vi sinh vật trình sấy, đảm bảo vệ sinh cho thực phẩm Trong đồ án môn học với đề “Tính tốn hệ thống sấy ngô thu hoạch để bảo quản suất 10 tấn/h” em xin trình bày Đây lần tiếp nhận nhiệm vụ thiết kế hệ thống sấy mang tính chất đào sâu chuyên ngành, kiến thức tài liệu tham khảo hạn chế nên em khơng thể tránh khỏi sai sót q trình thiết kế Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ bảo tận tình PGS.TS Lê Nguyên Đương để em hồn thành tốt đồ án Sinh viên: Nguyễn Thị Quỳnh Hoa Chương I: Tổng quan công nghệ, thiết bị sấy I,Công nghệ Định nghĩa: Q trình sấy q trình làm khơ vật thể phương pháp bay Đối tượng trình sấy vật chứa ẩm, vật có chứa lượng chất lỏng định Chất lỏng chứa vật ẩm thường nước Một số vật ẩm chứa chất lỏng khác dung mơi hữu Mục đích: Tăng suất cao, chi phí vận chuyển giảm, vốn đầu tư thấp giữ đặc tính tốt đặc trưng sản phẩm: độ dẻo, giòn, dai, màu sắc hương vị, độ bóng sáng sản phẩm, khơng nứt mẻ, cong vênh, tăng khả bảo quản Yêu cầu tác động đến vật ẩm là: -cấp nhiệt cho vật ẩm làm cho ẩm vật hóa -lấy ẩm khỏi vật thải vào mơi trường Q trình hóa ẩm lỏng vật bay nên xảy nhiệt độ Các phương pháp sấy a Phương pháp sấy đối lưu Việc cấp nhiệt cho vật ẩm thực cách trao đổi nhiệt đối lưu ( tự nhiên hay cưỡng ).Trường hợp này, môi chất làm nhiệm vụ cấp nhiệt b Phương pháp sấy xạ Trong phương pháp này, việc gia nhiệt cho vật ẩm thực trao đổi nhiệt xạ Người ta dùng đèn hồng ngoại hay bề mặt rắn có nhiệt độ cao để xạ nhiệt tới vật ẩm c.Phương pháp sấy tiếp xúc Việc cấp nhiệt cho vật liệu sấy thực dẫn nhiệt vật sấy tiếp xúc với bề mặt có nhiệt độ cao d Phương pháp sấy dùng điện trường cao tần Người ta để vật ẩm điện trường tần số cao Vật ẩm nóng lên Trường hợp môi chất sấy không làm nhiệm vụ gia nhiệt Kết luận: Từ đề điều kiện, chọn phương pháp sấy đối lưu Tác nhân sấy a, Định nghĩa: Là chất dùng để chuyên chở lượng ẩm tách từ vật sấy Nhiệm vụ: -Gia nhiệt cho vật sấy -Tải ẩm: Mang ẩm từ bề mặt vào môi trường -Bảo vệ vật sấy khỏi bị hỏng nhiệt b, Các loại tác nhân sấy • Khơng khí nóng Khơng khí ẩm loại tác nhân sấy thơng dụng Ưu: -Rẻ, có sẵn tự nhiên, dùng hầu hết cho loại sản phẩm -Không độc -Không làm ô nhiễm sản phẩm Nhược: -Cần trang bị thêm phận gia nhiệt khơng khí( calorife khí-hơi hay khí-khói) -Nhiệt độ khơng khí để sấy khơng thể cao.