BÁO cáo thí nghiệm sấy và điều hòa không khí (Ths Bùi Huy Phương)

Trong những năm 1970 trở lại đây người ta đã đưa kỹ nghệ sấy các nông sản thành các sản phẩm khô với mục đích là kéo dài thời gian bảo quản và làm phong phú them các mặt hàng sản phẩm nh

Bài 1: THÍ NGHIỆM SẤY 1.1 Lý thuyết về sấy

Kỹ thuật sấy là một ngành khoa học phát triển từ những năm 150, 1960 ở

các viện và các trường đại học trên thế giới Chủ yếu là giải quyết những vấn đề về

kỹ thuật sấy, các nguyên vật liệu cho công nghiệp và nông nghiệp để phục vụ đời sống con người

Trong những năm 1970 trở lại đây người ta đã đưa kỹ nghệ sấy các nông sản thành các sản phẩm khô với mục đích là kéo dài thời gian bảo quản và làm phong phú them các mặt hàng sản phẩm như: trái cây, café, sữa, bột, cá khô, thịt khô….Trong công nghiệp sấy vật liệu để chuẩn bị cho các giai đoạn tiếp theo như: sợi, thuốc lá, bong, vải…vv

Đối với nước ta là một nước nhiệt đới ẩm, việc nghiên cứu công nghệ sấy

để sấy các nguyên vật liệu có ý nghĩa đặc biệt: kết hợp phơi sấy để tiết kiệm năng

lượng, nghiên cứu công nghệ sấy và thiết bị sấy phù hợp với từng loại nguyên vật liệu để đạt năng suất cao Để đáp ứng nhu cầu trong và ngoài nước, chất lượng sản phẩm đặc biệt là các loại lâm sản và nông sản sấy khô cần phải tuân theo nguyên tắc thương maị quốc tế Đó là các yêu cầu về chất lượng khắt khe như hình dáng, kích thước, thể tích sản phẩm, màu sắc sản phẩm, nồng độ vị, chất thơm và các chất khác, sự thấm khí, thấm nước trở lại của sản phẩm sấy, độ ẩm cuối đạt được tùy theo nhu cầu sử dụng và bảo quản sản phẩm

1.2 Thiết bị sấy

1.2.1 Khái niệm

Thiết bị sấy là thiết bị nhằm thực hiện các quá trình làm khô vật liệu, các chi tiết hay các sản phẩm nhát định theo yêu cầu Trong các quá trình sấy, chất lỏng chứa trong vật liệu thường là nước

1.2.2 Thiết bị sấy

Ở đây là thiết bị đối lưu cững bức dạng tủ sấy sử dụng điện trở.Tủ sấy được

cấp nhiệt bằng sợi đốt điện trở và gia nhiệt cho vật liệu sấy theo phương pháp trao

đổi nhiệt đối lưu Áp suất và nhiệt độ trong tủ sấy được điều chỉnh nhờ đồng hồ

sáp kế và đồng hồ rơ le nhiệt độ gắn trên tủ sấy

Hình 1: Tủ sấy

So với các phương pháp sấy khác thì phương pháp sấy đối lưu cưỡng bức

được sử dụng rộng rãi hơn cả Phương pháp được áp dụng để sấy những vật liệu

khó sấy và có yêu cầu chất lượng sản phẩm sau

1.3 Quá trình thí nghiệm và tính toán kết quả

1.3.1 Quá trình thí ngiệm

- Vật liệu sấy: Cà rốt được sát mỏng khoảng 3mm

- Khối lượng ban đầu: G1 = 100g

- Thời gian sấy: τ = 3,5h

- Cứ sau thời gian ∆τ = 30 phút tiến hành cân để xác định khối lượng vật liệu sấy ta được kết quả: G1 ,G2 ,G3 ,G4 ,G5 ,G6 ,G7

