CHƯƠNG II : TỞNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU SẤY HÀNH LÁ
3.4 QUÁ TRINHSẤY THỰC
3.4.1 Xác định các tởn thất nhiệt trong hệ thống sấy a. Tởn thất do vật liệu sấy mang đi
Để tính được tởn thất do vật liệu sấy
℃
độ vật liệu sấy ra khỏi buờng sấy, thường thi thấp hơn nhiệt độ của tác nhân sấy 5-10 , ta chọn độ chênh lệch 5 .
Trong đĩ:
Vậy nhiệt độ vật liệu khi ra khỏi thiết bị sấy là 50
[TL 2- tr74]
30
C : Nhiệt dung riêng của vật liệu khi
tm2, tm1: Nhiệt độ ra và vào của vật liệu sấy
Cn: Nhiệt dung riêng của nước (C
Ck: Nhiệt dung riêng của vật liệu sấy (Ck = 3,82 kJ/Kg.K) [TL1-
W2: Độ ẩm tuyệt đới của vật liệu ra khỏi thiết bị
tr254]
Nhiệt
-
Cm = Ck( 1 – W2) + CmW2
dung riêng của vật liệu sau khi sấy là:
-
Nhiệt độ vật liệu
- Nhiệt độ vật liệu sấy ra:
Qm = Gm×Cm(tm2
b. Tởn thất do thiết bị
- Xe goong bằng inox 201
- Nhiệt độ của khay sấy và xe bằng nhiệt độ mơi trường: - 0,5 (kJ/kg.K)
Mỗi xe cĩ 15 khay, vi vậy mỗi xe cĩ 30 thanh chữ L 25x25x5 (mm) đặt 2 bên khay để cĩ thể giữ khay được cân bằng trên xe goong. Phần giá đỡ được hàn vào chiề rộng nên chiều dài mỗi thanh là 550mm.
- Bánh xe goong cĩ đường kính ngồi là 100mm, mặt tiếp xúc với mặt đất
rộng 40mm, nặng 3,3 kg, làm bằng thành phần hợp kim (>65% lượng Thể tích của 1 khay là 0,6
-
gang). Mỗi thùng xe lắp 4 bánh xe ở 4 ĩc. Khay làm bằng inox 304 cĩ
Vtrớng = (1 − 2×0,0015)(0,5 – 2×0,0015)(0,03 − 0,0015) = 0,014 m
31
Vt = V – V
Thể
- Tở ngGk = 60×ρ× V
Tởng khới lượng của các khay trong tủ sấy là:
mXg
- Tởng
- Xe làm
của tác nhân sấy ra
- Tởn Qxg
- Tởn thất nhiệt do khay sấy mang
Qk = Gk × Ct × (tX2
đi:
-
- -
-
Nhiệt độ trung binh trong
2 = 0,058 W/m.K
- Nhiệt tởn thất qua tường được tính theo cơng thức:
Qt = K. F. ∆t (W)
Trong đĩ:
F là diện tích xung quanh buờng sấy
Chọn nhiệt độ vách trong tường tw1 = 46,5
nhiệt:
Dựaq = α . (t
theo thực nghiệm, chọn v
Mật độ dịng nhiệt truyền qua giữa tác nhân sấy và mặt trong Wlà: q1 = α1(tf1 − tw1) = 14,49. (47,5 − 46,51) =
14,35(m2)
Nhiệt độ vách ngồi đượcδ xác định theo cơng0,015thức: 0,075
tw2 = tw1 − q1 × ∑ λ = 46,5 − 14,35. ( 46,5 + 0,058) =
27,945℃
Hệ sớ tỏa nhiệt từ vách ngồi máy tới khơng khí bên ngồi:
α2 = 1,715. (tw2 − tf2)0,333 = 1,715(27,945 − 23)0,333 = 2,92 (
Mật độ dịng nhiệt do đới lưu tự nhiên từ mặt ngồi của máy với mơim . K
trường bên ngồi:
q2 Sai sớ: Như vậy ta cĩ: q1 Vậy hệ sớ K = 1
* Tởn thất nhiệt qua tường là:
thất nhiệt qua trần máy:
* Tởn Qt = K. F. ∆t = 15,28 × 0,587 × 24,5 = 219,75 (W) = 791,1 (
Bề mặt trần trao đởi nhiệ t hướ ng lê n trê n nê n hệ sớ trao đởi nhiệ t đới lưu
là:
Trần buờng sấy cĩ
α
