Thiết bị nhiệt - Chương 6 ppsx

6.3.QUÁ TRÌNH SẤY ĐỒ GỐM Chúng ta hãy khảo sát các tấm lót bằng đất sét trong điều kiện: Nhiệt độ và độ ẩm động lực sấy không đổi, áp suất hơi nước trên bề mặt lớn hơn áp suất hơi nước

CHƯƠNG 6

SẤY VÀ LÒ SẤY

6.1.Ý NGHĨA CỦA QUÁ TRÌNH SẤY

Sấy là quá trình loại trừ hơi ẩm khỏi vật liệu bằng cách bốc hơi chúng ra khỏi môi trường xung quanh

Quá trình sấy chỉ thực hiện được trong trừơng hợp khi áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu sấy hơn áp suất ở môi trường xung quanh, nghĩa là Pvl>Pmt Áp suất hơi nước trong vật liệu sấy phụ thuộc vào độ ẩm của vật liệu, nhiệt độ và đặc tính của hơi ẩm

đó với vật liệu Nếu tăng nhiệt độ và độ ẩm của vật liệu thì Pvl giảm xuống Môi trường xung quanh có thể là không khí hoặc hỗn hợp không khí với khói lò Áp suất hơi nước của môi trường phụ thuộc vào độ ẩm của môi trường mà ta khống chế

Hầu như trong tất cả các nhà máy Silicat đều có quá trình sấy nguyên liệu hoặc bán thành phẩm hoặc thành phẩm Trong nhà máy ximăng, than cần phải sấy để dễ dàng qua quá trình nghiền và tăng nhiệt sinh của nó Nếu sản xuất ximăng bằng phương pháp chuẩn bị phối liệu dạng khô thì cần phải sấy nguyên liệu ban đầu (đá vôi đất sét), hoặc các phụ gia (sỉ lò cao hoạt hóa, trepen…)

Trong các nhà máy gốm sứ, vật liệu chịu lửa, cũng cần phải sấy các nguyên vật liệu ban đầu như đất sét, cát… đến độ ẩm xác định Các bán thành phẩm sau khi tạo hình thường có cường độ cơ học nhỏ và độ ẩm còn quá cao, nếu không sấy nhằm loại bớt hơi

ẩm và tăng cường độ cơ học thì sẽ tăng phế phẩm và giảm năng suất của lò nung

Ở các nhà máy thủy tinh, những nguyên liệu ban đầu như cát, đá vôi, dolomite… cũng cần phải sấy khô trước khi nghiền nhằm tăng năng suất của máy nghiền và phối liệu chính xác

Để thực hiện các quá trình sấy cần phải cung cấp nhiệt Lượng nhiệt này tương ứng với lượng nhiệt lý thuyết để bốc hơi ẩm và lượng nhiệt tổn thất Tùy thuộc vào phương pháp sấy, cấu tạo lò sấy, dạng liên kết hơi ẩm với vật liệu mà lượng nhiệt cung cấp sẽ nhiều hay ít

Sấy vật liệu và sản phẩm có thể thực hiện bằng phương pháp sấy tự nhiên và nhân tạo Sấy tự nhiên là quá trình hong khô ngoài trời, trong nhà với động lực sấy là không khí tự nhiên Sấy nhân tạo được tiến hành trong các lò sấy với đông lực sấy là không khí nóng hoặc hỗn hợp không khí với khói lò Trong công nghiệp, phổ biến nhất là sấy nhân tạo vì năng lượng lớn, chất lượng cao và ổn định, chủ động

6.2 DẠNG HƠI TRONG VẬT LIỆU

Hơi ẩm (nước) trong vật liệu có nhiều dạng liên kết Mỗi dạng liên kết đòi hỏi một năng lượng phá hủy Dựa theo đại lượng năng lượng phá hủy sự liên kết đó mà viễn

sĩ P.P.Rebinder phân loại hơi ẩm trong vật liệu như sau:

Hơi ẩm liên kết hóa học Đó là lượng hơi ẩm hóa hợp với vật liệu theo một tỉ lệ

chính xác để tạo thành một chất mới Lực liên kết ở đây là liên kết ion hoặc phân tử và không thể loại trừ bằng phương pháp sấy Ví dụ nước trong các khoáng caolinit

Al2O3.2SiO2.2H2O ,thạch cao CaSO4.2H2O chỉ có thể loại trừ ở nhiệt độ cao hơn nhiệt

độ sấy

Hơi ẩm liên kết hóa lý được chia làm 3 loại: nước hấp thụ, nước thẩm thấu, nước cấu trúc

Nước hấp thụ có được là do trên bề mặt pha rắn còn có năng lượng dư, nhờ đó pha rắn hấp thụ được những phân tử hơi nước ở bề mặt xum quanh Đồng thời với quá

trình hấp thụ hơi nước trên bề mặt pha rắn lại có quá trình xâm nhập hay khuyếch tán hơi

ẩm vào trong khối thể của pha rắn

Điển hình nhất về nước hấp thụ là phụ gia thủy lực như trepen, diatomit Diatomit

có thể dùng như chất hấp thụ nước, hơi và khí thẩm thấu trong vật liệu có được là do áp suất thẩm thấu gây nên Áp suất này xuất hiện nhờ sự hòa tan các chất trong dung dịch Nước dạng này thường đặc trưng cho những vật liệu hữu cơ nhiều hơn

Nước cấu trúc gắn với vật liệu rắn có thể do làm xít đặc (ép) hay đóng rắn những ngạch tạo ra sớm hơn Vì vậy nước đó sẽ nằm ở các chỗ hở Nước cấu trúc đặc trưng nhất cho đất sét mịn bentonit

Hơi ẩm liên kết cơ lý nằm ở các mao quản do lực mao quản và sức căng bề mặt

Tại mao quản áp suất hơi nước thấp hơn nhiều so với áp suất hơi của môi trường hoặc áp suất hơi ở mặt lồi, vì thế hơi nước sẽ ngưng tụ trong mao quản do hơi nước truyền từ ngoài vào Ở những lổ lớn (r>10-5 cm ) không xẩy ra việc ngưng tụ hơi nước vì áp suất hơi trong đó gần bằng áp suất ngoài trời Nếu nhúng vào nước, các lổ lớn cũng bị lấp đầy nước Nhưng nước này không liên kết với vật liệu vì vậy nước đó gọi là nước thấm ướt hay nước tự do

Khi sấy có thể loại trừ nước cở lý và hóa lý Song không thể loại trừ nước liên kết hóa học Khi sấy chúng ta chỉ có thể hạ độ ẩm vật liệu đến độ ẩm cân bằng ứng với độ

