Tài liệu Chương 6: Tính toán buồng hoà trộn docx

Chương 6: Tính toán buồng hoà trộn IV.1. Lượng không khí cần đưa vào buồng hoà trộn: Từ việc xác định hệ số không khí thừa sau các buồng hoà tr ộn. Ta tính được lượng không khí ngoài trời thổi vào cần thiết cho buồng hoà trộn. Lượng không khí cần thổi vào buồng hoà trộn của: Vùng sấy nóng 1:  1 = bd 0 kk1 kk1 1 bd 0 0 α L + L Þ L = (α - α ).L L = (80,1 – 1,2).6,3 = 497,07(kg kk/kg nl) hay: L’ kk1 = L kk1 .b 1 = 497,07.59,2 = 29426,54 (kg kk/h) Vùng s ấy nóng 3:  3 = bd 0 kk3 kk3 1 bd 0 0 α L + L Þ L = (α - α ).L L = (69 – 1,2).6,3 = 427,14 (kg kk/kg nl) hay: l kk3 = L kk3 .b 3 = 427,14.69,81 = 29818,64 (kg kk/h) chương 4: Kích thước buồng hoà trộn Thể tích của buồng hoà trộn phải chứa đủ lượng cả lượng khói và lượng không khí thổi v ào. Sau khi chúng được đưa vào buồng hoà trộn giữa khói và không khí trao đôi nhiệt ẩm với nhau để đạt trạng thái TNS. Như do đây là quá tr ình hoà trộn nên ta không th ể lấy tổng thể tích của khói cộng thể tích của không khí thổi vào. Để tính được lượng không khí, khói trong buồng hoà trộn thì ta cần phải dựa vào đồ thị I – d cho quá trình hoà trộn. -Thông số của khói sau buồng đốt: I’ = 2143,65 (kJ/kg kk); d’ = 0,0659 (kg ẩm/ kg kk); t khói = 1758 0 C -Thông s ố của không khí : I 0 = 77 (kJ/kg kk); d 0 = 0,019 (kg ẩm/ kg kk); t kk = 33 0 C -Thông s ố TNS trước khi vào các vùng sấy: Vùng sấy nóng 1: I 11 =113,13 (kJ/kg kk); d 11 =0,018276 (kg ẩm/kg kk); t 11 = 65 0 C Vùng s ấy nóng 3: I 13 =118,62 (kJ/kg kk); d 11 =0,018398 (kg ẩm/kg kk); t 11 = 70 0 C t 1 1 t 1 3 d 13 d 11 § å t h Þ I - d b u å n g h o µ t r é n c h o v ï n g s Ê y n ã n g 1 § å t h Þ I - d b u å n g h o µ t r é n c h o v ï n g s Ê y n ã n g 3 t 0 = 3 3 ® é C I d 0 d'd 0 t k h ã i = 6 6 8 ® é C t k h ã i = 6 6 8 ® é C d 0 d' 0 d I t 0 = 3 3 ® é C Lượng không khí và khói trong buồng hoà trộn vùng sấy: -Vùng sấy nóng 1: Lượng khói: l k1 = 11 1 1 ' 0,0659 0,018276d d    = 21 (kg k/kg ẩm) Lượng không khí: l kk1 = 11 0 1 1 0,018276 0,0175d d    = 1288 (kg kk/kg ẩm) -Vùng sấy nóng 3: Lượng khói: l k3 = 13 1 1 ' 0,0659 0,018398d d    = 21 (kg k/kg ẩm) Lượng không khí: l kk3 = 13 0 1 1 0,018398 0,0175d d    = 1114 (kg kk/kg ẩm) Ta thấy lượng khói nhỏ hơn rất nhiều so với không khí thổi vào. Do đó thể tích buồng ho à trộn chỉ cần đủ để chứa lượng không khí thổi vào trong vị thời gian hoà trộn hiệu quả. Lưu lượng buồng hoà trộn cũng bằng lưu lượng cấp cho các vùng sấy. Từ đó ta có: Lưu lượng của buồng ho à trộn sấy nóng 1 là: L b1 = L 1 = 29852,64 (kg/h) Lưu lượng của buồng hoà trộn sấy nóng 3 là: L b3 = L 3 = 30430,44 (kg/h) Do khói có nhi ệt độ cao và không khí vào với tốc độ lớn nên ta coi đơn vị thời gian hoà trộn hiệu quả là 1(s). Thể tích buồng hoà tr ộn là: Bu ồng hòa trộn sấy nóng 1: V 1 = 1 3600. b kk L  ; kk  : Khối lượng riêng của không khí kk  = 1,03 (kg/m 3 ) (ở t = 65 0 C) = 29852,64 3600.1,03 = 8,05 (m 3 ) 1,75 x 2,3 x 2 (m) Bu