Quy luật truyền nhiệt truyền dẫn và chế độ sấy tầng sôi một số vật liệu dạng cầu

HỒNG ANH TUẤN CƠNG NGHỆ NHIỆT LẠNH 2005 – 2007 Hà Nội 2007 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH : CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH QUY LUẬT TRUYỀN NHIỆT TRUYỀN CHẤT VÀ CHẾ ĐỘ SẤY TẦNG SƠI MỘT SỐ VẬT LIỆU DẠNG CẦU HỒNG ANH TUN H NI - 2007 Bộ giáo dục đào tạo Trường đại học bách khoa hà nội - Luận văn thạc sĩ khoa học Quy luật truyền nhiệt truyền chất chế độ sấy tầng sôi số vật liệu dạng cầu Ngành: công nghệ nhiệt lạnh Hoàng anh tuấn Ngi hng dn khoa hc: GS.TSKH trần văn phú Hà nội 2007 Lun thc s khoa hc Lời cảm ơn Bản luận văn thực Viện Khoa học Công nghệ Nhiệt- lạnh - Trường đại học Bách khoa Hà nội Tôi xin chân thành cảm ơn GS.TSKH Trần Văn Phú đà hướng dẫn, động viên bảo tận tình suốt trình thực luận văn Tôi xin cảm ơn tập thể cán giảng viên Viện Khoa học Công nghệ Nhiệt-Lạnh đà quan tâm tạo điều kiện thời gian, phòng thí nghiệm để thực luận văn Cuối xin cảm ơn gia đình, người thân đà quan tâm, giúp đỡ, ủng hộ tinh thÇn lÉn vËt chÊt Hồng Anh Tuấn Cơng nghệ Nhiệt- Lạnh Luận văn thạc sỹ khoa học Lêi cam đoan Bản luận văn nghiên cứu thực hướng dẫn GS.TSKH Trần Văn Phú Để hoàn thành luận văn này, đà sử dụng tài liệu ghi mục tài liệu tham khảo không sử dụng tài liệu tham khảo khác mà không ghi Tôi xin cam đoan không chép công trình người khác Nếu sai xin chịu hình thức kỷ luật theo quy định Hà Nội, ngày 25 tháng năm 2007 Hoàng Anh Tuấn Hong Anh Tuấn Công nghệ Nhiệt- Lạnh Luận văn thạc sỹ khoa hc Các chữ viết tắt ký hiệu Các chữ viết tắt TNS: tác nhân sấy VLS: vật liệu sấy NSTP: nông sản thực phẩm HTS: hệ thống sÊy TNTC: truyền nhiệt truyền chất QHTG: quy hoạch trực giao BVK: bước vượt khe C¸c ký hiƯu M: §é chøa Èm cđa vËt liƯu sÊy a 1ct vµ at 1ct hệ số chảy tràn ẳng nhiệt không đẳng nhiệt ẩm a 2k : hệ số khuếch tán ẩm lỏng gradient hàm lượng ẩm M a 1md at 1md : hệ số khuếch tán hệ số khuếch tán nhiệt ẩm mao dÉn a mmd , at mmd : hÖ sè khuÕch tán ẩmvà hệ số khuếch tán nhiệt ẩm mao dÉn a m , at m : hÖ sè khuÕch tán hệ số khuếch tán nhiệt ẩm j: mật dòng dịch chuyển ẩm j 2m : mật độ dòng dịch chuyển ẩm dạng màng j 2k : mật độ dòng dịch chuyển ẩm khuếch tán j : mật độ dòng dịch chuyển ẩm dạng j 1pt : mật độ dòng ẩm khuếch tán phân tử j 1dl : mật độ dòng ẩm khuếch tán đối lưu Hong Anh Tun Cụng ngh Nhit- Lạnh Luận văn thạc sỹ khoa học j 1ct : mật độ dòng ẩm chảy tràn k 2m kt 2m : hệ số chuyển động lớp màng lỏng đẳng nhiệt không đẳng nhiệt D: hệ số khuÕch t¸n Èm ∇ : gradient ψ: mao dẫn ρ o : mật độ cốt khô vật liệu P i : áp suất thấm mao dẫn K ii , k ij : hệ số ảnh hưởng chéo hàm ẩm nhiệt độ, áp suất M f : ẩm tự vật liệu sấy M cb : độ chứa ẩm cân τ: thời gian W: độ ẩm khơng khí D p2 : hệ số khuếch tán ẩm lỏng hiệu áp suất trương nở Hồng Anh Tuấn Cơng nghệ Nhiệt- Lạnh Luận văn thạc sỹ khoa học Môc lôc Trang Danh mục bng Danh mc cỏc hỡnh Lời mở đầu 10 Chương I: Tổng quan phương pháp sấy vật liệu dạng cầu phương pháp xác định thời gian sÊy 12 12 1.1 Kh¸i niƯm sÊy 1.2 C¸c dòng dịch chuyển ẩm dịch chuyển ẩm vật liệu 12 1.2.1 Các dòng dịch chuyển ẩm thÕ dÞch chun Èm vËt liƯu keo 13 1.2.2 Các dòng dịch chuyển ẩm dịch chuyển ẩm 14 1.2.3 Các dòng dịch chuyển ẩm vật keo xèp mao dÉn 15 vËt liÖu xèp mao dÉn 1.2.4 Dịch chuyển ẩm đối lưu vật liệu sấy 16 1.3 17 Trun nhiƯt, trun chÊt vËt liƯu sấy dạng cầu 1.3.1 Quy luật dịch chuyển nhiệt ẩm vật liệu sấy 1.3.2 Hệ phương trình dẫn nhiệt khuếch tán ẩm vật liệu sấy 1.3.3 Hệ phương trình dẫn nhiệt khuếch tán ẩm dạng véc tơ ma trận 1.3.4 Nghiệm toán dẫn nhiệt khuếch tán ẩm liên hợp 1.4 Lý thuyết sấy 1.4.1 Các giai đoạn trình sấy hạt nông sản Hong Anh Tun 17 19 24 25 28 28 Công nghệ Nhiệt- Lạnh Luận văn thạc s khoa hc 1.4.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ sấy 1.5 29 Kỹ thuật sấy tầng sôi 31 1.5.1 ưu nhược điểm kỹ thuật sấy tầng sôi 32 1.5.2 Cơ chế trình tạo tầng sôi 1.6 33 Các phương pháp xác định thời gian sấy có 1.6.1 Phương pháp giải tích 36 36 1.6.1.1 Xác định thời gian sấy 37 1.6.1.1 Xác định thời gian sấy 41 1.6.3 Phương pháp thực nghiệm 46 1.6.2 Phương pháp nửa lý thuyết, nưa thùc nghiƯm 45 KÕt ln ch­¬ng 47 2.1 Cơ sở lý luận 48 2.2 Sự tương tự nhiệt lượng vật nhận Q(0, ) 50 Chương II: Phương pháp xác định thời gian sấy lượng ẩm cần bay W (0, ) 48 52 2.3 Phương pháp xác định thời gian sấy Kết luận chương 53 3.1 Giới thiệu thiết bị sấy tầng sôi Uni-Glatt 55 Chương III: Mô hình thí nghiệm thiết bị sấy tầng sôi 3.1.1 Mô tả kết cấu máy sấy tầng sôi Model Uni-Glatt 3.1.2 Hoạt động m¸y sÊy Hồng Anh Tuấn 55 55 57 Cơng nghệ Nhiệt- Lạnh Luận văn thạc sỹ khoa học 3.2 Các bước tiến hành thí nghiệm 58 3.3 Phng phỏp xác định chế độ sấy tối ưu 59 3.3.1 Cơ sở tốn học 59 3.3.2 Mơ hình hóa 60 3.3.3 Các phương pháp quy hoạch toán học 60 3.3.4 Phân tích lựa chọn thơng số tối ưu 61 3.3.5.Xây dựng mơ hình giải tích cho đối tượng nghiên cứu 62 3.3.6 Lựa chọn phương pháp thích hợp 69 Kết luận chương 71 4.1 TiÕn hµnh thÝ nghiƯm sÊy ngô hạt 72 Chương IV: Xử lý số liệu so sánh kết 72 4.2.Tính toán lý thuyết PP xác định thời gian sấy ngô hạt 74 4.3 So sánh kết thực nghiệm tính toán lý thuyÕt 77 77 KÕt luËn ch­¬ng Ch­¬ng V: tãm tắt, Kết luận kiến nghị 78 TI LIU THAM KHẢO 80 Hồng Anh Tuấn Cơng nghệ Nhiệt- Lạnh Luận văn thạc sỹ khoa học DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 4.1 Bảng số liệu thí nghiệm sấy ngơ máy sấy Uni-Glatt Bảng 4.2 Bảng số liệu tính tốn xác định mối quan hệ Hoàng Anh Tuấn Q(0,τ ) = F ( Bi2 , F0 ) Q(0, ∞) Công nghệ Nhiệt- Lạnh Luận văn thạc sỹ khoa học  b0    b  B =  ; :   b   k 1x11 x12 x1k    1x 21 x 22 x k  X=  ; ::::::::::::::::::::::::   1x x x   N N Nk   y1    y  Y=  1 :   y   k Tính B theo (3.22) thay vào (3.21) ta được: ŷ = b0 + b1x1 +b2x2 + + bkxk (3.23) (3.23) phương trình hồi quy thực nghiệm X dược gọi ma trận tính tốn Quy hoạch trực giao quy hoạch bố trí thí nghiệm cho ma trận X có tính chất sau: ∑x N i =1 im xij = (3.24) Trong đó: - i: số thí nghiệm - m, j: số biến thiên m, j = 0, 1, 2, , k Khi m = xio = ∀i nên từ (3.24) suy ra: ∑x N i =1 ij = 0, ∀j ≠ (3.25) Như vây ma trận X lúc có tính chất sau: - Tích vơ hướng hai véc tơ cột 0; - Tổng phần tử cột (trừ cột 0) Như phương pháp quy hoạch trực giao có ưu điểm là: - Số thí nghiệm (số điểm thí nghiệm QHTG cấp 2k, cấp 2k +2k +1, với k biến); - Tính tốn gọn; Hồng Anh Tuấn 68 Cơng nghệ Nhiệt- Lạnh Luận văn thạc sỹ khoa học - Bảo đảm mức độ xác Nhận xét: Khi xây dựng phương trình hồi quy thực nghiệm ta cần tiến hành thí nghiệm thực tế Đối với đối tượng nghiên cứu trình sấy NSTP nghiên cứu điều kiện thực tế mẻ sấy nhiều thời gian, đồng thời lượng VLS tiêu tốn lớn việc giảm thí nghiệm có ý nghĩa to lớn lựa chọn phương pháp QHTG để tiến hành nghiên cứu xây dựng phương trình hồi quy thực nghiệm (3.13) hồn tồn phù hợp 3.3.6 Lựa chọn phương pháp thích hợp • Phương pháp tối ưu hóa khơng sử dụng đạo hàm - Phương pháp tụt theo rục tọa độ: Phương pháp xây dựng sở xác định bước theo quy tắc điều chỉnh bước đơn giản tụt theo trục tọa độ hay bước triệt để hướng vecter đơn vị Phương pháp đơn giản kết thu tin cậy, phương pháp tốc độ hội tụ chậm, nhiều toán phức tạp khơng hội tụ - Phương pháp tìm kiếm theo đa diện: Phương pháp áp dụng hiệu với hàm trơn, lồi áp dụng với hàm ẩn, khe Tuy nhiên phức tạp nhiều trường hợp không hội tụ - Phương pháp tiềm kiếm trực tiếp: Mỗi bước biến đỏi biến đổi biến bước khác giữ nguyên đạt tối thiểu Phương pháp gồm giai đoạn tìm kiếm có nghiên cứu tìm kiếm mẫu - Phương pháp tìm kiếm ngẫu nhiên: Hồng Anh Tuấn 69 Cơng nghệ Nhiệt- Lạnh Luận văn thạc sỹ khoa học Xây dựng theo quy tắc điều chỉnh bước xấp xỉ ngẫu nhiên, hướng tìm kiếm ngẫu nhiên Phương pháp thường ứng dụng để tối ưu hóa lặp hàm khơng trơn, hàm ngẫu nhiên lồi khơng lồi Tuy nhiên có tốc độ hội tụ chậm nên hiệu ứng dụng • Các phương pháp sử dụng đạo hàm: - Phương pháp hạ nhanh (phương pháp Gradien) Nó sử dụng hàm cấp hàm mục tiêu Phương pháp nàu đơn giản không đảm bảo độ hội tụ ổn định có trường hợp nhanh, trường hợp chậm khơng hội tụ - Phương pháp Newton: Dựa sở tối ưu hóa hàm tồn phương Phương pháp hội tụ nhanh đặc biệt hàm lồi hàm tồn phương khơng hội tụ hội tụ chậm điểm xa tối ưu với hàm khơng trơn, khơng lồi có khe cong - Phương pháp hướng liên hợp: Bản chất phương pháp là tìm tối ưu hàm bậc sau số hữu hạn bước Phương pháp có tốc độ hội tụ nhanh thuật toán mạnh để để giải hàm trơn hiệu với hàm khe hàm không trơn - Tối ưu theo nguyên lý vượt khe: Phương pháp vượt khe khác so với phương pháp khác quy tắc điều chỉnh bước Độ dài bước điểm tìm kiếm bước lặp khơng nhỏ độ dài