1. Định nghĩa quá trình sấy ?
2. Nêu một sốứng dụng về quá trình sấy trong đời sống và sản xuất ? 3. Thế nào là độẩm tuyệt đối của không khí ?
4. Thế nào là độẩm tương đối của không khí ? 5. Điểm sương là gì ?
6. Định nghĩa nhiệt độ bấu khô là nhiệt độ bầu ướt ? 7. Giải thích giản đồ H – Y của hỗn hợp không khí ẩm ? 8. Cách xác định nhiệt độđiểm sương trên giản đồ H – Y ? 9. Cách xác định nhiệt độ bầu ướt trên giản đồ H – Y ?
10. Mô tả quá trình trộn hai lượng không khí ẩm ở trạng thái khác nhau lên giản đồ H – Y ? 11. Vẽ sơđồ nguyên lý của quy trình sấy vật liệu bằng không khí ?
12. Xây dựng cân bằng vất chất cho thiết bị sấy bằng không khí ? 13. Xây dựng cân bằng năng lượng cho thiết bị sấy bằng không khí ? 14. So sánh quá trình sấy lý thuyết và sấy thực tế ?
15. Trình bày các phương pháp sấy ? 16. Vẽ sơđồ tốc độ sấy ?
17. Các yếu tốảnh hưởng đến tốc độ sấy ? 18. Nêu công thức tính thời gian sấy ?
19. Nêu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của phòng sấy ? 20. Nêu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hầm sấy ?
21. Nêu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của thiết bị sấy thùng quay ? 22. Nêu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của thiết bị sấy phun ? 23. Nêu các nguyên tấc so sánh và lựa chọn thiết bị sấy ? 24. Đem sấy 1kg vật liệu ẩm, trong cùng điều kiện như nhau:
a. Sấy từđộẩm 50% đến 25% theo vật liêu ướt b. Sấy từđộẩm 2% đến 1% theo vật liệu ướt.
Hỏi lượng ẩm được tách trong trường hợp (a) lớn hơn (b) bao nhiêu lần ?
Giải:
Áp dụng công thức tính lượng ẩm tách ra như sau
100 d c d c x x W G x − = −
Xét với trường hợp (a) ta có xd =50%và xc=25%nên lượng ẩm tách ra khỏi vật liệu là 1 50 25 1. 0,333 100 25 W = − = − kg
Xét với trường hợp (b) ta có xd =2%và xc=1%nên lượng ẩm tách ra khỏi v t li u là
2 2 1 2 1 1. 0, 0101 100 1 W = − = − kg
Vậy lượng ẩm tách ra trong giai đoạn 1 lớn hơn trong giai đoạn 2 là
0,333 33 0, 0101= lần
25. Dùng thiết bị sấy đối lưu có tuần hoàn không khí thải, để sấy một loại vật liệu từđộ ẩm ban đầu 47% đến độẩm cuối 5% (theo vật liệu ướt). Năng suất thiết bị sấy theo nhập liệu là 1500 kg/h. Không khí sấy có enthalpy 50 kJ/kg và độ ẩm tương đối 70%. Không khí thải có enthalpy 260 kJ/kg và độẩm 80%. Hãy
a. Xác định lượng không khí cần cho quá trình sấy trong 1 giờ
b. Lượng nhiệt cần cung cấp trong 1 giờ. Xem quá trình sấy trong thiết bị
này là quá trình sấy lý tưởng
Giải
a. Áp dụng công thức tính lượng ẩm tách ra khỏi vật liệu như sau
100 d c d c x x W G x − = − Trong đó Gd =1500kg/h ; xd =47%và xc =5% Ta tính được 47 5 1500 663,16 100 5 W = − = − kg/h
Từ giản đồ ta xác định được hàm ẩm của không khí vào và ra khỏi thiết bị sấy lần lượt là Y1=0, 011kg ẩm/ kg kkk và Y2 =0, 078 ẩm/ kg kkk
Áp dụng công thức, ta tính được lượng không khí cần sử dụng cho quá trình sấy là 2 1 663,16 9897,9 0, 078 0, 011 W L Y Y = = = − − kg/h
b. Vì là quá trình sấy lý tưởng nên sẽ không có nhiệt tổn thất và lượng nhiệt cần cung cấp được tính như sau
Q = L(H2 – H0) = 9897,9(260 – 50) = 2078555 W = 2078555 W
26. Một loại vật liệu có độẩm ban đầu là 33%, độẩm tới hạn 17% và độẩm cân bằng 2% (tính theo vật liệu khô tuyệt đối), được đem sấy trong thiết bị sấy 8 giờ theo
điều kiện không đổi của tác nhân thì độ ẩm của vật liệu đạt 9% (theo vật liệu khô tuyệt đối). Nếu tiếp tục sấy với điều kiện như trên thì cần bao nhiêu thời gian đểđộ ẩm vật liệu đạt 3%.
