ĐỒ án Tính toán thiết kế máy sấy thùng quay sấy đường

Hệ thống máy sấy thùng quay sấy đường năng suất 2000kgh _Tính toán thiết kế máy sấy thùng quay_Máy sấy thùng quay_ Đồ án máy sấy thùng quay_ Sấy thùng quay_ Thiết kế máy sấy thùng quay_ Máy sấy đường thùng quay

Trang 1

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU……… 2

PHẦN I TỔNG QUAN……….3

1 Giới thiệu về phương pháp sấy……….3

2 Khái niệm chung về sấy………4

a Định nghĩa………4

b Phân loại……… 4

c Nguyên lý của quá trình sấy………5

d Tác nhân sấy………5

e Thiết bị sấy……… 6

3 Giới thiệu về hệ thống sấy thùng quay……….7

PHẦN II TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ SẤY ĐƯỜNG………9

Chương I Tính toán cân bằng vật chất và năng lượng……….9

2.1.1 Tính thông số của tác nhân sấy theo lí thuyết……….10

2.1.2 Tính thông số của tác nhân sấy theo thực tế……… 12

2.1.3 Tính thông số vật liệu……….17

Chương II Tính toán thiết bị chính………20

Chương III Tính toán thiết bị phụ……… 32

2.3.1 Tính Caloriphe cấp nhiệt………32

2.3.2 Tính trở lực và chọn quạt………34

2.3.3 Tính công suất của động cơ quay……… 36

LỜI KẾT……… 38

TÀI LIỆU THAM KHẢO……… 39

Trang 2

LỜI MỞ ĐẦU

Sấy là một quá trình công nghệ được sử dụng rất nhiều trong các công nghệ sản xuất và đời sống thực tế Đặc biệt, trong các ngành công nghiệp thực phẩm, chế biến, hóa chất, sản xuất vật liệu xây dựng,… kỹ thuật sấy đống một vai trò quan trọng trong dây chuyền sản xuất Sản phẩm sau khi sấy có độ ẩm thích hợp thuận tiện cho việc bảo quản, vận chuyển, chế biến, đồng thời nâng cao chất lượng sản phẩm

Đường là một sản phẩm của công nghiệp thực phẩm Đường saccarose có vị ngọt tự nhiên, là loại thực phẩm bổ dưỡng, cung cấp nhiều năng lượng cho con người Đường là sản phẩm dùng trực tiếp hoặc có thể dùng làm nguyên liệu trong các ngành công nghệ sản suất thực phẩm như : công nghệ sản xuất đồ hộp, công nghệ sản xuất bánh kẹo, mứt, nước giải khát,…

Một trong những quá trình quan trọng trong công nghệ sản xuất là sấy đường khi tinh thể đường được tạo ra Sấy đã giúp cho công việc bảo quản và vận chuyển đường được thuận lợi, đồng thời đường thành phẩm bảo đảm chất lượng cũng như giá trị cảm quan Do tính chất và thành phần của đường khi sấy phải giữ được những tính chất về giá trị cảm quan và giá trị dinh dưỡng nên có thể sử dụng môt số loại thiết bị như sấy thùng quay, sấy sàn rung, sấy tầng sôi,… tuy nhiên thông dụng nhất trong sấy hiện nay là kiểu sấy thùng quay với tác nhân sấy là không khí nóng

Trên cơ sở những kiến thức đã được học và sự hướng dẫn của thầy giáo TS

Nguyễn Đức Trung trong đồ án môn học này, em xin trình bày về “ Tính toán

thiết kế sấy thùng quay sấy đường với năng suất 2000 kg/h ” với nội dung bao

gồm các phần sau:

Phần I : Tổng quan

Phần II : Tính toán công nghệ sấy đường

Do trình dộ, kinh nghiệm nghiên cứu và tài liệu tham khảo còn hạn chế nên em không thể tránh khỏi những sai sót trong quá trình tính toán , thiết kế dồ án này, rất mong được thầy cô và các bạn góp ý, chỉ bảo để em có thể bổ sung, củng cố kiến thức cho bản thân

