Vì quá trình sấy không bổ sung nhiệt lượng, cho nên ta có : ( lượng nhiệt bổ sung thực tế): = Cn. t0 –( qvl + qm+qct ) Thông số không khí ra khỏi hầm:
Ta có : I2 = I1 + (1)
Mặt khác: I2 = t2 + 0,001.d2 .(2500 + 1,97.t2 ) (2) Thay (1) vào (2) và biến đổi ta được:
Độ chứa hơi của không khí ra khỏi thiết bị sấy:
d2 = = 0,03345 ( kg/kg kkk)
Entanpy của không khí ra khỏi thiết bị sấy:
I2 = I1 + = 121,99 (kJ/kg kkk)
Độ ẩm tương đối của không khí ra khỏi thiết bị sấy là:
2 = = = 0,85 = 85% = = = 1,07 kg/m3
Tính lượng tác nhân sấy trong quá trình sấy thực
a) Khối lượng không khí khô
Lượng không khí khô cần thiết để bốc hơi 1 kg ẩm trong quá trình sấy thực: l = = =54,49 (kg kk/kg ẩm)
- Lượng không khí lưu chuyển qua thiết bị sấy:
L = W.l = 529,41 .54,49 = 28850 (kg kk/ h). - Lưu lượng thể tích không khí cần thiết cho quá trình sấy là:
V = = = = 27874 (m3/h).
Tiết diện của xe goòng (2 thanh thẳng đứng 502000 mm, 20 thanh nằm ngang 501000 mm): FX = 2.0,05.2 + 20.0,05.1,2 = 1,4 m2
Tiết diện của hầm sấy (18502450mm) : FH = 1,85 . 2,45 = 4,53 m2
Tiết diện tự do : Ftd= 4,53 – 1,4 = 3,1 m2
Tốc độ chuyển động của tác nhân sấy trong hầm là: Vt = = = 2,497 m/s.
Sai số nằm trong mức cho phép .
Tính toán lượng nhiệt trong quá trình sấy thực:
Nhiệt lượng tiêu hao q:
q = l (I1 – Io ) = 54,49 ( 124,5540 – 61,7534) = 3422 (kJ/ kg ẩm)
Nhiệt lượng có ích:
qci = i2 – Cn .tv1 = ( 2500 +1,97.36) – 4,18.23,3 = 2473 (Kj/ kg ẩm)
Tổn thất do tác nhân sấy mang đi Nhiệt dung riêng của không khí ẩm:
Ck = Ckk + 0,47 . = 1,004+ 0,47. = 1,011 ( kj/kg K)
q2 = l.Cdx( do ).(t2 -to) = 54,49 . 1,011( 36 – 23,3) = 699 ,63 (kj/ kg ẩm)
Tổng lượng nhiệt tổn thất và các tổn thất q:
q’ = qci +q2+qct +qv+qmt = 2473+699,63 +62,888+21+149,74 = 3408,258 ( kj/kg ẩm)
Có thể thấy nhiệt lượng tiêu hao q, tổng nhiệt lượng có ích và các tổn thất q’ phải bằng nhau. Tuy nhiên trong quá trình tính toán chúng ta đã làm tròn hoặc sai số trong tính toán các tổn thất nên chúng ta đã dẫn đến một sai số nhất định. Ở đây có sai số tuyệt đối:
= = = 0,00403 = 0,403%
Bảng 3.4 . Cân bằng nhiệt của hệ thống sấy
STT Đại lượng Ký hiệu Giá trị [kJ/kg ẩm] %
2 Tổn thất do tác nhân sấy q2 699,630 20,440 3 Tổn thất do vật liệu sấy qV 149,740 4,300 4 Tổn thất do thiết bị truyền tải qTBTT 67,888 1,900 5 Tổn thất ra môi trường qMT 21,000 0,610 6 Tổng nhiệt lượng tính toán q’ 3422,000 100,000 7 Tổng nhiệt lượng tiêu hao q 3408,258 100,000
8 Sai số tương đối 0,403
Nhận xét : Qua bảng cân bằng nhiệt ta nhận thấy hiệu suất của thiết bị sấy vào khoảng 72,26%; tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi chiếm một phần nhỏ (khoảng 4,3%), tổn thất ra môi trường và do thiết bị truyền tải cũng chiếm một phần không đáng kể. Tổn thất chủ yếu do tác nhân sấy mang đi, vì vậy khi tính toán thực tế ta có thể lấy gần đúng tổng tổn thất này vào khoảng 10%, từ đó việc tính toán và thiết kế sẽ dễ dàng hơn.