KHAY CHỨA VẬT LIỆU

1.3.2 Tính toán kết quả thí nghiệm

Ta có: G1 = Gtđ + Gn1 (1)

G2 = Gtđ + Gn2 (2)

G3 = Gtđ + Gn3 (3)

G4 = Gtđ + Gn4 (4)

G5 = Gtđ + Gn5 (5)

G6 = Gtđ + Gn6 (6)

G7 = Gtđ + Gn7 (7)

Từ công thức:

g W

Q G G

G

494 , 0

% 2 7 , 24

% 100

7

7

Thay vào (7) ta có:

g G

G

G tđ = 7 − n7 = 24 , 7 − 0 , 494 = 24 , 206

Thay Gtđ vào các phương trình từ (1)…(6) ta được:

g G

G

G n1 = n1− tđ = 100 − 24 , 206 = 75 , 794

g G

G

G2 = n2− tđ = 85 , 88 − 24 , 206 = 61 , 794

g G

G

G n3 = n3− tđ = 72 − 24 , 206 = 47 , 794

g G

G

G n4 = n4 − tđ = 56 , 89 − 24 , 206 = 32 , 684

g G

G

G n5 = n5− tđ = 42 , 82 − 24 , 206 = 18 , 614

g G

G

G n6 = n6 − tđ = 36 , 43 − 24 , 206 = 12 , 224

Tính độ ẩm:

% 794 , 75

% 100 100

794 , 75

% 100 1

1

G

G

% 814 , 71

% 100 88 , 85

674 , 61

% 100 2

2

G

G

% 38 , 66

% 100 72

794 , 47

% 100 3

3

G

G

% 451 , 57

% 100 89 , 56

684 , 32

% 100 4

4

G

G

% 47 , 43

% 100 82 , 42

614 , 18

% 100 5

5

G

G

% 554 , 33

% 100 43 , 36

224 , 12

% 100 6

6

G

G

Vẽ đồ thị:

Nhận xét:

- Đây là một mô hình thí nghiệm phục vụ cho công tác học tập của sinh

viên hiểu biết hơn về thực tế cũng như thực nghiệm, qua đó làm tăng

100

85,88

72

56,89

42,82

36,43

24,7

75,79

71,81

43,47

33,55

2

0

w(%)

τ (phút) Đường biểu diễn G

Đường biểu diễn W

- Quá trình thí nghiệ đẵ xác định được khối lượng sản phẩm qua từng khoảng thời gian, nhờ đó mà có thể tính được độ ẩm tương ứng với từng khoảng thời gian đó

- Cuối cùng sau khi tính toán đã được thể hiện trên đồ thị sự giảm khối lượng và độ ẩm của vật liệu sấy trong quá trình sấy

Bài 2: THÍ NGHIỆM ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 2.1 Đặt vấn đề

Xử lý nhiệt ẩm không khí là vấn đề rất quan trọng trong điều hòa không khí Nghiên cứu quá trình xử lý nhiệt ẩm không khí giúp ta tìm biện pháp nâng cao hiệu quả của làm việc của các hệ thống điều hòa không khí và thiết bị buồng phun

Đó là một việc làm thiết thực và cóý nghĩa kinh tế cao Bài báo này trình bày các

kết quả nghiên cứu thực nghiệm xử lý nhiệt ẩm không khí của thiết bị buồng phun

và ảnh hưởng của một số nhân tố đến hiệu quả trao đổi nhiệt ẩm Từ đó đề xuất các giải pháp nâng cao hệ số hiệu quả trao đổi nhiệt ẩm của các thiết bị Việc nghiên cứu được tiến hành trên hệ thống thiết bịbuồng phun thuộc phòng

thínghiệm nhiệt lạnh, trường đại học Bách khoa – Đại học ĐàNẵng Hệ thống thiết

bị thí nghiệm cho phép thay đổi nhiều thông sốvận hành nhằm đánh giáảnh hưởng của chúng