ẩm và nhiệt độ môi trường Tuy nhiên trong thực tế sản xuất các vật liệu thường sấy đến

độ ẩm cuối cùng và độ ẩm đó tùy thuộc vào yêu cầu của sản xuất

6.3.QUÁ TRÌNH SẤY ĐỒ GỐM

Chúng ta hãy khảo sát các tấm lót bằng đất sét trong điều kiện: Nhiệt độ và độ ẩm động lực sấy không đổi, áp suất hơi nước trên bề mặt lớn hơn áp suất hơi nước của động lực sấy Do chênh lệch áp suất hơi đó, hơi ẩm sẽ được bốc hơi đi từ bề vật liệu chỉ liên quan đến khuyếch tán ngoại tức các thông số bên ngoài Do bốc hơi ẩm từ bề mặt, nước lại chuyển từ trong ra bề mặt dưới tác dụng của độ chênh lệch độ ẩm giữa bề mặt và trong vật liệu

Quá trình sấy thường kèm theo biến đổi khối lượng vật liệu sấy do hơi ẩm bị loại trừ Nếu biết độ ẩm và khối lượng ban đầu của vật liệu có thể vẽ được đường cong biến đổi độ ẩm trong một đơn vị thời gian dw/dZ = f(Z) tức là tốc độ sấy

Quá trình sấy có thể chia làm 3 giai đoạn:

• Giai đoạn đốt nóng

Giai đoạn này đặc trưng bằng độ tăng nhiệt độ vật liệu và sự biến đổi độ ẩm không lớn lắm Tốc độ sấy khi đó tăng rất nhanh đến đại lượng không đổi – điểm A (hình 6.1) Cuối giai đoạn này nhiệt độ bề mặt vật liệu duy trì không đổi và có cân bằng giữa lượng nhiệt hấp thụ bởi vật liệu và lượng nhiệt tiêu tốn để bốc hơi Sau đó là tiếp theo giai đoạn tốc độ sấy không đổi

• Giai đoạn tốc độ sấy không đổi

Trong giai này tốc độ duy trì không đổi và về trị số bằng tốc độ bốc hơi từ bề mặt

hở Vì bốc hơi nước từ bề mặt vật liệu cho nên hơi ẩm từ trong đi ra và ở bề mặt vật liệu vẫn có độ ẩm Nhiệt độ bề mặt vẫn có độ ẩm Nhiệt độ bề mặt vật liệu tm gần bằng nhiệt

độ bầu ướt và duy trì không đổi suốt trong giai đoạn này (đường 3 hình 6.1 ) Áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu bằng áp suất riêng phần của hơi nước bão hòa ở nhiệt độ bề mặt tm và không phụ thuộc vào độ ẩm vật liệu

Giai đoạn này là giai đoạn quan trọng và cũng nguy hiểm bậc nhất vì trong giai đoạn này sản phẩm sẽ bị co kéo theo ứng suất co Tốc độ duy trì không đổi đến khi độ

ẩm của vật thể hạ đến độ ẩm tới hạn Wth (điểm K1) và trên bề mặt vật thể độ ẩm hạ tới độ

ảm hút wh, từ lúc này quá trình sấy bước sang giai đoạn tốc độ sấy hạ thấp

Độ ẩm hút là độ ẩm cân bằng của vật liệu trong môi trường có áp suất hơi bão hòa nghiã là độ ẩm môi trường φ= 100%

Trong thực tế sản xuất, điểm chuyển từ giai đoạn 2 sang giai đoạn 3 hơi khó xác định Vì điều kiện phân bố hơi giống nhau, cho nên có chỗ ở trên bề mặt độ ẩm vật thể nhỏ hơn độ ẩm hút, có chỗ còn lớn hơn độ ẩm hút Đó là độ ẩm trung bình của toàn vật liệu Độ ẩm tới hạn chỉ phụ thuộc vào chế độ sấy, chiều dày sản phẩm và hệ số dẫn ẩm Khi sản phẩm đạt đến độ tới hạn thì nó kết thúc quá trình co và quá trình sấy tiếp theo chi làm tăng độ xốp của vật thể mà thôi

• Giai đoạn độ sấy hạ thấp

Trong giai đoạn này tốc độ sấy dần dần hạ thấp và khi độ ẩm đạt đến độ ẩm cân bằng thì tốc độ sây trở nên bằng không, nghĩa là không có hiện tượng sấy nữa

Do giảm lượng nhiệt tiêu tốn cho quá trình bốc hơi cho nên một phần nhiệt dùng

để đốt nóng sản phẩm lên Vì vậy, nhiệt độ vật thể tăng dần lên và chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường (động lực sấy) với sản phẩm ngày càng giảm

Việc giảm tốc độ sấy trong giai đoạn này là do áp suất riêng phần của hơi nước ở trên bề mặt của vật liệu hạ xuống và trở nên nhỏ hơn áp suất riêng phần của hơi nước bão hòa ở nhiệt độ bề mặt

Đại lượng độ ẩm cân bằng phụ thuộc vào tính chất của vật liệu và thông số của môi trường xung quanh nghía là nhiệt độ và độ ẩm của môi trường Ví dụ ở một loại đất sét, độ ẩm cân bằng biến đổi theo độ ẩm và nhiệt độ môi trường biểu thị trong hình 6.2

Các giai đoạn sấy kể trên thấy rõ ràng nhất ở vật liệu có độ ẩm cao Quá trình sấy

có thể khác ít nhiều vì khi sấy bề mặt bốc hơi bị thay đổi, do có kẻ nứt và xuất hiện bề

mặt bốc hơi mới Nhiệm vụ của chúng ta là lựa chọn điều kiện tối ưu về nhiệt độ, độ

ẩm tương đối của động lực sấy và thời gián sấy nhằm đảm bảo sấy nhanh và không

có phế phẩm

Qua phân tích ở trên chúng ta thấy ở giai đoạn có ứng suất có gây phế phẩm là giai đoạn thứ hai Vì vậy cần phải không vỡ, vênh, nứt Còn trong giai đoạn tốc độ sấy

hạ thấp vì ở giai đoạn này không có ứng suất co

6.4 SỰ CHUYỂN HƠI ẨM BÊN TRONG VẬT THỂ

Khi sấy sản phẩm đồ gốm, hơi ẩm được bốc hơi đi từ bề mặt của chúng, do đó nồng độ hơi ẩm ở trung tâm trở nên lớn hơn so với bề mặt