CHƯƠNG 4. TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ PHỤ TRỢ
4.1 Tính chọn caloripher .
Caloriphe là thiết bị truyền nhiệt dủng đề gia nhiệt gián tiếp cho không khí sấy. Trong kỹ thuật thường dùng hai loại caloriphe là caloriphe khí- khói và caloriphe khí-hơi. Ở đây ta chọn caloriphe khí – khói.
Bảng 4.5. thông sốkích thước của caloriphe để sử dụng trong tính toán:
Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị
Ố n g Chiều dài L M 1,2 Đường kính ngoài d2 M 0,057 Đường kính trong d1 M 0,05 Bề dày ống M 0,003 5 Bước ống ngang dòng lưu chất s1 M 0,1 Bước ống dọc dòng lưu chất ngoài
ống s2 M 0,1
Đường kính ống ở mặt bích lắp ống
khói ra (vào) mm 400
Đường kính của ống cho không khí
ra (vào) mm 250
Chiều rộng mặt bích caloriphe M 500 Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu làm ống
(thép CT2) W/mK 57
Chọn nhiệt độ của khói vào caloriphe là: tkv = 2500C Nhiệt độ của không khí vào caloriphe là tkkv = 23,30C
Lưu lượng không khí vào caloriphe:Vkk = Thông số của không khí khô G’ = L = 29994,9 kgkkk/h = 8,33 kgkk/s
Nhiệt độ của khói ra khỏi caloriphe:
Tlr = tlv - = = 208
Độ chênh nhiệt độ
183,11
Hệ số trao đổi nhiệt giữa khói và bề mặt ống
Trong đó:
: hệ số trao đổi nhiệt đối lưu
:hệ số xét đến trao đổi nhiệt bức xạ,theo kinh nghiệm , vậy ta chọn Với nhiệt độ trung bình của khói là: , ta tìm được,, ,
Khi đó ta có :
Giả sử vận tốc dòng khói là 2,5(m/s) ờ đường ống 0,4(m), vậy thì vận tốc của khói thổi vào caloriphe là:
160
Chuẩn số Reynolds:
Chuẩn số Nusselt:
(trang89-[5])
Đối với khói, trị số tiêu chuẩn ít thay đổi nên
phụ thuộc vào chiểu dài ống ,ta có
Hệ số trao đổi nhiệt giữa bề mặt ngoài của ống với không khí Nhiệt độ trung bình của không khí:
Từ đó ta tra bảng có các thông số sau: ;
; ;
Vận tốc của dòng khí trong ống dẫn trước khi vào caloriphe có đường kính là 0.5m
Vận tốc của dòng khí khi vào cửa của caloriphe dường kính 0,25m:
Chuẩn số Reynolds của dòng không khí:
Chuẩn số Nusselt của không khí:
Trong đó:: hệ số xét đến ảnh hưởng của bước ống:chùm song song:
= 833,313
= 13,485 (m2) Số ống khói là: Chọn n = 72 ống. Chọn số ống trên một hàng là m,và số hàng z = 8, khi đó: Kích thước caloriphe: - Chiều cao : a = z.s1 = 8.0,1+ 0,057 = 0,857(m) - Chiều rộng : b = m.s2 = 9.0,1+0,057 = 0,957 (m) - Chiều dài : l = 1,2(m) Trở lực qua caloriphe: 4.2 Buồng đốt:
Do hệ thống sấy cần thiết để sấy bắp, do đó không cần phải có công suất lớn. Vì vậy, ở đây ta dùng buồng đốt thủ công ghi phẳng.
Hình 5. Buồng đốt
Loại ghi thanh được dùng nhiều với các loại than có kích thước trung bình và lớn. Loại ghi này chế tạo đơn giản, thay thế dễ dàng nhưng không dùng được với loại than vụn và khó khăn trong việc đánh xỉ. Để bảo vệ khi không bị quá nhiệt khi làm việc, ta trải lên mặt ghi một lớp xỉ mỏng, sau đó mới đến lớp than .
Các kích thước cơ bản của buồng đốt:
Bảng 6. Thành phần nhiên liệu than sử dụng: Than Tuyên Quang.