( Thường < 500 độ C) Vì nhiệt độ cao làm ảnh hưởng lớn đến thiết bị nên phải sử dụng vật liệu thép hợp kim hay gốm sứ chi phí cao • Khói lò Ưu điểm:-Phạm vi nhiệt độ rộng từ hàng chục đến hàng nghìn độ C -Khơng cần calorife Nhược điểm: -Có thể làm nhiễm sản phẩm sấy -chỉ dùng cho vật liệu không sợ bị ô nhiễm gỗ, đồ gốm, số loại hạt có vỏ • Hỗn hợp khơng khí nước - Dùng cần có độ ẩm tương đối cao • Hơi nhiệt Hơi nhiệt dùng làm môi chất sấy trường hợp nhiệt độ cao sản phẩm sấy chất dễ cháy nổ Kết luận: Từ đề điều kiện, chọn khói lò 3, Chất tải nhiệt Mục đích: Cấp nhiệt cho mơi chất sấy • Nước: Au điểm:- Nhiệt độ ổn định -Dễ điều chỉnh nhiệt độ -Hơi nước ngưng tụ tỏa nhiệt lớn nên hệ số tỏa nhiệt ngưng tụ lớn nên bề mặt trao đổi nhiệt nhỏ Nhược: -phải trang bị lò • Nước nóng Ưu điểm: -Áp suất sử dụng thấp dùng -Lò nước nóng có cấu tạo đơn giản hơn, giá thành rẻ -Nhiệt dung riêng nước lớn nên thiết bị gọn gàng Nhược: -Nhiệt độ bị hạn chế ( thường < 100) dùng nhiệt độ cao phải dùng nước áp suất cao -Phải xử lí nước để chống đóng cặn • Chất lỏng hữu Ưu: - Nhiệt độ tăng lên vài trăm độ áp suất khí -khơng có tượng đóng cặn bề mặt trao đổi nhiệt -Lò gia nhiệt chất lỏng hữu có cấu tạo đơn giản so với lò Nhược: - Nhiệt dung riêng bé nước nên lưu lượng lớn so với nước cơng suất -Giá thành đắt nước • Khói lò Ưu: -Khơng phải trang bị lò nên vốn đầu tư Nhược: -calorife khí-khói làm việc nhiệt độ cao cần dùng vật liệu chịu nhiệt -Khói lò có hệ số truyền nhiệt thấp nên diện tích bề mặt truyền nhiệt lớn so với dùng nước hay chất lỏng • Điện Ưu: - Thiết bị đơn giản, hiệu suất sử dụng cao -Dễ điều chỉnh nhiệt độ -Không gây ô nhiễm môi trường( Trong dùng hay chất lỏng dều phải dùng lò hay lò chất lỏng… phải đốt nhiên liệu gây nhiễm môi trường Nhược: -Giá thành nhiên liệu cao Kết luận: Từ đề điều kiện, chọn khói lò 4,Nguồn nhiên liệu Mục đích: để gia nhiệt cho khơng khí • Điện (calorife điện) Ưu điểm: -Thiết bị gọn nhẹ, - Dễ điều chỉnh nhiệt độ tác nhân Nhược điểm: -chi phí lớn • Nhiên liệu( than, củi,…)(calorife khí - khói) -Ưu: Rẻ, thiết bị đơn giản Nhược: -Cồng kềnh -Khó điều chỉnh nhiệt độ tác nhân -Bẩn • Hơi nước (dùng calorife khí - hơi) •  Chọn nguồn nhiên liệu Than củi II,.Thiết bị sấy a,Thiết bị sấy đối lưu Sử dụng phương pháp truyền nhiệt đối lưu : -Tác nhân sấy đồng thời chất mang nhiệt để cung cấp lượng cho vật liệu sấy mang ẩm thoát từ vật liệu sấy thải vào môi trường Thường sử dụng khơng khí nóng khói lò • Thiết bị sấy buồng -Thường dùng để sấy vật liệu dạng cục, hạt với suất không lớn -Làm việc theo chu kì -Buồng sấy làm thép lớp, có cách nhiệt đơn giản xây gạch đỏ có cách nhiệt khơng -Dung lượng: Từ dm3->mấy m3, nhỏ -Tác nhân sấy: Thường khơng khí nóng khói lò Khơng khí đốt nóng nhờ calorife điện calorife khí-khói Calorife đc đặt thiết bị đỡ vật liệu bên sườn buồng sấy -Cấu tạo đơn giản dễ vận hành không yêu cầu mặt lớn suất khơng cao, khó giới hóa, vốn đầu từ khơng đáng kể, thiết bị buồng sấy thích hợp với xí nghiệp bé, lao động thủ cơng chính, chưa có điều kiện kinh phí để xây dựng thiết bị sấy