Kết quả hơi ẩm lại chuyển từ trung tâm ra bề mặt dưới tác dụng của chênh lệch (gradient) độ ẩm hay nồng độ hơi ẩm giữa trung tâm và bề mặt của nó

Cơ cấu và tốc độ chuyển hơi ẩm khi các thông số động lực sấy như nhau (Pavlov)

phụ thuộc hình dạng, sự liên kết hơi ẩm với vật liệu và những tính chất khác của nó Hơi

ẩm có thể vận chuyển ở dạng lỏng hoặc dạng hơi

Hiện tượng chuyển hơi ẩm ở dạng lỏng dưới tác dụng của lực mao dẫn và lực khuyết tán thẩm thấu, A.V.Lưtov gọi là độ dẫn ẩm Khi đó sự chuyển hơi ẩm tỷ lệ với

gradient độ ẩm trong vật thể Hơi ẩm vận chuyển ở dạng lỏng khi độ ẩm của vật thể

Toàn bộ dòng hơi ẩm hay lượng hơi ẩm chuyển đi trong một đơn vị thời gian qua một đơn vị bề mặt bên trong vật thể, m được xác định bằng phương trình sau:

h m Kg x

P D K

x

w K

γ0 _Trọng lượng thể tích của vật liệu khô tuyệt đối (Kg/m3)

- gradient độ ẩm, nhiệt độ và áp suất hơi xuất hiện trong vật thể

Số hạng đầu của phương trình trên biểu thị sự chuyển hơi ẩm ở dạng hơi và lỏng

do tác dụng của gradient độ ẩm và K Dấu âm có nghĩa là độ ẩm hay nồng độ ẩm giảm dần theo chiều chuyển động của nó

Với đất sét và các vật liệu khác, khi độ ẩm của vật liệu nhỏ hơn độ ẩm hút (điểm tới hạn) trị số K phụ thuộc vào độ ẩm và nhiệt độ vật thể K giảm nếu giảm độ ẩm và nhiệt độ Nếu độ ẩm lớn hơn độ ẩm hút thì K chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ vật thể và tăng

ẩm từ trong ra ngoài Khi sấy cao tần, nhiệt độ bên trong vật thể lờn hơn nhiệt độ bề mặt, hơi ẩm sẽ chuyển từ trong ra mặt ngoài vật thể làm quá trình sấy tăng nhanh (dấu âm) Trị số δ đối với đất sét (và các vật thể xốp có mao quản khác) phụ thuộc vào độ ẩm của chúng δ có trị số lớn nhất ở điểm tới hạn, nó sẽ giảm nếu càng xa điểm này tức là tăng hay giảm độ ẩm Ví dụ ở một lại đất sét δ =0,0006 1/0C khi W=5%, δ =0,00125 1/0C khi W=10%, δ =0,00076 1/0C khi W=20%

Số hạng thứ ba biểu thị sự chuyển hơi ẩm dưới dạng hơi dưới ảnh hưởng của gradient áp suất dư và D Hiện tượng này xảy ra khi sấy bức xạ và tần số cao, do nhiệt

độ tương tự như K, nghĩa là tăng nhiềt độ thì D tăng Khi độ ẩm vượt quá điểm tới hạn thì D không phụ thuộc vào độ ẩm nữa, nếu dưới điểm tới hạn thì D giảm độ ẩm vật thể Khi t=115÷1200C và độ ẩm lớn hơn độ ẩm tới hạn thì trị số D ở loại đất sét D=1.1C-

δγ

T W T 00246 , 0 13

3 , 0 T

373

4 ,

0

5 14

6.5 ỨNG SUẤT CO VÀ BIẾN DẠNG KHI SẤY

Trong giai đoạn tốc độ sấy không đổi, sản phẩm sấy bị co lai Đối với vật liệu đất sét, sự phụ thuộc giữa kích thước và độ ẩm được biểu thị bằng phương trình sau: l=l1[1 +α(w−w1) ] cm (6.7)

l- kích thước dài ban đầu của vật thể ở độ ẩm w tính bằng cm

l1- kích thước dài của vật thể ở độ ẩm w1 , cm

W- độ ẩm ban đầu của vật thể, độ ẩm tuyệt đối

W1 độ ẩm cuối cùng của vật thể, khi đó kết thúc co, độ ẩm tuyệt đối(vì đất sét w1=wth)

αw-hệ số độ dài, là độ giảm tương đối kích thước dài của vật liệu khi loại trừ khỏi vật liệu 1% hơi ẩm (khoảng bằng 0,006)

Độ co dài tuyệt đối của sản phẩm:

∆ l = l − l1 , cm (6.8)

Độ co tương đối:

1 1

1λ

λ

δ = − = ∆

l

l l

1λ

λ

δw = ∆ 100% (6.9) Thay thế vào phương trình trên (7.9) giá trị l (6.7)

1 1

1 1

1

w w l

w w l

l

l

l

w w

Trong giai đoạn tốc độ sấy không đổi, hơi ẩm phân bố theo chiều dày S theo đường parabol Bề mặt của tấm có ứng suất kéo, ứng suất này giảm dần vào phía trong vật thể và bằng không ở bề mặt trung gian Ở đây độ ẩm của lớp bằng độ ẩm tao hình của vật thể

Sau đó ứng suất kéo (-) chuyển sang ứng suất nén (+) và ứng suất nén tăng dần đến gia trị cực đại ở trung tâm vật thể

Đại lượng ứng suất xuất hiện phụ thuộc vào chênh lệch nồng độ hơi ẩm

mat

tam C

C

∆ hoặc chênh kệch độ ẩm ∆W =W tam −W mat giữa tâm và bề mặt vật thể và

hệ số đo dài α mà không phụ thuộc vào chiều dày của sản phẩm Nói cách khác, ứng suất xuất hiện khi sấy phụ thuộc vào đại lượng co

Qua kết quả kiểm tra thực nghiệm những giả định trên, người ta xác định được rằng thông số hay chuẩn số tạo kẽ nứt quyết định chế độ sấy và khả năng xuất hiện ứng suất nguy hiểm và kẽ nứt trong vật liệu gốm ẩm là chênh lệch độ ẩm cho phép cực đại là

độ ẩm trung bình của vật thể và độ ẩm tren bề mặt của nó wm, tức là:

∆W m.max = (W tb −W m)max% (6.11)

Trong điều kiện phân bố hơi ẩm theo hình parabol theo chiều dày của tấm(trụ,cầu……) thì chuẩn số quyết định là chênh lệch độ ẩm cho phép cực đại ở trung tâm vật thể wt và bề mặt của nó wm tức là:

∆Wmax = (W tb−W m)max% (6.12)

Đối với mỗi loại đât sét thì chuẩn số tạo kẽ nứt này được xác định bằng thực nghiệm chứ không phải bằng phương pháp tính toán Trị số ∆W n và ∆W nax không phụ thuộc vào chiều dày vật thể, mà chỉ phụ thuộc vào loại đất sét vì cường độ đất sét khi đó tăng lên

6.6.NGUYÊN NHÂN XUẤT HIỆN KẼ NỨT

Khi sấy ta thương gặp một số dạng phế phẩm do nứt nẻ Chúng ta hãy khảo sát những nguyên nhân gây nên phế phẩm đó

Sản phẩm dạng tấm có thể bị phá huỷ hoàn toàn khi sấy hai phía đều xuất hiện chênh lệch độ ẩm tới hạn theo chiều dày của chúng Do có chênh lệch độ ẩm tới hạn nên cường độ sấy tăng quá nhanh Vì thế lớp bề mặt co nhiều trong khi đó lớp ở giữa co quá

ít Kết quả mặt nứt xuất hiện theo toàn thể tích của sản phẩm (hình )

Nếu sấy sản phẩm mỏng như tấm lát, ngói ta có thể gặp phế phẩm do nứt cạnh

và nứt tâm.(hình )

Vết nứt cạnh thường xuất phát từ cạnh sản phẩm trong giai đoạn đầu của quá trình sấy Sự biến đổi độ ẩm ở cạnh, góc sản phẩm nhanh hơn ở trung tâm, do đó ở cạnh, góc sẽ co nhiều hơn và nhanh hơn Nếu chênh lệch độ ẩm ở cạnh góc và trung tâm vượt quá giới hạn cực đại cho phép thì vết nứt sẽ nỏ ra từ cạnh của chúng

Nứt tâm là vết nứt ở phần giữa mặt sản phẩm Ở khu vực gần cạnh góc đã kết thúc quá trình co, tức là đã bước sang giai đoạn sấy thứ 3, trong khi đó phần giữa sản phẩm vẫn đang co tức là vẫn đang ở giai đoạn sấy thứ 2, lớp ngoài đã vững chắc sẽ kéo căng lớp trong, cuối cùng lớp trong bị đứt thành dạng nứt tâm

Để tránh nứt cạnh và nứt tâm cần phải tránh tạo ra chênh lệch độ ẩm giữa cạnh góc và phần giữa của sản phẩm N.N.Dobrokhotov và A.F TrizKii đã chứng minh điều

đó bằng thực nghiệm như sau: lấy dầu mazút, dầu máy bôi lên góc cạnh của tấm lát,

ngĩi Những chất trên cản trở bốc hơi nước ở cạnh làm giảm chênh lệch độ ẩm giữa cạnh gĩc và phần giữa của sản phẩm Cho nên phế phẩm ở dạng này khơng xuất hiện khi sấy Khi xếp sản phẩm lên khung sấy, khung sấy sẽ giữ sản phẩm lại Do sản phẩm co, cho nên đoạn giữa hai khung phải cĩ kích thước nhỏ hơn khoảng cách của khung Vì vậy trên sản phẩm sẽ cĩ vết nứt ở một hoặc hai chỗ ứng với cạnh của khung sấy Trường hợp này gọi là nứt khung

Để tránh nứt khung cần phải lĩt trên mặt khung cát min hoặc tro để sản phẩm cĩ thể trượt trên khung khi co

Hình 6.4 Các dạng phế phẩm do nứt

a) - Nứt mặt b) – Nứt cạnh c) – Nứt tâm d) – Nứt do khung

Kẽ nứt cĩ thể xuất hiện ở ngay cả sản phẩm đã sấy khơ Song kích thứơc kẽ nứt rất nhỏ goi là nứt viti Nguyên nhân cơ bản là do sản phẩm sấy quá khơ, khi ra ngồi sản phẩm sẽ hút nước từ khơng khí bên ngồi Kết quả mạch liên kết giữa các hạt đất sét bị phá vỡ bởi nước hấp thụ đĩ

Cĩ thể ngăn ngừa nứt viti bằng cách: khơng được sấy khơ quá đến độ ẩm thấp hơn độ ẩm cân bằng trong khơng khí ngồi trời, khơng đặt sản phẩm sấy khơ trong mơi trường quá ẩm, nên bố trí sấy và nung liên hợp để khơng phải bốc dỡ từ sấy sang nung qua mơi trường bên ngồi

6.7 TỐC ĐỘ SẤY

Tốc độ sấy là lượng hơi ẩm loại khỏi vật liệu trong một đơn vị thời gian từ 1m2

bề mặt bốc hơi (kg/m2.h) Tốc độ sấy trung bình sau thời gian (h) khi bề mặt bốc hơi F(m2) và lượng nước bốc hơi w(kg) được xác định bằng:

Mtb = kg/m2 h (6.13)

Đại lượng Mtb cũng được gọi là cường độ sấy Khi sấy đối lưu những sản phẩm mỏng,

Mtb đạt được 0,4 kg/m2.h và khi sấy bức xạ -3,25 kg/m2.h

Tốc độ sấy trong những giai đoạn thời gian riêng biệt biến đổi nhiều theo sự biến đổi độ ẩm, nhiệt độ, tính chất vật lý của vật liệu và động lực sấy

W F.T

Mmax = 0,04Kγ0 kg/m2 h (6.13)

K – Hệ số dẫn ẩm, m2/h, nó phụ thuộc vaò loại vật liệu sấy

γ0 – Trong lượng thể tích của đất sét khô 1600 ÷ 1800 kg/m3

∆Wmax = (Wtb - Wm)max Chênh lệch độ ẩm cho phép cực đại theo chiều dày sản phẩm giữa tâm vàbề mặt của chúng, % Đại lượng này phụ thuộc vào loại và cường độ đất sét

Từ phương trình trên ta thấy rằng, Mmax tỷ lệ nghịch với chiều dày S, nếu tăng nhiệt độ và giảm độ ẩm thì Mmax có thể tăng lên vì trị số K tăng lên và ∆Wmax tăng lên

A F TrizSki đã nghiên cứu sự phụ thuộc ∆Wmax vào độ ẩm ban đầu wd và nhiệt độ của đất sét của một loại đất sét Hình 6-5 và 6-6

