giải bài tập quá trình thiết bị 3 phần sấy

CÔNG THỨC CẦN NHỚ




Độ ẩm tương đối:

G - khối lượng vật liệu
Ga- khối lượng ẩm (nước) chứa trong vật liệu
Gk- khối lượng của vật liệu khô tuyệt đối
 Độ ẩm tuyệt đối:



Quan hệ giữa độ ẩm tương đối và độ ẩm tuyệt đối:


G1

B

A

L

C
L

L
G2

G1= G2+ W
W= (G1.W1- G2.W2)/100

Khối lượng vật liệu khô tuyệt đối trước và sau QT sấy
không đổi:

Gk= G1(100-W1)/100=G2(100-W2)/100
=> W=G1-G2=G1(W1-W2)/(100-W2)
=G2(W1-W2)/(100-W1)
 G1, G2: Khối lượng vật liệu trước và sau khi sấy, kg/h
 W1, W2: Độ ẩm vật liệu trước và sau khi sấy, % (độ ẩm
tương đối)
 W: Lượng ẩm tách ra khỏi vật liệu sau khi sấy, kg/h




Nếu độ ẩm tương đối của vật liệu được viết theo giá trị thực:

Với ω1 , ω2 :
Độ ẩm tương đối của
vật sấy trước và sau
QT sấy.

Với ωk1 , ωk2 :
Độ ẩm tuyệt đối của
vật sấy trước và sau
QT sấy.

Q trình hịa trộn trên đồ thị I-d


Lx1+W=Lx2 => L=W/(x2-x1)
Đặt l=L/W=1/(x2-x1) , kg/kg ẩm
 x1, x2: hàm ẩm của khơng khí trước và sau khi sấy, kg/kg
 L: Lượng khơng khí khơ cần thiết, kg/h
 W: Lượng ẩm tách ra khỏi vật liệu sau khi sấy, kg/h
 l: lượng khơng khí khơ cần thiết để bốc hơi 1 kg ẩm từ vật
liệu, kg/kg ẩm





Qs= qs. W


Nhiệt lượng cần cung cấp
bởi caloriphe:
Qs= qs. W = L (I2 - I0)



A hòa trộn C được điểm M.
Tỷ lệ hòa trộn:
n = L2/L0
L0- lượng khơng khí lấy từ ngồi vào, kg/h
L2- lượng khơng khí tuần hồn, kg/h

xM = (x0+ n.x2)/(1+n)
IM = (I0+ n.I2)/(1+n)
 Lượng KK tiêu tốn riêng: l = 1/(x2 - x0)
(kg/kg ẩm)
 Lượng KK lấy từ ngoài cấp vào hệ thống sấy:
L0= W.l (kg/h)
 Lượng KK hỗn hợp vào máy sấy (bao gồm KK lấy từ ngoài vào
và KK tuần hoàn):
Lh= W.lh = W/(x2- xM) = L0+ L2
(kg/h)
 Lượng nhiệt tiêu tốn riêng ở caloriphe:
qs= lh(I1- IM) = (I1-IM)/(x2-xM)
(J/kg ẩm)
 Lượng nhiệt caloriphe cần cung cấp: Qs= W.qs (J/h)
W - lượng ẩm bay hơi từ vật sấy, kg/h
QT sấy có ∆=0:

I1= I2



Lượng khơng khí cần thiết: L = W/(d2 - d0)
Lượng nhiệt cần thiết: Q = L. (I2 - I0)


Bài 1: Người ta tiến hành sấy lá chè liên tục bằng thiết bị sấy thùng quay, lá chè
nguyên liệu đem sấy có độ ẩm 800 (gam ẩm/kg lá chè khơ), lá chè sản phẩm sau
khi sấy có độ ẩm 120 (gam ẩm/kg lá chè khô). Thiết bị sấy làm việc với năng
suất 800 (kg lá chè sản phẩm/h).
Sử dụng tác nhân sấy là khơng khí nóng.

