CHƯƠNG 6 TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ
6.2. Tính tốn thiết kế quạt
Để vận chuyển tác nhân sấy trong các hệ thống sấy thường dùng hai loại quạt : quạt ly tâm và quạt hướng trục. Chọn loại quạt nào số hiệu bao nhiêu phụ thuộc vào đặc trưng của hệ thống sấy, trở lực mà quạt phải khác phục ∆p , năng suất mà quạt cần tải V cũng như nhiệt độ và độ ẩm tác nhân sấy. Khi chọn quạt, giá trị cần phải xác định là hiệu suất của quạt, số vòng quay của quạt. Ở đây ta chọn quạt ly tâm để vận chuyển khơng khí
6.2.1. Tính trở lực
Ta chọn kích thước ống nối có đường kính 0,38 m a)
Tính trở lực do calorifer
Với nhiệt độ trung bình khơng khí trong calorifer: ttb
Tra bảng ta được: λ = 2,92 × 10−2 W⁄m. K ; v = 19,337×10−6 m2⁄s ; 𝜌 = 1,04915 kg/m3
(Tra phụ lục 6, P.258, [5])
Vận tốc của khơng khí bên trong caloriphe:
Trong đó: F = lca × bca = 1 × 0,55 = 0,55 (m2 ) là tiết diện calorifer mà khơng khí vào.
⟹ Re =
Tại nhiệt độ t0 = 63,5 , tra bảng, ta có v = 19,337 × 10℃ −6 (m2⁄s). Re > 104 , vậy khơng khí chuyển động theo chế độ chảy rối.
Nhưng do ống được xếp theo hàng nên ta có:
(CT II.72, P.404, [2]) Với s là khoảng cách giữa các ống theo phương cắt ngang của dòng chuyển động s = s1 − dng = 0,09 + 0,032 = 0,058 (m)
Vậy trở lực do caloriphe là:
b)Trở lực đột mở vào caloriphe:
Ta có diện tích của mặt cắt ngang ống đẩy là: F
Diện tích cắt ngang của caloriphe là F = lca × bca = 1 × 0,55 = 0,55 m2 . Vậy tỉ số
Tra bảng N.11, P.387, [2], ta được ξ = 64.
Nhiệt độ của khơng khí là 27 , tra bảng ta có: ρ = 1,177 km/m℃ 3 Vận tốc của khơng khí bên trong ống đẩy:
Vậy trở lực do đột mở vào caloriphe là:
c) Trở lực do đột thu từ caloriphe vào ống dẫn khơng khí nóng
Nhiệt độ của khơng khí nóng là 70 ℃
Tra phụ lục 6, P.258, [5], ta có: λ = 2,96 × 10−2 W⁄m. K ; v = 20,02 × 10−6 m2⁄s ; ρ = 1,029 kg/m3
Diện tích cắt ngang của khơng khí nóng: F
Vận tốc của khơng khí nóng trong ống:
Tại nhiệt độ t1 = 70 , tra bảng ta có v = 20,02 × 10℃ −6 (m2⁄s) Chuẩn số Reynolds:
Re
𝑅𝑒 > 104 , vậy khơng khí chuyển động theo chế độ chảy rối
Ta có:
Tra bảng N.13, P.388, [2], ta được ξ = 0,64. Vậy trở lực do đột thu vào caloriphe là:
d)Trở lực do co của ống dẫn khí nóng Trong cả hệ thống có 1 co dẫn khơng khí ra
khỏi calorifer vào hầm sấy. Tra ở phụ lục 8, P.261, [5], ta có ống trịn vng gập α = 90 có ξ = 1,1 Vận tốc của khơng khí nóng trong ống: ω℃ kkn = 14,1 (m/s).
Nhiệt độ của khơng khí nóng là 70 , tra Phụ lục 6, P.258, [5], ta có: ρ = 1,029 kg/m℃ 3
Vậy trở lực do co của ống dẫn khí nóng:
e) Trở lực của van Tra theo van tiêu chuẩn, có d = 380 mm.
Tra bảng N.37, P.397, [2], ta được ξ = 5,62.
f) Trở lực của kênh dẫn khí
Vận tốc của khơng khí nóng trong ống: ωkkn = 14,1 (m/s).