Giải:
Xét trong trường hợp sấy thứ nhất, để vật liệu đạt độ ẩm X2 =9% theo vật liệu khô tuyệt đối thì thời gian sấy sẽ là
( ) * *1 1 * 1 1 * 1 1 2 1 ln th th th X X X X X X N N X X τ = − + − − −
Với thời gian được cho là 8 giờ, từ công thức trên ta tính được tốc độ sấy giảm tốc như sau: ( ) * * 1 1 * 1 1 2 1 ln th th th X X X X N X X X X τ τ − − = − + − = 1(0,33 0,17) 0,17 0, 02ln0,17 0, 02 8 8 0, 09 0, 02 − − − + − = 0,0343 kg/h Để vật liệu đạt độẩm ' 2 3% X = cùng điều kiện sấy trên nghĩa là cùng giá trị tốc độ sấy đẳng tốc thì thời gian sấy cần thiết là ( ) * * 2 1 ' * 1 1 2 1 ln th th th X X X X X X N N X X τ = − + − − − = 1 (0,33 0,17) 0,17 0, 02ln0,17 0, 02 0, 0343 0, 0343 0,03 0, 02 − − − + − = 16,5 h Vậy thời gian sấy cần thiết là 16,5 giờ
27. Một vật liệu được sấy gián đoạn, ban đầu vật liệu có độ ẩm 25%, độ ẩm cuối còn 6% trên căn bản vật liệu ướt. Hãy xác định thời gian sấy cần thiết. Biết vận tốc sấy trong giai đoạn đẳng tốc khảo sát được là N = 0,3 kg/h, độẩm tới hạn và độẩm cân bằng của vật liệu lần lượt là 12% và 2% tính theo vật liệu ướt.
Giải:
Áp dụng công thức tính thời gian sấy ta được
( 1 ) * ** 1 1 2 1 ln th th th X X X X X X N N X X τ = − + − − −
Do các độ ẩm đầu bài được cho dưới dạng tính theo vật liệu ướt nên ta cần đổi các số liệu này về vật liệu khô mới có thể áp dụng được công thức trên
Ta có 1 0, 25 0,333 1 0, 25 X = = − kg/ kg kkk 2 0, 06 0, 064 1 0, 06 X = = − kg/ kg kkk 0,12 0,136 1 0,12 th X = = − kg/ kg kkk * 0, 02 0, 0204 100 0, 02 X = = − kg/ kg kkk
Thế vào công thức trên, ta tính được thời gian sấy cần thiết là ( 1 ) * ** 1 1 2 1 ln th th th X X X X X X N N X X τ = − + − − − ( ) 1 0,136 0, 0204 0,136 0,0204 0,333 0,136 ln 0,3 0,3 0, 064 0, 0204 − − = − + − = 1,032 h
Vậy thời gian sấy cần thiết là 1,032 giờ hay 62 phút.
