Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Sấy Thóc Sử Dụng Tháp Sấy.pdf

Đồ án môn học Kỹ thuật sấy

Giáo viên hướng dẫn: Đỗ Thái Sơn

LỜI NÓI ĐẦU
Từ đầu thế kỷ XIX đến nay, khoa học kỹ thuật đã phát triển vô cùng mạnh mẽ. Nó đã giải phóng
sức lao động cho con người, tăng năng suất lên hàng chục lần. Các cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật
đã đóng góp cho lồi người nhiều phát minh mới, phát triển các loại máy móc phục vụ cho cuộc sống
tiện nghi của lồi người.
Ngày nay, đối với nước ta, năng suất của người lao động được nâng lên rất cao nhờ sự giúp sức của
nhiều loại máy móc hiện đại, các phương pháp ni trồng tiên tiến. Sản lượng lương thực, thực phẩm
hàng năm khơng những đủ dùng mà cịn xuất khẩu đi nhiều nước trên thế giới. Các loại lương thực,
thực phẩm đều dễ bị hư hỏng ở điều kiện khí hậu bình thường. Do đó muốn bảo quản lương thực,
thực phẩm được lâu dài để có thể dễ dàng vận chuyển đi xa thì khơng cịn cách nào khác là chúng ta
phải sấy khô hoặc ướp lạnh lương thực, thực phẩm sau đó bảo quản ở mơi trường thích hợp. Ngồi kỹ
thuật lạnh, sấy là một q trình cơng nghệ được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp đặc biệt là
ngành công nghiệp chế biến nông – hải sản. Trong nông nghiệp, sấy là một trong những công đoạn
quan trọng sau thu hoạch. Q trình sấy khơng chỉ là tách nước và hơi nước ra khỏi vật liệu một cách
đơn thuần mà là một q trình cơng nghệ. Nó địi hỏi sau khi sấy vật liệu phải đảm bảo chất lượng cao,
tiêu tốn ít năng lượng và chi phí vận hành thấp. Chẳng hạn trong chế biến nông – hải sản, sản phẩm
sấy phải đảm bảo duy trì mầu sắc, hương vị, các vi lượng v.v...
Đề tài của em là thiết kế hệ thống sấy thóc. Đề tài của em được chia thành các phần như sau:
Chương 1. Khái quát chung
1. Giới thiệu chung về đề tài
2. Trình bày vật liệu sấy và công nghệ sản xuất sản phẩm
Chương 2. Chọn phương án sấy, TBS, TNS, thông số chế độ sấy, nhiên liệu sử dụng
1. Chọn phương án sấy
2. Chọn thiết bị sấy, tác nhân sấy, nhiên liệu
3. Tính tốn hệ thống sấy tháp
Chương 3. Các bước tính tốn q trình sấy
1. Tính cân bằng vật chất và cân bằng nhiệt cho buồng đốt

2. Tính tốn nhiệt q trình khi sấy
3. Tính tốn Calorife (hoặc buồng hịa trộn)
4. Tính trở lực và chọn quạt hệ thống sấy
Chương 4. Chọn thiết bị đo
1. Lựa chọn thiết bị đo nhiệt độ
2. Lựa chọn thiết bị đo độ ẩm
3. Lựa chọn thiết bị đo áp suất
Chương 5. Tính kinh tế q trình sấy

1

TTB Lạnh nhiệt_ K45


Đồ án môn học Kỹ thuật sấy

Giáo viên hướng dẫn: Đỗ Thái Sơn
CHƯƠNG I. KHÁI QUÁT CHUNG

I. Giới thiệu chung về đề tài:
Nước ta là một trong 3 nước dẫn đầu thế giới về xuất khẩu lúa gạo hàng năm chúng ta xuất khẩu ra
thế giới khoảng 4 đến 5 triệu tấn gạo và tiêu thụ trong nước một khối lượng còn lớn hơn thế. Cụ thể
như trong 10 tháng đầu năm nay Tính từ đầu năm tới ngày 26-9 đã xuất khẩu được 3,435 triệu tấn gạo
với kim ngạch 2,092 tỉ đô la Mỹ [9]. Do lượng sản phẩm lúa hàng năm khá ổn định, với khối lượng
cao như vậy thì nhu cầu chế biến chất lượng là tối cần thiết.
Những ưu điểm của sấy:
- Cho chất lượng sản phẩm đồng đều như mong muốn.
- Làm khô nhanh và tập trung: không làm cho sản phẩm bị lẫn những tạp chất, rác rưởi từ mơi
trường ngồi.
- Tiết kiệm diện tích: nếu phơi nắng sẽ cần một diện tích đủ rộng, mặt khác diện tích này khơng

dùng thường xun. Thời điểm bình thường thì khơng cần thiêt, nhưng đến mùa vụ thì khơng đủ.
- Tiết kiệm nhân cơng: nếu phơi lúa ngồi trời phải trơng chừng nắng mưa, mang ra phơi, cất vào.
- Tiết kiệm thời gian: phơi phải mấy ngày mới xong một mẻ, trong khi sấy chúng ta có thể làm khơ
3 đến 4 mẻ một ngày.
- Chủ động trong mọi thởi tiết, không phụ thuộc vào nắng, mưa.
Quy trình chế biến gạo hàng hóa và xuất khẩu như sau:
- Lúa được phân loại;
- Đem vào sấy;
- Nhập kho;
- Lúa được đem đi xay, sàng được gạo;
- Rồi gạo được đánh bóng và đóng bao;
- Từ đây gạo có thể được đem đi xuất khẩu.
Vị trí địa lý
Hà Nam là một tỉnh nằm ở vùng đồng bằng sông Hồng Việt Nam. Tỉnh nằm giáp với thủ đô Hà
Nội, phía đơng giáp với tỉnh Hưng n và Thái Bình, phía nam giáp tỉnh Nam Định và Ninh Bình,
phía tây giáp tỉnh Hịa Bình.
Điều kiện tự nhiên
-

Diện tích: 849,5 km²

-

Lượng mưa trung bình hàng năm: 1.900 mm

-

Nhiệt độ trung bình: 23-24°C

-

Số giờ nắng trong năm: 1.300-1.500 giờ

-

Độ ẩm tương đối trung bình: 85%

2

TTB Lạnh nhiệt_ K45


Đồ án môn học Kỹ thuật sấy

Giáo viên hướng dẫn: Đỗ Thái Sơn

- Địa hình thấp dần từ Tây sang Đơng. Phía Tây của tỉnh (chủ yếu ở huyện Kim Bảng) có địa
hình đồi núi. Phía Đơng là đồng bằng với nhiều điểm trũng.
II. Trình bày vật liệu sấy và cơng nghệ sản xuất sản phẩm:
Hạt thóc có rất nhiều hàm lượng dinh dưỡng bao gồm: Theo [4]
Bảng 1.1. Thành phần dinh dưỡng của hạt thóc nói chung
Thành
phần

Protein
(g)

Lipd
(g)

Gluxid
(g)

Xơ
%

Cacli
(mg)

Phospho
(mg)

Sắt
(mg)

Vitamin
B1(mg)

Vitamin
B2(mg)

Hàm
lượng

7,9

1

76,2

(10 ÷ 12)

