Nghiên cứu lý thuyết quá trình truyền nhiệt truền chất trong thiết bị sấy phun

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI PHÙNG ANH XUÂN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH TRUYỀN NHIỆT – TRUỀN CHẤT TRONG THIẾT BỊ SẤY PHUN LUẬN VĂN THẠC SỸ NGÀNH: MÁY VÀ THIẾT BỊ NHIỆT LẠNH NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: ĐẶNG QUỐC PHÚ HÀ NỘI – 2010 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án tự nghiên cứu thực hướng dẫn thầy giáo GS TSKH Đặng Quốc Phú Để hồn thành luận án tơi sử dụng tài liệu ghi mục tài liệu tham khảo, ngồi khơng sử dụng tài liệu khác Nếu sai xin chịu hình thức kỉ luật theo qui định Tác giả Phùng Anh Xn DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU STT Kí hiệu Đơn vị đo Tên gọi Cp kJ/kg.K Nhiệt dung riêng đẳng áp CD - Hệ số cản khơng khí Dv m2/s Hệ số khuếch tán ẩm d kg/kg Độ chứa khơng khí ẩm dp m F m G kg/h g m/s Gia tốc trọng trường h m Chiều cao buồng sấy 10 I kJ/kg Đường kính hạt Diện tích bề mặt hạt Lưu lượng khối lượng Entanpi 11 Km kg/m s 12 m kg Khối lượng 13 p bar Áp suất 14 N kg/s Tốc độ sấy tương đối 15 n - 16 q W 17 r0 kj/kg 18 t C 19 v m/s 20 X kg/kg 21 W kg Hệ số trao đổi chất Số lượng hạt Dịng nhiệt Nhiệt ẩn hóa Nhiệt độ bách phân Vận tốc Độ ẩm tuyệt đối hạt Hàm lượng ẩm Chữ Hy Lạp α W/m2.K Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu λ W/m.K Hệ số dẫn nhiệt ξ - ρ Kg/m3 µ Pa.s τ s σ N/m Sức căng bề mặt 10 ν m2/s Độ nhớt động học 11 ϕ % Hệ số tỉ lệ suất sấy Khối lượng riêng Độ nhớt động lực học Thời gian lưu trú hạt Độ ẩm khơng khí KÍ HIỆU CHÂN Kí hiệu Ý nghĩa Kí hiệu Ý nghĩa bh Bão hòa o Ban đầu c Đối lưu p Hạt d Dịch phun s Chất rắn gh Giới hạn p Miệng phun k Khơng khí td Tương đối kn Khí nén w Lỏng kng Khí nóng v Hơi MỤC LỤC Trang TRANG PHỤ BÌA LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU KÍ HIỆU CHÂN MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU……………………………………………………………… CHƯƠNG 1: LÍ THUYẾT TỔNG QUAN VỀ SẤY PHUN……………… 1.1 Công nghệ sấy phun ứng dụng……………………………………… 1.1.1 Đặc trưng…………………………………………………………… 1.1.2 Cấu tạo hệ thống sấy phun………………………………………… 1.1.3 Nguyên lí hoạt động hệ thống sấy phun……………………… 1.1.4 Những yếu tố ảnh hưởng tới hoạt động hệ thống sấy phun…… 1.1.5 Một vài chu trình sơ đồ máy sấy phun đặc trưng……………… 10 1.2 Kết nghiên cứu truyền nhiệt – truyền chất thiết bị sấy phun… 15 1.2.1 Hướng nghiên cứu lí thuyết………………………………………… 15 1.2.2 Hướng nghiên cứu thực nghiệm…………………………………… 19 1.2.3 Hướng nghiên cứu mô phần mềm fluent……………… 22 1.2.4 Hướng nghiên cứu thay đổi đường kính hạt trình sấy phun………………………………………………………………………… 24 CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG TRÌNH TRUYỀN NHIỆT – TRUYỀN CHẤT CƠ BẢN CỦA Q TRÌNH SẤY PHUN………………………… 31 2.1 Lí thuyết q trình sấy phun…………………………………………… 31 2.2 Quá trình bay hạt lỏng……………………………………… 33 2.2.1 Tiếp xúc hạt lỏng tác nhân sấy……………………………… 33 2.2.2 Quá trình bay hạt nước nguyên chất………………………… 34 2.2.3 Quá trình bay giọt lỏng chứa chất rắn hòa tan……………… 38 2.2.4 Quá trình bay giọt lỏng chứa chất rắn khơng hịa tan……… 39 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MƠ HÌNH TỐN HỌC NGHIÊN CỨU Q TRÌNH SẤY PHUN CÙNG CHIỀU……………………………………… 41 3.1 Hệ phương trình vi phân trao đổi nhiệt – trao đổi chất trình sấy phun………………………………………………………………………… 42 3.1.1 Phương trình cân lực………………………………………… 42 3.1.2 Phương trình cân chất………………………………………… 43 3.1.3 Phương trình cân nhiệt……………………………………… 45 3.2 Các điều kiện đơn trị…………………………………………………… 48 3.3 Phương pháp giải……………………………………………………… 51 3.4 Kết tính toán đánh giá…………………………………………… 53 3.4.1 Biến thiên tốc độ “hạt” không gian buồng sấy……………… 53 3.4.2 Biến thiên độ ẩm tuyệt đối “hạt” không gian buồng sấy… 54 3.4.3 Biến thiên độ chứa không khí khơng gian buồng sấy 55 3.4.4 Biến thiên nhiệt