Nguyên tố Hàm lượng C 57 H 4,6 O 2,6 N 0,2 S 1,6 Tr (Tro) 19 A (Nước) 15 Các thông số của khói:
Nhiệt trị cao của nguyên liệu:
( kJ/kg nhiên liệu )
Nhiệt trị thấp của nguyên liệu:
( kJ / kg nhiên liệu )
Lượng không khí khô lý thuyết cho quá trình cháy: (kJ/kg nguyên liệu)
: hệ số không khí thừa của buồng đốt: bđ = 1,5–1,8(Bảng VII–2/190–[8]), chọn bđ = 1,5.
Lượng hơi nước trong khói lò sau buồng đốt:
( kg ẩm / kg nhiên liệu ) (CT 3.20/58–[1]) (CT 3.20/58–[1])
Khối lượng khói khô sau buồng đốt:
( kg khói khô/ kg nhiên liệu) (CT 3.23/59–[1])
Độ chứa ẩm của khòi lò sau buồng đốt:
( kg ẩm/ kg khói khô) (CT 3.26/59–[1])
Enthalpy của khói lò sau buồng đốt:
= 1198,19 (kj/ kg khói khô) (CT 3.31/60 – [1] Nhiệt độ của khói lò sau buồng đốt:
= 931,031 (0C) Thể tích riêng sau buồng đốt
(kg than/kg ẩm)
Trong đó = 0,6: hiệu suất của buổng đốt Lượng nhiên liệu tiêu hao trong 1 h
(kg than/ h)
Lượng khói khô cần thiết trong 1 h
L1’ = Lk’.B = 12,501.20,91 = 261,41(kg/h) = 0,0726(kg/s) Lưu lượng thể tich khói:
V1’ = L1’.v1’ = 261,41.4,095 = 1070,532(m3/h) = 0,297(m3/s) Diện tích bề mặt ghi lò:
(Công thức 3-2/29-[7]) Trong đó:
B = 20,91kg/h: lượng than cần cung cấp,(kg/h)
= 23548,78(kJ/kg): Nhiệt trị thấp của than(kj/kg)
r = 465000( W/m2): cường độ nhiệt của ghi,(bảng 3-1/30-[7])
0,345 (m2) Đối với than antraxit, chon tỷ lệ mắt ghi 0.15
f
F
Vậy diện tích mắt ghi: f = 0,15.0,345 = 0,05178(m2)
Thể tích buồng đốt: Mật độ nhiệt thể tích của buổng đốt, khi sử dụng than antraxit có q =290.103-348.103(W/m3). Ta chọn q = 348.103(W/m2) (Bảng 3-2/30-[7]).
Thể tích buồng đốt: (CT3-3/30-[7]) Chiều cao buồng đốt:
Vậy ta chọn H = 1.2(m)
Chiều ngang(N), dài(L) của buông đốt:
Chiều dài buồng đốt là chiều dài mà sản phẩm cháy chuyển động dọc theo nó đi vào buồng hòa trộn. Ở buồng đốt thủ công, ta chọn chiều ngang lớn hơn chiều dài , để có thề trải dều than, thao tác nhe nhàng và đánh xỉ bớt khó khăn.
Ta chọn N/L = 1,5 Ta có:
Chiều ngang buồng đốt: N = 1,5.L = 1,5.0.5 = 0,75 (m)
4.3 Xyclon
Khi tác nhân sấy không khí nóng đi qua máy sấy hường có mang theo rất nhiều hạt bụi nhỏ, chúng cần được thu hồi đề làm sạch môi trường không khí thải. Trong hệ thống này sấy thùng quay dùng xyclon đơn. Chọn loại xyclon đơn ЦH-15 .Loại này đảm bảo độ làm sạch bụi lớn nhât với hệ số sức cản thủy lực nhỏ nhất. Đối với xyclon ЦH-15 thì chọn đường kính từ 40
800mm. Hệ này làm sạch bụi càng tăng nếu bán kính xyclon càng bé, vì vậy nên dùng xyclon có bán kính nhỏ. Năng suất của xyclon đơn của xyclon đơn khá lớ, muốn tăng năng suất có thể ghép nhiều xyclon làm việc song song.
Lưu lượng khí vào xyclon chính là lượng tác nhân sấy ra khỏi thùng sấy: Vxuclon = 3,12 m/s.
