Đang tải... (xem toàn văn)
Mục tiêu nghiên cứu: Nghiên cứu quá trình trao đổi nhiệt - ẩm giữa không khí ẩm và bề mặt dàn lạnh, cụ thể nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ bay hơi của môi chất lạnh, tốc độ không khí ẩm đi qua dàn lạnh và bố trí cánh đến hiệu quả tách ẩm. Mời các bạn tham khảo!
BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TR N V N HI U NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ TÁCH ẨM BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÀM LẠNH ỨNG DỤNG TRONG KỸ THUẬT SẤY Chuyên ngành: Công nghệ nhiệt Mã số : 60.52.80 TÓM TẮT LUẬN V N THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng – Năm 2014 Cơng trình hoàn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: TS TR N V N VANG Phản biện 1: PGS TS HOÀNG NGỌC ĐỒNG Phản biện 2: PGS.TS NGUYỄN BỐN Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Kỹ thuật họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 20 tháng 12 năm 2014 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Sấy q trình làm khơ vật liệu với chi phí lượng hợp lý Đã có nhiều phương pháp sấy áp dụng như: Phương pháp sấy đối lưu, xạ, tiếp xúc, sấy dòng điện cao tần sấy chân không, chân không thăng hoa… Nhưng phương pháp sấy đối lưu đóng vai trò chủ đạo sấy nhiệt độ cao gọi sấy nóng ngược lại Với mong muốn sản phẩm sau sấy đáp ứng yêu giá trị dinh dưỡng, màu sắc, mùi vị tư nhiên Do người ta áp dụng phương pháp sấy nhiệt độ thấp nhiệt độ môi trường quan tâm Tuy nhiên qua trình nghiên cứu khảo sát thực tiễn, nhận thấy thiết bị sấy đối lưu có sử dụng thiết bị tách ẩm phương pháp làm lạnh khơng khí, hiệu tách ẩm chưa cao ảnh hưởng bởi: - Nhiệt độ bề mặt dàn lạnh; bước cánh; vận tốc gió quy trình vận hành Từ ảnh hưởng cần phải nghiên cứu Vì chúng tơi tiến hành “ Nghiên cứu nâng cao hiệu tách ẩm phương pháp làm lạnh ứng dụng kỹ thuật sấy” Mục tiêu nghiên cứu 2.1 Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu trình trao đổi nhiệt - ẩm khơng khí ẩm bề mặt dàn lạnh, cụ thể nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ bay mơi chất lạnh, tốc độ khơng khí ẩm qua dàn lạnh bố trí cánh đến hiệu tách ẩm 2.2 Ý nghĩa đề tài Đề tài giải pháp cho sản phẩm cần sấy sau thu hoạch, đặc biệt phù hợp với sản phẩm cần sấy khô nhiệt độ độ ẩm thấp ( tk = 20 – 300C, 20 40% ) với chi phí lượng hợp lý Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu thiết bị tách ẩm phương pháp làm lạnh Phạm vi nghiên cứu: - Nghiên cứu sở lý thuyết thực nghiệm Phƣơng pháp nghiên cứu - Nghiên cứu sở lý thuyết tách ẩm phương pháp làm lạnh khơng khí ứng dụng kỹ thuật sấy - Tiến hành thực nghiệm thiết bị sau: + Máy lạnh có cơng suất làm lạnh 