độ không gian buồng sấy…………………… 56 3.5 Nghiên cứu ảnh hưởng số thông số đầu vào tới trình sấy phun………………………………………………………………………… 59 3.5.1 Ảnh hưởng nhiệt độ khơng khí nóng tới q trình sấy………… 59 3.5.2 Ảnh hưởng lưu lượng dịch sấy………………………………… 61 3.5.3 Ảnh hưởng lưu lượng khí nén tới trình sấy……………… 63 3.5.4 Ảnh hưởng áp suất khí nén tới q trình sấy…………………… 65 3.5.5 Ảnh hưởng lưu lượng khí nóng tới q trình sấy……………… 67 3.5.6 Ảnh hưởng đường kính ban đầu “hạt” tới q trình sấy……… 69 CHƯƠNG 4: TĨM TẮT, KẾT LUẬN VÀ CÁC ĐỀ XUẤT MỞ RỘNG PHẠM VI NGHIÊN CỨU………………………………………………… 72 4.1 Tóm tắt kết luận……………………………………………………… 72 4.2 Đề xuất mở rộng phạm vi nghiên cứu…………………………………… 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC LỜI MỞ ĐẦU Sấy q trình cơng nghệ sử dụng nhiều ngành công nông nghiệp Trong công nghiệp chế biến nơng lâm, hải sản kỹ thuật sấy đóng vai trị đặc biệt quan trọng Việt Nam nước có khí hậu nhiệt đới có loại sản phẩm nơng sản đa dạng, phong phú có số lượng lớn Vì vậy, nghiên cứu phát triển cơng nghệ sấy loại nơng sản thực thẩm coi nhiệm vụ chiến lược nghiệp phát triển kinh tế Trước đây, nông sản, thực phẩm phơi ánh nắng mặt trời nên sản phẩm thu thường có chất lượng thấp, thời gian phơi sấy lâu, phụ thuộc vào thời tiết Công nghệ sấy phát triển cho phép tạo sản phẩm có giá trị chất lượng cao Một công nghệ sấy nhiều nước giới nói chung Việt Nam nói riêng quan tâm nghiên cứu cơng nghệ sấy phun Sấy phun phương pháp sấy đối lưu, tác nhân sấy thường không khí khí khác Nitơ Tác nhân sấy vừa làm nhiệm vụ gia nhiệt cho nguyên liệu sấy vừa làm nhiệm vụ thải ẩm vào môi trường Sấy phun có nhiều ưu điểm như: Nguyên liệu sấy đa dạng dung dịch, huyền phù, bột nhão, vữa… sản phẩm dạng bột mịn, dạng hạt, khối kết tụ… ứng dụng với sản phẩm chịu nhiệt nhạy cảm với nhiệt Chất lượng sản phẩm giữ nguyên không đổi thời gian di chuyển máy sấy Sấy phun có nhiều ưu điểm để có chế độ sấy hiệu mặt cơng nghệ cần phải nghiên cứu chất trình sấy Một hướng nhiều nhà khoa học nước tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng thông số tới chế độ vận hành máy sấy phun để tăng tính kinh tế khả ứng dụng cho nhiều loại nguyên liệu sấy khác Mục tiêu để nâng cao hiệu quả, chất lượng, giảm giá thành sản phẩm Cho tới ngày nay, cơng trình nghiên cứu cho hệ thống máy sấy cụ thể vài thông số riêng rẽ chế độ sấy mà chưa nghiên cứu cho chế độ sấy Quá trình truyền nhiệt – truyền chất định suất, chất lượng, hiệu trình sấy phun Nghiên cứu trình truyền nhiệt – truyền chất thiết bị sấy phun để nắm chất trình sấy nhằm xây dựng, thiết kế, chế tạo, vận hành thiết bị sấy có hiệu Mục đích luận án "Nghiên cứu lý thuyết trình truyền nhiệt – truyền chất thiết bị sấy phun" thiết lập mô hình tốn học gồm hệ phương trình vi phân phù hợp với thiết bị nghiên cứu, xác định điều kiện đơn trị toán, giải kết toán đánh giá mức độ tin cậy kết Mơ hình tốn học phải có độ tin cậy ứng dụng để tính tốn trình truyền nhiệt truyền chất sấy phun Quá trình nghiên cứu tiến hành theo bước: Xây dựng hệ phương trình vi phân mơ tả q trình truyền nhiệt – truyền chất thiết bị sấy phun; xác định điều kiện đơn trị giải toán; đánh giá độ tin cậy lời giải; ứng dụng mơ hình để nghiên cứu số yếu tố ảnh hưởng Trong q trình hồn thành luận án, tác giả cố gắng tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận giúp đỡ đóng góp ý kiến thầy cô giáo bạn đồng nghiệp để luận án hoàn thiện CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT TỔNG QUAN VỀ SẤY PHUN 1.1 CÔNG NGHỆ SẤY PHUN VÀ ỨNG DỤNG 1.1.1 Đặc trưng Sấy trình cơng nghệ mà ẩm nhận lượng dịch chuyển từ lịng bề mặt ngồi vật sau từ bề mặt khuếch tán vào mơi trường Q trình phân tử ẩm nhận nhiệt lượng để di chuyển từ lòng vật bề mặt từ bề mặt vật vào không gian tác nhân sấy bao quanh để thải vào môi trường hai trình quan trọng