Thí nghiệm quá trình thiết bị chương 5

Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò Sấy đối lưu
1. TRÍCH YẾU :
1.1. Mục đích thí nghiệm:
Khảo sát quá trình sấy đối lưu bằng thực nghiệm, để:
- Xây đựng đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy.
- Xác đònh các thông số sấy: tốc độ sấy đẳng tốc, độ ẩm tới hạn, độ ẩm cân bằng,
thời gian sấy đẳng tốc và giảm tốc.
- Đánh giá sai số của quá trình sấy.
1.2. Phương pháp thí nghiệm:
- Tiến hành sấy giấy lọc ở 3 chế độ nhiệt độ của caloriphe: 50
0
C, 60
0
C, 70
0
C.
- Đặt giấy lọc vào buồng sấy, ghi nhận giá trò nhận khối lượng của vật liệu sau khi
làm ẩm (G
1
).
- Sau đó cứ 5 phút, ghi nhận giá trò cân và hai giá trò nhiệt độ bầu khô – bầu ướt;
tiếp tục sấy đến khi giá trò khối lượng vật liệu không đổi trong vòng 15 phút thì
dừng chế độ thí nghiệm này và chuyển sang chế độ thí nghiệm khác.
1.3. Kết quả thí nghiệm:
Khối lượng khô ban đầu của 3 sấp giấy lọc: G
o
= 50 (g) = 0,05 (kg).
Một sấp giấy lọc gồm 3 tấm giấy lọc. Kích thước của một tấm giấy lọc: 30 x 20 x 0,01
(cm).
Bảng 1: Số liệu thô
Chế độ sấy 50

o
C Chế độ sấy 60
o
C Chế độ sấy 70
o
C
τ
(ph)
G
(g)
t
ư
(
o
F)
t
k
(
o
F)
τ
(ph)
G
(g)
t
ư
(
o
F)
t

k
(
o
F)
τ
(ph)
G
(g)
t
ư
(
o
F)
t
k
(
o
F)
0 145 58,5 100,5 0 140 65 121,5 0 140 84 143
2 145 58,5 100,5 1 140 65 121,5 0,5 140 84 143
4 140 58,5 100,5 2 135 65 121,5 1 135 84 143
6 135 58,5 100,5 4 130 65 121,5 2 130 84 143
9 130 58,5 100,5 5 125 65 121,5 3 125 84 143
12 125 58,5 101 7 120 65 121,5 4 120 84 143
14 120 58,5 101 9 115 65 121,5 5 115 84 143
16 115 58,5 101 11 110 65 122 6 110 84 143
19 110 58,5 101 12 105 65 122 7 105 84 143
21 105 58,5 101,5 14 100 65 122 8 100 84 143
23 100 58,5 101,5 15 95 65,5 122 9 95 84 143
25 95 58 101,5 17 90 65,5 122 10 90 84,5 143

27 90 58 101,5 19 85 65,5 122 11 85 84,5 143
31 85 58 102 20 80 65,5 122 12 80 84,5 143
33 80 58 102 23 75 65,5 122,5 13 75 84,5 143,5
35 75 58 102 25 70 66 122,5 14 70 84,5 143,5
38 70 58 102 28 65 66 122,5 15 65 84,5 144
40 65 58 102 31 60 66 122,5 18 55 84,5 144
Trang 1
Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò Sấy đối lưu
44 60 58 102 34 55 66 122,5 20 50 85 144
48 55 58 102 38 50 66 122,5 25 50 85 144
54 50 58 102 40 50 66 122,5
60 50 58 102
2. LÝ THUYẾT THÍ NGHIỆM :
2.1. Đònh nghóa:
Sấy đối lưu là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu bằng cách cấp nhiệt cho ẩm bay hơi.
Trong đó, cả hai quá trình truyền nhiệt và truyền ẩm đều được thực hiện bằng phương
pháp đối lưu.
2.2. Đặc trưng của quá trình sấy:
Quá trình sấy diễn ra rất phức tạp, đặc trưng cho tính không thuận nghòch và không ổn
đònh. Nó diễn ra đồng thời 4 quá trình:
- Truyền nhiệt cho vật liệu.
- Dẫn ẩm trong lòng vật liệu.
- Chuyển pha.
- Tách ẩm vào môi trường xung quanh.
2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy:
- Bản chất của vật liệu sấy: cấu trúc, thành phần hoá học, đặc tính liên kết ẩm,…
- Hình dạng vật liệu sấy: kích thước mẫu sấy, bề mặt lớp vật liệu Diện tích bề mặt
riêng của vật liệu càng lớn thì tốc độ sấy càng nhanh.
- Độ ẩm đầu, độ ẩm cuối và độ ẩm tới hạn của vật liệu.
- Độ ẩm, nhiệt độ và tốc độ của không khí.