Em xin chân thành cảm ơn

Trang 3

PHẦN I TỔNG QUAN

1 Giới thiệu phương pháp sấy

Đường saccarose có công thức phân tử là C12H22O11 , cấu tạo từ 2 đường đơn

là Glucose và Fructose, trọng lượng phân tử là 342,3 đvC Tinh thể saccarose trong suốt không màu, không mùi, có vị ngọt; khối lượng riêng : 1,5879 g/cm3 Nhiệt độ nóng chảy : 180 – 1860C; dễ tan trong nước với độ hòa tan khá cao, tỷ lệ với nhiệt

độ Ở trạng thái kết tinh, đường saccarose không hút ẩm, độ hút ẩm của nó phụ thuộc vào tạp chất lẫn trong tinh thể đường, độ tạp chất càng lớn thì khả năng hút

ẩm càng cao

Đường saccarose không có tính khử Trong môi trường axit hoặc kiềm mạnh, saccarose bị thủy phân tạo thành glucose và frucrose Dưới tác dụng của nhiệt độ cao (1600C) đường saccarose bị nóng chảy và khi nhiệt độ lớn hơn 1800C thì nó sẽ bị caramen hóa

Trong tự nhiên, đường saccrose có nhiều trong mía, củ cải đường, thốt nốt, nhưng trong công nghiệp, đường saccarose được sản xuất chủ yếu từ mía và củ cải đường

Ở Việt Nam, nguyên liệu chủ yếu sản xuất đường là mía Quy trình sản xuất đường từ nguyên liệu mía như sau:

Quá trình sấy đường tương đối dễ vì tinh thể đường saccarose không ngậm nước, chủ yếu là tách ẩm bề mặt tinh thể, mặt khác là độ ẩm ban đầu của đường

Nấu đường

Kết tinh

Ly tâm Sấy

Bao gói Thành

phẩm

Trang 4

nhỏ Vì vậy, thiết bị sấy không phức tạp nhưng sấy xong bắt buộc phải làm nguội đến nhiệt độ phòng để tạo điều kiện bảo quản tốt cho sau này

2 Khái niệm chung về sấy

a Định nghĩa

Sấy là quá trình tách ẩm ra khỏi bề mặt vật liệu nhờ sử dụng nhiệt năng Quá trình sấy nhằm mục đích giảm bớt khối lượng , tăng độ bền của vật liệu; bảo quán tốt vật liệu trong một thời gian dài, nhất là đối với các sản phẩm nông sản, lương thực, thực phẩm; giảm năng lượng tiêu tốn trong quá trình vận chuyển vật liệu; hoặc để đảm bảo các thông số kỹ thuật cho các quá trình gia công vật liệu tiếp theo

b Phân loại

Quá trình sấy bao gồm 2 phương thức:

• Sấy tự nhiên : là phương pháp sử dụng trực tiếp năng lượng tự nhiên như năng lượng mặt trời, năng lượng gió,… để làm bay hơi nước Phương pháp này đơn giản, không tốn năng lượng, rẻ tiền tuy nhiên không điều chỉnh được tốc độ sấy theo yêu cầu kỹ thuật nên năng suất thấp, phụ thuộc vào thời tiết, cần diện tích bề mặt lớn, điều kiện vệ sinh kém,… Do đó phương pháp này được áp dụng cho sản xuất quy mô nhỏ lẻ, hộ gia đình

• Sấy nhân tạo : là phương pháp sấy được sử dụng các nguồn năng lượng do con người tọa ra, thường được tiến hành trong các thiết bị sấy, cung cấp nhiệt cho các vật liệu ẩm

Sấy nhân tạo có nhiều dạng, tùy theo phương pháp truyền nhiệt mà trong kỹ thuật sấy có thể chia ra làm các dạng :

