Thiết kế hệ thống sấy thùng quay cà phê thóc năng suất 1600kg sản phẩm/h

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM HUẾ KHOA CƠ KHÍ CƠNG NGHỆ - CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN THIẾT BỊ Họ tên sinh viên: Trương Viết Lợi Lớp: Công nghệ sau thu hoạch 48 Ngành: Công nghệ sau thu hoạch 1/ Tên đề tài: Thiết kế hệ thống sấy thùng quay cà phê thóc suất 1600kg sản phẩm/h 2/ Các số liệu ban đầu: Nguyên liệu: Cà phê thóc ướt Arabica Năng suất sản xuất sản phẩm: 1600kg/h Độ ẩm ban đầu sản phẩm: w1 = 25% Độ ẩm cuối sản phẩm: w2 = 13,5% Nhiệt độ tác nhân sấy vào: t1 = 80ºC Nhiệt độ tác nhân sấy ra: t2 = 38ºC Độ ẩm môi trường: φ0 = 81% Nhiệt độ môi trường: t0 = 25oC 3/ Nội dung phần thuyết minh tính tốn: Đặt vấn đề Chương 1: Tổng quan sấy nguyên liệu cà phê Chương 2: Tính cân vật chất q trình Chương 3: Tính cân lượng Chương 4: Tính tốn thiết bị Chương 5: Tính tốn thiết bị phụ trợ Kết luận Tài liệu tham khảo Phụ lục 4/ Giáo viên hướng dẫn: Họ tên giáo viên: ThS Nguyễn Quốc Sinh 5/ Ngày giao nhiệm vụ: 6/ Ngày hồn thành nhiệm vụ: Thơng qua môn Ngày tháng .năm 2018 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ThS Nguyễn Quốc Sinh DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH, SƠ ĐỒ DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ Trong năm gần đây, cà phê mặt hàng nông nghiệp xuất quan trọng Việt Nam có kim ngạch hàng năm từ 400 đến 600 triệu Đô la Mỹ, đứng sau gạo Cà phê giữ vị trí kinh tế nước ta Hiện cà phê Việt Nam xuất khắp châu lục từ Bắc Mỹ, Tây Âu, Đông Âu đến Úc, Nam Á, Chất lượng hạt cà phê Việt Nam phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác Trong đó, q trình bảo quản ảnh hưởng lớn đến chất lượng, mặt hàng khơ Thời gian q trình bảo quản dài hay ngắn phụ thuộc nhiều vào độ ẩm thực phẩm Vì vậy, trình sấy cà phê quan trọng ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm Yêu cầu công nghệ sấy nông sản thực phẩm phải giải phóng thủy phần vật liệu sấy xuống mức cần thiết thời gian chấp nhận để yêu cầu nghiêm ngặt như: không tạo mùi lạ từ tác nhân sấy, tổn thất vitamin, đường, đạm, tinh dầu thơm, chất khô mức thấp Các số cảm quan phải hấp dẫn người tiêu dùng Kỹ thuật sấy nghiên cứu từ lâu ứng dụng phổ biển trình sấy Đối với sản phẩm cà phê, người ta có nhiều sản phẩm sấy khác như: sấy vỉ ngang, hầm sấy, sấy thùng quay, hệ thống sấy thùng quay ứng dụng nhiều có nhiều ưu điểm vượt trội so với phương pháp khác Trong đồ án em có nhiệm vụ “Thiết kế hệ thống sấy thùng quay để sấy cà phê thóc với suất 1600kg sản phẩm /h “ Nhằm tìm hiểu kỹ nguyên liệu đặc biệt sấy cà phê thùng quay làm quen với việc tính tốn, thiết kế thiết bị chế biến thực phẩm CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ SẤY VÀ NGUYÊN LIỆU CÀ PHÊ 1.1 Khái niệm chung trình sấy 1.1.1 Khái niệm Sấy trình tách nước (ẩm) khỏi vật liệu rắn hay dung dịch có thay đổi trạng thái bốc thăng hoa Kết làm cho hàm lượng chất khô vật liệu tăng lên Đây trình kỹ thuật phổ biến quan trọng cơng nghiệp đời sống Mục đích trình sấy: - Kéo dài thời gian bảo quản - Tăng tính cảm quan cho thực phẩm - Làm chín phần sản phẩm thực phẩm - Tạo hình cho sản phẩm thực phẩm - Giảm nhẹ khối lượng thuận tiện cho q trình vận chuyển 1.1.2 Ngun lí q trình sấy Sấy q trình làm khơ vật liệu ẩm cung cấp lượng theo trình tự: gia nhiệt vật liệu ẩm, cấp nhiệt để làm khuếch tán ẩm vật liệu, đưa ẩm thoát khỏi vật liệu Quá trình sấy trình chuyển khối có tham gia pha rắn phức tạp bao gồm q trình khuếch tán bên bên vật liệu rắn đồng thời với trình truyền nhiệt Đây trình nối tiếp, nghĩa trình chuyển lượng nước vật liệu từ pha lỏng sang pha hơi, sau đố tách pha khỏi vật liệu ban đầu, vận tốc tồn q trình định giai đoạn chậm Động lực trình chênh lệch độ ẩm lòng vật liệu bên bề mặt vật liệu Quá trình khuếch tán chuyển pha xảy áp suất bề mặt vật liệu lớn áp suất riêng phần nước mơi trường khơng khí xung quanh Trong q trình sấy nhiệt độ mơi trường khơng khí ẩm xung quanh có ảnh hưởng lớn trực tiếp đến vận tốc sấy Hai mặt trình sấy cần nghiên cứu: + Mặt tĩnh lực học: tức dựa vào cân vật liệu cân nhiệt lượng ta tìm mối quan hệ thông số đầu cuối vật liệu sấy, tác nhân sấy từ đố xác định thành phần vật liệu, lượng tác nhân sấy, lượng nhiệt cần thiết cho trình sấy + Mặt động lực học: tức nghiên cứu mối quan hệ biến thiên độ ẩm vật liệu với thời gian sấy thơng số q trình như: tính chất, cấu trúc, kích thước vật liệu sấy điều kiện thủy động lực học tác nhân sấy để từ xác định chế độ, tốc độ thời gian sấy phù hợp 1.1.3 Phân loại phương pháp sấy • Sấy tự nhiên Tiến hành bay lượng tự nhiên lượng mặt trời, lượng gió… (gọi q trình bay tự nhiên) + Ưu điểm phương pháp là: - Tiến hành cách đơn giản, dễ dàng, khơng địi hỏi kĩ thuật cao - Chi phí đầu tư thấp + Nhưng bên cạnh phương pháp lại đem theo nhiều nhược điểm: - Khó điều chỉnh thơng số kĩ thuật sấy, phụ thuộc vào khí hậu - Cần diện tích lớn để thực q trình sấy - Độ ẩm sau sấy không