PHÚC TRÌNH THÍ NGHIỆM QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY ĐỐI LƯU

hảo sát quá trình sấy đối lưu bằng thực nghiệm để: – Xây đựng đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy. – Xác định các thông số sấy: tốc độ sấy đẳng tốc, độ ẩm tới hạn, độ ẩm cân bằng, thời gian sấy đẳng tốc và giảm tốc. – Đánh giá sai số của quá trình sấy. 1.2. Phương pháp thí nghiệm – Tiến hành sấy giấy lọc ở 3 chế độ nhiệt độ của caloriphe: 45oC, 60oC, 70oC: – Đặt giấy lọc vào buồng sấy, ghi nhận giá trị nhận khối lượng của vật liệu sau khi làm ẩm (Go). – Đối với sấy 45oC: Sau mỗi 3 phút, ghi nhận giá trị cân và hai giá trị nhiệt độ bầu khô – bầu ướt; tiếp tục sấy đến khi giá trị khối lượng vật liệu không đổi trong 4 lần ghi kế tiếp nhau thì dừng lại và chuyển sang chế độ sấy khác. – Đối với sấy 60oC: Sau mỗi 2 phút, ghi nhận giá trị cân và hai giá trị nhiệt độ bầu khô – bầu ướt; tiếp tục sấy đến khi giá trị khối lượng vật liệu không đổi trong 4 lần ghi kế tiếp nhau thì dừng lại và chuyển sang chế độ sấy khác. – Đối với sấy 70oC: Sau mỗi 2 phút, ghi nhận giá trị cân và hai giá trị nhiệt độ bầu khô – bầu ướt; tiếp tục sấy đến khi giá trị khối lượng vật liệu không đổi trong 4 lần ghi kế tiếp nhau thì dừng lại. 1.3. Kết quả thí nghiệm hảo sát quá trình sấy đối lưu bằng thực nghiệm để: – Xây đựng đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy. – Xác định các thông số sấy: tốc độ sấy đẳng tốc, độ ẩm tới hạn, độ ẩm cân bằng, thời gian sấy đẳng tốc và giảm tốc. – Đánh giá sai số của quá trình sấy. 1.2. Phương pháp thí nghiệm – Tiến hành sấy giấy lọc ở 3 chế độ nhiệt độ của caloriphe: 45oC, 60oC, 70oC: – Đặt giấy lọc vào buồng sấy, ghi nhận giá trị nhận khối lượng của vật liệu sau khi làm ẩm (Go). – Đối với sấy 45oC: Sau mỗi 3 phút, ghi nhận giá trị cân và hai giá trị nhiệt độ bầu khô – bầu ướt; tiếp tục sấy đến khi giá trị khối lượng vật liệu không đổi trong 4 lần ghi kế tiếp nhau thì dừng lại và chuyển sang chế độ sấy khác. – Đối với sấy 60oC: Sau mỗi 2 phút, ghi nhận giá trị cân và hai giá trị nhiệt độ bầu khô – bầu ướt; tiếp tục sấy đến khi giá trị khối lượng vật liệu không đổi trong 4 lần ghi kế tiếp nhau thì dừng lại và chuyển sang chế độ sấy khác. – Đối với sấy 70oC: Sau mỗi 2 phút, ghi nhận giá trị cân và hai giá trị nhiệt độ bầu khô – bầu ướt; tiếp tục sấy đến khi giá trị khối lượng vật liệu không đổi trong 4 lần ghi kế tiếp nhau thì dừng lại. 1.3. Kết quả thí nghiệm hảo sát quá trình sấy đối lưu bằng thực nghiệm để: – Xây đựng đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy. – Xác định các thông số sấy: tốc độ sấy đẳng tốc, độ ẩm tới hạn, độ ẩm cân bằng, thời gian sấy đẳng tốc và giảm tốc. – Đánh giá sai số của quá trình sấy. 1.2. Phương pháp thí nghiệm – Tiến hành sấy giấy lọc ở 3 chế độ nhiệt độ của caloriphe: 45oC, 60oC, 70oC: – Đặt giấy lọc vào buồng sấy, ghi nhận giá trị nhận khối lượng của vật liệu sau khi làm ẩm (Go). – Đối với sấy 45oC: Sau mỗi 3 phút, ghi nhận giá trị cân và hai giá trị nhiệt độ bầu khô – bầu ướt; tiếp tục sấy đến khi giá trị khối lượng vật liệu không đổi trong 4 lần ghi kế tiếp nhau thì dừng lại và chuyển sang chế độ sấy khác. – Đối với sấy 60oC: Sau mỗi 2 phút, ghi nhận giá trị cân và hai giá trị nhiệt độ bầu khô – bầu ướt; tiếp tục sấy đến khi giá trị khối lượng vật liệu không đổi trong 4 lần ghi kế tiếp nhau thì dừng lại và chuyển sang chế độ sấy khác. – Đối với sấy 70oC: Sau mỗi 2 phút, ghi nhận giá trị cân và hai giá trị nhiệt độ bầu khô – bầu ướt; tiếp tục sấy đến khi giá trị khối lượng vật liệu không đổi trong 4 lần ghi kế tiếp nhau thì dừng lại. 1.3. Kết quả thí nghiệm

Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh Trường Đại học Bách Khoa Khoa Kỹ thuật Hóa học BỘ MƠN Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ PHÚC TRÌNH THÍ NGHIỆM QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ Bài SẤY ĐỐI LƯU CBHD: Thầy Trần Lê Hải Sinh viên: MSSV: Nhóm: 3.3 Lớp: HC16 Ngày TN: 27/9/2018 Năm học 2018 – 2019 Thí nghiệm Q trình – Thiết bị Sấy đối lưu MỤC LỤC TRÍCH YẾU 1.1 Mục đích thí nghiệm 1.2 Phương pháp thí nghiệm 1.3 Kết thí nghiệm 1.4 Nhận xét kết thí nghiệm LÝ THUYẾT THÍ NGHIỆM 2.1 Định nghĩa 2.2 Đặc trưng trình sấy 2.3 Xác định tốc độ sấy theo cân nhiệt trình sấy 2.4 Phương trình động học trình sấy 2.5 Lượng nhiệt cấp cho vật liệu giai đoạn sấy giảm tốc (q2) 2.6 Lượng nhiệt cấp cho vật liệu giai đoạn sấy đẳng tốc (q1) 2.7 Cường độ trao đổi nhiệt (q(x)) 2.8 Đường cong sấy đường cong tốc độ sấy 2.9 Các giai đoạn trình sấy 2.10 Thời gian sấy vật liệu DỤNG CỤ, THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 10 3.1 Dụng cụ thiết bị thí nghiệm 10 3.2 Vật liệu sấy 10 3.3 Phương pháp thí nghiệm 10 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 13 4.1 Kết tính tốn 13 4.2 Đồ thị 14 4.3 Đánh giá kết thí nghiệm 17 BÀN LUẬN 20 PHỤ LỤC 25 6.1 Các thông số ban đầu 25 6.2 Tính tốn số liệu 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO 27 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Số liệu thô Bảng 1.2 Xử lý số liệu thô .3 Bảng 4.1 Kết tính tốn từ số liệu xử lý 13 Bảng 4.2 Kết tính tốn từ đồ thị .18 Bảng 4.3 Kết tính toán theo lý thuyết .19 Bảng 4.4 Kết đánh giá sai số 19 DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Đường cong sấy Hình 2.2 Đường cong tốc độ sấy .7 Hình 4.1 Đồ thị đường cong sấy 45oC .15 Hình 4.2 Đồ thị đường cong sấy 60oC .15 Hình 4.3 Đồ thị đường cong sấy 70oC .16 Hình 4.4 So sánh đường cong sấy 16 Hình 4.5 Đồ thị đường cong sấy đẳng tốc 45oC 17 Hình 4.6 Đồ thị đường cong sấy đẳng tốc 60oC 17 Hình 4.7 Đồ thị đường cong sấy đẳng tốc 70oC 17 Hình 4.8 Đồ thị đường cong tốc độ sấy thí nghiệm 18 Trang Thí nghiệm Quá trình – Thiết bị Sấy đối lưu TRÍCH YẾU 1.1 Mục đích thí nghiệm Khảo sát q trình sấy đối lưu thực nghiệm để: – Xây đựng đường cong sấy đường cong tốc độ sấy – Xác định thông số sấy: tốc độ sấy đẳng tốc, độ ẩm tới hạn, độ ẩm cân bằng, thời gian sấy đẳng tốc giảm tốc – Đánh giá sai số q trình sấy 1.2 Phương pháp thí nghiệm – Tiến hành sấy giấy lọc chế độ nhiệt độ caloriphe: 45oC, 60oC, 70oC: – Đặt giấy lọc vào buồng sấy, ghi nhận giá trị nhận khối lượng vật liệu sau làm ẩm (Go) – Đối với sấy 45oC: Sau phút, ghi nhận giá trị cân hai giá trị nhiệt độ bầu khô – bầu ướt; tiếp tục sấy đến giá trị khối lượng vật liệu không đổi lần ghi dừng lại chuyển sang chế độ sấy khác – Đối với sấy 60oC: Sau phút, ghi nhận giá trị cân hai giá trị nhiệt độ bầu khô – bầu ướt; tiếp tục sấy đến giá trị khối lượng vật liệu khơng đởi lần ghi dừng lại chuyển sang chế độ sấy khác – Đối với sấy 70oC: Sau phút, ghi nhận giá trị cân hai giá trị nhiệt độ bầu khô – bầu ướt; tiếp tục sấy đến giá trị khối lượng vật liệu không đổi lần ghi dừng lại 1.3 Kết thí nghiệm – Khối lượng vật liệu khơ ban đầu xấp giấy lọc: G0 = 52,5 g = 0,053 kg Bảng 1.1 Số liệu thô Chế độ 45oC t (ph) G (g) tư (oC) tk (oC) t (ph) 150 37 45 140 37 47 130 36 47 125 36 47 12 117,5 36 48 15 110 37 48 10 18 102,5 37 48 12 21 95 37 48 14 24 85 37 48 16 27 80 37 48 18 30 75 37 48 20 33 67,5 36 47 22 36 62,5 37 47 24 39 60 36 46 26 Chế độ 60oC Chế độ 70oC G (g) tư (oC) tk (oC) t (ph) G (g) tư (oC) tk (oC) 140 45 67 145 49 69 127,5 46 57 130 50 70 117,5 47 62 112,5 50 68 107,5 46 60 100 49 67 97,5 46 58 87,5 50 70 87,5 47 62 10 75 49 67 77,5 45 59 12 67,5 49 69 70 46 58 14 60 49 69 65 45 62 16 55 49 68 60 44 58 18 52,5 50 71 57,5 45 59 20 52,5 48 67 55 45 62 22 52,5 49 70 52,5 44 58 24 52,5 49 67 52,5 45 59 Trang Thí nghiệm Q trình – Thiết bị 42 45 48 51 54 57 57,5 55 52,5 52,5 52,5 52,5 36 36 36 36 35 36 46 46 45 43 43 43 Sấy đối lưu 28 30 52,5 52,5 45 44 62 57 Bảng 1.2 Xử lý số liệu thô t (h) 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250 0,300 0,350 0,400 0,450 0,500 0,550 0,600 0,650 0,700 0,750 0,800 0,850 0,900 0,950 Chế độ 45oC G (kg) tư (oC) tk (oC) 0,150 37 45 0,140 37 47 0,130 36 47 0,125 36 47 0,118 36 48 0,110 37 48 0,103 37 48 0,095 37 48 0,085 37 48 0,080 37 48 0,075 37 48 0,068 36 47 0,063 37 47 0,060 36 46 0,058 36 46 0,055 36 46 0,053 36 45 0,053 36 43 0,053 35 43 0,053 36 43 t (h) 0,033 0,067 0,100 0,133 0,167 0,200 0,233 0,267 0,300 0,333 0,367 0,400 0,433 0,467 0,500 Chế độ 60oC G (kg) tư (oC) tk (oC) 0,140 45 67 