TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY SẤY CƠM GẠO LỨT 100 kgMẺ

Hiện nay người dân chế biến gạo lứt rang chủ yếu phơi là chính chưa ứng dụng được các công nghệ sấy hiện đại nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm.Trong quá trình phơi thủ công như vậy thì k

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY SẤY CƠM

GẠO LỨT 100 kg/MẺ

Họ và tên sinh viên : ĐOÀN TẤN HUY

NGUYỄN NGỌC XUÂN Ngành : CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY SẤY CƠM GẠO LỨT 100 KG/MẺ

Tác giả

ĐOÀN TẤN HUY NGUYỄN NGỌC XUÂN

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng kỹ sư ngành

Công Nghệ Nhiệt Lạnh

Giáo viên hướng dẫn:

Th.s Lê Quang Giảng T.s Lê Anh Đức

Tháng 05/2011

Ban giám hiệu trường Đại Học Nông Lâm tp.Hồ Chí Minh

Ban chủ nhiệm khoa Cơ Khí – Công Nghệ

Tất cả thầy cô đã tận tình chỉ dạy và giúp đỡ chúng tôi trong suốt thời gian học tập tại trường

Đặc biệt là hai thầy Th.S Lê Quang Giảng và T.S Lê Anh Đức ,đã trực tiếp hướng dẫn ,chỉ bảo và giúp đỡ chúng tôi hoàn thành tốt luận văn này

Tất cả các bạn trong lớp DH07NL và những bạn thân theo học ở các lớp khác

Đã động viên, giúp đỡ chúng em trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn Cuối cùng ,chúng tôi xin gởi lời chúc sức khỏe đến tất cả mọi người

Tp.Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2011

Sinh Viên Thực Hiện

TÓM TẮT

Tên đề tài: Tính toán, thiết kế máy sấy cơm gạo lứt 100 kg/mẻ

1 Mục tiêu:

- Tính toán, thiết kế máy sấy cơm gạo lứt 100 kg/mẻ

2 Nội dung thực hiện:

- Tìm hiểu về gạo lứt

- Khảo nghiệm máy sấy ngang khay tại “Trung Tâm Công Nghệ và Thiết

Bị Nhiệt Lạnh, Đại Học Nông Lâm TP.HCM”

- Tính toán, thiết kế các bộ phận của máy sấy cơm gạo lứt 100 kg/mẻ

3 Kết quả đạt được:

- Thí nghiệm:

- Xác định ẩm độ của cơm: Wcơm= 56 %

- Xác định thời gian sấy 5 giờ để ẩm độ cơm từ 56% xuống 10%

- Tính toán, thiết kế các bộ phận của máy sấy cơm gạo lứt 100 kg/mẻ với các thông số sau:

 Buồng sấy hình hộp chữ nhật, kích thước dài x rộng x cao: 1,6 x 1,39 x 1,6 m

 Công suất mỗi quạt sấy: 0,75 kW

 Lò đốt hình hộp chữ nhật, kích thước dài x rộng x cao: 0,5 x 0,33 x 0,75 m

MỤC LỤC

Chương 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề: 1

1.2 Mục đích của đề tài : 1

Chương 2 TỔNG QUAN 2

2.1 Tổng quan về gạo : 2

2.1.1 Đặc điểm,nguồn gốc và phân loại gạo : 2

2.1.2 Tình hình sản xuất gạo: 3

2.2 Đặc điểm gạo lứt : 4

2.2.1 Khái quát về gạo lứt: 4

2.2.2 Thành phần dinh dưỡng của gạo lứt: 5

2.2.3 Một số công dụng của gạo lứt: 6

2.2.4 Công nghệ làm gạo lứt rang: 6

2.3 Tìm hiểu về thiết bị sấy: 7

2.3.1 Thiết bị sấy đối lưu: 7

2.3.2 Thiết bị sấy tầng sôi 12

2.3.3 Thiết bị sấy bơm nhiệt: 13

2.5 Tính toán cho quá trình cho quá trình sấy : 14

2.5.1 Xác định các thông số của quá trình sấy: 14

Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24

3.1Nội dung nghiên cứu: 24

3.1.1 Dụng cụ phục vụ thí nghiệm : 24

3.1.2 Thiết bị sấy: 25

3.2 Phương pháp: 26

3.2.1 Phương pháp xác định ẩm độ: 26

3.2.2 Phương pháp khảo nghiệm: 26

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28

4.1 Thí nghiệm: 28

4.2 Cơ sỏ tính toán: 31

4.3Tính toán thiết kế máy sấy cơm 100 kg/mẻ: 31

4.3.1 Chọn dạng thiết bị sấy ……….31

4.3.2 Tính toán nhiệt cho quá trình sấy ………32

4.3.3 Tính diện tích lưới sàn và khay………33

4.3.4 Diện tích buồng sấy……… 34

4.3.5 Tính lượng sản phẩm cháy……… 35

4.3.6 Tính nhiệt độ cháy lý thuyết của nhiên liệu và thực tế của lò……… 36

4.3.7 Tổn thất nhiệt trong quá trình sấy………37

4.3.8 Tính lò đốt………40

4.3.9 Tính bộ trao đổi nhiệt……… 41

4.3.10 Tính trở lực của hệ thống……… 44

4.3.11 Tính chiều cao cột khói……… 45

4.3.12 Tính toán và chọn quạt……… 46

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 48

5.1 Kết luận 48

5.2 Đề nghị: 48

Chương 1 MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề:

Việt Nam là nước có khí hậu nhiệt đới gió mùa , lịch sử nước ta gắn liền với nền văn minh lúa nước.Lúa là cây lương thực chủ yếu của ngưòi Việt Nam nói riêng và người Châu Á nói chung.Bên cạnh sử dụng gạo là món ăn chính hàng ngày mà người dân còn biết sử dụng gạo để chế biến các món ăn bổ dưỡng khác như món gạo lứt rang

Khi chế biến gạo lứt rang thì trải qua nhiều công đoạn : ngâm gạo,nấu ,phơi, rang Hiện nay người dân chế biến gạo lứt rang chủ yếu phơi là chính chưa ứng dụng được các công nghệ sấy hiện đại nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm.Trong quá trình phơi thủ công như vậy thì không những chất lượng không đảm bảo mà còn tốn thời gian,phụ thuộc vào điều kiện thời tiết,năng suất không cao,diện tích đủ lớn để phơi, không đạt tiêu chuẩn về vệ sinh thực phẩm Nên phương pháp phơi thủ công như vậy chỉ được áp dụng ở nơi sản xuất nhỏ lẻ và yêu cầu về tiêu chuẩn không cao

Do đó việc ứng dụng công nghệ sấy là phương pháp làm khô cơm nhân tạo với nhiều ưu điểm : chủ động trong việc chế biến,ít tốn thời gian,sản xuất lớn , tạo

ra sản phẩm sấy có chất lượng cao đáp ứng được các tiêu chuẩn trong và ngoài nước

So sánh 2 phương pháp và theo yêu cầu hiện nay thì phương pháp sấy tỏ ra

Chương 2 TỔNG QUAN

2.1 Tổng quan về gạo :

2.1.1 Đặc điểm,nguồn gốc và phân loại gạo :

Lúa là một trong năm loại cây lương thực chính của thế giới, cùng với ngô

(Zea Mays L.), lúa mì (Triticum sp tên khác: tiểu mạch), sắn (Manihot esculenta Crantz, tên khác khoai mì) và khoai tây (Solanum tuberosum L.)

Lúa trong bài này nói tới hai loài (Oryza sativa và Oryza glaberrima) trong họ

Poaceae, có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới khu vực đông nam châu Á

và châu Phi Hai loài này cung cấp hơn 1/5 toàn bộ lượng calo tiêu thụ bởi con người Lúa là các loài thực vật sống một năm, có thể cao tới 1-1,8 m, đôi khi cao hơn, với các lá mỏng, hẹp bản (2-2,5 cm) và dài 50-100 cm Các hoa nhỏ tự thụ phấn mọc thành các cụm hoa phân nhánh cong hay rủ xuống, dài 30-50 cm Hạt là loại quả thóc (hạt nhỏ, cứng của các loại cây ngũ cốc) dài 5-12 mm và dày 2-3 mm Cây lúa non được gọi là mạ Sau khi ngâm ủ, người ta có thể gieo thẳng các hạt thóc

đã nảy mầm vào ruộng lúa đã được cày, bừa kỹ hoặc qua giai đoạn gieo mạ trên ruộng riêng để cây lúa non có sức phát triển tốt, sau một khoảng thời gian thì nhổ

mạ để cấy trong ruộng lúa chính Sản phẩm thu được từ cây lúa là thóc Sau khi xát

bỏ lớp vỏ ngoài thu được sản phẩm chính là gạo và các phụ phẩm là cám và trấu Gạo là nguồn lương thực chủ yếu của hơn một nửa dân số thế giới (chủ yếu ở châu

