Bài 4: ĐỘNG LỰC HỌC SẤY 4.1 Mục đích thí ngiệm Khảo sát quá trình sấy đối lưu vật liệu là giấy lọc trong thiết bị sấy bằng không khí được nung nóng nhằm: Xác định đường cong sấy X = f(τ) Xác định tốc độ đường cong sấy N = f(X) Giá trị độ ẩm tới hạn Xk, tốc độ sấy đẳng tốc N, hệ số sấy K 4.2 Cách tiến hành Sơ đồ thiết bị: A: Quạt hướng trục B: Điện trở gia nhiệt C: Cân D: Bộ điều khiển nhiệt lượng điện trở cung cấp E: Bộ điều chỉnh tốc độ quạt F: Thì kế G: Lưu tốc kế Tiến hành: Bật công tắc tổng Làm ẩm đều các tờ vật liệu Kiểm tra thiết bị sấy: đổ nước vào chỗ đo nhiệt độ bầu ướt Ghi giá trị nhiệt độ bầu ướt, bầu khô tại thời điểm ban đầu Điều chỉnh tốc độ quạt, bật công tắc quạt Cài đặt mức nhiệt lượng cua điện trở, bật công tắc điện trở để gia nhiệt Khi thiết bị sấy hoạt động ổn định khoang 10 phút, đặt giấy lọc vào giá đỡ, đóng cửa phòng sấy Ghi các giá trị chỉ số cân, nhiệt độ bầu ướt, nhiệt độ bầu khô ở thời điểm đầu. Cứ sau 3 phút ghi các giá trị trên Thực hiện đến khi khối lượng vật liệu không đổi sau 5 lần đo thì dừng Tiến hành thí nghiệm ở các mức điên trở và tốc độ quạt khác nhau: tiến hành làm thí nghiệm ở các mức điện trở gia nhiệt 1( 70°C), mức 2 (60°C), mức 3 (50oC). Kết thúc thí nghiệm, chuyển các nút điều chỉnh về 0, đóng công tắc điện trở, đóng công tắc quạt
Trang 1Bài 4: ĐỘNG LỰC HỌC SẤY
4.1 Mục đích thí ngiệm
Khảo sát quá trình sấy đối lưu vật liệu là giấy lọc trong thiết bị sấy bằng không khí được nung nóng nhằm:
- Xác định đường cong sấy X = f(τ)
- Xác định tốc độ đường cong sấy N = f(X)
- Giá trị độ ẩm tới hạn Xk, tốc độ sấy đẳng tốc N, hệ số sấy K
4.2 Cách tiến hành
Sơ đồ thiết bị:
A: Quạt hướng trục
Trang 2B: Điện trở gia nhiệt
C: Cân
D: Bộ điều khiển nhiệt lượng điện trở cung cấp
E: Bộ điều chỉnh tốc độ quạt
F: Thì kế
G: Lưu tốc kế
Tiến hành:
- Bật công tắc tổng
- Làm ẩm đều các tờ vật liệu
- Kiểm tra thiết bị sấy: đổ nước vào chỗ đo nhiệt độ bầu ướt
- Ghi giá trị nhiệt độ bầu ướt, bầu khô tại thời điểm ban đầu
- Điều chỉnh tốc độ quạt, bật công tắc quạt
- Cài đặt mức nhiệt lượng cua điện trở, bật công tắc điện trở để gia nhiệt
- Khi thiết bị sấy hoạt động ổn định khoang 10 phút, đặt giấy lọc vào giá đỡ, đóng cửa phòng sấy
- Ghi các giá trị chỉ số cân, nhiệt độ bầu ướt, nhiệt độ bầu khô ở thời điểm đầu Cứ sau 3 phút ghi các giá trị trên
- Thực hiện đến khi khối lượng vật liệu không đổi sau 5 lần đo thì dừng
- Tiến hành thí nghiệm ở các mức điên trở và tốc độ quạt khác nhau: tiến hành làm thí nghiệm ở các mức điện trở gia nhiệt 1( 70°C), mức 2 (60°C), mức 3 (50oC)
- Kết thúc thí nghiệm, chuyển các nút điều chỉnh về 0, đóng công tắc điện trở, đóng công tắc quạt
4.3 Kết quả thí nghiệm: G0 =203 (g)
STT
τ
(phút
)
Gi (g)
Tư (°C)
Tk (°C)
Gi (g)
Tư (°C)
Tk (°C)
Gi (g)
Tư (°C)
Tk (°C)
Trang 33 6 229 44 61 266 41 55 229 35 56
4.4 Xử lý kết quả
Độ ẩm của giấy lọc: .100 (%)
Tốc đọ sấy: Ni = ( %/s) mà ti+1 – ti = 180s
Kết quả ở mức 70°C
Trang 48 1260 2.955665 0.013684
Kết quả ở mức 60°C
Kết quả tính ở mức 50°C
Trang 51 0 16.74877 0.01642
Kết quả tính toán thời gian sấy
Độ ẩm tới hạn: =
Ta có tưtb, tra bảng 38-quá trình cơ học truyền nhiệt, truyền khối để tìm pbh: áp suất hơi bảo hòa
Ta có tktb, tra bảng 38-quá trình cơ học truyền nhiệt, truyền khối để tìm ph: áp suất hơi riêng phần
Thời gian sấy đẳng tốc: t1=
Trong giai đoạn giảm tốc: t2 =
Thời gian sấy tổng cộng: t= t1 + t2 (s)
