Nghiên cứu mô hình điều khiển mô phỏng quá trình sấy

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu mơ hình điều khiển mơ q trình sấy PHẠM THỊ TRANG trang.ptcb180146@sis.hust.edu.vn Ngành Kỹ thuật Hóa học Giảng viên hướng dẫn: TS Nghiêm Xuân Sơn Viện: Kỹ thuật Hóa học HÀ NỘI, 10/2020 Chữ ký GVHD CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn : Phạm Thị Trang Đề tài luận văn: Nghiên cứu mơ hình điều khiển mơ q trình sấy Chun ngành: Kỹ thuật Hóa học Mã số SV: CB180146 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 30 tháng 10 năm 2020 với nội dung sau: - Chỉnh sửa tên đề tài thành: Nghiên cứu mơ hình điều khiển mơ q trình sấy - Thêm tính chất vật liệu sấy - Đưa đánh giá tương xứng với kết thực nghiệm - Thêm tên đơn vị cho trục đồ thị Ngày 10 tháng 11 năm 2020 Giáo viên hướng dẫn Tác giả luận văn CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG ĐỀ TÀI LUẬN VĂN NGHIÊN CỨU MƠ HÌNH ĐIỀU KHIỂN MƠ PHỎNG Q TRÌNH SẤY Giáo viên hướng dẫn Ký ghi rõ họ tên Lời cảm ơn Để hoàn thành luận văn này, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: TS Nghiêm Xuân Sơn hướng dẫn tận tình, tâm huyết thầy suốt khoảng thời gian em tiến hành luận văn nghiên cứu Các thầy mơn Q trình & Thiết bị Cơng nghệ Hóa – Thực phẩm tạo điều kiện sở vật chất để em hồn thành luận văn Các em sinh viên ngành Q trình & Thiết bị Cơng nghệ Hóa – Thực phẩm ngành Tự động hóa Cơng nghiệp giúp đỡ em nhiều trình thực luận văn Lời cuối xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến gia đình, người chia sẻ, đồng hành em q trình học tập nghiên cứu Tóm tắt nội dung luận văn Do trình sấy liên quan đến việc trì hình dạng vật liệu sấy, kiểm sốt q trình sấy tốt giảm tỷ lệ sản phẩm loại giảm tỷ lệ thất bại trình nung Để điều khiển trình sấy, cần xây dựng mơ hình phản ánh xác thay đổi thơng số quan trọng theo thời gian Chính vậy, luận văn tập trung vào vấn đề xây dựng mô hình điều khiển trình sấy gạch sử dụng máy sấy đối lưu gián đoạn Về mặt lí thuyết: Sử dụng phương trình cân vật chất, cân nhiệt lượng, phương trình truyền nhiệt, chuyển khối để xây dựng lên lớp mơ hình đối tượng nghiên cứu dạng hệ phương trình trạng thái Về mặt thực nghiệm: Kết nối hệ thống cảm biến đo thông số trình sấy cách tự động, xây dựng phần mềm điều khiển trình sấy PLC Siemens 1200, xây dựng phần mềm tính tốn xác định độ ẩm tới hạn vật liệu sấy Tiến hành thí nghiệm để ước lượng mơ hình kiểm chứng mơ hình Kết xây dựng mơ hình điều khiển trình sấy dạng hệ phương trình trạng thái Hệ phương trình trạng thái sử dụng làm sở nghiên cứu để thiết kế điều khiển trình sấy gạch sử dụng máy sấy đối lưu gián đoạn HỌC VIÊN Ký ghi rõ họ tên MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC PHƯƠNG TRÌNH ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Mục tiêu nghiên cứu 1.2 Tổng quan phương pháp sấy 10 1.3 Tính chất vật liệu sấy 11 1.3.1 Nhóm kaolinite 11 1.3.2 Nhóm montmoriolite (Al2O3.4SiO2.H2O + nH2O) 12 1.3.3 Nhóm khống chứa alkali (cịn gọi illite hay mica) 13 1.3.4 Thành phần hạt: 14 1.3.5 Khả trương nở thể tích hấp phụ trao đổi ion : 14 1.3.6 Tính dẻo: 14 1.3.7 Tính co ngót: 14 1.4 Giới thiệu mơ hình điều khiển 15 1.5 Các phương pháp xây dựng mơ hình 15 1.5.1 Phương pháp lí thuyết 15 1.5.2 Phương pháp thực nghiệm 15 1.5.3 Phương pháp bán thực nghiệm 16 CHƯƠNG 2.XÂY DỰNG DẠNG MƠ HÌNH BẰNG LÝ THUYẾT 17 2.1 Lớp mơ hình trình sấy 17 2.2 Nguyên tắc để xây dựng mơ hình sấy 17 2.3 Phương trình cân vật chất cân nhiệt lượng 18 2.3.1 Phương trình cân vật chất .18 2.3.2 Phương trình cân lượng: 19 2.4 Các phương trình truyền nhiệt, chuyển khối 21 2.5 Phương trình thay đổi độ ẩm vật liệu theo thời gian .25 2.5.1 Giai đoạn đốt nóng vật liệu 25 2.5.2 Giai đoạn sấy đẳng tốc 25 2.5.3 Giai đoạn sấy giảm tốc 26 2.6 Xây dựng mô hình 27 2.6.1 Xác định đầu vào, đầu ra, thông số trạng thái .27 2.6.2 Lập hệ phương trình trạng thái 28 2.6.3 Xác định thay đổi độ ẩm vật liệu theo thời gian 29 2.6.4 Xác định thay đổi nhiệt độ vật liệu theo thời gian 30 2.6.5 Xác định thay đổi độ ẩm tác nhân sấy theo thời gian 31 2.6.6 Xác định thay đổi nhiệt độ tác nhân sấy theo thời gian 31 2.6.7 Hệ phương trình trạng thái 32 CHƯƠNG 3.THỰC NGHIỆM 34 3.1 Các yếu tố cần xác định 35 3.1.1 Biến thiên khối lượng vật ẩm cần sấy: 36 3.1.2 Nhiệt độ độ ẩm tác nhân sấy máy sấy, T g Y 37 3.1.3 Nhiệt độ bề mặt vật liệu T m 38 3.1.4 Đo tốc độ gió: 38 3.2 Xây dựng hệ thống thí nghiệm .39 3.2.1 Kết nối phần cứng 39 3.2.2 Lập trình phần mềm điều khiển .40 3.2.3 Hướng dẫn sử dụng phần mềm điều khiển 42 3.3 Các thí nghiệm cần tiến hành 46 3.3.1 Thí nghiệm xác định độ ẩm ban đầu vật liệu 46 3.3.2 Thí nghiệm chuẩn cảm biến bề mặt 47 3.3.3 Thí nghiệm chuẩn cảm biến đo nhiệt độ, độ ẩm theo cảm biến nhiệt độ bề mặt 48 3.3.4 Thí nghiệm chuẩn cân điện tử 48 3.3.5 Thí nghiệm xác định phương trình thay đổi độ ẩm vật liệu theo thời gian nhiệt độ khác PID 49 3.3.6 Thí nghiệm xác định phương trình thay đổi độ ẩm vật liệu theo thời gian tốc độ thổi gió khác 49 CHƯƠNG 4.KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 51 4.1 lí: Kết thí nghiệm xác định độ ẩm ban đầu vật liệu thông số vật 51 4.2 Kết thí nghiệm chuẩn cảm biến bề mặt 51 4.3 Thí nghiệm chuẩn cảm biến đo nhiệt độ, độ ẩm theo cảm biến bề mặt 52 4.4 Kết thí nghiệm chuẩn cân điện tử 53 4.5 Kết quan sát trực quan chế độ khác 54 4.6 Các thông số vật liệu sấy 57 4.7 