- Sấy đối lưu : là phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy với không khí nóng, khói lò,…( gọi là tác nhân sấy )

- Sấy tiếp xúc : là phương pháp sấy không cho tác nhân sấy tiếp xúc ới nhiệt độ sấy mà tác nhân sấy truyền nhiệt cho vật liệu sấy gián tiếp qua một vách ngăn

- Sấy bằng tia hồng ngoại : là phương thức sấy dùng năng lượng của tia hồng ngoại do nguồn điện phát ra truyền cho vật liệu sấy

Trang 5

- Sấy bằng dòng điện cao tần : là phương pháp sấy dùng năng lượng điện trường có tần số cao để đốt nóng trên toàn bộ chiều dày của lớp vật liệu

- Sấy thăng hoa : là phương pháp sấy trong môi trường có độ chân không rất cao, nhiệt độ rất thấp nên ẩm tự do trong vật liệu đóng băng và bay hơi trừ trạng thái rắn thành hơi mà không qua trạng thái lỏng

c Nguyên lí của quá trình sấy

Quá trình sấy là một quá trình chuyển khối có sự tham gia của pha rắn rất phức tạp vì nó bao gồm cả quá trình khuếch tán bên trong và cả bên ngoài vật liệu rắn đồng thời với quá trình truyền nhiệt Đây là một quá trình nối tiếp nghĩa là quá trình chuyển lượng nước trong vật liệu từ pha long sang pha hới sau đó tách pha hơi ra khỏi vật liệu ban đầu Động lực của quá trình là sự chênh lệch độ ẩm ở trong lòng vật liệu và bên trên bề mặt vật liệu Quá trình khuếch tán chuyển pha này chỉ xảy ra khi áp suất hơi trên bề mặt vật liệu lớn hơn áp suất hơi riêng phần của hơi nước trong môi trường không khí xung quanh Vận tốc của toàn bộ quá trình được quy định bởi giai đoạn nào là chậm nhất Ngoài ra tùy theo phương pháp sấy mà nhiệt độ là yếu tố thúc đẩy hoặc cản trở quá trình di chuyển ẩm từ trong vật liệu sấy ra ngoài bền mặt vật liệu sấy

Trong quá trình sấy thì môi trường không khí ẩm xung quanh có ảnh hưởng rất lớn và trực tiếp đến vận tốc sấy Do vậy cần nghiên cứu tính chất là thông số cơ bản của quá trình sấy

d Tác nhân sấy.

Tác nhân sấy là những chất dùng để chuyên chở lượng ẩm tách ra từ vật liệu sấy Trong quá trình sấy, môi trường buồng sấy luôn được bổ sung ẩm thoát ra từ vật liệu sấy Nếu dộ ẩm này không được mang đi thì độ ẩm tương đối trong buồng sấy được tăng lên đến một lúc nào đó sẽ đạt được sự cân bằng giữa vật liệu sấy và môi trường trong buồng sấy, quá trình thoát ẩm của vật liệu sấy sẽ ngừng lại

Vì vậy nhiệm vụ của tác nhân sấy :

- Gia nhiệt cho vật liệu sấy

- Tải ẩm : mang ẩm từ bề mặt vật liệu vào môi trường

- Bảo vệ vật liệu sấy khỏi bị hỏng do quá nhiệt

Trang 6

Tùy theo phương pháp sấy mà các tác nhân sấy có thể thực hiện một hay nhiều các nhiệm vụ trên

Các loại tác nhân sấy :

• Không khí ẩm : là loại tác nhân sấy thông dụng nhất, có thể dùng cho hầu hết các loại sản phẩm Dùng không khí ẩm sẽ có nhiều ưu điểm : không khí

có sẵn trong tự nhiên, không độc , không làm sản phẩm sau khi sấy ô nhiễm và thay đổi mùi vị Tuy nhiên, dùng không khí ẩm làm tác nhân sấy cần trang bị thêm bộ gia nhiệt không khí (caloripher khí –hơi bay khí – khói), nhiệt độ sấy không quá cao Thường nhỏ hơn 5000C vì nếu nhiệt độ cao quá thiết bị trao đổi nhiệt phải được chế tạo bằng thép hợp kim hay gốm sứ với chi phí đắt