Tởn thất nhiệt quá trần buờng máy là:
Q = K F . ∆t = (1,29 × 2,53) × 0,615 × 24,5 = 49,18(W) = 177,05 ( kJ
)
tr tr tr h
* Tởn thất nhiệt qua nền:
35
Tởng Q
PGS.TS Trần Văn Phú ) ta cĩ tởn thất qua nền bằng
*
qmt = Qmt
lượng tởn thất nhiệt truyền ra mơi trường qua kết cấu bao che là:
* Tởng lượng tởn1h
3.4.2 q
tởng
Xác định các thơng số của quá trinh sấy thực tế
Lượng chứa ẩm:
Trong đĩ:
d1 = 0,0151 (
i : entanpy củakgkk
2
Cph: Nhiệt dung riêng của hơi nước (Cph=1,842 kJ/kgK)
∆ = Cα. t0
Cpk: Nhiệt dung riêng của khơng khí khơ (Cpk=1,004 kJ/kgK)
i1
i2
d2 =
Độ ẩm tương đới:
k2
pkq − φ2Pb h2
Khới lượng riêng của khơng khí :
ρ =
Entanpy của TNS sau quá trình sấy thực tế:
I2 = Cpk ×t2
Lượng khơng khĩ khơ cần thiết bớc hơi 1kg ẩm vật liệu sấy là:
L ượng khơ ng khí khơ bớc0,02 1 − 0,015 1
(Theo phụ lục 5- Trang 257 sách Thiết kế hệ thớng sấy PGS.TS
vb℃ φ2
Phú) Thể tích khơng khí ẩm chưa 1kg khơng khí khơ trước và sau quá trình sấy là:
=
, = 44,71 % ).
40
Lưu lượng tác nhân sấy trước khi vào buờng:
Lưu lượng tác nhân sấy sau khi ra khỏi buờng:
Lưu lượng thể
Khới lượng riêng của tác nhân sấy trong quá trinh thực tế:
ρtb =
Bảng thống kê các thơng số quá trình sấy thực và q trình sấy lý thuyết: Trạng thái khơng khí Khơng khí bên ngồi buờng Khơng khí vào buờng sấy Khơng khí ra khỏi buờng sấy
3.4.3 Tính tốn cân bằng nhiệt:
a. Nhiệt đưa vào hệ thớng
q = l0(I1
Nhiệt lượng đưa vào buờng sấy
Q0 = L × I0 = l0 × W0
Nhiệt do khơng khí đưa vào
Q v = Q + Q0 = 1317106,79 + 2474808,235 = 3791915,025 ( kJ)
3 8
I′ 2 = t2 + d0
Nhiệt tởn thất do khí thốt ra:
Q′2 = L. I′2 = 169,49 × 237,5 × 78,61 = 3164357,114 ( kJ)
đi:
Nhiệt tởn thất do thiết bị vẩn
Nhiệ t tởn t hất do vật liệ u mang
Tởn thất vào mơi trường: chuyển:
Tởng nhiệt lượng bị đưa ra
Q Bảng thành phần nhiệt của hệ thống: Thành phần nhiệt Nhiệt đưa ra Nhiệt cấp vào Nhiệt hữu ích Tởn thất do khí thốt Tởn thất do vật liệu
Sai sớ tuyệt đới:
∆Q = |Qv − Qra| = 3791915,025 − 3768432,089 = 23482,936( h )
δ = ∆Q
=Qv 3791915,02523482,936
. 100% = 0,61% < 10% (thỏa mãn)
Vậy hiệu suất của thiếtQ b ị sấy588415,75là
H = =1 Q 1317106,79 . 100% = 44,67%
CHƯƠNG IV
TÍNH TỐN CÁC THIẾT BI PHỤ TRƠ
4.1 ChOṇ Calorifer
Nhiệt lượng calorifer cần cung cấp cho tác nhân sấy Q là:
Q = L1h. (I1
Cơng suất nhiệt của calorifer: Qcal =
Trong đĩ:
Q: nhiệt lượng ddauw vào buờng sấy
cal
Tiê u hao hơi nước
→ Q
Chọn
ta chọn là hơi cĩ áp suất bão hịa ở 5 bar. Trong đĩ:
Tiêu hao hơi nước ở calorifer
Bề mặt
Tra bảng 4, hệ sớ truyền nhiệt và trở lực thủy lực của thiết kế K khơng khí – trang 181 – TL2 , chọn k = 24,6 W/
kg/
2
.s và trở lực phía khơng khí là 6 mmHg.