28. Dựa vào giản đồ hàm ẩm hãy xác định hàm nhiệt và hàm ẩm của không khí ở 600C và độẩm ϕ = 0,3
ĐS: 168,2 KJ/kg kkk; 0,04 kg/kg kkk
29. Xác định áp suất riêng phần của hơi nước trong hỗn hợp khí ẩm ở 800C và enthalpy H = 150 kJ/kg
ĐS: 26,8 mmHg
30. Không khí có nhiệt độ 240C và độẩm 0,7 được đốt nóng trong caloriphe đến nhiệt
độ 900C. Hãy xác định hàm nhiệt H và hàm ẩm của không khí khi ra khỏi caloriphe ĐS: 126 KJ/kg kkk; 0,014 kg/kg kkk
31. Tìm điểm sương của không khí có nhiệt độ t = 400C và độẩm ϕ =0,8. ĐS: 340C
32. Không khí có nhiệt độ bầu khô là t = 400C và nhiệt độ bầu ướt là tư = 200C. Hãy xác định độẩm của không khí
ĐS: 0,006 kg/kg kkk
33. Tìm giá trị Yvà hàm nhiệt H của không khí ở 300C và ϕ = 0,75; xem áp suất khí quyển P = 9,81.104 Pa
ĐS: 83,0 KJ/kg kkk ; 0,024 kg/kg kkk
34. Theo các số liệu ví dụ trên hãy xác định thể tích riêng của không khí ẩm, tính cho 1kg không khí khô tức là cho (1+Y) kg hỗn hợp không khí ẩm
ĐS: 0,908 m3/kg
35. Không khí khô ở 600C có áp suất tuyệt đối P = 0,5 atm và độ ẩm ϕ = 0,4. Hãy tìm áp suất riêng phần của hơi nước, khối lượng riêng và hàm ẩm của không khí đó
ĐS: 0,01 at; 0,656 kg/m3; 0,054 kg/kg kkk
36. Hãy xác định độẩm của không khí, nếu hàm ẩm của nó Y = 0,07 kg/kg trong điều kiện t = 500C và P = 1atm
ĐS: 0,78
37. Hãy xác định hàm ẩm của không khí khi t = 600C và ϕ = 50%, nếu áp suất Baromet P =1,01atm
ĐS: 0,013 kg/kg kkk
38. Tìm hàm ẩm, enthalpy, nhiệt độ bầu ướt và nhiệt độđiểm sương của không khí ra khỏi thiết bị sấy có nhiệt độ bầu khô t = 400C và độẩm ϕ = 70%
39. Không khí có nhiệt độ bầu khô t = 500C và nhiệt độ bầu ướt tư = 300C. Hãy tìm các thông sốđặc tính của không khí
ĐS: H = 102 KJ/kg kkk; 24%; 0,018 kg/kg kkk
40. Không khí ẩm có nhiệt độ 500C và áp suất riêng phần của hơi nước là 0,981.104 Pa. Hãy tìm hàm ẩm và độẩm của không khí đó
ĐS: 0,067 kg/kg kkk; 76%
41. Hãy tìm hàm ẩm tính cho 1 kg không khí khô của hỗn hợp không khí với hơi nước. Biết nhiệt độ và độẩm của hỗn hợp t = 350C, ϕ = 0,45 và áp suất khí quyển P = 1 at
ĐS: 0,016 kg/ kg kkk
42. Đem sấy 1kg vật liệu ẩm, trong cùng điều kiện như nhau: a. Sấy từđộẩm 50% đến 25% theo vật liêu ướt b. Sấy từđộẩm 2% đến 1% theo vật liệu ướt.
Hỏi lượng ẩm được tách trong trường hợp (a) lớn hơn (b) bao nhiêu lần ? ĐS: 25 lần
43. So sánh giá trị tiêu hao riêng của lượng không khí sấy và lượng nhiệt của thiết bị
hoạt động vào mùa đông và mùa hè, nếu biết rằng trong cả hai trường hợp trạng thái không khí ra khỏi thiết bị sấy có nhiệt độ t = 400C và độẩm ϕ = 600C. Cho biết không khí trung bình của mùa hè và mùa đông có tính chất lần lượt là 320C, độẩm 0,7 và 260C, độẩm 0,4
ĐS: mùa đông tiêu tốn gấp 2,07 lần mùa hè.
