Caloriphe là thiết bị dùng để đốt nóng không khí trước khi đưa không khí vào hầm sấy. Trong kĩ thuật sấy thường dùng hai loại caloriphe là caloriphe khí - hơi và caloriphe khí - khói.
Ở hệ thống này em dùng hệ thống caloriphe khí - hơi.
Caloriphe là thiết bị trao đổi nhiệt có vách ngăn. Trong ống là hơi bão hòa ngưng tụ và ngoài ống là không khí chuyển động. Do hệ số trao đổi nhiệt khí ngưng của hơi nước là 𝛼𝑛 rất lớn so với hệ thống trao đổi nhiệt đối lưu giữa mặt ngoài của ống so với không khí 𝛼𝑘. Vì vậy caloriphe sử dụng là loại ống chùm có cánh khuấy được bố trí nằm ngang.
Nhiệt lượng mà caloriphe cần cung cấp cho tác nhân sấy Q là:
𝑄 = 𝐿 ∗ (𝐼1− 𝐼0) (𝑘𝐽 ℎ) Trong đó:
L: là lượng không khí khô cần thiết cho quá trình sấy thực tế (kg/h)
𝐼0, 𝐼1: là entanpy của tác nhân sấy trước và sau khi ra khỏi caloriphe (kJ/kgkk)
Vậy:
𝑄 = 26133.75/4 ∗ (140.66 − 62.26) = 509608(𝑘𝐽/ℎ) = 141.56(𝑘𝑊)
Xác định kiểu caloriphe:
Hiệu suất của caloriphe:
𝑄𝑐𝑎𝑙 = 𝑄 𝜂𝑠 =
141.56
38
Với: ŋs = 0.95 là hiệu suất nhiệt của caloriphe Tiêu hao hơi nước của caloriphe là:
𝐷 = 𝑄𝑐𝑎𝑙 𝑖ℎ − 𝑖′(𝑘𝑔
𝑠 ) Trong đó:
𝑖h là entanpi của hơi nước vào caloriphe. Đây là hơi bão hòa khô ở 5 bar.
ih=i’’= 2748.7(kJ/kg)
𝑖′ là entanphi của nước ngưng, kJ/Kg: i’= 640.42(kJ/kg) Vậy: D= 149.01 2748.7−640.42 = 0.071 (𝑘𝐽 𝑠) = 254.44(𝑘𝐽 ℎ)
Xác định bề mặt trao đổi nhiệt của calorifer
𝐹 = 𝑄𝑐. 𝜂𝑠 𝑘. Δ𝑡𝑡𝑏 Trong đó:
F là bề mặt truyền nhiệt phía có cánh k là hệ số truyền nhiệt của calorifer
∆𝑡tb là độ chênh lệch nhiệt độ trung bình giữa không khí và hơi 𝜂𝑠= 0.95 là hiệu suất nhiệt của caloriphe
Hệ số truyền nhiệt k được xác định theo bảng ở phần phụ lục [Bảng 4 trang 181/Thiết kế hệ thống TBS]
39
Để xác định trị số k cần giả thiết lưu tốc của không khí qua caloriphe ρ*v (kg/m2.s) sau đó kiểm tra lại. Giả thiết lưu tốc của không khí là 4𝑘𝑔/𝑚2.𝑠). Vậy hệ số truyền nhiệt 𝑘 = 20.8(𝑊/𝑚2.𝐾).
Độ chênh lệch nhiệt độ trung bình được xác định theo công thức: Δ𝑡𝑡𝑏 =Δ𝑡1− Δ𝑡2
𝑙𝑛Δ𝑡Δ𝑡1 2 Δ𝑡1 = 𝑡ℎ − 𝑡0 = 151.87 − 24 = 127.87 𝐾 Δ𝑡2 = 𝑡ℎ − 𝑡1 = 151.87 − 100 = 51.87 𝐾
• th là nhiệt độ bão hòa của hơi nước ở áp suất 5 bar, th=151.87℃ → ∆𝑡𝑡𝑏 = 127.87−51.87 𝑙𝑛127.8751.87 = 84.23 (𝐾) Bề mặt truyền nhiệt (1 hầm): 𝐹 =149.01 ∗ 0.95 ∗ 1000 20.8 ∗ 84.23 = 80.8(𝑚 2)
Từ trị số diện tích bề mặt trao đổi nhiệt 𝐹 = 80.8 𝑚2
Lưu tốc không khí sẽ gây trở lực của caloriphe lớn, hơn nữa cần chọn tăng thêm bề mặt truyền nhiệt khoảng 20-25% vì sau thời gian làm việc bám bụi bề mặt làm hệ số truyền nhiệt giảm. Vì vậy ta chọn kiểu K∅14 kiểu II có diện tích bề mặt trao đổi nhiệt là 99.0 𝑚2 và diện tích tiết diện khí đi qua là 𝑓 = 0.903𝑚2
Kiểm tra lại lưu tốc không khí qua calorifer:
ρυ = L/f = 26133.75/(3600.4.0,903)= 3.92(kg/m2s)
Trở lực phía không khí của calorifer là Δpcal = 3,0 mmH2O
Các kích thước của calorifer là: A = 1570 mm; B = 1152 mm; C = 240 mm Sai số tương đối:
𝛿= | 4−3.92
40