2.3.1 Xác định các thông số điểm nút
Theo [7], các thông số tại các điểm nút được xác định như sau: Phân áp suất bão hòa:
𝑃𝑏 = 𝑒𝑥𝑝 (12 − 4026,42
235,5 + 𝑡) [𝑏𝑎𝑟]
(2.2)
Độ chứa hơi lý thuyết
𝑑1 = 0,621. 𝜑1. 𝑝ℎ1𝑚𝑎𝑥
𝑝 − 𝜑1. 𝑝ℎ1𝑚𝑎𝑥 [𝑘𝑔 ẩ𝑚/𝑘𝑔 𝑘𝑘]
(2.3)
Khối lượng riêng của không khí:
𝜌1 = 𝑝 − 𝜑1. 𝑝ℎ1𝑚𝑎𝑥
287. (273 + 𝑡1) [𝑘𝑔/𝑚
3] (2.4)
Enthalpy
Dựa vào các công thức (2.2), (2.3), (2.4), (2.5) đã đưa ra ở trên để xác định thông số trạng thái tại các điểm của tác nhân sấy
a. Xác định thông số điểm 0
Nhiệt độ bên ngoài môi trường được xác định theo nhiệt độ trung bình cả năm tại Đồng Nai. Chọn t0 = 26oC và 𝜑0= 80%, xác định được thông số tại trạng thái 1 có giá trị như sau
Phân áp suất bão hòa của không khí tại t1 = 26oC: 𝑝𝑏0 = exp (12 − 4026,42
235,5 + 𝑡0) = exp (12 −
4026,42
235,5 + 26) = 0,0334 [𝑏𝑎𝑟] Độ chứa hơi lý thuyết của không khí tại trạng thái ban đầu:
𝑑0 = 0,621. φ0. pb0
p − φ0. pb0 = 0,621 .
0,8.0,0334
1 − 0,8.0,0334 = 0,017 [𝑘𝑔 ẩ𝑚/𝑘𝑔 𝑘𝑘] Enthalpy của không khí:
I0 = 1,004t0 + d0(2500 + 1,842t0) = 1,004.26+0,017(2500+1,842.26) = 69,42 [kJ/kg]
b. Xác định thông số điểm 1
Với t1 = 20oC và 𝜑1 = 90 %, xác định được thông số tại trạng thái 1 có giá trị như sau Áp suất bão hòa của không khí tại t1= 20 oC:
Phân áp suất bão hòa của không khí tại t1 = 20oC: 𝑝𝑏1 = exp(12 − 4026,42
235,5 + 𝑡1) = exp (12 −
4026,42
235,5 + 20) = 0,0233 [𝑏𝑎𝑟] Độ chứa hơi lý thuyết của không khí tại trạng thái ban đầu:
𝑑0 = 0,621. φ0. pb0
p − φ0. pb0 = 0,621 .
0,9.0,0223
1 − 0,9.0,0223 = 0,013 [𝑘𝑔 ẩ𝑚/𝑘𝑔 𝑘𝑘] Enthalpy của không khí tại điểm 1’:
I1 = 1,004𝑡1+ 𝑑1(2500 + 1,842𝑡1) =1,004.20 + 0.013.( 2500 + 1,842 . 20) = 53,06 [kJ/kg]
c. Xác định thông số tại điểm 2
Với t2 = 45oC;
Do quá trình 1-2 là quá trình gia nhiệt tác nhân sấy thông qua dàn nóng của bơm nhiệt nên d2 = d1 = 0,013 [kg ẩm/ kgkk]
Áp suất bão hòa của không khí tại điểm 2: 𝑝𝑏2 = 𝑒𝑥𝑝 (12 − 4026,42
235,5 + 𝑡2) = 𝑒𝑥𝑝 (12 −
4026,42
235,5 + 45) = 0,095[𝑏𝑎𝑟] Độ ẩm tương đối của không khí tại trạng thái 2:
𝜑2 = 𝑑. 𝑝
(0,621 + 𝑑2). 𝑝𝑏2 =
0,013.1
(0,621 + 0,013).0,095 = 21,58[%] Enthalpy của không khí tại trạng thái 2:
I2 = 1,004𝑡2+ 𝑑2(2500 + 1,842𝑡2) = 1,004.45 + 0.013(2500 + 1,842.45 = 78,76[ 𝑘𝐽/𝑘𝑔]
d. Xác định thông số trạng thái tại điểm 2’
P a g e | 27
Áp suất bão hòa của không khí tại trạng thái 2’: 𝑝𝑏2′ = 𝑒𝑥𝑝 (12 − 4026,42
235,5 + 𝑡2′) = 𝑒𝑥𝑝 (12 −
4026,42