0,128 46 57 0,118 47 62 0,108 46 60 0,098 46 58 0,088 47 62 0,078 45 59 0,070 46 58 0,065 45 62 0,060 44 58 0,058 45 59 0,055 45 62 0,053 44 58 0,053 45 59 0,053 45 62 0,053 44 57 t (h) 0,033 0,067 0,100 0,133 0,167 0,200 0,233 0,267 0,300 0,333 0,367 0,400 Chế độ 70oC G (kg) tư (oC) tk (oC) 0,145 49 69 0,130 50 70 0,113 50 68 0,100 49 67 0,088 50 70 0,075 49 67 0,068 49 69 0,060 49 69 0,055 49 68 0,053 50 71 0,053 48 67 0,053 49 70 0,053 49 67 1.4 Nhận xét kết thí nghiệm – Khối lượng vật liệu ẩm giảm dần theo thời gian Kết thí nghiệm nhìn chung xác ta nâng nhiệt độ caloriphe lên thời gian sấy giảm dần Trang Thí nghiệm Quá trình – Thiết bị Sấy đối lưu LÝ THUYẾT THÍ NGHIỆM 2.1 Định nghĩa – Sấy đối lưu trình tách ẩm khỏi vật liệu cách cấp nhiệt cho ẩm bay Trong đó, hai trình truyền nhiệt truyền ẩm thực phương pháp đối lưu – Quá trình sấy diễn phức tạp, đặc trưng cho tính khơng thuận nghịch khơng ởn định Nó diễn đồng thời trình:  Truyền nhiệt cho vật liệu  Dẫn ẩm lòng vật liệu  Chuyển pha  Tách ẩm vào môi trường xung quanh 2.2 Đặc trưng trình sấy – Quá trình sấy diễn phức tạp, đặc trưng cho tính khơng thuận nghịch khơng ởn định Nó diễn đồng thời trình: truyền nhiệt cho vật liệu, dẫn ẩm lòng vật liệu, chuyển pha tách ẩm vào môi trường xung quanh 2.3 Xác định tốc độ sấy theo cân nhiệt trình sấy – Lượng nhiệt dòng tác nhân sấy cung cấp khoảng thời gian d : 𝑑𝑄 = 𝛼 𝐹 (𝑡 − 𝜃)𝑑𝜏 (1) – Nhiệt tiêu hao để:  Đun nóng vật liệu: (GoCo + GaCa)d𝜃 (2)  Bay ẩm nhiệt hơi: [r + Ch(t – th)]dGa (3) Trong đó: α: hệ số cấp nhiệt từ tác nhân sấy vào vật liệu sấy, W/m2độ F: bề mặt vật liệu, m2 t, θ, th: nhiệt độ tác nhân sấy, vật liệu ẩm bão hòa, độ Go, Co: khối lượng nhiệt dung riêng vật liệu sấy, kg; J/kgđộ Ga, Ca: khối lượng nhiệt dung riêng ẩm, kg; J/kgđộ r: ẩn nhiệt hóa ẩm, J/kg Ch: nhiệt dung riêng ẩm, J/kgđộ – Lượng ẩm bốc thời gian d: dGa = d(G0U) = G0dU (4) U: hàm ẩm (hay độ ẩm) vật liệu, tính theo vật liệu thô, kg ẩm/kg, vật liệu khô – Từ (1), (2), (3) (4), thiết lập cân nhiệt: Trang Thí nghiệm Q trình – Thiết bị Sấy đối lưu α.F.(t–θ)d = (GoCo + GaCa)dθ + Go [r + Ch(t – th)]dU (5) – Từ (5), rút ra: 𝑑𝑈 𝑑𝜏 = 𝛼.𝐹.(𝑡−𝜃)−[𝐺0 𝐶0 +𝐺𝑎 𝐶𝑎 ] 𝑑𝜃 𝑑𝜏 (6) 𝐺0 [𝑟+𝐶ℎ (𝑡−𝑡ℎ )] Đây biểu thức tính tốc độ sấy 𝑑𝑈 𝑑𝜏 theo cân nhiệt 2.4 Phương trình động học trình sấy – Theo phương trình truyền ẩm từ vật liệu vào tác nhân sấy: dGa = kpF(pm – p)d (7) Với: kp: hệ số truyền ẩm pha khí, kg/m2.h.p = (1at hay 1mmHg,…) pm, p: áp suất ẩm bề mặt vật liệu pha khí, mmHg (at) – Thay Ga = G0U vào (7) biến đởi, ta có: 𝑑𝑈 𝑑𝜏 = 𝑘𝑝 𝐹 (𝑝𝑚 − 𝑝) 𝐺0 (8) – Khi ẩm không bị nhiệt (tức t = th) biểu thức (5) biến đổi thành 𝐺 𝑑𝜃 (Co + Ca 𝐺𝑎 ) Go 𝑑𝜏 + rGo 𝑑𝑈 𝑑𝜏 𝑑𝑄 = 𝐹𝑑𝜏 F = qF (9) q: cường độ dòng nhiệt hay mật độ dòng nhiệt 𝐺 𝐺 Đặt: 𝐺𝑎 = U ; 𝑉0 = o ; Co + CaU = C ; 0 𝑉0 𝐹 = Ro Với: o: khối lượng riêng vật liệu khô, kg/m3 Vo: thể tích vật khơ, m3 C: nhiệt dung riêng vật liệu ẩm, J/kgđộ Ro: bán kính quy đởi vật liệu, m – Khi đó, bỏ qua nhiệt làm nhiệt ẩm, ta có: q = oRor 𝑑𝑈 𝑑𝜏 𝑑𝜃 𝐶 𝑑𝜃 + CoRo 𝑑𝜏 = [1 + (𝑟 ) 𝑑𝜏 ] (oRor 𝑑𝑈 ) = (1 + Rb) (oRor) 𝑑𝜏 𝑑𝑈 (10) 𝑑𝜏 𝐶 𝑑𝜃 Với Rb = + ( 𝑟 ) 𝑑𝜏 : Chuẩn số Rebinde đặc trưng cho động học trình sấy – Biểu thức (10) phương trình động học sấy, cho biến biến đởi ẩm vật liệu theo thời gian Ta nhận biểu thức (10) giải hệ phương trình vi phân mô tả truyền nhiệt – truyền ẩm vật liệu Nhưng nói chung hệ phương trình khơng giải phương pháp giải tích 2.5 Lượng nhiệt cấp cho vật liệu giai đoạn sấy giảm tốc (q2) – Mặt khác, ta thấy giải đoạn sấy giảm tốc, đường cong tốc độ sấy có dạng đường thẳng, nên tốc độ sấy giải đoạn biểu diễn: 𝑑𝑈 − 𝑑𝜏 = K(U – U’) (11) Trang Thí nghiệm Q trình – Thiết bị Sấy đối lưu K: hệ số tỷ lệ, gọi hệ số sấy Nó phụ thuộc vào tốc độ sấy tính chất vật liệu ẩm, 1/s – K hệ số góc đường cong tốc độ sấy giai đoạn sấy giảm tốc, nên: 𝑁 K=𝑈 𝑡ℎ −𝑈 =U ∗ th −U ∗ = N (12) : hệ số sấy tương đối, phụ thuộc vào tính chất vật liệu ẩm Uth: độ ẩm tới hạn U*: độ ẩm cân N: tốc độ sấy đẳng tốc, kg ẩm/(kg vật liệu khơ.s) – Tích phân phương trình (11), ta nhận được: 𝑈−𝑈 ∗ = exp(–N) 𝑈𝑡ℎ −𝑈 ∗ (13) – Hay logarit hóa (8), ta có: lg(U – U*) = lg(Uth – U*) – 2,3 N (14) Như vậy, biết hệ số sấy K, xác định thời gian cần thiết để thực giai đoạn sấy giảm tốc – Hệ số sấy tương đối xác định thực nghiệm tính gần sau: 1,8 =𝑈 (15) 𝑜 Với: U0: độ ẩm ban đầu vật liệu – Từ đó, ta có: 𝑈 Uth =  + U* = 1,8𝑜 + U* (16) – Thay (12) (15) vào phương trình (11), ta được: 𝑈−𝑈 ∗ 𝑑𝑈 − 𝑑𝜏 = 1,8N ( 𝑈𝑜 ) (17) – Thay (17) vào (10), ta được: 𝑈−𝑈 ∗ q2 = oRor(1+Rb).1,8N ( 𝑈𝑜 ) (18) 2.6 Lượng nhiệt cấp cho vật liệu giai đoạn sấy đẳng tốc (q1) – Trong giai đoạn sấy đẳng tốc, toàn lượng nhiệt cung cấp từ dòng tác nhân lượng nhiệt bốc ẩm nhiệt vật liệu không đổi nên: q1 = oRor 𝑑𝑈 𝑑𝜏 = oRorN (19) 2.7 Cường độ trao đổi nhiệt (q(x)) 𝑞 𝑈−𝑈 ∗ q(x) = 𝑞2 = 1,8( 𝑈𝑜 )(1+Rb) (20) Trang Thí nghiệm Quá trình – Thiết bị Sấy đối lưu – Như vậy, theo biểu thức (20), biết chuẩn số Rb sẽ tính cường độ trao đởi nhiệt theo độ ẩm vật liệu 2.8 Đường cong sấy đường cong tốc độ sấy Hình 2.1 Đường cong sấy Hình 2.2 Đường cong tốc độ sấy AB – Đun nóng vật liệu AB – Đun nóng vật liệu BC – Sấy đẳng tốc BC – Sấy đẳng tốc CD – Sấy giảm tốc CD – Sấy giảm tốc – Đường cong sấy – Vật liệu dạng mỏng, xốp: Giấy, – Đường nhiệt độ vật liệu bìa, … – Vật liệu keo; – Vật liệu xốp; – Vật liệu keo xốp: có điểm uốn (thay đổi chế vân chuyển ẩm) – Vật liệu có điểm gãy khúc (điểm tới hạn thứ 2) a Đường cong sấy Là đường cong biểu diễn thay đổi độ ẩm vật liệu (U) theo thời gian sấy (): U = f() (21) Dạng đường cong sấy:  Phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: liên kết ẩm vật liệu, hình dáng; kích thước; cấu trúc vật liệu, phương pháp chế độ sấy  Đường cong sấy hàm trình sấy Vì vậy, tuỳ chế độ phương pháp sấy khác đường cong sấy tương tự Trang Thí nghiệm Q trình – Thiết bị Sấy đối lưu b Đường cong tốc độ sấy Là đường cong biểu diễn mối quan hệ tốc độ sấy độ ẩm (hàm ẩm) vật liệu sấy: 𝑑𝑈 𝑑𝜏 = G(U) (22) Từ biểu thức (22) (23), rõ ràng đường cong tốc độ sấy đạo hàm đường cong sấy 2.9 Các giai đoạn q trình sấy – Giai đoạn đun nóng vật liệu (AB) Giai đoạn xảy nhanh với khoảng thời gian nhắn khơng đáng kể Tồn nhiệt dòng tác nhân cấp dùng để đun nóng vật liệu từ nhiệt độ đầu (θo) lên nhiệt độ bầu ướt (tư) (Hình 1.1) Trong giai đoạn này, lượng ẩm tách ta không đáng kể, độ ẩm độ ẩm vật liệu giảm không nhiều tốc độ sấy tăng nhanh lên đén giá trị cực đại (N) Thường giai đoạn bỏ qua tính tốn – Giai đoạn sấy đẳng tốc (BC) Trong giai đoạn này, tốc độ khuếch tán ẩn từ lòng vật liệu bề mặt lớn tốc độ bốc ẩm từ bề mặt vật liệu, nên bề mặt vật liệu ln bão hòa ẩm Toàn lượng nhiệt cung cấp để để bốc ẩm bề mặt (ẩm tự do) bề mặt bốc bề mặt ngồi vật liệu khơng đởi nên thông số sấy sau sẽ không đổi: nhiệt độ bề mặt vật liệu tốc độ sấy; độ ẩm vật liệu sẽ giảm nhanh Thời gian sấy giai đoạn (thời gian sấy đẳng tốc - 1) xác định từ: 𝑑𝑈 − 𝑑𝜏 = N1 = const (23) Nên tích phân (23) lên ta được: 1 = 𝑈𝑜 − 𝑈𝑡ℎ 𝑁1 (24) Với Uth: độ ẩm tới hạn, độ ẩn cuối giai đoạn sấy đẳng tốc – Giai đoạn sấy giảm tốc (CD) Do bốc hết ẩm bề mặt ẩm liên kết, nên bề mặt bốc bị co hẹp lại dần sâu vào lòng vật liệu Tốc độ khuếch tán ẩm vật liệu chậm làm giảm dần tốc độ chung Nhiệt độ vật liệu tăng dần từ nhiệt độ bầu ướt đến nhiệt độ dòng tác nhân – nhiệt độ bầu khơ Lúc này, vật liệu xuất vùng: ẩm, bốc khô Trong giai đoạn này, đường công tốc độ sấy có dạng đường thẳng (hoặc quy đởi Trang Thí nghiệm Q trình – Thiết bị Sấy đối lưu sang đường thẳng – N2 = ax + b) ta tích phân để tính thời gian sấy giai đoạn sấy giảm tốc 2 = 𝑈𝑡ℎ −𝑈 ∗ 𝑁1 ln 𝑈𝑡ℎ −𝑈 ∗ (25) 𝑈2 −𝑈 ∗ Với U*: độ ẩm cân bằng, độ ẩm kết thúc giai đoạn sấy giảm tốc 2.10 Thời gian sấy vật liệu – Thời gian sấy vật liệu tính tởng thời gian giai đoạn sấy: sấy đốt nóng vật liệu (o), sấy đẳng tốc (1) sấy giảm tốc (2) Có thể bỏ qua giai đoạn đốt nóng vật liệu, giai đoạn xảy nhanh Biểu thức tính thời gian sấy sau:  =1 +2 = 𝑈𝑜 − 𝑈𝑡ℎ 𝑁 + 2,3 𝑁 (Uth – U*) lg [ 𝑈𝑡ℎ −𝑈 ∗ 𝑈2 −𝑈 ∗ ] (26) Với U2: độ ẩm vật liệu cuối trình sấy, tương ứng với (2) U2 > U*và thường lấy U2 = U* + 2÷3 (%) Trang Thí nghiệm Q trình – Thiết bị Sấy đối lưu KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 4.1 Kết tính tốn – Tính tốn số liệu cho thông số ghi