khác có suất cao, dễ giới hóa • Thiết bị sấy hầm -Sấy vật liệu dạng cục hạt, với suất cao dễ dàng giới hóa -Khác với sấy buồng sấy mẻ, thiết bị sấy hầm vật liệu sấy đưa vào lấy gần liên tục -Hầm sấy thường dài từ 10-15m lớn hơn, xây gạch đỏ có cách nhiệt khơng -Thiết bị chuyền tải thường xe goong băng tải -Tác nhân sấy: Chủ yếu khơng khí nóng -Calorife dùng để gia nhiệt cho khơng khí thường calorife khí- khí-khói, tùy thuộc vào nguồn ngun liệu nước hay khói lò, thường bố trí hầm sấy Có cách đưa tác nhân sấy hầm từ xuống đưa vào từ bên • Thiết bị sấy tháp -Cấu tạo, nguyên lí hoạt động đặc điểm: • Hệ thống máy sấy gồm calorifer cấp nhiệt trực tiếp từ buồng đốt hòa trộn với khơng khí tươi, hệ thống quạt thiết bị phụ trợ khác • Tháp sấy khơng gian hình hộp mà chiều cao lớn nhiều so với chiều rộng chiều dài Trong tháp sấy người ta bố trí hệ thống kênh dẫn thải tác nhân xen kẽ lớp vật liệu sấy (đặc điểm khác với thiết bị sấy buồng hầm) Tác nhân sấy từ kênh dẫn gió nóng luồng lách qua lớp vật liệu thực trình trao đổi nhiệt sấy nhận thêm ẩm vào kênh thải Vật liệu sấy chuyển động từ xuống từ tính tự chảy trọng lượng thân chúng Tháp sấy nhận nhiệt trao đổi nhiệt đối lưu dòng tác nhân chuyển động vừa ngược chiều vừa cắt ngang dẫn nhiệt từ bề mặt kênh dẫn kênh thải qua lớp vật liệu nằm bề mặt Vì thiết bị sấy tháp, nhiệt lượng vật liệu sấy nhận gồm thành phần: thành phần đối lưu tác nhân sấy với khối lượng hạt thành phần dẫn nhiệt bề mặt kênh gió nóng, kênh thải ẩm với lớp vật liệu nằm • Khi sấy hạt di chuyển từ cao (do gàu tải vít tải đưa lên) xuống mặt đất theo chuyển động thẳng đứng dzích dzắc tháp sấy Để tăng suất thiết bị phương pháp mở rộng dung lượng tháp mức độ đáng kể người ta tìm cách tăng tốc độ tác nhân chuyển động qua lớp hạt Tốc độ từ 0.2 ÷ 0.3m/s đến 0.6 ÷ 0.7 m/s lớn Tuy nhiên, tốc độ tác nhân khỏi ống góp kênh thải theo kinh nghiệm không nên vượt 6m/s để tránh hạt bị theo tác nhân vào hệ thống thải ẩm (đọng lại đoạn ống, dẫn đến quạt thải…) • Các loại máy sấy tháp phổ biến: • • Máy sấy tháp tam giác • • Máy sấy tháp tròn • • Máy sấy tháp hình thoi _Là thiết bị chuyên dụng để sấy loại hạt cứng thóc, ngơ, đậu, … -Đặc điểm khác với sấy buồng sấy hầm kênh thơng gió nóng kênh thải ẩm bố trí xen kẽ lớp vật liệu sấy Tác nhân sấy từ kênh gió nóng luồn lách qua lớp vật liệu thực trình sấy nhận thêm ẩm vào kênh thải Trong thiết bị sấy tháp nhiệt lượng vật liệu sấy gồm có hai thành phần: -Thành phần đối lưu tác nhân sấy với khối hạt -Thành phần dẫn nhiệt bề mặt kênh gió nóng, kênh thải ẩm với lớp vật liệu nằm -Hệ số truyền nhiệt tác nhân lớp hạt xác định công thức thực nghiệm V.W Khi Re=20-200 Nu=0,106Re Khi Re>200 Nu=0,610 Kết