d − nên công thức tính lượng chứa ẩm ’
3.5.2 Tính toán thiết bị trao đổi nhiệt.
Sấy nóng không khí bằng điện có thể thực hiện bằng các thanh đốt với dây mai xo điện trở. Bộ sấy này được chế tạo từ nhiều thanh đốt dạng ống chữ U hoặc ống thẳng với đường kính ngoài từ 7÷19 mm, bề dày thành ống 1÷1,5
mm. Các thanh đốt làm việc với dòng điện xoay chiều hoặc một chiều. Cấu tạo của thanh đốt chữ U và thẳng được thể hiện dưới hình vẽ sau đây và số liệu của chúng được thể hiện trong các bảng . Trong mỗi dạng chữ U hay ống thẳng đều gồm có hai loại: ống trơn và ống có cánh.
Thanh đốt dạng ống được cấu tạo từ ống bọc ngoài 4 bằng kim loại (sắt, đồng thau), bên trong đặt dây mai xo 6 bằng hợp kim nicrôm hoặc hợp kim feran đường kính từ 0,2÷1,6 mm. Để dây mai xo được cố định không chạm
vào thành ống, người ta dung một loại vật liệu rời dạng bột có tính chất cách điện tốt nhưng vẫn đảm bảo khả năng truyền nhiệt cho ống. Vật liệu tốt nhất dùng vào mục đích này là periclaz (MgO), nó chịu nhiệt tốt, cách điện tốt ở nhiệt độ cao cũng như nhiệt độ thấp, hệ số dẫn nhiệt lớn làm cho chênh lệch nhiệt độ giữa dây mai xo và bề mặt ống tương đối bé ( không quá 1500C ). Ngoài periclaz ra người ta cũng có thể sử dụng cát thạch anh vào mục đích nói trên khi nhiệt độ làm việc của thanh đốt không quá 400÷5000C bởi vì ở nhiệt độ cao hơn tính chất cách điện của cát thạch anh giảm xuống rõ rệt. Đầu dây mai xo 6 được nối vào bulông kim loại 1 để đấu điện. Giữ buông 1 và ống 4 có lớp cách điện bằng sứ 2. Các thanh đốt được lắp vào bản khung của bộ sấy bằng đai ốc 3. Điện trở yêu cầu của lớp cách điện trong bộ sấy phải đạt 1 MΩ.
Ưu điểm của thanh đốt có ống bọc ngoài so với dây mai so để trần là sử dụng an toàn và lâu bền vì dây mai xo không trực tiếp, tiếp xúc với không khí nên không bị õy hóa và tránh được sự va đập cơ học, nhờ đó thời hạn sử dụng của thanh đốt có thể lên tới 4000 giờ.
42,5 ,5 12,5 22 22 A 1 2 3 4 5 6 R 15 a) 1 2 3 4 5 6 12,5 22 B A b) Hình 1.13 Thanh đốt dạng ống đường kính dN a) Ống trơn hình chữ U, b) Ống thẳng trơn
Vận tốc không khí đi qua tiết diện sống của bộ sấy điện cho phép lấy trong khoảng từ 6÷12 m/s. Sau khi được chế tạo bằng thực nghiệm người ta xác
định công suất nhiệt đơn vị σT của các loại thanh đốt. Đó là khả năng toả
nhiệt từ một đơn vị diện tích bề mặt ngoài của thanh đốt trong một đơn vị thời gian tính theo W/cm2. Đây là các thông số kĩ thuật rất quan trọng phục vụ cho việc tính chọn bộ sấy điện.
Quá trình tính chọn bộ sấy điện được tiến hành với các bước như sau:
1. Xác định lượng nhiệt Q, kcal/h cần thiết để sấy nóng V (m3/h) không khí từ nhiệt độ t1 lên đến nhiệt độ t2 theo công thức :
Q = V.ρ.CP.(t2 −t1)
Trong đó:
V: Lưu lượng theo thể tích của không khí qua bộ sấy, lấy bằng1 m3/h ρ : Khối lượng riêng của không khí = 132,378kg/m3
CP: Tỉ nhiệt của không khí, lấy bằng 0,24 kcal/kg0C
t1, t2 : Nhiệt độ đầu vào và nhiệt độ cuối của không khí, 0C 2. Tổng công suất điện cần cấp cho bộ sấy
N = 860
Q
(kw)
3. Chiều dài làm việc tổng cộng của tất cả các thanh đốt trong bộ sấy: Ltg = dN T N σ π. . . 1000 ( cm ) Trong đó:
dN : Đường kính ngoài của ống đốt, cm
σT: Công suất nhiệt đơn vị của thanh đốt, W/cm2
4. Số lượng thanh đốt trong bộ sấy: n = l
Ltg
.10 10
l: chiều dài làm việc của 1 thanh đốt, mm lấy theo bảng trên
Điều cần chú ý là đối với các thanh đốt dạng ống có cánh, hệ số cánh β =
6,5 và công suất nhiệt đơn vị σT được cho theo tổng diện tích tiếp nhiệt của
ống tức là diện tích toàn bộ thân ống và cánh ống. Do đó để tính chiều dài làm việc tổng cộng của tất cả các thanh đốt trong bộ sấy loại ống có cánh thì cần tính đổi trị số σT tra được ở bảng bằng cách nhân thêm hệ số cánh β = 6,5.
Công suất nhiệt đơn trị σTcủa thanh đốt phụ thuộc vào điều kiện trao đổi
nhiệt từ bề mặt thanh đốt vào bề mặt không khí, cụ thể là phụ thuộc vào loại vật liệu, đường kính, nhiệt độ bề mặt và vận tốc không khí thổi qua. Ở hai bảng trên người ta đã cho trị số σT ứng với vận tốc không khí và nhiệt độ bề
mặt trong phạm vi nhất định. Trong phạm vi bộ sấy làm việc với vận tốc và nhiệt độ khác cần dùng biểu đồ thực nghiệm để tra σTtương ứng. Ở hình dưới
đây là biểu đồ σT xây dựng trên cơ sở thực nghiệm của loại thanh đốt có
đường kính dN = 12 mm, một cách đầy đủ và chính xác có thể áp dụng cho thanh đốt có đường kính dN = 12,5 mm