Số ống trong caloriphe: (Trang 91, [9]) Chọn m1 = 20 (ống) 5.1.7. Bố trí số dãy: 5.1.8. Kích thước caloriphe: Chiều cao: H = 1,4 (m) Chiều rộng caloriphe: LC = (m1 – 1).S1 + 2St = 1.5 (m) Chiều dài caloriphe: 1 (m)
5.2. Tính Cyclon
Trong hệ thống sấy thường phải có thiết bị cyclon đi kèm để tách bụi ra khỏi tác nhân sấy hoặc để thu hồi sản phẩm bị lôi cuốn theo. Cyclon hoạt động theo nguyên lý ly tâm. Cấu tạo và kích thước cơ bản của nó được biểu diễn trên hình vẽ sau:
h1
D D1
h3 h2 b
p
Lưu lượng không khí đi qua Cyclon Vkk = (m3/h) 14.92 (m3/s)
Đầu ra của không khí khỏi buồng sấy và qua Cyclon là 42 với = 1.121 kg/m
Dựa vào lưu lượng không khí và tra bảng 16.1 kích thước của Cyclon trong Kĩ Thuật Sấy của Trần Văn Phú, Lê Nguyên Dương).
D = 1,8 m d = 0,1 m a = 0,45 m b = 0,9 m h1 = 0,6 m h2= 0,825 m h3 = 1,44 m D1=0,9 m 5.3. Tính chọn quạt 5.3.1. Tính trở lực:
- Trở lực từ miệng quạt đến caloriphe:
- Chọn ống nối từ quạt đến caloriphe có đường kính 0,7m. Vận tốc khí đi trong ống là:
Trong đó: Thông số không khí tra ở 27 (Phụ lục 6/350, [2]) ρ = 1,177 (kg/m3) v= 15.5×10-6 Q= 53702 m3/h= 14.92 m3/s L = 60200 (kg/h) Chuẩn số Reynold: × 10-6
Dòng chảy ở chế độ chảy rối Reynol giới hạn trên
Regh= 6×(= 6×( Với dtđ= 0.7m
độ nhám tuyệt đối, chọn 0.08mm
Chuẩn số Reynold khi xuất hiện vùng nhám Ren= 220×(5.99×106
Ta thấy Regh<Re<Ren nên hệ số ma sát được xác định theo công thức λ = 0.1× (= 0.1× ( = 0.0122
- Trở lực do caloriphe:
Nhiệt độ trung bình của không khí nóng trong caloriphe: ttb = 400C. Tra bảng Phụ lục 6/350,[2], ta có:
ρ = 1.128 (kg/m3) λ = 0.0276 (W/m.độ)
v = 16.96×10-6 (m2/s) Tiết diện caloriphe tự do:
Vận tốc của không khí trong caloriphe:
Chuẩn số Reynold là:
Re > 104 vậy không khí chuyển động theo chế độ chảy xoáy.
Do ống sắp theo kiểu hành lang (Công thức II.72/trang 404, [13]) nên: Vậy trở lực do caloriphe:
- Trở lực do đột mở vào caloriphe: Diện tích của mặt cắt ngang của ống đẩy: Diện tích cắt ngang của caloriphe:
Tỉ số:
Tra bảng trang 387, [13]: ξ = 0.5 Vậy trở lực đột mở vào caloriphe:
- Trở lực do đột thu từ caloriphe ra ống dẫn khí nóng: Không khí nóng có nhiệt độ t = 500C:
ρ = 1.093 (kg/m3)
v = 17.95×10-6 (m2/s)
Chuẩn số Reynold là:
Re > 104 vậy không khí chuyển động theo chế độ chảy xoáy. Tỉ số:
Tra bảng trang 388, [13]: ξ = 0.5 - Vậy trở lực do đột thu ở caloriphe:
- Trở lực đường ống dẫn không khí từ caloriphe đến buồng hòa trộn: Chọn đường ống dài: l = 1(m)
Đường kính ống: d = 0.7(m)
Tính toán giống ống từ miệng quạt đến caloriphe ta được: Chuẩn số Reynold:
Hệ số ma sát: λ = 0.0267 (Bảng II.12/379, [13]) - Vậy trở lực trên ống:
- Trở lực do đột mở vào buồng hòa trộn: Diện tích của mặt cắt ngang của ống đẩy: Diện tích cắt ngang của buồng hòa trộn:
Trong đó: a, b, h là chiều dài, chiều rộng, chiều cao của buồng hòa trộn. a = 2(m); b = 0.5(m); h = 1(m).
