Bài giảng Kỹ thuật sấy vật liệu

Phân tích được cân bằng vật liệu trong quá trình sấy và trạng thái cân bằng nhiệt ẩm của vật liệu..  Nhiệt lượng vật liệu nhận được: dQ=αqFtx-tb  αq hệ số truyền nhiệt cho vật liệu 

 1 Phân tích được cơ chế quá trình sấy.

 2 Phân biệt được các thông số của

trạng thái không khí ẩm

 3 Phân tích được cân bằng vật liệu

trong quá trình sấy và trạng thái cân bằng nhiệt ẩm của vật liệu

 4 Phân tích được các giai đoạn của

đường cong sấy

 5 Phân tích được các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ sấy.

 6 Phân loại quá trình sấy và thiết bị

sấy

 7 Trình bày sơ đồ 3 loại thiết bị sấy

 Sấy là quá trình tách pha lỏng ra khỏi vật liệu bằng phương pháp nhiệt.

 Sấy là quá trình tách ẩm bằng nhiệt

R J

 Nhiệt lượng vật liệu nhận được:

 dQ=αqF(tx-tb)

 αq hệ số truyền nhiệt cho vật liệu

 F bề mặt truyền nhiệt, bề mặt bay hơi của vật liệu

 tx nhiệt độ trong phòng sấy

 tb nhiệt độ bay hơi của không khí ẩm

 dQ lượng nhiệt mà vật liệu nhận được trong thời gian dt

 Hiệu xuất nhiệt hữu ích:

 η=(nhiệt lượng hữu ích/tổng nhiệt tiêu hao)*100%

1 Trạng thái không khí ẩm:

Hỗn hợp của hơi nước và không khí gọi là không khí ẩm.

2 Các thông số vật lý

a nhiệt độ bầu khô:(t k, o C)

chỉ rõ mức đô đốt nóng của không khí

b nhiệt độ bầu ướt: (t ư, o C)

nhiệt độ bay hơi của nước vào không khí

c nhiệt độ điểm sương: (ts, o C)

là nhiệt độ không khí ẩm tương ứng với trạng

thái bão hòa(ϕ=1).

d độ ẩm tuyệt đối của không khí:(ρh, kg/m 3 )

là lượng hơi nước chứa trong 1m 3 không khí ẩm ở nhiệt độ và áp suất nhất định.

e độ ẩm tương đối

tỷ số giữa lượng hơi nước chứa trong 1m 3 không khí ẩm với lượng hơi nước bão hòa của trạng thái không khí đó trong cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất.

e Độ ẩm tương đối

ϕ=ρh/ρb

Trong đó:

ϕ: độ ẩm tương đối của không khí(%)

không khí

của hỗn hợp khí

g khối lượng riêng của không khí ẩm

bằng tổng khối lượng riêng của không khí khô và khối lượng riêng của hơi ẩm

ở cùng nhiệt độ

ρ=ρk + ρh ,kg/m3

Trong điều kiện tiêu chuẩn: ρo =1,293 kg/m3

h Thể tích riêng của không khí ẩm(ν):

thể tích của 1kg không khí khô và khối lượng hơi nước chứa trong đó.

ν=1/ρ(m 3 /kg)

g Entapy của không khí ẩm:(I)

(entapy còn gọi là hàm nhiệt hoặc là nhiệt

lượng riêng tức là lượng nhiệt chứa trong 1kg không khí khô).

entapy của không khí ẩm được xác định bằng tổng entapy của không khí khô và entapy của hơi nước chứa trong đó: I=ik+Xih ,J/kg

g Entapy của không khí ẩm:(I)

ik : entapy của không khí khô

ih : entapy của hơi nước trong không khí

 Giản đồ không khí ẩm(I-X, I-d), giản đồ Ramdin giúp suy ra các thông số vật lý của trạng thái không khí ẩm:

 Liên kết hóa học: lk ion, lk phân tử.

