Đang tải... (xem toàn văn)
Bài viết tiến hành xây dựng các lưu đồ thuật toán và thiết lập phần mềm tính toán nhiệt hệ thống sấy. Cho phép người sử dụng có nhiều lựa chọn trong quá trình tính toán với thời gian ngắn và chính xác nhất.
Nguyễn Lê Châu Thành, Nguyễn Cơng Vinh, Nguyễn Hồi 110 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG PHẦN MỀM TÍNH TỐN NHIỆT Q TRÌNH SẤY BẰNG KHƠNG KHÍ ẨM CĨ HỒI LƯU TÁC NHÂN SẤY THE STUDY OF BUILDING SOFTWARE TO CALCULATE THE HEAT OF DRYING PROCESS BY HUMID AIR WITH THE REFLUX DRYING AGENT Nguyễn Lê Châu Thành, Nguyễn Công Vinh, Nguyễn Hồi Trường Cao đẳng Cơng nghệ - Đại học Đà Nẵng; nguyenlechauthanh@gmail.com, vinh240480@gmail.com, hoainguyen.tme@gmail.com Tóm tắt - Nhằm tạo chế độ sấy dịu đồng thời giảm tổn thất nhiệt tác nhân sấy thải ngồi, sử dụng chế độ sấy hồi lưu phần trước sau Calorifer Kết cho thấy trình hồi lưu tác nhân sấy làm cho hiệu suất nhiệt chất lượng sản phẩm sấy tăng lên đáng kể so với không hồi lưu [1] Hơn nước ta công nghệ sấy ngày phát triển, ngành hải sản, rau quả, nông sản loại thực phẩm Do đó, việc nghiên cứu, xây dựng hồn thiện phần mềm tính tốn nhiệt q trình sấy có hồi lưu tác nhân sấy phù hợp với điều kiện tự nhiên, kỹ thuật nước ta thiết thực Đồng thời, giúp qúa trình tính tốn, thiết kế hệ thống sấy thực cách nhanh chóng, xác, tiết kiệm cơng sức tính tốn, lượng nâng cao chất lượng sản phẩm sấy Abstract - In order to generate soothing drying mode and reduce heat losses due to drying agent discharged, the partial reflux drying mode before or after Calorifer can be used The results show that the process of reflux drying agent increases thermal efficiency and product quality considerably than that without reflux In addition, in our country, drying technology increasingly develops, particularly in the industry of seafood, vegetables, agricultural products and foodstuffs Therefore, it is very essential to research, build and improve the software of heat calculation of drying process that has reflux drying agent in accordance with natural conditions and techniques in our country At the same time, it helps the procedure of computation, the design of drying system be done quickly and accurately, saving calculation time, energy as well as enhancing the quality of dried products Từ khóa - Hồi lưu; phần mềm; tác nhân sấy; tiết kiệm lượng; nhiệt độ Key words - reflux; software; drying agent; energy saving; temperature Đặt vấn đề Hiện kỹ thuật sấy có hồi lưu phần tác nhân sấy sử dụng rộng rãi hệ thống sấy Nét bật phương án thể hai mặt tiết kiệm lượng nâng cao chất lượng sản phẩm sấy [1] Cụ thể nhiệt độ tác nhân sấy vào nhau, phương án sấy có hồi lưu phần tác nhân sấy tiết kiệm nhiệt lượng không hồi lưu Mặt khác, sấy hồi lưu tạo chế độ sấy dịu dàng hơn, cường độ thoát ẩm chậm làm cho sản phẩm sau sấy bị cong vênh, gãy vỡ Tuy nhiên, q trình tính tốn nhiệt có hồi lưu tác nhân sấy (TNS) sử dụng nhiều thơng số, cơng thức phức tạp Do để thuận lợi cho việc này, tác giả xây dựng lưu đồ thuật tốn thiết lập phần mềm tính toán nhiệt hệ thống sấy Cho phép người sử dụng có nhiều