235,5 + 60) = 0,197[𝑏𝑎𝑟] Độ ẩm tương đối của không khí tại trạng thái 2’:
𝜑2′ = 𝑑2′. 𝑝
(0,621 + 𝑑2′). 𝑝𝑏2′ =
0,013.1
(0,621 + 0,013).0,197 = 10,41[%] Enthalpy của không khí tại trạng thái 2’:
I2′ = 1,004𝑡2′+ 𝑑2′(2500 + 1,842𝑡2′) = 1,004.60 + 0.013(2500 + 1,842.60) = 94,18 [𝑘𝐽/𝑘𝑔]
e. Xác định thông số tại trạng thái 3
Với t3 = 55oC; I3 = I2’ = 94,18 [kJ/kg] Độ chứa hơi lý thuyết tại điểm 3:
𝑑3 = 𝐼3 − 1,004𝑡3 2500 + 1,842𝑡3 =
94,18 − 1,004.55
2500 + 1,842.55 = 0,015[𝑘𝑔ẩ𝑚/𝑘𝑔𝑘𝑘] Áp suất bão hòa của không khí tại trạng thái 3:
𝑝𝑏3 = 𝑒𝑥𝑝 (12 − 4026,42
235,5 + 𝑡3) = 𝑒𝑥𝑝 (12 −
4026,42
235,5 + 55) = 0,156[𝑏𝑎𝑟] Độ ẩm tương đối của không khí tại trạng thái 2’:
𝜑3 = 𝑑3. 𝑝
(0,621 + 𝑑3). 𝑝𝑏3 =
0,015 . 1
(0,621 + 0,015).0,156 = 15,12[%]
2.3.2. Quá trình sấy lý thuyết
Tổng hợp kết quả tính toán các thông số trạng thái của TNS trong quá trinh sấy lý thuyết được trình bày trong bảng 2.1
Bảng 2.1. Các thông số của không khí ẩm
Điểm t (oC) (%) d [kgẩm/kgkk] I [kJ/kgkk] P [bar] 0 26 80 0,017 69,42 0,0334 1 20 90 0,013 53,06 0,0233 2 40 21,58 0,013 78,76 0,095 2’ 60 10,41 0,013 94,18 0,197 3 55 15,12 0,015 94,18 0,156
2.4. TÍNH LƯỢNG KHÔNG KHÍ, LƯỢNG NHIỆT CẦN CẤP CHO QUÁ TRÌNH SẤY SẤY
2.4.1.Tiêu hao không khí lý thuyết
Lượng không khí khô cần thiết để bay hơi 1 kg ẩm 𝑙0 = 1
𝑑3− 𝑑1 =
1
0,015 − 0,013 = 500 [𝑘𝑔𝑘𝑘/𝑘𝑔 ẩ𝑚] Lượng không khí khô cần thiết trong quá trình sấy
Llt = W * l0= 553,85 * 500 = 276925 [ kgkk/h]
2.4.2 Tiêu hao nhiệt lý thuyết
Lượng nhiệt mà đèn hồng ngoại tỏa ra
𝑞ℎ𝑛.𝑙𝑡 = 𝑙0(𝐼3 − 𝐼2) = 500 ∗ (94,18 − 78,76) = 7710[𝑘𝐽/𝑘𝑔 ẩ𝑚]
STT Đại lượng Kí hiệu Giá trị Đơn vị
1 Lượng không khí khô cần thiết để làm bay hơi 1 kg ẩm
l0 500 kgkk/kg ẩm 2 Lưu lượng không khí khô cần cho quá trình
sấy
Llt 276.925 kgkk/h 3 Lượng nhiệt đèn hồng ngoại tỏa ra qhn.lt 7710 kJ/kg ẩm
P a g e | 29
CHƯƠNG 3 TÍNH QUÁ TRÌNH SẤY THỰC
3.1. TÍNH KÍCH THƯỚC VÀ KẾT CẤU CƠ BẢN CỦA THIẾT BỊ
Thiết bị sấy sử dụng xe goong làm thiết bị chuyền tải. Xe được làm bao gồm 1 khung lớn và các khay sấy. Khung xe và khay sấy được làm bằng Inox 304, đây là một loại hợp kim phổ biến dùng trong công nghệ thực phẩm, do tính không bị biến đổi trong điều kiện môi trường khắc nghiệt nên việc sử dụng vật liệu Inox 304 làm khay sấy và khung xe goong sẽ đảm bảo an toàn cho sức khỏe người tiêu dùng. Hình ảnh xe goong được sử dụng trong thực tế như trong hình 3.1.