- Chênh lệch giữa nhiệt độ đầu và nhiệt độ cuối của không khí sấy, nhiệt độ cuối
cao thì nhiệt độ trung bình của không khí càng cao, do đó tốc độ sấy cũng tăng.
Nhưng nhiệt độ cuối không nên quá cao vì không sử dụng triệt để nhiệt.
- Cấu tạo thiết bò sấy, phương thức và chế độ sấy.
2.4. Tác nhân sấy:
- Tác nhân sấy là những chất dùng để gia nhiệt cho vật liệu sấy, nhằm tách nước và
hơi nước ra khỏi vật liệu sấy.
- Các loại tác nhân sấy:
+ Không khí nóng: là loại môi chất phổ biến, rẻ tiền thường dùng làm tác nhân
sấy.
+ Khói lò: có thể dùng than, củi, trấu, dầu, khí… để tạo khói lò.
+ Hơi quá nhiệt.
- Trong bài này sử dụng không khí nóng làm tác nhân sấy. Vì:
+ Cần độ sạch.
+ Rẻ.
+ Đáp ứng được các yêu cầu của tác nhân sấy: ít tác dụng với vật liệu sấy,…
+ Lượng ẩm ít.
Trang 2
Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò Sấy đối lưu
2.5. Động lực của quá trình sấy:
• Là chênh lệch giữa áp suất hơi của nước (ẩm) trên bề mặt vật liệu (P
m
) và áp suất
riêng phần của hơi nước trong không khí ẩm (P
h
) :
- Nếu P
m
> P
h

: vật nhả ẩm ⇒ Quá trình sấy.
- Nếu P
m
< P
h
: vật hút ẩm ⇒ Làm ẩm vật liệu.
- Nếu P
m
= P
h
: có cân bằng động giữa hút và nhả ẩm.
• Trong thực tế ta xây dựng đường cân bằng pha dưới dạng ϕ
*
= f(u) :
- Nếu ϕ > ϕ
*
: vật hút ẩm ⇒ Làm ẩm vật liệu.
- Nếu ϕ < ϕ
*
: vật nhả ẩm ⇒ Quá trình sấy.
- Nếu ϕ = ϕ
*
: có cân bằng động giữa hút và nhả ẩm.
• Các cách biểu diễn động lực quá trình sấy:
- Dùng thế sấy: ε = t
k
- t
ư
- Dùng ∆ϕ
- Dùng ∆P

- Dùng (t - θ)
- Dùng ∆x
2.6. Các dạng liên kết ẩm:
DẠNG LIÊN
KẾT
KHÁI NIỆM
ẢNH HƯỞNG CỦA SẤY
ĐẾN LIÊN KẾT
Liên kết hóa học
- Là liên kết của ẩm với vật liệu dưới
dạng OH
-
hoặc tinh thể ngậm nước.
Ví dụ: CaSO
4
.2H
2
O, SiO
2
.7H
2
O,…
- Đây là liên kết bền, không
thể tách bằng sấy. Muốn
tách ẩm này phải dùng
phương pháp hóa học hoặc
nung chảy.
Ví dụ: dùng H
2
SO

4đđ
để hút,
…
Liên
kết
hóa lý
Liên kết
hấp phụ
- Do lực hấp phụ, lực điện trường, lực từ
trường,… tạo nên lớp đơn phân tử ở bề
mặt vật liệu, dần dần tạo thành lớp đa
phân tử, có liên kết yếu hơn, cuối cùng
chúng gần đến trạng thái ẩm tự do.
- Quá trình sấy chỉ tách được
một phần ẩm này.
Liên kết
mao dẫn
- Do lực mao dẫn giữ trong các mao
quản nhỏ hoặc các lỗ xốp nhỏ một lớp
ẩm.
- Liên kết này là một liên
kết yếu và sẽ tách được
bằng sấy.
Liên kết
thẩm thấu
- Dạng liên kết này chỉ tồn tại trong
dung dòch.
- Do áp suất thẩm thấu làm cho áp suất
hơi ở trên bề mặt dung dòch nhỏ hơn áp
suất hơi ở trên dung môi nguyên chất.