ồng hòa trộn sấy nóng 3: V 3 = b3 kk L 3600. ρ ; kk  : Khối lượng riêng của không khí kk  = 1,029 (kg/m 3 ) (ở t = 70 0 C) = 30430,44 3600.1,029 = 8,2 (m 3 ) 2 x 2,05 x 2 (m) Bu ồng hoà trộn cũng được bọc cách nhiệt và bên ngoài là lớp tôn cách ẩm. 1 Khói TN S Không khí (Được quạt thổi vào) Sau khi khói và không khí được hoà trộn xong trong buồng hoà trộn, chúng theo đường ống dẫn tới ống góp kênh dẫn. Để giảm trở lực đường ống và đảm bảo lưu lượng TNS tới các vùng s ấy thì ta chọn kích thước đường ống gần bằng với kích thước buồn hoà trộn. Tất cả các đường ống dẫn TNS đều được bọc cách nhiệt và có lớp tôn bên ngoài trống ẩm. V. Tính trở lực và chọn quạt Khi hệ thống làm việc ổn định, áp suất do quạt tạo ra là Äp = p i – p 0 phải cân bằng với toàn bộ trở lực của hệ thống và áp suất động của khí thoát (giả thiết tốc độ đầu vào của không khí là sấp sỉ 0 m/s) Ta có:  p =  p l +  p c +  p h + p đ ,(N/m 2 ) Trong đó:  p l : Tổ trở lực ma sát trên đường ống dẫn TNS  p c : Tổng trở lực cục bộ trên đường ống dẫn khí  p h : Trở lực TNS đi qua chiều dày lớp hạt p đ : áp suất động của khí thải vào môi trường Mô hình tổng quát HTS : 2 4 1 ống dẫn Quạt thổi k 2 Thải ra ngoài môi trường 1: Buồng hoà trộn 3: Tháp sấy 2: ống góp kênh dẫn 4: ống góp kênh thải V.1. Tính cho vùng sấy nóng 1: +Tổng trở lực ma sát trên đường ống dẫn: -Trong đường dẫn từ buồng hoà trộn tới ống góp kênh d ẫn:  p l1  p l1 = 2 L W λ .ρ. d 2 , (N/m 2 ) Trong đó:  : Hệ số trở lực ma sát,  : Khối lượng riêng của không khí, kg/m 3 L : Tổng chiều dài ống, m d : Đường kính tương đương, m W: Tốc độ của khí trong ống, m/s Với: L = 5,9 (m); Đường ống dẫn h ình chữ nhật 1 x 1(m) => d = 0,625 0,25 (a.b) 1,3. (a + b) (7.1)[3] = 0,625 0,25 (1.1) 1,3. (1 1) = 1,09m) W = F V = 8,05 1 = 8,05 (m/s) H ệ số ma sát được xác định theo công thức: Khi dòng chảy tầng: Re  2.10 3  = 64 Re (6.4)[3] Khi dòng ch ảy với Re > 10000  = 2 1 (1,82log Re 1,64) (6.5)[3] Re = ω.d ν ;  - Độ nhớt động học của TNS, m 2 /s.  = 19.10 -6 (m 2 /s) => Re = 6 8,05.1,09 19.10  = 461816 (m 2 /s) > 10000 V ậy  = 2 1 (1,82log Re 1,64) = 2 1 (1,82log 461816 1,64) = 0,013 Thay các giá tr ị vào ta được:  p l1 = 2 5,9 8,05 0,013. .1,03. 1,09 2 = 1,46 (Pa) -Tr ở lực trên ống góp kênh vào:  p l2 Kênh vào có dạng hình hộp chữ nhật: 0,5 x 2,8 x 2,6 (m). Diện tích mặt cắt ngang TNS: F = 0,5.2,8 = 1,4 (m 2 ) -Tr ở lực trên các kênh thổi:  p l3 Kênh thổi có tiết diện ngang là hình đa giác gồm có phần trên là hình tam giác còn ph ần dưới là hình chữ nhật: Như h ình vẽ bên ta coi kênh như là hình chữ nhật với kích thước: 0,15x0,15(m) 50 mm 125 mm 1 5 0 m m C ần chú ý khi này tốc độ của TNS đi trong kênh đã được tính từ phần trước trong mục (3.10) -Trở lực trên các kênh thải: Kênh thải cũng có kích thước như kênh dẫn nên tính tương tự kênh dẫn. -Trở lực trên ống góp kênh thải: Cũng tương tự như ống góp kênh dẫn vì phải đảm bảo lưu lượng khói ra bằng khói v ào. Ta có b ảng tính