ảnh hưởng lẫn công nghệ sấy Sấy phun phương pháp sấy đối lưu, tác nhân sấy thường khơng khí khí khác Nitơ (thường dùng để sấy vật liệu dễ cháy nổ) Tác nhân sấy vừa làm nhiệm vụ gia nhiệt cho nguyên liệu sấy vừa làm nhiệm vụ thải ẩm vào môi trường Công nghệ sấy phun công nghệ biến đổi trực tiếp nguyên liệu sấy dạng lỏng thành sản phẩm khô dạng bột, cách phun ngun liệu vào mơi trường khơng khí nóng Nguyên liệu sấy dạng dung dịch hòa tan, huyền phù, bột nhão, chất sền sệt hay vữa Sản phẩm khơ dạng bột mịn, dạng hạt hay khối kết tụ tùy thuộc vào tính chất lí hóa ngun liệu điều kiện vận hành Ngày nay, sấy phun ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực khác nhau, ngành hóa chất, dược phẩm, thực phẩm…nhờ ưu điểm bật như: - Dải công suất thiết bị rộng, phạm vi tốc độ cấp liệu lớn, từ vài kg/ tới 100 tấn/ giờ, thời gian sấy ngắn - Nguyên liệu sấy đa dạng dung dịch, huyền phù, bột nhão, vữa… sản phẩm dạng bột mịn, dạng hạt, khối kết tụ Chất lượng sản phẩm giữ nguyên không đổi thời gian di chuyển máy sấy - Phạm vi ứng dụng rộng, ứng dụng nhiều công nghệ chế biến, từ khả chế biến thuốc vô trùng tới sản phẩm bột dùng làm đồ gốm - Kết cấu đa dạng, dùng để thu đặc tính sản phẩm khác - Có thể ứng dụng với sản phẩm chịu nhiệt nhạy cảm với nhiệt - Quá trình diễn liên tục có khả tự động hóa cao - Mật độ sản phẩm kiểm sốt - Có thể thu sản phẩm dạng hạt gần hình cầu - Nguy ăn mịn thấp nguyên liệu không tiếp xúc với bề mặt kim loại sấy khơ Bên cạnh sấy phun có số nhược điểm như: - Hiệu suất thu hồi sản phẩm thấp so với phương pháp sấy khác - Chi phí đầu tư ban đầu cao - Sản phẩm bị biến chất, hương vị, màu sắc chế độ sấy không phù hợp - Phải thường xuyên vệ sinh, bảo dưỡng thiết bị 1.1.2 Cấu tạo hệ thống sấy phun Hệ thống sấy phun thực tế thiết kế với nhiều hình dạng khác để đáp ứng cho ứng dụng cụ thể nguyên tắc chúng bao gồm phận sau (hình 1.1) Hệ thống cấp liệu Hệ thống cấp liệu gồm: thùng chứa liệu, phận lọc, bơm cấp liệu, vòi phun sương Trong trình hoạt động hệ thống bơm cấp liệu vòi phun sương giữ vai trò quan trọng chúng nhân tố định đến phân bố đường kính hạt buồng sấy - Thùng chứa liệu: dùng để chứa vật liệu sấy sau xử lí, chế biến Để đảm bảo hệ thống hoạt động liên tục cấp liệu vào thùng bị gián đoạn dung tích thùng phải đủ lớn Vật liệu chế tạo thùng đường ống dẫn liệu phải chọn tùy theo tính chất vật liệu sấy Khi tiến hành sấy loại thực phẩm yêu cầu chọn loại vật liệu không gỉ Trong đó, sấy dung dịch hóa học yêu cầu lại chọn vật liệu chống ăn mòn - Bộ phận lọc: nhiệm vụ lọc loại bỏ tạp chất, hạt liệu có kích thước lớn ảnh hưởng đến q trình sấy, đến chất lượng sản phẩm sấy Các tạp chất làm tắc đường ống dẫn liệu vịi phun, làm gián đoạn q trình sấy 3.5.6 Ảnh hưởng đường kính ban đầu “hạt” tới trình sấy Tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng thơng số đầu vào tới q trình sấy phun thiết bị cụ thể, ta thấy thay đổi thông số đầu vào lưu lượng dịch sấy,…đường kính ban đầu “hạt” thay đổi theo Ở khảo sát đường kính ban đầu “hạt” mà giữ nguyên giá trị thơng số đầu vào để làm rõ vai trị ảnh hưởng đường kính ban đầu “hạt” thiết bị sấy phun Để đánh giá ảnh hưởng đường kính ban đầu hạt vào buồng sấy, tác giả tiến hành tính tốn cho chế độ tương ứng với dp0 = 12,63 µm, dp0 = 25 µm, dp0 = 35 µm mà giữ nguyên giá trị thơng số đầu vào khác Kết tính tốn trình bày đồ thị hình 3.21 hình 3.22 Hình 3.21: Ảnh hưởng đường kính “hạt” ban đầu đến độ ẩm tuyệt đối “hạt” không gian buồng sấy Bảng 3.13: Độ ẩm tuyệt đối “hạt”ở chế độ đường kính ban đầu khác Vị trí x = mm x = 75 mm x = 500 mm 12,63 5,25 0,8704 0,1710 25,10 5,25 2,0532 1,9210 35,10 5,25 2,2512 2,1365 dp0[µm] 69 Hình 3.22: Ảnh hưởng đường kính “hạt” ban đầu đến nhiệt độ khơng khí nhiệt độ “hạt” khơng gian buồng sấy Bảng 3.14: Giá trị nhiệt độ chế độ đường kính