Thay vào đĩ ta cĩ:
Q2= 15,34. 2,58 .(2000 – 250) = 6926 (KJ)
4.1.3. Tính nhiệt lượng đốt nĩng thùng rang:
Gọi nhiệt lượng đốt nĩng thùng rang Q3 ta cĩ Q3= Gth. C. (t2 – t1) (KJ) (TLTK ) Trong đĩ:
Gth: khối lượng thùng rang Gth= 144,4 (Kg)
C : Nhiệt độ riêng của vật liệu inox làm thùng rang (C=0,51 N/kg.độ) t1= 250C (Nhiệt độ ban đầu)
t2= 2100C (đo theo thực nghiệm nhiệt độ trong thời gian rang) Vậy Q3= 144,4. 0,51. 1850= 13624,14 (KJ).
4.1.4. Nhiệt lượng tỏa ra mơi trường xung quanh bề mặt thùng:
Sự truyền nhiệt từ lị đốt tới thùng rang là quá trình truyền nhiệt do tiếp xúc trực tiếp, cho nên nhiệt độ của vách thùng gần bằng nhiệt độ của ngọn lửa t1= 6000C.
Nhiệt độ tổn thất được tính theo cơng thức: Qxq= n. F. (t1 – tm) (TLTK ) Trong đĩ:
F = 2,58m2 (diện tích truyền nhiệt của thùng tới sản phẩm) t1= 2100C, tm= 250C
n= n’+ n” (hệ số tỏa nhiệt)
n’ : hệ số tỏa nhiệt do đối lưu (W/m2 độ) n” : hệ số tỏa nhiệt do bức xạ (W/m2 độ)
Giả thuyết khơng khí trong thùng chuyển động tự do như trong mơi trường thì n’ được xác định theo cơng thức:
Ở đây: t= (t△ 2 – tm)= 2100 – 250= 1850C n’= 1,9 = 7,3 (W/m2 độ) n” được xác định bằng cơng thức sau:
n”= (TLTK )
Ở đây:
T1= 210 + 273= 483(0K) Tm= 25 + 273= 298(0K)
C1-2= 4,20 (W/m2 oK) (hệ số truyền nhiệt chung) Thay vào cơng thức trên ta được:
n”= = 10,57 (W/m2 độ) Thay các giá trị vào cơng thức trên ta cĩ:
n= 7,3 + 10,57= 17,87 (W/m2 độ)
Vậy : Qxq= n .F. (t2 – tm)= 17,87. 2,58. (210 – 25) Qxq= 8529 (W) = 30655,8 (KJ)
Gọi Qtb là nhiệt lượng cần thiết cho 1 mẻ rang: Vậy : Qtb= Q1+ Q2 +Q3 +Qxq
Qtb= 17115 + 6926 +13624,14 + 30655,8= 68320,94 (KJ)
4.1.5. Nhiệt lượng lị đốt tỏa ra mơi trường xung quanh
Với nguyên liệu lị đốt là chất khí gas thì nhiệt lượng lị tỏa ra mơi trường xung quanh cĩ thể tích gần đúng.
Q1 = 40%Qtb = 0,4. 68320,94= 27328,38 (KJ)
Q1 : Nhiệt tổn thất do lị truyền ra mơi trường xung quanh
Từ các số liệu tính tốn được phần trên ta tính được nhiệt lượng thực tế lị đốt cung cấp cho thùng rang trong 1 mẻ rang là:
Q2 =
Ở đây:
= 0,6 là hiệu suất lị đốt
Q2 : Nhiệt lượng thực tế lị đốt cung cấp cho thùng rang Q = = 113868,2 (KJ)
Vậy nhiệt lượng cần cung cấp trong quá trình rang cà phê Gọi Q là nhiệt lượng lị đốt cần cung cấp trong một mẻ rang Thì ta cĩ:
Q = Q1 + Q2
Q = 27328,38 + 113868,2 = 141196,58 (KJ)
4.2. TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ THÙNG RANG4.2.1. Thiết kế thùng rang: 4.2.1. Thiết kế thùng rang: