2.2 .2Tính toán trạng thái không khí vào hầm sấy
3.2 Tính tổn thất nhiệt
3.2.1. Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang ra ngoài
Theo kinh nghiệm sấy nông sản nhiệt độ vật liệu sấy ra khỏi thiết bị sấy lấy thấp hơn nhiệt độ tác nhân sấy từ 5 đến 10.Trong hệ thống sấy hầm, tác nhân sấy cắt ngang vật liệu sấy, nên ta có tv2 = t1-(5 đến 10).Vậy tv2 = 80-10 = 70.
Nhiệt dung riêng của tiêu ra khỏi hầm:
Cv2 = Cvl (1-)+Ca. (kJ/kgK)
Ca – Là nhiệt dung riêng của nước
Cvl – Là nhiệt dung riêng của tiêu khô
Ca = 4,18 (kJ/kgK)
Cvl = 1,32 (kJ/kgK)
Cv = 4,18.0,15+1,32(1-0,15) = 1,749 (kJ/kgK) ( [4] – 103 )
Tổn thất do vật liệu mang đi
Qv = G2.Cv2.(tv2-tv1)/w = 970,59.1,749.(70-23,3)/529,41 = 149,74 (kJ/kg ẩm)
Tổn thất do thiết bị vận chuyển
a) Tổn thất do xe goong mang đi: Xe goong được làm bằng thép CT3 với khối lượng Gx = 35 kg, Cx = 0,5 kJ/kg K .Do đó
qx = ([4] , 2008 – Trang 103) qx = = 14,99 kj/kg ẩm
b) Tổn thất do khay đựng mang đi qk:
Khay đựng sản phẩm làm bằng nhôm có đục lỗ với Gk = 4 kg, Ck = 0,86 kJ/kg. Do đó : qk = = = 58,94 kJ/kg ẩm
([4] , 2008- trang 103 )
Tổn thất do thiết bị truyền tải là
qtt = qx +qk = 14,99+58,94 =73,93kj/kg ẩm.
3.2.2 Tổn thất ra môi trường
Vận tốc tác nhân sấy v = 2,5 m/s
Các dữ liệu tính mật độ dòng nhiệt truyền qua 2 tường bên hầm sấy:
Nhiệt độ dịch thể nóng trong trường hợp này là nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy: tfl = =
Nhiệt độ dịch thể tích lạnh là nhiệt độ môi trường tf2 = 23,
Kích thước xác định là chiều cao tường hầm sấy : Hh = 2,45 m
Tường xây bằng gạch dày 250 mm, hệ số dẫn nhiệt 1 = 0,77 W/Mk . Bên ngoài là lớp cách nhiệt dày 70 mm ,hệ số dẫn nhiệt là z = 0,053 W/Mk .
Tác nhân sấy chuyển động đối lưu cưỡng bức tốc độ v = 2,5 m/s, không khí bên ngoài chuyển động đối lưu tự nhiên và chảy rối
Hệ số trao đổi nhiệt giữa tác nhân sấy và tường bên ktb : hệ số trao đổi nhiệt đối lưu giữa tác nhân sấy và tường hầm sấy thực 1 va giữa mặt ngoài tường hầm với môi trường 2 tính theo công thức :
1 = 6,15+ 4,17 .w = 16,5 W/m2 (cồn thức 7.64 [1])
Tính các toán tổn thất
Giả sử nhiệt độ vách trong của tường là : tw1 = 52 Mật độ dòng nhiệt truyền từ tác nhân sấy vào tường là:
q’ = 1.(ttb -tw1) = 16,5 .(58-55) = 49,41 W/m2
Nhiệt độ mặt ngoài của tường là tw2 theo hệ số định luật Furier: tw2 = tw1 - = 53- = 35,95
= tw2 -t0 = 12,65
Từ nhiệt độ tm tra bảng thông số vật lý của không khí ( [3] trang 318 ) ta được: = 2,67.10-2 W/m.độ
v = 16 .10-6 m2/s Pr = 0,701
Tiêu chuẩn grat:
Gr = = = 8,03.109
Nu = C .(Gr .Pr )n = 0,135 .(5,625 .109)1/3 = 241
Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu tự nhiên 2 bằng:
2 = = = 3,785 (W/m2.K)
Dòng nhiệt truyền từ bề mặt ngoài của tường vào môi trường:
q’’ = 2 .(tw2 -tf2) = 3,785 .(35,95-23,3) = 47,88 W/m2
Sai số tương đối:
= 3,1 % chấp nhận sai số nằm trong giới hạn cho phép
Hệ số truyền nhiệt K: Ktb = = = 0,5 W/m2K
Tổn thất quá 2 bên tường: qtb = ( 3,6 .ktb .Ftb .(tf1 -tf2 ) )/W = (3,6. 0,49.2.11,6.1,85.30,7)/529,41 = 6,28 KJ/kg ẩm
Tổn thất qua trần : 2tr= 1,32 = 1,3 . 3,785 = 4,9 W/m2
Do trần phụ hầu như không có tổn thất nên ở nay ta chỉ tính tổn thất qua trần chính. Có lớp bê tông dày 70 mm với z2 = 1,15 W/mK cách nhiệt bông thủy tinh dày 150 mm với z3 = 0,058 W/mK
Hệ số dẫn nhiệt qua trần :
Ktr = = = 0,34 W/m2 .K
Qtr = 3,6.Ktr.Ftr .(tf1- tf2 )
Qtr = 3,6. 0,34 .11,6 .2,45 .(58-23,3)/W =2,38 (Kj/ kg ẩm)
Tổn thất qua cửa
Chiều cao cửa hc = 2,45 m Chiều rộng cửa bc = 1,5
- Hai đầu hầm sấy có cửa làm bằng thép dày 4 = 50 mm , có hệ số dẫn nhiệt z4 = 0,5 W/mK.
- Mỗi cửa gồm 3 lớp: 2 lớp phía ngoài làm bằng thép 304 dày δC1 = δC3 = 0,002 m có λ1
= 0,5 W/m.K; một lớp giữa làm bằng bông thủy tinh cách nhiệt có δ2 = 0,03 m và λ2 = 0,058 W/m.K.
Kc == 1,133 W/m2.K Kc = = = 1,133 W/m2.K
- Cửa phải tác nhân sấy có độ chênh lệch nhiệt độ (t1 -t0) còn đầu kia có độ chênh lệch nhiệt độ bằng (t2 -t0):
Qc = 2.3,6.Kc. Fc .(( t1-t0) +(t2 -to)) /W = 4,7 Kj/kg Tổn thất qua nền:
Nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy bằng 58 và giả sử tường hầm sấy cách tường bao che của phân xưởng là 2 m theo bảng 7.1 trang 142 sách thiết kế hệ thống sấy , ta có:
q = 37,97 W/m2
Do đó tổn thất qua nền bằng: Qn = 3,. Fn . q /W = 7,64 ( Kj/kg ẩm )
Như vậy tổn thấy nhiệt truyền qua kết cấu bao che ra môi trường xung quanh bằng : Qmt = qt +qtr+qn +qc = 6,28 +2,38+ 4,7+ 7,64 = 21 ( kJ/ kg ẩm)
Tổng tổn thất: = Ca . tvl - qv – qct – qmt