Đường kính xyclon: Chòn 1 xyclon, đường kính D = 650mm, dùng khi năng suất của xyclon ЦH-15 từ 7650 8920 m3/h (bảng III.5/524-[6]).
h2 h5 h3 h4 a l a h1 D
Hình 4.7. Kích thước cơ bản của xyclon đơn loại ЦH-15(bảng III.5/524-[6])
Bảng 4.6. Thông số của Xyclon
STT Kích thước của xyclon ЦH-15
Kí hiệu Công thức Giá trị Đơn vị
1 Đường kính trong
của xyclon D 670
m m 2 Chiều cao cửa vào a 0,66D 400
3 Chiều cao ống tâm có
mặt bích h1 1,74D 1131 4 Chiều cao phần hình
trụ h2 2,26D 1525
5 Chiều cao phần hình
nón h3 2,0D 1000
6 Chiêu cao phần bên
ngoài ống tâm h4 0,3D 195 7 Chiều cao chung H 4,56D 2678 8 Đường kính ngoài
của ống
9 Đường kính trong
của cửa tháo bụi d2 0,3D 195 10 Chiều rộng cửa vào b1/b 0,26D/0,2
D
169/13 0 11 Chiều dài của ống
cửa vào l 0,6D 390 12 Khoảng cách từ tận cùng xyclon đến mặt bích h5 0,32D 208 13 Góc nghiên giửa nắp và ống vào 15 Độ 1 4 Hệ số trở lực của xyclon 105 Đơn vị
Bunke chứa bụi:
- Thể tích làm việc của bunke dối với 2 nhóm xychon Vbunke = 1,1 m3(bảng III.5a[6]). - Góc nghiên của thành bunke là 600.
- Để giảm chiều cao chung của bunke, ta đặt bunke chung cho nhóm xyclon. - Xem lưu lượng khí vào mỗi xyclon trong 2 nhóm xyclon là bằng nhau và bằng:
Tốc độ quy ước của khí: (CTIII.47/522-[6]).
Trở lực qua xyclon:
(CT III.50/522-[6]). Trong đó, : khối lương riêng của không khí ở t2 = 360C.
lượng khí theo tính toán ở điều kiện làm việc. Ta sẽ thuyết kế một quạt đẩy ở đầu calorife và một quạt hút ở cyclon.
Cho tổng trở lực của toàn bộ quá trình: P = (N/m3 )
Quạt đẩy hỗn hợp khí vào calorife:
Lưu lượng đẩy vào Qđ = L. V23,3 = 4249 (m3 /h) Áp suất làm việc toàn phần:
H = Hp .
Với Hp: trở lực của toàn hệ thống: Hp = = 2200 (N/m3) = 224,4 mm H2O To nhiệt độ của không khí vào t0 = 23,3 B = 760,8 mmHg : áp suất tại chỗ đặt quạt
khối lượng riêng của không khí ở điều kiện làm việc = 1,178 kg/m3
khối lượng riêng của không khí ở điều kiện tiêu chuẩn = 1,181 kg/m3
H = 224,4. = 234 (N/m2 )
Công suất trên trục động cơ điện: N =
Với = 0,95 truyền động qua bánh đai = 0,8 hiệu suất của quạt
Q : năng suất quạt N = = 4,19 (Kw)
Công suất thiết lập với động cơ điện: Nđc = N.k3 = 4,05 .1,15 = 4,82 (Kw) Quạt đẩy khí thải cyclon:
Áp suất làm việc toàn phần: H = Hp . Với Hp: trở lực của toàn hệ thống Hp = = 2200 (N/m3) = 224,4 mm H2O To nhiệt độ của không khí vào t0 = 36 B = 760,8 mmHg : áp suất tại chỗ đặt quạt
khối lượng riêng của không khí ở điều kiện làm việc = 1,135 kg/m3
khối lượng riêng của không khí ở điều kiện tiêu chuẩn = 1,181 kg/m3
H = 224. = 227 (N/m2 )
Công suất trên trục động cơ điện: N = Với = 0,95 truyền động qua bánh đai = 0,8 hiệu suất của quạt
Q : năng suất quạt
N = = 4,05 (Kw)
Công suất thiết lập với động cơ điện: Nđc = N.k3 = 4,05 .1,15 = 4,6575 (Kw)
Chọn quạt cả hai quạt đều sử dụng quạt ly tâm loại II4.70N0
4 cùng hiệu suất = 0,8 ( trang 194 [9]).
