+ Bề mặt truyền nhiệt của calorife là :
= ɳ
∆
Ở đây : F- bề mặt truyền nhiệt phía có cánh k - hệ số truyền nhiệt
∆ -độchênh nhiệt độtrung bình
Gỉa thiết lưu tốc không khí 5 kg/ 2s ta xác định được k = 22,9 W/ 2K Độ chênh lệch nhiệt độ trung bình được xác định theo công thức :
∆ 1 + ∆ 2
∆ =
∆ 1 ∆
Trong đó : ∆ 1= − 1 ∆ 2 = − 2
+ ts : nhiệt độ bão hòa hơi nước ở áp suất 5 bar , ts = 152℃
+ tk1: nhiệt độ khí vào calorife , tk1 = t0 = 25℃
+ tk2 : nhiệt độ không khí ra khỏi calorife , tk2 = 80℃
+ ∆ : hệ số hiệu đính , ∆ = 1 Vậy ta có : (152 − 25) − (152 − 80) ∆ = 152 − 25 = 97 ℃ 152 − 80 Vậy : =78,3 . 0,95. 103= 33,5 2 22,9 .97
Ta chọn kích thước của calorife là : + Chiều dài: 400 mm
+ Chiều rộng: 250mm
+ Đường kính môi chất vào: 100mm
a, Trở lực đường ống từ miệng quạt đến calorife
- Chọn đường ống dẫn làm bằng tôn sơn có độ nhám = 10−4
-
Chọn chiều dài ống 1= 180
- Đường kính ống: 100mm
➢ Trở lực ma sát
Vận tốc không khí đi trong đường ống là 1 =1
1 Trong đó : V1 = 6675 m3/h = 1,85 m3 /s = . 2 = 3,14. 0,12 = 7,85. 10−3 2 1 4 4 Suy ra = 1,85. = 23,5( ) 7,85.10−2 1 *Tại = 23℃ ∶ 38
-1 = 1,047 ( / 3) và 1 = 15,53 × 10−6( 2/ )
-Chuẩn số Re:
= 1 × = 23,5 × 0,1 = 151320 > 4000
15,53 × 10−6
1
Không khí đi trong ống theo chế độ chảy xoáy. - Giá trị hệ số ma sát được tính theo công thức:
100
1 = 0,1(1,46 × + )0.25
10−4 100 0.25
1 = 0,1 (1,46 × + ) = 0,02
0,1 1517707
- Vậy trở lực ma sát trên ống từ miệng quạt đến calorifer là:
2 0,18 23,52 ∆ = × 1 × × = 0,02 × × 1,047 × = 0,02 ( / 2) 2 0,1 2 1 1 1 1 ❖ Trở lực cục bộ Ở đây là ống khuếch tán hình chữ nhật có, ta chọn: =(1- )2=(1- 0,1×0,095 )2 = 0,99 1,57×1,152 ∆ = . × 2= 0,99×1,185× 24,52 = 352 N/m2 1 2 2
Vậy trở lực trên ống từ miệng quạt đến calorifer là:
∆ 1 = ∆ 1 + ∆ 1=6,76+352 = 358,76 N/m2
b. Trở lực trên đoạn ống thẳng từ calorifer đến buồng sấy - Chiều dài ống 2= 0,2
Đường kính ống là 0.1m
❖ Trở lực ma sát
- Vận tốc khí đi trong đường ống là:
2 2 = 2 Trong đó: V2= 4902,43 3/h = 1,36 3/s 2 = × 2 = 3,14 × 0.12 = 7,85.10−2( 2) 4 4 2 =7,85.101,36−2= 17,3( / ) 39
*Tại = 52℃: - 2 = 1.02 ( / 3) và 2 = 23,13 × 10−6( 2/ ) - Chuẩn số Re: = 2 × = 17,3 × 0,1 = 74795 > 4000 23,13 × 10−6 2
Không khí đi trong ống theo chế độ chảy xoáy. - Giá trị hệ số ma sát được tính theo công thức:
100 0,25 2 = 0,1(1,46 × + ) 10−4 100 0,25 2 = 0,1 (1,46 × + ) = 0,02 0,54 74795
- Vậy trở lực ma sát trên ống từ miệng quạt đến calorifer là:
∆ = × 2× × 22 = 0,02 × 0,2 × 1.02 × 5,922 = 0,13 ( ) 2 2 2 2 0,54 2 2 ❖ Trở lực cục bộ Ở đây là ống khuếch tán hình chữ nhật có, ta chọn: =(1- )2=(1- 0,1×0,2 )2=0,99 1,57×1,152 ∆ = × × 2 = 0,99×1.02× 17,32 =15.1 N/m2 2 2 2
Vậy trở lực trên ống từ miệng quạt đến calorifer là: ∆ 2 = ∆ 2 + ∆ 2=0,13+ 15,1 =15,23 N/m2
c. Trở lực calorifer
Chọn theo kinh nghiệm ∆ 3= 70N/ 2 d. Trở lực đoạn ống kiểu vát vào buồng sấy: Chọn theo kinh nghiệm ∆ 4= 20N/2
e. Trở lực trong buồng sấy:
Buồng sấy có các tầng sấy xe goong song song nhau, mỗi khay cách nhau 50mm. Như vậy, có thể coi rằng không khí qua các kênh có kích thước như sau:
Buồng sấy có các khay sấy xe goòng song song nhau, mm,
khoảng thông khí giữa 2 khay là dk=50mm