- Quá trình sấy để tách ẩm
từ dung dòch sẽ khó hơn tách
ẩm từ dung môi nguyên
chất.
Liên kết cơ lý
- Ẩm nằm tự do trên bề mặt hoặc trong
các lỗ xốp và mao quản lớn.
- Liên kết này là liên kết
yếu, có thể tách được bằng
sấy, thậm chí là bằng
Trang 3
Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò Sấy đối lưu
phương pháp cơ học.
2.7. Xác đònh tốc độ sấy theo cân bằng nhiệt của quá trình sấy:
Lượng nhiệt do dòng tác nhân sấy cung cấp trong khoảng thời gian d
τ
:
dQ = αF(t-θ)dτ (1)
được tiêu hao để:
- Đun nóng vật liệu: (G
o
C
o
+G
a
C
a
)dθ (2)
- Bay hơi ẩm và quá nhiệt hơi: [r + C
h

(t-t
h
)dG
a
(3)
Trong đó:
• α - hệ số cấp nhiệt từ tác nhân sấy vào vật liệu sấy, W/m
2
.độ
• F – bề mặt vật liệu, m
2
• t, θ, t
h
- nhiệt độ của tác nhân sấy, vật liệu và hơi ẩm bão hòa, độ
• G
o
C
o
- khối lượng và nhiệt dung riêng của vật liệu sấy, kg & J/kg.độ
• G
a
C
a
- khối lượng và nhiệt dung riêng của ẩm, kg & J/kg.độ
• r - ẩn nhiệt hóa hơi của ẩm, J/kg
• C
h
- nhiệt dung riêng của hơi ẩm, J/kg.độ
Lượng ẩm bốc hơi trong thời gian d
τ

:
dG
a
= d(G
o
U) = G
o
Du (4)
Với:
• U: hàm ẩm hay độ ẩm của vật liệu – tính theo vật liệu khô, kg ẩm/kg vật liệu khô.
Từ (1), (2), (3) và (4), thiết lập cân bằng nhiệt:
αF(t - θ)dτ = (G
o
C
o
+G
a
C
a
)dθ + G
o
[r + C
h
(t - t
h
)dU (5)
Từ (5) rút ra:
( )
[ ]
( )

[ ]
)hho
aaoo
ttCrG
d
d
CGCGtF
d
dU
−+
τ
θ
+−θ−α
=
τ
(6)
Đây là biểu thức tính tốc độ sấy
τd
dU
theo cân bằng nhiệt.
2.8. Phương trình cơ bản của động học quá trình sấy:
Theo phương trình truyền ẩm từ vật liệu vào tác nhân sấy:
dG
a
= k
p
F(p
m
– p)dτ (7)
Với:

• k
p
- hệ số truyền ẩm trong pha khí, kg/m
2
.h.∆p = 1 (1at hay 1mmHg )
c
m
, p - áp suất của hơi ẩm trên bề mặt vật liệu và trong pha khí, mmHg (hay at)
Thay G
a
= G
o
U vào (7) và biến đổi, ta có:
)pp(
G
Fk
d
dU
m
o
p
−=
τ
(8)
Khi hơi ẩm không bò quá nhiệt (tức t = t
h
) thì biểu thức (5) được biến đổi thành:
qFF
Fd
dQ

d
dU
rG
d
d
G
G
G
CC
oo
o
a
oo
=
τ
−
τ
+
τ
θ








+
(9)

Với q là cường độ dòng nhiệt hay mật độ dòng nhiệt.
U
G
G
o
a
=
;
o
o
o
V
G
ρ=
; C
o
+ C
a
U = C và
o
o
R
F
V
=
Trang 4
Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò Sấy đối lưu
Với:
• ρ
o

- khối lượng riêng của vật liệu khô, kg/m
3
• V
o
- thể tích vật khô, m
3
• C - nhiệt dung riêng của vật liệu ẩm, J/kg.độ
• R
o
-bán kính qui đổi của vật liệu, m
Khi đó, nếu bỏ qua nhiệt làm quá nhiệt hơi ẩm, ta có:
( )
τ
ρ+=