12000BTU/h Bố cục đề tài Luận văn có phần mở đầu, tài liệu tham khảo, phụ lục gồm chương sau đây: Chương 1: Giới thiệu phương pháp sấy; Chương 2: Tổng quan tách ẩm khơng khí phương pháp làm lạnh; Chương 3: Cơ sở lý thuyết trình ngưng tụ ẩm khơng khí; Chương 4: Xây dựng mơ hình thực nghiệm; Chương 5: Nghiên cứu thực nghiệm bàn luận Tổng quan tài liệu nghiên cứu Các tài liệu dùng để nghiên cứu tài liệu tác giả nước nước nói kỹ thuật sấy tách ẩm khơng khí phương pháp làm lạnh CHƢƠNG I GIỚI THI U C C PHƢƠNG PH P SẤ 1.1 KHÁI NI M 1.2 NHỮNG BIẾN ĐỔI CƠ BẢN CỦA QUÁ TRÌNH SẤY 1.2.1 Các dòng dịch chuyển dịch chuyển vật keo Liên kết ẩm vật keo lực hấp thụ lực khuếch tán thẩm thấu Do đó, mật độ dòng ẩm lỏng j2k tỷ lệ thuận với gradient áp suất thẩm thấu p tt ( ) (1.1) Vật keo vật có cấu trúc mao mạch phân tử q trình khơng đẳng nhiệt dịch chuyển ẩm lỏng dạng màng có dạng: Gradient (1.2) Dòng ẩm lỏng dịch chuyển bằng: ( ) (1.3) Trong trình đoạn nhiệt p1 hàm độ chứa ẩm nhiệt độ nên dòng j1 bằng: (1.4) Dòng dịch chuyển ẩm tổng (lỏng hơi) xác định theo t M vật keo bằng: (1.5) Trong đó: (1.6) (1.7) 1.2.2 Các dòng dịch chuyển dịch chuyển ẩm vật xốp mao dẫn Trong vật xốp cấu trúc đa mao mạch, dòng ẩm lỏng tỷ lệ thuận với gradient mao dẫn (1.8) Thế mao dẫn trường hợp đẳng nhiệt tỷ lệ thuận với độ chứa ẩm M Trong điều kiện khơng đẳng nhiệt, dòng ẩm lỏng khuếch tán mao dẫn j2md xác định: (1.9) t a2md a 2md hệ số khuếch tán lỏng mao dẫn hệ số khuếch tán nhiệt lỏng mao dẫn Thế mao dẫn φ với phân tố mao mạch bằng: ( ) (1.10) Vậy nên, dòng dịch chuyển ẩm thể quan hệ (1.11) Vậy dòng ẩm tổng dịch chuyển xốp mao dẫn là: (1.12) Trong đó: a Mmd a t Mmd hệ số khuếch tán ẩm hệ số khuếch tán nhiệt ẩm mao dẫn, với: (1.13) (1.14) Ngồi ra, có dịch chuyển ẩm lỏng lực thấm mao dẫn (được nghiên cứu lý thuyết thấm) Giả thiết dòng thấm lỏng độc lập nhau, viết: ( ) (1.15) 1.2.3 Các dòng dịch chuyển ẩm vật keo xốp mao dẫn Dịch chuyển ẩm qua vật keo xốp mao dẫn xác định công thức: ( Trong đó: a M t aM ) (1.16) hệ số khuếch tán hệ số khuếch tán nhiệt ẩm, hệ số khuếch tán nhiệt tương đối a M / a M t (1.17) 1.2.4 Dịch chuyển ẩm đối lƣu vật liệu sấy Dòng dịch chuyển ẩm khuếch tán vật xốp thay dòng dịch chuyển ẩm đối lưu Mật độ dòng dịch chuyển dòng là: 1.18) Với 10 1 / nồng độ tương đối nước, kp hệ số dòng nồng độ phân tử: (1.19) Với d dung ẩm khơng khí Dòng ẩm tồn gradient áp suất tổng bằng: (1.20) Biểu thức (1.20) chưa kể đến dịch chuyển lỏng tác dụng lực trường gradient áp suất thủy tĩnh (dòng lỏng qua môi trường xốp) 1.3 NHỮNG BIẾN ĐỔI CƠ BẢN QUẢ Q TRÌNH SẤY Q trình ẩm khỏi vật liệu trình sấy chia làm trình 1.3.1 Quá trình khuếch tán ngoại Lượng