trở lực ma sát trên đường ống: Vị trí a (m) b (m) L (m) d td (m) F (m 2 ) L (m 3 /s) W (m/s) Re   p l1 (Pa) Buồng hoà tr ộn 1.75 2 1.6 2.11 3.5 8.05 2.3 255421 0.015 0.03 Đường ống dẫn 1 1 5.9 1.09 1 8.05 8.05 461816 0.013 1.46 Phần ống góp vào 0.5 2.8 1.3 1.19 1.4 8.05 5.75 360132 0.014 0.52 Kênh dẫn 0.15 0.15 2.8 0.16 0.02 5.48 46147 0.021 5.28 Kênh thải 0.15 0.15 2.8 0.16 0.02 5.48 46147 0.021 5.28 Phần ống góp ra 0.5 2.8 1.3 1.19 1.4 8.05 5.75 360132 0.014 0.52 Tổng 11.6 +Tổng trở lực cục bộ trên đường ống dẫn : Được xác đinh theo công thức:  p c = 2 n i i i i=1 ρ .W ξ . 2  ,(N/m 2 ) Trong đó: i  : Các hệ số trở lực cục bộ W i , i  : Tốc độ và khối lượng riêng tương ứng Trên đường ống gặp các trở lực cục bộ sau: Đột thu, cút nối, tiết diện côn, đột mở … -Đột thu từ buồng hoà trộn - đường ống dẫn: Tổn thất đột thu Ta có: Theo ph ụ lục 8[1]: f/F = 1,09/1,55 = 0,7 => 1  = 0,08 W 1 :Tốc độ trung bình cho TNS vào và ra khỏi đột thu: W 1 = 0,5.(2,3 + 8,02) = 5,16 (m/s) Thay các giá tr ị tìm được vào ta xác định:  p c1 = 0,08.1,03.5,16 2 .0,5 = 1,1 (Pa) -Trên ống dẫn: Gồm tổn thất ống gấp: a = 0,1.b. Theo phụ lục 8[1] => 1  = 0,8 Và t ổn thất ống khuếch tán ngược:   45 0 Theo phụ lục 8[1] => 1  = 0,1 -Trên ống dẫn – ống góp vào: Gồm tổn thất ống gập: a = 0,1.b Tổn thất đột mở: f/F = 0,5/2,6; Theo phụ lục 8[1] => 1  = 0,653 -Trên ống góp – kênh dẫn vào: Gồm tổn thất ống gập và đột thu -Trên kênh thải – ống góp thải: Tổn thất đột mở Mọi giá trị tính toán tổn thất cục bộ được cho trong bảng dưới đây: Vị trí Dạng tổ thất f (m 2 ) F (m 2 ) a f/F  W (m/s)  pc (Pa) Buồng hoà trộn – ống dẫn đột thu 1.09 1.55 0.7 0.08 5.175 1.1 ống khuếch tán ngược 0.1 8.05 3.34 Trên ống dẫn ống gập 0,1b 0.8 8.05 26.7 ống gập 0,1b 0.8 5.75 13.62Trên ống dẫn – ống gom tới đột mở 0.5 2.6 0.192 0.653 5.75 11.12 ống gập 0,1b 0.8 5.615 12.99Trên ống gom – kênh d ẫn đột thu 0.023 2.56 0.009 1.78 5.615 28.9 [...]... khi tính tới tổn thất nhiệt Đây là vấn đề khiến em có rất nhiều điều chưa rõ Khi lựa chọn nhiệt độ xong em rất muốn kiểm tra lại xem mình có chọn sai nhiều so vói thực tế không, em biết để làm được điều này thì phải sử dụng tới phương trình cân bằng nhiệt - ẩm cho từng vùng Xong em vẫn không làm được +Trong bài tính toán tổn thất cho buồng hoà trộn và đường ống là chưa có +Tính toán buồng đốt: Do là buồng. .. khỏi buồng đốt là cao như vậy, tk = 17580C thì việc đưa khói vào buồng hoà trộn không thể dùng các ống dẫn bằng tôn bọc cách nhiệt được, vì nó làm phá huỷ đường ống Đường ống dẫn phải là vật liệu chịu nhiệt có thể là xây đường ống bằng gạch Đấy là cách nghĩ của em +HTS với nguyên liệu là trấu, tuy là nguồn nguyên liệu tại chỗ như có vấn đề khó khăn: Tài liệu tham khảo: [1]: PGS – TSKH Trần Văn Phú, Tính. .. cho buồng hoà trộn và đường ống là chưa có +Tính toán buồng đốt: Do là buồng đốt trấu một loại buồng mới được sử dụng ở nước ta nên giáo trình tài liệu tham khảo còn ít Trong khuôn khổ và tính