Xử lý nhiệt ẩm là một trong những vấn đề quan trọng nhất của điều hoà không khí Có nhiều giải pháp xử lý nhiệt ẩm khác nhau nhưng thường gặp nhất là

xử lý nhiệt ẩm bằng thiết bị trao đổi nhiệt kiểu bề mặt và thiết bị trao đổi nhiệt kiểu hổn hợp (xử lý bằng nước phun)

Xử lý không khí bằng nước phun có ưu điểm là có thể làm tăng hoặc giảm dung ẩm không khí, do đó được sử dụng khá rộng rãi cho các đối tượng cần độ ẩm cao, hoặc đối tượng có nhiệt thừa rất lớn có thể sử dụng nước tự nhiên để làm lạnh

Khi xử lý nhiệt ẩm về mặt lý thuyết, trong điều kiện lý tưởng trạng thái không khí đầu ra sẽ đạt trạng thái bão hoà Tuy nhiên do điều kiện thực tế không

đạt như lý thuyết nên trạng thái không khí đầu ra chỉ gần đạt trạng thái bão hoà

Độ ẩm tương đối đầu ra phụ thuộc vào nhiều yếu tố như kích thước của các giọt

nước d, hệ số phun µ, số dãy vòi phun Z, số vòi phun trên một dãy n của thiết bị buồng phun

Để đánh giá hiệu quả của quá trình xử lý nhiệt ẩm ở các thiết bị, người ta sử

dụng đại lượng gọi là hệ số hiệu quả

trao đổi nhiệt ẩm E Hệ số E được xác

định theo công thức: = < 1

AB

AO E

Trong đó A, O, B tương ứng là các

trạng thái không khí trước khi xử lý,

cuối quá trình xử lý nhiệt ẩm thực và

trạng thái lý thuyết

Hệ số hiệu quả trao đổi nhiệt

ẩm có thể xác định như sau:

B A

O A B A

O A

I I

I I t t

t t

E

−

−

=

−

−

=

Trong đó: t

A, t

O, t

B lần lượt là nhiệt độ các điểm A, O và B I

A, I

O, I

Blần lượt là entanpi các điểm A, O và B Trong bài báo cáo này chúng tôi sẽ tiến hành thí nghiên cứu thực nghiệm quá trình xử lý nhiệt ẩm không khí và đánh giá ảnh hưởng của một số nhân tố đến hiệu quả trao đổi nhiệt ẩm

2.2 Nghiên cứu thực nghiệm xử lý nhiệt ẩm không khí

2.2.1 Thiết bị thí nghiệm

Hệ thống thiết bị thí nghiệm

được trình bày trên hình 2, bao gồm

các thiết bị chính: hệ thống làm lạnh

nước sử dụng môi chất R22 công suất

18.000 Btu/h; hệ thống bơm nước

phun cao áp, buồng điều không trao

đổi nhiệt ẩm giữa không khí và nước

Hình 2: Hệ thống thiết bị thí nghiệm

phun, bể nước lạnh, quạt hút gió, các thiết bị đo lường và điều khiển Để duy trì nhiệt độ nước phun hệ thống có trang bị thermostat ngắt hệ thống máy nén lạnh

khi nhiệt độ nước đạt yêu cầu và ổn định

Hệ thống có khả năng điều chỉnh các thông số sau:

- Điều chỉnh nhiệt độ nước phun

- Thay đổi số lượng dãy vòi phun

- Thay đổi tốc độ gió

- Thay đổi trạng thái không khí đầu vào

Hình 3: Sơ đồ nguyên lý thiết bị thí nghiệm

2.2.2 Kết quả thí nghiệm và tính toán

Lần

Nhiệt độ nước lạnh (0C)

Nhiệt độ không khí vào (0C)

Nhiệt độ không khí

ra (0C)

Độ ẩm

không khí vào (%)

Độ ẩm

không khí

ra (%)