H Lớp chặt Lớp sôi c ϖmin < ϖs < ϖmax Lớp chặt Lớp sôi Lớp chặt ϖmin < ϖs < ϖmax
Có nhiều nhân tố ảnh h−ởng tới tính chất khí động học trong tầng sôi: Nh− quá trình truyền chất, truyền nhiệt, sự phân bố của các hạt, tính chất cơ lý của các hạt liệu, cấu tạo các mũ gió, tỷ lệ mặt cắt của các mũ gió so với diện tích mặt cắt ngang của đáy lò... Tốc độ làm việc không những phụ thuộc vào tính chất vật lý của hệ thống mà còn phụ thuộc vào đặc tính của quá trình công nghệ nh− c−ờng độ làm việc của lò sấy, nhiệt độ, môi tr−ờng khí, tính chất của liệu… Th−ờng tốc độ làm việc lớn hơn nhiều lần so với tốc độ bắt đầu sôi. Khi sấy liệu hạt thì tốc độ gió làm việc khoảng 0,44 đến 0,65 m/s, tốc độ ở mũ gió ra từ 12 m/s đến 18,5 m/s. [4]
4.1.3. Độ nhớt của lớp liệu trong tầng sôi
Độ nhớt của lớp liệu trong tầng sôi phụ thuộc vào tốc độ khí, độ hạt liệu, trọng l−ợng riêng của liệu, sự phân bố của các loại hạt trong tầng sôi.
Tốc độ khí có ảnh h−ởng không ít tới độ nhớt của tầng sôi. Khi tốc độ khí tăng, lúc đầu độ nhớt giảm nhanh chóng nh−ng sau đó giảm ít và đến một tốc độ nào đó thì độ nhớt không thay đổi nữa.
Độ hạt của liệu có ảnh h−ởng khá rõ rệt đến độ nhớt của tầng sôi, độ hạt càng lớn độ nhớt càng lớn, sự phân bố của các độ hạt trong lớp sôi có ảnh h−ởng không ít đến độ nhớt. Trong tầng sôi độ nhớt còn phụ thuộc vào tỷ số giữa chiều cao của lớp liệu và đ−ờng kính của lò sấy. Tỉ số này càng cao độ nhớt càng lớn do đó càng dễ sinh hiện t−ợng pittông. Độ nhớt của liệu càng nhỏ càng tốt, độ nhớt bé các bọt khí khó lớn lên và không tạo ra hiện t−ợng pittông.
Hiện t−ợng pittông tức là các bọt khí bé kết hợp với nhau tạo thành những bọt khí lớn và nâng cả lớp liệu lên, lớp liệu di chuyển nh− pittông máy. Hiện t−ợng này sinh ra khi chiều cao lớp liệu quá lớn so với đ−ờng kính của lò sấy, đặc biệt trong tr−ờng hợp lò sấy có kích th−ớc bé.
4.1.4. Thời gian l−u liệu sấy trong tầng sôi
Sự vận động của khí trong lò sấy tầng sôi rất phức tạp, sự xáo trộn của khí trong tầng sôi lớn gấp hàng nghìn lần so với tầng chặt. Thời gian l−u liệu trong lò sấy tầng sôi tính theo công thức: = (1 ) − M m τ ϕ [4] Trong đó : τ : Thời gian l−u liệu trong lò sấy tầng sôi [h]
M: Khối l−ợng liệu nằm trong lò sấy tầng sôi [kg] m : Tốc độ nạp liệu vào lò [kg/h]
ϕ : Tỉ lệ bay bụi của liệu theo khí lò [%]
Thời gian cần thiết để liệu l−u lại trong lò sấy thay đổi rất lớn. Trong điều kiện lớp liệu đ−ợc xáo trộn mạnh, các hạt liệu dao động nhanh, có hạt vào lò không bao lâu đã ra
cần thiết để các hạt liệu đi từ vị trí nạp liệu đến vị trí tháo liệu đối với các hạt bé sẽ ngắn hơn so với các hạt lớn. Thời gian trung bình phải giữ liệu lại trong lò sấy đ−ợc tính làm sao để đảm bảo chất l−ợng sấy khoáng cát sỏi có cỡ hạt 0,05 àm đến 3 mm
4.2. động học quá trình sấy [5]
Động học quá trình sấy khảo sát sự thay đổi giá trị các đại l−ợng đặc tr−ng của vật sấy trong quá trình sấy. Các đại l−ợng này th−ờng lấy giá trị trung bình. Các đại l−ợng dặc tr−ng là độ chứa ẩm u [kg ẩm/kg vật khô], độ ẩm toàn phần ω [%], nhiệt độ vật sấy tV, tốc độ sấy τ ∂ ∂u (hoặc τ ω ∂ ∂
). Trong quá trình sấy, giá trị các đại l−ợng này thay đổi theo
thời gian sấy.