Á và châu Mỹ La tinh), điều này làm cho nó trở thành loại lương thực được con

người tiêu thụ nhiều nhất Trong tiếng Anh, từ rice (lúa, gạo) có nguồn gốc từ arisi

trong tiếng Tamil

Gạo là một sản phẩm lương thực thu từ cây lúa Hạt gạo thường có màu trắng, nâu hoặc đỏ thẫm, chứa nhiều dinh dưỡng Hạt gạo chính là nhân của thóc

sau khi xay để tách bỏ vỏ trấu Hạt gạo sau khi xay được gọi là gạo lứt hay gạo lật, nếu tiếp tục xát để tách cám thì gọi là gạo xát hay gạo trắng Gạo là lương thực phổ biển của gần một nửa dân số thế giới

Việt Nam có hai vùng trồng lúa chính là đồng bằng sông Hồng ở phía bắc và đồng bằng sông Cửu Long ở miền Nam Hàng năm sản lượng của cả nước đạt 33-

34 triệu tấn thóc, trong đó chỉ sử dụng khoảng 8 triệu tấn (tương đương 4 triệu tấn gạo sau khi xay xát) cho xuất khẩu, còn lại là tiêu thụ trong nước và bổ sung dự trữ quốc gia.Ở miền Bắc một năm có hai vụ lúa chính: vụ chiêm và vụ mùa.Ở miền Nam, nông dân trồng ba vụ một năm: vụ đông xuân (có sản lượng cao nhất và thóc cũng đạt chất lượng tốt nhất cho xuất khẩu), vụ hè thu và vụ ba Do lũ hàng năm ở đồng bằng sông Cửu Long trong những năm gần đây ảnh hưởng đến sản xuất, một phần nữa người dân có thể kiếm lời ổn định hơn từ việc nuôi thủy sản (tôm) hay trồng cây ăn quả, chính quyền đã khuyến cáo nông dân giảm và chuyển đổi một phần đất trồng lúa vụ ba

Gạo ở Việt Nam gồm: gạo nếp (dẻo, dính) và gạo tẻ

2.1.2 Tình hình sản xuất gạo:

Xuất khẩu gạo trong 2 tháng đầu năm nay ước đạt 1,191 triệu tấn, với kim ngạch 612,1 triệu USD, so với 731.300 tấn và 408,6 triệu USD cùng kỳ năm trước Giá gạo xuất khẩu loại 5% tấm dao động từ 460 – 520 USD/tấn, còn gạo 25% tấm

là 430 – 498 USD/tấn, FOB, cảng Sài Gòn, cao hơn so với lần lượt 470 – 500 USD/tấn và 450 – 470 USD/tấn cùng kỳ năm ngoái

Bảng 2.1.Tnh hình sản xuất lúa gạo

Sản lượng lúa (triệu tấn) 39,75 39,99 38,89

-Vụ đông xuân (triệu tấn) Chưa có số liệu 19,22 18,69

-Vụ hè – thu (triệu tấn) Chưa có số liệu 11,59 11,18

Diện tích lúa (triệu hécta) 7,48 7,51 7,44

Tiêu thụ, dự trữ lúa gạo

Xuất khẩu (gạo) (triệu tấn) 6,0-6,5 6,83 6,05

Dự trữ cuối năm (triệu tấn) 0,80 0,84 1,45

2.2 Đặc điểm gạo lứt :

2.2.1 Khái quát về gạo lứt:

Gạo lứt-là gạo chỉ xay cho tróc trấu mà không tác động đến mầm và cám của gạo bên trong Khi nấu cơm người ta thường chọn loại gạo trắng, đẹp nhưng ít người để ý đến loại gạo nào bổ dưỡng, đáp ứng nhu cầu cơ thể tốt hơn Những năm gần đây, qua phân tích chất gạo, đặc biệt là gạo lứt, người ta nhận thấy không những nó có đủ những chất chủ yếu như là protein, chất béo,glucid mà còn có nhiều loại vitamin, các chất khoáng, các loại axitamin, chất xơ và nhiều chất khoáng.Vì vậy, gạo lứt là loại thực phẩm bổ dưỡng,phòng và chữa bệnh tốt