Hình 3.1. Xe goong.
Chọn khối lượng Thanh Long trên mỗi khay sấy là 10kg. Thanh Long đã qua bước sơ chế, cắt lát mỏng 5mm ngang thân quả. Với khối lượng vật liệu sấy ban đầu yêu cầu là 5230 kg, tổng số khay sấy cần sử dụng là
𝑛 = 5230
10 = 523[𝑘ℎ𝑎𝑦 𝑠ấ𝑦] Diện tích của 1 tấm lưới được xác định như sau
𝐹 =𝑉𝑡𝑙 𝛿𝑡𝑙[𝑚2] Với Vtl = gi ρtl . a [𝑚3] Trong đó:
Khối lượng thanh long trên 1 lưới;
F là tổng diện tích bề mặt thanh long trên 1 khay sấy [ m2];
δtl là độ dày của lớp thanh long xếp trên 1 khay sấy [m]. Chọn δtl = 5[mm] = 0,005[m]; gi là khối lượng thanh long trên 1 khay sấy; gi = 10 [kg];
ρtl là khối lượng riêng của thanh long; a là hệ số hiệu chỉnh. Chọn a = 0,95
Thay giá trị các đại lượng vào các công thức trên, ta xác định được: Thể tích thanh long trên mỗi khay
Vtl = 10
1070 . 0,95 = 0,0098 [𝑚
3]
Từ đó ta xác định được tổng diện tích bề mặt của thanh long trên 1 khay sấy 𝐹 = 𝑉𝑡𝑙
𝛿𝑡𝑙 =
0,0098
0,005 = 1,96[𝑚
2]
Với tổng diện tích bề mặt thanh long xác định được là 1,96 m2, ta lựa chọn làm khay sấy có kích thước (dài x rộng x dày) là 1000x2000x30mm. Khay sấy có cấu tạo gồm lưới và khung bọc 4 viền xung quanh, viền này rộng 25mm có tác dụng giúp khay sấy chắc chắn hơn. Giá đỡ khay sấy là các khung chữ V có chiều dài 2000m. Mô tả cụ thể cấu tạo khay sấy như trong hình 3.2.
Hình 3.2. Cấu tạo và kích thước khay sấy.
Thiết kế mỗi xe goong có 16 khay , khoảng cách giữa các khay là 100mm, bánh xe cao 100mm. Số xe goong cần thiết để sấy 5230 kg thanh long là:
𝑁 = 𝑛 16=
523
16 = 32,69 ≈ 33 [𝑥𝑒]
Do cần có khoảng cách nhất định giữa mép khay sấy với khung xe để lấy khay sấy ra dễ dàng, lấy khoảng cách giữa khay sấy và khung là 25mm , kích thước xe goong được xác định như sau:
Chiều cao xe goong: 16 x 30 + 17 x 100 + 100 = 2280 [mm]; Chiều rộng xe goong: 1000 + 50 = 1050[mm];
Chiều dài xe goong: 2000 + 50 = 2050[m]
Khoảng cách từ xe đến trần buồng sấy là 100 [mm];
Xếp xe goong trong buồng sấy thành 3 hàng theo chiều ngang, mỗi hàng 11 xe, mỗi hàng xe cách nhau 100mm, các xe goong trên 1 hàng cách nhau 100mm, các xe ở ngoài cùng của hàng cách tường buồng 100mm, kênh dẫn khí theo chiều rộng buồng sấy có kích thước 500mm. Kích thước sơ bộ bên trong buồng sấy được xác định:
Chiều cao: H = 2280 + 100 = 2380[mm];
Chiều rộng: B = 3 . 1050 + 2.100 + 2.100 + 2.500= 4400 [mm]; Chiều dài: L = 11.2050 + 10 . 100 + 2 . 100 = 23200 [mm];
Vách và trần của buồng sấy được làm dày 100mm. Kích thước bên ngoài buồng sấy được xác định là:
Chiều cao: HN = 1500 + 100 = 1600[mm]; Chiều rộng : BN = 4400 + 2.100 = 4600[mm];
P a g e | 31
Chiều dài: LN = 23200 + 2.100 = 23400[mm].