bước nhỏ mà hàm mục tiêu đạt giá trị cực tiểu (địa phương) theo hướng chuyển động bước lặp Thuật tốn xây dựng Hồng Anh Tuấn 70 Cơng nghệ Nhiệt- Lạnh Luận văn thạc sỹ khoa học quy tắc điều chỉnh bước vượt khe theo phương pháp hướng phân giác, hướng vng góc hướng chiếu Affine Nhận xét: Trong phương pháp tối ưu hóa phương pháp vượt khe phương pháp tốt ta lựa chọn phương pháp vượt khe để tiến hành tối ưu hóa phương trình hồi quy thực nghiệm (3.9) với hàm mục tiêu tìm cực đại khối lượng ẩm tách đơn vị thời gian Kết luận chương - Ở chương giới thiệu nguyên lý cấu tạo hoạt động thiết bị thí nghiệm sấy tầng số Uni-Glatt - Chỉ bước thao tác tiến hành thí nghiệm từ việc xác định độ ẩm ban đầu VLS độ ẩm sau vật liệu sấy - Nêu lên phương pháp xác định chế độ sấy tối ưu lựa chọn chế độ sấy thích hợp Hồng Anh Tuấn 71 Cơng nghệ Nhiệt- Lạnh Luận văn thạc sỹ khoa học Chương XỬ LÝ SỐ LIỆU VÀ SO SÁNH KẾT QUẢ 4.1 Tiến hành thí nghiệm sấy ngơ hạt Ta tiến hành thí nghiệm sấy ngơ hạt có bán kính hạt 4mm máy sấy Uni-Glatt Vật liệu đưa vào sấy xác định độ ẩm ban đầu cách sử dụng máy sấy ULTRAX cân 35,2g ngơ hạt (H×nh 4.1) sau sấy kiệt (H×nh 4.2) mang cân lại cịn 17,6g từ xác định độ ẩm ban đầu ngô ω1 = 35,2 − 17,6 17,6 = = 50 0 35,2 35,2 - Đưa 79g ngơ hạt có độ ẩm 50% sấy thời gian 60 phút với nhiệt độ khí vào buồng sấy 600c nhiệt độ khí 540c sau đem cân ngơ vừa sấy thấy cịn 54g mang sấy kiệt cịn 45.9g từ xác định độ ẩm sau sấy ngô ω = 54 − 45,9 = 15% 54 Sấy nhiều lần với ngơ có độ ẩm ban đầu nhau, thời gian sấy giữ không đổi 52 phút, nhiệt độ TNS vào không đổi, khối lượng lần sấy đưa vào , ta thu khối lượng ngô sau sấy độ ẩm sau sấy bảng đây: Bảng 4.1: Bảng số liệu thí nghiệm sấy ngơ máy sấy Uni-Glatt tTNSvào (0C) tTNSra (0C) GVLSvào (g) ωVLSvào(%) GVLSra (g) ωVLSra (%) 60 54 79 50 54 15 60 54 79 50 52 14.7 60 54 79 50 56 15.3 Hồng Anh Tuấn 72 Cơng nghệ Nhiệt- Lạnh Luận văn thạc sỹ khoa học 60 54 79 50 53 14.8 60 54 79 50 55 15.1 60 54 79 50 51 14.6 60 54 79 50 52 14.7 60 54 79 50 50 14.5 160 54 79 50 57 15.8 60 54 79 50 53 14.8 H×nh 4.1 H×nh 4.2 Sấy kiÖt để xác định độ ẩm ban đầu Cân ngô hạt trước đưa vào sấy Độ ẩm trung bình vật liệu sau 10 lần sấy tính bằng: 14.9% Hồng Anh Tuấn 73 Cơng nghệ Nhiệt- Lạnh Luận văn thạc sỹ khoa học 4.2 Tính tốn lý thuyết phương pháp xác định thời gian sấy ngơ hạt a) Giả thiết: Cho ngơ hạt hình cầu với bán kính R = mm Biết độ ẩm tuyệt đối trước sau sấy bằng: ω1 = 50% ω2 = 14.9%, Chế độ sấy đối lưu cưỡng với nhiệt độ trung bình TNS tf = 60 0C, hệ số khuÕch t¸n am = 1,278.10-9 [m2/s], hệ cố trao đổi chất βm = 50.106 [m/s] b) Kết luận Xác định thời gian sấy ngô hạt c) Bài Giải: Độ ẩm cân ngô xác định theo công thức: ω cb = k1 + 0,435k ln 100 100 − ϕ với ngô (hạt nông sản) ϕ = 75% , k1 = 2,7; k2 =19,5 Thay vào ω cb = 2,7 + 0,435.19,5 100 = 8,6% 100 − 75 0,5 − 0,149 Q M (0,τ ) ω1 − ω = 