Các thông số tác nhân sấy 59 4.8 Kết xác định X c , X e , R c theo thực nghiệm 60 4.9 Các kết tính tốn thơng số 63 4.10 Kiểm chứng mơ hình (đối lưu tự nhiên) 65 4.11 Kiểm chứng mô hình (đối lưu cưỡng bức) 68 KẾT LUẬN 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 PHỤ LỤC 74 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1: Một số loại Fine Ceramic .8 Hình 2: Cấu trúc tinh thể kaolinite 11 Hình 3: Cấu trúc tinh thể montmorilonite 12 Hình 4: Cấu trúc tinh thể Illite/mica 13 Hình 5: Thí nghiệm sấy 34 Hình 6: Sơ đồ cân đối trọng .37 Hình 7: Cân điện tử 37 Hình 8: Đầu đo nhiệt độ độ ẩm .38 Hình 9: Cảm biến đo nhiệt độ bề mặt 38 Hình 10: Cảm biến đo tốc độ gió .39 Hình 11: Rơ le bán dẫn 41 Hình 12: Quạt thổi gió .41 Hình 13: Rơ le bán dẫn 42 Hình 14: Phần mềm điều khiển 42 Hình 15: Giao diện điều khiển 43 Hình 16: Chức đồ thị phần mềm 45 Hình 17: Thí nghiệm xác định độ ẩm vật liệu sấy 47 Hình 18: Thí nghiệm chuẩn cảm biến bề mặt 47 Hình 19: Thí nghiệm chuẩn cảm biến đo nhiệt độ tác nhân với cảm biến bề mặt 48 Hình 20: Thí nghiệm xác định phương trình thay đổi độ ẩm vật liệu sấy 49 Hình 21: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc T2 vào T1 52 Hình 22: Đồ thị thể đáp ứng khác cảm biến .52 Hình 23: Vật liệu sấy ngày 01/07/2020 55 Hình 24: Vật liệu sấy ngày 03/07/2020 56 Hình 25: Vật liệu sấy ngày 29/06/2020 56 Hình 26: Cách đo độ cong vật liệu sấy 57 Hình 27: : Đồ thị tương quan số liệu tính tốn số liệu thí nghiệm 90oC, khơng quạt 60 Hình 28: Đồ thị tương quan số liệu tính tốn số liệu thí nghiệm 95oC, không quạt 61 Hình 29: Đồ thị tương quan số liệu tính tốn số liệu thí nghiệm 85oC, khơng quạt 61 Hình 30: Đồ thị tương quan số liệu tính tốn số liệu thí nghiệm 95oC, 40% quạt 62 Hình 31: Đồ thị tương quan số liệu tính tốn số liệu thí nghiệm 95oC, 60% quạt 62 Hình 32: Đồ thị tương quan số liệu tính tốn số liệu thí nghiệm 95oC, 80% quạt 63 Hình 33: Sự thay đổi độ ẩm vật liệu theo thời gian 66 Hình 34: Sự thay đổi nhiệt độ vật liệu theo thời gian 66 Hình 35: Sự thay đổi độ ẩm tác nhân sấy theo thời gian 66 Hình 36: Sự thay đổi hàm nhiệt tác nhân sấy theo thời gian 67 Hình 37: Sự thay đổi độ ẩm vật liệu theo thời gian 68 Hình 38: Sự thay đổi nhiệt độ vật liệu theo thời gian 68 Hình 39: Sự thay đổi độ ẩm tác nhân sấy theo thời gian 69 Hình 40: Sự thay đổi hàm nhiệt tác nhân sấy theo thời gian 69 Hình 41: Giao diện phần mềm tính tốn Xc 74 Hình 42: Chương trình mơ 75 DANH MỤC PHƯƠNG TRÌNH PT 17 PT 18 PT 19 PT 19 PT 20 PT 20 PT 20 PT 20 PT 21 PT 10 21 PT 11 26 PT 12 27 PT 13 29 PT 14 29 PT 15 29 PT 16 30 PT 17 30 PT 18 31 PT 19 31 PT 20 32 0,35 X (kg ẩm/ kg vật liệu khô) 0,3 0,25 0,2 X 0,15 Xtt 0,1 