Tỉ số:
Chuẩn số Reynold:
Tra bảng trang 387, [13]: ξ = 0.4
- Vậy trở lực đột mở vào buồng hòa trộn:
Không khí nóng có nhiệt độ t = 50C: Diện tích cắt ngang ống (không khí nóng): Tỉ số:
Chuẩn số Reynold:
Tra bảng trang 387, [13]: ξ = 0.4
Vậy trở lực do đột thu ở buồng hòa trộn: Trở lực ống ngã ba (900):
F1, F2, F3 (m2): tiết diện của ống tập trung, ống thẳng, ống nhánh.
V1, V2, V3 (m2/s): lưu lượng thể tích của dòng ở ống tập trung, ống thẳng, ống nhánh. Ta có F1 = F2 = F3 và V2 > V3 => V3/V2 ~ 0; vì lưu lượng ống nhánh vào hầu như không thêm vào nhiều.
- Vậy trở lực ống ngã ba:
- Trở lực đường ống dẫn không khí từ buồng hòa trộn đến thùng sấy:
Chọn đường ống dài: l = 2 (m) Đường kính ống: d = 0.5 (m)
Tính toán giống ống từ miệng quạt đến caloriphe ta được: - Chuẩn số Reynold:
Hệ số ma sát: λ = 0,0267 (Bảng II.12/379, [13]) - Vậy trở lực trên ống:
- Trở lực do đột mở vào thùng sấy: Diện tích của mặt cắt ngang của ống đẩy: Diện tích cắt ngang của thùng sấy:
Tỉ số:
Tra bảng trang 387, [13]: ξ = 0.25 - Vậy trở lực đột mở vào thùng sấy:
- Trở lực của lưới phân phối
Vak = 17,3 m/s, vận tốc trên lưới Fd=0.933 m2
: hệ số trở lực trên lưới, phụ thuộc vào bề dày mặt lưới và đường kính lỗ. Dựa vào đồ thị sự phụ thuộc ta có ξ =0.71
42.27 N/m2
- Trở lực qua lớp tầng sôi:
= 9.81x 0.1x (1-0.56)x(1150-1.093)= 495.91 N/m2 - Tính trở lực qua xyclon:
Xem lưu lượng khí qua các xyclon như nhau, ta có lưu lượng trong một xyclon: Vận tốc quy ước:
(CT III.47/522, [13]) Trở lực qua một xyclon: (CT III.50/522, [13])
Trong đó: ρ2 = 1,121 kg/m3: khối lượng riêng của không khí ở t2 = 420C - Trở lực đoạn uốn cong vào Cyclon:
Trong đó: ρ = 1,121 kg/m3: khối lượng riêng của không khí ở t2 = 420C
- Trở lực đường ống dẫn không khí từ buồng sấy đến Cyclon: Chọn đường ống dài: l = 5 (m)
Đường kính ống: d = 0.5 (m)
Tính toán giống ống từ miệng quạt đến caloriphe ta được: Chuẩn số Reynold: Hệ số ma sát: λ = 0,02774 (Bảng II.12/379, [13]) - Vậy trở lực trên ống: Bảng 5.1. Thống kê trở lực của các bộ phận Trở lực của các bộ phận Tổng giá trị trở lực Caloriphe 77.08+149.1+423.88+410.53=1060.59 Buồng hòa trộn 33.4+309.34+328.58= 671.32 Thùng sấy 218.89 + 93.51= 312.4
Lưới phân phối 42.27
Lớp sôi 495.91
Cyclon 463.1+58.97+233.71=755.78
Tổng trở lực 3338.27
5.3.2. Tính chọn quạt:
Từ cơ sở tổng cột áp mà quạt phải khắc phục và lưu lượng khí Q, ta dựa vào đồ thị đặc tuyến của quạt (sổ tay Tập 1) để chọn quạt. Trong hệ thống sấy ta sử dụng ba quạt , hai quạt đẩy và một quạt hút để đảm bảo hệ thống thiết bị hoạt động được tốt. Quạt đẩy được đặt trước buồng đốt và caloriphe, còn quạt hút đặt sau Cyclon
Quạt trước caloriphe và buồng đốt
Tổng trở lực quạt đẩy cần khắc phục là: - = 2582.49 N/m2
- Áp suất làm việc toàn phần được tính theo công thức II.238a/463, [13]: = 263.3
Trong đó:
Hp: trở lực tổng, Hp = 2582.97 (N/m2) = 263.3 t: nhiệt độ không khí làm việc (= 250C)
B = 760 mmHg: áp suất tại nơi đặt quạt.