30

104

1,3

0,1

0,03

Khi mới thu hoạch về lúa thường có độ ẩm cao nên một số giống lúa có thể nảy mầm, mem mốc và
nấm dễ phát triển, làm hư kém phẩm chất của thóc gạo. Độ ẩm trung bình của thóc khi mới thu hoạch
20- 27%. Để lúa không bị hư hại hoặc giảm phẩm chất, thì trong vịng 48 tiếng sau khi thu hoạch phải
làm khô lúa đạt độ ẩm 20%. Việc sử lý những tác động xấu trên thì ta phải sấy thóc. Sấy là phương
pháp làm khơ hạt thóc ít bị chịu tác động bên ngoài, do vậy người nơng dân có thể chủ động. Nhưng
cũng cần phải chú ý tác nhân nhiệt độ khi sấy không làm biến chất thành phần dinh dưỡng trong hạt
thóc.
Theo thống kê, độ ẩm an tồn của hạt thóc cho bảo quản phụ thuộc vào tình trạng thóc, khí hậu
cũng như điều kiện bảo quản. Khi thóc có độ ẩm 13- 14% có thể bảo quản được từ 2-3 tháng, nếu
muốn bảo quản hơn 3 tháng thì độ ẩm của thóc tốt nhất từ 12- 12,5%. Độ ẩm thóc, cơng nghệ sấy cũng
ảnh hưởng tới hiệu suất thu hồi gạo và tỷ lệ gạo trong q trình xay xát, độ ẩm thích hợp cho quá trình
xay xát từ 13- 14%.
Vậy nên khi TK Hệ thống sấy (HTS) ta cần xác định rõ thông số của Tác nhân sấy (TNS) phù hợp
cho thóc, để thóc được bảo quản lâu, chất lượng tốt và lượng phế phẩm khi xay xát thấp.
Một hạt thóc có ba bộ phận chủ yếu là: vỏ trấu, phần chính của hạt gạo, phần phôi. Để sấy tốt húng
ta cần nắm vững yêu cầu của việc sấy là tạo ra gạo hay thóc giống, để chọn được nhiệt độ sấy và thời
gian sấy thích hợp. Nhất là đối với lúa giống khơng được làm chết hạt mầm.
Thóc là một loại vật liệu sấy có vỏ bao ngồi kín và khá bền vững nên thơng thường chúng ta có

thể dùng trực tiếp khói đã qua bộ phận lọc bụi để sấy. Điều này có những ưu điểm sau:
- Thiết bị đơn giản hơn.
- Ít tổn hao nhiệt hơn do đó cũng làm giảm chi phí nhiên liệu.

3

TTB Lạnh nhiệt_ K45


Đồ án môn học Kỹ thuật sấy

Giáo viên hướng dẫn: Đỗ Thái Sơn

CHƯƠNG II. CHỌN PHƯƠNG ÁN SẤY, THIẾT BỊ SẤY, TÁC NHÂN SẤY, THÔNG SỐ
CHẾ ĐỘ SẤY, NHIÊN LIỆU SỬ DỤNG
I. Chọn phương án sấy:
Hệ thống sấy đối lưu gồm các dạng: HTS buồng, HTS hầm, HTS tháp, HTS thùng quay, HTS khí
động, HTS tầng sơi, HTS phun.
Trong đó ta thấy:
- HTS buồng: Năng suất thường nhỏ, VLS được đặt cố định trên q trình sấy hoặc xe gng
nên cố định trong suốt q trình sấy ⇒ QTS khơng được đồng đều. Để khắc phục thì người ta bố trí
cách đưa TNS theo đường dích dắc tạo nên sự đồng đều cho sản phẩm sấy. Hệ thống này chỉ phù hợp
các VLS mà ta khó làm cho nó bị xáo chộn được trong q trình sấy, đó là những VLS: Tấm gỗ, gạch,
ngói … Trong khi đó thóc rất dễ xáo chộn ⇒ Không dùng thiết bị này.
- HTS hầm: Có năng suất lớn hơn HTS buồng, QTS khơng theo chu kỳ như HTS buồng mà liên
tục. Nhưng HTS này vẫn có nhược điểm giống HTS buồng ⇒ Khơng dùng để sấy thóc.
- HTS phun: Chỉ dùng để sấy các dung dịch huyền phù ⇒ Không dùng để sấy thóc.
- HTS tháp: Có thể sấy liên tục với năng suất cao. Rất phù hợp cho sấy hạt, VLS chảy liên tục
từ trên xuống dưới dưới tác dụng của trọng lực bản thân ⇒ Trong quá trình sấy VLS được xáo chộn
đều cùng TNS ⇒ Sản phẩm sấy đồng đều. Hơn nữa việc phân vùng TNS nóng – lạnh cũng dễ dàng ⇒

áp dụng được hiệu ứng A.V.Luikov.
- HTS thùng quay: Cũng như HTS tháp, HTS này cũng rất phù hợp để sấy hạt. VLS được xáo
chộn nhờ cánh xáo chộn khi thùng quay. TNS vào đầu này và ra khỏi đầu kia của thùng sấy ⇒ QTS
được liên tục. HTS này có ưu điểm xáo chộn đồng hơn nhiều so với THS tháp do có cánh xáo chộn
được dẫn động nhờ một động cơ quay. Nhưng cũng điều này mà nó chỉ hiệu quả khi sấy với năng suất
trung bình cịn khi sấy với năng suất lớn thì việc dẫn động cho thùng quay cũng đòi hỏi tốn kém và
phức tạp.
- HTS tầng sôi: Ngay tên gọi của HTS ta đã hình dung được VLS ln xáo chộn trong quá trình
sấy. VLS phù hợp vẫn là dạng hạt, dưới tác dụng của TNS với thơng số thích hợp ⇒ VLS ln bồng
bềnh. Q trình sấy liên tục do hạt khô nhẹ sẽ ở phần trên của lớp sôi ⇒ lấy ra khỏi TBS. Trong HTS
tầng sôi, truyền nhiệt và ẩm giữa TNS và VLS là rất tốt nên trong các HTS hạt hiện có thì sấy tầng sơi
có năng suất lớn, thời gian sấy nhanh và VLS được rất đều.
Như vậy 3 HTS tháp – thùng quay – tầng sơi đều phù hợp cho sấy thóc. Nhưng xét về chi phí đầu
tư và chất lượng sản phẩm thì sấy tháp phù hợp hơn cả cho sấy thóc khu vực Hà Nam. HTS này có chi
phí đầu tư thấp hơn cả, việc xáo chộn VLS là do chính trọng lực của nó gây ra, khơng cần phải tác
động bên ngồi như :
Quay: HTS thùng quay cần có động cơ để làm quay thùng ⇒ tốn công suất cho động cơ.
Bồng bềnh: HTS tấng sơi, TNS phải có áp lực nhất định thì mới thổi lớp VLS thành màng bồng
bềnh.
Và hơn cả là VLS vẫn đảm bảo yêu cầu. Thóc sấy đạt độ ẩm từ 20% xuống 15%, có độ ẩm tương
đối đồng đều.

4

TTB Lạnh nhiệt_ K45


Đồ án môn học Kỹ thuật sấy

Giáo viên hướng dẫn: Đỗ Thái Sơn

Cịn nếu sản phẩm sấy địi hỏi có yêu cầu cao hơn thì việc chọn HTS thùng quay và tầng sôi là rất
phù hợp.