0,05 0 5000 10000 15000 20000 25000 t (s) Hình 28: Đồ thị tương quan số liệu tính tốn số liệu thí nghiệm 95oC, khơng quạt 0,35 X (kg ẩm/ kg vật liệu khô) 0,3 0,25 0,2 X 0,15 Xtt 0,1 0,05 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 t (s) Hình 29: Đồ thị tương quan số liệu tính tốn số liệu thí nghiệm 85oC, không quạt 61 0,35 X (kg ẩm/ kg vật liệu khô) 0,3 0,25 0,2 X 0,15 Xtt 0,1 0,05 -0,05 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 t (s) Hình 30: Đồ thị tương quan số liệu tính tốn số liệu thí nghiệm 95oC, 40% quạt 0,4 X (kg ẩm/ kg vật liệu khô) 0,35 0,3 0,25 0,2 X 0,15 X_TT 0,1 0,05 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 t (s) Hình 31: Đồ thị tương quan số liệu tính tốn số liệu thí nghiệm 95oC, 60% quạt 62 0,4 X (kg ẩm/ kg vật liệu khô) 0,35 0,3 0,25 0,2 X 0,15 Xtt 0,1 0,05 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 t (s) Hình 32: Đồ thị tương quan số liệu tính tốn số liệu thí nghiệm 95oC, 80% quạt Qua số liệu tính tốn thấy kết tương đối xác so với số liệu thực nghiệm 4.9 Các kết tính tốn thơng số Điều kiện thí nghiệm 90oC, không quạt 95oC, không quạt 85oC, không quạt 95oC, 40% quạt o 95 C, 60% quạt o 95 C, 80% quạt Tốc độ gió, m/s 0 5,1 7,6 10 𝛼𝑚 , kg ẩm/m2.s.bar 𝑊𝐵 , kg kkk/s 2,75.10−4 4,69.10−4 3,3.10−4 3,86.10−4 8,87.10−4 15.10−4 3,98.10−4 6,46.10−4 10−3 𝛼, 𝑄, W W/m2.K c d 9,63 96,2 20,56 -0,028 4.10−4 10,99 118,2 15,66 0,03 9,75 84,2 10,3 -0,03 18,4.10−4 15,98 262,4 9,86 -0,075 16,5 247,6 10,5 -0,12 14,8.10−4 17,93 260,4 7,62 -0,14 So sánh kết tính tốn thơng số điều kiện sấy khác thấy Khi độ ẩm vật liệu sấy giảm xuống nhỏ độ ẩm tới hạn (X c ) áp suất bề mặt vật liệu (P bm ) phụ thuộc vào tốc độ Khi tốc độ quạt gió nhỏ áp suất 63 P bm phụ thuộc nhiều vào độ ẩm vật liệu, tốc độ gió tăng phụ thuộc giảm Ngoài thay đổi hệ số cấp khối 𝛼𝑚 hệ số cấp nhiệt 𝛼 trường hợp đối lưu cưỡng phụ thuộc vào tốc độ quạt gió (giả sử khoảng nhiệt độ thí nghiệm Pr khơng đổi) hay nói cách khác tỉ lệ thuận với chuẩn số Reynold theo số mũ h=0,6 m=0,2 Đối với trường hợp đối lưu tự nhiên biến đổi hệ số cấp khối 𝛼𝑚 hệ số cấp nhiệt 𝛼 không rõ ràng theo trường hợp Ở coi hệ số không đổi khoảng nhiệt độ khảo sát Tính trung bình chế độ ta 𝛼𝑚 = 3,34.10−4 kg ẩm/m2.s.bar 𝛼 = 10,12 W/m2.K Đối với W B , theo dự đốn tốc độ quạt gió tăng W B tăng, nhiên có sai lệch tốc độ sấy 60% 80% quạt, điều độ chứa ẩm khác khơng khí bên ngồi (Y o ) Khi độ chứa ẩm lớn dù quạt thổi mạnh W B khơng thay đổi tương ứng W B tính theo khơng khí khơ  Hệ phương trình trạng thái sấy chế độ 90oC, không quạt 𝑥3 0,0688 𝑑𝑋 = −3,34.10−4 �𝑃𝑏𝑚 − � 0,622+𝑥3 0,356 𝑑𝑡 𝑥4 − 2493 103 𝑥3 0,0688 𝑥3 𝑑𝑇𝑚 𝒙𝟐̇ = = − 𝑥2 � − 3,34.10−4 �𝑃𝑏𝑚 − � 