0,85 = = = Qn M (0, ∞) ω1 − ω cb 0,5 − 0,086 Bi2 = Với giá trị βmR 50.10 −6 0,004 = 156 1,278.10 −9 Q = 0,8 Bi2 = 156 Qn đồ thị phụ thuộc Hoàng Anh Tuấn am = từ biểu đồ Q(0, τ) = F(Bi1 , Fo) ta vẽ Q(0, ∞) Q(0,τ ) , Bi để xác định F0 chương trình Excel Q(0, ∞) 74 Cơng nghệ Nhiệt- Lạnh Luận văn thạc sỹ khoa học Ta biết Quá trình đốt nóng, làm nguội vật thể hình cầu khảo sát phương pháp theo trình tự giống phẳng thu biểu thức tính phân bố nhiệt độ nhiệt độ trung bình vật thời điểm τ sin µ n − µ n cos µ n θ * = ∑2 µ n − sin µ n cos µ n n =1 ∞ sin( µ n r ) R exp − µ aτ  n r R2   µn R exp(− µ n2 F0 ) θ = 6B ∑ 2 n =1 µ n µ n + Bi ( Bi − 1) * i ∞ [ (1.55) ] (1.56) Với µcotgµ = 1-Bi Từ xác định * Q = 1−θ Qn Để vẽ đồ thị ta cho giá trị Bi = 10-2; 10-1; 100; 101; 102 Với giá trị Bi ta có 1-Bi = µcotgµ tương ứng có nhiều giá trị µ Bằng phương pháp dò ta lấy hai giá trị µ µ Thay vào (1.55); (1.56) ta xác định θ − θ Chọn giá trị đường F0 = 1; 0,5; 0,25; 0,1; 0,05 ta có bảng số liệu tính tốn đây: Q(0, τ) = F(Bi1 , Fo) Q(0, ∞) Bảng 4.2: Bảng số liệu tính tốn xác định mối quan hệ µ1 0.179 0.179 0.179 0.179 0.179 0.54 0.54 0.54 0.54 0.54 µ2 4.495 4.495 4.495 4.495 4.495 µ1*cotgµ1 0.98929678 0.98929678 0.98929678 0.98929678 0.98929678 µ2*cotgµ2 0.992853037 0.992853037 0.992853037 0.992853037 0.992853037 1-Bi 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 Bi 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 4.5155 4.5155 4.5155 4.5155 4.5155 0.90085638 0.90085638 0.90085638 0.90085638 0.90085638 0.900721283 0.900721283 0.900721283 0.900721283 0.900721283 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 Hoàng Anh Tuấn 75 0.5 0.25 0.1 0.05 θ 0.8190921 0.8323200 0.8390139 0.8430562 0.8444083 1−θ 0.1809079 0.1676800 0.1609861 0.1569438 0.1555917 0.5 0.25 0.1 0.05 0.7624879 0.8821716 0.9488849 0.9913282 1.0059208 0.2375121 0.1178284 0.0511151 0.0086718 - Fo Công nghệ Nhiệt- Lạnh Luận văn thạc sỹ khoa học 0.0059208 1.571 1.571 1.571 1.571 1.571 4.712 4.712 4.712 4.712 4.712 -0.00032 -0.00032 -0.00032 -0.00032 -0.00032 0.001832876 0.001832876 0.001832876 0.001832876 0.001832876 0 0 1 1 1 0.5 0.25 0.1 0.05 0.0834814 0.2867599 0.5315217 0.7709140 0.8746807 0.9165186 0.7132401 0.4684783 0.2290860 0.1253193 2.8365 2.8365 2.8365 2.8365 2.8365 5.7173 5.7173 5.7173 5.7173 5.7173 -9.0069045 -9.0069045 -9.0069045 -9.0069045 -9.0069045 -9.001090213 -9.001090213 -9.001090213 -9.001090213 -9.001090213 -9 -9 -9 -9 -9 10 10 10 10 10 0.5 0.25 0.1 0.05 0.0002437 0.0136160 0.1018083 0.3458941 0.5378673 0.9997563 0.9863840 0.8981917 0.6541059 0.4621327 3.1102 3.1102 3.1102 3.1102 3.1102 6.2204 6.2204 6.2204 6.2204 6.2204 -99.041587 -99.041587 -99.041587 -99.041587 -99.041587 -98.94391754 -98.94391754 -98.94391754 -98.94391754 -98.94391754 -99 -99 -99 -99 -99 100 100 100 100 100 0.5 0.25 0.1 0.05 0.0000394 0.0049656 0.0557599 