m Tính chênh lệch nhiệt độ trung binh
Δt = ts Trong đĩ: tk1= ∆t2 bãã̃o ts Với
Nhiệt độ hơi bão hịa của hơi.
∆t1 = 152 − 23 = 129℃
∆t2 =152−55=97℃
Bề mặt truyền nhiệt của
Dựa vào phụ lục I -k × ∆t
cĩ 2 với:
Diện tích tiết diện khơng khí đi qua của calorife này là
F = 7,25 Diện tíchm2 BMTĐN( ) 7,25 Diện tích tiết diệnmkhí2 đi qua( ) 0,084 Diện tích tiết diện mơi
chấtmđi2
qua( )
Kích thước(mm) Dài
Đường kính ớng
mơi (dm)
1,5
4.2 Tính tốn trở lực.
Trong hệ thớng sấy, quạt là bộ phận vận chuyển khơng khí và tạo ra áp suất cho dịng khí đi qua các thiết bị: calorifer, máy sấy, đường ớng, cyclone. Nĩi cách khác nhiệm vụ của hệ thớng quạt là tạo ra dịng chảy của tác nhân sấy qua thùù̀ng sấy cĩ lưu lượng đúng như quá trinh sấy yêu cầu.
Năng suất của quạt được đặc trưng bởi thể tích khí đi vào hay đi ra thiết bị sấy. Trong thiết bị sấy, thường dùù̀ng hai loại quạt là quạt ly tâm và quạt hướng trục.
Chọn loại quạt nào, sớ hiệu bao nhiêu∆ phụ thuộc vào đặc trưng của hệ thớng sấy, trợ lực mà quạt phải khắc phục p, năng suất mà quạt phải tải đi V cũng như nhiệt độ và độ ẩm của tác nhân sấy.
Khi chọn quạt, giá trị cần xác định là hiệu suất của quạt.
ε = 10−4m
- Chọn đường ớng dẫnl làm=0,2bằngm tơn sơn cĩ độ nhám - Chọn chiều dài ớngd=10,2
m
- Đường kính ớng
V
Vận tớc khơng khí đi trong đường ớng là ω1= F1
1 Trong đĩ: v = 0,885 m3/kgkk = V = L ×v = 5031,73×0,88 5 = 44 53,08 m3/h = 1,24 m3/s 1 π×d2 F1 = *Tại - t = 23℃: - 1
Chuẩn sớ Re:
43
Re = ω
1v× d
= 39,49 × 0,2
= 508564 > 4000
⇨ 1 15,53 × 10−6
Khơng khí đi trong ớng theo chế độ chảy xốy. - Giá trị hệ sớ ma sát được tính theo cơng thức:
λ1 = 0,1(1,46 ×
- Vậy trở lực trên ớng từ miệng quạt đến
∆p
1
= λ
1 l1
b) Trở lực trên đoạnl ớng=0,2thẳngm từ calorifer đến cút cong:
- Chiều dài ớng 2d = 0,2 m
- Chọn đường kính ớng 2
- Vận tớc khí đi trong đường ớng là: V ω2 =
F22 v2 Trong đĩ: 1 = 15,11% V = L×v = 5031,73 ×0,971 = 4885,8 m3/h = 1,36 m3/s 2 = 4 F2 π×d2 ⇨ suy ra ω2 *Tại - - ρ = 1,077 (kg/m 2
Chuẩn sớ Re:
Re =
⇨ Khơng khí đi trong ớng theo chế độ chảy xốy.
