1 Quạt; 2 Tấm chắn hướng dòng; 3– Tường buồng; 4 kiêu gỗ.
4.3.2. Tính toán chọn quạt.
Quá trình vận chuyển tác nhân sấy trong các hệ thống sấy thường dùng hai loại quạt: quạt ly tâm và quạt hướng trục chọn quạt nào số hiệu bao nhiêu phụ thuộc vào đặc trưng của hệ thống sấy.
Trên cơ sở thiết kế bố trí hệ thống sấy buồng, quạt là thiết bị dùng để vận chuyển hoặc đẩy đưa không khí qua calorifer vào buồng sấy để thực hiện quá trình sấy và mang ẩm thải vào môi trường. Dựa vào đặc tính công nghệ, yêu cầu thiết kế cách bố trí thiết bị ta chỉ cần tính toán một hệ thống quạt phân phối gió. Do đó để chọn được quạt chúng ta cần bố trí hệ thống sấy và căn cứ vào cách bố trí này để tiến hành tính toán trở lực. Khi đã có tổng trở lực và lưu lượng tác nhân sấy cần thiết trong tính toán cân bằng nhiệt ẩm chúng ta chọn quạt. Trên cơ sở đó năng suất và cột áp của quạt được tính như sau:
Năng suất của quạt:
Năng suất của quạt V được xác định trên cơ sở tính toán nhiệt tính toán nhiệt mà ta đã tính toán ở chương II. Trong tính toán nhiệt ta đã tính toán nhiệt hệ thống sấy ta đã tính toán lưu lượng không khí khô cần thiết L kg/h. Theo phụ lục 5 [1] “thể tích không khí ẩm trong 1 kg không khí khô” ở áp suất p = 760 mmHg chúng ta tìm được thể tích không khí ẩm v ở nhiệt độ trung bình và độ ẩm tương đối của tác nhân sấy. Do đó thể tích V bằng:
V = L.v = L/ρ Trong đó:
- L: là lượng không khí khô = 22159 kgkkkhô /h(đã tính ở chương 2); - v: là thể tích không khí ẩm trong một kg không khí khô, tra trong phụ lục ứng với nhiệt độ là 36oC và độ ẩm tương đối là 61%, v là 0,927(m3/kg kk).
Vậy V = 22159.0,927 = 20386,28 m3/h.
Tính toán khí động Sơ đồ tính toán khí động
Hình 4.11. Sơ đồ tính toán khí động
1 - kênh dẫn khí; 2 - calorifer; 4, 5, 24, 25 chỗ ngoặt; 6, 9…21 đột khép; 7,10…22 trong kiêu gỗ; 8 , 11,…23 đột mở.
Trở lực của hệ thống bao gồm: trở lực của calorifer, trở lực ma sát của các kênh dẫn khí và các trở lực cục bộ tại các tiết diện tương ứng trên hình 4.7.
Trở lực phía đường không khí của calorfer:
Để tính được trở lực qua calorifer ta có thể tính lưu tốc của không khí rồi ta tra bảng tìm trở lực. Ta có lưu tốc của không khí là:
ρv=L
f , trong đó: L là lượng không khí khô = 22159 kgkkkhô /h(đã
tính ở chương 2) còn f là tiết diên thông gió f = 0,96m2. Do đó:
ρv=22159
3600.0,96=6,4kg/m2s
Dựa vào bảng tra trang 181 [2] ta tìm được trở lực của không khí qua calorifer là: 6,6 mmH2O.
Trở lực ma sát của các kênh dẫn khí và trong các kiêu gỗ:
Trở lực trong các kiêu gỗ và các kênh dẫn được tính theo công thức:
Δpms=λ L dtd ρ W 2 2 ,N/m2 Trong đó: λ là hệ số trở lực ma sát L chiều dài phần sấy
dtd là đường kính tương đương của khe thông gió
W, ρ là tốc độ và khối lượng riêng của khí trong buồng (tính theo nhiệt độ trung bình của khí). Kết quả tính được liệt kê trong bảng.
Số thứ tự Vị trí gây trở lực Khối lượng riêng ρ kg/m3 Tốc độ khí v (m/s) Chiều dài L (m) Đườn g kính tương đương (m) Hệ số trở lực ma sát λ Hệ số trở lực cục bộ ξ Tổn thất áp suất Δp
N/m2 1 Kênh dẫn 1,165 5 6 0,6 0,04 5,825 2 Calorifer 66,36 4 Ngoặt 90o 1,093 4 1,1 9,62 5 Ngoặt 90o 1,093 3 1,1 5,41 6, 9,…21 Đột khép 1,128 2 0,18 2,43 7, 10… 22 Trong kiêu 1,128 2 6 0,06 0,05 11,28 8, 11… 23 Đột mở 1,128 2 0,25 3,384 24 Ngoặt 90o 1,128 3 1,1 5,58 25 Ngoặt 90o 1,165 3 1,1 5,58 Tổng 115,47
Trở lực cục bộ tại các tiết diện được tính theo công thức:
Δpc=ξρ W22,N/m2
Ở đây các hệ số trở lực cục bộ ξ xác định theo tài liệu [3]. Các kết quả tính
Ta có tổng trở lực cục bộ của hệ thống là 115,47 N/m2 ở điều kiện nhiệt độ không khí t = 36oC với ρ = 1,128 kg/m3. Chuyển trở lực này về điều kiện tiêu chuẩn kỹ thuật ta được:
Δptc=Δp ρtc
ρ =115,47 1,21,146=120,91N/m2=12mmH2O Xác định công suất của quạt
Theo công thức (17.38) [1, tr. 334] ta có năng suất của quạt N là:
N=k Vρ0ΔP
3600.102.ρ.ηq;kW
Trong đó: V - lưu lượng ở nhiệt độ trung bình t của tác nhân sấy, m3/h
ΔP - tổng cột áp quạt phải thực hiện, mmH2O k - hệ số dự phòng, k =(1,1 ¿1,2). Chọn k = 1,1
ηq - hiệu suất của quạt, ηq=(0,4÷0,6). Chọn ηq=0,5
ρ0- khối lượng riêng của không khí ở điều kiện tiêu chuẩn, kg/m3 ρ0=1,293kg/m3
ρ - khối lượng riêng của không khí ở nhiệt độ trung bình TNS, kg/m3
ρ0=1.146kg/m3
Thay số: N=1,120386
,28.1,293.12
3600.102.1,146.0,5=1,5kW
Từ năng suất quạt N và cột áp ΔP ta dựa vào bảng tra [ trang 363, 3 ]chọn 3 quạt hướng trục kí hiệu N0 MЏ
Năng suất quạt: V = 7200m3/h
Cột áp của quạt: ΔP=25mmH2O
Hiệu suất 54%