- Khơng khí vào caloriphe có độ ẩm tương đối 90%, nhiệt độ 300C.
- Khơng khí ra khỏi thiết bị sấy có độ ẩm tương đối 60%, hàm ẩm 40 g ẩm/kg
khơng khí khơ.
Giả thuyết q trình sấy tn theo sấy lý thuyết.
a. Tính năng suất thiết bị sấy theo lá chè nguyên liệu.
b. Tính lượng ẩm bốc ra trong q trình sấy.
c. Biểu diễn quá trình sấy lý thuyết trên giản đồ Ramzin, xác định nhiệt độ tác
nhân sấy ra khỏi caloriphe.
d. Tính nhiệt lượng cần thiết cung cấp bởi caloriphe.




Độ ẩm tương đối của lá chè nguyên liệu và lá chè sản
phẩm:
800
W1 =
.100% = 44,44%
800:1000
120
W2 =
.100% = 10,7%
120:1000

a)

G1 = G2.

100;W2
100;W1

= 1285,82 kg/h

W = G1- G2= 485,82 kg/h
c)
Điểm A: d0= d1= 0,0235 kg/kg; I0 = 21,7 kcal/kg
Điểm C: d2= 0,04 kg/kg; I2= 36 kcal/kg; t2= 450C
QT sấy lý thuyết: I2= I1
Vẽ đường d1= const cắt đường I2= const tại B.
Tra đồ thị I-d ta có nhiệt độ tại điểm B (nhiệt độ KK ra khỏi
caloriphe) là t1= 880C.
b)


d) Lượng nhiệt cần thiết cung cấp bởi caloriphe:
I2 ;I0
Q = W.
d2 ;d0

=

36;21,7
485,82.
0,04;0,0235

A: d0= 0,0235 kg/kg;
I0 = 21,7 kcal/kg;
t0= 300C; φ2= 90%

B: d1= 0,0235 kg/kg;

I1= 36 kcal/kg; t1= 880C;
φ1= 6%

C: d2= 0,04 kg/kg;
I2= 36 kcal/kg;
t2= 450C; φ2= 60%

= 421044 kcal/h


Bài 2: Xác định lượng nhiệt và lượng khơng khí cần thiết khi sấy 200 kg/h
vật liệu ẩm từ độ ẩm ban đầu Wđ = 30% đến độ ẩm cuối Wc = 10%. Biết
các thơng số của khơng khí trước caloriphe: t0 = 250C và φ0 = 60%, sau
buồng sấy: t2 = 370C và φ2 = 80%. Coi quá trình sấy là sấy lý thuyết.

Giải:
Lượng ẩm bay hơi từ vật liệu:
W= Gđ.

Wđ ;Wc
30;10
= 200.
= 44,44
100;Wc
100;10

kg/h

Tra đồ thị I-d ta có: d0= 0,012 kg/kg; I0 = 13 kcal/kg
d2= 0,032 kg/kg; I2 = 28,5 kcal/kg

Lượng khơng khí cần thiết:
W
L=
d2 ;d0

=

44,44
0,032;0,012

= 2222 kg/h

QT sấy lý thuyết: I2= I1
Lượng nhiệt cần thiết:
Q = L.(I1- I0) = L.(I2- I0) = 2222. (28,5 - 13) = 34441 kcal/h


Bài 3: Sấy 300 kg/h vật liệu ẩm từ độ ẩm ban đầu Wđ = 15% đến độ ẩm cuối Wc = 2%.
Biết các thơng số của khơng khí trước caloriphe: t0 = 25 C và d0 = 17 g/kg khơng khí
khơ, sau buồng sấy: t2 = 40 C và φ2 = 75%. Coi quá trình sấy là sấy lý thuyết.
Xác định độ ẩm tương đối của khơng khí trước buồng sấy?
Xác định lượng nhiệt cần thiết?
0

0

Giải:
Lượng ẩm bay hơi từ vật liệu:
W= Gđ.

Wđ ;Wc
15;2
= 300.
= 39,8
100;Wc
100;2

kg/h

Tra đồ thị I-d ta có: I0 = 16,5 kcal/kg
d2= 0,037 kg/kg; I2 = 32,5 kcal/kg
QT sấy lý thuyết: I1= I2= 32,5 kcal/kg
Vẽ đường d0= const cắt đường I1= const tại điểm B (trạng thái KK
trước buồng sấy, sau khi ra khỏi caloriphe). Tra đồ thị I-d ta có độ ẩm
tương đối tại điểm B là: φ1= 3%
Lượng nhiệt cần thiết:
Q = L.(I1- I0) = W.

