CHƯƠNG 3 : QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ
4.2 Tính tốn q trình sấy lý thuyết
4.2.2 Giai đoạn II
Giai đoạn này nhiệt độ tác nhân sấy vào nhỏ hơn. Trong giai đoạn 2 nhiệt độ tác nhân sấy vào buồng sấy là t21 = 90oC.
Tính tốn thiết kế buồng sấy để sấy quả vải, 300kg/mẻ
Pb21 = exp( 12 - ) = exp( 12 - ) = 0.6908 bar
Để tiện lợi cho việc điều chỉnh quạt gió, ta thiết kế sao cho lưu lượng khối lượng khơng khí ở cả 3 giai đoạn như nhau, tức là L1 = L2 = L3 hay W1l1= W2l2 = W3l3.
Từ đó ta có: l2 = l1= 41.823 × = 52.278 kg/kg ẩm l3 = l1= 41.823 × = 104.557 kg/kg ẩm
Các thơng số của khơng khí vào buồng sấy được xác định: chọn φ21 = 3%
Lượng chứa ẩm: d21 = 0.621= 0.621 × = 0.013232 kg ẩm/kgkk
Entanpy:
I21 = t21Cpk + d21( r + Cpht21) = 90 × 1.004 + 0.013232( 2500 + 1.842 × 90)
= 125.63 kJ/kgkk
Khối lượng riêng của khơng khí vào giai đoạn 2 là: ρk21 = = × 105 = 0.933 kg/m3
• Xác định các thơng số tác nhân sấy ra khỏi buồng sấy:
d22 = d21 + ∆d = d21 + = 0.013232 + = 0.032361 kg ẩm/kgkk
t22 = = = 42.2oC
Pb22 = exp( 12 - ) = exp( 12 - ) = 0.0822 bar φ22 = = = 0.599 = 60%
Xác định các thông số trạng thái sau hỗn hợp:
Hệ số hồi lưu: n = = = = = 0.071 Nhiệt độ khí sau hỗn hợp: th2 = = = 21.5oC
Pbh2 = exp( 12 - ) = exp( 12 - ) = 0.0256 bar dh2 = d21 = 0.013232 kg ẩm/kgkk
Ih2 = th2Cpk + dh2( r + Cphth2) = 21.5 × 1.004 + 0.013232( 2500 + 1.842 × 21.5)
= 55.2 kJ/kgkk φh2 = = = 0.809 = 81%
ρkh2 = = × 105 = 1.15 kg/m3
Tiêu hao khơng khí lý thuyết: l2 = 52.278 kJ/kg ẩm
L2 = l2W2 = 52.278 × 300 = 15683.4 kg = 2613.9 kg/h
Vtb2 = = = 2649.67 m3/h
Lưu lượng khí mới bổ sung: Go = = = 36815.5 kg/h
Tiêu hao nhiệt:
qo2 = l2( I21 – Ih2) = 52.278( 125.63 – 55.2) = 3687.17 kJ/kg ẩm
Qo2 = qo2W2 = 3687.17 × 300 = 1106150 kJ = 184358 kJ/h = 51.2 kW
Cân bằng nhiệt của hệ thống:
Tính tốn thiết kế buồng sấy để sấy quả vải, 300kg/mẻ
Qo2 là nhiệt đưa vào buồng sấy
Qo là nhiệt do khơng khí mới đưa vào
Qoh = GoLo = Io = × 50.218 = 1848800 kJ/h
= > Qo = Qohτ2 = 1848800 × 6 = 11092802.5 kJ
Vậy Qv = 1106150 + 11092802.5 = 12198952.5 kJ
Nhiệt đưa ra khỏi hệ thống: Qr = Q1 + Q2’
