2. Phạm Thị Thu Huyền (53130680)
3.2.2. Tổn thất nhiệt ra môi trường
Giả thiết tốc độ tác nhân (TNS) trong thùng sấy.Cũng như hệ thống sấy hầm, để tính toán tổn thất ra môi trường chúng ta phải giả thiết tốc độ TNS w (m/s).Sau khi tính toán xong lượng TNS thực chúng ta sẽ kiểm tra lại giả thiết này. Cơ sở để giả thiết tốc độ
TNS trong thiết bị sấy thực tế là tốc độ lý thuyết w0 (m/s). Tốc độ này chính là tỉ số giữa lưu lượng thể tích trung bình Vtb0 và tiết diện tự do của thùng sấy. Chúng ta đã chọn hệ số điền đầy β = 0,25, do đó tiết diện tự do của thùng sấy có thể tính gần đúng bằng:
− Khi đó tốc độ TNS lý thuyết w0 bằng:
[2-T.219]
Chúng ta giả thiết tốc độ TNS trong quá trình sấy thực w = 1.5 m/s
Như vậy các dữ liệu để tính mật độ dòng nhiệt trung bình của TNS vào và ra khỏi thùng sấy:
[2-T.219] Nhiệt độ dịch thể lạnh. Nhiệt độ này chính là nhiệt độ môi trường:
− Thùng sấy làm bằng thép có chiều dày δ = 10mm và ta có hệ số dẫn nhiệt λ = 36.1W/mK. Như vậy thùng sấy có đường kính:
Do đó, kết cấu thùng sấy thỏa mãn quan hệ nên có thể xem trao đổi nhiệt đối lưu giữa TNS với môi trường qua vách phẳng.
− Phía trong thùng sấy là trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng bức với tốc độ tác nhân giả thiết bằng w = 1.5m/s. Khi đó hệ số trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng bức giữa TNS với bề mặt trong của thùng sấy tính theo công thức (7.46) (Tr.144-TTTKHTS):
[2-T.219]
− Trao đổi nhiệt đối lưu phía ngoài giữ mặt thùng sấy với không khí xung quanh theo kinh nghiệm là trao đổi nhiệt đối lưu tự nhiên chảy rối. Do đó, hệ số trao đổi nhiệt α2 sẽ được tính theo công thức (7.50) (Tr.145-TTTKHTS)
Trong đó : là nhiệt độ mặt ngoài của thùng sấy, nhiệt độ này chưa biết . Như vậy mật độ dồng nhiệt sẽ phải thỏa mãn đẳng thức: q1 = q2 = q3
Trong đó:
[2-T.220] [2-T.220]
[2-T.220]
− Chọn tw1 = 51.3150C là nhiệt độ mặt trong của thùng sấy. Ta có: Mật độ dòng nhiệt trao đổi đối lưu:
[2-T.220]
− Nhiệt độ mặt ngoài của thùng sấy tw2:
Tiến hành thực hiện nhiều lần trên excel ta được kết quả : tw1 = 51.3150C
tw2 = 48.3310C α1 = 12.405W/m2.K
α2 = 4.824W/m2.K
− Đương nhiên khi mật độ dòng nhiệt thỏa mãn các đẳng thức trên đây thì nó cũng phải thỏa mãn phương trình truyền nhiệt:
[2-T.220]
Trong đó: k là hệ số truyền nhiệt và bằng:
Diện tích bao quanh thùng sấy F. Vì chúng ta tính truyền nhiệt qua thành thùng sấy như là truyền nhiệt qua vách phẳng, do đó diện tích bao quanh thùng sấy bằng diện tích phần hình trụ tính theo đường kính trung bình. Như vậy, diện tích F bằng và diện tích ống dẫn và ống thải hai đầu thùng sấy, trong đó:
[2-T.220] Theo kinh nghiệm ta lấy:
− Do đó tổn thất nhiệt ra môi trường Qmt bằng: [2-T.220]
− Trong hệ thống sấy thùng quay, tổng tổn thất nhiệt bằng tổng tổn thất nhiệt do VLS mang đi và tổn thất do tỏa ra môi trường. Tổng tổn thất này bằng:
[2-T.221] [2-T.221]