• Khói lò : khói lò được dùng làm tác nhân sấy có thể nâng nhiệt độsấy lên

10000C mà không cần thiết bị gia nhiệt, tuy nhiên làm vật liệu sấy bị ô

nhiễm do bụi và các chất có hại như CO2, SO2 ,…

• Hơi quá nhiệt : tác nhân sấy này được dùng cho các loại sản phẩm dễ bị cháy

nổ và có khả năng chịu được nhiệt độ cao

• Hỗn hợp không khí và hơi nước : Tác nhân sấy này chỉ dùng khi độ ẩm tương đối cao

e Thiết bị sấy

Do điều kiện sấy trong mỗi trường hợp sấy rất khác nhau nên có nhiều kiểu thiết bị sấy khác nhau đề phù hợp với các loại vật liệu sấy riêng biệt Có nhiều cách phân loại thiết bị sấy :

- Dựa vào tác nhân sấy : thiết bị sấy bằng không khí hay thiết bị sấy bằng khói lò, ngoài ra còn có nhiều thiết bị sấy bằng phương pháp đặc biệt như sấy thăng hoa, sấy bằng tia hồng ngoại, sấy bằng dòng điện cao tần,…

- Dựa vào áp suất làm việc : thiết bị sấy chân không hay thiết bị sấy ở áp suất thường

- Dựa vào phương pháp cấp nhiệt cho quá trình sấy : Thiết bị sấy tiếp xúc, thiết bị sấy đối lưu hay thiết bị sấy bức xạ,…

- Dựa vào cấu tạo thiết bị : phòng sấy, hầm sấy, sấy băng tải

- Dựa vào chiều chuyển động của tác nhân sấy : cùng chiều hay ngược chiều

Trang 7

➢ Chọn thiết bị, tác nhân và phương án sấy :

- Chọn thiết bị sấy : Căn cứ vào ưu nhược điểm của các loại thiết bị sấy và

đặcđiểm của vậ liệu sấy ở đây là đường ta chọn thiết bị sấy là hệt thống sấy thùng quay Hệ thống sấy thùng quay là hệ thống sấy chuyên dùng để sấy các vật liệu hạt, cục nhỏ Loại thiết bị này được dùng rộng rãi trong công nghệ sau: thu hoạch để sấy các vật liệu ẩm dạng hạt có kích thước nhỏ

- Chọn tác nhân sấy : Đường là sản phẩm thực phẩm có thể dùng để ăn

trực tiếp hoặc dùng làm nguyên liệu chế biến sản xuất các sản phẩm thực phẩm, dược phẩm khác vì vậy yêu cầu quá trình sấy phải sạch, không bị

ô nhiễm, bám bụi Mặt khác, sấy đường không sấy ở nhiệt độ cao Do đó

ta chọn tác nhân sấy là không khí nóng

- Chọn phương án sấy : Đường được sấy liên tục với tác nhân là không khí

nóng Vật liệu và tác nhân sấy sẽ đi qua xyclon thu hồi bụi đường và thải khí ra ngoài môi trường

3 Giới thiệu về hệ thống sấy thùng quay

Cấu tạo chính của hệ thống sấy thùng quay là một thùng sấy hình trụ tròng được đặt nghiêng so với mặt phẳng nằm ngang một khoảng 1-5 độ Có 2 vành đai trượt trên các con lăn đỡ khi thùng quay Khonagr cách giữa các con lăn có thể điều chỉnh được để thay đổi góc nghiêng của thùng Thùng quay với tốc độ 1,5 – 8 vòng/phút nhờ một động cơ điện thông qua hộp giảm tốc Bên trong thùng có lắp các cánh đảo để xáo trộn vật liệu làm cho hiệu suất đạt cao hơn, phía cuối thùng có hộp tháo sản phẩm