I2 ;I0
d2 ;d0

= 39,8.

32,5;16,5
0,037;0,017

= 31840 kcal/h


Bài 4: Xác định lượng nhiệt và lượng khơng khí tiêu tốn khi sấy vật liệu ẩm có

khối lượng 1,5 tấn/h từ độ ẩm Wđ = 40% đến độ ẩm cuối Wc = 10%. Biết quá trình
sấy ∆ = 0, phương thức sấy tuần hồn 40% lượng khí thải vào trước Caloriphe.
Các thơng số trạng thái khơng khí trước caloriphe và khí thải ra khỏi thiết bị sấy:
t0 = 250C;

I0 = 67 kJ/kg KKK;

d0 = 0,016 kg/kg KKK

t2 = 600C;

I2 = 167 kJ/kg KKK;

d2 = 0,041 kg/kg KKK

Giải:
Lượng ẩm bay hơi từ vật liệu:
W= Gđ.

Wđ ;Wc
100;Wc

= 1500.

40;10
100;10

= 500

kg/h

Tỷ lệ hòa trộn: n = L2/L0= 40/60 = 2/3
L2- lượng KK tuần hồn, kg/h
L0- lượng KK lấy từ ngồi vào, kg/h
Thơng số tại điểm hòa trộn M:
dM = (d0+ n.d2)/(1+n) = 0,6 .d0+ 0,4 .d2= 0,6*0,016 + 0,4*0,041= 0,026 kg/kg
IM = (I0+ n.I2)/(1+n) = 0,6. I0+ 0,4 .I2= 0,6*67+0,4*167 = 107 kJ/kg


Lượng KK lấy từ ngoài cấp vào:
W
L0=
d2 ;d0

=

500
= 20000
0,041;0,016

kg/h

Lượng KK hỗn hợp vào máy sấy (bao gồm lượng KK lấy từ ngoài và
lượng KK tuần hoàn):

Lh=

W
d2 ;dM

=

500
= 33333,3
0,041;0,026

kg/h

Lượng nhiệt tiêu tốn:
Q = Lh.(I2 - IM) = W.

I2 ;IM
d2 ;dM

= 500.

167;107
0,041;0,026

= 2.106 kJ/h = 555,55 kW


Bài 5: Xác định lượng nước bay hơi khỏi vật liệu. Nếu vật liệu được làm
khô từ 𝜔đ = 40% đến 𝜔𝑐 = 2% với năng suất 1 tấn/h theo vật liệu ướt.
Giải:

Lượng ẩm bay hơi từ vật liệu:
Wđ ;Wc
40;2

W= Gđ.
= 1000.
= 387,755
100;Wc
100;2

kg/h

Bài 6: Khơng khí có nhiệt độ 240C và 𝜑 = 0,7 được làm nóng đến 900C.
Cần xác định hàm nhiệt của khơng khí khi ra khỏi caloriphe (trong q
trình làm nóng hàm ẩm của khơng khí khơng thay đổi).
Giải:
Khơng khí điểm A có nhiệt độ 240C và 𝜑 = 0,7
Tra đồ thị I-d ta có: dA = 0,013 kg/kg KKK
Kẻ đường thẳng d = 0,013 cắt đường thẳng t = 900C tại B, ta có:
IB = 30 kcal/kg KKK


Bài 7: Xác định lượng khơng khí và lượng nhiệt cần thiết để có 100
kg/h hơi nước trong thiết bị sấy lý thuyết. Nếu biết trạng thái đầu
của khơng khí là t0 = 150C và 𝜑0 = 0,8 và trạng thái cuối (sau khi ra
khỏi buồng sấy) là t2 = 440C và 𝜑2 = 0,5.
Giải:

W= 100 kg/h
Tra đồ thị I-d ta có: I0 = 9,5 kcal/kg; d0= 0,009 kg/kg
I2 = 29 kcal/kg; d2= 0,03 kg/kg

Lượng khơng khí cần thiết:
L=

W
d2 ;d0

=

100
0,03;0,009

= 4762 kg/h

QT sấy lý thuyết: I2= I1
Lượng nhiệt cần thiết:
Q = L.(I1- I0) = L.(I2- I0) = 4762.(29 – 9,5) = 92859 kcal/h