điều chỉnh để đảm bảo yêu cầu - Sản phẩm sấy không đều, dễ bị nhiễm bẩn, nhiễm vi sinh vật - Địi hỏi sứa lao động, nhân cơng lớn - Tốn thời gian, suất thấp • Sấy nhân tạo Thường tiến hành thiết bị sấy để cung cấp nhiệt cho vật liệu ẩm Sấy nhân tạo có nhiều dạng, tùy theo phương pháp truyền nhiệt mà kỹ thuật sấy chia thành nhiều dạng: - Sấy đối lưu: phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp với vật liệu sấy, mà tác nhân truyền nhiệt khơng khí nóng, khói lị,… - Sấy tiếp xúc: phương pháp sấy không cho tác nhân tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy, mà tác nhân sấy truyền nhiệt cho vật liệu sấy gián tiếp qua vách ngăn - Sấy tia hồng ngoại: phương pháp sấy dùng lượng tia hồng ngoại nguồn điện phát truyền cho vật liệu sấy - Sấy dòng điện cao tần: phương pháp dùng dòng điện cao tần để đốt nóng tồn chiều dày vât liệu sấy - Sấy thăng hoa: phương pháp sấy mơi trường có độ chân khơng cao, nhiệt độ thấp, nên độ ẩm tự vật liệu đóng băng bay từ trạng thái rắn thành khơng qua trạng thái lỏng Ngồi cịn có sấy lạnh, sấy phun,… Ưu điểm sấy nhân tạo khắc phục nhược điểm phương pháp sấy tự nhiên Nhưng kéo theo nhược điểm khơng tránh khỏi tốn chi phí đầu tư trang thiết bị chi phí để vận hành, hoạt động thiết bị thực q trình sấy 1.1.4 Tác nhân sấy, chất tải nhiệt chế độ sấy thiết bị sấy: 1.1.4.1 Tác nhân sấy Tác nhân sấy chất dùng để tách ẩm khỏi vật liệu sấy đưa ẩm khỏi thiết bị sấy Trong q trình sấy, cần có tác nhân sấy để thực tách ẩm khỏi vật liệu để đảm bảo đưa vật liệu độ ẩm an tồn Đồng thời, sấy mơi trường bao quanh vật liệu sấy luôn bổ sung lượng ẩm tách từ vật liệu Nếu độ ẩm khơng mang độ ẩm tương đối buồng sấy tăng lên q trình ẩm vật liệu dừng lại, Do nhận tấy nhiệm vụ tác nhân sấy: + Gia nhiệt cho vật liệu sấy + Tách ẩm khỏi vật liệu sấy + Đưa ẩm khỏi thiết bị sấy Cơ chế trình sấy gồm giai đoạn: Gia nhiệt cho vật liệu sấy để làm ẩm hóa mang ẩm từ bề mặt vật vào mơi trường Nếu ẩm khỏi vật liệu mà không mang kịp thời ảnh hưởng tới trình bốc ẩm từ vật liệu sấy chí làm ngừng trệ q trình ẩm Để tải ẩm bay từ vật liệu sấy vào môi trường dùng biện pháp: + Dùng tác nhân sấy làm chất tải nhiệt + Dùng bơm chân không để hút ẩm từ vật liệu sấy thải ngồi ( sấy chân khơng) Trong sấy đối lưu vai trò tác nhân sấy đặc biệt quan trọng đóng vai trị vừa tải nhiệt vừa tải ẩm Các tác nhân sấy thường dùng khơng khí nóng khói lị, q nhiệt, chất lỏng… + Khơng khí ẩm: loại tác nhân sấy thơng dụng dùng cho hầu