Hệ thống sấy thùng quay làm việc ở áp suất khí quyển Tác nhân sấy có thể

là không khí sạch hay khí lò Tác nhân sấy và vật liệu có thể chuyển động cùng chiều hoặc ngược chiều Vận tốc của tác nhân sấy đi trong thùng không quá 3m/s

đẻ tránh vật liệu bị cuốn nhanh ra khỏi thùng

Vật liệu ướt qua phễu nạp liệu rồi vào thùng sấy ở đầu cao Thân thùng quay trònm vật liệu sấy vừa bị xáo trộn, vừa đi dần từ đầu cao xuống đầu thấp của thùng Nó chuyển động được nhờ những đêm chắn Đệm chắn vừa phân bố đều vật liệu theo tiết diện thùng, vừa xáo trộn vật liệu, làm cho vật liệu tiếp xúc với tác nhân sấy tốt hơn

Trang 8

Quá trình vật liệu đi trong thùng quay, tác nhân sấy và vật liệu sấy trao đổi nhiệt ẩm cho nhau Vật liệu đi hết chiều dài thùng sấy được lấy ra vầ vận chuyển cào kho nhờ bằng tải còn tác nhân sấy đi qua xyclon để thu hồi vật liệu sấy theo khí thải và được thải ra ngoài môi trường

➢ Ưu, nhược điểm của hệ thống sấy thùng quay :

+ Vật liệu dễ bị vỡ vụn, làm giảm chất lượng sản phẩm

+ Cần có xyclon để lọc bụi nếu vật liệu sấy tạo ra nhiều bụi

+ Tiếng ồn lớn do quạt tạo ra

Trang 9

PHẦN II:

TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ SẤY ĐƯỜNG

Chương I: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG

• Thông số:

- Năng suất nhập liệu tính theo sản phẩm: G1 = 2000kg/h

- Độ ẩm ban đầu của đường: 1 =2%

- Độ ẩm sau khi sấy của đường: 2 =0,2%

- Khối lượng riêng thể tích của đường: 𝜌x = 990+27u kg/m3

- Hệ số đầy:  =0,25

- Nhiệt độ không khí trước vào thùng: 90oC

- Nhiệt độ không khí ra khỏi thùng: 40oC

- Cường độ bốc hơi ẩm: A=8kg/ 3

Lấy không khí bên ngoài có nhiệt độ t = 27oC và độ ẩm 0 = 85%

CÔNG THỨC DÙNG XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CỦA TÁC NHÂN SẤY

Dùng tác nhân sấy là không khí

• Áp suất bão hòa của hơi nước trong không khí ẩm theo nhiệt độ:

p b =  − +t o C

5,235

42,402612

p d

.621,0



−

= (kg/kgkk) (CT 2.15/15-[1])

Với B: áp suất khí trời B = 1at = 0,981bar

• Enthapy của không khí ẩm

I =C pk.t +d(r +C pa.t) = 1 , 004 t +d( 2500 + 1 , 842 t)(KJ/kgkk)

(CT 2.17/15-[1])

Trang 10

Trong đó:

• Cpk : nhiệt dung riêng của không khí khô, Cpk = 1,004 kJ/kgoK

• Cpa : nhiệt dung riêng của hơi nước, Cpa = 1,842 kJ/kgoK

• r : ẩn nhiệt hóa hơi của nước, r =2500 kJ/kg

B M

RT v

.

288 )

.