44. Áp suất tuyệt đối của hỗn hợp không khí và hơi nước ở nhiệt độ 1500C và độ ẩm 0,05 là 745 mmHg. Tìm hàm ẩm của không khí và áp suất hơi riêng phần của hơi và không khí
ĐS: 0,034 kg/kg kk; 36,5 mmHg
45. Không khí ẩm ở nhiệt độ 800C và độẩm ϕ = 0,2 dưới áp suất tuyệt đối 9,81.104 Pa. Hãy xác định khối lượng riêng, hàm ẩm và áp suất hơi riêng phần của không khí
ĐS: 0,771 kg/m3; 0,065 kg/ kg kkk; 70 mmHg
46. Một thiết bị sấy đối lưu sử dụng lượng không khí khô tuyệt đối là 200kg/h. Không khí vào thiết bị sấy có nhiệt độ 950C và độ ẩm 5%, không khí ra khỏi thiết bị có nhiệt độ là 500C và độẩm 60%. Tính lượng nhiệt ẩm được tách ra khỏi vật liệu sấy trong thiết bị và lượng nhiệt tiêu hao cho máy sấy.
ĐS: 5 kg/h; 75 KJ/h
47. Không khí ẩm ở áp suất tuyệt đối 9,81.104 Pa có nhiệt độ 1000C và độẩm ϕ = 0,1. Tìm khối lượng riêng, hàm ẩm của không khí ẩm và áp suất riêng phần của hơi nước.
ĐS: 0,925 kg/m3; 0,069 kg/kg kkk; 75 mmHg
48. Không khí sấy được đốt nóng trong caloriphe từ nhiệt độ ban đầu đến 1130C, khi ra khỏi thiết bị sấy không khí có nhiệt độ 600C và độẩm 30%. Hãy xác định nhiệt độ điểm sương của không khí trước caloriphe, biết rằng quá trình diễn ra theo chu trình sấy lý thuyết
ĐS: 240C
49. Dùng thiết bị sấy đối lưu có tuần hoàn không khí thải, để sấy một loại vật liệu từđộ ẩm ban đầu 47% đến độẩm cuối 5% (theo vật liệu ướt). Năng suất thiết bị sấy theo nhập liệu là 1500 kg/h. Không khí có enthalpy 50 kJ/kg và độẩm tương đối 70%. Không khí thải có enthalpy 260 kJ/kg và độẩm 80% được hoàn lưu 80%
a. Xác định lượng không khí mới cần sấy trong 1 giờ
b. Lượng nhiệt cần cung cấp trong 1 giờ
c. Nhiệt độ của không khí vào sấy? ĐS: a. 10,2.103 kg/h
b. 428,5.103 KJ/h c. 460C
50. Sấy vật liệu từ độ ẩm ban đầu 50% đến độ ẩm cuối 13% (theo vật liệu ướt) bằng không khí nóng. Năng suất thiết bị theo vật liệu khô tuyệt đối là 1000kg/h. Khí quyển xung quanh thiết bị có hàm ẩm 0,01 kg/kg và nhiệt độ 200C, được thổi qua caloriphe đốt nóng đến nhiệt độ sấy, sau khi sấy không khí có hàm ẩm là 0,028 kg/kg và nhiệt độ 340C. Hãy tìm lượng tiêu hao không khí cần thiết cho sấy và lượng nhiệt cần tiêu tốn tròn caloriphe. Cho biết lượng nhiệt tổn thất chung là 15% lượng nhiệt tổng
ĐS: 41,1.103 kg/h; 2,93.106 KJ/h
51. Sấy vật liệu từ độ ẩm ban đầu 50% đến độ ẩm cuối 5% (theo vật liệu ướt) bằng không khí nóng. Năng suất thiết bị theo vật liệu khô tuyệt đối là 1000kg/h. Khí quyển xung quanh thiết bị có hàm ẩm 0,01 kg/kg và nhiệt độ 200C, được thổi qua caloriphe đốt nóng đến nhiệt độ sấy, sau khi sấy không khí có hàm ẩm là 0,028 kg/kg và nhiệt độ 340C. Hãy xác định lượng ẩm tách ra khỏi vật liệu và lượng nhiệt cần cung cấp cho caloriphe trong quá trình sấy
ĐS: 900 kg/h; 3,1.106 KJ/h
52. Trạng thái đầu của không khí (to = 250C, ϕo = 0,5) và trạng thái không khí ra khỏi thiết bị sấy (t2 = 500C, ϕ = 0,8). Hỗn hợp của hai trạng thái này được trộn theo tỉ lệ
khối lượng (không khí khô) là 1:3 rồi đưa qua caloriphe đểđốt nóng lên 800C. Tìm các thông số trạng thái của hỗn hợp không khí đó trước và sau caloriphe.