hết loại sản phẩm Dùng khơng khí ẩm khơng làm sản phẩm sau sấy bị ô nhiễm làm thay đổi mùi vị Tuy nhiên dùng khơng khí ẩm làm tác nhân sấy cần trang bị thêm gia nhiệt khơng khí (calorifer khí, hay khí khói), nhiệt độ sấy không cao, thường nhỏ 180 0C nhiệt độ cao thiết bị trao đổi nhiệt phải chế tạo thép hợp kim hay gốm sứ với chi phí cao + Khói lị: khói lị dùng làm tác nhân sấy nâng nhiệt độ sấy lên 10000C mà không cần thiết bị gia nhiệt, nhiên làm vật liệu sấy bị ô nhiễm gây mùi khói Vì khói dùng cho vật liệu không sợ ô nhiễm gỗ, đồ gốm, số loại hạt có vỏ + Hơi qua nhiệt: tác nhân sấy dùng cho loại sản phẩm dễ bị cháy nổ thường có khả chịu nhiệt độ cao Vì sấy nhiệt nhiệt độ thường lớn 1000C (sấy áp suất khí quyển) 1.1.4.2.Chế độ sấy Chế độ sấy cách thức tổ chức trình truyền chất tác nhân sấy vật liệu sấy thơng số để đảm bảo suất, chất lượng sản phẩm theo yêu cầu chi phí vận hành chi phí lượng hợp lý Một số chế độ sấy thường gặp: - Chế độ sấy có đốt nóng trung gian: Chế độ sấy dùng để sấy vât liệu không chịu nhiệt độ cao - Chế độ sấy hồi lưu phần: Chế độ tiết kiệm lượng lại tốn nhiều chi phí đầu tư thiết bị - Chế độ sấy hồi lưu tồn phần: Là chế độ sấy kín, tác nhân sấy hồi lưu hoàn toàn - Chế độ sấy hồi lưu đốt nóng trung gian 1.1.4.3 Thiết bị sấy Thiết bị sấy thiết bị mà vật liệu tách ẩm để sau khỏi thiết bị sấy vật liệu đạt độ ẩm an toàn Do điều kiện sấy trường hợp khác nên có nhiều cách để phân loại thiết bị sấy: 10 ν4: độ nhớt động khơng khí sau khỏi máy sấy ν4 = ν’’’ = 16,768.10-6 (m2/s); t4 = t2 = 380C; ρ4 = ρ’’’ = 1,1354 (kg/m3)  Re = 28,259.0,4 = 674116,8479 16,768.10 −6 Vì Re > 4000 nên khơng khí ống theo chế độ chảy xoáy + Ở chế độ chảy xốy, ta dùng cơng thức sau để xác định hệ số ma sát cho khu vực:  6,81 0,9 ∆  = −2.lg   ÷ + Re 3,7  λ4    (CT II.65,Tr380, [2]) Trong đó: ∆: độ nhám tương đối, ∆ = ε dtd dtd: đường kính tương đương ống, d4 = 0,4 (m) ε : độ nhám tuyệt đối, chọn ε = 10-4 (m)  (Bảng II.15, Tr381, [2]) 0,9  6,81 10 −4   = −2.lg  ÷ + 0, 4.3,7  λ4  674116,8479    λ4 = 0,0156 Vậy trở lực đường ống từ thùng chứa sản phẩm đến cyclon: ∆Pms4 =  λ4 l4 ρ ω42 = 2.d (N/m2) 0,0156.1,2.1,1354.28,2592 = 21,2267 2.0,4 (CT II.55, Tr377, [2]) (N/m2) Trở lực đường ống từ cyclon đến góc khuỷu 59 + Chọn chiều dài ống dẫn là: l5 = 0,6 (m) + Lưu lượng khơng khí sau khỏi cyclon lưu lượng khơng khí khỏi thùng sấy, nên: ω5 = ω4 = 28,259 (m/s); ν5 = ν4 = 16,768.10-6 (m2/s); λ5 = λ4 = 0,0156 + Trở lực đường