3.2 TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT CHO THIẾT BỊ SẤY 3.2.1. Cân bằng nhiệt cho quá trình sấy 3.2.1. Cân bằng nhiệt cho quá trình sấy
Trong quá trình sấy thực tế luôn xuất hiện thất thoát về nhiệt. Cân bằng nhiệt trong quá trình sấy được thể hiện như trong hình 3.
Hình 3.3. Cân bằng nhiệt trong quá trình sấy. Theo [7], phương trình cân bằng nhiệt cho thiết bị sấy được viết như sau:
𝑄 + 𝑄𝑏𝑠+ 𝑊. 𝐶𝑛. 𝑡𝑚1+ 𝐺2. 𝐶𝑚. 𝑡𝑚1+ 𝐿. 𝐼1+ 𝐺𝑣𝑐. 𝐶𝑣𝑐. 𝑡𝑚1 = 𝐺2. 𝐶𝑚. 𝑡𝑚2+ 𝐿. 𝐼3+ 𝐺𝑣𝑐. 𝐶𝑣𝑐. 𝑡𝑚2 + 𝑄5
𝑄 + 𝑄𝑏𝑠 = 𝐿. (𝐼3− 𝐼1) + 𝐺2. 𝐶𝑚. (𝑡𝑚2− 𝑡𝑚1) + 𝑄5− 𝑊. 𝐶𝑛. 𝑡𝑚1 + 𝐺𝑣𝑐. 𝐶𝑣𝑐. (𝑡𝑚2− 𝑡𝑚1) 𝑄 + 𝑄𝑏𝑠 = 𝑄2+ 𝑄𝑚+ 𝑄5+ 𝑄1+ 𝑄𝑣𝑐
Trong đó:
• Q - Nhiệt lượng cung cấp để gia nhiệt tác nhân sấy;
• 𝑄𝑏𝑠 - Nhiệt lượng bổ sung, ở đây nhiệt lượng bổ sung bằng 0; • 𝑊. 𝐶𝑛. 𝑡𝑚1 = 𝑄1- Nhiệt hữu ích do ẩm mang vào;
• 𝐺2. 𝐶𝑚. (𝑡𝑚2− 𝑡𝑚1) = 𝑄𝑚 - Nhiệt lượng tổn thất do vật liệu sấy mang ra; • 𝑄5 = 𝐾. 𝐹. 𝛥𝑡 - Nhiệt tổn thất ra môi trường theo kết cấu bao che;
• 𝐺𝑣𝑐. 𝐶𝑣𝑐. (𝑡𝑚2 − 𝑡𝑚1) = 𝑄𝑣𝑐 - Nhiệt lượng tổn thất theo thiết bị vận chuyển; • 𝐿. (𝐼3− 𝐼1) = 𝑄2- Nhiệt tổn thất do tác nhân sấy;
Chia cả 2 vế phương trình (3.1) cho W ta được 𝑞 = 𝑄 𝑊 = 𝐿 𝑊. (𝐼3− 𝐼2) +𝑄5 𝑊 + 𝑄𝑣𝑐 𝑊 + 𝑄𝑚 𝑊 − 𝑡𝑚1. 𝐶𝑛 𝑞 = 𝑙. (𝐼3− 𝐼1) + 𝑞𝑚+ 𝑞5+ 𝑞𝑣𝑐 − 𝑡𝑚1. 𝐶𝑛 Ta có: 𝑞 = 𝑙. (𝐼3− 𝐼1′) => 𝑙. (𝐼3− 𝐼1′) = 𝑙. (𝐼3− 𝐼1′) + 𝑞𝑚+ 𝑞5+ 𝑞𝑣𝑐 − 𝑡𝑚1. 𝐶𝑛 Đặt: 𝑡𝑚1. 𝐶𝑛− (𝑞𝑚+ 𝑞5+ 𝑞𝑣𝑐) = ∆ - tổn thất nhiệt để làm bay hơi 1kg ẩm Suy ra 𝑙(𝐼3 − 𝐼1′) = 𝛥 hhay 𝐼3 = ∆ + 𝑙 .𝐼1
→ 𝑞 = 𝑙 . ∆𝐼 − ∆
Trong đó Δ là nhiệt lượng bổ sung – nhiệt lượng tổn thất chung.