nước bay [4]: ( ) ( ) Hoặc (1.21) (1.22) Trong : Ps: Áp suất riêng phần nước bề mặt Ph: Áp suất riêng phần khơng khí K: Hệ số bay F: Diện tích bề mặt bay : Gradient độ ẩm 1.3.2 Quá trình khuếch tán nội Là trình dịch chuyển ẩm từ lớp bên lớp bề mặt vật ẩm Động lực trình chênh lệch nồng độ ẩm lớp bên lớp bề mặt, ngồi q trình khuếch tán nội xảy chênh lệch nhiệt độ lớp bên lớp bề mặt [4] ( ) (1.23) Trong : D: Hệ số khuếch tán nội F: Diện tích khuếch tán : Gradient độ ẩm Hệ số khuếch tán nội (D) phụ thuộc chủ yếu thành phần, tính chất nguyên liệu, gián tiếp phụ thuộc vào yếu tố môi trường 1.3.3 Mối quan hệ trình khuếch tán ngoại trình khuếch tán nội Khuếch tán nội khuếch tán ngoại có mối quan hệ chặt chẽ với nhau, trình khuếch tán ngoại trình khởi đầu định đến giai đoạn đầu trình sấy trình khuếch tán nội động lực trình khuếch tán ngoại.[4] 1.4 C C GIAI ĐOẠN TRONG QUÁ TRÌNH SẤY Đối với trường hợp sấy với điều kiện khác trình sấy xảy ba giai đoạn giai đoạn đan xen khó phân biệt hơn[11] 1.4.1 Giai đoạn nung nóng vật liệu 1.4.2 Giai đoạn sấy đẳng tốc 1.4.3 Giai đoạn sấy giảm tốc 1.5 PHÂN LOẠI PHƢƠNG PH P SẤY 1.5.1 Phƣơng pháp sấy nóng a Hệ thống sấy đối lưu b Hệ thống sấy tiếp xúc c Hệ thống sấy xạ d Hệ thống sấy dùng dòng điện cao tần dùng lượng điện từ trường 1.5.2 Phƣơng pháp sấy lạnh Trong phương pháp sấy lạnh người ta tạo độ chênh lệch áp suất bão hòa nước bề mặt VLS áp suất riêng phần nước TNS cách làm giảm phân áp suất nước TNS a Hệ thống lạnh nhiệt độ nhỏ 00C Hệ thống sấy thăng hoa Hệ thống sấy chân không b.Hệ thống sấy lạnh nhiệt độ lớn 00C c Phương pháp sấy kín bơm nhiệt 1.6 SO S NH PHƢƠNG PH P SẤY NÓNG VÀ SẤY LẠNH 1.6.1 Phƣơng pháp sấy nóng 1.6.2 Phƣơng pháp sấy lạnh 1.6.3 So sánh phương pháp sấy lạnh phương pháp sấy nóng Bảng 1.1: Đánh giá so sánh chất lượng sản phẩm sấy bơm nhiệt sấy lạnh với phương pháp sấy nóng truyền thống sấy hồng ngoại Phương Pháp sấy Thứ tự Chỉ tiêu so sánh Sấy nóng Sấy thăng hoa chân khơng Sấy lạnh sử dụng máy hút ẩm kết hợp máy lạnh Chất lượng sản phẩm (màu sắc, Kém Tốt mùi vị, vitamin) nhiều Giá thành sản phẩm Thấp Đắt nhiều Đắt Thời gian sấy Ngắn Ngắn Lớn Chi phí đầu tư ban đầu Chi phí vận hành, bảo dưỡng Thường thấp Cao nhiều Thường rẻ Đắt nhiều Khả điều chỉnh nhiệt độ tác nhân sấy theo yêu cầu cơng Khó nghệ Thường Vệ sinh an tồn thực phẩm Thường Bảo vệ mơi trường Phạm vi ứng dụng Rộng Bằng Cao Đắt Khó Khó Tốt Bằng Như Kém Hẹp Hẹp Bảng 1.2: So sánh sấy lạnh với hệ thống sấy khác hiệu chi Các thông số SMER (kgnước/kwh) Hiệu suất sấy(%) Khoảng nhiệt độ làm việc(0C) Khoảng độ ẩm làm việc (%) Chi phí đầu tư Chi phí vận hành phí lượng Sấy Sấy chân khơng khí khơng nóng 