ống từ cyclon đến góc khuỷu: ∆Pms5 λ5 l5 ρ5 ω52 = 2.d5 0,0156.0,6.1,1354.28,259 = = 10,6133 2.0,4  (CT II.55, Tr377, [2]) (N/m2) Trở lực ống dẫn từ góc co đến quạt hút + Chọn chiều dài ống dẫn: l6 = 0,8 (m) + ω6 = ω4 = 28,259 (m/s) + λ6 = λ4 = 0,0156 + Trở lực ống dẫn từ góc co đến quạt hút: ∆Pms6 = λ6 l6 ρ6 ω62 = 2.d6 0,0156.0,8.1,1354.28,2592 = 14,1511 2.0,4 (CT II.55, Tr377, [2]) (N/m2) 60  Trở lực ma sát thùng sấy: + Lưu lượng thể tích trung bình thùng sấy: V80' + V38' Vtb = = 14515,7949 + 12784,0606 = 13649,9279(m3/h) = 3,7916 (m3/s) + Vận tốc khơng khí thùng sấy: ω7 = Vtb 3,7916 = = 1,5172 Ftd 2,4991 (m/s) (Tr219, [5]) + Ở nhiệt độ trung bình thùng sấy 590C: ρ7 = 1,0633 (kg/m3); ν7 = 18,868.10-6 (m2/s) Re = = ω7 D ν (CT V.36, Tr13, [3]) 1,3901.2,0598 = 165629,6432 18,868.10 −6 Vì Re > 4000 nên khơng khí ống theo chế độ chảy xốy + Ở chế độ chảy xốy, ta dùng công thức sau để xác định hệ số ma sát cho khu vực:  6,81 0,9 ∆  = −2.lg   ÷ + Re 3,7  λ7    (CT II.65, Tr380, [2]) Trong đó: ∆: độ nhám tương đối, ∆ = ε d d: đường kính thùng sấy ε: độ nhám tuyệt đối Chọn ε = 10-4 (m) (Bảng II.15, Tr381,[2]) 61  0,9   6,81 10−4  = −2.lg  +  ÷ 2,0598.3,7  λ7  165629,6432   λ7 = 0,0164 62 + Trở lực ma sát thùng sấy: ∆Pms7 λ7 L.ρ7 ω72 = 2.D (CT II.55, Tr377, [2]) 0,0164.8,2391.1,51722 = = 0,0757 2.2,0598 (N/m2) Vậy trở lực ma sát: ∆Pm = ∑ ∆Pmsi i =1 = ∆Pms1 + ∆Pms2 + ∆Pms3 + ∆Pms4 + ∆Pms5 + ∆Pms6 + ∆Pms7 = 10,1492 + 20,2984 + 24,2635 + 21,2267 + 16,6133 + 14,1511 + 0,0757 = 100,7779 (N/m2) 5.3.1.2 Tính tổng trở lực cục  Trở lực cục đột mở từ đường ống đến calorifer + Diện tích mặt cắt ngang đường ống: π d 02 π 0,4 F0 = = = 0,1257 4 (m2) + Diện tích mặt cắt ngang calorifer: F1 = Bx.H = 0,9923.1,2 = 1,1908 (m2) + Tỷ số F0/F1 = 0,1055 + Đường kính tương đương: d td = 4.F0 Π0 (Bảng II.16, Tr382, [2]) Trong đó: ∏0: chu vi mặt cắt ngang đường ống Π = 2.π r = 2.π d 2.π 0, = = 1,2566 2 (m) 63 dtd = Nên: 4.0,1257 = 0,4001 1,2566 (m) + Chuẩn số Reynolds: Re = = ω1.d td ν' (CT V.36, Tr13, [3]) 27,0782.0,4001 = 697616,7302 15,53.10−6 Vì Re > 4000 nên khơng khí ống theo chế độ chảy xốy Mặt khác Re > 3,5.103 nên giá trị hệ số trở lực tra theo bảng N 013 (Tr388, [2]): hệ số trở lực ξ1 = 0,4689 + Trở lực cục bộ: ∆Pcb1 ω12 = ξ1.ρ kk = 0,4689.1,185  (Bảng II.16, Tr383, [2]) 27,07822 = 203,708 (N/m2) Trở lực cục đột thu từ calorifer vào đường ống + Diện tích mặt cắt ngang đường ống: π d 02 π 0,42 F0 = = = 0,1257 4 (m2) + Diện tích mặt cắt ngang calorifer: F1 = Bx.H = 0,9923.1,2 = 1,1908 (m2) + Tỷ số F0/F1 = 0,1055 + Đường kính tương đương: dtd = 4.F0 Π0 (Bảng II.16, Tr382, [2]) Trong đó: ∏0 : chu vi mặt cắt ngang đường ống Π = 2.