3.2.2. Tính toán tổn thất nhiệt
a. Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi
Nhiệt tổn thất do vật liệu sấy mang đi được xác định bởi công thứ 𝑄𝑚 = 𝐺2. 𝐶𝑣. (𝑡𝑣2− 𝑡𝑣1)[𝑘𝐽/𝑘𝑔𝑎] Trong đó:
G2: lượng vật liệu ra khỏi thiết bị [kg/h];
Cv: nhiệt dung riêng của vật liệu sấy ra khỏi thiết bị; 𝐶𝑣 = 𝐶𝑝 + (𝐶𝑎 − 𝐶𝑝). 𝜔2
Với
Cp: nhiệt dung riêng tuyệt đối của thanh long, Cp = 3,800 [kJ/kgK]; Ca: nhiệt dung riêng của nước, Ca = 4,1868 [kJ/kgK];
ω2: độ ẩm của thanh long sau khi ra khỏi thiết bị sấy, ω2 = 15[%].
Thay các thông số vào công thức, xác định được nhiệt dung riêng của thanh long khi ra khỏi thiết bị sấy:
𝐶𝑣 = 3,8 + (4,1868 − 3,8). 0,15 = 3,858[𝑘𝐽/𝑘𝑔𝐾] Nhiệt tổn thất do vật liệu sấy mang đi là:
𝑄𝑣 = 100𝑥3,858𝑥(45 − 26) = 7330,2[𝑘𝐽] 𝑞𝑣 =𝑄𝑣
𝑊 =
7330,2
553,85= 13,24[𝑘𝐽/𝑘𝑔𝑎]
b. Tổn thất nhiệt do tỏa nhiệt vào môi trường
Bên cạnh tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi, nhiệt tổn thất còn do sự tỏa nhiệt vào môi trường. Tổn thất này được mô tả như hình 3.
Hình 3.4. Tổn thất nhiệt do tỏa nhiệt vào môi trường. Nhiệt độ bên ngoài buồng sấy: 𝑡𝑓2 = 𝑡0 = 26 ℃;
Nhiệt độ bên trong buồng sấy:
𝑡𝑓1 = 𝑡2 + 𝑡3 2 =
40 + 55
P a g e | 33
Buồng sấy có tường làm bằng 2 lớp inox có chiều dày δ = 0,015 – 0,016 m, hệ số dẫn nhiệt λ = 50 W/mK. Lớp bông thủy tinh có chiều dày δ = 0,05m, hệ số dẫn nhiệt λ = 0,063 W/mK.
Nhiệt tổn thất ra môi trường được tính theo công thức 𝑄5 = 𝐾. 𝐹. 𝛥𝑡[𝑊] Trong đó:
F: diện tích xung quanh buồng sấy, F = (6,8 + 8,5) . 2 . 3,16 = 96,696 [m2]; Δt: độ chênh nhiệt độ bên trong và bên ngoài buồng sấy, [oC];
∆𝑡 = 𝑡𝑓1− 𝑡𝑓2 = 47,5 − 26 = 21,5[℃] K: hệ số truyền nhiệt, [W/m2K] 𝐾 = 1 1 𝛼1 + ∑ 𝛿𝑖 𝜆𝑖 + 1 𝛼2 Trong đó:
𝛼1: hệ số trao đổi nhiệt đối lưu của môi trường sấy đến vách thiết bị, W/m2K; 𝛼2: hệ số trao đổi nhiệt đối lưu từ bề mặt ngoài thiết bị đến môi trường, W/m2K; 𝛿𝑖, 𝜆𝑖 : chiều dày và hệ số dẫn nhiệt của các lớp của vỏ thiết bị.
