bài giảng : SẤY VẬT LIỆU docx

Khái niệm sấy Quá trình làm thoát hơi nước ra khỏi vật liệu bằng nhiệt gọi là sấy.. Độ ẩm tuyệt đối của không khí là lượng hơi nước chứa trong 1m 3 không khí ẩm... Độ ẩm tương đố

CHƯƠNG 6SẤY VẬT LIỆU

Mục tiêu

- Tác nhân sấy và các thông số của TNS.

- Phân biệt được độ ẩm tuyệt đối và độ ẩm tương đối.

- Giải thích được biểu đồ Ranzim

- Giải thích được vai trò của tác nhân sấy.

- Đưa ra được một số ví dụ về quá trình sấy.

- Phân biệt được các loại thiết bị sấy

- Vẽ được nguyên lý cấu tạo của các thiết bị sấy.

- Hiểu cách vận hành thiết bị sấy.

- Hiểu các sự cố thường gặp trong quá trình vận hành.

Đưa ra được một số ví dụ về quá trình sấy.

- Phân biệt được các loại thiết bị sấy

- Vẽ được nguyên lý cấu tạo của các thiết bị sấy.

- Hiểu cách vận hành thiết bị sấy.

- Hiểu các sự cố thường gặp trong quá trình vận hành

Tại sao cần phải sấy?

- Vật liệu khô bảo quản tốt hơn.

- Giảm năng lượng và chi phí tiêu tốn trong vận chuyển.

- Đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cho các khâu gia công tiếp theo.

1 Các phương pháp làm khô vật liệu

•Phương pháp cơ học

•Phương pháp hóa lý

•Phương pháp nhiệt

Khái niệm sấy

Quá trình làm thoát hơi nước ra khỏi vật liệu bằng nhiệt gọi là sấy

•sấy tự nhiên (dùng ánh sáng mặt trời)

•sấy nhân tạo (dùng thiết bị sấy)

Vật liệu chứa ẩm gọi là vật liệu sấy, tác nhân dùng để tách ẩm ra khỏi vật liệu gọi là tác nhân sấy.

Mục đích sấy

Mục đích của quá trình sấy là:

•Làm giảm khối lượng của vật liệu (giảm

công chuyên chở).

•Làm tăng độ bền (các vật liệu gốm sứ, gỗ).

•Bảo quản được tốt, hạn dùng lâu hơn

Tác nhân sấy

•Không khí ẩm (sử dụng rộng rãi).

•Khói lò (dùng trong trường hợp sản phẩm

không cần độ tinh khiết cao).

•Điện trở…

Không khí ẩm và các thông số đặc trưng.

1 Hỗn hợp không khí ẩm.

Hỗn hợp không khí và hơi nước còn gọi là hỗn hợp không khí ẩm

4 thông số cơ bản đặc trưng cho trạng thái của không khí ẩm: t, ϕ, Y, H

•t: nhiệt độ (độ C)

∀ ϕ: độ ẩm tương đối (%)

• (Y): hàm ẩm (kg hơi nước / kg không khí khô)

• (H): nhiệt lượng riêng của không khí ẩm (kJ/kg

2 Độ ẩm tuyệt đối của không khí.

Độ ẩm tuyệt đối của không khí là lượng hơi nước chứa trong 1m 3 không khí ẩm.

ký hiệu:

ρh ,[kg/m 3 ].

3 Độ ẩm tương đối của không khí.

Độ ẩm tương đối của không khí hay còn gọi

là độ bão hòa hơi nước là tỷ số giữa lượng hơi nước chứa trong 1m 3 không khí đó với lượng hơi nước trong không khí đã bão hòa hơi nước ở cùng nhiệt độ và áp suất, thường ký hiệu: ϕ

h

ρ ρ

4 Hàm ẩm của không khí ẩm.

Hàm ẩm của không khí là lượng hơi nước chứa trong 1 kg không khí khô

Ký hiệu: Y¯, {kg/kg kk khô}

kkk

h

Y

ρ ρ

=

5 Nhiệt lượng riêng của không khí ẩm

Nhiệt lượng riêng của không khí ẩm được xác định bằng tổng số nhiệt lượng riêng của không khí khô và hơi nước ở trong hỗn hợp.