cấu cách bố trí kênh dẫn kênh thải ẩm có ý nghĩa đặc biệt đến dịch chuyển cuả lớp hạt độ sấy đồng sản phẩm Nói cách khác, góp phần tăng suất thiết bị nâng cao chất lượng sản phẩm, Kết cấu cách bố trí kênh dẫn thải tác nhân thực theo sơ đồ sau 10 7, Tính tốn q trình cháy Thành phần nhiên liệu than sử dụng : Nguyên tố C H O N S Tr(Tro) A(Nước) Hàm lượng(%) 86 13,7 0,05 0,2 0,2 0 Nhiệt trị cao nhiên liệu: Qc= 33858C+125400H – 10868 (O – S) =33858.0,86+125400.0,137– 10868 (0,0005– 0,002) ( kJ/kgnhienlieu) -Lượng khơng khí lí thuyết cần để đốt cháy hết 1kg nhiên liệu L0 L0 = 11,6C+ 34,8 H+4,3 (S-O) = 11,6.0,86+ 34,8 0,137+4,3 (0.002-0,0005) kgkk/kgnl * Tính tốn trạng thái khơng khí bên ngồi Chọn khơng khí bên ngồi xác định cặp thơng số nhiệt độ độ ẩm tương đối (t , ) = (20°C,85%) có áp suất p= 745 mmHg - Phân áp suất bão hòa ứng với t = 20 C : P bo = exp { 12 - } = exp { 12 - }= 0,01435 (bar) (CT 2.31- 31[1]) - Lượng chứa ẩm d : d =0,621 =0,621 = 0,01242 [ kg ẩm /kgkk] -Entanpy khơng khí I : I= i k +d.i a = C pk t+ d(r+ C pa t) 20 Trong đó: i k ,i a (KJ/Kg): entanpy kg khơng khí khơ 1kg nước C pk = 1,004 (KJ/KgK) : Nhiệt dung riêng khơng khí khơ C pa = 1,842 (KJ/KgK): Nhiệt dung riêng nước r = 2500 (KJ/Kg): Ẩn nhiệt hóa nước I = 1,004 t + d ( 2500+ 1,842 t ) I = 1,004.20+ 0,01242 (2500+ 1,842.20) = 51,587 ( KJ/Kg kk) Thơng số khói lò sau buồng đốt ( trước buồng hòa trộn).Trên đồ thị I-d trạng thái biểu diễn điểm K.Để xác định điểm đồ thị I –d xác định lượng chứa ẩm d’ entanpi I’ Có thể lấy hệ số khơng khí thừa buồng đốt =1,2 lượng chưa ẩm khói d’ tính: d’ = d’ = =0,08198 kgam/kgkk Entanpy khói lò sau buồng đốt I’ tính: I’ = Ở chọn hiệu suất buồng đốt Thơng số ngồi trời =85%, ta có d0 = 0,01242 kgam/kgkk I0= 51,587 kJ/Kgkk Ia0= 2536,84 KJ/Kg Nhiệt dung riêng nhiệt độ nhiên liệu lấy tương ứng bằng: Cnl=2,2 kJ/KgK tnl =20 Khi entanpy khói sau buồng đốt bằng: I’ = = 2400,808 kJ/kgkk Lượng khơng khí khơ thực tế cho q trình cháy 21 L = L0 = 1,2 15 = 18(kJ/kgnl) Tuy nhiên nhiệt độ khói lò sau buồng đốt lớn so với u cầu, tác nhân sấy khói lò trước vào thùng sấy cần phải qua trình hòa trộn với khơng khí ngồi trời để có nhiệt độ thích hợp 8, Tính tốn q trình hòa trộn Gọi hệ số khơng khí thừa buồng hòa trộn, tỉ số lượng khơng khí khô cần cung cấp thưc tế cho buồng đốt cộng với lượng khơng khí khơ đưa vào buồng hòa trộn chia cho lượng khơng khí khơ lí thuyết cần thiết cho q trình cháy = Trong đó: Ia1 = 2500+1,842.110= 27023,52 kJ/kg Ia2 = 2500+1,842.140= 2757,88 kJ/kg Thay đại lượng biết tương ứng cho hai giai đoạn sấy ta : = = 28 = = 21 -Lượng chứa ẩm khói lò sau buồng hòa trộn hay trước q trình sấy cho giai đoạn tính theo cơng thức: d1i = Thay hệ số khơng khí thừa cuả giai đoạn đại lượng biết ta tìm : d1i = d11=0,01536 kgam/kgkk; d1i = d12 =0, 01654kgam/khkk Entanpy khói lò sau buồng hòa trộn hay trước trình sấy cho giai đoạn I1i.Entanpy I1i hồn tồn xác định đồ thị I-d trạng thái khói lò trước giai 22 đoạn xác định cặp thông số( t1i, d1i) Tuy nhiên I1i xác định công thức cân nhiệt sau: I1i = Thay đại lượng biết được: I1i = I11 = 151,020kJ/kgkk, I1i = I12= 190,824 kJ/kgkk - Độ ẩm tương đối khói lò sau buồng hòa trộn giai đoạn - Để xác định , ta xác định phân áp suất nước bão hòa ứng với nhiệt độ giai đoạn t1i theo công thức: Pb1 = exp = = 1,413 bar + Độ ẩm tương đối φ11 φ11 = = 0,02 → φ1 = % Pb2 = exp = = 3,586 bar + Độ ẩm tương đối Φ12= = 0,01 → φ12 = 1% 9, Q trình sấy lí thuyết Từ đặc trưng q trình sấy lý thuyết I= const biết (I 11,d11),(I12,d12) t21, t22 dễ dàng xác định điểm biểu diễn trạng thái TNS C 11 C12 khỏi vùng sấy Đồ thị I-d trình sấy cho hình.Từ C11 C12 xác định đồ thị I-d lượng chứa ẩm sau trình sấy vùng d 210 vùng d220, độ ẩm tương đối Đương nhiên, thơng số tìm giải tích Chẳng hạn, lượng ẩm d 2i0 xác định theo công thức: d2i0 = I1i – Cpkt2i 23 i21 = 2500+1,842.t21= 2500+1,842.45=2582,89 kJ/kg i22 = 2500+1,842.t22= 2500+1,842.60=2610,52 kJ/kg Thay giá trị I1i, t2i i2i(i=1,2) biết ta được: d210=I11-==0,04089 kgam/kgkk d220=I12-==0,05002kgam/kgkk để tính độ ẩm tương đối tính áp suất bão hòa tương ứng nhiệt độ t2i Pb1 = exp = = 0,0949bar Pb2 = exp = = 0,1967bar Khi độ ẩm tương đối bằng: 210 = = 65% 220 = = 37% Lượng TNS lí thuyết cần để bốc kg ẩm vùng tương ứng là: l01= ==39,032 kgkk/kgam L01=l01.W1=39,032.487,805=19040 kgkk/h l02= ==29,868 kgkk/kgam L02=l02.W2=29,868.335,724=10027 kgkk/h 9, Tổn thất nhiệt vật liệu sấy mang qv Để tính tổn thất nhiệt vật liệu sấy mang trước hết ta phải biết nhiệt độ vật liệu sấy khỏi tháp t v2 nhiệt dung riêng Theo kinh nghiệm, nhiệt độ vật liệu sấy khỏi thiết bị sấy lấy thấp nhiệt độ tác nhân sấy tương ứng 510 oC chiều nên: Trong hệ thống sấy chúng ta, vật liệu sấy tác nhân sấy chuyển động ngược tv2 = t1 – (510)oC = 45-5 = 40oC Ta có Cvk = 1,7 kJ/kg.K (Cvk : nhiệt dung riếng ngô khô) 24 Ca: nhiệt dung riêng nước (I.9) Do nhiệt dung riêng sắn lát khỏi hầm sấy Cv2 bằng: Cv2 = Cvk.(1 - ) + Ca = 1,7.(1 – 0,14) + 4,18.0,14 = 2,0472 kJ/kg.K Tổn thất vật liệu sấy mang bằng: Qv = G2.Cv2.