τ
ρ×







θ






+=
τ
θ
ρ+
τ
ρ=
d
dU
rRR1
d
dU
rR
dU
d
r
C
1

d
d
RC
d
dU
rRq
oob
oooooo
(10)
Với
dU
d
r
C
R
b
θ
+= 1
: Chuẩn số Rebinde đặc trưng cho động học của quá trình sấy.
Biểu thức (10) là phương trình cơ bản của động học về sấy, nó cho biết sự biến đổi ẩm
của vật liệu theo thời gian. Ta có thể nhận được biểu thức (10) khi giải hệ phương trình vi
phân mô tả truyền nhiệt - truyền ẩm trong vật liệu. Nhưng nói chung hệ phương trình này
không giải được bằng phương pháp giải tích.
2.9. Lượng nhiệt cấp cho vật liệu trong giai đoạn sấy giảm tốc (q
2
):
Mặt khác ta thấy rằng trong giai đoạn sấy giảm tốc, đường cong tốc độ sấy có dạng
đường thẳng, nên tốc độ sấy trong giai đoạn này được biểu diễn:
( )
*

UUK
d
dU
−=
τ
−
(11)
Với:
• K - Hệ số tỷ lệ, gọi là hệ số sấy. Nó phụ thuộc vào tốc độ sấy và tính chất của vật
liệu ẩm, 1/s
K: chính là hệ số góc của đường cong tốc độ sấy ở giai đoạn giảm tốc, nên:
( )
N
UU
N
K
*
th
χ=
−
=
(12)
Với:
•
( )
*
th
UU
1
−

=χ
: hệ số sấy tuyệt đối, phụ thuộc vào tính chất vật liệu ẩm.
• U
th
- độ ẩm tới hạn.
• U
*
- độ ẩm cân bằng.
• N - tốc độ sấy đẳng tốc, kg ẩm/(kg vật liệu khô.s)
Tích phân phương trình (11) ta nhận được:
( )
τχ−=
−
−
Nexp
UU
UU
*
th
*
(13)
Hay logarit hóa (13), ta có:
( ) ( )
τχ−−=− N
3.2
1
UUlgUUlg
*
th
*

(14)
Như vậy nếu biết được hệ số sấy K, có thể xác đònh được thời gian cần thiết để thực
hiện giai đoạn sấy giảm tốc.
Trang 5
Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò Sấy đối lưu
Hệ số sấy tương đối được xác đònh bằng thực nghiệm và có thể tính gần đúng như sau:
o
U
8.1
=χ
(15)
Với U
0
- độ ẩm ban đầu của vật liệu.
Từ đó, ta có:
*
0
*
th
U
8.1
U
U
1
U +=+
χ
=
(16)
Thau (12) và (15) vào phương trình (11), ta được:









−
=
τ
−
0
*
U
UU
N8.1
d
dU
(17)
Thay (17) vào (10), ta được:
( )








−

+ρ−=
0
*
b002
U
UU
N8.1.R1rRq
(18)
2.10. Lượng nhiệt cấp cho vật liệu trong giai đoạn sấy đẳng tốc (q
1
):
Trong giai đoạn sấy đẳng tốc, toàn bộ lượng nhiệt cung cấp từ dòng tác nhân bằng
lượng nhiệt bốc hơi ẩm và nhiệt độ vật liệu không đổi nên:
rNR
d
dU
rRq
00001
ρ=
τ
ρ=
(19)
2.11. Cường độ trao đổi nhiệt:
( )
Rb1
U
UU
8.1
q
q

)x(q
0
*
1
2
+
−
==
(20)
Như vậy,theo biểu thức (20), khi biết chuẩn số Rb sẽ tính được cường độ trao đổi nhiệt
theo độ ẩm của vật liệu.
2.12. Đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy:
2.12.1. Đường cong sấy :
Là đøng cong biểu diễn sự thay đổi của độ ẩm vật liệu (U) theo thời gian sấy (τ):
U = f(τ) (21)
Dạng của đường cong sấy:
- Phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: liên kết giữa ẩm và vật liệu, hình dáng, kích
thước, cấu trúc vật liệu, phương pháp và chế độ sấy.
- Đường cong sấy là hàm của quá trình sấy, vì vậy tuy chế độ và phương pháp sấy
khác nhau nhưng đường cong sấy vẫn có dạng tương tự nhau (xem hình 1).
2.12.2. Đường cong tốc độ sấy :
Là đường cong biểu diễn mối quan hệ giữa tốc độ sấy và độ ẩm (hàm ẩm) của vật liệu
sấy:
)U(g
d
dU
=
τ
(22)
Từ biểu thức (22), (23) rõ ràng đường cong tốc độ sấy là là đạo hàm của đường cong