= (m3/kgkk) (CT VII.8/94–[3])

Trong đó, R: Hằng số khí, R=288J/kg.0K;

M: khối lượng không khí,M= 29 kg/kmol

B,pb: áp suất khí trời và phân áp suất bão hòa của hơi nước trong không khí, N/m2

T: nhiệt độ của không khí,0K

2.1.1 TÍNH THÔNG SỐ CỦA TÁC NHÂN SẤY THEO LÝ THUYẾT

2.1.1.1 Thông số trạng thái của không khí ngoài trời (A)

Trạng thái không khí ngoải trời được biểu diễn bằng trạng thái A, xác định bằng cặp thông số (to, 0)

Chọn A có : to =270C và 0 = 85%

• Áp suất hơi bảo hòa

27 5 , 235

42 , 4026 12

exp 5

, 235

42 , 4026 12

0355 , 0 81 , 0 621 , 0

621 ,

p B

p d

o o

(788,74)27.842,12500.(

0187,027.004,1

).842,12500(

004,1

kgkk kJ

t d

t

=+

+

=

++

=

• Thể tích riêng

10 0355 , 0 81 , 0 10 981 0

) 273 27 (

288

288 )

(

3 5

5 0

0

p B

T p

B M

RT v

b b

Trang 11

2.1.1.2 Thông số trạng thái không khí sau khi đi qua caloriphe (B)

Không khí được quạt đưa vào caloriphe và được đốt nóng đẳng ẩm (d1 =d0) đến trạng thái B( d1,t1) Trạng thái B cũng là trạng thái của tác nhân sấy vào thùng quay

Nhiệt độ t1 tại điểm B là nhiệt độ cao nhất của tác nhân sấy , do tính chất của vật liệu sấy và quy trình công nghệ quy định Do đường bị ngả màu khi nhiệt độ trên 105⁰C nên ta cần nhiệt độ tác nhân sấy dưới nhiệt độ này Chọn:

Do đó, chọn điểm B: t1=900 C và d1 =d0 = 0,0187(kg/kgkkk)

905,235

42,402612

exp5

,235

42,402612

(21,140)

90.842,12500.(

0187,090.004,1

).842,12500(

004,

1

kgkkk kj

t d

t I

=+

+

=

++

=

10.6908,0.042,010.981,0

)27390

(288

5 5

1

1 1

1

kgkkk m

p B

T v

2.1.1.3 Thông số trạng thái không khí ra khỏi thiết bị sấy(C)

Không khí ở trạng thái B được đẩy vào thiết bị để thực hiện quá trình sấy lý thuyết (I1= I2), trạng thái không khí ở đầu ra của thiết bị sấy là C(t2,ᵩ2)

Nhiệt của tác nhân sấy ra khỏi thiết bị sấy t2 tùy chọn sao cho tổn thất do tác nhân sấy mang đi là bé nhất, nhưng phải tránh hiện tượng đọng sương, nghĩa là tránh trạng thái C nằm trên đường bảo hòa Đồng thời, độ chứa ẩm của tác nhân sấy tại C phải nhỏ hơn độ ẩm cân bằng của vật liệu sấy tại điểm đó để vật liệu sấy không hút ẩm trở lại

042,0)0187,0621,0.(

6908,0

981,0.0187,0)

621,0(

1

1 1

1

=+

=

=

d p

B d

b



Trang 12

Với, Enthalpy: I1 = I2 = 140,21 kj/kgkk

Chọn nhiệt độ đầu ra của thiết bị sấy là: tđs = 37⁰C => t2 = 400C

)(073,0405,235

42,402612

exp5

,235

42,402612

(0388,040.842,12500

40.004,121,140

842,12500

.004,1

2

2 2

t

t I

+

−

=+

073,0

981,0.0388,0)

621,0(

.2

2 2

2

=+

=

d p

B d

b



)/

(976,010.073,0.7902,010.981,0

)27340

(288

5 5

2

2 2

2

kgkkk m

p B

T v

Bảng 1 Trạng thái của tác nhân sấy trong quá trình sấy lý thuyết

Đại lượng Trạng thái không

khí ban đầu(A)

Trạng thái không khí vào thiết bị sấy

(B)

Trạng thái không khí ra khỏi thiết bị

2.1.2 TÍNH THÔNG SỐ CỦA TÁC NHÂN SẤY THEO THỰC TẾ

Một thiết bị sấy ngoài tổn thất do tác nhân sấy mang đi còn có thề có nhiệt lượng bổ sung Qbs và luôn luôn tồn tại tổn thất nhiệt ra môi trường qua kết cấu bao

Trang 13

che Qbc, tổn thất nhiệt do thiết bị sấy chuyển tải và tổn thất nhiệt lượng do vật liệu sấy mang đi QV.