(tv2 – t0) = 8974,36 2,0472 (40 – 25) = 275584,65 kJ/h → qv = = = 268,69 kJ/kg ẩm -Tổn thất ngồi mơi trường Để tính tổn thất ta cần xác định diện tích bao quanh tháp sấy F: F = 2(L+B) H = 2(3, 25 +1) 12,6 = 107 m2 Theo kinh nghiệm, ta chia chiều cao tháp theo vùng với tỷ lệ : Vùng sấy 1/vùng sấy 2/vùng làm mát = 1,5/1/1 Do đó, diện tích xung quanh ba vùng tương ứng F = F2 =F3 =30,5 m2 Chúng ta định tháp xây gạch đỏ có chiều dày với hệ số dẫn nhiệt gạch đỏ 0,77 W/mK Nhiệt độ trunng bình TNS hai vùng sấy tương ứng : tv1 =0, 5(t11+t21) = 0,5 (110+45)= 77,5 tv2 = 0,5(t12+t22) = 0,5(140+60) =100 Nhiệt độ khơng khí ngồi tháp hai vùng lấy nhiệt độ môi trường t =20 Tốc độ tác nhân sấy tháp, theo kinh nghiệm khoảng (o,2 – 0,5 )m/s Trong ví dụ ta lấy w = 0,3 m/s Như vậy, tốn tính tổn thất nhiệt ngồi mơi trường tốn xác định mật độ dòng nhiệt dòng TNS chuyển động cưỡng với tốc độ w=0,3m/s nhiệt độ t v1 bên đối lưu tự nhiên có nhiệt độ t Sử dụng chương trình conđược viết với ngơn ngữ Pascal tính lặp tay ta xác định mật độ dòng nhiệt tương ứng với vùng : qv1 = 85 W/m2 = 3,6.85kJ/m2 = 306 kJ/m2 qv2 = 121 W/m2 = 3,6.121kJ/m2 = 436 kJ/m2 25 Do tổn thất môi trường tương ứng với vùng Qv1 =qv1.F1 =306.46 =14076 kJ/h qmt1= = = 29kJ/kgẩm Qv2 =qv.F2 =436.30,5 =13298 kJ/h qmt2= = = 40kJ/kgẩm 10, xây dựng trình sấy thực +Tính giá trị =Ca.t0- (qv+qmt) Thay Ca= 4,1868kJ/kgK, t0=20 ta tìm giá trị hai vùng sấy: = 4,1868.20-(789,750+28,617) = -734,631 kJ/kgam = 4,1868.20-(1329,085+39,579) = -1284,928 kJ/kgam +Xác định thơng số sau q trình sấy thực: Lượng chứa ẩm cuả TNS khỏi vùng sấy thực d2i Cdx1=1,004+1,842.d11= 1,004+1,842.0,01537= 1,032 kJ/kgK Cdx2=1,004+1,842.d22= 1,004+1,842.0,01654= 1,034 kJ/kgK Cdx: nhiệt dung riêng TNS khỏi vùng sấy Ta có: d21=d11+Cdx1(t11-t21) i21-=0,01536=0,0356 kgam/kgkk d22=d12+Cdx2(t12-t22) i21-=0,01654=0,0378kgam/kgkk Khi độ ẩm tương đối TNS khỏi vùng sấy tương ứng bằng: 21 = = 57% 22 = = 29% 26 Độ ẩm tương đối TNS khỏi vùng tương đối bé, 22 Như chọn nhiệt độ TNS khỏi vùng chưa hợp lí mặt kinh tế.Chúng ta chọn lại t21=40 t22=45 tiến hành tính toán lại ta 21 = = =77% 22 = = = 67% Lượng TNS thực tế: l1= ==48,403 kg/kgam L1=l1.W1=48,403.487,805=23611 kgkk/h l2= ==39,277 kgkk/kgam L2=l2.W2=29,868.335,724=13186 kgkk/h Thể tích TNS trung bình vùng sấy Theo phụ lục với độ ẩm tương đối nhiệt độ biết ta tìm được: -vùng sấy 1: Với t11=110 11=2% ta v11=1,13 m3/kgkk Với t21=40 21=77% ta v21=0,960 m3/kgkk -Vùng sấy 2: : Với t12=140 12=1% ta v12=1,204 m3/kgkk Với t22=45 22=67% ta v22=0,984 m3/kgkk Do thể tích trugn bình TNS vùng : V1=0,5L1 (v11+ v21)= 0,5.23611(1,13+0,96) m3/h V2=0,5L2 (v12+ v22)= 0,5.13186(1,204+0,984) m3/h 11, Cân nhiệt Tổng nhiệt lượng cần thiết q: q1= l1(I11-I0)= 48(151-52)=4752 kJ/kgam Nhiệt lượng có ích q11: q11= i21-Catv11= 2573,68-4,,1868.20= 2490 kJ/kgam Tổn thất nhiệt TNS mang q21: 27 q21= l1Cdx1(t21-t0)= 48,043.1,032(40-20)=992kJ/kgam Tổng nhiệt lượng tổn thấy nhiệt lượng có ích q’1 q’1 = q11+q21+qv1+qmt= 2490+992+790+28=4300 