45
∆p2 = λ2 × l2 × ρ × ω 2 = 0,018 × Ta cĩ: c) Trở lực cút cong2 - Chọn đường kính ớng d Trong đĩ: Vậy : ∆p3 - Trở lực:
d) Trở lực đoạn ớng từ cút cong vào buờng sấy: Chọn chiều dài ớng
4
∆p = λ
e) Trở lực calorifer2
Chọn theo
f) Trở lực đoạn ớng kiểu ∆pvát vào=20buờngm sấy:
Chọn theo kinh nghiệm 6N/ 2
g) Trở lực trong buờng sấy:
Buờng sấy cĩ các tầng sấy xe goong song song nhau, mỗi khay cách nhau 100 mm. Như vậy, cĩ thể coi rằng khơng khí qua các kênh cĩ kích thước như sau:
Buờng sấy cĩ các khay sấy xe goịng song song nhau, mm, Chọn độ nhám của khay: εk
Vận tớc đường ớng là:
Trở t = 55℃: ρ = 1,077 (kg/m
Tại
∆pv = ξv × ρ2
lực cục bộ của xe vào:
Chuẩn sớ Re:
→ Khơng khí đi trong ớng theo chế độ chảy= 10834,23 > 4000
λ2 = 0,1 × (1,46 × d2k +
Giá trị hệ sớ ma sát được tính theo cơng thức:
0,031
→ Vậy trở lực trên ớng từ miệng quạt đến calorifer là:
∆pXe = λ× k d × ρ × 2 × n = 0,031 × Trở lực cục bộ của xe ra: r ∆p = ξξr Với Áp suất động∆pb=∆ pcủ ak hí+ ∆pth ốt+∆p =0,39+ 1,6+ 0,54 = 2,53 N/m Vậy :
p =ρ×ω2
đ C2ra
48
Chọn tớc ℃
Suy ra : pđ
Tởng trở lực của hệ thớng :
∆p=∆p1+ ∆p2+ ∆p3
4.3 ChOṇ quạt:
Trong đĩ: Ta cĩ năng suất
ρ là khới lượng riêng khơng khí khơ ở điều kiện tiêu chuẩn,
∆t=55+232
ρ0là khới lượng riêng của khơng khí khơ ở nhiệt độ trung bình
suất ƞ ∆ 360,79 N/m
Với p=
= 0,75 Cơng suất quạt
N =
- Cơng suất của động cơ chạy quạt là:
bảng 2.1 Trang 97)
( ở đây quạt nới trực
KẾT LUẬN
Hệ thớng sấy hành lá bằng buờng sấy vận hành đơn giản, cĩ thể áp dụng cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ. Sản phẩm cĩ chất lượng đảm bảo. Hệ thớng đang được sử dụng để sản xuất hành sấy xuất khẩu hoặc chế biến hành sấy bán thành phần cho các quy trinh cơng nghệ sản xuất các sản phẩm.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Ngọc Hồng đã giúp đỡ, hướng dẫn cho em để hồn thiện đờ án một cách tớt nhất.
Tài liệu tham khảo:
1. [TL 1] – TÍÍ́NH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỚNG SẤY – Tác giả:
PGS-TSKH. Trần Văn Phú – Nhà xuất bản giáo dục.
2. [ TL 2] - Giáo trình KỸ THUẬT SẤY – Tác giả: PGS.TS Hồng Văn
Chước – Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.
3. [ TL3] - GS.TS Nguyễn Bin – Sở tay hĩa cơng 1
4. [ TL4] – Các quá trinh và thiết bị trong cơng nghiệp hĩa chất và
thực phẩm – Tập 4 – GS . TSKH . Nguyễn Bin
5. [TL5] - https://maysaylosay.com/ky-thuat-say-hanh-la/