2.2.2 Thành phần dinh dưỡng của gạo lứt:

Bảng 2.2 Thành phần dinh dưỡng của gạo lứt

Gạo lứt hạt dài, chưa chế biến

Giá trị dinh dưỡng 100 g (3,5 oz)

Năng lượng 1.548 kJ (370 kcal)

2.2.3 Một số công dụng của gạo lứt:

 Nguồn cung cấp nhiều chất xơ

 Giúp chống sỏi mật (ganllstones)

 Giảm nguy cơ hội chứng chuyển hoá

 Lợi ích đáng kể cho tim mạch của phụ nữ sau mãn kinh

 Cung cấp chất khoáng có lợi cho sưc khoẻ

 Tác dụng của Selen có trong gạo lứt

 Mangan: tạo năng lượng và bảo vệ quá trình chống ôxi hoá

 Nhịp tim và xương tốt nhờ gạo lứt

 Hàm lượng Cholesterol thấp với gạo lứt

2.2.4 Công nghệ làm gạo lứt rang:

2.3 Tìm hiểu về thiết bị sấy:

2.3.1 Thiết bị sấy đối lưu:

Nguyên lý hoạt động:

Không khí nóng hoặc khói lò được dùng làm tác nhân sấy có nhiệt độ, độ

ẩm, tốc độ phù hợp, chuyển động chảy trùm lên vật sấy làm cho ẩm trong vật sấy bay hơi rồi đi theo tác nhân sấy

Không khí có thể chuyển động cùng chiều, ngược chiều hoặc cắt ngang dòng chuyển động của sản phẩm Bảng 2.3 so sánh các phương pháp chuyển động khác nhau của tác nhân sấy

Sấy đối lưu có thể thực hiện theo mẻ (gián đoạn) hay liên tục Trên hình vẽ dưới là sơ đồ nguyên lý sấy đối lưu bằng không khí nóng

Hình 2.2 Sơ đồ hệ thống sấy đối lưu 1-Quạt; 2-Calorife; 3- Buồng sấy Sản phẩm sấy có thể lấy ra khỏi buồng sấy theo mẻ hoặc liên tục tương ứng với nạp vào Caloriphe 2 đốt nóng không khí có thể là loại caloriphe điện, caloriphe

Bảng 2.3 Bảng so sánh các hình thức chuyển động khác nhau của tác nhân sấy

khó đạt được độ ẩm cuối thấp vì không khí nguội

và ẩm thổi qua sản phẩm sấy

Ngược chiều

Năng lượng được sử dụng kinh tế hơn, độ ẩm cuối cùng thấp hơn

Sản phẩm dễ bị co ngót,

hư hỏng do nhiệt Có nguy cơ hư hỏng VSV do không khí ẩm, ấm gặp nguyên liệu ướt

Dòng khí thoát ở trung

tâm

Kết hợp ưu điểm của sấy cùng chiều và ngược chiều nhưng không bằng sấy bằng dòng khí thổi cắt ngang

Đầu tư trang bị, vận hành

và bảo dưỡng thiết bị phức tạp và đắt tiền

Thiết bị sấy đối lưu gồm 2 loại :

- thiết bị sấy kiểu gió thổi ngang khay

- thiết bị sấy kiểu gió thổi xuyên khay

a Các thông số kết cấu của buồng sấy:

 Buồng sấy có hình dạng khối lập phương ,khối hộp chữ nhật đứng hay hình trụ đứng hoặc nằm.Trong buồng sấy được bọc cách nhiệt và cách ẩm có cửa để nạp

và lấy sản phẩm Vật sấy được trải đều thành lớp trên các tầng khay và được đặt trên các khung trong buồng sấy.Bộ phận gia nhiệt cho tác nhân sấy có thể đặt trong hoặc ngoài buồng sấy Tác nhân sấy được đối lưu cưỡng bức bằng quạt, nạp liệu và tháo liệu bằng thủ công

 Năng suất của buồng sấy phụ thuộc vào thể tích của buồng sấy

 Nguồn nhiệt được sử dụng trong khi sấy là lò đốt gián tiếp sử dụng gas

b Phương pháp đưa tác nhân vào buồng sấy:

Có hai phương pháp đưa tác nhân vào buồng sấy:

 Thổi xuyên khay: tác nhân sấy đi từ dưới lên hay đi từ trên xuống xuyên qua các khay chứa vật liệu và mang ẩm từ vật liệu đi ra bên ngoài