kJ/kgam Tương tự ta có cân nhiệt vùng sấy thứ 2: q2 = 5421 kJ/kgam q12=2437 kJ/kgam q22=1008 kJ/kgam q’’1=4814 kJ/kgam 9, Tính nhiên liệu tiêu hao: Nhiên liệu tiêu hao tính theo cơng thức: b= Do đó: Vùng sấy 1: b1== 56kg/h Vùng sấy 2: b2== 44kg/h Tổng nhiên liệu tiêu hao cho hai vùng sấy: b= b1+b2 = 56+44=100 kg/h 12, Tính tốn vùng làm mát: Nhiệt lượng VLS nhả cho khơng khí buồng làm mát Q 3.Trước hết tính nhiệt dung riêng trung bình Cv3: Cv3=Ca+(1-)Ck=4,1868.0,145+(1- 0,145).1,55 Cv3 =1,932 kJ/kgK Do đó, lấy nhiệt độ VLS vào t13 = (t22-5)=45-5=40 nhiệt độ khỏi buồng làm mát tv2=30 nhiệt lượng Q3 bằng: 28 Q3 = G23.C23(tv13-tv23)=(G13-W3)Cv3(tv13-tv23) =(9176-107).1,932(40-30)=175213 kJ/h Hay q3= =175213/107 = 1638 kJ/kgam Nếu bỏ qua nhiệt lượng tổn thất môi trường xung quanh kết cấu bao che buồng làm mát, ta có: =q3=1638 kJ/kgam Tính thơng số khơng khí sau buồng làm mát: Nếu lấy nhiệt độ khơng khí khỏi buồng làm mát t23=25 trạng thái C3 khơng khí khỏi buồng làm mát hồn tồn xác định.Chú ý rằng, khác với q trình sấy, q trình đốt nóng tăng ẩm.Nếu tính giải tích lượng chứa ẩm d23 bằng: d23=d0+ Cds(d0)(t23-t0)/i23-3=0,01214+1,0269(25-20)/2546-1638 d23= 0,0181 kgam/kgkk Độ ẩm tương đối 23 23 = = =89% Lượng khơng khí cần cho q trình làm mát: L3= ==176 kgkk/kgam L3=l3.W3=176.107=18838 kgkk/h Thể tích trung bình khơng khí trước sau buồng làm mát Từ (t 0,0 (t23,23) tìm sách tham khảo ta được: v0=0,864 m3/kgkk v23=0,888 m3/kgkk Khi đó, thể tích trung bình V3 : V3=0,5.L3(v0+v23)=0,5.188838(0,864+0,888)=16502 m 3/h 13, Chọn dạng, bố trí kênh dẫn kênh thải Theo chiều ngang tháp bố trí 19.3 hàng theo chiều cao 38 hàng Ở vùng sấy đặt 14 hàng theo chiều cao gồm hàng kênh dẫn hàng kênh thải xen kẽ Ở vùng sấy đặt 12 hàng theo chiều cao gồm hàng kênh dẫn hàng kênh thải xen kẽ Từ cách bố trí chọn kích thước kênh trên, tính tốc độ TNS kênh: 29 Diện tích 30 kênh tiết diện hàng ngang Fh bằng: Fh= 30{0,5(65.100)+(60.100)} =277500 mm2=0,2775 mm2 Tổng diện tích cá kênh dẫn kênh thải vùng sấy bằng: F1= 7.Fh= 7.0,2775=1,9425 m2 Tổng diện tích cá kênh dẫn kênh thải vùng sấy F2 vùng làm mát F3 bằng: F2=F3=6.Fh=6.0,2775=1,665m2 Do đó, tốc độ TNS kênh vùng wi(i=1,3) tương ứng bằng: w1== 3600/1,9425.3600=5,148 m/s w2=V2/F2=14425/1,665.3600=2,407 m/s w3=V3/F3=16502/1,665.3600=2,753 m/s Tốc độ kênh thỏa mãn điều kiện kinh nghiệm w< m/s Chương IV: Tính toán chọn thiết bị phụ trợ 30 1, Chọn quạt Để chọn quạt, phải tính trở lực TNS kênh dẫn, kênh thải qua lớp hạt tháp Các tính tốn này, đặc biệt tính trở lực qua lớp hạt phức tạp Ở chọn quạt theo kinh nghiệm Các quạt dùng thiết bị sấy tháp loại quạt trung áp Do đó, vào suất chọn quạt trung cấp N6: -vùng sấy