ρ: khối lượng riêng của khí ở điều kiện tiêu chuẩn, ρ = 1,205 (kg/m3) ρk: khối lượng riêng của khí ở điều kiện làm việc, ρk = 1,185 (kg/m3) Công suất trên trục động cơ động cơ điện khi vận chuyển khi là: (CT II.239a/463, [13])
Trong đó:
Q = 53702(m3/h) = 14.92 (m3/s)
ηtr = 0,95: hiệu suất truyền động qua bánh đai.
ηq = 0,8: hiệu suất quạt (tra giản đồ đặc tuyến quạt ly tâm Ц9-57 N08, có năng suất 15000 m3/h) (Hình II.60a/trang 490, [13])
- Công suất động cơ điện: (CT II.240/464, [13])
Vì có hai quạt đẩy nên công suất điện của mỗi quạt là Nđc1= Nđc2 = Trong đó : k3: giá trị hệ số dự trữ (tra bảng II.48/464, [13]).
- Chọn quạt hút
Trở lực quạt hút cần khắc phục là tổng trở lực từ lúc đột thu ra khỏi buống sấy đến cyclon.
Vậy trở lực mà quạt cần khắc phục là: = 755.78 N/m2 = 77.04
- Áp suất làm việc toàn phần được tính theo công thức II.238a/463, [13]: = 77.06
Trong đó:
Hp: trở lực tổng, Hp = 755.78 (N/m2) = 77.06 t: nhiệt độ không khí làm việc (= 250C) B = 760 mmHg: áp suất tại nơi đặt quạt.
ρ: khối lượng riêng của khí ở điều kiện tiêu chuẩn, ρ = 1,205 (kg/m3) ρk: khối lượng riêng của khí ở điều kiện làm việc, ρk = 1,185 (kg/m3) Công suất trên trục động cơ động cơ điện khi vận chuyển khi là: (CT II.239a/463, [13])
Trong đó:
Q = 53702(m3/h) = 14.92 (m3/s)
ηtr = 0,95: hiệu suất truyền động qua bánh đai.
ηq = 0,8: hiệu suất quạt (tra giản đồ đặc tuyến quạt ly tâm Ц9-57 N08, có năng suất 15000 m3/h) (Hình II.60a/trang 490, [13])
- Công suất động cơ điện:
(CT II.240/464, [13])
Chương 6: KẾT LUẬN
Sau khi hoàn thành xong đồ án đạ giúp em tìm hiểu sâu hơn về kỹ thuật sấy. Đặc biệt là nguyên tắc hoạt động cũng như cách tính toán thiết kế hệ thống sấy. Mục đích cũng như tầm quan trọng của của thiết bị sấy băng tải trong quy trình sản xuất.
Vì đây là đồ án môn học đầu tiên mà em tiếp xúc, kiến thức còn hạn hẹp.hơn nưa các công thức tính toán còn mang tính tương đối, vài hệ số tự chọn có thể dẫn đến sai lệch kết quả.
Tuy nhiên cùng với sự giúp đỡ tận tình của giáo viên hướng dẫn đã giúp em hoàn thành đồ án này.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Giáo trình Kỹ thuật Sấy nông sản thực phẩm – Nguyễn Văn May, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2004.
[2] Tính toán và thiết kế hệ thống sấy – Trần Văn Phú, NXB Giáo dục, 2002. [3] Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 2 – TS. Trần Xoa, PGS.TS – Nguyễn Trọng Khuông, TS – Phạm Xuân Toản, NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội, 2006.
[4] Kỹ thuật sấy – Trần Văn Phú, NXB Giáo dục, 2008.
[5] Tính toán quá trình thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực phẩm tập 2 – GS,TSKH Nguyễn Bin, NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội, 2004.
[6] Thiết kế - tính toán các chi tiết thiết bị hóa chất tập 1 – Hồ Lệ Viên, NXB Khoa học kỹ thuật, 1978.
[7] Quá trình và thiết bị truyền nhiệt – ThS. Đào Thanh Khê, 2014.
[8] Tính toán kỹ thuật nhiệt luyện kim – Hoàng Kim Cơ, Đỗ Thanh Ngân, Dương Đức Hồng, NXB Giáo Dục, 2001.
[9] Thiết kế hệ thống thiết bị sấy – PGS.TS. Hoàng Văn Chước, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2006.
[10] Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí – PGS.TS. Trịnh Chất – TS. Lê Văn Uyển, NXB Giáo dục, 2006.
[11] Thiết kế chi tiết máy – Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm, NXB Giáo dục, 1999.
[12] Thiết kế - Tính toán các chi tiết thiết bị hóa chất tập 2 – Hồ Lệ Viên, NXB Khoa học Kỹ thuật, 1978.
[13] Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 1 – TS. Trần Xoa, PGS.TS – Nguyễn Trọng Khuông, TS – Phạm Xuân Toản, NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội, 2006.