 Thổi ngang khay: tác nhân sấy được thổi đi ngang qua bề mặt vật liệu và

mang ẩm ra bên ngoài

c Máy sấy khay kiểu gió thổi ngang khay:

Hình 2.6 Máy sấy ngang khay

Ưu điểm của máy sấy này là tất cả các khay đều được tiếp xúc với tác nhân sấy như nhau.Vật liệu sấy được trải mỏng và tiếp xúc trực tiếp với tác nhân sấy cho nên khả năng thoát ẩm khá tốt và đồng đều.Do sấy ngang khay nên tổn thất qua khay sấy là nhỏ.Nên khi thiết kế cần phải tập trung giải quyết việc phân bố tác nhân sấy sao cho đều trong buồng sấy.Nếu giải quyết được vấn đề này thì việc thoát ẩm diễn ra đồng đều hơn.Thời gian tiếp xúc giữa tác nhân sấy với vật liệu sấy ngắn , gây ra tổn hao chi phí năng lượng nên khi thiết kế phải chú ý tới vấn đề hồi lưu khí sấy

Mở rộng số lượng khay dễ dàng nhưng cấu tạo máy sấy khá phức tạp

d Máy sấy khay kiểu gió thổi xuyên khay:

Hình 2.7 Máy sấy xuyên khay

Về kết cấu buồng sấy và cách bố trí vật liệu sấy gần giống như kiểu gió thổi ngang khay Tuy nhiên điểm khác là tác nhân sấy sẽ lần lượt đi xuyên qua các khay

Tác nhân sấy tiếp xúc với các lớp vật liệu rồi đi ra khỏi buồng sấy

Sấy khay kiểu gió thổi xuyên khay này đã khắc phục được một số nhược điểm của kiểu thổi ngang khay là vật liệu sấy bố trí dễ dàng hơn và ít tốn nhiệt lượng hơn Nhưng thổi xuyên khay thì tổn thất qua các khay sẽ lớn hơn, độ đồng đều sản phẩm sấy không cao ,tốn công đảo khay trong quá trình sấy

2.3.2 Thiết bị sấy tầng sơi

Cấu tạo:

1 Quạt

2 Phịng trộn

3 Phịng sấy

4 Lưới phân phối

5 Vít tải vật liệu sấy

Tác nhân sấy cĩ thể là khơng khí, khĩi lị và khơng khí + khĩi lị

Ưu nhược điểm:

Ưu điểm: Cường độ sấy mãnh liệt, cho phép sấy ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ sấy cho phép vì thời gian tiếp xúc ngắn Hiệu quả sử dụng nhiệt cao, cĩ khả năng điều khiển tự động Loại này đang được sử dụng rơng rãi

Nhược điểm: Khơng sấy được vật liệu cĩ độ ẩm quá lớn, cục to, dễ vỡ

Trở lực thủy lực lớn, thiết bị mau hao mịn

Thu hồi bụi

Không khí vào

Khói lò Vật liệu sấy

Sản phẩm Tác nhân sấy

2.3.3 Thiết bị sấy bơm nhiệt:

Nguyên lý hoạt động:

Không khí được quạt hút, hút vào dàn lạnh và được làm lạnh xuống dưới nhiệt độ đọng sương nên ẩm sẽ ngưng tụ và tách ra khỏi không khí Dung ẩm của không khí giảm xuống nhưng do nhiệt độ cũng giảm nên độ ẩm tương đối của không khí sau dàn lạnh cao Không khí tiếp tục được quạt hút về dàn nóng và được gia nhiệt đẳng dung ẩm nên độ ẩm của không khí giảm mạnh Sau đó không khí được đưa về buồng sấy, hấp thụ ẩm của vật liệu Độ ẩm tương đối của không khí tăng và không khí được hút về dàn lạnh Chu trình cứ thế tiếp tục

2.5 Tính toán cho quá trình cho quá trình sấy :

2.5.1 Xác định các thông số của quá trình sấy:

m



Trong đó : md : khối lượng cơm ban đầu, g

mc : khối lượng cơm lúc cuối, g

b) Lượng ẩm cần bốc hơi trong quá trình sấy:

Trong đó : Gd : khối lượng ban đầu của cơm, kg

Gc : khối lượng cơm sau khi sấy, kg

Wd , Wc : độ ẩm ban đầu và cuối của cơm, %

c) Xác định lượng không khí khô cần thiết để bay hơi 1kg ẩm:

da : tỉ lệ ẩm của không khí sấy, kgH20/kgkkk

d) Xác định lưu lượng không khí mà quạt cung cấp trong quá trình sấy:

h 

 ,m3/s Trong đó : G: lượng nước tách ra trong quá trình sấy, kg

L: lượng không khí khô nhận 1 kg hơi nước trong quá trình sấy, kgkkk/kgH2O

ρk : khối lượng riêng của không khí, kg/m3

e) Lượng nhiệt cần thiết để đốt nóng không khí sấy:

Q1=G*L*(Ic-IA) , kJ Trong đó G: lượng nước tách ra trong quá trình sấy , kg

L: lượng không khí khô nhận 1 kg hơi nước trong quá trình sấy, kgkkk/kgH2O

IC, IA: Entalpi của không khí, kJ/kgkkk

2.5.2 Tính diện tích lưới sàn và số khay:

a) Diện tích lưới sàn cần thiết cho mẻ sấy cơm 100 kg

ls

m S P

 m2 Trong đó :

m : khối lượng cơm của một mẻ sấy , kg

P : tải trọng của cơm trên một khay , kg/m2

b) Số lượng khay sấy cần thiết là :

s

S H S



Sls: diện tích lưới sàn , m2

Ss : diện tích mỗi sàn , m2

2.5.3 Tính lượng sản phẩm cháy và thành phần của chúng

a) Thành phần sử dụng của nhiên liệu:

Thành phần sử dụng của nhiên liệu than đá :

Cd% Hd% Od% Sd% Nd% Hd% Wd%

62,4 3,8 4,3 3,6 1,1 18,8 6

b) Nhiệt trị thấp của nhiên liệu:

Qtd = (81*Cd) + (300*Hd) -26* ( Od – Sd ) -6(Wd + 9Hd) ,kcal/kg

c) Tính lượng không khí cần thiết để đốt cháy 1 kg nhiên liệu:

Lượng không khí lý thuyết ở trạng thái khô và ẩm:

)(

0333,02667

,00889,

α : hệ số tiêu hao không khí α = (1,2 ÷ 1,5)

d) Tính lượng sản phẩm cháy và thành phần của chúng:

0 2

2



V

V O

H  H

%100

2 2

2 2

2 2



V V

N  N

e) Tính nhiệt độ cháy lý thuyết của nhiên liệu và nhiệt độ thực tế của lò:

Nếu coi rằng toàn bộ lượng nhiệt do nhiên liệu cháy sinh ra đều chỉ dùng để nung nóng sản phẩm cháy (coi đây là quá trình đoạn nhiệt và không có phản ứng hóa nhiệt của nhiên liệu ), thì toàn bộ nhiệt độ cháy của nhiên liệu là nhiệt độ cháy

t C V





Cspc: nhiệt dung riêng của sản phẩm cháy , kcal/m3

qn : nhiệt trị thấp của nhiên liệu ,kcal/kg

Vα : lượng sản phẩm cháy tạo thành khí đốt một đơn vị nhiên liệu , m3/kg

tnl, tkk : nhiệt độ của nhiên liệu và không khí được nung nóng trước ,oC

Giả sử hàm nhiệt tổng iΣ nằm trong giới hạn i1 ứng với nhiệt độ t1 , i2 ứng với nhiệt độ t2 , nghĩa là i1 < iΣ < i2 trong điều kiện t2 – t1 < 100oC , dùng phương pháp nội suy ta tính được nhiệt độ cháy lý thuyết

1 1 2 1 2

1

) (

i i

i i





t2, t1: nhiệt độ sản phẩm cháy nhỏ hơn và lớn hơn to cháy lý thuyết oC

i1, i2: hàm nhiệt của sản phẩm cháy ứng với nhiệt độ t1 và t2, kcal/m3

Nhiệt độ cháy thực tế:

tlt= ηtt*tlt ,oC

ηtt: hệ số tổn thất hàm nhiệt của sản phẩm cháy

η = 0,52 – 0,62

tmt: nhiệt độ môi trường xung quanh lò đốt oC

b) Nhiệt lượng nung nóng vật liệu sấy:

Qmn=

t

) t

- t (

* C

*

Gmn mn m2n m1n

, W

Gmn: lượng vật liệu sấy, (kg);