chất bài Thiết kế môn học em không có thời gian để tính toán cho buồng đốt được +Khi tính trở lực qua lớp hạt thì việc tính hệ số Re chưa làm rõ Nguyên nhân là giá trị dtd mà TNS dịch chuyển trong lớp thóc chưa... (kW) Công suất động cơ chạy quạt là: Nđc=  Nc/  td = 8,2.1,3/1 = 10,7 (kW) ở đây quạt được nối trược tiếp với động cơ   td = 1; Hệ số dự phòng = 1,3 V.3 Tính chọn quạt cho vùng làm mát: Với những số liệu tính toán từ các phần trước và tính toán tương tự như hai vùng sấy nóng ta có bảng kết quả sau: -Bảng trở lực ma sát trên đường ống Trên đoạn ống góp vào a b L dtd F 2 L 3 Re 4.33 3.09 193532 0.016... 9,87 (kW) ở đây quạt được nối trược tiếp với động cơ =  td = 1; Hệ số dự phòng 1,3 V.2 Tính cho vùng sấy nóng 3: Cũng tương tự như vùng sấy nóng 1 ta cũng tính được kết quả cho vùng sấy nóng 3 như sau: -Bảng trở lực ma sát trên đường ống Trên đoạn a b L dtd F L W (m) (m) (m) (m) (m2) (m3/s) (m/s) Re   pl3(Pa) Hoà trộn 1.75 2 1.6 2.11 3.5 8.2 2.34 259863 0.015 0.03 ống dẫn 1 1 5.9 1.09 8.2 8.2 470421... 5.77 48589 0.021 5.85 5.86 367021 0.014 0.54 ống góp vào Kênh dẫn Kênh thải ống góp ra 0.5 2.8 1 1.3 1.19 1.4 1.3 1.19 1.4 8.2 Tổng -Bảng trở lực cục bộ trên đường ống: 12.78 Vị trí Dạng tổ thất Buồng hoà đột thu trộn – ống dẫn f F  pc 0.7 1.09 1.55 f/F 0.08 5.27 1.14 0.1 (m2) (m2) a W  8.2 3.46 27.7 (m/s) (Pa) ống khuếch tan Trên ống dẫn ngược ống gập 0,1b 0.8 8.2 Trên ống dẫn ống gập 0,1b 0.8 5.86... hệ thống quạt làm việc với nhiệt độ khác nhau tiêu chuẩn với khối lượng riêng Trong điều kiện này áp suất do quạt tạo ra sẽ nhỏ hơn so với khi làm việc ở điều kiện thực tế, ta phải chuyển trị số  p tính toán trên về điều kiện tiêu chuẩn như sau:  ptc=  p  tc /  kk = 136,32.(1,2/1,03) = 159 N/m2 Với lưu lượng V= 29852,64 (m3/h) và  ptc= 159 N/m2 Theo phụ lục 2[2] ta chọn quạt ly tâm Ц4-70 N010... gạch Đấy là cách nghĩ của em +HTS với nguyên liệu là trấu, tuy là nguồn nguyên liệu tại chỗ như có vấn đề khó khăn: Tài liệu tham khảo: [1]: PGS – TSKH Trần Văn Phú, Tính toán thiết kế hệ thống sấy, NXB giáo dục, 2002 [2]: PGS – TS Hoàng Văn Chước Thiết kế hệ thống thiết bị sấy, NXB KH – KT, 2006 [3]: Nguyễn Đức Lợi HD Thiết kế hệ thống ĐHKK , NXB KH – KT, 2005 [4]: Thành phần dinh dưỡng thực phẩm Việt... 29.17 -Trở lực qua chiều dày lớp hạt: : Tốc độ TNS trong vùng hạt;  = (0,3 + 5,96).0,5 = 3,13 m/s -Trở lực qua lớp hạt và áp suất động của không khí thải: Cũng như những phần trước Vậy ta có kết quả tính cho vùng làm mát: p =  pl +  pc +  ph + pđ = 12,82 + 29,17 + 108 + 18 = 168 (Pa)  kk = 1,16 (kg/m3)  ptc=  p  tc /  kk =  pc 168.(1,2/1,160) = 180 N/m2 Với lưu lượng V= 15571,12 (m3/h) và . Chương 6: Tính toán buồng hoà trộn IV.1. Lượng không khí cần đưa vào buồng hoà trộn: Từ việc xác định hệ số không khí thừa sau các buồng hoà tr. làm được. +Trong bài tính toán tổn thất cho buồng hoà trộn và đường ống là chưa có. +Tính toán buồng đốt: Do là buồng đốt trấu một loại buồng mới được sử