Tác nhân sấy (không khí) được quạt thổi qua bộ calorife, tại đây không khí đươc gia nhiệt sau đó được đưa vào buồng sấy. Khi nhiệt độ buồng sấy đạt yêu cầu, bộ phận cấp vật liệu sấy hoạt động cấp vật liệu sấy vào buồng sấy (thùng quay). Trong buồng sấy có bố trí các cánh đảo để khi quay vật liệu sấy được xới tung và tiếp xúc nhiều với không khí nóng. Động cơ thùng quay có bộ giảm tốc nhằm giảm tốc độ quay của thùng, từ đó làm tăng thời gian lưu lại của vật liệu trong buồng sấy để đảm bảo hiệu quả của quá trình sấy. Vật liệu đạt được độ ẩm mong muốn được đưa ra ngoài bằng phểu phía dưới và không khí được thoát ra phía trên
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA: ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO
BÁO CÁO MÔN HỌC: THỰC TẬP SẤY Chủ đề: Tính toán kiểm tra hệ thống sấy thùng quay
Tp.Hồ Chí Minh, ngày 9 tháng 11 năm 2019
Trang 2TÍNH TOÁN KIỂM TRA THIẾT BỊ MÁY SẤY THÙNG QUAY
I Giới thiệu
Hình 1: Bản vễ sơ bộ máy sấy thùng quay
Nguyên lý hoạt động:
Tác nhân sấy (không khí) được quạt thổi qua bộ calorife, tại đây không khí đươc gia nhiệt sau đó được đưa vào buồng sấy Khi nhiệt độ buồng sấy đạt yêu cầu, bộ phận cấp vật liệu sấy hoạt động cấp vật liệu sấy vào buồng sấy (thùng quay) Trong buồng sấy có bố trí các cánh đảo
để khi quay vật liệu sấy được xới tung và tiếp xúc nhiều với không khí nóng Động cơ thùng quay có bộ giảm tốc nhằm giảm tốc độ quay của thùng, từ đó làm tăng thời gian lưu lại của vật liệu trong buồng sấy để đảm bảo hiệu quả của quá trình sấy Vật liệu đạt được độ ẩm mong muốn được đưa ra ngoài bằng phểu phía dưới và không khí được thoát ra phía trên
II Thực nghiệm sấy
Xác định độ ẩm ban đầu:
Phương pháp: Sử dụng thiết bị đo độ ẩm và tính lại bằng thực nghiệm
Trang 3Báo cáo môn thực tập sấy Chủ đề: Tính toán kiểm tra thiết bị sấy thùng quay
Quy trình tiến hành: Chuẩn bị thóc khô, sau đó làm ướt và đo khối lượng, tiến hành sấy
và ghi nhận
Vật liệu sấy: Thóc
Năng suất: 15 kg/mẻ
Khối lượng ban đầu: 10 kg
Khối lượng sau ngâm nước: 15 kg
Độ ẩm ban đầu: 9.2 %
Độ ẩm yêu cầu: 17 %
Tác nhân sấy: không khí ẩm với t0 = 320C, φ0=80 %
Nhiệt độ sau calorife: t1 = 670C (cài 700C)
Nhiệt độ sau buống sấy: t2 = 44.30C
Nôi dung thực nghiệm:
+ Xác định độ ẩm: Dùng máy đo ẩm
+ Xác định thời gian sấy, xác định đường cong sấy, tính toán thông số tác nhân sấy (không khí), hiệu suất sấy
Trang 4Kết quả thực nghiệm:
Thực nghiệm đo độ ẩm thóc trên máy sấy thùng quay
ST
T Thời điểm đo Thời gian(phút) Nhiệt độ sấy(°C) Khối lượng thóc(kg) Chênh lệch khối lượng giữa 2 lần đo liên tiếp (%) Độ ẩm tương đương (%)
Xác định đường cong sấy:
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Đ ồ thị đ ườ ng c ong sấ y c ủa thóc
Thời gian (phút)
Trang 5Báo cáo môn thực tập sấy Chủ đề: Tính toán kiểm tra thiết bị sấy thùng quay
Thông số tác nhận sấy:
Xác định thông số không khí: t0 = 320C, φ0=80 %
Tra bảng “Nước và hơi nước bão hòa (theo nhiệt độ) – Sách Nhiệt động lực học Kỹ thuật (Hoàng Đình Tín – Lê Chí Hiệp)” có:
Pbh = 0.048 bar
Lượng chứa ẩm:
d0= 0.8 0.048
745
750−0.8 0.048
=0.025 kg ẩm/kg kk
745/740: B là áp suất khí trời, bar
Tính entanpi không khí:
I0 = 1.004 x 32 + 0.025.(2500 + 1.842 x 32) = 75.63 kJ/kg KK
Thể tích riêng của không khí ẩm:
v0= R T
M (B−φ0 p bh)=
288.(32+273) 745
750 10
5
−0.8 0.048 105=0.92 m3/kgkk
Có t1 = 670C tra bảng “Nước và hơi nước bão hòa (theo nhiệt độ) – Sách Nhiệt động lực học Kỹ thuật (Hoàng Đình Tín – Lê Chí Hiệp)” có:
pbh = 0.7011 bar
Độ ẩm cau calorife của không khí:
φ1=
0.025 745
750
0.7011 (0.621+0.025) x 100=5.48 %
Entanpi của không khí sau calorife:
I1 = 1.004 x 67 + 0.025.(2500 + 1.842 x 67) = 132.85 kJ/kg KK
Thể tích riêng của không khí sáu calorife:
v1= R T
M (B−φ1 p bh)=
288.(67+273) 745
750 10
5−0.0548 0.7011.105=1.02 m3/kgkk
Theo quá trình sấy lý thuyết thì I1 = I2 = const Do đó trạng thái C0 được xác định bởi cặp thống
số (I2, t2)
Trang 6Thay t = t2 và I2 = I1 ta xác định lượng chứa ẩm sau quá trình sấy lý thuyết d2o:
d20=132.85 1.004 44.3
2500−1.842 44.3 =0.036 kg ẩm/kg kk
Có t2 = 44.30C pbh = 0.0927 (tra bảng “Nước và hơi nước bão hòa (theo nhiệt độ) – Sách Nhiệt động lực học Kỹ thuật (Hoàng Đình Tín – Lê Chí Hiệp)”)
Độ ẩm không khí sau quá trình sấy lý thuyết:
φ2=
0.036 745
750
0.0927 (0.621+0.036) x 100=58.71 %
Thể tích riêng của không khí sau quá trình sấy:
v2= R T
M (B−φ2 p bh)=
288.(44.3+273) 745
750 10
5
−0.5871 0.0927 105
=0.97 m3
/kgkk
Lượng ẩm TNS nhận thêm từ VLS:
g B C0=d20−d1=0.011kg ẩm/kg kk
Hình 2: Đồ thụ I-d quá trình sấy lý thuyết
Đại lượng Trạng thái không
khí ban đầu (A)
Trạng thái không khí sau calorife (B)
Trạng thái không khí sau thiết bị sấy
Trang 7Báo cáo môn thực tập sấy Chủ đề: Tính toán kiểm tra thiết bị sấy thùng quay
(C0)
Tính cân bằng vật chất và năng lượng tiêu hao:
Năng suất thiết bị sấy theo nhập liệu:
G2 = G1.
1−w2 1−w1
=¿15.1−0.17 1−0.092=13.71 kg/h Lượng ẩm cần tách:
W = G2 – G1 = 1.29 kg/h
Lượng tác nhân khô cần thiết:
L= W
d2−d1=117.27 kg/h
Lượng không khí khô để bay hơi 1 kg ẩm trong VLS:
l= 1
d2−d0=
1 0.036−0.025=90 kg kk /kg ẩm Nhiệt lượng tiêu hao cho quá trình sấy thuyết:
Q c=L (I2−I0)=117.27 x (132.85−75.63)=6710.19 kJ /kg ẩm
hay qc = l.(I2 – I0) = 90x(132.85−75.63¿ = 5149.8 kJ/kg ẩm
Với quá trình sấy thực tế, cho tổn thất nhiệt là 10%:
Qc thực tế = Qc + 10%.Qc = 6710.19 + 10%.6710.19 = 7381.209 kJ/h
Tính hiệu suất sấy:
Gọi Qhi: nhiệt hữu ích, là nhiệt lượng cần thiết để làm bay hơi ẩm trong vật liệu
Qhi = W.[rtv1 + Ca (t2 – t1)]
Trang 8Trong đó: rtv1: ẩn nhiệt hóa hơi của nước trong vật liệu sấy ở nhiệt độ vào; rtv1 = 2500
Ca: là nhiệt dung riêng của ẩm
Với ẩm là hơi nước thì Ca = Cpa = 1,842 (kJ/kg.K)
W: Lượng ẩm cần tách
t2: nhiệt độ không khí ra khỏi thiết bị sấy
tv1: nhiệt độ ban đầu của vật liệu sấy, thường lấy bằng nhiệt độ môi trường:
tv1= to = 32oC
Qhi = 1.29.[2500 + 1.842.(44.3 – 32)] = 3254.22 kJ/h
Hiệu suất sấy:
η= Q hi
Q =
3254.22 7381.209.100 %=¿ 44.08%
Trang 9Báo cáo môn thực tập sấy Chủ đề: Tính toán kiểm tra thiết bị sấy thùng quay
Tài liệu tham khảo
1 Chia sẻ “Conan Edowa”, Đồ án: Thiết kế sấy thùng quay sấy đậu xanh nguyên
2 Hoàng Văn Chước, Kỹ thuật sấy, Nhà xuất bản Khoa hoc và Kỹ thuật (Hà Nội – 1999).
3 PGS.TS Trần Vân Phú, Tính toán và thiết kế hệ thống sấy, Nhà xuất bản Giáo dục