 Liên kết hóa lý: lk hấp phụ, lk thẩm

thấu

 Liên kết cơ lý: lk cấu trúc, lk mao dẫn,

lk thấm ướt

 Khái niệm về độ ẩm vật liệu:

Ký hiệu:

G: khối lượng vật liệu ẩm(kg)

w: độ ẩm vật liệu so với khối lượng vật liệu ẩm(%)

W: độ ẩm vật liệu so với khối lượng vật liệu khô tuyệt đối

U: hàm ẩm(kg/kg)

w=(100*Ga)/G, (%)

W=Ga /(G-Ga)=(100*w)/(100-w), (%)

U=Ga /Go, (kg/kg)G=Ga+ Go (kg)

W=(100*w)/(100-w)

w=(100*W)/(100+W) (%)

(%)

 Vật liệu ẩm đặt trong môi trường không khí ẩm trao đổi nhiệt ẩm cân bằng nhiệt động lực.

 Trong trạng thái cân bằng phân tử:

- Nhiệt độ của vật liệu=nhiệt độ môi trường

không khí xung quanh.

- Áp suất hơi nước trong vật liệu=áp suất hơi

nước riêng phần trong không khí.

- Hàm ẩm vật liệu đạt giá trị không đổi gọi là

hàm ẩm cân bằng hoặc độ ẩm cân bằng Hàm

ẩm của vật liệu có giá trị như nhau, gọi là hàm

ẩm trung bình.

 Nghiên cứu sự biến đổi hàm ẩm(độ ẩm)

và nhiệt độ trung bình của vật liệu theo thời gian sấy, tức là tìm U(t) và θ(t)

 Giai đoạn đốt nóng vật liệu

 Giai đoạn sấy đẳng tốc

 Giai đoạn sấy giảm tốc

 Sự bay hơi đoạn nhiệt: để nước bay hơi vào môi trường xung quanh, không khí đóng vai trò là môi trường vận chuyển Không khí mang nhiệt cung cấp cho bề mặt bay hơi của nước và nhận lượng

hơi nước đem đi Qúa trình trao đổi

nhiệt-ẩm xảy ra trong điều kiện đoạn nhiệt mà hàm ẩm của không khí tăng lên, còn nhiệt độ giảm đi

 A các yếu tố ảnh hưởng tốc độ sấy

- Bản chất vật liệu sấy

- Hình dáng vật liệu

- Độ ẩm ban đầu, ban cuối của vật liệu

sấy, độ ẩm tới hạn của vật liệu

- Độ ẩm, nhiệt độ, tốc độ của không khí

Quá trình sấy sấy 1 vật liệu ướt đến độ

ẩm cân bằng gồm 2 giai đoạn chính

 Giai đoạn tốc độ sấy không đổi

 Giai đoạn tốc độ sấy giảm dần

 Chênh lệch nhiệt độ ban đầu và nhiệt

độ cuối của tác nhân sấy

 Cấu tạo máng sấy, phương thức sấy và chế độ sấy

 Gồm 2 giai đoạn:

1)GĐ sấy đẳng tốc phụ thuộc vào các yếu

tố bên ngoài (sự trao đổi nhiệt ẩm với

môi trường bên ngoài)

2)GĐ sấy giảm tốc phụ thuộc vào các yếu

tố bên trong ( sự chuyển vận nhiệt ẩm trong lòng vật liệu)

Quá trình sấy

 Phân loại theo chế

Phân loại theo áp suất làm việc trong buồng sấy:

1) Thiết bị sấy áp suất cao

2) Thiết bị sấy áp suất thường (khí

quyển)

3) Thiết bị sấy áp suất thấp (chân không)

4) Thiết bị sấy áp suất rất thấp (trạng

thái điểm ba của nước-sấy đông khô)

Thiết bị sấy

Phân loại theo áp suất làm việc trong buồng sấy:

1) Thiết bị sấy áp suất cao

2) Thiết bị sấy áp suất thường (khí

quyển)

3) Thiết bị sấy áp suất thấp (chân không)

4) Thiết bị sấy áp suất rất thấp (trạng

thái điểm ba của nước-sấy đông khô)

Thiết bị sấy

Phân loại theo kết cấu thiết bị:

1) Phòng sấy, tủ sấy, hầm sấy

2) Tháp sấy, thùng sấy quay

3) Sấy băng tải, sấy đĩa

4) Sấy tầng sôi

5) Sấy khí đông

6) Sấy phun

Thiết bị sấy

 Sấy đối lưu

 Sấy tầng sôi

 Sấy phun

Sấy đối lưu

Sấy tầng sôi

Sấy phun