2364,8 103 � �10,12 � 𝑑𝑡 1000 + 1,97 103 𝑥3 0,622+𝑥3 0,92 10 + 4,179 𝑥1 0,356 𝑥3 −4 −4 𝑑𝑌 4,7.10 (0,026 − 𝑥3 ) + 3,34.10 �𝑃𝑏𝑚 − 0,622+𝑥3 � 0,0688 ̇ 𝒙𝟑 = = ⎨ 0,06 𝑑𝑡 ⎪ 𝑥3 𝑥4 − 2493 103 𝑥3 −4 (102630,4 −4 ) − 𝑥4 + 96,2 − 0,0688 [10,12 � �𝑃𝑏𝑚 − � (2364,8 103 + 4,179 𝑥2 )] ⎪ 𝑥 − 𝑥2 � + 3,34.10 𝑑𝑖𝑔 4,7.10 0,622+𝑥3 1000 + 1,97 10 ⎪𝑥4̇ = = 𝑑𝑡 0,06 ⎪ 𝑦1 = 𝑥1 ⎪ ⎩ 𝑦2 = 𝑥2 𝒙𝟏̇ = ⎧ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ - Khi x ≥ 0,05 P bm = P bh 𝑃𝑏ℎ = 10 - Khi x < 0,05 P bm = 10 4,65− 1435,26 4,65− −64,85+𝑥3 1435,26 −64,85+𝑥3 , 𝑏𝑎𝑟 (20,56 x - 0,028)  Hệ phương trình trạng thái sấy chế độ 95 độ, 80% quạt 64 𝑥3 0,0688 𝑑𝑋 = −10−3 �𝑃𝑏𝑚 − � 0,622+𝑥3 0,332 𝑑𝑡 𝑥4 − 2493 103 𝑥3 0,0688 𝑥3 𝑑𝑇𝑚 𝒙𝟐̇ = = − 𝑥2 � − 10−3 �𝑃𝑏𝑚 − � 2364,8 103 � �17,93 � 𝑑𝑡 1000 + 1,97 103 𝑥3 0,622+𝑥3 0,92 10 + 4,179 𝑥1 0,332 𝑥3 −4 −3 𝑑𝑌 7,4.10 (0,024 − 𝑥3 ) + 10 �𝑃𝑏𝑚 − 0,622+𝑥3 � 0,0688 𝒙𝟑̇ = = 0,06 𝑑𝑡 𝑥3 𝑥4 − 2493 103 𝑥3 −4 (97293,2 ) − 𝑥4 + 130,2 − 0,0688 [17,93 � − 𝑥2 � + 10−3 �𝑃𝑏𝑚 − � (2364,8 103 + 4,179 𝑥2 ) 𝑑𝑖𝑔 7,4.10 0,622+𝑥3 1000 + 1,97 103 𝑥3 𝑥4̇ = = 𝑑𝑡 0,06 𝑦1 = 𝑥1 𝑦2 = 𝑥2 𝒙𝟏̇ = - Khi x ≥ 0,15 P bm = P bh 𝑃𝑏ℎ = 10 4,65− 1435,26 4,65− −64,85+𝑥3 1435,26 −64,85+𝑥3 , 𝑏𝑎𝑟 - Khi x < 0,15 P bm = 10 (7,62 x - 0,14) - Cơng thức thực nghiệm tính tỉ lệ hệ số cấp nhiệt hệ số cấp khối 𝑁𝑢 = 𝐴1 𝑃𝑟 𝑛 𝑅𝑒 0,2 𝑁𝑢𝑚 = 𝐴4 𝑅𝑒𝑚 ℎ 𝑃𝑟𝑚 0,6 Vậy thông số đầu vào thông số trạng thái đầu phụ thuộc tham số như: - Các thơng số vật lí: C s , C A1 , r, ƍ kkk - Các thông số vật liệu sấy: F s , a, X c - Thơng số thể tích buồng sấy: V - Trạng thái ban đầu hệ sấy: X , T m0 , Y , i g0 - Các tham số: 𝛼, 𝛼𝑚 , W B , Q, tốc độ gió u A buồng 4.10 Kiểm chứng mơ hình (đối lưu tự nhiên) Thí nghiệm 90oC, khơng quạt 65 độ ẩm vật liệu sấy (kg ẩm/kg vật liệu khô) 0,50000 0,45000 0,40000 0,35000 0,30000 0,25000 0,20000 0,15000 0,10000 0,05000 0,00000 X x1 0,00 5000,0010000,0015000,0020000,0025000,00 Thời gian (s) Hình 33: Sự thay đổi độ ẩm vật liệu theo thời gian nhiệt độ vật liệu sấy (oC) 250 200 150 Tm 100 x2 50 0,00 5000,00 10000,00 15000,00 20000,00 25000,00 Thời gian (s) Hình 34: Sự thay đổi nhiệt độ vật liệu theo thời gian Độ ẩm tác nhân sấy (kg ẩm/ kg kkk) 0,06 0,05 0,04 0,03 Y 0,02 x3 0,01 0 5000 10000 15000 20000 25000 Thời gian (s) Hình 35: Sự thay đổi độ ẩm tác nhân sấy theo thời gian 66 Hàm nhiệt tác nhân sấy (J/kg kkk) 350000 300000 250000 200000 150000 ig 100000 x4 50000 0 5000 10000 15000 20000 25000 Thời gian (s) Hình 36: Sự thay đổi hàm nhiệt tác nhân sấy theo thời gian 67 4.11 Kiểm chứng mơ hình (đối lưu cưỡng bức) Thí nghiệm 95oC, 80% quạt Độ ẩm vật liệu sấy (kg ẩm/ kg vật liệu khô) 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 X 0,15 x1 0,1 0,05 