Để xác định 𝛼1 và 𝛼2 ta dùng phương pháp lặp
Với vận tốc gió trong buồng sấy chọn là 2m/s, khi sấy đối lưu cưỡng bức 𝛼1< 5m/s 𝛼1 = 6,15 + 4,17 . v = 6,15 + 4,17 . 2 = 14,5 [W/m2K]
Ta có:
𝑞 = 𝛼1(𝑡𝑓1 − 𝑡𝑤1) =𝜆
𝛿(𝑡𝑤1− 𝑡𝑤2) = 𝛼2(𝑡𝑤2– 𝑡𝑓2)
Giả sử nhiệt độ vách trong buồng sấy là tw1 = 50 oC, mật độ dòng nhiệt truyền qua: 𝑞 = 14,5 . (55 − 50) = 29 [𝑊/𝑚2]
Nhiệt độ vách ngoài tường đượng xác định theo công thức 𝑞 = 𝜆 𝛿. (𝑡𝑤1− 𝑡𝑤1) → 𝑡𝑤2 = 𝑡𝑤1− 𝑞.𝛿 𝜆 𝑡𝑤2 = 53 − 29 (2 . 0,008 50 + 0,05 0,063) = 29,97[℃] Nhiệt độ định tính 𝑡𝑚 =𝑡𝑤2 + 𝑡0 2 = 29,97 + 26 2 = 27,99[℃]
Tra bảng thông số vật lý của không khí với 𝑡𝑚 = 27,99 ℃, các thông số có giá trị như sau: 𝜆 = 2,65 . 10−2 [𝑊/𝑚2𝐾];
𝑣 = 15,92. 10−6[𝑚2/𝑠]; Pr = 0,701.
Tiêu chuẩn Grashoft: 𝐺𝑟 = 𝑔. 𝛽. 𝛥𝑡. 𝑙 3 𝑣2 = 9,81.21,5. 1,6 3 (15,92. 10−6)2. (27,99 + 273) = 1,13 . 10 10
Xét Gr.Pr = 0,701 . 1,13.1010 = 7,92 . 10 9 thuộc khoảng (2.107 – 1013) C = 0,135; n = 0,33
Thay giá trị C, n, Gr, Pr vào công thức Nusselt:
𝑁𝑢 = 𝐶(𝐺𝑟. Pr )𝑛 = 0,135. (7,92.109)0,33 = 249,41 Hệ số tỏa nhiệt 𝛼2 xác định được là
𝛼2 =𝑁𝑢. 𝜆 𝑙 = 249,41.2,65 . 102 1,6 = 4,13[𝑊/𝑚 2𝐾] 𝑞′ = 𝛼2(𝑡𝑤2− 𝑡𝑓1) = 4,13(27,99 − 26) = 8,22[𝑊/𝑚2] So sánh q va q’ ∆𝑞 = |𝑞 − 𝑞′| 𝑞 = |29 − 8,22| 29 = 0,72% < 10%
Do kết quả so sánh được rất nhỏ nên kết quả tính toán ở trên có thể chấp nhận được. Từ đó xác định được hệ số truyền nhiệt:
𝐾 = 1 1 𝛼1 + ∑ 𝛿𝑖 𝜆𝑖 + 1 𝛼2 = 1 1 14,5 + 2.0,015 50 + 0,05 0,063 + 1 4,13 = 0,905[𝑊/𝑚2𝐾] Nhiệt tổn thất ra ngoài môi trường:
𝑄5 = 𝐾. 𝐹. ∆𝑡 = 0,905.96,696.2.21,5 = 3762,92[𝑊] Nhiệt lượng tổn thất ra ngoài môi trường trong quá trình sấy:
𝑞5 =𝑄5
𝑊 =
3762,92 .3600
553,85 = 24458,81[𝐽/𝑘𝑔𝑎] = 24,459[𝑘𝐽/𝑘𝑔𝑎]
c. Tổn thất nhiệt để làm nóng lưới sấy
Như kết quả đã chọn ở mục 3.1 lưới sấy có kích thước 1000x2000 mm, lưới sấy có bề dày δ = 1mm. Hệ thống sấy gồm 33x16 = 528 khay sấy. Tổng diện tích khay sấy là:
𝐹𝑘 = 𝐹 . 𝑛 = 1 . 2 . 528 = 1056 [𝑚2] Khối lượng inox để làm khay sấy là:
𝐺𝑖𝑛𝑜𝑥 = 𝑉. 𝜌𝑖𝑛𝑜𝑥 = 𝐹𝑘. 𝛿. 𝜌𝑖𝑛𝑜𝑥 = 1056.0,001.7930 = 8374,08[𝑘𝑔] Nhiệt lượng tổn thất để làm nóng lưới sấy:
𝑄𝑣𝑐 = 𝐺𝑖𝑛𝑜𝑥. 𝐶𝑖𝑛𝑜𝑥. (𝑡3 − 𝑡1′) = 8374 . 0,5 . ( 55 − 26) = 121423 [𝑘𝐽] 𝑞𝑣𝑐 =𝑄𝑣𝑐
𝑊 =
121423
553,85 = 219,23[𝑘𝐽/𝑘𝑔𝑎]
d. Nhiệt hữu ích do vật ẩm mang vào
𝑞1 = 𝐶𝑎. 𝑡𝑣1
Trong đó Ca là nhiệt dung riêng của nước, lấy Ca = 4,1868 [kJ/kgK] Nhiệt hữu ích do vật liệu sấy mang vào:
𝑞1 = 4,1868.26 = 108,86[𝑘𝐽/𝑘𝑔𝑎] Tổn thất nhiệt của quá trình :
P a g e | 35
3.3. TÍNH QUÁ TRÌNH SẤY THỰC
Hình 3. Quá trình thay đổi trạng thái của không khí ẩm trên đồ thị I-d Tính toán thông số trạng thái của không khí ẩm trong quá trình sấy thực
Tại điểm 0 ,1 và 2 thông số trạng thái không khí không thay đổi so với quá trình sấy lý thuyết. Tại điểm 3: trạng thái không khí sau khi gia nhiệt bằng bức xạ hồng ngoại và cuối quá trình sấy
Nhiệt độ sấy t3 = 55 oC, dựa vào đồ thị quá trìn sấy thực ta suy ra được; 𝐼3− 𝐼2 =𝛥
𝑙 = 𝛥(𝑑3− 𝑑2). Trong đó
I3’ = 1,004. t3 + d3’. (2500 + 1,842. t3’) I2 = 1,004. t2 + d2. (2500 + 1,842. t2) Thay vào vào biểu thức trên, ta được:
𝐼3− 𝐼2 = 1,004(𝑡3′− 𝑡2) + (2500 + 1,842𝑡3′)𝑑3′− (2500 + 1,842𝑡2)𝑑2 𝑑3′ = 𝑑2 + 1,004. (𝑡3− 𝑡2) (2500 + 1,842𝑡3) − ∆ = 0,013 + 1,004. (55 − 40) (2500 + 1,842.55) + 148,07 = 0,018
Entanpi của không khí ẩm:
I3’ = 1,004. t3’ + d3’(2500 + 1,842. t3’) = 1,004.55 + 0,018(2500 + 1,842.55) = 102,04[kJ/kgK] Độ ẩm của không khí: 𝜑3 = 𝑃𝑎. 𝑑3′ (0,621 + 𝑑3′). 𝑃𝑏3 = 1 . 0,018 (0,621 + 0,018). 0,2 = 14[%]
3.4. THIẾT LẬP CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG VÀ TÍNH HIỆU SUẤT NHIỆT CỦA HỆ THỐNG HỆ THỐNG
Tổng hợp kết quả tính toán các thông số trạng thái của tác nhân sấy trong quá trình