CHƯƠNG 5 : THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG
5.4 Tính tốn chọn điện trở nhiệt:
Tính tốn nhiệt cung cấp cho hệ thống:
Mục đích của tính tốn nhiệt hấp là thành lập phương trình cân bằng nhiệt, để biết được tất cả các nhiệt lượng tiêu hao thành phần qua đó xác định được lượng hơi tiêu hao hấp trong một giờ. Từ đó chọn được điện trở gia nhiệt có cơng suất phù hợp.
Phương trình cân bằng nhiệt cho hộp hấp :
Qcb= Qhi + Qmt ( W) Trong đó :
Qcb: Tổng nhiệt lượng tiêu hao cho quá trình hấp ( W) Qhi: Nhiệt lượng hữu ích hấp chín bột ( W)
Qmt: Nhiệt lượng tổn thất ra môi trường xung quanh ( W) Xác định nhiệt lượng có ích:
Qhi = Gb.Cpbơt.( tb1– tb0), [W] Trong đó :
Gb: Lưu lượng khối lượng bột vào trong một giờ (kg/h)
Gb = b.δ.ρb.vt , [kg/s] Với :
Vt = 0,143 m/s: Vận tốc băng tải ρb: Khối lượng riêng của bột hồ, kg/m3 ρb = 970kg/m3
b: Chiều rộng của lớp bột trên băng , b = 0,2 m δ: Chiều dày của lớp bột trên băng tải, δ = 0,001 m => Gb = 0,2.0,001.970.0,143 = 0,0277 kg/s
Cpbột: Nhiệt dung riêng của bột lỏng, J/kg*độ
Cbôt:Nhiệt dung riêng của bột khô, Cbôt = 1460 J/kg*độ Cn: Nhiệt dung riêng của nước, Cn = 4200 J/kg*độ
= 1460.( 1-0,7 ) + 4200.0,7 = 3378 J/kg*độ tb0: Nhiệt độ của bột đầu vào hộp hấp, oC tb1: Nhiệt độ cho phép hấp chín bột, oC Thay số ta được:
Qhi = 0,0277.3378.( 100 – 25 ) = 7018 W
Xác định nhiệt tổn hao do tỏa ra môi trường xung quanh:
Nhiệt lượng tỏa ra môi trường xung quanh phụ thuộc vào các yếu tố sau: - Diện tích tiếp xúc của nguồn nhiệt với mơi trường xung quanh.
- Hệ số tỏa nhiệt của vật liệu ngăn cách giữa nồi hấp và môi trường, ở đây là inox.
- Lượng hơi nước từ nguồn nhiệt thoát ra ngồi.
Từ những yếu tố trên, nhóm đã thực nghiệm bằng cách đun sôi nước với ấm đun siêu tốc inoxđể xác định nhiệt lượng tỏa ra môi trường xung quanhnhư sau:
Theo thực nghiệm:
Với ấm nước công suất 2000W đun 1,7 lít nước từ nhiệt độ 30oC lên 100oC trong thời gian 276s.
Theo lý thuyết (điều kiện lý tưởng là khơng có tổn hao nhiệt):
- Thời gian đun = 4200.1,7.(100 – 30)/2000 = 250 s - Vậy hệ số thất thốt nhiệt ra mơi trường là:
- Hệ số thoát nhiệt = (thực tế - lý thuyết)/lý thuyết = (276 – 250)/250 = 10,4% - Vậy nhiệt lượng thốt ra mơi trường được chọn bằng 20% nhiệt lượng hữu ích. Vậy nhiệt lượng cần cung cấp là:
Qcb = Gh.r = Qhi + Qmt = 7018 + 7018*20% = 8422 W => chọn công suất của điện trở nhiệt là 9KW
Từ đó, nhóm thực hiện chọn mua 4 điện trở nhiệt 220V-2700W và có tổng cơng suất là: Cơng suất = 3.2700 = 10800W.
5.5 Thiết kế cơ khí:
Hình 5.5a: Thiết kế cơ khí trên phần mềm Autodesk Inventor.
Hình 5.5c: Ghép nối bộ phận truyền động.
Hình 5.5e: Truyền động từ hộp giảm tốc đến băng tải inox.
Hình 5.5g: Băng chuyền lấy sản phẩm.
Hình 5.5.i: Bộ phận cấp bột và cấp nước vào nồi hấp.