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 Thời gian (s) Hình 37: Sự thay đổi độ ẩm vật liệu theo thời gian Nhiệt độ vật liệu sấy (oC) 250 200 150 Tm 100 x2 50 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 thời gian (s) Hình 38: Sự thay đổi nhiệt độ vật liệu theo thời gian 68 0,06 Y (kg ẩm/ kg kkk) 0,05 0,04 0,03 Y x3 0,02 0,01 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 t (s) Hình 39: Sự thay đổi độ ẩm tác nhân sấy theo thời gian 300000 ig (J/ kg kkk) 250000 200000 150000 ig x4 100000 50000 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 t (s) Hình 40: Sự thay đổi hàm nhiệt tác nhân sấy theo thời gian Qua số liệu mơ nhận thấy thay đổi độ ẩm vật liệu sấy theo thời gian có xu hướng giảm chậm so với thực nghiệm Ngoài nhiệt độ vật liệu sấy hàm nhiệt tác nhân sấy mô tăng cao nhiều so với thực nghiệm Điều giải thích máy sấy chưa cung cấp đủ nhiệt lượng Ngồi cơng suất đốt trình giảm tốc nhỏ trình đẳng tốc nên việc cố định Q mơ với giai đoạn đẳng tốc dẫn đến sai lệch Để khắc phục điều ta giảm nhiệt lượng Q mơ hình mơ sử dụng mức nhiệt lượng khác trình đẳng tốc giảm tốc, nhiên, điều dẫn đến việc độ ẩm vật liệu sấy giảm chậm hơn, phải tăng hệ số cấp khối hệ số cấp nhiệt để tăng tốc độ sấy 69 Các số liệu thay đổi sau: điều kiện sấy 90 độ, không quạt Q đẳng tốc: 80W Q giảm tốc: 30W α m : 13.36 (kg ẩm/m2.s.bar) α: 40,4 (W/m2.K) 0,40000 X (kg ẩm/ kg vật liệu khô) 0,35000 0,30000 0,25000 0,20000 X 0,15000 x1 x1 0,10000 0,05000 0,00000 0,00 5000,00 10000,00 15000,00 20000,00 25000,00 t (s) 250 Tm (oC) 200 150 Tm 100 x2 x2 50 0,00 5000,00 10000,00 15000,00 20000,00 25000,00 t (s) 70 0,06 Y (kg ẩm/ kg kkk) 0,05 0,04 Y 0,03 x3 0,02 x3 0,01 0,00 5000,00 10000,00 15000,00 20000,00 25000,00 t (s) Hàm nhiệt tác nhân sấy (J/kg kkk) 350000 300000 250000 200000 ig 150000 x4 x4 100000 50000 0,00 5000,00 10000,00 15000,00 20000,00 25000,00 Thời gian (s) Sau thay đổi số liệu, thấy chênh lệch thực tế mơ có giảm Tuy nhiên công suất sấy chia làm mức nên thay đổi đột ngột so với thực nghiệm 71 KẾT LUẬN Luận văn thực nhiệm vụ sau: Xây dựng hệ phương trình trạng thái lí thuyết mô tả đối tượng máy sấy đối lưu gián đoạn, vật liệu sử dụng để sấy đất sét Xây dựng hệ thí nghiệm để tiến hành thực nghiệm, xác định tham số hệ phương trình trạng thái Các phép đo tiến hành tự động, cảm biến đo chuẩn để hạn chế sai số đến mức tối đa Đơn giản hóa mơ hình lí thuyết cách giả sử thơng số vật lí nhiệt dung riêng, ẩn nhiệt hóa hơi, độ nhớt, độ dẫn nhiệt… không thay đổi khoảng nhiệt độ xét, ngồi giả sử thơng số hệ số cấp nhiệt hệ số cấp khối không thay đổi suốt thời gian sấy Sử dụng thông số giai đoạn đẳng tốc để tính tốn tham số hệ phương trình trạng thái Bước đơn giản hóa giả sử tham số không thay đổi suốt trình sấy Tìm hệ số thực nghiệm phụ thuộc hệ số cấp nhiệt hệ số cấp khối vào chuẩn số Reynold (quá trình đối lưu cưỡng bức) Tìm hệ phương trình trạng thái mô tả máy sấy đối lưu gián đoạn, tiến hành mơ để kiểm chứng mơ hình Sau kiểm chứng thấy hệ phương trình mơ tả xác thay đổi theo thời gian đầu X, đầu T m , Y, i g việc mô với đầu vào Q cố định dẫn đến sai số lớn với thực nghiệm giai đoạn giảm tốc Để ứng dụng thực tế cần phải có nghiên cứu kĩ Mơ hình sử dụng làm cở để tiếp tục nghiên cứu để mơ giai đoạn giảm tốc cách xác hơn, từ thiết kế điều khiển dùng để điều khiển máy sấy đổi lưu gián đoạn Ngồi q trình nghiên cứu nhận thấy thay đổi nhiệt độ bên phía bề mặt vật liệu có đảo ngược chiều suốt thời gian sấy Đây điểm cần lưu ý nghiên cứu sâu Tuy nhiên thời gian không cho phép nên vấn đề xem xét nghiên cứu 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Arun S Mujumdar et al, Handbook of Industrial Drying, Taylor & Francis Group, LLC, 2006 [2] Nguyễn Bin, Các q trình, thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm, tập 4, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2008 [3] Tập thể tác giả, Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2006 [4] Nguyễn Bin, Các trình, thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm, tập 3, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2004 [5] Hoàng Văn Chước, Kĩ thuật sấy, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 1997 [6] "https://webbook.nist.gov/," [Online] Available: https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C7732185&Mask=4&Type= ANTOINE&Plot=on#ANTOINE [7] Mai Thị Trinh, "Nghiên cứu trình sấy gạch," Đồ án tốt nghiệp, 2019 73 PHỤ LỤC A1.Chi tiết số liệu thí nghiệm  90 độ, không quạt  95 độ, không quạt  95 độ, 40% quạt  95 độ, 80% quạt A2.Các phần mềm sử dụng Phần mềm điều khiển TIA Portal V13 SP1 Phần mềm tính tốn Excel Phần mềm Matlab Phần mềm tính tốn Xc Hình 41: Giao diện phần mềm tính tốn Xc 74 A3.Chi tiết sơ đồ mơ Hình 42: Chương trình mơ 75 ... độ sấy Để điều khiển q trình sấy hiệu cần phải có mơ hình phản ánh mối quan hệ đầu vào điều khiển đầu cần điều khiển Luận văn tập trung xây dựng mơ hình điều khiển q trình sấy gạch  Nội dung nghiên. .. liệu sấy Tiến hành thí nghiệm để ước lượng mơ hình kiểm chứng mơ hình Kết xây dựng mơ hình điều khiển trình sấy dạng hệ phương trình trạng thái Hệ phương trình trạng thái sử dụng làm sở nghiên cứu. .. người sử dụng dễ dàng điều khiển trình sấy mà khơng cần tác động đến phần mềm 42 Hình 15: Giao diện điều khiển  Các bước sử dụng phần mềm để điều khiển trình sấy - Màn hình giao diện gồm khu