nhận thực thí nghiệm sấy 45oC Uo (%) = Ui (%) = Ga − Go Go Gi − Go × 100% = × 100% = Go 0,15 − 0,053 × 100% = 183,019 (%) 0,053 0,14 −0,053 0,053 × 100% = 164,151 (%) G (%) = U = Ui–1 – Ui = 183,019 – 164,151 = 18,868 N (%/h) = ∆U ∆τ = 18,868 0,05 = 377,358 (%/h)  = tk – tư = 45 – 37 = Pm P xác định cách tra giản đồ I-d khơng khí ẩm dựa vào tk tư – Tính tốn tương tự cho tồn bảng số liệu xử lý ta Bảng 4.1 Bảng 4.1 Kết tính tốn từ số liệu xử lý Chế độ 45oC t (h) 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250 0,300 0,350 0,400 0,450 0,500 0,550 0,600 0,650 0,700 0,750 0,800 0,850 0,900 0,950 G (kg) 0,15 0,14 0,13 0,125 0,118 0,110 0,103 0,095 0,085 0,080 0,075 0,068 0,063 0,060 0,058 0,055 0,053 0,053 0,053 0,053 U (%) 183,019 164,151 145,283 135,849 122,642 107,547 94,340 79,245 60,377 50,943 41,509 28,302 18,868 13,208 9,434 3,774 0 0 ∆G=∆U 18,868 18,868 9,434 13,208 15,094 13,208 15,094 18,868 9,434 9,434 13,208 9,434 5,660 3,774 5,660 3,774 0 N (%/h) 377,358 377,358 188,679 264,151 301,887 264,151 301,887 377,358 188,679 188,679 264,151 188,679 113,208 75,472 113,208 75,472 0 tư (oC) 37 37 36 36 36 37 37 37 37 37 37 36 37 36 36 36 36 36 35 36 tk (oC) 45 47 47 47 48 48 48 48 48 48 48 47 47 46 46 46 45 43 43 43 Pm (mmHg) 47,111 47,111 44,604 44,604 44,604 47,111 47,111 47,111 47,111 47,111 47,111 47,111 47,111 44,604 44,604 44,604 44,604 44,604 42,212 44,604 Thế P (mmHg) sấy () 43,278 42,320 10 39,323 11 39,323 11 38,843 12 41,841 11 41,841 11 41,841 11 41,841 11 41,841 11 41,841 11 39,323 11 42,320 10 39,803 10 39,803 10 39,803 10 40,283 41,243 38,364 41,243 Trang 13 Thí nghiệm Q trình – Thiết bị Sấy đối lưu Chế độ 60oC t (h) 0,033 0,067 0,100 0,133 0,167 0,200 0,233 0,267 0,300 0,333 0,367 0,400 0,433 0,467 0,500 t (h) 0,033 0,067 0,100 0,133 0,167 0,200 0,233 0,267 0,300 0,333 0,367 0,400 G (kg) 0,14 0,128 0,118 0,108 0,098 0,088 0,078 0,070 0,065 0,060 0,058 0,055 0,053 0,053 0,053 0,053 G (kg) 0,145 0,130 0,113 0,100 0,088 0,075 0,068 0,060 0,055 0,053 0,053 0,053 0,053 U (%) 164,151 141,509 122,642 103,774 84,906 66,038 47,170 32,075 22,642 13,208 9,434 3,774 0 0 U (%) 173,585 145,283 113,208 88,679 66,038 41,509 28,302 13,208 3,774 0 0 ∆G=∆U 22,642 18,868 18,868 18,868 18,868 18,868 15,094 9,434 9,434 3,774 5,660 3,774 0 N (%/h) 686,106 571,755 571,755 571,755 571,755 571,755 457,404 285,878 285,878 114,351 171,527 114,351 0 tư (oC) 45 46 47 46 46 47 45 46 45 44 45 45 44 45 45 44 tk (oC) 60 57 62 60 58 62 59 58 62 58 59 62 58 59 62 57 Pm (mmHg) 71,955 75,738 79,691 75,738 75,738 79,691 71,955 75,738 71,955 68,336 71,955 71,955 68,336 71,955 71,955 68,336 P (mmHg) 61,658 70,609 72,726 69,210 70,143 72,726 65,402 70,143 63,998 61,759 65,402 63,998 61,759 65,402 63,998 62,228 Thế sấy 15 11 15 14 12 15 14 12 17 14 14 17 14 14 17 13 ∆G=∆U 28,302 32,075 24,528 22,642 24,528 13,208 15,094 9,434 3,774 0 Chế độ 70oC N tư (%/h) (oC) 49 857,633 50 971,984 50 743,282 49 686,106 50 743,282 49 400,229 49 457,404 49 285,878 49 114,351 50 48 49 49 tk (oC) 69 70 68 67 70 67 69 69 68 71 67 70 67 Pm (mmHg) 88,131 92,632 92,632 88,131 92,632 88,131 88,131 88,131 88,131 92,632 83,820 88,131 88,131 P (mmHg) 78,928 83,473 84,389 79,848 83,473 79,848 78,928 78,928 79,388 83,015 75,036 78,467 79,848 Thế sấy 20 20 18 18 20 18 20 20 19 21 19 21 18 Trang 14 Thí nghiệm Q trình – Thiết bị Sấy đối lưu 4.2 Đồ thị Đường cong sấy 45oC U (%) 200 180 160 140 Đường cong sấy 45oC 120 100 80 60 40 20 t (h) 0,2 0,4 0,6 0,8 Hình 4.1 Đồ thị đường cong sấy 45oC Đường cong sấy 60oC U (%) 180 160 140 120 Đường cong sấy 60oC 100 80 60 40 20 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 t (h) 0,55 Hình 4.2 Đồ thị đường cong sấy 60oC Trang 15 Thí nghiệm Q trình – Thiết bị Sấy đối lưu Đường cong sấy 70oC U (%) 200 180 160 140 120 Đường cong sấy 70oC 100 80 60 40 20 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 t (h) 0,45 Hình 4.3 Đồ thị đường cong sấy 70oC So sánh đường cong sấy U (%) 200 180 160 140 120 45oC 100 60oC 80 70oC 60 40 20 t (h) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Hình 4.4 So sánh đường