Vận tốc đường ống là: ωB=1,7 3/s - Tại t = 52℃:2= 1.02 / 3và 2= 23,13 × 10−6 / • Trở lực cục bộ của xe vào: ∆ = × × 2= 0,18×1.02× 1,72 = 0,265N/m2 2 2 2 Với=0,18 trở lực cục bộ xe vào 2 • Trởlực ma sát trong xe : ∆ = λ× × × 2 2 Chuẩn số Re : Re = × = 1,7×0,074 = 5438,82>4000 23,13×10−6 2
→ Không khí đi trong ống theo chế độ chảy rối Giá trị hệ số ma sát được tính theo công thức :
2 = 0,1 × (1,46 × + 100)0,25
2
2 = 0,1 × (1,46 × 10−6 + 100 )0,25= 0,037
0,54 5438,82
→ Vậy trở lực trên ống từ miệng quạt đến calorifer là :
∆ = λ× × × 2× = 0,037 × 0,74 × 1.02 × 1,72 × 2 = 0,77N/ 2 2 2 0,105 2 Trở lực cục bộ của xe ∆ = × × 2 =0,25×1.02× 1,72 =0.37 N/m2 2 2 2 Với =0,25 trở lực cục bộ xe ra
Vậy : ∆ 5=∆ +∆ +∆ =0,21+0,77+0,37= 1,35N/m2 2.2 Áp suất động của khí thoát2
đ = × 2 Tại t= 37℃ có: =1,05 / 3 Chọn tốc độ thải khí : = 5 m/s Suy ra : = × 2= 1,05× 52 =13,12 N/m2 đ 2 2 Tổng trở lực của hệ thống :
∆ =∆ 1+∆ 2+∆ 3+∆ 4+∆ 5+đ= 78.87 +12.74 +70 +20 +1,35 +13,12=196.08N/m2
Chương VI . Tính toán khí động , chọn quạt gió
- Ta có năng suất V0= 0=3906,25×1,293=4563,8 m3/h 21,0522
0là khối lượng riêng không khí khô ở điều kiện tiêu chuẩn,
là khối lượng riêng của không khí khô ở nhiệt độ trung bình ∆ =25+702=47,5℃. Với ∆p= 138,62 / 2 chọn chế độ làm việc quạt li tâm II 4-70, No5, có hiệu suất ƞ=0,6
Công suất quạt
× ∆ × 10−3 4563,8 × 138,62 × 10−3
=
0
= = 0,3
ŋ × 3600 0,6 × 3600
- Công suất của động cơ chạy quạt là:
đ = 0,3 × = 0,3 × 1,2 = 0,36 1 ŋ
LỜI CẢM ƠN
Thông qua đồ án thiết kế hệ thống sấy buồng, em đã được ôn lại các kiến thức lý thuyết đã học trong học phần Quá trình và thiết bị chuyển khối và các môn học khác, đã học được cách tính toán và thiết kế một hệ thống sấy buồng thực tế. Đồ án đã giúp em làm quen với việc tìm tài liệu và tra cứu, học cách tính toán cơ khí và giúp em nắm được mối quan hệ giữa lý thuyết và thực tế.
Đối với hệ thống sấy buồng này, việc thiết kế, tính toán dựa trên nhiều vào các công thức thực nghiệm, được cho trong nhiều tài liệu khác nhau. Mặt khác do nguyên liệu sấy là khoai tây còn chưa có nhiều tài liệu tham khảo nên trong quá trình em đã sử dụng những số liệu thay thế khác. Việc sử dụng công thức, số liệu như vậy đã không tránh khỏi sai sót trong quá trình tính toán tạo nên sai số.
Để có thể thiết kế được chính xác ta cần lập hệ thống hoạt động thử để kiểm tra và chọn chế độ làm việc tối ưu. Đồng thời, việc thiết kế hệ thống dựa trên nhiều tài liệu lý thuyết chứ không có trong thực tế kinh nghiệm, nên có nhiều điểm chưa thật hợp lý, em rất mong nhận được sự góp ý, hướng dẫn thêm của các thầy cô để hệ thống hoàn thiện hơn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Trần Văn Phú, Tính toán và thiết kế hệ thống sấy, NXB Giáo dục, 2002. 2. Trần Văn Phú,Kỹ thuật sấy, NXB Giáo dục,2008.
3. Phạm Thị Tải, Trương Đích, Công nghệ sản xuất bia, NXB Lao Động-Xã Hội,2005
4. Nguyễn Văn Lụa, Kĩ thuật sấy vật liệu, NXB Đại Học Quốc Gia TPHCM, 2001.
5. Hoàng Văn Chước, Thiết kế hệ thống thiết bị sấy, NXB Khoa Học và Kỹ
6. Trần Xoa và các tác giả, Sổ tay quá trình- thiết bị trong công nghệ hóa chất, tập 1, NXB Khoa Học Kĩ Thuật, 1999.
7. Trần Xoa và các tác giả, Sổ tay quá trình- thiết bị trong công nghệ hóa chất, tập 2, NXB Khoa Học Kĩ Thuật, 1999.
8. Tôn Thất Minh và các tác giả các quá trình và thiết bị chuyển khối, tập 1, NXB ĐHBKHN 2016