Sự thay đổi độ ẩm và nhiệt độ tại mỗi phần của vật liệu phụ thuộc vào c−ờng độ và quan hệ của quá trình trao đổi nhiệt, trao đổi chất trong lòng vật ẩm và trên bề mặt vật ẩm d−ới tác dụng của môi tr−ờng xung quanh vật sấy. Trao đổi nhiệt và trao đổi chất bên trong vật xảy ra rất phức tạp d−ới ảnh h−ởng của liên kết ẩm trong vật liệu.
Chính vì lý do phức tạp này, nên việc nghiên cứu động học quá trình sấy th−ờng đ−ợc nghiên cứu bằng thực nghiệm
4.2.1. Đặc điểm diễn biến của quá trình sấy.
Nếu chế độ sấy xảy ra ở ché độ sấy bình th−ờng, tức là nhiệt độ và tốc độ chuyển động của không khí không lớn và độ ẩm của vật ẩm t−ơng đối cao, thì quá trình sấy xảy ra theo 3 giai đoạn : Giai đoạn đầu làm nóng vật, giai đoạn hai có tốc độ sấy không đổi, giai đoạn cuối có tốc độ sấy giảm dần.
1. Giai đoạn làm nóng vật.
Giai đoạn làm nóng vật bắt đầu từ khi nạp liệu vào buồng sấy tiếp xúc với không khí nóng cho tới khi nhiệt độ của vật đạt nhiệt độ nhiệt kế −ớt (t−). Trong quá trình này toàn bộ vật sấy đ−ợc gia nhiệt. ẩm lỏng trong vật cũng đ−ợc gia nhiệt cho đến khi đạt nhiệt độ sôi ứng với phân áp suất hơi n−ớc trong môi tr−ờng không khí của buồng sấy (t−). Do đ−ợc làm nóng, nên độ ẩm của vật có giảm chút ít do bay hơi ẩm, còn nhiệt độ của vật ẩm thì tăng dần từ nhiệt độ ban đầu đến nhiệt độ bằng nhiệt độ nhiệt kế −ớt. Tuy vậy, nh−ng sự tăng nhiệt độ xảy ra không đồng đều giữa phần bên ngoài và phần bên trong của vật. Vùng bên trong đạt đ−ợc nhiệt độ t− chậm hơn. Đối với những vật dễ sấy và có kích th−ớc nhỏ thì thời gian xảy ra giai đoạn làm nóng vật th−ờng ngắn.
2. Giai đoạn tốc độ sấy không đổi.
Kết thúc giai đoạn gia nhiệt, nhiệt độ vật bằng nhiệt độ nhiệt kế −ớt. Tiếp tục cung cấp nhiệt, ẩm trong vật sẽ hoá hơi và nhiệt độ của vật giữ không đổi. ở giai đoạn này, nhiệt l−ợng cung cấp cho vật chỉ để hoá hơi n−ớc. ẩm sẽ hoá hơi ở lớp vật liệu sát bề mặt
tr−ờng và vật cũng không đổi. Do vậy tốc độ bay hơi ẩm của vật cũng không đổi, nói một cách khác là tốc độ giảm của độ chứa ẩm trong vật cũng không đổi
( u =const)
∂ ∂