ban đầu khác Vị trí x = mm x = 75 mm x = 500 mm tk tk tk 12,63 131,8 25 103,0 53,4 64,1 53,4 25 131,8 25 95,5 44,4 64,1 44,4 35 131,8 25 89,9 38,7 64,0 38,7 dp0[µm] Từ đồ thị (hình 3.21) thấy kích thước ban đầu “hạt” tăng lên độ ẩm tuyệt đối “hạt” giai đoạn sấy tốc độ tăng dần giảm mạnh, giai đoạn tốc độ sấy không đổi tốc độ sấy giảm dần độ ẩm tuyệt đối “hạt” gần không thay đổi, đường biểu diễn đường thẳng Khi tăng kích thước “hạt” ban đầu tăng lên gấp khoảng lần “hạt” nhanh chóng đạt tới độ ẩm cân độ ẩm cao nhiều so với độ ẩm cân chưa tăng kích thước đường kính “hạt” ban đầu Nếu tiếp tục tăng đường kính ban đầu “hạt” độ ẩm tuyệt đối cân “hạt” giảm (bảng 3.13) Từ bảng 3.13 thấy rằng, đường kính hạt tăng lên khoảng lần vị trí x = 75 mm, độ ẩm tuyệt đối 70 “hạt” tăng lên gần lần; vị trí đầu buồng sấy, độ ẩm tuyệt đối “hạt” tăng lên tới 12 lần Đồ thị (hình 3.22) cho thấy tăng kích thước ban đầu “hạt” nhiệt độ khơng khí buồng sấy giai đoạn sấy tốc độ tăng dần có giảm khơng nhiều, giai đoạn tốc độ sấy không đổi giai đoạn tốc độ sấy giảm dần nhiệt độ khơng khí buồng sấy khơng thay đổi (bảng 3.14) Đồ thị (hình 3.22) cho thấy tăng kích thước ban đầu “hạt” nhiệt độ “hạt” buồng sấy giảm mạnh so với chưa tăng kích thước ban đầu “hạt” (bảng 3.14) Từ bảng 3.14 thấy rằng, đường kính ban đầu “hạt” tăng lên lần nhiệt độ “hạt” khỏi buồng sấy giảm khoảng 170C Tóm tắt kết nghiên cứu thông số ảnh hưởng tới độ ẩm tuyệt đối “hạt” đầu buồng sấy phun: - Tăng nhiệt độ khơng khí nóng vào buồng sấy lên 200C độ ẩm tuyệt đối “hạt” đầu buồng sấy giảm lần - Tăng lưu lượng dịch sấy lên 3,5 lần độ ẩm tuyệt đối “hạt” đầu buồng sấy tăng khoảng lần - Tăng lưu lượng khí nén lên gần lần độ ẩm tuyệt đối “hạt” đầu buồng sấy tăng lên gần lần - Áp suất khí nén tăng lên 1bar độ ẩm tuyệt đối “hạt” đầu buồng sấy giảm lần - Lưu lượng khơng khí nóng tăng lên gần lần độ ẩm tuyệt đối “hạt” đầu buồng sấy tăng lên không đáng kể - Đường kính ban đầu “hạt” tăng lên khoảng lần độ ẩm tuyệt đối “hạt” đầu buồng sấy tăng lên 12 lần 71 CHƯƠNG 4: TÓM TẮT, KẾT LUẬN VÀ CÁC ĐỀ XUẤT MỞ RỘNG PHẠM VI NGHIÊN CỨU 4.1 TÓM TẮT VÀ KẾT LUẬN Với mục đích tiếp tục bổ sung hồn thiện nghiên cứu q trình trao đổi nhiệt – trao đổi chất thiết bị sấy phun, tác giả sử dụng phương pháp nghiên cứu lí thuyết thiết bị sấy phun chiều IC40D thuộc phịng thí nghiệm Viện khoa học Cơng nghệ Nhiệt – Lạnh Đã tiến hành xây dựng mơ hình tốn học mơ tả q trình truyền nhiệt – truyền chất buồng sấy phun chiều, hay nói cách khác xây dựng hệ phương trình vi phân mơ tả trình truyền nhiệt – truyền chất thiết bị sấy phun chiều Mơ hình tốn học giải với điều kiện đơn trị nằm dải giá trị nghiên cứu thực nghiệm Từ đánh mức giá độ tin cậy kết tính tốn từ mơ hình tốn học kết nghiên cứu thực nghiệm chế độ sấy Mô hình tốn cho phép xác định biến thiên độ ẩm tuyệt đối “hạt”, nhiệt độ tác nhân sấy “hạt” sấy theo chiều cao tháp Sau kiểm tra, đánh giá ứng dụng mơ hình để nghiên cứu số yếu tố như: nhiệt độ lưu lượng tác nhân sấy, áp suất lưu lượng khí nén, lưu lượng dịch, đường kính ban đầu “hạt” tới độ ẩm tuyệt đối “hạt”, nhiệt độ khơng khí nhiệt độ “hạt” q trình sấy phun Từ kết nghiên cứu rút số kết luận sau: Mơ hình tốn học mơ tả q trình truyền nhiệt – truyền chất buồng sấy phun có độ tin cậy đáp ứng u cầu tính tốn kĩ thuật, phục vụ u cầu nghiên cứu, thiết kế, điều khiển, vận hành hệ thống sấy phun thực tế Đối với thơng số đầu buồng sấy độ ẩm tuyệt đối “hạt” yếu tố mà ta quan tâm Trong thông số: nhiệt độ lưu lượng tác nhân sấy, áp suất lưu lượng khí nén, lưu lượng dịch lưu lượng dịch sấy có ảnh hưởng lớn tới độ ẩm tuyệt đối “hạt” khỏi buồng sấy Đường kính “hạt” ban đầu có ảnh hưởng lớn (lớn hẳn thông số đầu vào khác) tới nhiệt độ “hạt”, độ ẩm tuyệt đối “hạt” buồng sấy phun 72 4.2 ĐỀ XUẤT MỞ RỘNG PHẠM VI NGHIÊN CỨU Do hạn