π r = 2.π d 2.π 0, = = 1, 2566 2 (m) 64 dtd =  4.0,1257 = 0,4001 1,2566 (m) + Chuẩn số Reynolds: Re = = ω3 dtd ν" (CT V.36, Tr13, [3]) 32,087.0,4001 = 608724,9265 21,09.10 −6 Vì Re > 3,5.103 nên giá trị hệ số trở lực tra theo bảng N 013 (Tr388, [2]): hệ số trở lực ξ2 = 0,4689 + Trở lực cục bộ: ∆Pcb2 = ξ ρ kk ω32 = 0,4689.1,185  (Bảng II.16, Tr383, [2]) 32,087 = 286,04 (N/m2) Trở lực cục đột mở từ đường ống vào thùng tiếp liệu + Chiều dài thùng tiếp liệu: 2,8 (m) + Chọn chiều rộng thùng tiếp liệu :1,5 (m) + Diện tích mặt cắt ngang thùng tiếp liệu: Ftl = 2,8.1,5 = 4,2 (m2)  F0 Ftl = 0,1257 = 0,0299 4, + Chuẩn Reynolds: Re = = ω3.dtd ν" (CT V.36, Tr13, [3]) 32,087.0,4001 = 608724,9265 21,09.10 −6 65 Vì Re > 3,5.103 nên giá trị hệ số trở lực tra theo bảng N 013 (Tr388, [2]): hệ số trở lực ξ3 = 0,4934 + Trở lực cục bộ: ∆Pcb3 ω32 = ξ3.ρ kk (Bảng II.16, Tr383, [2]) 32,087 = 0,4934.1 = 253,9963  (N/m2) Trở lực cục đột thu từ thùng chứa sản phẩm ống dẫn: + Chọn chiều dài thùng chứa sản phẩm: 2,8 (m) + Chiều rộng thùng chứa sản phẩm: 1,5 (m) + Diện tích mặt cắt ngang thùng tiếp sản phẩm: Ftsp = 2,8.1,5 = 4,2 (m2)  F0 Ftsp = 0,1257 = 0,0299 4,2 + Chuẩn Reynolds: Re = = ω4 dtd ν ''' (CT V.36, Tr13, [3]) 28,259.0,4001 = 674285,8958 16,768.10−6 Vì Re > 3,5.103 nên giá trị hệ số trở lực tra theo bảng N 013 (Tr388, [2]): hệ số trở lực ξ4 = 0,4934 + Trở lực cục bộ: ∆Pcb4 ω22 = ξ ρ kk 28,2592 = 0,4934.1,1354 = 223,6823 (Bảng II.16, Tr383, [2]) (N/m2) Tổng trở lực cục bộ: 66 ∆Pcb = ∆Pcb1 + ∆Pcb2 + ∆Pcb3 + ∆Pcb4 = 203,708 + 286,04 + 253,9663 + 223,6823 = 967,3966 (N/m2)  Trở lực cục cyclon Gọi ∆Pcyclon trở lực cyclon thì: ∆Pcyclon 540 < ρk < 740 Tr 522, [2]) ∆Pcyclon Chọn ρk = 740 ∆Pcyclon = ρk.740 = 1,1354.740 = 840,196 (N/m2) 5.3.1.3 Tính trở lực quạt  Trở lực quạt đẩy: ω12 ρ ∆Pqd = 27,07822.1,185 = = 434,438  (N/m2) Trở lực quạt hút: ω42 ρ ∆Pqh = 28,259 2.1,1354 = = 453,349 (N/m2) 5.3.1.4 Trở lực calorifer ttb = + Nhiệt độ trung bình khơng khí nóng calorifer: 80 + 25 = 52,50C + Tại nhiệt độ thơng số khơng khí: ρ = 1,0848 kg/m 3; λ = 2,8475.10-2 W/m.độ; ν = 18,205.10-6 m2/s 67 ω= + Vận tốc khơng khí calorifer: L' 3600.ρ F Với F = Hx.Bx = 1,5.0,9923 = 1,4888 (m2) ω= Nên: 14515,7949 = 2,4966 3600.1,0848.1,4888 (m/s) + Chuẩn số Reynolds: Re = = ω.d g ν (CT V.36, Tr13, [3]) 2,4966.0,049 = 6719,8207 18, 205.10−6 Do ống xếp theo kiểu hành lang nên: −0,23 s ξ = (6 + 9m). ÷ d  ( Re ) −0,26 (CT II.72, Tr404, [2]) Với s khoảng cách trục ống theo phương cắt ngang dòng chuyển động (theo chiều rộng dòng) s = dng + x’ = 0,035 + 0,007 = 0,042 (m) m số dãy ống chùm theo phương chuyển động: m = 17 d đường kính ống: d = dg = 0,049 (m) −0,23 ξ=  0,042  (6 + 9.17). ÷  0,049  (6719,8207) −0,24 = 19,8714 Vậy trở lực calorifer: ∆Pcal ω2 = ξ ρ = 19,8714.1,0848 2,49662 = 67,181 (N/m2) 68 5.3.1.5 Tính trở lực thùng quay Cho phép lấy ∆Ps = (20 ÷ 30%).∆Pcb Chọn ∆Ps = 0,25.∆Pcb = 0,25.967,3966 = 241,849 (N/m2) Vậy tổng toàn trở lực quạt phải khắc phục là: Σ∆P = Σ∆Pm + Σ∆Pcb + Σ∆Pcyc + Σ∆Pqd + Σ∆Pqh + Σ∆Pc + Σ∆Ps =100,7779 + 967,3966 + 840,196 + 434,438 + 453,349 + 67,181 + 241,849 = 3105,1876 (N/m2) 5.3.2 Tính chọn quạt 5.3.2.1 Quạt đẩy + Năng suất quạt đẩy: Khơng khí coi bẩn nên suất quạt lấy lưu lượng thể tích khơng khí theo tính tốn điều kiện làm việc: Qđ = V1' = 12249,8793 (m3/h) + Tổn thất quạt đẩy cần khắc phục: Σ∆Pđ = Σ∆P 3105,1876 = = 1552,5938 2 (N/m2) + Áp suất toàn phần Hđ: H p Hđ = 273 + t 760 ρ k 293 B ρ (CT II.238a, Tr463, [2]) Trong đó: Hp: trở lực tính tốn hệ thống, Hp = 1552,5938 (N/m2) t: nhiệt độ làm việc khí, t = t0 = 250C B: áp suất chỗ đặt quạt, B = 735,6 (mmHg) ρ: khối lượng riêng khí điều kiện chuẩn, ρ = 1,293 (kg/m3) ρk: khối lượng riêng khơng khí điều kiện làm việc, ρk=1,185 (kg/m3) 69 1552,5938   Hđ = 273 + 25 760 1,185 = 1495,1962 293 735,6 1,293 (N/m2) + Chọn loại quạt II.9 – 57 N06 (Hình II.59, Tr489, [2]) + Cơng suất trục động điện: Nđ = Qđ Σ∆Pđ 1000.η qđ ηtr 3600 (kW) (CT II.239a, Tr463, [2]) Trong đó: ηqđ: hiệu suất quạt, tra đồ thị đặc tuyến hình II.59, trang 489, [2]: ηqđ = 0,6246 ηtr: hiệu suất truyền động trục, trục quạt nối với trục động khớp trục nên: ηtr = 0,98 (Tr463, [2])  Nđ = 12249,8793.1495,1962 = 8,3119 1000.0,6246.0,98.3600 (kW) 5.3.2.2 Quạt hút + Năng suất quạt hút: Qh = V4' = 12784,0606 (m3/h) + Tổn thất quạt hút cần khắc phục: Σ∆Pđ = Σ∆P 3105,1876 = = 1552,5938 2 (N/m2) + Áp suất toàn phần Hh: H p Hh = 273 + t 760 ρ k 293 B ρ (CT II.238a, Tr463, [2]) Trong đó: Hp: trở lực tính tốn hệ thống, Hp = 1552,5938 (N/m2) t: nhiệt độ làm việc khí, t = t1 = 380C B: áp suất chỗ đặt quạt, B = 735,6mmHg 70 ρ: khối lượng riêng khí điều kiện chuẩn, ρ = 1,293 kg/m3 ρk: khối lượng riêng khơng khí điều kiện làm việc, ρk=1,1354 kg/m3 1552,5938   Hh = 273 + 38 760 1,1354 = 1481,9409 293 735,6 1, 293 (N/m2) + Chọn loại quạt II.9 – 57 N06 (Hình II.59, Tr489, [2]) + Công suất trục động điện: Nh = Qh Σ∆Ph 1000.