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN TÀI CHÍNH- KINH TẾ
5. 1. Chi phí xây dựng hầm sấy
Bảng 5.8. Chi phí mua vật liệu bao gồm chi phí nhân công lắp đặt
Tên nguyên vật liệu thànhGiá lượngSố Đơn vị Thành tiền Thương hiệu
Gạch 2,800 3744 viên 10483200 CÔNG TY TNHH CƠ KHÍ XÂY DỰNG NHẬT MINH ANH http://cokhinhatminhanh.com/ Xi măng 80,000 233 bao 18640000 CTY xi măng Hà Tiên
Cát bê tông
220,000 2 mét khối 440000 CTY xi măng Hà Tiên Cát xây tô 180,000 0.5 mét khối 90000 CTY xi măng Hà Tiên Lớp bông thủy tinh 400,000 2.5 mét khối 1000000 CTY xi măng Hà Tiên
Thép móng 66,000 40 mét 2640000 CTY CITISTEEL https://citisteel.vn/ Dây chì xay dựng
12,000 4 cuộn 48000 CTY CITISTEEL https://citisteel.vn/
Nước 15,000 10 khối 150000 CTY cấp thoát nước địa phương Sàn chống thấm chịu nhiệt 80,000 20 mét vuông 1600000 Công ty TNHH sản xuất và thương mại Trần Vũ. Sơn tĩnh điện xe goong 5000000 Tổng 35,591,200
5.2. Chi phí xây dựng , lắp đặt thiết bị
Bảng 5.9. Chi phí mua máy móc bao gồm chi phí nhân công lắp đặt
Tên bộ phận Giá thành Đơnvị Số lượn
g Thành tiền Thương hiệu
Bộ cửa kéo 2 cánh
cách nhiệt 4,000,000 bộ 2 8,000,000
Công ty CP Máy sấy Hai Tấn
Khay INOX 500,000 chiế
c 150 75000000
Công ty CP Máy sấy Hai Tấn https://maysayhaitan.com/ Khung sắt inox xe goong 4,000,000 chiếc 8 32000000 CTY TNHH SX TM DV XNK TÂN PHƯỚC HẠNH http://tanphuochanh.com/ Quạt thổi 3,200,000 chiế c 2 6400000 CTY TNHH SX TM DV XNK TÂN PHƯỚC HẠNH http://tanphuochanh.com/ Calorìfe 11,000,000 bộ 1 11000000 CTY TNHH SX TM DV XNK TÂN PHƯỚC HẠNH http://tanphuochanh.com/ Đồng hồ báo nhiệt 8,000,000 bộ 2 16000000 CÔNG TY TNHH TM-KT SONG HIỆP LỢI
https://songhieploi.com/ Hệ thống báo nhiệt
độ cao 500,000 bộ 1 500000
CÔNG TY TNHH TM-KT SONG HIỆP LỢI
https://songhieploi.com/ Hệ thống đèn chiếu
trong hầm 1,400,000 bộ 1 1400000
CÔNG TY TNHH TM-KT SONG HIỆP LỢI
https://songhieploi.com/ Thiết bị xác định
độ ẩm 3,000,000 bộ 1 3000000
CÔNG TY TNHH TM-KT SONG HIỆP LỢI
https://songhieploi.com/ Bảng điều chỉnh
điện tử 8,000,000 bộ 1 8000000
CÔNG TY TNHH TM-KT SONG HIỆP LỢI
https://songhieploi.com/
Tổng 191,300,000
5.3 Chi phí thuê nhận công lao động vận hạnh
Bảng5.10. Chi phí thuê nhận công lao động vận hạnh
Tên
Thời gian làm việc (giờ)
Só
lượng Lương theo tháng
Tiền thưởng
Nhân viên kiểm tra, rà sót nguyên
liệu đầu vào và thành phẩm 6
2
4,500,000 Nắng suất Nhân viên đóng gói, sản xuất 8
2 5,000,000 Nắng suất Trưởng ca (QA) 12 1 10,000,000 Theo doanh thu Nhân viên sale, marketting
6 4,300,000 Theo doanh thu Tổng mức chi 74,300,000 74,300,000
5. 4 Chi phí tiêu thụ điện năng, nhiên liệu
Bảng 5.11 . Chi phí tiêu thụ điện năng, nhiên liệu của doanh nghiệp
Máy móc Công suất (kw) Thời gian vận hành Tiêu thụ (kw/h) Nhiên liệu Số lượng thiết bị Giá thàn h Đơn vị Thành tiền (vnd)
Quạt 8 12 96 điện năng 2 1,500 kw/h.VND 288000 Calorife 4 8 32 điện năng 1 1,500 kw/h.VND 48000 Đèn lò hơi 0.8 0 0 điện năng 1 1,500 kw/h.VND 0