∆Wmax

S

Hinh ve

Giá trị của hệ số K và ∆Wmax đối với một vài loại đất sét trong bảng 6.1 và 6.2

Tên đất sét W d % ∆W max % Tác giả nghiên cứu

Giá trị hệ số K Bảng 6.2

Tên đất sét Độ ẩm trung

bình W tb %

Nhiệt độ

t 0 C

K γ 0 Kg/m 2 h

Tác giả nghiên cứu

Đối với sản phẩm phức tạp, V N Zimin đề nghị dùng chiều dày đương lượng δ

δ = cm (6.14)

V – Thể tích sản phẩm m3

F – Bề mặt bốc hơi m2

Nếu δ càng lớn, tốc độ sấy cho phép cực đại càng nhỏ

Từ phân tích trên, muốn tăng tốc độ sấy vật liệu từ đất sét thì phải tăng nhiệt độ của chúng Để thực hiện điều này nhiều nhà khoa học đã đề nghị làm đất sét ẩm khi nhào trộn bằng nước nóng hay hơi nước nóng Nhờ tăng nhiệt độ đất sét nên hệ số dẫn ẩm tăng lên, đồng thời nhiệt dẫn ẩm cùng chiều với dẫn ẩm làm tốc độ sấy tăng lên, rút ngắn thời gian sấy tới vài lần, hạ thấp phế phẩm do nứt nẻ

Trong giai đoạn tốc độ sấy hạ thấp, sản phẩm không co, không có ưng suất co, cho nên có thể tăng tốc độ sấy lên bằng cách điều chỉnh thông số động lực sấy

Biết tốc độ sấy Mmax có thể xác định được thông số động lực theo công thức sau:

Mmax = 0,112 β (pm – pdl) kg/m2.h (6-15)

V 100

F

β - Hệ số chuyển khối

β = 0,00168 ÷ 0,00128 v, 1/h (6-16)

v- Tốc độ động lực sấy 1,8 ÷ 3m/sec

pm , pdl – Áp suất riêng của phần hơi nước bào hòa ở nhiệt độ bề mặt tm (35-450C) và môi trường, N/m2

Từ phương trình trên có thể tìm thấy pdl, sau đó theo biểu đồ I-d và theo tm- nhiệt độ bầu ướt và pdl ta tìm thông số động lực sấy tdl và ϕdl đối với giai đoạn tốc độ sấy không đổi

6.8 ĐỘ ẨM TỚI HẠN VÀ ĐỘ ẨM CUỐI CÙNG

Độ ẩm tới hạn wth % là độ ẩm khi đó sản phẩm kết thúc giai đoạn tốc độ sấy không đổi và kết thúc co Nó phụ thuộc vào một loạt nhân tố: chế độ sấy, chiều dày sản phẩm, tốc độ sấy M kg/m2.h, độ ẩm hút Wh % và hệ số dẫn ẩm K m2/h

Khi độ ẩm phân bố theo chiều dày sản phẩm thành đường parabol thì sự phụ thuộc Wth vào các nhân tố trên có thể xác định theo công thức của A V Lưkov:

A- Hệ số hình dạng sản phẩm tấm -2, trụ -4, cầu -6

Từ phương trình trên ta thấy rằng wth tăng lên ngược lại tăng K và trị số wth giảm đi và mỗi loại sản phẩm, S và là hằng số, cho nên wth càng lớn thì M/K càng lớn

Nếu tăng tốc độ âm tương đối ζ và nhiệt độ của động lực sấy không thay đổi, thì đại lượng wth sẽ giảm đi rất nhiều do giảm M và tăng K, vì nhiệt độ bầu ướt sẽ tăng lên, tức tm tăng lên do đó M/K → 0

Độ ẩm cuối cùng wc có ý nghĩa rất lớn, vì khi sản phẩm đạt được wc, sản phẩm sẽ kết thúc quá trình sấy: chỉ tiêu này quyết định thời hạn cuối cùng và cường độ cơ học Theo A.T AvgustiniK, khi wc của phối liệu sứ 26 và 18% cường độ nén cực đại của nó đạt 0,1 và 4,8 kg/ cm2 Theo A V Lukov cường độ nén thay đổi từ 0,4 đến 11kg cm2 khi độ ẩm của đất sét từ 28 đến 4%

6.9 ĐỘ NHẠY CỦA ĐẤT SÉT

Độ nhạy của đất sét là khuynh hướng xuất hiện của kẽ nứt khi sấy sản phẩm đất sét Nếu độ nhạy lớn, kẽ nứt càng dễ tạo ra khi tới độ sấy nhỏ và ngược lại

Độ nhạy của đất sét phụ thuộc vào độ co, độ dẻo, thành phần khoáng, độ mịn của đất và lượng kim loại kiềm hấp phụ trên bề mặt hạt đất sét Nếu loại đất sét các hạt < 2 µm thì đất sét trở nên có độ nhạy cực nhỏ tức độ co nhỏ

Nước bị loại trừ trong ba giai đoạn tốc độ sấy không đổi kèm theo co sản phẩm

ta gọi là nước co, trong giai đoạn tốc độ sấy hạ thấp, nước loại trừ đi chỉ để lại các lỗ xốp mà không co sản phẩm, gọi là nước tạo lỗ xốp Theo Z A Nosova độ nhạy của đất sét chính là thể tích co Vco và thể tích xốp của nó Vlỗ

V: Thể tích mẫu ẩm

G : Trọng lượng mẫu ẩm

G0 : Trọng lượng mẫu khô

Đất sét có độ nhạy cao Kn ≥ 2

A F Trizski đề ra công thức độ nhạy:

K = (6.19)

Wđ : Độ ẩm ban đầu

Wth : Độ ẩm tới hạn

Khi đó sản phẩm kết thúc co Độ ẩm này xác định theo đại lượng có độ dài của mẫu phẳng trong điều kiện sấy tự nhiên trong hình 6-7 biểu thị kết quả do wth của 10 loại đất sét khác nhau với wđ khác nhau Tuy nhiên việc xác định trực tiếp độ nhạy không đáp ứng được vấn đề tốc độ sấy an tòan và cực đại hay thời gian sấy an tòan nhỏ nhất với các loại đất sét

Độ nhạy của đất sét xác định đúng nhất theo:

Kđ = = Sec/kg (6.20)

Kn , Kt càng lớn tốc độ nhạy của đất sét càng lớn Giá trị Kđ của các giá trị phối liệu khác nhau cần phải được xác định khi nhiệt độ đất sét khác nhau Xác định Kđ phức tạp hơn nhiều cho nên có thể xác định Kt , sau đó xác định theo công thức:

Hình 6-7: Đường cong co dài của mẫu 16 x 110 x 110mm

Điểm gẫy: Ứng với độ ẩm tới hạn wth Điểm xuất phát từ trục hoành – độ ẩm ban đầu

wđ

= Mmax ≈ (6.21)

A : Hệ số phụ thuộc vào nhiệt độ bề mặt sản phẩm (trong bảng 6-3)

Kc : Độ nhạy của đất sét khi sấy (bảng 6-4)

Bảng 6-3: Giá trị hệ số A theo nhiệt độ bề mặt t m

Tính đất sét K c Tác giả nghiên cứu

Đất sét Grodov 50% cát 50% 0,73 A F Trizski

6.10 THỜI GIAN SẤY

Thời gian sấy an toàn ngắn nhất trong giới hạn tốc độ sấy không đổi xác định:

Zmin = , Sec (6.22)

S: Chiều dày sản phẩm (khi sấy gđ 2), cm

Đại lượng wth xác định theo công thức 6-17

Nếu thông số động lực sấy không đổi, xuất phát từ tốc độ sấy trong giai đoạn tốc độ sấy không đổi M = Mmax thì thời hạn sấy trong giai đoạn tốc độ sấy hạ thấp được xác định theo công thức:

Z2 = [(wth – wob) lg ] , Sec (6.23)

wcb : độ ẩm cân bằng

wc : độ ẩm cuối cùng khi sấy

Trong giai đoạn tốc độ sấy hạ thấp tốc độ sấy khơng bị giới hạn bởi ứng suất co, nên cĩ thể tăng nhiệt độ động lực sấy lên cao và giớn hạn Z2 cĩ thể giảm đi

Tồn bộ thời gian sấy:

3600

Z Z

Z = k 3 , 5 δ2 (6.25) Chiều dày “tính tốn” xác định theo V.N.Zinim

F:Bề mặt bốc hơi thực tế

6.11.CÁC PHƯƠNG PHÁP SẤY

S 2 (wđ -wth) 8K∆Wmax

1,15 S γ0100M

Wth - wcb

Wc - wcb

Trong công nghiệp gốm người ta dùng các phương pháp sấy khác nhau đối với vật liệu và sản phẩm Theo phương thức truyền nhiệt người ta phân chia thành các loại sau:

6.11.1 Sấy đối lưu

Hơi ẩm bốc đi do hơi nhiệt truyền cho sản phẩm bằng cách tiếp xúc chất tải nhiệt hay động lực sấy ( khói lò hoặc không khí nóng ) với sản phẩm đó Nhiệt lượng trao đổi bằng đối lưu càng lớn tốc độ sấy càng nhanh Do đó theo chiều dày của sản phẩm có chênh lệch độ ẩm giữa bề mặt và trung tâm, kết quả hơi ẩm sẽ truyền từ lớp bên trong ra ngòai bề mặt sản phẩm

Trong giai đoạn đốt nóng, nhiệt độ bề mặt cao hơn bên trong do đó dòng nhiệt dẫn dưới tác dụng của gradient nhiệt độ hướng vào trong lòng sản phẩm làm chênh lệch hơi ẩm theo chiều dày sản phẩm càng lớn và đó là nguyên nhân xuất hiện kẽ nứt Tuy nhiên phương pháp sấy đối lưu vẫn là phương pháp phổ biến nhất trong công nghiệp do tính đơn giản của nó

Vì chênh lệch độ ẩm theo chiều dày lớn nên không thể sấy các sản phẩm dày, phức tạp Phương pháp này dùng hiệu quả nhất đối với sản phẩm mỏng như chén, bát, và tốc độ sấy có thể tăng lên 10-12 lần cường độ bức xạ và sấy phụ thuộc vào công suất của dòng bức xạ

Để sấy sản phẩm bằng phương pháp này ng ười ta dùng các panen kim loại hay gốm được đốt nóng lên 450-8500C bằng điện hay khí, kinh tế hơn 8-16 lần so với phương pháp dùng thanh điện cực Việc sử dụng bóng điện bức xạ không tốt lắm, do bức

xạ không đều và không tạo được trường nhiệt độ đòng đều theo toàn bộ bề mặt vật liệu sấy với phương pháp tương tự khi sấy tấm lót từ độ ẩm 7,5-1%, thời gian sấy khoảng 17-20 phút và tiêu tốn năng lượng điện 2,5 K Wh cho 1Kg hơi ẩm bốc hơi (Khoảng 9000 KJ/Kg hơi ẩm bốc hơi)

Khi sấy bát, chén sứ thời gian sấy 7-8 phút, khi nhiệt độ khí trong panen bức xạ 450-8500C và khoảng cách bức xạ 200mm

6.11.3 Sấy cao tần

Nhiệt độ bốc hơi trong trường hợp này là hiệu ứng nhiệt độ tác dụng của trường điện cao tần Trong khi đó toàn bộ thể tích vật liệu được đốt nóng như nhau, song bề mặt ngoài của sản phẩm dày toả nhiệt ra môi trường xung quanh và hơi ẩm bốc đi từ bề mặt (có tiêu tốn nhiệt), cho nên nhiệt độ bên trong lớn hơn nhiệt độ bên ngoài Kết quả dòng nhiệt dẫn ẩm dưới tác dụng của gradient nhiệt độ đi từ lòng ra mặt sản phẩm, tức là cùng chiều với mặt dẫn ẩm ( bởi gradient độ ẩm) kết quả tốc độ sấy tăng lên

Thay đổi tần số, công suất, cường độ bốc hơi có thể điều chỉnh được chênh lệch

độ ẩm nằm trong phạm vi cho phép)

Theo G.A.Maksinov, khi đốt nóng mạnh vật liệu ẩm trong trường điện cao tần, ở bên trong sản phẩm có áp suất hơi dư khi nhiệt độ vật liệu >600C ) và áp suất này tăng theo nhiệt độ, gradient áp suất dư đó là động lực chính để truyền hơi ẩm

Sấy cao tần dùng rất tốt đối với các sản phẩm dày, to như sấy sản phẩm nặng 100

Kg từ độ ẩm 29-30% xuống 23-24% khi chênh lệch độ ẩm cho phép theo tiết diện<1%

có thể thực hiện sau 45 phút

6.11.4 Sấy điện tiếp xúc

Nhiệt bốc hơi khi sấy tiếp xúc là hiệu ứng nhiệt sinh ra do dòng điện trực tiếp đi qua sản phẩm sấy nhờ độ dẫn điện của chúng

