- Tổng ựiện năng tiêu thụ: ựiện năng tiêu thụ cho một lò sấy là 11,5 kW trong ựó:
c. Giai ựoạ n4 (tắnh toán tương tự như giai ựoạ n2 ta ựược kết quả sau)
4.3.2. Xác ựịnh các thông số công nghệ sấy gỗ quá trình sấy thực tế.
Qua kết quả tắnh toán ở phần trên cho 3 giai ựoạn sấy (quá trình sấy lắ thuyết) ta thấy lượng ẩm cần bốc hơi trung bình ở giai ựoạn 2 là lớn nhất ( gấp 2 lần so với 2 giai ựoạn sau và gấp 1,5 lần so với lượng ẩm bốc hơi trung bình của cả quá trình sấy). Nhiệt lượng và lượng không khắ khô cần thiết cho quá trình sấy giai ựoạn 2 cũng là lớn nhất, vì vậy ựể tắnh toán quá trình sấy thực và tắnh toán lựa chọn thiết bị bơm nhiệt cũng như các thiết bị khác cho hệ thống lò sấy ta lựa chọn dựa theo các thông số ựã tắnh toán cho quá trình sấy lý thuyết ở giai ựoạn 2.
ạ Cân bằng nhiệt quá trình sấy thực
Ta có phương trình cân bằng nhiệt:
Q+Qbs+W.Cn.tm1+G2.Cm.tm1+Gcv.Ccv.tm1+L.I1= Q5+G2.Cm.tm2+Gcv.Ccv.tm2+L.I3Ỗ
Q + Qbs= - W.Cn.tm1 + L.(I3Ỗ - I1) + Q5 + G2.Cm.(tm2 - tm1) + Gcv.Ccv.(tm2 - tm1)
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ 79
Hình 4.11. Cân bằng nhiệt quá trình sấy thực
Trong ựó:
Q: Nhiệt lượng cung cấp ựể gia nhiệt tác nhân sấy
Qbs: Nhiệt lượng bổ sung (do không dùng thiết bị gia nhiệt cho không khắ sau dàn nóng lên Qbs = 0)
Q1 = - W.Cn.tm1: Nhiệt hữu ắch do ẩm mang vào Q2 = L.(I3Ỗ - I1): Nhiệt tổn thất do tác nhân sấy
Q5: Nhiệt tổn thất ra môi trường theo kết cấu bao che
Qm = G2.Cm.(tm2 - tm1): Nhiệt lượng tổn thất do vật liệu sấy mang ra Qvc = Gcv.Ccv.(tm2 - tm1): Nhiệt lượng tổn thất theo thiết bị vận chuyển Chia 2 vế (*) cho W và bỏ qua Qbs ta có:
q = - Cn.tm1 + l.(I3Ỗ - I1) + q5 + qm + qvc
Mà q = l(I3 Ờ I1) → l.(I3Ỗ Ờ I3) = Cn.tm1 Ờ (q5 + qm + qvc) (I2 = I3 )
đặt Cn.tm1 Ờ (q5 + qm + qvc) = ∆ : Tổn thất nhiệt ựể làm bay hơi 1 kg ẩm
→ l.(I3Ỗ Ờ I3) = ∆ hay I3Ỗ = I3 + ∆/l → tắnh ∆ (4.2)
* Tắnh tổn thất nhiệt ra môi trường q5:
Nhiệt tổn thất ra môi trường ựược tắnh theo công thức:
Q5 = Qxq + Qn + Qtr + Qc , (W) (4.3)
Nhiệt tổn thất qua tường xung quanh : Qxq = Kxq.Fxq.∆ttb (W) (4.4) Trong ựó Fxq: là diện tắch xung quanh của buồng sấy, m2
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ 80
∆t : độ chênh lệch nhiệt ựộ giữa bên trong và bên ngoài buồng sấy Nhiệt ựộ bên ngoài buồng sấy: tf2 = tm = 300C
Nhiệt ựộ trung bình của khắ bên trong buồng sấy: 0 22 23 f1 t + t 45 + 35 t = = = 40 C 2 2
độ chênh nhiệt ựộ bên trong và bên ngoài lò sấy: ∆t = tf1 - tf2 = 40 Ờ 30 = 100C Kxq : hệ số truyền nhiệt, W/m2K xq 1 2 1 K = 1 1 ( + δ + ) α λ α
để xác ựịnh α1, α2 ta dùng phương pháp lặp. Giả thiết nhiệt ựộ vách trong của tường là tw1 = 39,10C, Ta có phương trình cân bằng nhiệt sau:
q = α1.(tf1 Ờ tw1) = (λ/δ).(tw1 Ờ tw2) = α2.(tw2 Ờ tf2)
Với tốc ựộ tác nhân sấy ựã chọn là ω = 2m/s, với ω < 5m/s theo [17], [22] ta tắnh ựược α1 theo công thức sau:
α1 = 4,8 + 3,4.ω = 4,8 + 3,4.2 = 11,6 W/m2K Vậy mật ựộ dòng nhiệt truyền qua tường là:
q = α1.(tf1 Ờ tw1) = 11,6.(40 Ờ 39,1) = 10,44 W/m2
Nhiệt ựộ vách ngoài của tường: Buồng sấy có tường xây bằng gạch ựỏ trát xi măng cát ựộ dày δ = 330mm, tra bảng ta có hệ số dẫn nhiệt λ = (0,7 ọ
0,8) W/mK. Ở ựây ta chọn λ = 0,7 W/mK 33,6 0,7 0,33 11,6. 39,1 λ δ q. t tw2 = w1− = − =
Nhiệt ựộ trung bình bên ngoài lò sấy: 0 w2 m tb2 t + t 33,6 + 30 t = = = 31,8 C 2 2
Tra bảng với thông số không khắ với ttb2 = 31,80C = 301,80K , [22] ta có các thông số sau:
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ 81
λ = 0,0265 W/m.K ; γ = 1,621.10-5 và Pr = 0,707 Theo tiêu chuẩn Grashoft ta có :
32 2
g.β.∆t.l Gr =
γ
Thay các số liệu vào và tắnh toán ta có ựược kết quả Pr.Gr = 5,705.1010 nằm trong khoảng (2.107 ọ 1.1013) , theo [17] ta có:
23 3 3 3 0 α = 1,66. ∆t = 1,66 3,6 = 2,54 W/m K Hệ số nhiệt ựộ φt = 0,975 vậy : 2 2 0 t α = α . = 2,54.0,975 = 2,476 W/m Kϕ Hệ số truyền nhiệt: 2 xq 1 K = = 1,04 W/m K 1 0,33 1 ( + + ) 11,6 0,7 2,476
độ chênh nhiệt ựộ trung bình giữa trong và ngoài lò sấy là ∆ttb = 40-30 = 100C Mật ựộ dòng nhiệt qua tường