chế mặt thời gian mặt thiết bị, luận văn chưa nghiên cứu hết vấn đề liên quan khác Khi điều kiện cho phép đề xuất mở rộng phạm vi nghiên cứu nội dung sau: Xây dựng mơ hình tốn học có kể đến ảnh hưởng vận tốc theo phương hướng kính phương tiếp tuyến “hạt” Thay coi nhiệt độ “hạt” nhiệt độ nhiệt kế ướt cần xác định nhiệt độ “hạt” theo giai đoạn cách xác Đánh giá khả ứng dụng mơ hình tốn học nhiều loại nguyên liệu sấy khác Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng hệ số tỉ lệ suất sấy Nghiên cứu đánh giá xác ảnh hưởng đường kính ban đầu “hạt” xác định cơng thức tính đường kính ban đầu tối ưu cho “hạt” 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đặng Quốc Phú, Trần Thế Sơn, Trần Văn Phú Truyền nhiệt Nhà xuất giáo dục, 2004 [2] Trương Vĩnh Sản xuất bột me phương pháp sấy phun Tập san khoa học kĩ thuật nông lâm nghiệp, – 1998 [3] Hồn Đức Liên Nghiên cứu mơ số thơng số động học dịng chất lỏng buồng sấy phun Tạp chí khoa học cơng nghệ nhiệt, số 76, 2007 [4] Võ Xuân Minh, Nguyễn Trần Linh, Nguyễn Thị Minh Nguyệt Nghiên cứu chế thử vi nang Meltronidazol phương pháp tách đông tụ sấy phun Tạp chí dược học, số 11, 2000 [5] Tơn Nữ Minh Nguyệt, Đào Văn Hiệp Nghiên cứu ứng dụng kĩ thuật sấy phun sản xuất bột chanh dây Tạp chí phát triển khoa học công nghệ, tập 9, số 4, 2006 [6] Nguyễn Đức Quang Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố đến chế độ làm việc hiệu thiết bị sấy phun Luận văn thạc sĩ công nghệ nhiệt lạnh, ĐHBKHN, 2007 [7] Nguyễn Tiến Quang Nghiên cứu lí thuyết thực nghiệm q trình truyền nhiệt – truyền chất thiết bị sấy phun Luận văn thạc sĩ công nghệ nhiệt lạnh, ĐHBKHN, 2008 [8] Tạ Văn Đĩnh Phương pháp tính Nhà xuất giáo dục, 2008 [9] Athanasia M Goula, Konstantinos G Adamopoulos Spray drying of tomato pulp: Efect of feed concentration Drying technology, vol 22, No.10, pp 2309 – 2330, 2004 [10] Bhandari, B R., Datta, N., and Howes, T Problems associated with spray drying of sugar – rich foods Drying technology 1997, 15, 2509 – 2525 [11] Philipp Seydel, Jan Blomer, and Jurgen Bertling Modeling Particle Formation at Spray Drying Using Population Balances Drying Technology, 24: 137-146, 2006 [12] F Banat, R Jumad, S Al – Asheh, S Hammad Effect of operating parameters on the spray drying of tomato paste Engineering life science (2002) [13] Ireneusz Zbicinski and Xuanyou Li Conditions for a CFD modeling of spray drying process Drying technology, 24: 1109 – 1114, 2006 [14] J A Grabowski, V D Truong, C R Daubert Spray drying of amylase hydrolyzed sweetpotato puree and physicochemical properties of powder Journal of food science, vol 7.1, Nr.5, 2006 [15] K Masters Spray drying Leonard hill books London an intertext publisher, 1972 [16] Lixin Huang, Kurichi Kumar and A S Mujumdar Use of computational Fluid Dynamics to Evanluate Alternative Spray Dryer Chamber Configurations Drying technology, Vol 21, No 3, pp 385 – 412, 2003 [17] M Parti and B Palanz Mathematical model for spary drying Chemical Engineering science 1974, Vol 29, pp.355 – 1665 [18] I Zbicinski Development and experimental verification of momentum, heat and mass transfer model spray drying The chemical engineering journal 58 (1995) 123 – 133 [19] V S Bichal and M L Passos Modelling and simulation of milk emulsion drying in spray dryers Brazilian Journal of chemical engineering, Vol 22, No 02, pp 293 – 302 [20] Baldyga, J.; Orciuch, W Closure problem for precipitation Trans IChemE 1997, 75 (Part A), 160-170 [21] Crowe, C T Modelling spray – air contact in spray drying systems In Advances in Drying, A S Mujumdar, Ed., Hemisphere publishing corporation, 1980, pp 63 – 99 [22] Clement, K H., Hallstrom, A., Dich, H C., Lee, C.M., Mortensen and Thomsen, H A On the dynamic behavior of spray dryiers Trans Inst Chem Eng 1991, 69, 245 – 252 [23] Oaklay, D E and Bahu, R E Computational modelling of spray dryers Comput Chem Eng 1993, 17, S493 – S498 [24] Langrish, T A G and Zbicinski, I The effects of air inlet geometry and spray come angle on the wall deposition rate in spray dryers Trans IchemE 1994, 72, 420 – 430 [25] Dickinson, D R M and Marshall, W R J The rates of evaporation of sprays AIChE Journal 1968, 14, 541 – 552 [26] Negiz., Lagergren, E S and Cinar, A Mathematical models of cocurrent spray drying Ind Eng Chem Res 1995, 34, 3289 – 3302 [27] Fyhr, C K and Kemp, I C Evaluation of the thin – layer method used for measuring single particle drying kinetics Trans IchemE 1998, 76, 815 – 822 [28] F Vaillant, P Millan, O’Brien, M Dornier, M Decloux Crossflow microfiltration of passion fruit juice after partial enzymaticliquefaction Journal of food engineering 42 (1999), 215 – 224 [29] Vinh Truong Modelling of the glass transition temperature of sugar – rich foods and its relation to spray drying of such products Luận án tiến sĩ khoa học kĩ thuật, Australia 2003 PHỤ LỤC CODE CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TỐN Function g1(x, f1, f2, f3, f4, f5) Dim v_k As Double v_k = 0.866 g1 = 9.81 * (roh_p(f2) - roh_k(f3, f5)) / roh_p(f2) / f1 - 1.5 * roh_k(f3, f5) * CD(f1, f2, f3, f5) * (v_k - f1) ^ / roh_p(f2) / d_p(f2) / f1 End Function Function g2(x, f1, f2, f3, f4, f5) g2 = -6 * si(f1, f2, f3, f5) * Km(f1, f2, f3, f4, f5) * (d_bh(f4) - f3) * (1 + f2) / d_p(f2) / roh_p(f2) / f1 End Function Function g3(x, f1, f2, f3, f4, f5) Dim n, Gk As Double n = 8.49 * 10 ^ Gk = 0.0081 Pi = 3.1416 g3 = -n * Pi / * d_p(f2) ^ * roh_p(f3) / Gk / (1 + f2) * g2(x, f1, f2, f3, f4, f5) End Function Function g4(x, f1, f2, f3, f4, f5) g4 = * (anfa(f1, f2, f3, f5) * (f5 - f4) - Km(f1, f2, f3, f4, f5) * (d_bh(f4) - f3) * (2500000 + 1842 * f5)) / c_p(f2) / roh_p(f2) / d_p(f2) / f1 - f4 / (1 + f2) * g2(x, f1, f2, f3, f4, f5) * (1 + (1 + f2) * 4186 / c_p(f2)) End Function Function g5(x, f1, f2, f3, f4, f5) Dim n, Gk As Double n = 8.49 * 10 ^ Gk = 0.0081 Pi = 3.1416 g5 = n * Pi * d_p(f2) ^ / f1 / Gk / 1004 * (Km(f1, f2, f3, f4, f5) * (d_bh(f4) - f3) * (2500000 + 1842 * f5) - anfa(f1, f2, f3, f5) * (f5 - f4)) - (2500000 + 1842 * f5) / 1004 * g3(x, f1, f2, f3, f4, f5) End Function Function kxyz1(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) kxyz1 = h * g1(x, f1, f2, f3, f4, f5) End Function Function lxyz1(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) lxyz1 = h * g2(x, f1, f2, f3, f4, f5) End Function Function mxyz1(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) mxyz1 = h * g3(x, f1, f2, f3, f4, f5) End Function Function nxyz1(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) nxyz1 = h * g4(x, f1, f2, f3, f4, f5) End Function Function qxyz1(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) qxyz1 = h * g5(x, f1, f2, f3, f4, f5) End Function Function kxyz2(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) kxyz2 = h * g1(x + h / 2, f1 + kxyz1(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2, f2 + lxyz1(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2, f3 + mxyz1(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2, f4 + nxyz1(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2, f5 + qxyz1(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2) End Function Function lxyz2(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) lxyz2 = h * g2(x + h / 2, f1 + kxyz1(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2, f2 + lxyz1(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2, f3 + mxyz1(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2, f4 + nxyz1(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2, f5 + qxyz1(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2) End Function Function mxyz2(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) mxyz2 = h * g3(x + h / 2, f1 + kxyz1(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2, f2 + lxyz1(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2, f3 + mxyz1(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2, f4 + nxyz1(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2, f5 + qxyz1(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2) End Function Function nxyz2(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) nxyz2 = h * g4(x + h / 2, f1 + kxyz1(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2, f2 + lxyz1(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2, f3 + mxyz1(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2, f4 + nxyz1(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2, f5 + qxyz1(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2) End Function Function qxyz2(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) qxyz2 = h * g5(x + h / 2, f1 + kxyz1(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2, f2 + lxyz1(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2, f3 + mxyz1(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2, f4 + nxyz1(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2, f5 + qxyz1(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2) End Function Function kxyz3(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) kxyz3 = h * g1(x + h / 2, f1 + kxyz2(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2, f2 + lxyz2(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2, f3 + mxyz2(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2, f4 + nxyz2(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2, f5 + qxyz2(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2) End Function Function lxyz3(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) lxyz3 = h * g2(x + h / 2, f1 + kxyz2(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2, f2 + lxyz2(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2, f3 + mxyz2(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2, f4 + nxyz2(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2, f5 + qxyz2(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2) End Function Function mxyz3(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) mxyz3 = h * g3(x + h / 2, f1 + kxyz2(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2, f2 + lxyz2(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2, f3 + mxyz2(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2, f4 + nxyz2(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2, f5 + qxyz2(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2) End Function Function nxyz3(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) nxyz3 = h * g4(x + h / 2, f1 + kxyz2(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2, f2 + lxyz2(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2, f3 + mxyz2(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2, f4 + nxyz2(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2, f5 + qxyz2(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2) End Function Function qxyz3(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) qxyz3 = h * g5(x + h / 2, f1 + kxyz2(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2, f2 + lxyz2(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2, f3 + mxyz2(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2, f4 + nxyz2(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2, f5 + qxyz2(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) / 2) End Function Function kxyz4(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) kxyz4 = h * g1(x + h, f1 + kxyz3(x, f1, f2, f3, f4, f5, h), f2 + lxyz3(x, f1, f2, f3, f4, f5, h), f3 + mxyz3(x, f1, f2, f3, f4, f5, h), f4 + nxyz3(x, f1, f2, f3, f4, f5, h), f5 + qxyz3(x, f1, f2, f3, f4, f5, h)) End Function Function lxyz4(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) lxyz4 = h * g2(x + h, f1 + kxyz3(x, f1, f2, f3, f4, f5, h), f2 + lxyz3(x, f1, f2, f3, f4, f5, h), f3 + mxyz3(x, f1, f2, f3, f4, f5, h), f4 + nxyz3(x, f1, f2, f3, f4, f5, h), f5 + qxyz3(x, f1, f2, f3, f4, f5, h)) End Function Function mxyz4(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) mxyz4 = h * g3(x + h, f1 + kxyz3(x, f1, f2, f3, f4, f5, h), f2 + lxyz3(x, f1, f2, f3, f4, f5, h), f3 + mxyz3(x, f1, f2, f3, f4, f5, h), f4 + nxyz3(x, f1, f2, f3, f4, f5, h), f5 + qxyz3(x, f1, f2, f3, f4, f5, h)) End Function Function nxyz4(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) nxyz4 = h * g4(x + h, f1 + kxyz3(x, f1, f2, f3, f4, f5, h), f2 + lxyz3(x, f1, f2, f3, f4, f5, h), f3 + mxyz3(x, f1, f2, f3, f4, f5, h), f4 + nxyz3(x, f1, f2, f3, f4, f5, h), f5 + qxyz3(x, f1, f2, f3, f4, f5, h)) End Function Function qxyz4(x, f1, f2, f3, f4, f5, h) qxyz4 = h * g5(x + h, f1 + kxyz3(x, f1, f2, f3, f4, f5, h), f2 + lxyz3(x, f1, f2, f3, f4, f5, h), f3 + mxyz3(x, f1, f2, f3, f4, f5, h), f4 + nxyz3(x, f1, f2, f3, f4, f5, h), f5 + qxyz3(x, f1, f2, f3, f4, f5, h)) End Function Function roh_p(f2) roh_p = 1470 * (1 + f2) / (1 + 1470 / 1000 * f2) End Function Function roh_k(f3, f5) roh_k = 353 * (1 + f3) / (f5 + 273) / (1 + 1.068 * f3) End Function Function nguy_k(f5) nguy_k = (0.0411 * (f5 + 273) + 6.2563) * 10 ^ -6 End Function Function lamda_k(f5) lamda_k = 0.0060065 + 0.0000656 * (f5 + 273) End Function Function d_bh(f4) d_bh = 0.622 * Exp(12 - 4026 / (235 + f4)) / (1 - Exp(12 - 4026 / (235 + f4))) End Function Function d_p(f2) Dim d_p0 As Double d_p0 = 25 d_p = d_p0 * 10 ^ -6 * (53 / (1470 * (1 + f2) / (1 + 1.47 * f2) - 1000) ^ (1 / 3)) End Function Function c_p(f2) c_p = 4186 * (f2 / (1 + f2)) + 1450 * (1 / (1 + f2)) End Function Function c_ka(f3) c_ka = (1004 + 1842 * f3) / (1 + f3) End Function Function Dv(f4) Dv = 0.012468 * 10 ^ -7 * (f4 + 273) ^ 1.75 End Function Function Sc(f3, f4, f5) Sc = nguy_k(f5) / roh_k(f3, f5) / Dv(f4) End Function Function Re(f1, f2, f3, f5) Re = roh_k(f3, f5) * f1 * d_p(f2) / nguy_k(f5) End Function Function Sh(f1, f2, f3, f4, f5) Sh = + 0.6 * Re(f1, f2, f3, f5) ^ 0.5 * Sc(f3, f4, f5) ^ (1 / 3) End Function Function Pr(f3, f5) Pr = c_ka(f3) * nguy_k(f5) / lamda_k(f5) End Function Function Nu(f1, f2, f3, f5) Nu = + 0.6 * Re(f11, f2, f3, f5) ^ 0.5 * Pr(f3, f5) ^ (1 / 3) End Function Function Km(f1, f2, f3, f4, f5) Km = roh_k(f3, f5) * Dv(f4) * Sh(f1, f2, f3, f4, f5) / d_p(f2) End Function Function anfa(f1, f2, f3, f5) anfa = lamda_k(f5) * Nu(f1, f2, f3, f5) / d_p(f2) End Function Function CD(f1, f2, f3, f5) Dim tg, tg1 As Double tg1 = Re(f1, f2, f3, f5) If (tg1 < 0.2) Then tg = tg1 / 24 End If If (tg1 > 0.2) And (tg1 < 500) Then tg = 24 / tg1 + / ((tg1) ^ (1 / 3)) End If If (tg1 > 500) Then tg = 0.44 End If CD = tg End Function Function si(f1, f2, f3, f5) Dim tg, tg1 As Double tg1 = f2 If (tg1 > 3.5) Then tg = End If If (tg1 < 3.5) And (tg1 > 2.04) Then tg = - (-0.00165 * f5 + 0.39723) * (3.5 - f2) End If If (tg1 < 2.04) Then tg = 0.308390023 * (f2 - 0.15) End If si = tg End Function ... chất thiết bị sấy phun để nắm chất trình sấy nhằm xây dựng, thiết kế, chế tạo, vận hành thiết bị sấy có hiệu Mục đích luận án "Nghiên cứu lý thuyết trình truyền nhiệt – truyền chất thiết bị sấy. .. sấy cụ thể vài thông số riêng rẽ chế độ sấy mà chưa nghiên cứu cho chế độ sấy Quá trình truyền nhiệt – truyền chất định suất, chất lượng, hiệu trình sấy phun Nghiên cứu trình truyền nhiệt – truyền. .. tính tốn q trình truyền nhiệt truyền chất sấy phun Quá trình nghiên cứu tiến hành theo bước: Xây dựng hệ phương trình vi phân mơ tả q trình truyền nhiệt – truyền chất thiết bị sấy phun; xác định