0,12 - 1,28 0,72 - 1,20 35-40 < = 70 Sấy lạnh (bằng bơm nhiệt) 1,0 – 4,0 95 40-90 30-60 10-60 Biến thiên Thấp 10-65 Thấp Cao Cao Rất cao Trung bình Thấp KẾT LUẬN CHƢƠNG 10 1% 2.2.2 Phân loại khơng khí ẩm Khơng khí ẩm bào hòa Khơng khí ẩm bào hòa khơng khí ẩm mà lượng nước đạt tới giá trị lớn G = Gmax Khơng khí ẩm chƣa bão hòa Khơng khí ẩm chưa bão hòa khơng khí ẩm mà lượng nước chưa đạt tới giá trị lớn G < Gmax Khơng khí ẩm q bão hòa Khơng khí ẩm q bão hòa khơng khí ẩm mà ngồi lượng nước lớn Ghmax 2.2.3 Các thơng số vật l khơng khí ẩm a Áp suất khơng khí Áp suất khơng khí ẩm tổng phân áp suất khơng khí khơ pK phân áp suất nước Ph P = Pk +Ph (2.1) b Nhiệt độ Nhiệt độ khơng khí ẩm nhiệt độ khơng khí khơ Tk nhiệt độ nước Th Tkka = Tkkk = Th (2.2) c Độ ẩm Độ ẩm tuyệt đối Độ ẩm tuyệt đối khối lượng nước chứa 1m3 khơng khí ẩm h Gh ,kg/m3 V Độ ẩm tƣơng đối (2.3) 11 Độ ẩm tương đối φ tỷ số độ ẩm tuyệt đối khơng khí chưa bão hòa h độ ẩm tuyệt đối khơng khí ẩm bão hòa h max nhiệt độ h h max (2.4) Từ phương trình trạng thái khơng khí ẩm chưa bão hòa: phV=GhRhT bão hòa: phmax V = GhmaxRhT, suy ra: h Gh p h V RhT h max Gh max ph max V RhT (a) (b) Chia (a) cho (b) ta được: h p h max pmax Độ chứa Độ chứa d lượng chứa khơng khí ẩm ứng với kg khơng khí khơ d = Gh/Gk; (kgh/kgK) Hoặc: d ph Rk 8314.18 ph ph 0, 622 ; kgh / kgK (2.5) pk Rh 29.8314 pk p ph Entanpi khơng khí ẩm I = ik + d.ih (kj/kgK) (2.6) Trong đó: ik: entanpi 1kg khơng khí khơ, ik =Cpkt, mà Cpk= 1Kj/kgK Vậy ik=t 12 ih: entanpi nước, khơng khí ẩm chưa bão hòa nước nhiệt có ih = 2500 + Cpht =2500 + 1,9t; (2.7) Cuối ta có: I = t + d(2500+1,93t) ; (kJ/kgK) (2.8) 2.3 ĐỒ THỊ TRẠNG THÁI CỦA KHƠNG KHÍ ẨM I-d Mỗi đồ thị I-d xây dựng với giá trị áp suất định ghi rõ đồ thị. Có họ đồ thị I-d Đường = 100% chia đồ thị làm vùng: Vùng I: khơng khí ẩm chưa bảo hòa Vùng II: khơng khí ẩm q bảo hòa.(vùng sương mù) Hình 2.1: Đồ thị i- d khơng khí ẩm 2.4 MỘT SỐ QU TRÌNH CƠ BẢN TRÊN ĐỒ THỊ I - D 2.4.1 Quá trình thay đổi trạng thái khơng khí a Q trình làm nóng (d = const) Hình 2.2: Biểu diễn q trình làm nóng khơng khí đồ thị i-d 13 Q trình làm nóng khơng tăng ẩm (d=const): q trình gia nhiệt cho khơng khí ẩm, xảy nhờ thiết bị trao đổi nhiệt gọi Calorifer hệ thống sấy b Một số q trình làm lạnh khơng khí ẩm Q trình làm lạnh đẳng ẩm Q trình xảy khơng khí ẩm trạng thái bị nhiệt trao đổi nhiệt với mơi trường Do đó, lượng chứa ẩm khơng đổi Hình 2.3: Biểu diễn q trình làm lạnh khơng khí đẳng ẩm dung Q trình làm lạnh khử ẩm Hình 2.4: Biểu diễn q trình làm lạnh khơng khí khử ẩm đồ thị i-d 14 Khơng khí ẩm sau làm lạnh tách ẩm từ trạng thái ban đầu có nhiệt độ độ ẩm 1(t1, 1 ) sau làm