ĐS: Trạng thái trước: nhiệt độ 450C, hàm ẩm 0,059; Trạng thái sau: nhiệt
độ 800C, độẩm 18%
53. Một loại vật liệu có độẩm ban đầu là 33%, độẩm tới hạn 17% và độẩm cân bằng 2% (tính theo vật liệu khô tuyệt đối), được đem sấy trong thiết bị sấy 8 giờ theo
điều kiện không đổi của tác nhân thì độ ẩm của vật liệu đạt 9% (theo vật liệu khô tuyệt đối). Nếu tiếp tục sấy với điều kiện như trên thì cần bao nhiêu thời gian đểđộ ẩm vật liệu đạt 3%
54. Không khí có nhiệt độ 150C và độ ẩm 80% được đưa vào caloriphe đốt nóng đến nhiệt độ 1230C để sấy một loại vật liệu trong thiết bị sấy lý thuyết. Hãy xác định lượng nhiệt cần tiêu tốn cho caloriphe tính theo 1 kg không khí sấy.
ĐS: 109,2 KJ
55. Không khí có nhiệt độ 200C và độ ẩm 75% được đốt nóng trong caloriphe đến 1100C để sấy vật liệu có độ ẩm ban đầu 55%, độ ẩm cuối 8% (theo vật liệu ướt) trong thiết bị sấy năng suất 1 tấn/giờ (theo nhập liệu). Caloriphe sử dụng hơi nước bảo hòa có áp suất tuyệt đối 24,525.104 Pa và độ khô là 9%. Hãy xác định lượng tiêu tốn không khí sấy và hơi nước, nếu thế sấy ở cửa ra thiết bị là 100C
ĐS: 170,3.103 kg/h; 6,34 kg hơi nước/h
56. Không khí ẩm có nhiệt độ 600C và độ ẩm 20% được dùng làm lạnh ngược chiều bằng nước lạnh trong thiết bị truyền nhiệt ống chùm có bề mặt truyền nhiệt 15m2 và hệ số truyền nhiệt 46W/m2.K đến nhiệt độ điểm sương. Nước làm lạnh tăng từ
150C đến 250C. Hãy xác định
a. Lượng không khí được làm lạnh
b. Áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí c. Lượng nước làm lạnh cần thiết
ĐS: a. 197,1 kg b. 35 mmHg c. 165,0 kg
57. Không khí vào caloriphe có nhiệt độ 150C và độẩm 70% sau đó ra khỏi caloriphe vào thiết bị sấy với enthalpy 144,2 kJ/lg. Thực hiện quá trình sấy lý thuyết với động lực trung bình 410C. Tìm nhiệt độ và hàm ẩm của không khí sau khi sấy.
ĐS: 680C; 0,026 kg/kg kkk
58. Dùng thiết bị sấy lý thuyết có đốt nóng không khí giữa chừng để sấy vật liệu có độ ẩm ban đầu 39%, độ ẩm cuối 8%(theo vật liệu ướt) với năng suất 1800kg/h (theo nhập liệu). Trang bị 3 caloriphe hơi nước giống nhau. Không khí có nhiệt độ ban
đầu 200C và qua mỗi caloriphe được đốt nóng đến 700C. Khi độẩm của không khí trong buồng sấy đạt 70% thì phải gia nhiệt hoặc thải bỏ. Nhiệt độ của không khí ra