II. Chọn thiết bị sấy, tác nhân sấy, nhiên liệu:
II.1. Chọn thiết bị sấy:
Trong HTS (sấy đối lưu) tác nhân sấy có nhiều dạng: Khơng khí – khói – hơi. Mỗi loại lại có những
tính chất khác nhau phù hợp cho từng HTS và đặc biệt là vật liệu sấy. VLS của ta ở đây là thóc do đó
ta chọn TNS là khói là rất phù hợp bởi vì:
+Thóc có lớp vỏ trấu bên ngồi khi sấy bằng khói sẽ khơng làm ảnh hưởng tới chất lượng của hạt
gạo.
+Khói là TNS rẻ tiền nhất vì khơng cần tới caloriphe mà chỉ cần buồng hồ trộn, chi phí nhỏ hơn
rất nhiều.
Như vậy khói vừa đảm bảo được là TNS lại tạo ra kinh tế hơn ⇒ Khói là TNS phù hợp nhất.
+Bên cạnh đó khói cũng có nhược điểm:
Trong khói có nhiều bụi cản trở dịng TNS, tốn năng suất cho quạt.
Bụi cũng bám vào VLS làm bẩn sản phẩm
II.2. Nhiên liệu sử dụng:

5

TTB Lạnh nhiệt_ K45


Đồ án môn học Kỹ thuật sấy

Giáo viên hướng dẫn: Đỗ Thái Sơn

Nhiên liệu cũng là yêu cầu cần đảm bảo cả kỹ thuật và kinh tế. Những nhiên liệu thường được chọn
dùng trong HTS dùng phương pháp đối lưu như: Than, củi gỗ, trấu, ga…

Như chúng ta biết Hà Nam nằm ở khu vực đồng bằng bắc bộ. Không như vùng Đồng Bằng sông
cửu long vùng Đồng Bằng bắc bộ chấu chưa được sử dụng nhiều làm nhiên liệu. Tuy nhiên với đề tài
này em sử dụng nhiên liệu là chấu với hy vọng trong tương lai không xa khu vực Đồng Bằng bắc bộ
cũng có những nhà thu hồi và sản xuất chấu thành nhiên liệu đốt. Vì đa phần chấu không được sử dụng
nhiều.
Hệ thống máy ép củi trấu có chi phí 20 triệu đồng, cơng suất 70-80kg củi/giờ, tiêu thụ điện 67kWh; 1,05 kg trấu nguyên liệu sẽ cho ra 1kg củi trấu. Củi trấu duy trì sự cháy lâu hơn nấu trực tiếp
bằng trấu hoặc than đá và có thể dùng rộng rãi trong sinh hoạt, sấy nơng sản hàng hố ở vùng nơng
thơn.
Chúng có rất nhiều, nhưng việc chọn nhiên liệu nào thì cịn phụ thuộc vào yếu tố nêu trên. Nhìn
chung thì yêu cầu về kỹ thuật luôn được đáp ứng ⇒ xét về mặt kinh tế, tức là việc chi phí thấp.
III. Tính tốn hệ thống sấy tháp:
Tháp sấy với năng suất 12 tấn/mẻ, với thời gian 4,5 đến 6 giờ. Thời gian này là thời gian tính cho
thóc được sấy nóng, do đó thời gian sấy thực tế sẽ lớn hơn do:
VLS là thóc có độ ẩm lớn 28%, khi sấy cần đạt được 14% nên độ chênh ẩm là tương đối cao. Để độ
ẩm được đồng đều trong VLS ta cần bố trí thêm một vùng làm mát. Điều này rất quan trọng, một là
không gây ra ứng suất ẩm làm gãy hạt khi xay xát, hai là ta ứng dụng được thế sấy của A.V.LuiKov.
Độ ẩm của VLS không được giảm quá nhanh, vì nếu nhanh thì TNS phải có thế sấy cao ⇒ nhiệt độ
cũng sẽ cao ⇒ khi cao quá nhiệt độ cho phép sẽ làm thay đổi thành phần dinh dưỡng trong thóc. Điều
này hồn tồn khơng có lợi, do đó ta tính tốn để VLS dịch chuyển 2 lần qua tháp, đảm bảo ẩm giảm
từ từ.
III.1. Chọn sơ bộ kết cấu:
Với những phân tích nêu trên thì tháp sấy được chia làm 3 vùng sấy, thêm 1 hệ thống băng tải để
chuyển thóc lên sấy lần 2. Thóc được băng tải chuyển lên, trước khi vào các vùng sấy được đưa vào
vùng chứa nằm ở đỉnh tháp. Vùng này có tác dụng phân phối thóc đi trong tháp đồng đều.
Ba vùng sấy, đi từ trên xuống lần lượt là: Vùng sấy nóng 1, vùng làm mát 2 và cuối cùng vùng sấy
nóng 3. Vùng làm mát là điểm đặc biệt của hệ thống sấy:
Vùng 2 làm thay đổi chiều gardt, gardt cùng chiều với gardu ứng dụng thế sấy của A.V.LuiKov ⇒
ẩm dịch chuyển ở dạng lỏng từ trong VLS ra ngoài bề mặt, rồi ra khỏi VLS. Tuy nhiên cũng có trường
hợp do tác nhân làm lạnh có độ ẩm cao, khi này ẩm lại có xu hướng chuyển ngược lại VLS, nhưng khi
vào tới bề mặt VLS thì ẩm này bị ngăn lại do dòng ẩm lỏng từ trong VLS đi ra. Trường hợp này vùng

làm mát chỉ có tác dụng làm đồng đều ẩm trong VLS, để qua các vùng sấy tiếp theo ẩm thoát ra được
dễ dàng (ẩm trong VLS đã chuyển ra bề mặt VLS ). Các vùng trên đều là hình hộp chữ nhật.
Phần cuối của tháp thu nhỏ dần sao cho lưu lượng thóc ra đúng như thiết kế.

III.2. Chọn chế độ sấy:

6

TTB Lạnh nhiệt_ K45


Đồ án môn học Kỹ thuật sấy

Giáo viên hướng dẫn: Đỗ Thái Sơn

III.2.1. Phân giáng độ ẩm:
VLS được sấy làm hai vòng qua tháp. Theo yêu cầu và kinh nhiệm ta lấy phân bố giáng ẩm trong
các vùng sấy và vùng làm mát như sau:
-Vịng sấy 1:
Vùng sấy nóng thứ 1: ω 11= 28%; ω 21= 26%; ω tb= 27%
Vùng làm mát thứ 2 : ω 12= ω 21= 26%; ω 22= 24%; ω tb= 25%
Vùng sấy nóng thứ 3: ω 13= ω 22= 24%; ω 23= 20%; ω tb= 22%
-Qua băng tải: Ta xem như 1 quá trình làm mát và độ ẩm của VLS giảm đi 1%,
ω 1bt= 21%; ω 2bt= 20%; ω tb= 20,5%
-Vòng sấy thứ 2:
Vùng sấy nóng 1: ω 11= ω 2bt= 20%; ω 21= 17%; ω tb= 18,5%
Vùng làm mát 2:

ω 12= ω 21= 17%; ω 22= 16%; ω tb= 16,5%

Vùng sấy nóng 3: ω 13= ω 22= 16%; ω 23= 14%; ω tb= 15%
III.2.2. Nhiệt độ TNS vào các vùng t1i:
Theo kinh nhiệm nhiệt độ TNS vào các vùng trong HTS tháp đối với thóc là (60 0C ÷ 70C0), nếu
cao hơn thì sẽ làm thay đổi các thành phần dinh dưỡng trong hạt thóc. Trừ trường hợp là sấy lại thóc
trong kho bảo quản, khi này ẩm thâm nhập vào thóc bảo quản nên ta phải sấy lại để khử lượng ẩm đó
đi. Do hạt thóc có độ ẩm thấp rồi (từ 15% đến 16% so với thóc mới thu hoạch về đem sấy độ ẩm trên
20%) nên ta sấy với thời gian rất ngắn và TNS có nhiệt độ cao 100C 0 ÷ 140C0.
Khi sấy thóc ta xem khơng có thành phần ẩm tự do, mà chỉ có ẩm liên kết. Thành phần ẩm tự do
trong quá trình chuẩn bị vào sấy đã bị sử lí qua. Như vậy VLS coi như sấy trong giai đoạn tốc độ giảm.
Lúc đầu ẩm ở ngay bề mặt hạt thóc nhận nhiệt bốc hơi sau đó mới tới ẩm trong hạt thóc ⇒ nhiệt độ
TNS vùng sấy nóng 3 sẽ cao hơn vùng sấy nóng 1, có vậy mới làm bay hơi ẩm ở trong hạt thóc ra. Ta
chọn độ chênh này là 50C.
Vùng làm mát 2 lấy ngay khơng khí ngồi trời thổi vào. Chọn nhiệt độ khơng khí ngồi trời làm
mát khắc nhiệt, tức là nhiệt độ trung bình nóng nhất vào mùa hè t tbmax= 31,30C, ω 13-15 = 62%[12]. Cả
hai vòng đều chọn nhiệt độ tác nhân sấy đầu vào như nhau.
Trên cơ sở phân tích trên ta chọn phân bố nhiệt độ TNS vào các vùng như sau:
Vùng sấy nóng 1: t11= 650C.
Vùng làm mát 2 : t12= 330C.
Vùng sấy nóng 3: t13= 700C.

III.2.3. Thời gian sấy mỗi vùng:

7

TTB Lạnh nhiệt_ K45


Đồ án môn học Kỹ thuật sấy

Giáo viên hướng dẫn: Đỗ Thái Sơn

Khi sấy thóc trong các HTS tháp, thời gian sấy tùy thuộc độ ẩm của VLS và nhiệt độ TNS thường
nằm trong khoảng (0,75 ÷ 1,5h). Như vậy thời gian trong các vùng sấy nóng phải thoả mãn điều kiện
trên. Thời gian làm mát cũng được chọn theo kinh nhiệm và bằng 1/2 thời gian sấy nóng. Thời gian
sấy nóng ở mỗi vùng bằng nhau, gọi là τ . Giả sử khơng có vùng làm mát thì theo cách phân tích trên
và kết hợp với bài thì ta có:
Thời gian

τ

2τ

3τ

4τ

Vùng sấy 1

*1

*2

*3

*4

Vùng sấy 2
Sản phẩm

*2

*1

*2

*3

*i: Chỉ lượng sản phẩm sấy của một vùng vào tháp lần thứ i
Từ bảng trên thì sau 6. τ (h) thì mới xong một mẻ. Như vậy thời gian sấy thóc qua một vùng là: τ =
4, 5
4

= 1,125 (h) (Thoả mãn điều kiện kinh nhiệm)

Do có vùng làm mát nằm giữa 2 vùng sấy nóng nên thời gian qua vùng làm mát của 1 vòng sẽ bằng

τ m= τ =

1,125
2

= 0,562 (h). Thời gian qua vùng làm mát của cả mẻ là: 2. τ m=1,125 (h)

III.2.4. Nhiệt độ cho phép đốt nóng hạt:
Theo công thức (10.11)[1] ta được nhiệt độ cho phép của hạt trong các vùng tương ứng là:
(Do 2 vòng sấy đều giống nhau nên ta chỉ xét một vòng)
th= 2,218 – 4,343.ln τ +

23, 5
0, 37 + 0, 63.ωtb

; Thay các giá trị vào ta được kết quả

-Vùng sấy nóng 1: th1= 470C
-Vùng sấy nóng 2: th2= 480C
III.2.5. Nhiệt độ TNS ra khỏi các vùng:
Theo điều kiện (11.1)[1] nhiệt TNS lớn hơn nhiệt độ hạt (5 0C ÷ 10C0) thì nhiệt độ ra TNS t2 phải
chọn theo điều kiện: t2i ≤ (50C ÷ 10C0) + thi
Như vậy kết hợp với nhiệt độ cho phép trên đây ta có:
-Vùng sấy nóng 1: t21 = th1 + 3 = 47 + 3 = 500C
-Vùng làm mát 2: t22 = t12 + 5 = 33 + 5 = 380C
-Vùng sấy nóng 3: t23 = th2 + 8 = 48 + 5 = 530C
III.2.6. Nhiệt độ vào và ra khỏi các vùng của VLS:
Chúng ta chọn nhiệt độ vào và ra khỏi các vùng theo nguyên tắc. Nhiệt độ vào vùng sau bằng nhiệt
ra vùng trước. Trong đó nhiệt độ ra của các vùng sấy theo nhiệt độ TNS bằng quan hệ:
tv2i = t2i – (50C ÷ 10C0)

8

TTB Lạnh nhiệt_ K45


Đồ án môn học Kỹ thuật sấy

Giáo viên hướng dẫn: Đỗ Thái Sơn

Khi này ta có:
*Vịng đầu:
-Vùng sấy thứ 1:

tv11= t0 = 330C; tv21 = 50 – 8 =420C

-Vùng làm mát 2:

tv12 = tv21 = 420C; tv22 = 390C

-Vùng sấy thứ 3:

tv13 = tv22 = 390C; tv23 = 53 – 8 = 45 0C

*Vòng cuối:
-Trong băng tải:

tv1bt = 450C; tv2bt = t0 + 9 = 33 + 9 = 420C

-Vùng sấy thứ 1:

tv11= 420C; tv21 = 450C

-Vùng làm mát 2:

tv12 = tv21 = 450C; tv22 = 430C

-Vùng sấy thứ 3:

tv13 = tv22 = 430C; tv23 = 460C

Sau khi VLS sấy xong, được một hệ thống băng tải đưa đến khu ủ thóc, nó có tác dụng làm hạ nhiệt
độ tới nhiệt độ môi trường, đồng đều ẩm trong VLS => khi xay xát giảm tỷ lệ hạt bị gãy vỡ.
III.3. Tính kích thước tháp sấy:

III.3.1. Tính cân bằng ẩm cho từng vùng:
Để tính được cân bằng ẩm cho từng vùng ta cần phải biết được lưu lượng VLS trong tháp. Với điều
kiện ta cho hạt thóc chuyển động cùng tốc độ qua các vùng trong tháp. Nhận thấy trong lần sấy đầu
tiên do VLS phải đi lần lượt từ trên xuống dưới, đồng thời có VLS đi vào nhưng khơng có sản phẩm
sấy đi ra. Chỉ tới khi có lượng VLS đầu tiên xong đi ra thì lúc này có bao nhiêu thóc cần sấy đi vào, thì
có bấy nhiêu thóc sấy được đi ra trong 2 mẻ liên tiếp. Đó là thời kỳ quá độ của hệ thống, ta chỉ xét ở
thời kỳ ổn định của HTS tức là ln có lượng thóc trong tháp ở các vùng sấy, làm mát tổng cộng là 12
tấn. Tổng thời gian trong 1 mẻ sấy:
∑τ = τ + 4,5 = 1,125 + 4,5 = 5,625 (h)
(Do phải qua làm lạnh nên ta cộng thêm thời gian làm lạnh).
Lưu lượng VLS đi ra khỏi tháp (năng suất sấy thực tế): G2
Trong 1 mẻ sấy có 2 vịng nên lưu lượng VLS ra khỏi tháp ở 2 vịng là như nhau và cũng chính là
VLS đi ra khỏi tháp. Nó là tỷ số của tổng khối lượng thóc được sấy với tổng thời gian sấy nóng của 1
vịng cộng với thời gian làm mát của vịng đó.
15
Ta xác định được: G2 =

2.τ +

τ
2

=

15
2.1,125 +

1,125 = 5,333 (tấn/h)
2

Lượng ẩm cần bốc hơi trong 1h khi năng suất đã ổn định. Theo (7.6)[1] ta tính được lượng ẩm cần
bốc hơi trong 1h cho vùng thứ i là:
Wi = G2i .

ω1i − ω2 i
1 − ω1i

9

TTB Lạnh nhiệt_ K45


Đồ án môn học Kỹ thuật sấy

Giáo viên hướng dẫn: Đỗ Thái Sơn

Trong 1 mẻ sấy có 2 vịng, nhưng chúng giống nhau nên ta chỉ cần tính cho một vịng, cịn vịng kia
tương tự.
Tính cho vịng cuối. Thay các giá trị vào tính tốn ta được:
W3 = 5333.

0,16 − 0,14
1 − 0,16

= 127 (kg/h). Tính tương tự ta có bảng kết quả sau:

Thứ tự
Vịng cuối
Vùng sấy nóng 3
Vùng làm mát 2

Vùng sấy nóng 1
Vịng đầu
Vùng sấy nóng 3
Vùng làm mát 2
Vùng sấy nóng 1

ϖ 1i
0.16
0.17
0.19
ϖ 1i
0.22
0.23
0.25

ϖ 2i
0.14
0.16
0.17
ϖ 2i
0.20
0.22
0.23

Gi(kg/h)
5333
5460
5526

Wi(kg/h)

127
66
136

Gi(kg/h)
5789
5855
5991

Wi(kg/h)
138
70
148

III.3.2. Kích thước tháp sấy:
Tháp sấy có dạng hình hộp chữ nhật, cần phải xác định chiều cao cho tháp để thoả mãn qua mỗi
vùng sấy lượng ẩm thoát ra như đã tính tốn. Các kênh dẫn và kênh thải được bố trí so le nhau, theo
mặt cắt dọc tháp có kích thước như hình vẽ:
Xét một cặp kênh dẫn và kênh thải, ta xem nó là đơn vị thể tích của tháp.
Với các kích thước: 3,5 x 2,781 x 0,436 m.
Thể tích đơn vị của tháp V0 = 3,5.2,781.0,436 = 4,248 m3
Trong thể tích V0 thì kênh chiếm thể tích: VK = n.Fk.3,5
Trong đó: n là tổng số kênh dẫn và thải
Fk là diện tích của một kênh
Từ hình vẽ ta thấy n = 22 (cái). Fk = 0,15.0,125+1/2.0,15.0,0433 = 0,022 m2
Khi này Vk = 22.0,022.3,5 = 1,68 m3
Thể tích của thóc:
Vth = V0 – Vk = 4,248 – 1,68 = 2,568 m3
Như vậy khi đã xác định được Vth ta dễ dàng tìm được khối lượng thóc trong đơn vị thể tích tháp.
Khối lượng riêng của thóc ở độ ẩm 14% là 500 kg/m3 (phụ lục 1)[1].

10

TTB Lạnh nhiệt_ K45


Đồ án môn học Kỹ thuật sấy

Giáo viên hướng dẫn: Đỗ Thái Sơn

125 mm

50 mm

436 mm

2781 mm

150 mm

Bên ngoài hạt thóc được bọc bởi lớp vỏ nên thể tích của thóc khơng thay đổi nhiều khi sấy. Mặt
khác do hệ số điền đầy của thóc trong tháp là α = 0,8 ⇒ Ta tính được khối lượng thóc trong vùng
tháp đơn vị sấy xong: mth = 2,568.500.0,8 = 1027,2 kg
Chiều cao của vùng sấy nóng thứ 3 là: h3 =

6000
.0,436 = 2,6 (m)
1027, 2

Số vùng tháp đơn vị trong vùng sấy này là: n0 =

h3
2,6
=
= 6 (vùng)
0.436 0.436

Nhận thấy, khối lượng riêng của tháp thay đổi theo độ ẩm như thể tích của nó thì gần như khơng
thay đổi. Mà chiều cao các vùng tháp liên quan đến thể tích của thóc trong vùng, vì thế mà chiều cao
của vùng sấy nóng 3 cũng chính là chiều cao vùng sấy nóng 1và chiều cao vùng làm mát 2 bằng một
nửa chiều cao các vùng này h2 =

h 3 2,6
=
= 1,3 (m).
2
2

Trên cùng tháp là vùng chứa thóc, nó có chiều cao bằng 1/2 chiều cao của 1 vùng sấy. Để đảm bảo
lượng thóc dịch chuyển liên tục trong tháp. hc = 1,35 (m).
*Vậy ta có kích thước của tháp như sau:
Các vùng
Sấy nóng 1
Làm mát 2
Sấy nóng 3
Vùng chứa
Vùng đáy

Chiều rộng (m)
2,781

2,781
2,781

Chiều dài (m)
3,5
3,5
3,5

Tổng chiều cao tháp

Chiều cao (m)
2,6
1,3
2,6
0,65
0,65
7,8

III.4. Tính tốn q trình cháy và q trình hồ trộn:
Nhiên liệu là trấu bao gồm thành phần sau:

11

TTB Lạnh nhiệt_ K45


Đồ án môn học Kỹ thuật sấy

Giáo viên hướng dẫn: Đỗ Thái Sơn

Thành phần

Clv

Hlv

Slv

Olv

Nlv

Alv

Wlv

Phần trăm (%)

48

4,2

0

17

0,3

0,9

29,6

III.4.1. Nhiệt trị cao của nhiên liệu:
Trên cơ sở nhiệt lượng toả ra trong các phản ứng cháy, Menđêlêep đã đưa ra cơng thức tính nhiệt trị
cao của nhiên liệu:
Qc = 33858.C + 125400.H – 10868.(O – S)
= 33858.0,48 + 125400.0,042 – 10868.(0,17 – 0)
= 19671,08 ≈ 19671

(kJ/kg)

III.4.2. Lượng khơng khí khơ lý thuyết cho q trình cháy:
Lượng khơng khí khơ lý thyết để đốt cháy 1kg nhiên liệu là lượng khơng khí khơ vừa đủ cung cấp
O2 cho các phản ứng cháy. Với thành phần khối lượng O 2 chứa trong khơng khí khơ lấy làm trịn 23%,
từ các phản ứng cháy ta tính được lượng khơng khí khơ lý thuyết cần thiết để đốt cháy 1kg nhiên liệu
(3.11)[1]
L0 = 11,6.C + 34,8.H + 4,3.(S – O)
= 11,6. 0,48 + 34,8.0,042 + 4,3.(0 – 0,17) = 6,3 (kg kk/kg nl)
III.4.3. Thơng số khói sau buồng đốt:
Trong khói lị cũng chỉ có hai thành phần: Khói khơ và hơi nước. Vì vậy, với tư cách là một TNS
chúng ta như 1 dạng khơng khí ẩm tương đương. Khi đó, nếu ding đồ thị I – d để biểu diễn trạng thái
hay các quá trình nhiệt động của khói lị chúng ta có quyền ding đồ thị I – d của khơng khí ẩm.
Thơng số khói sau buồng đốt trên đồ thị I – d trạng thái này được biểu diễn bởi điểm K. Để xác
định điểm này trên đồ thị I – d chúng ta xác định lượng chứa ẩm d’ và entanpy I’ của nó.
-Theo (3.28)[1] thì lượng chứa ẩm của khói d’ được tính theo:
d’ =

(9.H + A) + α bd .L 0 .d 0
(9.H + A) + α bd .L 0 .d 0
=

(α bd .L 0 + 1) − { W + (9.H + A)} (α bd .L 0 + 1) − { W + (9.H + A)}

d0: Lượng chứa ẩm của khơng khí ứng với nhiệt độ t 0. ở (t0, ϕ 0) = (330C,58%) ta chọn được các giá
trị sau:
d0 = 0,0175 kg ẩm/kg kk.
I0 = 78 kJ/kg kk

α bd : Hệ số khơng khí thừa của buồng đốt. Trong các lị đốt lấy khói của HTS có thể lấy

α bd

= 1,2 ÷ 1,3. Ta chọn α bd = 1,2 do trấu dễ cháy nên α bd = 1,2 đảm bảo cháy hết nhiên liệu mà không
tổn thất nhiệt khi phải sấy nóng thêm lượng khơng khí khi mà α bd > 1,2
Thay các giá trị vào ta được:

12

TTB Lạnh nhiệt_ K45


Đồ án môn học Kỹ thuật sấy

d’ =

Giáo viên hướng dẫn: Đỗ Thái Sơn

(9.0, 42 + 0,009) + 1, 2.6,3.0,0175
= 0,0659 kg ẩm/kg kk
(1, 2.6,3 + 1) − { 29,6 + (9.0,042 + 0,009)}

-Theo (2.31)[1] Entanpy của khói lị sau buồng xác định bởi:
I’=

Q c .ηbd + C nl .t nl + α bd .L 0 .I 0
Lk'

Lk’ :Khối lượng khói khơ thu được sau buồng đốt. Theo (3.23)[1] ta xác định được
Lk’ = ( α bd.L0 + 1) – { W + (9.H + A)}

ηbd : Hiệu suất buồng đốt ở đây chúng ta chọn ηbd = 90%
Cnl , tnl : Nhiệt dung riêng và nhiệt độ của nhiên liệu tương ứng bằng: Cnl = 1,876 kJ/kgK
và tnl = 330C
Khi đó entanpy của khói là:
I’=

Q c .η bd + C nl .t nl + α bd .L 0 .I 0
19671.0,9 + 1,876.33 + 1, 2.6,3.78
=
(α bd .L 0 + 1) − { W + (9.H + A)} (1, 2.6,3 + 1) − { 0,296 + (9.0,042 + 0,009)}

= 2143,65 kJ/ kg kk
-Nhiệt độ của khói lị sau khi đốt:
t’ =

I ' − 2500.d '
2143,65 − 2500.0,0659
=
= 17580C
'
1,004 + 1,842.0,0659

1,004 + 1,842.d

III.4.4. Hệ số khơng khí thừa sau q trình hồ trộn:
Do nhiệt độ khói sau buồng đốt rất lớn so với u cầu, trong các HTS dùng khói lị làm TNS người
ta phải tổ chức hồ trộn với khơng khí ngồi trời để cho một hỗn hợp có nhiệt độ thích hợp. Vì vậy,
trong HTS người ta xem hệ số khơng khí thừa ỏ là tỷ số giữa khơng khí khơ cần cung cấp thực tế cho
buồng đốt cộng với lượng khơng khí khơ đưa vào buồng hồ trộn với lượng khơng khí khơ lý thuyết
cần cho q trình cháy. Sơ đồ ngun lý sử dụng khói lị làm TNS trong HTS biểu diễn như hình vẽ:
1
Nhiên liệu

2

3

Vật liệu ẩm

Khói

Khí thải

K
A
Khơng khí

B
A
Khơng khí

C

Vật liệu khơ

1.Buồng đốt ; 2.Buồng hồ trộn ; 3.Buồng sấy.

Theo (3.15)[1] ta có:

13

TTB Lạnh nhiệt_ K45


Đồ án môn học Kỹ thuật sấy
αi =

Giáo viên hướng dẫn: Đỗ Thái Sơn

Q c .ηbd + C nl .t nl - (9.H + A).i ai -{1 - (9.H + A + W)}C pk .t li
L 0 {d 0 .(i ai - i a0 ) + C pk . (t li - t 0 )}

Trong đó:

ηbd : Hiệu suất buồng đốt ở đây chúng ta chọn ηbd = 90%
Cnl , tnl : Nhiệt dung riêng và nhiệt độ của nhiên liệu tương ứng
Cnl = 1,876 kJ/kgK
tnl = 330C
Cpk: Nhiệt dung riêng của khói. Cpk= 1,004 kJ/kgK
ia và ia0: Entanpy của hơi nước chứa trong khói sau buồng hồ trộn và trong khơng khí ngồi
trời, tính theo cơng thức:
i = 2500 + 1,842t1i (kJ/kg)
d0: Lượng chứa ẩm của khơng khí ứng với nhiệt độ t0.

t1i : Nhiệt độ của khói sau mỗi buồng hồ trộn (cũng chính là nhiệt độ TNS vào các vùng)
Để thuận tiện cho q trình tính tốn ta đặt: t11 = t11 = t1; t12 = t12 = t2
Với nhiệt độ tli đã chọn ta tính được:
Entanpy của hơi nước chứa trong khói sau buồng hồ trộn của vùng sấy nóng 1.
ia1 = 2500 + 1,842.65 = 2628,94

(kJ/kg)

Entanpy của hơi nước chứa trong khói sau buồng hồ trộn của vùng sấy nóng 3.
ia3 = 2500 + 1,842.70 = 2638,15

(kJ/kg)

Thay các giá trị vào biểu thức ta được:
-Hệ số khơng khí thừa cở buồng hồ trộn 1: α1 = 8,1
- Hệ số khơng khí thừa cở buồng hồ trộn 2: α 2 = 69
III.4.5. Thơng số khói lị sau buồng hoà trộn hay trước khi vào các vùng sấy:
Như chúng ta đã biết, trạng thái này là trạng thái hỗn hợp giữa khói lị sau buồng đốt (điểm K) và
khơng khí ngồi trời (điểm A). Do đó, điểm hồ trộn B phải nằm trên đường thẳng AK. Có thể xác
định lượng chứa ẩm của trạng thái B theo (3.29)[1].
d1i =

(9.H + A) +α i.L 0.d 0
(αi .L 0 +1) - { W + (9.H + A)}

Thay α i và các đại lượng đã biết chúng vào ta tính được lượng ẩm của khói trước khi vào các vùng
sấy:
d11 = 0,018276 (kg ẩm/ kg kk)
d13 = 0,018398 (kg ẩm/ kg kk)

14

TTB Lạnh nhiệt_ K45


Đồ án môn học Kỹ thuật sấy

Giáo viên hướng dẫn: Đỗ Thái Sơn

Từ đồ thị I – d với trạng thái B được xác định bởi cặp thông số (t 1i, d1i) chúng ta có thể xác định
được entanpy I1i của khói lị trước khi vào các vùng sấy. Đương nhiên, chúng ta có thể tính theo cơng
thức (3.32)[1]. Khi đó:
I1i =

Q c .ηbd + C nl .t nl + αi .L0 .I0
(αi .L 0 + 1) - {W + (9.H + A)}

Thay các đại lượng cụ thể vào công thức trên ta tính được entanpy của khói trước khi vào các vùng
sấy nóng:
I11 =

I13 =

19671.0,9 + 1,876.33 + 80.1.6,3.78
= 113,13 (kJ/kg kk)
(80,1.6,3 + 1) − { 0,296 + (9.0,042 + 0,009)}
19671.0,9 +1,876.33 + 69.6,3.78
(69.6,3 + 1) − { 0,296 + (9.0,042 + 0,009)}