0.2411636 0.4084288 0.9999606 0.9950344 0.9442401 0.7588364 0.5915712 Fo =1 0.1809079 0.2375121 0.9165186 0.9997563 0.9999606 Fo =0.5 0.1676800 0.1178284 0.7132401 0.9863840 0.9950344 Q/Qn Fo =0.25 0.1609861 0.0511151 0.4684783 0.8981917 0.9442401 Bi Fo =0.1 0.1569438 0.0086718 0.2290860 0.6541059 0.7588364 Fo =0.05 0.1555917 -0.0059208 0.1253193 0.4621327 0.5915712 0.01 0.1 10 100 1.2000000 Q/Qn 1.0000000 0.8000000 Fo =1 0.6000000 Fo =0.5 Fo =0.25 0.4000000 Fo =0.1 0.2000000 Fo =0.05 0.0000000 -2 -0.2000000 10 10-1 100 10 101 15 102 20 Bi Hình 4.3 Đồ thị biểu thị mối quan hệ Q/Qn Bi Từ đồ thị ta thấy với Q/Qn= 0.85 ; Bi =156 tra F0 = 0.25 Hồng Anh Tuấn 76 Cơng nghệ Nhiệt- Lạnh Luận văn thạc sỹ khoa học Thời gian sấy tính là: τ= Fo2 R 0,25.0.004.0.004 = 3108 (Giây) = 52 (phút) = am 1,287.10 −9 Ta thấy chu kỳ sấy liên tiếp có GVLSvào, WVLSvào khối lượng GVLSra không chênh gam 4.3 So sánh kết thực nghiệm tính tốn lý thuyết Thời gian sấy thực nghiệm 60 phút Thời gian sấy theo tính tốn lý thuyết 52 phút Sai số thời gian sấy thực nghiệm tính toán lý thuyết là: 60 − 58 x100% = 13% 60 Sai số chấp nhận nhỏ nhiều so với sai số tính tốn thực nghiệm phương pháp xác định thời gian sấy khác Kết luận chương Trong chương tiến thí nghiệm thực tế sấy thiết bị tầng sơi với vật liệu sấy ngơ hạt có đường kính trung bình 8mm độ ẩm ban đầu 50% sấy thời gian 60 phút Với điều kiện tương tự ta tính tốn thời gian sấy phương pháp để đưa sai số tính tốn lý thuyết thí nghiệm Kết sai số tính tốn thời gian sấy phương pháp nhỏ hơm nhiều so với phương pháp xác định thời gian sấy có Hồng Anh Tuấn 77 Cơng nghệ Nhiệt- Lạnh Luận văn thạc sỹ khoa học Chương TĨM TẮT, KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Tóm tắt , kết luận Q trình xác định xác thời gian sấy chế độ sấy thích hợp nhiều nhà khoa học nghiên cứu đưa công thức khác nhau, phương pháp lại có nhược điểm khác nhau, ví dụ phương pháp lý thuyết Luikov có số nhược điểm sau: thứ bỏ qua giai đoạn đốt nóng, nhược điểm thứ hai khó xác định xác điểm ranh giới giai đoạn tốc độ sấy không đổi giai đoạn tốc độ sấy giảm dần nhược điểm cuối vào nghiệm phương trình khuếch tán ẩm với Fourier đủ lớn mà chưa tính đến ảnh hưởng hiển nhiên trình dẫn nhiệt Dođó, ứng dụng phương pháp Luikov cho trường hợp sấy vật liệu cầu phạm phải sai số khoảng 36% so với thời gian sấy thực tế Còn phương pháp Phylonhenko ông coi tốc độ sấy q trình khơng Nhược điểm phương pháp Phylonhenko phải xác định đến tham số A, B m cho loại vật liệu sấy, để áp dụng công thức ông cho vật liệu khác phải tiến hành nhiều thí nghiệm cho loại vật liệu để xác định tham số A, B m Xuất phát từ vấn đề đặt luận văn đề cập nghiên cứu nội dung sau: • Chứng minh trình dẫn nhiệt khuếch tán ẩm riêng lẻ đồng thời vật liệu ẩm dạng cầu • Chứng minh tính đồng Q(0,τ ) W (0,τ ) = Q(0, ∞) W (0, ∞) • Đề xuất phương pháp tính tốn