Vậy nhiệt lượng riêng của không khí ẩm trong đó chứa 1 kg không khí khô là:

H= C kkk t + Y¯i h , j/kg kkk

6 Điểm sương

Hỗn hợp không khí ẩm chưa bão hòa hơi nước cho làm lạnh hhkk này với điều kiện là hàm ẩm không đổi Nhiệt độ của hh giảm dần xuống đến một mức nào

đó thì hh đạt được trạng thái bão hòa (ϕ = 1)

Nếu ta tiếp tiếp tục giảm nhiệt độ thì hh bắt đầu xuất hiện những giọt sương do hơi nước bão hòa gọi điểm sương , nhiệt độ tại đó gọi là nhiệt độ điểm sương, t s

vậy, điểm sương là giới hạn của quá trình làm lạnh không khí ẩm với hàm ẩm không đổi

7 Nhiệt độ bầu ướt

Cho nước bay hơi trong không khí với điều kiện đoạn nhiệt , tức là quá trình bay hơi nước chỉ xảy ra do nhiệt của không khí cung cấp, ta không cấp thêm nhiệt và cũng không rút bớt nhiệt đi, thì trong suốt quá trình bay hơi nhiệt

độ của không khí giảm dần , hàm ẩm tăng dần , đến khi không khí bão hòa hơi nước thì nước ngừng bay hơi, nhiệt độ này gọi là nhiệt

8 Nhiệt độ bầu khô

Là nhiệt độ không khí ẩm ở trạng thái bình thường, t.

Hiệu nhiệt độ bầu khô và bầu ướt gọi là thế sấy

ε = t - t ư Muốn đo nhiệt độ bầu ướt người ta dùng ẩm kế ta cũng có thể dùng nhiệt kế thường có bọc vải ướt ở bầu thủy ngân để đo nhiệt độ bầu ướt

Hỗn hợp không khí ẩm chưa bão hòa hơi nước cho làm lạnh hhkk này với điều kiện là hàm ẩm không đổi Nhiệt độ của hh giảm dần xuống đến một mức nào

đó thì hh đạt được trạng thái bão hòa (ϕ = 1)

Nếu ta tiếp tiếp tục giảm nhiệt độ thì hh bắt đầu xuất hiện những giọt sương do hơi nước bão hòa gọi điểm sương , nhiệt độ tại đó gọi là nhiệt độ điểm sương,

t s

vậy, điểm sương là giới hạn của quá trình làm lạnh

RT v

bh

/

3ϕ

−

=

10 Khối lương riêng của không khí ẩm

Khối lượng riêng của không khí ẩm bằng tổng khối lượng riêng của không khí khô và của hơi nước ở cùng một nhiệt độ.

3

/

, kg mh

ρ

Biểu đồ H-Y của không khí ẩm

Đồ thị thành lập ở áp suất khí quyển bằng 745mmHg, góc hợp bởi hai trục chính của đồ thị là 135 o cấu tạo theo góc tù như vậy để sử dụng đồ thị được dể hơn (xem hinh 7-1)

Ví dụ 1

Xác định trạng thái của không khí có t =

50 O C, hàm ẩm Y = 0,03kg/kg kkk

Điểm A biểu diễn

một trạng thái khí

Điểm A biểu diễn

Đường t s đi qua giao điểm này

là đường nhiệt độ điểm sương

Sơ đồ sấy không khí

Cân bằng vật liệu và nhiệt lượng trong máy

sấy bằng không khí

W- lượng ẩm được tách ra khỏi vật liệu khi qua máy sấy, kg/s;

L - lượng không khí khô tuyệt đối đi qua máy sấy, kgkkk/s;

Y o – hàm ẩm không khí trước khi vào caloriphe sưởi kg/kg kkk;

Y 1 ,Y 2 – hàm ẩm của không khí trước khi vào

Chuyển từ độ ẩm (%kl) sang độ ẩm (% tỷ số kl)

%

100 100

%

100 100

c

c c

d

d d

x

x X

x

x X

X

X x

−

100 c

c c

X

X x

−

=

d d

k

x G

x G

Lượng ẩm tách ra khỏi vật liệu trong quá trình sấy tính theo công thức:

W = G d – G c Suy ra:

c

c

d d

d

c

d c

x

x

x G

x

x

x G

Lượng không khí khô đi qua máy sấy:

Khi quá trình làm việc ổn định, lượng không khi đi vào máy sấy mang theo một lượng ẩm w 1 sau khi sấy xong, lượng ẩm bốc

ra khỏi vật liệu là W do đó không khí sấy có thêm một lượng ẩm là W

Lượng ẩm ban đầu trong không khí: L.Y 1

Lượng ẩm sau khi ra khỏi máy sấy: L.Y 2

Q4 Xác định nhiệt độ điểm sương và nhiệt

độ bầu ướt của khí có

Xác định lượng ẩm tách ra và lượng tiêu hao không khí.

Bài giải

Tóm tắt

•Gđ = 1000 kg/h

•xđ = 55% (vật liệu ướt)

•xc = 8% (vật liệu ướt)

đầu 55%, độ ẩm cuối 8% (theo vật liệu ướt) caloriphe sử dụng hơi nước bão hòa có áp suất tuyệt đối là 19,62.10 4 Pa Thế sấy ở cửa ra của thiết bị là 10 0 C

Xác định lượng ẩm tách ra và lượng tiêu hao không khí.

40