lựa chọn q trình tính tốn với thời gian ngắn xác Nội dung nghiên cứu 2.1 Cơ sở lý thuyết Để đánh giá xác khả ứng dụng hiệu kinh tế q trình sấy có hồi lưu tác nhân sấy Trên sở phân tích tổng hợp sở lý thuyết tính tốn nhiệt hệ thống sấy [1] Tác giả tiến hành nghiên cứu, xây dựng lưu đồ thuật toán cho việc tính tốn nhiệt hệ thống sấy có hồi lưu tác nhân sấy ngơn ngữ lập trình Visual Basic 6.0 Các thông số ban đầu phục vụ cho trình lập trình chọn phạm vi rộng Điều giúp q trình tính tốn thuận lợi, nhanh chóng xác Hình Sơ đồ ngun lý q trình sấy có hồi lưu TNS Hình Đồ thị I - d q trình sấy có hồi lưu TNS (Ở chữ A; B; C; M ký hiệu cho điểm nút, số 0; 1; ký hiệu cho trạng thái tương ứng với điểm) 2.2 Xác định thông số 2.2.1 Thông số TNS ban đầu (điểm A) - Lượng chứa ẩm: ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 11(120).2017, QUYỂN d 0,621 0 pb ; kg ẩm/kg kk B 0pb (1) - Entanpi: I0 = 1,004.t0 + d0(2500 +1,842.t0); kJ/kg kk (2) Hệ số hồi lưu số kg khơng khí khơ tác nhân sấy quay trở lại để hịa trộn với kg khơng khí khơ khơng khí ẩm bên ngồi (tác nhân sấy từ môi truờng mới) đưa vào: n lh l0 (3) l ; kg kk/kg ẩm d2 dM - Nhiệt lượng tiêu hao để bốc kg ẩm: I I ; kJ/kg ẩm q M d2 dM 111 (12) (13) 2.3 Xây dựng phần mềm Từ công thức trên, tác giả tiến hành xây dựng lưu đồ thuật tốn q trình sấy thực có hồi lưu tác nhân sấy Hình 2.2.2 Thơng số TNS sau gia nhiệt calorifer (điểm B) - Entanpi: I1 = Cpk.t1 + dM.i1; kJ/kg kk (4) - Lượng chứa ẩm: d1 = dM; kg ẩm/kg kk 2.2.3 Thông số TNS sau sấy (điểm C) Trên thực tế, để xác định giá trị Δ thiết bị sấy thực, phải tính đến tổn thất thiết bị chuyển tải, vật liệu sấy kết cấu bao che Trong đó, tính tốn tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che quan trọng phức tạp Đương nhiên, tổn thất tính điều kiện cụ thể với kết cấu bao che cụ thể Vì lý này, nên việc xác định Δ thảo luận tính tốn chi tiết báo sau Ở đây, để khơng làm tính tổng qt q trình sấy, chúng tơi chọn vài giá trị thường xảy tương ứng với ba trình sấy (Δ = sấy lý thuyết), Δ > Δ < (sấy thực) để xây dựng thuật toán phần mềm sấy lý thuyết sấy thực - Lượng chứa ẩm: C pk t t d2 i d i1 kg ẩm/kg kk 1 n n i1 1 i 1 n ; i - Độ ẩm tương đối: B.d ;% 2 p b 0,621 d - Entanpy: I2 = Cpk.t2 + d2.i2; kJ/kg kk 2.2.4 Thơng số TNS hịa trộn (điểm M) - Lượng chứa ẩm: d nd ; kg ẩm/kg kk 1 n - Entanpy: I I nI ; kJ/kg kk M 1 n dM (5) (6) Hình Lưu đồ thuật tốn q trình sấy thực tối ưu (7) Trên sở lý thuyết Mục 2, chọn phần mềm Visual Basic để xây dựng chương trình tính tốn, giao diện chương trình Hình Chương trình gồm ba phần: phần nhập số liệu ban đầu, phần kết tính tốn nhiệt phần nút lệnh (8) (9) - Nhiệt độ: C d t nC dx d t ; 0C t M dx 0 1 n C dx d M (10) - Độ ẩm tương đối: B.d M ;% M p bM 0,621 d M (11) 2.2.5 Tính tốn đại lượng - Lượng tác nhân sấy để bốc kg ẩm: Hình Giao diện tính tốn q trình sấy có hồi lưu TNS Nguyễn Lê Châu Thành, Nguyễn Cơng Vinh, Nguyễn Hồi 112 Hình Phần nhập số liệu ban đầu Sau nhập chọn xong liệu ban đầu [3] phần mềm chuyển tính tốn q trình sấy lý thuyết sấy thực với việc phải lựa chọn q trình sấy có hệ số hồi lưu khác