lạnh đến trạng thái 2(t2, 2 ), có d2 < d1 1 < 2 = 95% Lượng nước ngưng bề mặt dàn lạnh tính cơng thức: W = G(d1 – d2) = L(d1 – d2) kg/s (2.9) Quá trình làm lạnh khử ẩm có dung ẩm d(g/kgk) giảm từ d1 đến d2 giảm áp suất riêng phần nước tác nhân sấy Do phương pháp ứng dụng hiệu lĩnh vực sấy lạnh 2.5 TÍNH TỐN LÝ THUYẾT Q TRÌNH TÁCH ẨM 3-4: Quá trình làm lạnh tác nhân sấy đến nhiệt độ đọng sương 4-1: Quá trình tách ẩm 1-2: Quá trình gia nhiệt tác nhân sấy đến nhiệt độ sấy 2-3: Quá trình sấy Hình 2.6: Biểu diễn trình tách ẩm gia nhiệt kk đồ thị i- d KẾT LUẬN CHƢƠNG 15 CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QU TRÌNH NGƢNG TỤ ẨM TRONG KH NG KH ẨM 3.1 GIỚI THI U VỀ C C PHƢƠNG PH P L M LẠNH NH N TẠO 3.1.1 Phƣơng pháp hòa trộn lạnh Đây phương pháp làm lạnh hòa trộn nước đá, đá khô NH4CL vv! với muối NaCl CaCl2, NaNO3 vv! với phương pháp nhiệt độ dung dịch nước muối có nhiệt độ âm sâu theo tỷ lệ định 3.1.2 Phƣơng pháp dãn n khí c sinh ngoại cơng Các máy lạnh làm việc theo ngun lý dãn nở khí có sinh ngoại cơng gọi máy lạnh nén khí có máy dãn nở.[6] 3.1.3 Phƣơng pháp tiết lƣu không sinh ngoại công hiệu ứng Joule – Thomsn Có thể dãn nở khí sinh ngoại cơng cách tiết lưu khí qua cấu tiết lưu từ áp suất cao p1 xuống áp suất thấp p2, khơng có trao đổi nhiệt với mơi trường bên ngồi 3.1.4 Dãn n khí ống ốy Khi cho dòng khơng khí có áp suất bar 200C thổi tiếp tuyến với thành ống, vng góc với trục ống 12mm nhiệt độ thành ống tăng lên nhiệt độ tâm ống giảm xuống 3.1.5 Hiệu ứng nhiệt điện hiệu ứng Peltier Máy lạnh nhiệt điện sử dụng rộng rãi suất lạnh nhỏ (từ 30 đến 100W) 3.1.6 Phƣơng pháp khử t đoạn nhiệt Đây phương pháp sử dụng kỹ thuật cryô để hạ nhiệt độ 16 mẫu thí nghiệm từ nhiệt độ sôi hêli (3+4K) xuống gần nhiệt độ không tuyệt đối khoảng 10 -3K 3.1.7 Tan chảy thăng hoa vật r n Tan chảy thăng hoa vật rắn phương pháp chuyển pha chất tải lạnh nước đá đá khô 3.1.8 Bay chất l ng Quá trình bay chất lỏng gắn liền với trình thu nhiệt Nhiệt lượng cần bay kg chất lỏng ta gọi ẩn nhiệt bay 3.2 PHƢƠNG PH P T CH ẨM KH NG KH B NG M LẠNH N N HƠI 3.2.1 Khái niệm máy lạnh - Máy lạnh thiết bị truyền nhiệt Nó truyền nhiệt từ nơi có nhiệt độ thấp (nguồn nhiệt) đến nơi có nhiệt độ cao (nơi nhiệt), ngược lại với truyền nhiệt tự nhiên 3.2.2 Tách ẩm khơng khí b ng làm lạnh trực tiếp khơng khí b ng mơi chất lạnh Khơng khí ẩm qua dàn lạnh nhả nhiệt cho dàn khơng khí làm lạnh đến nhiệt độ điểm sương ngưng tụ lại bề mặt dàn lạnh .3 h h ng h ng phương pháp ạnh gián tiếp Đây phương pháp làm lạnh khơng khí chất tải lạnh, chất tải lạnh thường dùng nước, dung môi hữu cơ, dung dịch nước đường, nước muối 3.3 PHƢƠNG PH P T CH ẨM B NG M LẠNH