cong sấy Trang 16 Thí nghiệm Quá trình – Thiết bị Sấy đối lưu Đường cong sấy đẳng tốc 45oC U (%) 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0,00 y = -273,27x + 176,76 R² = 0,9952 0,10 0,20 0,30 0,40 t (h) 0,60 0,50 Hình 4.5 Đồ thị đường cong sấy đẳng tốc 45oC Đường cong sấy đẳng tốc 60oC U (%) 180 160 140 120 y = -577,74x + 162,09 R² = 0,9992 100 80 60 40 20 t (h) 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2 Hình 4.6 Đồ thị đường cong sấy đẳng tốc 60oC Đường cong sấy đẳng tốc 70oC U (%) 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 y = -789,98x + 170,55 R² = 0,9962 t (h) 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 Hình 4.7 Đồ thị đường cong sấy đẳng tốc 70oC Trang 17 Thí nghiệm Q trình – Thiết bị Sấy đối lưu Đường cong tốc độ sấy 1200 1000 800 N (%/h) 60 45 600 70 400 200 0 50 100 150 200 U (%) Hình 4.8 Đồ thị đường cong tốc độ sấy thí nghiệm Bảng 4.2 Kết tính tốn từ đồ thị Chế độ sấy 45°C Uth (%) U* (%) U2 (%) N (%/h)  (1/%) K (1/h) 1 (h) 2 (h) 12,798 273,270 0,078 21,353 0,623 0,087 Chế độ sấy 60°C Uth (%) U* (%) U2 (%) N (%/h)  (1/%) K (1/h) 1 (h) 2 (h) 46,542 577,740 0,021 12,413 0,204 0,254 Chế độ sấy 70°C Uth (%) U* (%) U2 (%) N (%/h)  (1/%) K (1/h) 1 (h) 2 (h) 38,623 789,980 0,026 20,454 0,171 0,145 – Tính tốn theo lý thuyết thí nghiệm sấy 45oC 1,8 1,8  = U = 183,019 = 0,010 (1/%) o U Uth =  + U* = 1,8o + U* = 183,019 1,8 + = 101,677 (%) F = 0,2×0,3×2×3 = 0,36 m2 Go = 0,053 kg F f = G = 6,792 m3/kg o Trang 18 Thí nghiệm Q trình – Thiết bị Sấy đối lưu kp = 0,0229 + 0,0174.vk = 0,0229 + 0,0174 × 0,85 = 0,03769 kg/m2.h.mmHg J m = kp.(Pm – P) 760 B 760 = 0,03769 (45,738 – 40,816) 760 = 0,186 (kg/m2.h) N = 100 J m f = 100 0,186 6,792 = 126,331 (%/h) 1 = Uo − Uth 2 = Uth −U∗ N N 183,019 − 101,677 = 126,331 Uth −U∗ ln U2 −U∗ = = 0,644 (h) 101,677 − 126,331 ln 101,677 − 2−0 = 3,162 (h) – Tính tốn tương tự cho thí nghiệm sấy 60oC 70oC, ta Bảng 4.3 Bảng 4.3 Kết tính tốn theo lý thuyết Chế độ sấy 45°C Uth (%) U* (%) U2 (%) N (%/h)  (1/%) K (1/h) 1 (h) 2 (h) 101,677 126,331 0,010 1,242 0,644 3,162 Chế độ sấy 60°C Uth (%) U* (%) U2 (%) N (%/h)  (1/%) K (1/h) 1 (h) 2 (h) 91,195 175,913 0,011 1,929 0,415 1,980 Chế độ sấy 70°C Uth (%) U* (%) U2 (%) N (%/h)  (1/%) K (1/h) 1 (h) 2 (h) 96,436 228,221 0,010 2,366 0,338 1,638 4.3 Đánh giá kết thí nghiệm Bảng 4.4 Kết đánh giá sai số Chế độ 45oC Chế độ 60oC Chế độ 70oC Các Thực Lý Thực Lý Sai số Thực Lý Sai số thông Sai số (%) nghiệm thuyết nghiệm thuyết (%) nghiệm thuyết (%) số Uth (%) 12,798 101,677 87,41311 46,542 91,195 48,9643 38,623 96,436 59,9497 U*(%) 0 0 0 0 U2 (%) 2 2 2 N (%/h) 273,270 126,331 116,312 577,740 175,913 228,424 789,980 228,211 246,162  (1/%) 0,078 K (1/h) 21,353 0,010 694,477 0,021 0,011 95,941 0,026 0,010 149,686 1,242 1618,553 12,413 1,929 43,518 20,454 2,366 764,317 1 (h) 0,623 0,644 3,257 0,204 0,415 50,915 0,171 0,338 49,464 2 (h) 0,087 3,162 97,251 0,254 1,980 87,197 0,145 1,638 91,162 Trang 19 Thí nghiệm Quá trình – Thiết bị Sấy đối lưu BÀN LUẬN Câu Đường cong sấy đường cong tốc độ sấy – Đường cong sấy Dạng đường cong sấy có dạng tương đối phù hợp so với dạng lý thuyết q trình sấy đẳng tốc lại khơng thể rõ giai đoạn đốt nóng sấy giảm tốc Đối với đường cong sấy ba nhiệt độ 45oC, 60oC 70oC đường cong lúc đầu giảm nhanh theo đường thẳng tiệm cận với giá trị Uth Nguyên nhân ban đầu, độ ẩm vật liệu cao tồn dạng nước tự bề mặt vật liệu nên ẩm nhanh chóng tách khỏi vật liệu Sau đó, độ ẩm bắt đầu thay đổi chậm tới giai đoạn không thay đổi đạt gần tới độ ẩm cân bằng, ẩm liên kết lòng vật liệu, bề mặt bốc bị thu hẹp dần, có hút ẩm ngược trở lại vào vật liệu Hai trình nhả ẩm hút ẩm vật liệu đạt trạng thái cân cho ta giá trị U*, thực tế làm thí nghiệm giá trị U*= ta đo Go giá trị sau trình sấy đến khối lượng vật liệu khơng đởi ta khơng thể xác định thực tế U* – Đường cong tốc độ sấy Nhìn chung, đường cong tốc độ sấy thí nghiệm hình dạng giá trị khơng xác Đường cong tốc độ sấy gồm ba q trình: đốt nóng vật liệu, sấy đẳng tốc, sấy giảm tốc, ta thấy rõ sau hiệu chỉnh đường cong tốc độ sấy đường cong gồm ba phần