4.4.1 Tổn thất nhiệt ra môi trường xung quanh
- Tổn thất qua tường bao
Kết cấu tường bao: tường buồng sấy được xây bằng gạch đỏ dày 0,25m, trong đó kết cấu cụ thể như sau:
+ Lớp vữa mặt trong và mặt ngoài cùng có độ dày δ1=δ3=0,025 m +Lớp gạch giữa dày δ2=0,2m
Hệ số dẫn nhiệt cuả gạch là: λ = 1,31 W/m.k Nhiệt độ trung bình cuả tác nhân sấy: tf1 = =460C Nhiệt độ môi trường: tf2 = 250C
Khi vận tốc tác nhân v<5m/s thì α1 được tính theo công thức thực nghiệm: α1 = 6,15 + 4,17.v
Chọn vận tốc tác nhân sấy v=3m/s => α1=18,66W/m2
Trao đổi nhiệt ddooiss lưu phía ngoài giữa mặt buồng sấy và không khí xung quanh là tỏa nhiệt đối lưu tự nhiên chảy rối. Do đó, hệ số trao đổi nhiệt đối lưu α2 sẽ được tính:
α2= 1,715.(tw2 – tf2)0,333
Trong đó: tw1: Nhiệt độ mặt trong của buồng sấy tw2: Nhiệt ddooj bề mặt ngoài của buồng sấy Như vậy, mật độ dongf nhiệt sẽ phải thỏa mãn các đẳng thức sau:
q1= α1(tf1-tw1)= 18,66.( 46-tw1) (1) q2=.( tw1 – tw2)=.(tw1-tw2) (2)
q3= α2(tf2-tw2)= 1,715.(tw2-25)0.333 (3)
q1=q2=q3 (4)
Khi mật độ dòng nhiệt thỏa mãn các đẳng thức trên thì cũng thỏa mãn phương trình sau: q=k.(tf1-tf2) Trong đó k là hệ số truyền nhiệt k=
Để giải được phương trình (1),(2),(3),(4) ta dùng phương pháp lặp:
Giả sử ta cho tw1 một giá trị nào đó, từ (1) ta tìm được q1 sau đó thay giá trị vừa tìm được vào (2) ta tìm được tw2 và tiếp tục thay tw2 vừa tìm được vào (3) ta thu được giá trị q3. Sau đó, ta so sánh kết quả của q1 và q3 có sai số khoảng 0,8-1% là chấp nhận được với điều kiện tw1>tw2.
Bảng: tính toán tìm mật độ dòng nhiệt cho từng giá trị tương ứng của tw1
tw1 (0C) q1 (W/m2) tw2 (0C) q3 (W/m2)
42 106 33,91 31,64
43 79,5 36,93 46,72
44 53 39,95 63,13
45 26,5 42,98 80,69
Theo bảng ta có thể chọn nhiệt độ 2 vách của hệ thống sấy: tw1= 440C; tw2= 39,950C ; q= 63,13( W/m2)
Q1= q. Fxq = 63,13.(2.3,125.0,8+2.2.0,8)=517,7 (W)
Nhiệt lượng tỏa ra môi trường xung quanh qua phần phía trên của buồng sấy Q2: Q2=q. Fbm= 63,13.(2.3,125)= 394,6 (W)
Nhiệt lượng tổn thất qua đáy hệ thống sấy Q3: Q3=q. Fđ = 63,13. 3.125.2= 394,6 (W) Vậy tổng tổn thất nhiệt ra môi trường:
Qmt= Q1+Q2+Q3= 517,7+ 394,6+394,6= 1307 (W) Khi đó: qmt= = = 7,58 (kJ/kg ẩm)
4.4.2 Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi
Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang ra khỏi vùng sấy: Qm=G2.Cm.(tm1 – tm2) Trong đó:
G2: khối lượng thóc đầu ra (kg) G2=1000kg
Tm1: nhiệt độ vật liệu sấy vào khi vào buồng sấy (oC)tm1= tv11=270C Tm2: nhiệt độ vật liệu sấy ra khỏi buồng sấy (oC) tm2=tvl2=400C Cm: nhiệt dung riêng của hạt thóc Cm=Ck+.ω
Trong đó:
Ck: nhiệt dung riêng của vật liệu khô. Ck=1,2-1,7 kJ/kg.độ , ta chọn Ck=1,7Kj/kg.độ
Ca=Ch=4,182kJ/kg.độ : nhiệt dung riêng của ẩm ω=13%: độ ẩm tương đối của thóc
Do đó:
Cm = Ck +.ω=1,7+ .13 = 2,02 kJ/kg.độ Khi đó: Qm = 1000.2,02.(40 – 27)=26260kJ
Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang ra khỏi vùng sấy: qvl = W
Qm
= 172,41 26260
=152,31 kJ/kg ẩm
Như vậy tổng tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang ra khỏi vùng sấy là: ∆ = Ca.tv1 –(qvl+qmt) = 4,182 . 27 – (152,31+8,3) = -47,696 kJ/kg
Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang ra khỏi buồng sấy: theo thực nghiêm khoảng 10%.
4.4.3. Các thông số sau quá trình sấy thực
- Nhiệt dung riêng dẫn xuất Cdx: Cdx= 1,0048+ 1,842.d1=1,0048+ 1,842.0,018=1,04(kJ/kg.độ) - Xác định lượng chứa ẩm d2. Ta có: d2 =d1+ −∆ − i t t Cdx.(1 2) =0,018+ −∆ − i ) 25 50 .( 04 , 1 =0,021 kg ẩm/kgkk Trong đó:
i-entapy của hơi nước chứa trong TNS sau khi sấy i=2500+1,842t2=2500+1,842.42=2577,4 kJ/kg -Độ ẩm tương đối của tác nhân sấy ra khỏi vùng sấy.
φ = .(0,621 2) 2 . d Pbh d P + = 0,095.(0,621 0,021) 021 , 0 . 1 + = 0,344=34,4% • Lượng tác nhân sấy thực tế để bốc 1kg ẩm là:
l = = 0,021 0,018 1
−
= 333,33 kgkk/kg ẩm