Trong thiết bị sấy thùng quay, không sử dụng nhiệt bổ sung và thiết bị không có thiết bị chuyển tải, dó đó Qbs=0, Qct=0

➢ Nhiệt lượng đưa vào hệ thống sấy gồm:

• Nhiệt lượng do tác nhân sấy nhận được trong calorifer: L(I1 - I0)

• Nhiệt lượng bổ sung Qbs

• Nhiệt vật lý do thiết bị chuyển tải mang vào : Gct Cct tct1

• Nhiệt vật lý do vật liệu sấy mang vào: [(G1-W)CV1+WCa].tV1

➢ Nhiệt lượng đưa ra khỏi thiết bị sấy gồm:

• Nhiệt lượng tổn thất do tác nhân sấy mang đi L(I2 - I0)

• Nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che: Qbc

• Nhiệt vật lý do thiết bị chuyển tải mang ra : GctCcttct2

• Nhiệt vật lý do vật liệu sấy mang ra: G2CV2tV2.

Với:

• tV1: nhiệt độ ban đầu của vật liệu sấy, thường lấy bằng nhiệt độ môi trường: tv1 = to = 27oC

• tV2: nhiệt độ cuối cùa vật liệu sấy sau khi ra khỏi thiết bị sấy:

tv2 = t2 – (50C) = 40 – 5 = 35oC , ta chọn nhỏ hơn nhiệt độ đầu ra của tác nhân sấy 3-50C

Cv1 = Cv2 = Cv: nhiệt dung riêng của vật liệu sấy vào và ra khỏi thiết bị sấy là như nhau Ở đây nhiệt dung riêng của vật liệu sấy ở 2 =0,2% :

Cv = Cvk(1-2) + Ca 2,kJ/kgoK (CT [2])

Với: Ca: nhiệt dung riêng của ẩm (nước), Ca=Cn=4180 (J/kg0K)

Cvk=1,45(kJ/kg.K): nhiệt dung riêng của vật liêu khô

Trang 14

d d

, 36

5 ,

➢ Tổn thất nhiệt qua cơ cấu bao che

Tổn thất nhiêt qua cơ cấu bao che hay qua môi trường Qbc thường chiếm khoảng 3-5% nhiệt lượng tiêu hao hữu ích Qbc=(0,03-0,05)Qhi

Trong đó : Qhi - là nhiệt hữu ích cần thiết để làm bay hơi ẩm trong vật liệu:

Qhi = W.[rtv1 + Ca(t2 – tv1)]

Với: rtv1- ẩn nhiệt hóa hơi chủa nước trong vật liệu sấy ở nhiệt độ vào,

rtv1=2437 kJ/kg (nội suy) (hoctp.com)

 Qhi = 36,07.[2437 + 1,842.(40 – 27)] = 88766,32 (kJ/h)

Qbc = 0,03.Qhi= 0,03.88766,32 =2662,99 (kJ/h)

83 , 73 07

, 36

99 ,

Đặt  =C a t V1−q bc −q V: nhiệt lượng riêng cần bổ sung cho quá trình sấy thực, là

đại lượng đặc trưng cho sự sai khác giữa quá trình sấy thực tế và sấy lý thuyết

➢ Quá trình sấy ly thuyết: =0

Nhiệt lượng tiêu hao cho quá trình sấy lý thuyết:

Q = L(I2 – Io) =1794,53.(140,21 - 74,788) = 117401,74(kJ/h)

q = l(I1 – Io)=49,75(140,21 - 74,788)= 3254,74(kJ/kg ẩm)

Trang 15

➢ Quá trình sấy thực tế: 0

V bc V

I = + 

1 2

Tuy nhên vì chưa biết l nên ta xác định độ chứa ẩm d2 trước thông qua t2 đã biết:

➢ Độ chứa ẩm của tác nhân sấy

)(

2

1 2

1



−+

−

=

i

i d t t C

(CT 7.31/138–[2])Trong đó:

i1= 2500+1,842.90=2665,78(KJ/kg)

i2= 2500+ 1,842.40=2573,68(KJ/kg)

568,672573,68

568,67)78

,2665(0187,0)4090(004,1

+

++

−

=

➢ Enthalpy

)/

(24,130)

40.842,12500(035,040.004,1

).842,12500(

004,

2

kgkkk kj

t d

t I

=+

+

=

++

=

) ( 073 , 0 40 5 , 235

42 , 4026 12

exp 5

, 235

42 , 4026 12

073 , 0

981 , 0 035 , 0 )

621 , 0 (

.

2

2 2

2

= +

=

d p

B d b



Trang 16

0 , 971 ( / )

10 073 , 0 717 , 0 10 981 , 0

) 273 40 ( 288

.

5 5

2

2 2

2

kgkkk m

p B

T v

, 0 035 , 0

07 , 36

1 2

s kg h

kg d

1 1

1 2

kgâm kg d

d W

• Lượng nhiệt cung cấp:

68 , 3970 36,07

➢ Lưu lượng thể tích trung bình trong quá trình sấy thực:

+ Lưu lượng thể tích ở trạng thái trước quá trình sấy thực:

).

25 , 0 1 ( 4

).

25 , 0 1 ( ).

1

2 2

F

Trang 17

➢ Tốc độ TNS trong quá trình sấy thực:

0 , 979 ( / )

649 , 0

636 , 0

s m F

V

v tb

Chọn tốc độ tác nhân sấy trong thùng: 1m/s

Bảng 2 Trạng thái của tác nhân sấy trong quá trình sấy thực tế

Đại lượng Trạng thái không

khí ban đầu(A)

Trạng thái không khí vào thiết bị sấy

(B)

Trạng thái không khí ra khỏi thiết bị

,01

002,002,02000

2 1

G

k

/1960)

02,01(2000

)1

()

Giả sử lượng khí vào ra thiết bị sấy là không đổi, kí hiệu là : L 0 (kg/h)

Theo phương trình cân bằng vật chất ta có:

L0d1 + G11 = L0d2 + G22

Trang 18

• Lượng không khí khô cần thiết trong 1h:

)/(53,17940187

,00388,0

07,36

0 2

d d

1 1

0 2

L

• Phương trình cân bằng nhiệt cho thiết bị sấy lý thuyết

KJ/h) 117401,74(

= 74,788) -

40,21 1794,53.(1 )

( )

,36

74,1174010

) (

120

2 1

 – hệ số điền đầy( chọn =0,25)

x – khối lượng riêng xốp trung bình của vậy liệu trong thùng quay

1, 2 – độ ẩm đầu và cuối của vật liệu, tính bằng % khối lượng chung

A – cường độ bốc hơi ẩm

Vậy thời gian sấy: 33 , 78

)]

2 , 0 2 ( 200 [

8

) 2 , 0 2 (

990 120 25 , 0

= +

−

=

) 100 (

37 , 0

2350 lg

10 20

Trong đó:

Trang 19

tb – độ ẩm trung bình của vật liệu trước khi sấy và sau khi sấy (%)

1 , 1

2

2 , 0 2 2

37 , 0

2350 )

78 , 33 lg(

10

+

− +

−

=

h

Định dạng
Số trang	39
Dung lượng	774,98 KB