= 118,62 (kJ/kg kk)

III.4.6. Độ ẩm tương đối ϕ li:
Để tính ϕ li ta cần tính phân áp suất pb ứng với nhiệt độ tli. Chúng được xác định theo công thức:

ϕ1i =

B.d li
p bi .(0,621 + d li )

Trong đó:
pbi là phân áp suất bão hồ của hơi nước theo nhiệt độ ti được xác định theo cơng thức:
B: áp suất khí trời nơi ta xác định độ ẩm tương đối ϕ



pbi = exp 12 −



4026,42 

235,5 + t i 

Thay các giá trị vào ta tính được pbi như sau:



pb1 = exp12 −





pb3 = exp12 −



4026,42 
4026,42 

 = exp12 −
 = 0,25 bar
235,5 + t 1 
235,5 + 65 

4026,42 
4026,42 

 = exp12 −
 = 0,31 bar
235,5 + t 2 
235,5 + 70 


Do đó:

B.d l1
ϕ11 =
=
p b1 .(0,621 + d l1 )

745
.0,019244
= 11,5%
750
0,25.(0,621 + 0,019244)

B.d l3
ϕ13 =
=
p b2 .(0,621 + d l3 )

745
.0,019283
= 9,3%
750
0,31.(0,621 + 0,019283)

15

TTB Lạnh nhiệt_ K45


Đồ án môn học Kỹ thuật sấy

Giáo viên hướng dẫn: Đỗ Thái Sơn

III.5. Quá trình sấy lý thuyết:
Chúng ta quan niệm q trình sấy lý thuyết là q trình khơng có tổn thất do VLS mang đi, do đó
thiết bị chuyển tải mang đi, khơng có tổn thất do toả ra môi trường qua kết cấu bao che … mà chỉ có
tổn thất do TNS mang đi. Do đó bao nhiêu nhiệt lượng khói lị cung cấp cho VLS hồn toàn dùng để

tách ẩm khỏi vật liệu. Do ẩm tách khỏi lại bay vào trong khói nên ẩm lại mang tồn bộ nhiệt lượng mà
khói đã mất đi trả lại cho khói dưới dạng nhiệt ẩn hố hơi r và nhiệt vật lý của hơi nước C pat. Vì vậy
quá trính sấy lý thuyết bằng khói lị được xem như q trình đẳng entanpy
Từ đặc trưng q trính sấy lý thuyết I = const khi biết (I 11,d11); (I12,d12) và t21, t22 chúng ta dễ dàng
xác định được các điểm biểu diễn trạng thái TNS C 11 và C12 ra khỏi vùng sấy. Đồ thị của chúng cho
dưới hình vẽ. Từ C11 và C12 chúng ta xác định được trên đồ thị I – d lượng chứa ẩm sau quá trình sấy,
vùng 1 d210 và vùng 3 d310, độ ẩm tương đối ϕ210 và ϕ310 . Đương nhiên, các thông số này cũng có thể
tìm bằng giải tích.
+Lượng chứa ẩm d2i0 theo (3.33)[1] ta có:
d2i0 =

I1i - C pk .t 2i

Trong đó:

r + C pa .t 2i
Cpk, Cpa: Nhiệt dung riêng của khơng khí khơ và hơi nước
Cpk= 1,004 kJ/ kg.K; Cpa= 1,842 (kJ/ kg.K)
r : Nhiệt ẩn hoá hơi ; r = 2500 kJ/kg

Thay các giá trị vào ta được:
d210 =

d230 =

I11 - C pk .t 21
r + C pa .t 21
I11 - C pk .t 21
r + C pa .t 21

=

113,13 - 1,004.50
= 0,0243 (kg ẩm/ kg kk)
2500 + 1,842.50

=

118,62 - 1,004.53
= 0,0252 (kg ẩm/ kg kk)
2500 + 1,842.53

+Độ ẩm tương đối ϕ2i 0 . Để tính được ϕ2i 0 trước hết ta tính áp suất bão hồ tương ứng ở nhiệt độ t2i



pb1 = exp12 −





pb3 = exp12 −



4026,42 
4026,42 

 = exp12 −

 = 0,122 bar
235,5 + t 21 
235,5 + 50 


4026,42 
4026,42 

 = exp12 −
 = 0,141 bar
235,5 + t 23 
235,5 + 53 


Khi đó, độ ẩm tương đối ϕ2i 0 tính theo (2.19)[1] bằng:

ϕ 210 =

B.d 2l0
=
p b1 .(0,621 + d 2l0 )

754
.0,0243
= 30,6%
750
0,122.(0,621 + 0,0243)

16

TTB Lạnh nhiệt_ K45


Đồ án môn học Kỹ thuật sấy

ϕ 230 =

Giáo viên hướng dẫn: Đỗ Thái Sơn

B.d 230
=
p b2 .(0,621 + d 230 )

754
.0,0252
= 27,4%
750
0,14.(0,621 + 0,0252)

Ta có bảng tổng kết thơng số TNS vào và ra các vùng sấy nóng:
Tác nhân sấy
Vào vùng sấy 1
Vào vùng sấy 3
Ra vùng sấy 1
Ra vùng sấy 3

Vòng sấy đầu
d (kg ẩm/kg kk)
0,018276
0,018398

0,0243
0,0252

I (kJ/kg)
113,13
118,62
113,13
118,62

pb (bar)
0,25
0,31
0,122
0,141

ử (%)
11,5
9,3
30,6
27,4

Tính tốn tương tự ta cũng có bảng kết quả thông số TNS, vào và ra các vùng sấy ở vòng sấy cuối:
Tác nhân sấy
Vào vùng sấy 1
Vào vùng sấy 3
Ra vùng sấy 1
Ra vùng sấy 3

Vòng sấy cối
d (kg ẩm/kg kk)

0,018276
0,018398
0,0243
0,0252

I (kJ/kg)
113,13
118,62
113,13
118,62

pb (bar)
0,25
0,31
0,122
0,141

ử (%)
11,5
9,3
30,6
27,4

Đồ thị I – d :
I

I

B

0

t11

=65

C

0
50 C
t21 =

B

0

t13

=70

C

C 01

d 11
d 210
Vïng sÊy nãng 1

0

53
t23 =

d

C

C 01

d 13
d 230
Vïng sÊy nãng 3

d

Lượng tác nhân sấy lý thuyết cần để bốc hơi 1 kg ẩm của từng vùng tương ứng bằng:
l01 =

1
1
=
= 166 (kg/kg ẩm)
d 210 − d11 0,0252 − 0,018398

l03 =

1
1
=
= 147 (kg/kg ẩm)

d 230 − d13 0,03 − 0,0199

Lượng tác nhân sấy lý thuyết cần thiết để bốc hơi lượng ẩm của từng vùng:
L01= l01.W1= 166.127 = 21084 (kg/h)
L03 = l03.W3 = 147.136 = 19994 (kg/h)
III.6. Tính các tổn thất nhiệt:

17

TTB Lạnh nhiệt_ K45


Đồ án môn học Kỹ thuật sấy

Giáo viên hướng dẫn: Đỗ Thái Sơn

Trong quá trình sấy thực tế HTS bị tổn thất nhiệt cho rất nhiều tác nhân như: Tổn thất nhiệt cho
thiết bị chuyên trở (TBCT); cho VLS mang đi và tổn thất qua kết câu bao che. Chính những tổn thất
này mà q trình sấy thực tế khơng phải là đẳng entanpy I = const.
Mục đích của phần này là tìm ra được nhữ tổn thất, từ đó tìm ra được lượng TNS thực tế cần cung
cấp cho HTS đảm bảo yêu cầu.
III.6.1 Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi:
Để tính lượng nhiệt này trước hết chúng ta tính nhiệt dung riêng C vi của thóc ra khỏi các vùng sấy.
Theo (1.48)[1] ta xác định được:

Tải bản FULL (39 trang): />
Cvi = Ck + (Ca – Ck). ϖ 2i Dự phịng: fb.com/TaiHo123doc.net
Trong đó:

Ck : Nhiệt dung riêng của vật liệu khơ. Theo phụ lục 1[1] thì Cvi của thóc là: Ck = 1,5 (kJ/ kg.K)

Ca : Nhiệt dung riêng của ẩm (nước) Ca = 4,1816 (kJ/kg.K)

ϖ 2i : Độ ẩm đầu ra của VLS ở các vùng sấy nóng
Thay các giá trị vào ta được nhiệt dung riêng của VLS ra khỏi các vùng là:
Cv1 = 1,5 + (4,1816 – 1,5).0,23 = 2,118 (kJ/kg.K)
Cv3 = 1,5 + (4,1816 – 1,5).0,20 = 2,037 (kJ/kg.K)
Khi đó lượng nhiệt tổn thất do VLS mang ra khỏi các vùng sấy.
Vòng sấy đầu:
Qv1= G21.Cv1.(tv21- t0) = 5991.2,118.(42- 33) = 114200,4 (kJ/h)
Qv3= G23.Cv3.(tv23- tv22) = 5789.2,037.(45- 37) = 141506,3

(kJ/h)

Vòng sấy cuối:
Qv1= G21.Cv1.(tv21- t0) = 5526.2,118.(45- 33) = 99381,3 (kJ/h)
Qv3= G23.Cv3.(tv23- t0) = 5333.2,037.(46- 33) = 133053 (kJ/h)
Hay
Vòng sấy đầu:
qv1=

Q v1 114200,4
=
= 793 (kJ/kg ẩm)
W1
144

qv3=

Q v3 141506,3
=

= 1033 (kJ/kg ẩm)
W3
137

Vòng sấy cuối:
qv1=

Q v1 99381,3
=
= 730,7
W1
136

(kJ/kg ẩm)

18

TTB Lạnh nhiệt_ K45


Đồ án môn học Kỹ thuật sấy

qv3=

Giáo viên hướng dẫn: Đỗ Thái Sơn

Q v3 133053
=
= 1047 (kJ/kg ẩm)
W3

127

Ta có bảng tổng kết:
Vị trí tổn thất
Vịng sấy đầu
Vùng sấy nóng 1
Vùng sấy nóng 3
Tổng
Vịng sấy cuối
Vùng sấy nóng 1
Vùng sấy nóng 3
Tổng

Qvi (kJ/h)

qv1 (kJ/kg ẩm)

114200,4
141506,3
255706,8

793
1033
1826

99381,3
133053
232434,1

730,7

1047
1778

Tải bản FULL (39 trang): />III.6.2. Tổn thất do thiết bị vận chuyển: Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net
Hệ thống sấy với các thiết bị vận chuyển băng tải để vận chuyển thóc sau vịng sấy đầu lên vịng
sấy cuối. Quá trình này coi như là một lần làm mát nên khơng tính tổn thất.
Vật liệu sấy rơi từ trên đỉnh tháp do tác dụng của trọng lực bản thân, nhưng sự dịch chuyển của
chúng bị ảnh hưởng rất lớn bởi các kênh dẫn và kênh thải. Chính những kênh này làm cho thóc chuyển
động được xáo trộn trong tháp. Các kênh này được làm bằng thép và trong quá trình sấy chúng nóng
lên do nhận nhiệt của tác nhân sấy. Ta coi đây cũng là tổn thất của thiết bị vận chuyển.

0
0
5
3

m

m

3 mm

Các kênh đều làm bằng thép với chiều dầy δ = 3mm = 0,003 m. Khối lượng của 1 kênh là G k = 0,5kg.
Nhiệt dung riêng của thép C th = 0,5 kJ/kg.K; Vì là thép nên nhiệt độ của kênh bằng trung bình cộng
nhiệt độ đầu vào và ra TNS ứng với mỗi vùng sấy nóng.
Nhiệt độ trung bình đầu vào và ra TNS tại mỗi vùng sấy:
Vùng sấy nóng 1: ttb1 = 0,5.(65+50) = 57,5 0C
Vùng sấy nóng 3: ttb3 = 0,5.(65+53) = 61,5 0C
Tổng số kênh dẫn và thải trong 2 vùng sấy nóng là: n =

2.h
2.2,7
.22 =
.22 = 396 (chiếc)
0,3
0,3

Tổn thất nhiệt cho kênh:
Qk1 =

n.G k .C th .(t tb1 - t 0 )

τ

=

396.0,5.0,55.(57,5- 33)
= 539 (kJ/h)
4,5

19

TTB Lạnh nhiệt_ K45


Đồ án môn học Kỹ thuật sấy

Qk3 =

Giáo viên hướng dẫn: Đỗ Thái Sơn

n.G k .C th .(t tb3 - t 0 )

τ

=

396.0,5.0,55.(61,5- 33)
= 627 (kJ/h)
4,5

Nhận xét:
Ta thấy tổn thất nhiệt cho các kênh dẫn chỉ xảy ra có một lần trong giai đoạn sấy đầu tiên. Khi quá
trình sấy liên tục thì tổn thất này khơng cịn nữa vì nó ln nóng trong q trình sấy, ở trong tháp sấy
chứ khơng đưa ra ngồi. Khi này tổn thất được tính cho qua kết cấu bao che.
Mặt khác do tổn thất này lại nhỏ nên từ những nhận xét trên ta quyết định bỏ qua lượng tổn thất để
sấy nóng cách kênh dẫn trong HTS.
III.6.3. Tổn thất qua kết cấu bao che:
-Tổn thất qua kết cấu bao che xung quanh.
Tháp sấy có kết cấu là khung thép chịu lực, từ ngồi vào trong bao gồm: Lớp tơn bọc ngồi – vật
liệu cách nhiệt – lớp tơn.
Hai lớp tơn có chiều dầy lần lượt là: δ 1 = 3mm, δ 3 = 5mm, hệ số dẫn nhiệt λ = 71,58 W/mK

5mm

3 mm

tf1
q3

t f2

t1

q2

t3

q1

t2
t4
150mm

Lớp tơn bên ngồi có nhiệm vụ cách ẩm cho vật liệu cách nhiệt và bảo vệ chúng trước tác động của
môi trường.
Lớp tôn bên trong ngăn không cho VLS, TNS ảnh hưởng tới vật liệu cách nhiệt và cũng là cách ẩm
vào lớp cách nhiệt.
Vật liệu cách nhiệt là tấm polyurethane cứng với δ 2 = 150 mm, λ = 0,041W/m.K
Tổn thất được xác định cho tong vùng sấy nóng trong một chu kỳ làm việc của HTS . Trong mỗi
vùng sấy đều có chiều cao 2,1m. TNS chuyển động cưỡng bức trong tháp sấy cịn bên ngồi khơng khí
chảy tầng. Nhiệt
-Để tính được tổn thất, trước hết chúng ta phải giả thiết một giá trị cho t 1
-Tiếp theo đó theo (7.50)[1] tìm hệ số trao đổi nhiệt đối lưu ỏ1
-Từ ỏ1ta tìm được mật độ dịng nhiệt q1

20

3446536

TTB Lạnh nhiệt_ K45