thời gian sấy sở đồng dạng hai trình dẫn nhiệt trình khuếch tán ẩm vật liệu sấy, Hồng Anh Tuấn 78 Cơng nghệ Nhiệt- Lạnh Luận văn thạc sỹ khoa học • Tiến hành thí nghiệm sấy vật liệu dạng cầu ( sấy ngô hạt ) để so sánh, đánh giá với tính tốn lý thuyết thời gian sấy đưa giá trị sai số thực nghiệm tính tốn lý thuyết 13% Sai số bé nhiều so với sai số tính tốn thời gian sấy phương pháp khác Như phương pháp tính tốn xác định thời gian sấy đạt độ xác cao so với phương pháp có Kiến nghị - Cần phải cải tạo lại thiết bị thí nghiệm sấy tầng sơi để sấy thuận tiện nhiều chế độ, thao tác vào vật liệu dễ dàng đồng thời tăng tốc độ tác nhân sấy vào để sấy khối lượng VLS lớn mà tạo lớp sơi - Cần có thiết bị thí nghiệm để xác định số am Bim hệ số khuếch tán dẫn ẩm am hệ số trao đổi chất βm hệ số nhiệt - chất vật lý khác xác định thực nghiệm βm phụ thuộc chủ yếu vào phương pháp sấy, hệ số đốn định Hồng Anh Tuấn 79 Cơng nghệ Nhiệt- Lạnh Luận văn thạc sỹ khoa học TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Văn Phú, Vũ Văn Hải, Hoàng Anh Tuấn, Nguyễn Thị Thu Hương Tuyển tập báo cáo khoa học Đà Nẵng năm 2007 Trần Văn Phú, vấn đề chọn lọc lý thuyết truyền nhiệt truyền chất (Giáo trình Cao học), ĐH Bách khoa HN 1997 Krechetov I.V.,Sấy gỗ, NXB “Công nghiệp rừng”,Moscow, 1980 (tiếng Nga) Li H., Morey R., Thin-layer Drying Rate of Yellow Dent Corn (as Affected by Drying Air Temperature, Air-Flow Rate, Initial Moisture Content and Relative Humidity).Transactions of The American Society of Agricultural Engineers, 27(2) 1984 Đặng Quốc Phú, Trần Thế Sơn, Trần Văn Phú, Truyền nhiệt, NXB “Giáo dục” HN 2001 Trần Văn Phú, Tính tốn thiết kế hệ thống sấy, NXB “Giáo dục” HN 2001 Tài liệu hướng dẫn sử dụng Máy sấy tầng sôi Model: Uni-Glatt AV Luikov, lý thuyết sấy , NXB lượng Moscow 1966 (tiếng Nga) A.V Luikov, Mikhailov U.A., Lý thuyết truyền nhiệt truyền chất, Energetica, M., 1963 (tiếng Nga) 10 Nguyễn Văn Dũng, Nghiên cứu q trình thiết bị tầng sơi ứng dụng cho sấy bảo quản ngô hạt (Luận án Tiến sỹ) 1999 Hồng Anh Tuấn 80 Cơng nghệ Nhiệt- Lạnh Luận văn thạc sỹ khoa học TĨM TẮT LUẬN VĂN Q trình xác định xác thời gian sấy chế độ sấy thích hợp nhiều nhà khoa học nghiên cứu đưa công thức khác nhau, phương pháp lại có nhược điểm khác nhau, ví dụ phương pháp lý thuyết Luikov có số nhược điểm sau: thứ bỏ qua giai đoạn đốt nóng, nhược điểm thứ hai khó xác định xác điểm ranh giới giai đoạn tốc độ sấy không đổi giai đoạn tốc độ sấy giảm dần nhược điểm cuối vào nghiệm phương trình khuếch tán ẩm với Fourier đủ lớn mà chưa tính đến ảnh hưởng hiển nhiên q trình dẫn nhiệt Dođó, ứng dụng phương pháp Luikov cho trường hợp sấy vật liệu cầu phạm phải sai số khoảng 36% so với thời gian sấy thực tế Cịn phương pháp Phylonhenko ơng coi tốc độ sấy q trình khơng Nhược điểm phương pháp Phylonhenko phải xác định đến tham số A, B m cho loại vật