Xác định thông số điểm đầu, điểm cuối tác nhân sấy đại lượng khác Hình Kết tính tốn nhiệt Q trình sấy “tối ưu” trình sấy nhằm giảm độ ẩm tương đối tác nhân sấy sau trình sấy để tiết kiệm tổn thất nhiệt tác nhân sấy mang Tuy nhiên cần ý đến độ ẩm cuối của vật liệu ω2 để cường độ thoát ẩm đạt tối đa Khi điều kiện để kiểm tra chương trình 80% ≤ φ2 ≤ 85% kết phù hợp với điều kiện thực tế Kết luận Phần mềm viết Visual Basic 6.0 có giao diện tiếng Việt, cấu trúc đơn giản, dễ sử dụng tiện lợi cập nhật liệu Phần mềm phần đạt mục đích tự động hóa việc tính tốn nhiệt q trình sấy có hồi lưu Phần mềm khơng cho phép người sử dụng tính tốn thiết kế hệ thống sấy có hồi lưu tác nhân sấy với thơng số nhập vào tốn thiết kế cố định mà cịn cho phép tính tốn thiết kế hệ thống sấy với nhiều chế độ sấy hồi lưu khác với thông số lựa chọn hợp lý thời gian ngắn Từ lựa chọn phương án thiết kế tối ưu mặt tiết kiệm lượng phí đầu tư ban đầu Đối chiếu kết sấy lý thuyết sấy thực, nhận thấy độ chênh lệch lưu lượng tác nhân sấy tăng 7%, lượng nhiệt cấp vào cho trình sấy tăng 10% Điều nói lên thực tế sấy nhiệt lượng bổ sung thường nhỏ nhiệt lượng tổn thất (nhằm tiết kiệm lượng) Vì để giảm đại lượng ta cần bọc cách nhiệt tốt cho hệ thống sấy kết cấu đường ống Theo kết nghiên cứu lý thuyết [2] số liệu từ phần mềm tính tốn nhiệt cho thấy Hệ số hồi lưu không ảnh hưởng đến khả tiết kiệm nhiệt phương án mà phụ thuộc vào độ chênh lệch nhiệt độ sau sấy t2 nhiệt độ ban đầu t0 Khi độ chênh lệch lớn sấy hồi lưu hiệu tiết kiệm lượng Tuy nhiên hệ số hồi lưu lớn lưu lượng tác nhân sấy qua quạt gió cao, làm tăng chi phí điện Do chọn tỷ số hồi lưu thích hợp vấn đề tối ưu hóa sở chất lượng sản phẩm sấy phải đảm bảo tốt vốn đầu tư thấp Đây tốn kinh tế kỹ thuật giải phương pháp nghiên cứu thực nghiệm mô hình Để làm điều này, thời gian đến tiến hành nghiên cứu chế tạo mô hình sấy thực nghiệm, đồng thời so sánh đối chiếu với kết lý thuyết tính từ phần mềm Kết nối với hệ thống máy tính phần mềm điều khiển, để theo dõi điều khiển hoạt động hệ thống sấy TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Văn Phú, Tính tốn thiết kế hệ thống sấy Nhà xuất giáo dục, năm 2001 [2] Trần Văn Phú, Đặng Trần Thọ, Thuật toán chương trình giải tốn q trình sây hồi lưu phần Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Nhiệt, tháng - 2001, trang 11-12 [3] Đậu Quang Tuấn, Tự học lập trình Micorsoft Visual Basic 6.0 Nhà xuất GTVT, năm 2006 (BBT nhận bài: 02/10/2017, hoàn tất thủ tục phản biện: 31/10/2017) ... nhật liệu Phần mềm phần đạt mục đích tự động hóa việc tính tốn nhiệt q trình sấy có hồi lưu Phần mềm khơng cho phép người sử dụng tính tốn thiết kế hệ thống sấy có hồi lưu tác nhân sấy với thơng... điểm cuối tác nhân sấy đại lượng khác Hình Kết tính tốn nhiệt Q trình sấy “tối ưu” trình sấy nhằm giảm độ ẩm tương đối tác nhân sấy sau trình sấy để tiết kiệm tổn thất nhiệt tác nhân sấy mang... để không làm tính tổng qt q trình sấy, chúng tơi chọn vài giá trị thường xảy tương ứng với ba trình sấy (Δ = sấy lý thuyết), Δ > Δ < (sấy thực) để xây dựng thuật toán phần mềm sấy lý thuyết sấy