Cường độ bay hơi ẩm: Jm=α m.( Pbh- Ph).(kg/m2.h)
với αm= 0.04075.vk0.8= 0.0475x 2.90,8 = 0.0955 (kg/m2.h.mmHg)
Tốc độ sấy lý thuyết: Nlt=100.Jm f (%/h) với f = F/Go =0.36/203 = 0.0018 m2
Ntn được xác định trên đoạn đẳng tốc của đường cong tốc độ sấy
Hệ số K trong giai đoạn giảm tốc: =
Bảng kết quả:
Trang 6(°C) 59.43 56.80 52.75
Jm (kg/m2.h) 0.73153 0.52716 0.081175
Ntn (%/h) 0.008992 0.008894 0.007754
4.4 Đồ thị
Mức 70°C
0
180 360 540 720 900 1080 1260 1440 1620 1800 1980 2160 2340
0
5
10
15
20
25
Thay đổi độ ẩm theo thời gian
Thay đổi độ ẩm theo thời gian
Thời gian sấy
Trang 70.03 0.02 0.02 0.01 0.01 0.01 0 0.01 0 0 0 0 0 0
0
5
10
15
20
25
Độ ẩm thay đổi theo tốc độ sấy
Độ ẩm thay đổi theo tốc độ sấy
Mức 60°C
0
360 720 1080 1440 1800 2160 2520 2880 3240 3600 3960
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Thay đổi dộ ẩm theo thời gian
Thay đổi dộ ẩm theo thời gian
Thời gian sấy
Trang 80.02 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0 0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Độ ẩm thay đổi theo tốc độ sấy
Độ ẩm thay đổi theo tốc độ sấy
Tốc độ sấy
Mức 50 o C
0 180 360 540 720 900 1080 1260 1440 1620 1800 1980
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Thay đổi độ ẩm theo thời gian
Thay đổi độ ẩm theo thời gian
Thời gian sấy
Trang 90.02 0.01 0.01 0.01 0.02 0.02 0.01 0 0 0 0 0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Độ ẩm thay đổi theo tốc độ sấy
Độ ẩm thay đổi theo tốc độ sấy
Tốc độ sấy
4.5 Nhận xét
1 Nhận xét đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy
- Đường cong sấy:
+ Ở giai đoạn đẳng tốc: Đường cong sấy giảm đều như một đường thẳng do hàm ẩm của vật liệu giảm đều theo thời gian
+ Ở giai đoạn giảm tốc: Đường cong sấy chuyển từ đường thẳng sang
đườngcong, sự giảm không đều nhau Hàm ẩm giảm theo nhiệt độ, ở 600C là thấp nhất rồi ở 500C và ở 400C hàm ẩm cuối cao nhất, do nhiệt độ sấy khác nhau, nhiệt
độ càng cao thì khả năng bay hơi càng cao, vật liệu càng khô
- Đường cong tốc độ sấy:
+ Ở giai đoạn đẳng tốc: Đường cong tốc độ sấy là một đường thẳng song song với trục x của đồ thị, độ ẩm vật liệu giảm nhanh
+ Giai đoạn giảm tốc: tốc độ sấy giảm dần nhưng không đều
2 Ở các chế độ khác nhau thì thời gian sấy thay đổi như thế nào? Giải thích? Thời gian sấy ở các giai đoạn khác nhau thì khác nhau Thời gian sấy càng tăng thì
độ ẩm càng giảm, nhiệt độ càng cao thì thời gian sấy càng giảm
Trong giai đoạn đẳng tốc, thời gian sâý tương đối ngắn
3 Cho biết một số ứng dụng của quá trình sấy trong thực tế:
- Quá trình sấy được ứng dụng trong công nghê hóa học và thực phẩm:
+ Trong hóa học dùng để sấy các lượng ẩm trong các chất hóa học
+trong thực phẩm dùng để sấy khô các vật liệu, sấy thực phẩm, ngũ cốc, hoa quả
Trang 10+ Trong sinh hoạt dùng để sấy khô quần áo ướt, sấy các vật liệu, đồ dùng ẩm + Trong công nghệ vi sinh dùng để sấy các vi khuẩn, mô, tế bào động vật
Tuy nhiên quá trình sấy là quá trình không ổn định, độ ẩm thay đổi theo thời gian
và không gian sấy Do vậy, cần vận dụng sấy đúng lúc và đúng cách để mang lại hiệu quả cao
4 Nêu các sự cố có thể gặp phải trong quá trình vận hành ?
- Khoảng thời gian giữa 2 lần cân không đều nhau
- Nhiệt độ thay dổi không theo giá trị cài đặt
+ Cân không chính xác do khối lượng vật liệu giảm liên tục
+ Thiết bị trong phòng thí nghiệm quy mô còn nhỏ và có hư hỏng