liệu sấy, để áp dụng cơng thức ơng cho vật liệu khác phải tiến hành nhiều thí nghiệm cho loại vật liệu để xác định tham số A, B m Xuất phát từ vấn đề đặt luận văn đề cập nghiên cứu nội dung sau: • Chứng minh q trình dẫn nhiệt khuếch tán ẩm riêng lẻ đồng thời vật liệu ẩm dạng cầu • Chứng minh tính đồng Q(0,τ ) W (0,τ ) = Q(0, ∞) W (0, ∞) • Đề xuất phương pháp tính tốn thời gian sấy sở đồng dạng hai trình dẫn nhiệt trình khuếch tán ẩm vật liệu sấy, • Tiến hành thí nghiệm sấy vật liệu dạng cầu ( sấy ngơ hạt ) để so sánh, đánh giá với tính tốn lý thuyết thời gian sấy đưa giá trị sai số • Kết luận đề xuất hướng nghiên cứu Hồng Anh Tuấn 81 Cơng nghệ Nhiệt- Lạnh Luận văn thạc sỹ khoa học Thesis summary Processing defined dry time exactly at suitable dry regime is reserched by scientists and given different methods but eache one has different weaknesses for example Luiko’s theory method which has following weaknesses: Firstly, ignore warming up period; Secondly, It is difficult to define exactly boundary point between invariable dry speed and speed period reduced slowly; Finally, basing oneself on root of moist diffuse equation with big enough Fourier but not caculate heat-conducting process Therefore, when applied method Luiko for dry sphere material perpetrated error about 36% compare with reality dry time And Phylonhenko method regarded dry speed in process is zero The weakeness of Phylonhenko is defined parameters A,B and m for each different dry material, so in order to meet the Phylonhenko’s method for different materials we have to carry out experiments for materials in order to define prameters A, B and m Start the above problems, the thesis defined and researched following contents: - Demonstrate heat-conducting process and diffuse wet individually or simutanious diffuse in sphere moist material - Demonstrate homogeneity between Q(0,τ ) W (0,τ ) = Q(0, ∞) W (0, ∞) - Propose new method for caculating dry time similar basic of heat- conducting processes and diffuse wet individually in dry materials - Carry out dry experiment lesson sphere materials (dry maize) in order to compare, evaluate the dry time and give error value - Conclude and propose the reaseach direction Hoàng Anh Tuấn 82 Công nghệ Nhiệt- Lạnh ... chất chế độ sấy tầng sôi để xác định chế độ sấy thích hợp cho số vật liệu Hồng Anh Tuấn 10 Công nghệ Nhiệt- Lạnh Luận văn thạc sỹ khoa học dạng cầu Trên thực tế chế độ sấy vật liệu dạng cầu chủ... Nếu tiếp tục sấy không khả thoát ẩm vật liệu có nghĩa vật liệu đạt độ ẩm cân nhiệt độ vật liệu nhiệt độ môi trường xung quanh ( nhiệt độ tác nhân sấy) vượt nhiệt độ cho phép vật liệu Thực ế giai... dựa vào kinh nghiệm luận văn nhằm kết hợp lý thuyết thực nghiệm để tìm chế độ tối ưu Do mục tiêu đề tài là: “ Nghiên cứu quy luật truyền nhiệt, truyền chất chế độ sấy tầng sôi số vật liệu dạng cầu? ??