HẤP THỤ Chất tải lạnh sau làm lạnh trao đổi nhiệt với không khí ẩm khơng gian cần làm mát, khơng khí ẩm sau 17 nhả nhiệt cho nước lạnh nhả ẩm bề mặt dàn lạnh sau ẩm đưa nhờ hệ thống ống dẫn 3.4 PHƢƠNG PH P T CH ẨM B NG MÁY HÚT ẨM Máy hút ẩm thực chất máy lạnh xếp hướng ngược lại 3.5 PHƢƠNG PH P T CH ẨM B NG KHÍ NÉN Quá trình làm lạnh thực cách cho dòng khí nén chuyển động đảo chiều ống dẫn Nhiệt độ điểm sương nằm khoảng 20C đến 0C CHƢƠNG XÂY DỰNG MƠ HÌNH THỰC NGHI M 4.1 THIẾT BỊ CH NH ĐƢỢC DÙNG THÍ NGHI M Máy lạnh MSR – 12CR cơng suất lạnh 12000BTU/h nguồn điện áp 220 – 240V, trọng lượng dàn nóng 25kg, trọng lượng dàn lạnh 8,5kg, điều khiển hoàn toàn tự động 4.1.1 Sơ đồ nguyên lý bố trí thiết bị tách ẩm 12 28 13 30 29 15 11 14 10 16 17 18 19 25 26 24 23 22 21 20 27 Hình 4.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm tách ẩm 1- biến trở điều nhiệt; – khay chứa nước(vật ẩm); – điện trở gia nhiệt; – cảm biến nhiệt độ không khí; – lọc bụi; – dàn lạnh; – chắn 18 nước; – điện trở gia nhiệt khơng khí; - ống dẫn nước ngưng; 10 – biến trở điều chỉnh điện trở nhiệt; 11 – cảm biến nhiệt độ khơng khí; 12 - ống dẫn khơng khí có bọc bảo ơn; 13 – tạo ẩm bổ sung cảm biến ẩm; 14 – điều chỉnh vận tốc quạt; 15 – động quạt; 16 – tủ điện điều khiển; 17 – thiết bị đo áp suất; 18- đo dòng điện, điện áp; 19 – dàn nóng hệ thống lạnh; 20,24 – van chặn; 21 – phin lọc; 22 – mắt gas; 23 – van điện từ; 25 – van tiết lưu; 26 – khung sắt; 27 – bánh xe; 28- chiều chuyển động khơng khí; 29 – xốp cách nhiệt; 30 – buồng sấy 4.1.2 Nguyên lý làm việc thiết bị tách ẩm ứng dụng kỹ thuật sấy i i1 i3 t3 i2 ts1 t2 ts2 3 1 100% 2 d d2 = d3 d1 Hình 4.3: uá trình tách ẩm gia nhiệt rạng thái khơng khí trước dàn lạnh; rạng thái khơng khí sau dàn ay hơi; rạng thái khơng khí sau gia nhiệt Quá trình -2: Quá trình làm lạnh khơng khí tách ẩm Q trình -3: Gia nhiệt đẳng dung Q trình -1: Khơng khí thổi vào phòng nhận nhiệt từ vật liệu 4.2 H THỐNG THIẾT BỊ ĐO LƢỜNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHI M 4.2.1 Yêu cầu thiết bị đo - Thiết bị đo đảm bảo độ xác cao 19 4.2.2 Các thông số thiết bị đo Thiết bị đo – hiển thị Số Lượng Dải đo – hiển thị Độ Sai số đo – phân giải hiển thị 0,10C 1% Omega (Mỹ) Ds - DFOX 0,10C 1% Omega (Mỹ) 0% -100% 1% 1% Đan mạch Đức – 30 m/s 0,01 m/s 1% Đức iển thị độ ẩm - 1% (Cos mo) Việt nam iển thị nhiệt độ - 1% - - 1% 1% 1% – 35 bar 0,1 bar Đài loan – 15 bar 0,02 bar Đài loan Cặp nhiệt loại T 10 Đầu cảm biến nhiệt độ loại LM 335 10 Đo độ ẩm khơng khí Thiết bị đo hiển thị tốc độ gió Kaindl Công tơ điện Đồng hồ đo áp suất cao Đồng hồ đo áp suất thấp ộ card đo ghi nhiệt độ D T LOGGER DL – 140TH Phần mềm