ηqh ηtr 3600 (kW) (CT II.239a, Tr463, [2]) Trong đó: ηqđ: hiệu suất quạt, tra đồ thị đặc tuyến hình II.59, trang 489, [2]: ηqđ = 0,626 ηtr: hiệu suất truyền động trục, trục quạt nối với trục động khớp trục nên: ηtr = 0,98 (Tr463, [2])  Nh = 12784,0606.1481,9409 = 8,5782 1000.0,626.0,98.3600 (kW) KẾT LUẬN Với nhiệm vụ giao sau trình nghiên cứu tài liệu, học hỏi, cố gắng với giúp đỡ nhiệt tình giáo viên hướng dẫn, em hồn thành đồ án thiết bị với đề tài: “Thiết kế hệ thống sấy thùng quay để sấy cà phê thóc với suất 1600 kg sản phẩm/h” Sau hoàn thành xong đồ án em tính tốn biết cách chọn thiết bị sau: Thiết bị chính: + Chiều dài: 8,2391 (m) + Đường kính: 2,0598 (m) + Tốc độ quay: 0,6577 (vòng/phút) + Thời gian sấy: 116,04 (phút) Thiết bị phụ: + Chọn cyclon 71 + Chọn calorifer + Chọn quạt Bên cạnh giúp em hiểu sâu kỹ thuật sấy, nguyên tắc hoạt động, tính tốn thiết kế hệ thống sấy cách tra cứu sổ tay, tài liệu, mục đích tầm quan trọng thiết bị sấy thùng quay quy trình sản xuất Vì đồ án mơn học mà em tiếp xúc, phần tài liệu tham khảo hạn chế kiến thức hạn hẹp Hơn nhiều hệ số tự chọn q trình thực khơng thể tránh sai sót Đồng thời, số liệu phương pháp tính tốn dựa vào nhiều nguồn tài liệu khác dẫn đến việc không đồng tính tốn sai số kết sau Vì vậy, em mong nhận đóng góp ý kiến thầy cô để đồ án lần hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] GS - TSKH Nguyễn Bin, Các q trình, thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm – Tập 3, Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật, 2006 [2] GS - TSKH Nguyễn Bin cộng sự, Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hóa chất – Tập 1, Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật, 2006 [3] GS - TSKH Nguyễn Bin cộng sự, Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hóa chất – Tập 2, Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật, 2006 [4] PGS - TSKH Trần Văn Phú, Kỹ thuật sấy, Nhà xuất Giáo Dục, 2008 [5] PGS - TSKH Trần Văn Phú, Tính tốn thiết kế hệ thống sấy, Nhà xuất Giáo Dục, 2002 [6] PGS – TS Trịnh Xuân Ngọ, Cà phê kĩ thuật chế biến, 2009 [7] TS Võ Văn Quốc Bảo, Bài giảng Công nghệ sấy nông sản thực phẩm, 2015 72 [8] Lê Ngọc Trung, Bài giảng Quá trình thiết bị truyền chất, Trường Đại học Bách Khoa – Đại học Đà Nẵng, 2011 73