Cmn: nhiệt dung riêng của vật liệu sấy, (kJ/kgK)

tm1n, tm2n: nhiệt độ vật liệu sấy trước và sau khi nung nóng; oC

Cmt : nhiệt dung riêng của vật khô tuyệt đối kJ/kg.độ

Cn : nhiệt dung riêng của nước ; kJ/kg.độ

c) Tổn thất nhiệt do khay:

Qk=

t

) t

- t (

* C

*

, W;

Gk : trọng lượng của khay, (kg);

Ck : nhiệt dung riêng của khay ,(kJ/kg.độ);

tm1n , tm2n : nhiệt độ của khay trước và sau khi nung nóng; oC

d) Tổn thất nhiệt do tỏa nhiệt vào môi trường (qua tường , cửa , trần , nền

  : chiều dày và hệ số dẫn nhiệt của các lớp tường;

tb : nhiệt độ của không khí sấy trong buồng;

tn : nhiệt độ của không khí bên ngoài

Tổn thất nhiệt qua tường và cửa:

Q t  K t *F t*(t b t n)W

Kt : Hệ số truyền nhiệt qua tường

Ft: diện tích xung quanh, m2

tb : nhiệt độ của không khí sấy trong buồng;

tn : nhiệt độ của không khí bên ngoài

Tổn thất nhiệt qua nền:

)t-(t

*F

*K

Q n n n b n W

Kn : Hệ số truyền nhiệt qua cửa ,coi kc = kt

Fn : diện tích cửa ,m2

tb : nhiệt độ của không khí sấy trong buồng;

tn : nhiệt độ của không khí bên ngoài

e) Nhiệt lượng do sản phẩm cháy mang ra khỏi lò:

Qsc=Vα*B*Ck*tk ,W;

tk : nhiệt độ sản phẩm cháy ra từ buồng lò, oC

Ck: nhiệt dung trung bình của khí, kJ/kg.độ

g) Nhiệt lượng mất mát do cháy không hoàn toàn hóa học:

Qhh= Vα*B*p*12140*103, W

Vα: lượng sản phẩm cháy tạo thành khí đốt một đơn vị nhiên liệu , m3/kg B: lượng tiêu hao nhiên liệu , kg/s

p: lượng sản phẩm cháy, p = (0,005 ÷ 0,3)

2.6 Tính toán lò đốt :

2.6.1 Xác định thể tích buồng đốt :

v

t bd q

B q

V  * , m3 Trong đó : qv : nhiệt thế thể tích của buồng đốt, kJ/m3h

B : lượng chất đốt mà lò tiêu thụ trong 1 giờ, kg/h

qt : nhiệt trị của than đá, kJ/kg

2.6.2 Xác định diện tích ghi lò :

gh

B F b

 , m2 Trong đó : B : lượng chất đốt mà lò tiêu thụ trong 1 giờ ,kg /h;

b : cường độ cháy của ghi ,kg/m2h ;

2.7 Tính toán bộ trao đổi nhiệt (calorifer) :

2.7.1 Công suất nhiệt của calorifer :

t c c

Q Q



 Trong đó Q t : tổng nhiệt đưa vào buồng sấy, kJ

ηc : hiệu suất nhiệt của calorifer, ηc = 0,5

2.7.2 Công suất nhiệt trung bình mà calorifer cần cung cấp:

Trong đó Q t : tổng nhiệt đưa vào buồng sấy, kJ

t : thời gian sấy một mẻ, s 2.7.3 Chiều dài đường ống trao đổi nhiệt :

Theo nguyên tắc cân bằng :

2 2 2 1

Trong đó :

Qtb : công suất trung bình mà calorifer cần cung cấp , W

L1 : chiều dài buồng đốt , m

2.8.1 Tổn thất áp suất do thu hẹp đều:

Tại vị trí nối giữa bộ trao đổi nhiệt và ống dẫn khí sấy :

L n L

C 

CL: hệ số tổn áp , *(1 )2

A

a K

C L   

Trong đó : vs : vận tốc dòng không khí trong ống ,m/s

L: chiều dài đường ống , m

D : đường kính ống ,m Nếu dòng khí chảy tầng, khi Re < 2300 thì hệ số ma sát Re

3164,0



f

Nếu dòng khí chảy rối với ống có độ nhám tuyệt đối ε (mm):

ε = 0,05 đối với ống thép thường

)Re

51,27

,3log(

2

1

f D

* 2/

s

s m

vl

b Ln

a p

* 2 ,

B p