quạt N6 có suất V=18000 m3/h vùng sấy quạt N6 có suất V=18000 m3/h vùng làm mát quạt N6 có suất V=15000 m3/h 2, Buồng đốt: -Công suất nhiệt cần thiết Q=q1.W1+q2.W2=+= 414043,kJ/h -Công suất nhiệt buồng đốt: Q’= Chọn =0,8; =0,9;=0,7 Q’==821514kcal/h Diện tích ghi lò R: Ta có nhiệt ghi: =450-700 kcal/h R==1,2m2 Thể tích buồng đốt: Ta có nhiệt thể tích antraxit Q’/Vb=(250-300).103 kcal/m3.Từ thể tích buồng đốt bằng: Vb=Q’/(250-300).103=(2,5-3,5)m2 31  Nguyên lí làm việc tháp sấy: Nguyên liệu ngô cho vào phễu nạp liệu Từ ngơ gầu tải đưa lên phễu nhập liệu, qua đĩa phân phối, ngô đổ đầy vào nắp tháp than đưa vào buồng đốt, đặt ghi lò, than đốt để tạo khói lò buồng đốt cho qua buồng lắng bụi sau cho qua buồng hòa trộn với khơng khí bên ngồi nhờ van cấp lưu-khói lò sau hòa trộn quạt thổi vào tháp sấy Ngô di chuyển từ xuống nhờ tác dụng trọng lực qua kênh dẫn thải TNS Khói lò thổi lên thơng qua kênh dẫn khí thải tiếp xúc ngược chiều với ngơ.Ngơ vật liệu chuyển động len lỏi qua khe hở máng tác nhân, từ từ điền đầy chỗ trống tháp Ẩm tách khỏi vật liệu theo TNS vào kênh thải Sau sấy ngô đưa để làm mát buồng làm mát trước ngồi Ngơ qua cửa tháo liệu ta ngô đạt độ ẩm yêu cầu kết thúc trình sấy KẾT LUẬN Hệ thống sấy tháp đơn giản, dễ vận hành phù hợp với sấy nhiều loại lương thực ngũ cốc Ngày nay, với phát triển khoa học có số phương pháp sấy tiến Nhưng điều kiện kinh tế kĩ thuật nên hệ thống sấy tháp sử dụng phổ biến 32 Em cố gắng vận dụng kiến thức học tham khảo tài liệu để hoàn thành đồ án Trong q trình làm khơng tránh khỏi sai xót, mong thầy góp ý để chúng em hồn thiện rút kinh nghiệm cho đồ án sau Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn để em hoàn thành đồ án 33 Tài liệu tham khảo: I Hướng dẫn thiết kế thiết bị sấy- Trần Văn Phú II Thiết kế hệ thống thiết bị sấy-PGS TS Hoàng Văn Chước III Giáo trình kỹ thuật sấy nơng sản thực phẩm- Nguyễn Văn May IV Kỹ thuật sấy- Hoàng Văn Chước V Kỹ Thuật Sấy- Trần Văn phú VI Sổ tay q trình thiết bị Cn hóa chất-tập VII Bảo quản lương thực –Bùi Đức Hợi, Lương Hồng Nga, Mai Lê VIII Một số tài liệu internet 34 ... mơn học với đề Tính tốn hệ thống sấy ngơ thu hoạch để bảo quản suất 10 tấn/h” em xin trình bày Đây lần tiếp nhận nhiệm vụ thiết kế hệ thống sấy mang tính chất đào sâu chuyên ngành, kiến thức... độ vật liệu sấy khỏi thiết bị sấy lấy thấp nhiệt độ tác nhân sấy tương ứng 510 oC chiều nên: Trong hệ thống sấy chúng ta, vật liệu sấy tác nhân sấy chuyển động ngược tv2 = t1 – ( 510) oC = 45-5... Thiết bị sấy hầm -Sấy vật liệu dạng cục hạt, với suất cao dễ dàng giới hóa -Khác với sấy buồng sấy mẻ, thiết bị sấy hầm vật liệu sấy đưa vào lấy gần liên tục -Hầm sấy thường dài từ 10- 15m lớn