Chương 2 Đối tượng, phạm vi, nội dung và phương pháp nghiên cứu
2.3. Phương pháp nghiên cứu
2.3.5. Phương pháp thực hiện nội dung 4
buồng sấy
Từ kết quả của quá trình nghiên cứu thiết bị sấy gián tiếp có sử dụng bộ phận dẫn nhiệt cưỡng bứcvà quá trình nghiên cứu hệ thống sử dụng năng lượng mặt trời từ pin mặt trời, hệ thống cơ khí của buồng sấy đã được lên kế hoạch thiết kế và thi công, bắt đầu từ việc thiết kế sơ đồ nguyên lý và hình dáng, kích thước cụ thể được thể hiện dưới dạng 3D bằng phần mềm thiết kế SolidWorks.
a. Thiết kế sơ đồ nguyên lý
Hình 2.16 là sơ đồ nguyên lý của thiết bị sấy. Buồng thu nhiệt từ năng lượng mặt trời (1) có dạng hình hộp chữ nhật được phân ra thành 3 ngăn, giữa các ngăn có khe (11) để lưu thông khí nóng. Bên trong buồng có lắp tấm kẽm dẹt được uốn cong theo hình sóng nước nhằm mục đích tăng diện tích tiếp xúc của tấm kẽm với ánh sáng mặt trời. Không khí ở bên trong buồng thu nhiệt sau khi bị đốt nóng được lưu thông (2) cưỡng bức bởi quạt một chiều (4) đi vào bên trong buồng sấy (7) thông qua khe dẫn khí (3). Khí nóng bên trong buồng sấy (17) được lưu thông liên tục bởi quạt gió xuay chiều (5) đảm bảo cho nhiệt độ bên trong buồng sấy đảm bảo tính đồng đều.
26
Hình 2.17. Sơ đồ nguyên lý thiết bị sấy
Vỏ buồng sấy (15) được làm từ gỗ được đệm một lớp giấy bạc (14) bên trong với mục đích giữ cho ánh sáng hồng ngoại phát ra từ 2 đèn hồng ngoại cấp nhiệt bổ sung (6) ở lại trong buồng sấy và không bị khuếch tán ra bên ngoài. Ở thành trong buồng sấy có những gờ (8) đỡ giá để nguyên liệu. Hơi nước thoát ra từ nguyên liệu sấy sẽ được thoát qua khe (12) ra ngoài theo đường (18) và được thoát tăng cường bởi quạt một chiều (9), bộ phận mũ chụp (10) đảm bảo cho độ ẩm từ buồng sấy được thoát đều ra hai phía. Buồng sấy được cố định và nâng đỡ bởi hệ thống chân đỡ (16), đồng thời hệ thống chân đỡ cũng có tác dụng làm cho buồng thu nhiệt tạo một góc nghiêng cố định với phương nằm ngang, giúp cho khí nóng vẫn lưu thông tự nhiên được vào buồng sấy trong trường hợp không sử dụng quạt thổi khí nóng cưỡng bức.
27
Hệ thống buồng sấy được thiết kế như trên hình 2.17 bằng phần mềm SolidWorks.
Hình 2.18. Thiết kế hệ thống buồng sấy trên phần mềm SolidWorksc. Thiết kế khay sấy c. Thiết kế khay sấy
Khay sấy có vỏ ngoài được làm từ gỗ, bên trong phủ một lớp sơn đen với mục đích tăng khả năng hấp thụ nguồn nhiệt từ ánh sáng mặt trời. Bên trong khay sấy có đặt tấm kẽm sơn mầu đen, nhiệt hấp thụ được từ ánh sáng mặt trời sẽ được tỏa ra từ tấm kẽm và làm nóng không khí bên trong khay sấy, bên trên khay sấy được phủ một lớp mica trong suốt. Khay sấy được thiết kế, với định dạng 3D trên phần mềm SolidWorks hình ảnh khay sấy của hệ thống được mô tả như trên hình 2.18:
28
Hình 2.19. Hình ảnh 3D khay sấy hệ thốngd. Thiết kế hệ thống hút ẩm chủ động d. Thiết kế hệ thống hút ẩm chủ động
Hệ thống hút ẩm chủ động được thiết kế với mục đích đẩy nhanh quá trình thoát ẩm ra khỏi buồng sấy. Trong trường hợp độ ẩm trong buồng sấy quá cao (thường xảy ra trong thời gian đầu của quá trình sấy), nếu để hệ thống thoát ẩm theo xu hướng tự nhiên sẽ làm tăng thời gian sấy và qua đó làm gia tăng năng lượng cung cấp cho hệ thống. Như thế, thứ nhất sẽ gây ra sự hao phí năng lượng không cần thiết và thứ hai là làm tăng thời gian sấy trong mỗi mẻ sấy. Kéo theo sự gia tăng thêm chi phí sản xuất đồng thời chất lượng của sản phẩm sấy cũng không được đảm bảo. Chính vì vậy, việc thiết kế hệ thống thoát ẩm chủ động là cần thiết, và góp phần giảm thiểu thời gian sấy, giảm giá thành sấy và làm gia tăng chất lượng của sản phẩm sấy. Hệ thống hút ẩm chủ động cũng được thiết kế trên phần mềm SolidWorks và có hình dáng, kích thước được miêu tả như trên hình 2.19.
29
Hình 2.20. Hệ thống thoát ẩm chủ độnge. Thiết kế hệ thống khung và chân đế e. Thiết kế hệ thống khung và chân đế
+ Thiết kế hệ thống khung
Khung buồng sấy: Khung buồng sấy được thiết kế từ thép, ngoài chức năng chính là bao bọc và nâng đỡ buồng sấy, hệ thống khung còn được tính toán thiết kế làm tăng tính thẩm mỹ cho toàn bộ hệ thống buồng sấy, các thanh thép được ghép với nhau thành hình những ô vuông, được làm từ những thanh thép hình chữ V và thanh dạng chữ nhật. Hệ thống khung được vẽ với định dạng 3D và phần mềm sử dụng để thiết kế cũng là phần mềm SolidWorks.
Khung có dạng hình hộp chữ nhật, kích thước khung được thể hiện như trên hình 2.20.
30
Hình 2.21. Hệ thống khung buồng sấy
Thiết kế khung bộ thu nhiệt:
31
+ Thiết kế chân đế: Chân đế của buồng sấy cũng được thiết kế trên phần mềm SolidWorks, và có kích thước như trên hình 2.22.
Hình 2.23. Chân đế của buồng sấy