Chương 2 : TÍNH TỐN
2.2. Cân bằng nhiệt lượng:
2.2.1. Sấy lý thuyết: a. Công thức chung: a. Công thức chung:
- Nhiệt lượng riêng của thiết bị sấy được sấy:
𝑞0= 𝐼2−𝐼0
𝑥2−𝑥0 (kJ/kg ẩm) (P.257 [9]) Trong đó :
I0, I2 : hàm nhiệt của khơng khí trước khi vào và sau khi sấy ( kcal/kg kkk)
x0, x2:hàm ẩm của khơng khí trước khi và sau khi sấy ( kg hơi nước/ kg kkk)
- Nhiệt lượng tiêu thụ trong một giờ:
𝑄0 = L(I1 – I0 ) (kJ/h) (P.257 [9] ) Trong đó:
THỰC TẬP: QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ 2
24
SVTH: Nhóm 5 GVHD: TS.Phạm Thị Đoan Trinh
L: lượng khơng khí khơ sử dụng (kg)
I0, I2 : hàm nhiệt của khơng khí trước khi vào và sau khi sấy ( kcal/kg kkk) b. Tính tốn:
- Nhiệt lượng riêng của thiết bị sấy:
𝑞0 = 𝐼2−𝐼0
𝑥2−𝑥0 = 95.1232−62.6071
0.0234−0.0153 = 4038.7199(𝑘𝐽 𝑘𝑔ẩ𝑚)
- Nhiệt lượng tiêu thụ trong một giờ
𝑄0 = L(I1 – I0 )= 41151.85. (105,165 − 76.063) = 1367608.4523(𝑘𝐽
ℎ)
Bảng 5 Cân bằng nhiệt lượng sấy thực tế
Các thơng số Kí hiệu Gía trị Đơn vị
-Nhiệt lượng riêng của thiết bị sấy: 𝑞0 4038.7199 kg/h Năng suất thiết bị sấy theo nhập liệu Q0 1367608.4523 kJ/h
2.2.2. Sấy thực tế:
a. Thông số ban đầu:
Bảng 6 Thông số ban đầu sấy thực tế [2]
Đơn vị
Nhiệt dung riêng hơi nước (Ca) 4.1800 kJ/kg*độ
Mật độ dòng nhiệt (q) 540.4250 W/m2
Diện tích bao quanh thùng (F) 22.0780 m2
Nhiệt dung riêng kkk (Cpk) 1.0040 kJ/kg kkk
Nhiệt dung riêng kk ẩm Cpa 1.8420 kJ/kg kkk
Cdx(d0) 1.0323 kJ/kg kkk
Lượng kk tiêu thụ trong qt sấy 1kg ẩm (l) 123.4600
Cvk 1.2000 Cv2 1.6470 b. Cơng thức chung: - Nhiệt lượng có ích: q1= i2 – Ca tvl1 (kJ/kg ẩm) (P.222 [9]) Trong đó:
i2: nhiệt lượng riêng của hơi nước ở nhiệt độ t2 ( 2500+1.842 t2)
Ca: nhiệt dung riêng của hơi nước ( Ca = 4.18kJ/kg.độ)
tvl1: nhiệt độ của vật liệu trước khi sấy - Tổn thất nhiệt do TNS mang đi:
q2=l*Cdx(d0)*(t2-t0) (kJ/kg ẩm) (P.222 [9]) Trong đó:
Cdx(d0): nhiệt dung riêng dẫn xuất của TNS trước khi đi qua caloriphe
l:lượng khơng khí khơ được tiêu thụ trong q trình sấy tính theo 1 kg ẩm
t0,t2: Nhiệt độ của tác nhân sấy trước khi qua caloriphe và sau khi sấy
- Nhiệt lượng tổn thất ra môi trường
qmt = 5% ∗ q1 (kJ/kg ẩm) (P.220 [9]) - Tổn thất nhiệt do VLS mang lại
𝑞𝑣 =𝐺2∗𝑐𝑣2∗(𝑡2−𝑡1)
1−𝑤1 (kJ/kg ẩm) (P.219 [9])
Trong đó:
Cv2: nhiệt dung riêng của vật liệu ra khỏi thùng sấy (Cv2= Cvk (1-ω2)+Ca.ω2 )
G2: khối lượng vật liệu rắn sau sấy
t0,t2: Nhiệt độ của vật liệu trước khi qua caloriphe và sau khi sấy
- Tổng nhiệt có ích và các tổn thất : q’ = q1+ q2 +qv +qm (kJ/kg ẩm) (P.223 [9]) c. Tính tốn: - Nhiệt lượng có ích: q1 = i1− Ca *tvl1 Mà: i2 = 2500.000+1.8420t2 = 2500.0000+1.8420*35.0000 = 2564.4700 Suy ra: q1 = 2564.4700 - 4.1800*27.0000=2468.33(kJ/kg ẩm)
- Nhiệt tổn thất ra môi trường
𝑞𝑚𝑡 = 5% ∗ 𝑞1 = 128.8602(𝑘𝑗 𝑘𝑔ẩ𝑚)
- Tổn thất nhiệt do TNS sấy mang lại:
q2 =l* Cdx(𝑑0) *(t2− t0)
Mà: Cdx(𝑑0) = Cpk+Cpa.x0= 1.0040+1.8420*0.0153 = 1.0323 (kJ/kg KKK)
( Cpk và Cpa ở đây là nhiệt dung riêng của khơng khí khổ và ẩm)
Suy ra: q2= 123.4600*1.0324*( 35.0000-23.5000) =1465.5862 (kJ/kg ẩm) - Tổn thất nhiệt do VLS mang lại:
𝑞𝑣 =𝐺2∗ 𝑐𝑣2 ∗ (𝑡2− 𝑡1) 1 − 𝑤1 Mà: Cv2= Cvk (1-w2)+Ca.w2 =1.2*(1-15%) + 4.18*15%=1,6470 (kJ/kg ẩm K) Suy ra: qv = 2500.000∗1.6470∗(35.0000−23.5000) 333.3333 = 142.0538 (𝑘𝐽 𝑘𝑔ẩ𝑚)
- Tổng nhiệt cung cấp cho máy sấy tính theo kg ẩm:
q’=q1+q2+qv+qmt = 4202.7402 (kJ/kg ẩm) - Tổng nhiệt tiêu thụ tính theo giờ
THỰC TẬP: Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ 2
26
SVTH: Nhóm 5 GVHD: TS.Phạm Thị Đoan Trinh
Bảng 7 Thông số ban đầu sấy thực tế Tổn thất nhiệt
Tổn thất nhiệt vật liệu sấy mang ra qv 142.0538 kJ/kg ẩm
Nhiệt lượng có ích q1 2466.2400 kJ/kg ẩm
Nhiệt lượng tổn thất ra môi trường qmt 128.8602 kJ/kg ẩm
Tổn thất nhiệt do tác nhân sấy q2 1465.5862 kJ/kg ẩm
Tổng nhiệt lượng cung cấp q' 4202.7402 kJ/kg ẩm
Tổng nhiệt lượng cung cấp tính theo 1 kg ẩm Q 1400913.4069 kJ/h