Ưu điểm của phương pháp này cũng như ở sấy cao tần, nghĩa là gradient độ ẩm và gradient nhiệt độ hoàn toàn trùng nhau Do đó quá trình sấy nhanh và đều đặn Thay đổi điện áp và cường độ dòng điện có thể điều chỉnh được tốc độ sấy Điện trở của vật liệu tỷ

lệ nghịch và độ ẩm của chúng Ví dụ điện trở riêng của phối liệu làm nồi nấu thuỷ tinh là 1250-1500 Ωm / cm3khi chứa hơi ẩm tự do và bằng 2500-3000 Ωm / cm3khi độ ẩm còn 2-3%

Phương pháp này thường áp dụng đối với các sản phẩm to lớn và dày, ví dụ như nồi nấu thuỷ tinh, các khối xây lò thuỷ tinh Thời gian sấy đối với nồi nấu thuỷ tinh dung tích 0,75 tấn là 360-480 giờ, tiêu tốn điện năng để bốc hơi 1Kg hơi ẩm khoảng 3300-

4200 Kj/Kg hơi ẩm Đối với khối xây lò thuỷ tinh từ Wđ=28% đến Wc=4,8 % kéodài 577 giờ và tiêu tốn gần 7000Kj/Kg hơi ẩm bốc hơi Đôi khi cũng dùng để sấy các thỏi phối liệu trước khi tạo hình sứ điện

Ngoài bốn phương pháp trên ta còn gặp các phương pháp hỗn hợp đối lưu-bức xạ, đối lưu-cao tần, cao tần-bức xạ

6.12 YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI LÒ SẤY

Trong công nghiệp người ta phân loại lò sấy theo đặc tính về cấu tạo, trao đổi nhiệt,…

• Theo chu trình làm việc người ta chia lò sấy liên tục và gián đoạn

• Theo phương thức truyền nhiệt có lò sấy đối lưu, bức xạ cao tần và điện tiếp xúc

• Theo dạng động lực sấy ta có các lò làm việc bằng không khí nóng, khí lò, hơi nước và dòng điện

• Theo dang vật liệu sấy ta chia lò sấy sản phẩm tạo hình và lò sấy vật liệu tơi dạng hạt

• Theo sơ đồ chuyển động của vật liệu và động lực sấy ngược chiều và cùng chiều

• Theo cơ cấu tạo ra có lò sấy tuynnen, lò sấy đứng, sấy phòng, lò sấy thùng quay…

• Theo phương pháp trao và vận chuyển nguyên liệu có lò sấy phun, lò sấy xích chuyền, lò sấy tầng sôi, lò sấy nghiền liên hợp

Yêu cầu chung đối với lò sấy là:

- Tốc độ sấy lớn nhất mà vẫn đảm bảo chất lượng vật liệu sấy

- Tiêu tốn điện năng và nhiệt năng trên 1kg hơi ẩm bốc hơi nhỏ nhất

- Sấy đồng đều theo toàn bộ thể tích lò sấy

- Cường độ thể tích ( lượng hơi ẩm bốc hơi từ 1m3 thể tích lò sấy ) lớn

- Dễ điều chỉnh thông số động lực sấy

- Cơ khí hoá được việc xếp dỡ và vận chuyển sản phẩm

- Có các thiết bị kiểm tra và thoả mãn tiêu chuẩn vệ sinh

Một trong những yêu cầu cơ bản là sấy đồng đều theo toàn bộ thể tích của lò sấy

Do không đồng đều đặc trưng bằng độ ẩm khác nhau của vật liệu sấy cùng đặt trong một

lò sấy (lò sấy phòng) hoặc một toa xe (lò tuynnen) và xác định bằng hệ số không đều

k

K , hệ số này bằng tỷ lệ giữa hai độ ẩm cực đại Wmax và cực tiểu Wmin của sản phẩm sấy trong cùng một phòng sấy hay cùng một toa xe, khi chúng có cung độ ẩm ban đầu như nhau Wđ

min

max W

W

=

k

Thông thường K k>1 chỉ khi sấy lý thuyết K k=1

Hệ số không đều K k là một chỉ tiêu quan trọng của lò sấy vì nó là kích thước đo

sự hoàn thiện về phương diện chuyển vận và phân bố dòng khí, nó ảnh hưởng đến thời hạn sấy và độ đồng nhất của sản phẩm sấy Nếu Kk càng lớn thời gian sấy càng dài

Độ đồng đều trong lò sấy phòng thể hiện theo chiều cao và chiều dài của phòng sấy, trị Kk có thể tới 3 hoặc lớn hơn Trong lò sấy tuynnen độ không đều thường lấy theo chiều cao lớp xếp trên xe và Kk=1,5-2

Nếu tăng tốc độ động lực sấy va tốc độ dòng tuần hoàn có thể hạ trị số Kk

Ngoài ra trong lò sấy có thể có vật liệu kém phẩm chất hay do phế phẩm qua nhiệt Điều này có quan hệ tới chiều hướng chuỷen động nguyên liệu và động lực sấy (cùng chiều, ngược chiều…) Làm việc cùng chiều khi tốc độ sấy cho phép ở giai đoạn đầu lớn và nhiệt độ vật liệu sấy không được cao Còn ngược chiều khi tốc độ sấy cho phép cao ở cuối quá trình sấy

6.13.CẤU TẠO LÒ SẤY

6.13.1 Lò sấy thùng quay

1 Bunke nguyên liệu 2 nạp liệu 3 Ống dẫn nguyên liệu

4.Lò sấy 5 Buồng cuối lò 6 Ống dẫn 7 Gầu nâng

8 Buồng đốt 9 Siklon 10 Ống dẫn từ siklon 11 Động cơ chạy lò

12 Bệ đỡ 13 Quạt gió 14 Ống khói

Lò sấy thùng quay phổ biến rộng rãi trong côngnghiệp silicat để sấy các vật liệu tơi dưới dạng hạt như cát, đất sét, than…

Phần chủ yếu của lò sấy thùng quay là ống trụ thép hàn hoặc tán rivê, khoảng không bên trong là khu vực sấy Tuỳ theo đường kính của ống thép, chiều dày của thành ống từ 10 đến14 mm Ống thép này đặt nghiêng 5-60 trên ổ trục quay Để tránh tụt lò 1 trong 2ổ trụ đó có bệ đỡ Hai đầu ống có hai buồng nhỏ để nạp tháo liệu và động lực sấy Giữa ống thép và hai buồng này phải có đệm khí để ngăn không khí lạnh hút vào Lò sấy thường quay với tốc độ 4-6 vòng /phút, do động cơ điện với hộp giảm tốc khoảng gần giữa lò