Q1 là nhiệt hữu ích: Q1 = W2[( r + Cphth2) – Cntm12] = 300[( 2500 + 1.842 × 21.5) – 4.18 × 32] = 721753 kJ = 120292 kJ/h = 33.414 kW Q2’ là tổn thất nhiệt do khí thốt: I2’ = Cpkth2 + do( r + Cphth2) = 1.004 × 21.5 + 0.01188( 2500 + 1.842 × 21.5) = 51.756 kJ/kgkk Q2h’ = I2’Go = 51.756 × 36815.5 = 1905423 kJ/h = > Q2’ = Q2h’τ2 = 1905423 × 6 = 11432238 kJ Vậy Qr = 721753 + 11432238 = 12153991 kJ Sai lệch ∆Q = Qv – Qr = 12198952.5 – 12153991 = 44961.5 kJ
= > ∆Q% = × 100% = × 100% = 0.37%
4.2.3. Giai đoạn III:
Xác định các thơng số vào buồng sấy: ta có t31 = 70oC, chọn φ31 = 10%
Pb31 = exp( 12 - ) = exp( 12 - ) = 0.3073 bar Ta xác định được các thơng số cịn lại:
d31 = 0.621= 0.621= 0.019825 kg ẩm/kgkk
Entanpy: I31 = t31Cpk + d31( r + Cpht31) = 70 × 1.004 + 0.019825( 2500 + 1.842 × 70)
= 122.4 kJ/kgkk
Khối lượng riêng của khơng khí vào giai đoạn III: ρk31 = = × 105 = 0.978 kg/m3
Trạng thái khơng khí ra khỏi buồng sấy:
d32 = d31 + ∆d = d31 + = 0.019825 + = 0.029389 kg ẩm/kgkk
t32 = = = 46.4oC
Pb32 = exp(12 - ) = exp( 12 - ) = 0.102 bar φ32 = = = 0.44 = 44%
ρk32 = = × 105 = 1.03 kg/m3
Xác định trạng thái tác nhân sấy sau hỗn hợp:
Tính tốn thiết kế buồng sấy để sấy quả vải, 300kg/mẻ
Nhiệt độ khí sau hỗn hợp: th3 = = = 32oC Pbh3 = exp( 12 - ) = exp( 12 - ) = 0.0473 bar dh3 = d31 = 0.019825 kg ẩm/kgkk
Entanpy của khí sau hỗn hợp:
Ih3 = Cpkth3 + dh3( r + Cphth3) = 1.004 × 32 + 0.019825( 2500 + 1.842 × 32) = 82.86 kJ/kgkk
Độ ẩm tương đối sau hỗn hợp: φh3 = = = 0.65 = 65%
Khối lượng riêng: ρkh3 = = × 105 = 1.1 kg/m3
Xác định tiêu hao khơng khí: l3 = 104.557 kg/kg ẩm L3 = l3W3 = 104.557 × 150 = 15683.55 kg = 653.5 kg/h V3 = = = 668 m3/h
Vtb3 = = = 651 m3/h
Tiêu hao nhiệt lý thuyết: q3 = l3( I3 – Ih3) = 104.557( 122.4 – 82.86) = 4134 kJ/kg ẩm Q3 = q3W3 = 4134 × 150 = 620127.5 kJ = 25838.6 kJ/h = 7.2 kW
Cân bằng nhiệt lý thuyết của hệ thống:
Nhiệt đưa vào: Qv = Q3 + Qo Qo là nhiệt do khơng khí đưa vào.
Qoh = GoLo = Io = × 50.218 = 39490 kJ/h = > Qo = Qohτ3 = 39490 × 24 = 947769 kJ
Vậy Qv = 620127.5 + 947769 = 1567896.5 kJ
Nhiệt đưa ra khỏi hệ thống: Qr = Q1 + Q2’ Q1 là nhiệt hữu ích:
Q1 = W3[( r + Cphth3) – Cntm31] = 150[( 2500 + 1.842 × 32) – 4.18 × 53.43] = 350341 kJ
Q2’ là tổn thất nhiệt do khí thốt:
Q2h’ = GoI2’ = Go[ th3Cpk + do( r + Cphth3)] = [ th3Cpk + do( r + Cphth3)] = [ 32 × 1.004 + 0.01188( 2500 + 1.842 × 32)] = 49172 kJ/h
Q2’ = Q2h’τ3 = 49172 × 24 = 1180136 kJ Vậy Qr = 350341 + 1180136 = 1530477 kJ
Sai lệch ∆Q = Qv – Qr = 1567896.5 – 1530477 = 37419.5 kJ
∆Q% = × 100% = × 100% = 2.39%