Nhiệt độ của khơng khí nóng là 70 , tra Phụ lục 6, P.258, [5], ta có: ρ = 1,029 kg/ ℃ m3. Tra ở phụ lục 8, P.260, [5], ta có ξ = 1 Vậy trở lực của kênh dẫn khí:
∆P )
g)Trở lực vào xe 6 lần
Tham khảo [6], bảng 3.5/trang 179 ta có ξ = 0,18 ωkkn là tốc độ của khơng khí nóng là 2 (m/s)
ρ là khối lượng riêng của khơng khí nóng trong hầm ( tính theo nhiệt độ trung bình của khơng khí).
Nhiệt độ của khơng khí nóng là 52,5 , tra Phụ lục 6, P.258, [5], ta có: ρ = 1,085℃ kg/m3 Vậy trở lực khi vào xe là:
h)Trở lực trong xe
∆P (P.178, [6])
Trong đó: Lh là chiều dài phần sấy, Lh =10,2 𝑚
ρ là khối lượng riêng của khơng khí nóng trong hầm (tính theo nhiệt độ trung bình của khơng khí).
Nhiệt độ trung bình của khơng khí nóng là 52,5 , tra Phụ lục 6, P.258, [5], ta có: ρ =℃ 1,085 kg/m3 .
ωkkn = 0,3 là tốc độ của khơng khí nóng dtd là đường khí tương đương của các khe thơng gió giữa các khay sấy, dtd = 0,1 m (khay sấy dày 0,04 mm).
λ là hệ số trở lực ma sát, (W⁄m. K)
Tại nhiệt độ t1 = 52,5 , tra bảng ta có v℃ 52,5 = 18,205×10−6 (m2⁄s). Chuẩn số Reynolds:
Re =
Re > 104 , vậy khơng khí chuyển động theo chế độ chảy rối Tra bảng 2, P.183, [6]: λ = 0,025 W⁄m. K
i) Trở lực ra khỏi xe 6 lần
Vận tốc khơng khí nóng là: ωkkn = 2 (m/s) Khối lượng riêng: ρ = 1,085 kg/m3
Tham khảo [6], ta có ξ = 0,25 Vậy trở ra khỏi xe là :
Hp = ∑ ∆𝑃 = 28,98 + 57,26 +65,46+ 112,52 + 502,82 + 102,29 + 2,3436 + 5,5335 + 3,255 = 880,4621 (N/m2)
6.2.2. Tính chọn cơng suất quạt và chọn quạt
a) Quạt đẩy hỗn hợp khí vào calorifer
+ Lưu lượng hỗn hợp khí quạt đẩy vào calorifer:
15.13, P.228 , [3]) + Áp suất làm việc toàn phần:
H
= 880,55 (N/m2) (CT II.238a, P.463, [2]) Trong
đó:
HP là trở lực của hệ thống, HP = 880,4621(N/m2) t0 là nhiệt độ làm việc của khí ( ), t℃ 0 = 27 . ℃
B là áp suất tại chỗ đặt quạt (mmHg), B = 1 atm = 760 mmHg. ρk là khối lượng riêng của khí ở điều kiện làm việc (kg/m3) ,ρk = 1,177 kg/m3 ρ là khối lượng riêng của khí ở điều kiện tiêu chuẩn (kg/m3 ), ρ = 1,205 kg/m3 + Công suất trên trục động cơ điện:
N = (CT II.239a, P.463, [2])
Trong đó: ηq là hiệu suất của quạt, dựa vào Qđ = 5476,84 (m3⁄h), H = 880,55 (N/m2)
Theo đồ thị hình 13 trang 195 [6]: Đồ thị đặc tuyến của quạt ly tâm II4-70 N04 của “thiết kế hệ thống thiết bị sấy”,ta có :
Hiệu suất quạt: 𝜂 = 0,72
𝜔 = 128 𝑟𝑎𝑑/𝑠
Tốc độ vòng của bánh guồng: 40 m/s ηtr là hiệu suất truyền động, ηtr = 0,95 (truyền động qua bánh đai)
⟹ N =
+ Công suất thiết lập đối với động cơ điện: Nđc = N × k3 (CT II.240, P.464, [2])
Trong đó: k3 là hệ số dự trữ, do N = 2,3 kW, ta tra bảng II.48, P.464, Tài liệu [2], có k3 = 1,15
⟹ Nđc = 2,3 × 1,15 = 2,645 (kW)