Phần đầu trình đốt nóng, ta khơng thể quan sát Tiếp theo trình sấy đẳng tốc độ ẩm giảm nhanh tốc độ sấy không thay đổi lúc tốc độ sấy giảm đột ngột lúc bắt đầu trình sấy giảm tốc Quá trình sấy kết thúc tốc độ sấy khơng Câu Nhận xét đánh giá kết tính tốn Nêu mối quan hệ thơng số sấy – Độ ẩm cân U*: Với độ ẩm, nhiệt độ tăng độ ẩm cân vật liệu giảm Nhưng thí nghiệm độ ẩm cân chọn khơng xấp giấy lọc mà ta cân sau sấy vật liệu khô tuyệt đối, mà vật liệu chứa lượng ẩm cân định (ở điều kiện nhiệt độ mơi trường ngồi) Cho nên thực chất ta sấy vật liệu xuống Go khơng thể tính cách xác khơng có số liệu khối lượng vật liệu khô tuyệt đối vật liệu sấy đạt đến độ ẩm cân U* = const = – Độ ẩm tới hạn Uth: Kết thí nghiệm: Ở chế độ sấy 45oC: Uth = 12,798% Ở chế độ sấy 60oC: Uth = 46,542% Trang 20 Thí nghiệm Quá trình – Thiết bị Sấy đối lưu Ở chế độ sấy 70oC: Uth = 38,623% Uth giảm dần nhiệt độ tăng nhiệt độ cao nhiều ẩm bốc nên lượng ẩm tới hạn sót lại giảm Trong tính tốn theo lý thuyết chưa xác Uo chế độ không đồng Trong thực tế thí nghiệm này, ta thấy Uth chế độ sấy 45oC thấp so với chế độ sấy 60oC 70oC, ngun nhân sai sót q trình làm thí nghiệm – Tốc độ sấy đẳng tốc N: Kết thí nghiệm: Ở chế độ sấy 45oC: N = 273,270 %/h Ở chế độ sấy 60oC: N = 577,740 %/h Ở chế độ sấy 70oC: N = 789,980 %/h Khi nhiệt độ sấy tăng tốc độ sấy đẳng tốc tăng Điều phù hợp với lí thuyết nhiệt độ tăng động lực trình sấy (thế sấy ) tăng – Hệ số sấy tương đối giai đoạn giảm tốc : Kết thí nghiệm: Ở chế độ sấy 45oC:  = 0,078 l/% Ở chế độ sấy 60oC:  = 0,021 l/% Ở chế độ sấy 70oC:  = 0,026 l/% Hệ số sấy tương đối  phụ thuộc vào tính chất vật liệu ẩm (loại vật liệu, thước vật liệu, độ ẩm ban đầu vật liệu…), không phụ thuộc vào nhiệt độ tác nhân sấy Tuy nhiên kết hệ số không xấp xỉ  xác định theo công thức: =U th −U ∗ mà U* Uth tính tốn khơng xác nêu dẫn đến sai số  – Hệ số sấy giai đoạn giảm tốc K: Kết thí nghiệm: Ở chế độ sấy 45oC: K = 21,353 l/h Ở chế độ sấy 60oC: K = 12,413 l/h Ở chế độ sấy 70oC: K = 20,454 l/h Hệ số sấy K phụ thuộc vào chế độ sấy (tốc độ sấy đẳng tốc N) tính chất vật liệu ẩm () theo công thức K = N Điều có nghĩa với tính chất vật liệu ẩm không đổi, nhiệt độ tác nhân sấy tăng K tăng (do  khơng đởi, N tăng lên) Kết thí nghiệm khơng giống với lý thuyết  khơng xác – Thời gian đun nóng vật liệu: Trang 21 Thí nghiệm Quá trình – Thiết bị Sấy đối lưu Dựa vào “Đường cong sấy”, nhiệt độ tác nhân sấy tăng thời gian đun nóng vật liệu ngắn Điều hoàn toàn phù hợp so với lý thuyết, nhiệt độ sấy tăng vật liệu sẽ đạt đến trạng thái bốc nhanh Tuy nhiên, giai đoạn ngắn, không đáng kể, tính tốn ta thường bỏ qua giai đoạn – Thời gian sấy đẳng tốc 1: Kết thí nghiệm: Ở chế độ sấy 45oC: 1 = 0,623 h Ở chế độ sấy 60oC: 1 = 0,204 h Ở chế độ sấy 70oC: 1 = 0,171 h Theo lý thuyết, nhiệt độ sấy tăng thời gian thời gian 1 giảm Đó 1 tính theo cơng thức 1 = 𝑈𝑜 − 𝑈𝑡ℎ 𝑁1 mà nhiệt độ tác nhân sấy tăng tốc độ sấy N1 tăng đáng kể, làm 1 giảm – Thời gian sấy giảm tốc 2: Kết thí nghiệm: Ở chế độ sấy 45oC: 2 = 0,087 h Ở chế độ sấy 60oC: 2 = 0,254 h Ở chế độ sấy 70oC: 2 = 0,145 h Theo lý thuyết, nhiệt độ sấy tăng thời gian thời gian 2 giảm Kết chế độ sấy 45oC nhỏ so với chế độ lại sai sót thí nghiệm dẫn đến xác định Uth chưa xác Ta nhận thấy thời gian sấy giảm tốc 2 lớn thời gian sấy đẳng tốc 1 Tính chất tùy thuộc vào loại vật liệu (tùy thuộc vào liên kết ẩm với vật liệu) – Mối quan hệ thông số sấy theo lý thuyết: Khi nhiệt độ tăng Uth giảm, tốc độ sấy đẳng tốc N tăng, hệ số sấy tương đối  hệ số sấy K tăng, giá trị thời gian sấy giảm Câu Nhận xét giải thích kết đánh giá sai số Nguyên nhân biện pháp khắc phục sai số – Độ ẩm tới hạn Uth Kết đánh giá sai số: Ở chế độ sấy 45oC: Uth = 87,413% Ở chế độ sấy 60oC: Uth = 48,964% Trang 22 Thí nghiệm Q trình – Thiết bị Sấy đối lưu Ở chế độ sấy 70oC: Uth = 59,949% Sai số phép đo Uth lớn sai số lớn chế độ sấy 45oC (khoảng 87,413%) Các giá trị Uth tính theo thực nghiệm nhỏ lý thuyết (do sai số có giá trị âm) Đó sai số ta xác định điểm tới hạn đường cong sấy, mà đường cong sấy có sai số làm thí nghiệm xử lí số liệu Ngồi có sai số q