Động lực sấy có thể là không khí nóng Khói lò thường dùng khói lò từ buồng đốt đơn giản Để tránh bụi bay ra nhiều tốc độ động lực sấy không qua 2-3 m/s Sơ đồ lò sấy thùng quay trong hình 6.8

Động lực sấy và vật liệu có thể đi cùng chiều và ngược chiều Ngược chiều dùng cho cát, đá vì những vật liêu này có thể đốt nóng đến nhiệt độ cao ở gian đoạn cuối của quá trình sấy Nhưng đa số vật liệu được sấy theo sơ đồ cùng chiều Đặc biệt những vật liệu dẻo, ẩm khi sấy cùng chiều sẽ dễ loại hơi ẩm ban đầu và vật liệu sẽ dễ trở nên tơi Đất sét khi sấy không được phép mất tính dẻo do quá nhiệt Thông thường nhiệt độ khói ra khỏi

lò sấy 110-1200C và vật liệu đất sét ra khỏi lò 70-800C Chế độ sấy đối với các vật liệu khác nhau cho trong bảng 6-5

Để tăng cương trao đổi nhiệt, nguyên liệu sấy cần được đập vụn trong lò hoặc nguyên liệu cần phân thành những vật liệu nhỏ trong lò, cũng như tăng mặt tiếp xúc giữa vật liệu và dòng khí Với mục đích đó trong 1 lò người ta đặt các bộ phận gọi là đệm, các kiểu đệm cho trong hình 6.9, khi sấy vật liẹu hạt thô người ta dùng lò sấy và các cánh sới đặt dọc theo lò Với vật liệu nhỏ hơn, người ta dùng đệm kiểu ô hở Vật liệu rất mịn tốt nhất dùng đệm kiểu ô kín, mỗi ô này là 1 kênh nhỏ chạy dọc theo lò khi lò quay, chiều cao rơi của vật liệu tương đối nhỏ

Để tăng độ đồng đều của quá trình sấy, năng suất của lò và kết hợp 1 phần vào giữa nghiền và sấy, người ta mắc xích ở 1 phần đàu lò khi quay, xích đập sơ bộ các cục đất to nhưng laị làm tăng lượng bụi theo dòng khí Độ dày của vật liệu trong thùng quay dao động trong khoảng 0,15-0,20 Độ dày cao nhất ở lò quay có đệm kiểu ô bên trong

Bảng 6-5 Chế độ sấy trong lò sấy thùng quay

Vật liệu

Kích

thước

Độ ẩm đầu %

Độ

ẩm cuối

%

Nhiệt độ khí vào 0C

ẩm Kg/m3

Khối lượng thể tích vật liệu tơi Kg/m3

Kiểu đệm nên dùng

15

21

25

5 0,5 0,7 1,8 0,3 3,0 0,3

15

600-700

800 800-1000 800-1000

“

Ô đệm

“

“ Cánh sới

Xác định kích thước cơ bản

Kích thước cơ bản của lò sấy thùng quay được xác định theo năng suất đã cho, hệ

số độ đầy nguyên liệu, tốc độ động lực sấy và cường độ bốc hơi

Theo A.P.Vorosilov, đường kính trong của lò sấy được xác định theo công thức sau:

v

V L

D tq

) 1 ( 0188 ,

β

−

L0 : Lượng động lực sấy khô

β : hệ số Độ đầy nguyên vật liệu trong thùng quay 0,15 ÷ 0,20

V0 : Thể tích khí ẩm tương ứng với 1 kg khí khô

q

V L

v G

L

0 0 c d

c d

) W 100 )(

W 100 (

) 1 )(

W W ( 360000

−

−

− +

(m) (6.29)

Gk : năngsuất lò sấy theo vật liệu khô tuyệt đối (Kg/h)

Wd, Wc : độ ẩm đầu và cuối của vật liệu sấy % độ ẩm tương đối

w

tq

D q

4 2π

t

Q K V

Q: lượng nhiệt truyền từ khí cho vật liệu cháy (W)

∆ttb : Hiệu số nhiệt độ trung bình logarit giữa khí và vật liệu ở đầu và cuối lò sấy, (độ)

αv: Hệ số cấp nhiệt thể tích ứng với một đơn vị thể tích tự do của thùng quay không bị chiếm chỗ bởi đệm

Khi αv.v = 2,5 kg/m2 s, giá trị αv cực đại bằng 290 w/m3.độ

Nếu sấy đất sét có đệm cánh sơi với tốc độ quay trung bình 3-5 vòng/phút và độ

ẩm từ 1,5 - 2,5 thìαv= 70-82 w/m3.độ Khi sấy cát có hạt 0-3,5 mm thìαv = 90-106 w/m3.độ, với than 0-12 mm, độ ẩm 14- 3,5 % thìαv= 140w/m3.độ

Luợng nhiệt truyền từ khí cho vật liệu cũng như tiêu tốn để bốc hơi ẩm và đốt nóng vật liệu có thể xác định theo phương trình:

Q = (2493 +1,97tk – 4,2tvl)0,278n +0,278qvl (W ) (6-33)

tk: Nhiệt độ lúc ra khỏi thùng quay (0C)

tvl: Nhiệt độ ban đầu của vật liệu khi vào thùng quay ( 0C)

n: Lượng hơi ẩm bốc hơi (kg/h)

qvl: tiêu tốn nhiệt để đốt nóng vật liệu (Kj/h)

Nếu biết thể tích động lực sấy Vk (m3/h), có thể xác định Dtq từ phương trình

) 1 ( 3600

Trong thực tế lò sấy thùng quay được sản xuất hàng loạt theo tiêu chuẩn (bảng 6-6)

Khi đó, ta có thể cho gần đúng, rồi sau tính toán nhiệt, ta xác định kích thước của

nó theo các công thức trên và điều chỉnh tốc độ khí lúc ra lò

Thời hạn sấy trong thùng quay (thời gian lưu lại của các vật liệu trong thùng quay) xác định từ công thức sau:

W W

.

.

120

c d

c d

A - Hệ số, khi sấy ngược chiều đối với cát và đất sét có thể lấy bằng 0,4 ÷ 0,65

α - Góc nghiêng của thùng quay ,(độ)

Công suất điện cần thiết xác định theo công thức của Voronlov

Nd = 0.0013Dtq3.Ltq.ρ.β (KW) (6- 41)

β- Hệ số công suất, trong bảng 6-7

Bảng 6-6 Đặc tính kĩ thuật của lò sấy thùng quay

Số của lò Chỉ tiêu