DATALOGGER DL – 140TH Máy tính CPU -200 đến 3500C -200 đến 3500C ãng sản xuất DFOX Nga Đức Đức Intell CHƢƠNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHI M VÀ BÀN LUẬN 5.1 QUY TRÌNH VẬN HÀNH THIẾT BỊ TÁCH ẨM 5.1.1 Công tác chuẩn bị Chuẩn bị 5kg nước đổ đầy vào khay chứa kiểm tra thiết bị trước vận hành 5.1.2 Công tác vận hành Vận hành thiết bị ghi đo theo yêu cầu 5.1.3 Kết thúc vận hành 20 Ngắt điện khỏi thiết bị, ghi nhật ký vận hành 5.2 Nghiên cứu ảnh hƣ ng nhiệt độ bay đến khả ngƣng tụ ẩm Nghiên cứu thực nghiệm dàn lạnh có bước cánh ( 1,5mm ), nhiệt độ t0 = 50C; 00C - 50C Bảng 5.1: So sánh kết chu kỳ chạy máy, khác t0 (phút) t0 = (0C) t0 = (0C) t0 = - (0C) 30 60 90 120 615 1255 1885 2615 800 1515 2245 3025 740 1485 2210 2950 5.2.2 Nghiên cứu ảnh hƣ ng vận tốc gi đến khả ngƣng tụ ẩm Nghiên cứu thực nghiệm với mức vận tốc là: 2,3 – 2,8(m/s); 3,0 – 3,8 (m/s) 4,0 - 4,6(m/s), điều kiện nhiệt độ bay môi chất t0 = 00C Bảng 5.2 : Tổng hợp kết ảnh hưởng vận tốc gió (phút) 30 60 90 120 1 (m/s) 2,5 - 2,5 - 2,5 - 2,5 - Gâ1 (g) 660 1270 1810 2410 2 (m/s) 3,0 – 3,8 3,0 – 3,8 3,0 – 3,8 3,0 – 3,8 Gâ2 (g) 780 1490 2120 2880 3 (m/s) 4,0 - 4,6 4,0 - 4,6 4,0 - 4,6 4,0 - 4,6 Gâ3 (g) 800 1515 2245 3025 5.2.3 Nghiên cứu ảnh hƣ ng bƣớc cánh đến khả ngƣng tụ ẩm Sau thay dàn lạnh có bước cánh 1,5mm dàn lạnh có bước cánh 3mm cơng suất lạnh, tốc gió nhiệt độ bay môi chất t0 = -50C Bảng 5.3 So sánh ẩm ngưng tụ ước cánh thay đổi 21 (phút) t0 (0C) 30 60 90 120 -5,16 -6,9 -5,1 -6,8 3mm 1,5mm Gâ(g) 790 1640 2470 3350 Gâ(g) 740 1485 2210 2950 5.2.4 Nghiên cứu ảnh hƣ ng độ ẩm đến khả ngƣng tụ ẩm Trong phần tiến hành điều chỉnh độ ẩm khơng khí buồng sấy xuống thấp, thơng qua ngắt thiết bị tạo ẩm sau độ ẩm không khí buồng sấy đạt khoảng 35% đến 40%, Bảng 5.4 Kết tổng hợp lượng ẩm giảm (phút) t0 (0C) tk (0C) tmts (0C) t1 (0C) t2 (0C) 30 0,2 37,8 28 12,5 28,6 60 0,1 38,3 29 11,5 90 38,1 27,5 11,1 120 -0,6 37,6 29 10,1 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 2 (%) Gâ (g) (m/s) 12,8 230 4,2 28,5 12,9 530 4,6 28,5 11,9 815 4,1 29,4 12,9 1180 4,3 Độ ẩm thấp Độ ẩm cao 10 30 50 70 90 110 Hình 5.4 : So sánh ảnh hưởng có thay đổi độ ẩm khơng khí 5.2.5 Hiệu suất tách ẩm - Hiệu suất theo cơng suất điện với dàn lạnh có bước cánh 22 1,5mm nhiệt độ sôi môi chất t0 = 00C G (kg/kWh) P G 3, 055 1 0, 66(kga / kWh) P 4, 61 1 Hiệu suất theo cơng suất điện với dàn lạnh có bước cánh 3,0mm nhiệt độ sôi môi chất t0 = -50C 2 G 3,35 0, 66(kga / kWh) P 5,1 Như chi phí (kW) điện tách 0,66 (kgẩm), hiệu suất đạt cao nhiều sử dụng nguồn nhiệt gia nhiệt cho khơng khí từ dàn nóng máy lạnh So sánh chế độ tách ẩm với dàn lạnh có bước cánh TĐN