trình làm thí nghiệm – Tốc độ sấy đẳng tốc N Kết đánh giá sai số: Ở chế độ sấy 45oC: N = 116,312% Ở chế độ sấy 60oC: N = 228,424% Ở chế độ sấy 70oC: N = 246,162% Sai số chế độ sấy đáng kể Sai số tăng đáng kể chế độ sấy 60oC 70oC nhiệt độ tăng động lực trình sấy tăng lên Sai số dùng giản đồ khơng khí ẩm để tra Pm P giản đồ xây dựng áp suất khác với áp suất điều kiện làm thí nghiệm Bên cạnh sai số dựng đường cong sấy đường cong tốc độ sấy để tìm N sai số q trình làm thí nghiệm – Hệ số sấy tương đối giai đoạn giảm tốc  Kết thí nghiệm: Ở chế độ sấy 45oC:  = 694,477% Ở chế độ sấy 60oC:  = 95,941% Ở chế độ sấy 70oC:  = 149,686% Sai số  lớn sai số ta xác định Uth U* – Hệ số sấy giai đoạn giảm tốc K Kết đánh giá sai số: Ở chế độ sấy 45oC: K = 1618,553% Ở chế độ sấy 60oC: K = 543,518% Ở chế độ sấy 70oC: K = 764,317% Sai số K lớn , đặc biệt sấy chế độ 70oC Đó sai số xác định  N – Thời gian sấy đẳng tốc 1 Kết đánh giá sai số: Ở chế độ sấy 45oC: 1 = 3,257% Ở chế độ sấy 60oC: 1 = 50,915% Trang 23 Thí nghiệm Q trình – Thiết bị Sấy đối lưu Ở chế độ sấy 70oC: 1 = 49,464% Sai số 1 45oC không lớn Giá trị 1 đo thực nghiệm nhỏ so với lý thuyết (ở trường hợp) Đó sai số xác định thông số – Thời gian sấy đẳng tốc 2 Kết đánh giá sai số: Ở chế độ sấy 45oC: 2 = 97,251% Ở chế độ sấy 60oC: 2 = 87,197% Ở chế độ sấy 70oC: 2 = 91,162% Sai số 2 lớn (>85%) Giá trị 2 đo thực nghiệm nhỏ so với lý thuyết trường hợp – Nguyên nhân gây cố: Trong trình làm thí nghiệm  Vật liệu ban đầu khơng phải vật liệu khô tuyệt đối  Đọc số liệu cân khơng xác, khó đọc số liệu kim dao động vạch  Bấm thời gian khơng hồn tồn xác Một số thiết bị cũ, khơng xác Trong q trình tính tốn  Tra Pm P  Dựng đường cong tốc độ sấy dựa đường cong sấy  Lựa chọn cơng thức tính N lý thuyết kp = 0,0229 + 0,0174.vk, kg/m2.h.mmHg – Các biện pháp khắc phục sai số Trong q trình làm thí nghiệm  Tìm cách xác định khối lượng khô tuyệt đối vật liệu  Thao tác cách cẩn thận xác bấm thời gian, đọc khối lượng thao tác đưa giấy vào buồng sấy Trong trình tính tốn  Phải cẩn thận việc tra đồ thị Tốt áp dụng công thức để tính tốn thay tra giản đồ Ramzin  Hạn chế sai số quy tròn  Nên áp dụng công thức kp = 𝜆𝑝 𝑁𝑢𝑚 𝐿 để tính kp Trang 24 Thí nghiệm Q trình – Thiết bị Sấy đối lưu PHỤ LỤC 6.1 Các thông số ban đầu – Vật liệu Ba xấp giấy lọc gấp đơi lại có kích thước 30×20×0,01 (cm) Diện tích bề mặt bay F = 0,2×0,3×2×3 = 0,36 m2 Khối lượng xấp giấy lọc khô: G0 = 52,5 g F Bề mặt riêng khối lượng vật liệu f = G = 6,792 m3/kg o – Tác nhân sấy Khơng khí nóng: Vận tốc vk = 0,85 m/s 6.2 Tính tốn số liệu – Độ ẩm ban đầu giấy lọc Uo (%) = 𝐺𝑎 − 𝐺𝑜 𝐺𝑜 × 100% – Độ ẩm vật liệu theo thời gian sấy Ui (%) = 𝐺𝑖 − 𝐺𝑜 𝐺𝑜 × 100% Trong Gi khối lượng vật liệu theo thời gian sấy G (%) = U = Ui–1 – Ui – Tốc độ sấy N (%/h) = ∆𝑈 ∆𝜏 – Pm (áp suất ẩm bề mặt vật liệu) P (áp suất riêng phần nước khơng khí) xác định dựa vào tk tư sử dụng giản đồ I-d khơng khí ẩm Các giá trị Pm P tra giản đồ khơng khí ẩm (giá trị Pm lấy xấp xỉ giá trị áp suất bão hòa khơng khí ẩm) sau: – Thế sấy  = tk – tư – Hệ số sấy tương đối Trang 25 Thí nghiệm Q trình – Thiết bị Sấy đối lưu =𝑈 𝑡ℎ −𝑈 ∗ – Hệ số sấy K = N – Tính tốn thơng số theo lý thuyết 1,8 =𝑈 𝑜 𝑈 Uth =  + U* = 1,8𝑜 + U* N (%/h) = 100 × Jm × f với Jm = kp × (Pm – P) × 760 𝐵 Trong đó: Jm: cường độ bay ẩm (kg/m h) f: bề mặt riêng khối lượng vật liệu (m3/kg) kp: hệ số trao đổi ẩm (kg/m2.h.mmHg), xác định theo công thức kp = 0,0229 + 0,0174.vk = 0,0229 + 0,0174 × 0,85 = 0,03769 kg/m2.h.mmHg B: áp suất phòng sấy, lấy áp suất khí 760 mmHg 1 = 𝑈𝑜 − 𝑈𝑡ℎ 2 = 𝑈𝑡ℎ −𝑈 ∗ 𝑁1 𝑁1 ln 𝑈𝑡ℎ −𝑈 ∗ 𝑈2 −𝑈 ∗ – Xác định sai số X (%) = 𝑋𝑙ý 𝑡ℎ𝑢𝑦ế𝑡 − 𝑋𝑡ℎự𝑐 𝑛𝑔ℎ𝑖ệ𝑚 𝑋𝑙ý 𝑡ℎ𝑢𝑦ế𝑡 ×100% Trang 26 Thí nghiệm Q trình – Thiết bị Sấy đối lưu TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Văn Lụa, “Quá trình Thiết bị Cơng Nghệ Hóa Học & Thực phẩm – Tập 7: Kỹ thuật sấy vật liệu”, Nhà xuất Đại học Quốc gia TpHCM [2] Võ Văn Bang – Vũ Bá Minh, “Q trình Thiết bị Cơng Nghệ Hóa Học & Thực phẩm – Tập 3: Truyền Khối”, Nhà xuất Đại học Quốc gia TpHCM [3] Giáo trình Thí nghiệm QTTB – Bộ mơn Máy & Thiết bị – ĐH Bách Khoa TP.HCM Trang 27