khác ta nhận thấy hiệu tách ẩm dàn lạnh nhau, ưu điểm tách nhiệt độ dương q trình sấy liên tục, khơng bị ẩm khuếch tán vào buồng sấy(vì khơng có chu kỳ xả tuyết), phù hợp với sản phẩm cần sấy 5.2.5 ây dựng quy trình vận hành a Đối với dàn lạnh ó ướ ánh trao đổi nhiệt từ 1,5 – (mm) Stt Nhiệt độ bề mặt DL C ước cánh TĐN (mm) Thời gian chạy máy (phút) 1,5 - 120 1,5 - 120 -5 1,5 - 120 -5 120 Tình trạng máy Máy chạy dài khơng đóng, ngắt ẩm ngưng tụ ổn định Máy chạy dài, khơng đóng ngắt, cuối q trình có lượng tuyết bám nhẹ dàn lạnh t0< 00C cuối chu kỳ chạy máy Máy đóng ngắt lần chu kỳ xả tuyết, lượng ẩm từ xả tuyết bay vào buồng sấy Dàn lạnh có tuyết bám dày vào cuối chu kỳ xả tuyết, độ ẩm tăng xả tuyết 23 KẾT LUẬN V KIẾN NGHỊ Kết luận Sử dụng thiết bị tách ẩm phương pháp làm lạnh kỹ thuật sấy đối lưu phương án ưu việt nay, nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm sấy hiệu trình sấy Tách ẩm phương pháp làm lạnh phụ thuộc vào nhiều yếu tố: - Nhiệt độ bay môi chất dàn lạnh có ảnh hưởng lớn đến hiệu ngưng tụ ẩm - ước cánh dàn lạnh yếu tố ảnh hưởng đến khả ngưng tụ ẩm, đối vời dàn lạnh có bước cánh khác ảnh hưởng đến khả ngưng tụ ẩm - Vận tốc gió yếu tố ảnh hưởng đến trình ngưng tụ ẩm - Ảnh hưởng độ ẩm tương đối trong môi trường sấy nguyên nhân dẫn đến khả ngưng tụ ẩm lớn hay bé Kiến nghị Mặc dù cố gắng trình nghiên cứu hạn chế mặt thời gian, nên chưa tiến hành khảo sát ảnh hưởng thơng số đặc tính bám tuyết dàn lạnh Để làm rõ cần thực vấn đề sau : Nghiên cứu đặc tính trình ngưng tụ ẩm bề mặt dàn lạnh nhiệt độ từ - 60C đến - 100C thông số hệ thống lạnh thông số q trình sấy để từ có kết luận chung hiệu hệ thống thay đổi thông số vận hành Nghiên cứu ngưng tụ màng ngưng tụ giọt trình ngưng tụ ẩm bề mặt dàn lạnh từ tìm thơng số ngưng tụ tối ưu trình tách ẩm 24 Nghiên cứu độ nhám bề mặt cánh trao đổi nhiệt, từ lựa chọn dàn lạnh tối ưu cho trình ngưng tụ ẩm Nghiên cứu khả loại bỏ ẩm xả tuyết, để tìm phương án tối ưu cho chu kỳ xả tuyết mà ẩm bay vào buồng sấy thấp ... tách ẩm phương pháp làm lạnh ứng dụng kỹ thuật sấy Mục tiêu nghiên cứu 2.1 Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu trình trao đổi nhiệt - ẩm khơng khí ẩm bề mặt dàn lạnh, cụ thể nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt... làm lạnh Phạm vi nghiên cứu: - Nghiên cứu sở lý thuyết thực nghiệm Phƣơng pháp nghiên cứu - Nghiên cứu sở lý thuyết tách ẩm phương pháp làm lạnh khơng khí ứng dụng kỹ thuật sấy - Tiến hành thực... Phƣơng pháp sấy nóng 1.6.2 Phƣơng pháp sấy lạnh 1.6.3 So sánh phương pháp sấy lạnh phương pháp sấy nóng Bảng 1.1: Đánh giá so sánh chất lượng sản phẩm sấy bơm nhiệt sấy lạnh với phương pháp sấy