sấy (xem hình 2).
u t N

B D
Trang 6
A
u
o
t
2
Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò Sấy đối lưu
N
o
C B
4 5
t
ư
2 1
t
o
C
u
*
D 3
D A
τ u
*
u
th
u

o
u
Hình 1: Đường cong sấy Hình 2: Đường cong tốc độ sấy
AB – Đun nóng vật liệu AB – Đun nóng vật liệu
BC – Sấy đẳng tốc BC – Sấy đẳng tốc
CD – Sấy giảm tốc CD – Sấy giảm tốc
1 – Đường cong sấy 1 – Vật liệu dạng bản mỏng, xốp: Giấy,
2 – Đường nhiệt độ của vật liệu bìa,…
2 – Vật liệu keo
3 – Vật liệu xốp
4 – Vật liệu keo xốp: có điểm uốn (thay
đổi cơ chế vận chuyển ẩm)
5 – Vật liệu có điểm gãy khúc (điểm tới
hạn thứ hai)
2.13. Các giai đoạn của quá trình sấy:
• AB – giai đoạn đun nóng vật liệu :
- Toàn bộ nhiệt cung cấp để đun nóng vật liệu, ẩm bốc hơi không đáng kể.
- Nhiệt độ vật liệu tăng nhanh từ θ
1
= t
o
đến nhiệt độ bầu ướt t
ư
của tác nhân sấy.
- Độ ẩm thay đổi không nhiều.
- Tốc độ sấy tăng nhanh từ 0 đến cực đại.
- Thời gian ngắn không đáng kể.
Thường giai đoạn này được bỏ qua khi tính toán.
• BC – giai đoạn sấy đẳng tốc :
- Nhiệt cung cấp để bốc hơi ẩm tự do ở bề mặt vật liệu.

- Nhiệt độ của vật liệu bằng t
ư
không đổi.
- Độ ẩm của vật liệu giảm nhanh.
- Tốc độ sấy không đổi.
- Trong giai đoạn này tốc độ khuếch tán ẩm từ trong lòng vật liệu ra bề mặt lớn hơn tốc
độ bốc hơi từ bề mặt, trên bề mặt luôn bão hòa ẩm.
Thời gian sấy trong gian đoạn này ( thời gian sấy đẳng tốc -
1
τ
) được xác đònh từ:
constN
d
dU
1
==
τ
−
(23)
Nên tích phân (23) lên ta có:
1
th0
1
N
UU −
=τ
(24)
Với U
th
: là độ ẩm tới hạn, độ ẩm cuối giai đoạn sấy đẳng tốc.

• CD – giai đoạn sấy giảm tốc :
Trang 7
B C
A
1
2
Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò Sấy đối lưu
- Nhiệt độ của vật liệu tăng dần từ t
ư
lên t
2
của tác nhân.
- Độ ẩm giảm chậm đến độ ẩm cân bằng u
*
.
- Tốc độ sấy giảm dần từ tốc độ đẳng tốc N
o
xuống 0, tùy theo cấu trúc vật liệu mà có
biên dạng khác nhau.
- Tốc độ khuếch tán trong chậm hơn tốc độ bốc hơi ở bề mặt, nên tốc độ chậm dần và
có hiện tượng co bề mặt bốc hơi.
Lúc này, trong vật liệu xuất hiện 3 vùng ẩm: ẩm, bốc hơi và khô.
Trong giai đoạn này, nếu đường cong tốc độ sấy có dạng đường thẳng ( hoặc qui
đổi sang đường thẳng; N
2
= ax+b) thì ta có thể tích phân để tính thời gian sấy giai đoạn sấy
giảm tốc này (
2
τ
):

*
2
*
th
1
*
th
2
UU
UU
ln
N
UU
−
−−
=τ
(25)
Với U
*
: độ ẩm cân bằng, độ ẩm kết thúc giai đoạn sấy giảm tốc.
2.14. Thời gian sấy vật liệu:
Thời gian sấy vật liệu được tính bằng tổng thời gian của 3 giai đoạn sấy: đốt nóng vật
liệu
0
τ
, sấy dẳng tốc (
1
τ
) và sấy giảm tốc (
2

τ
); có thể bỏ qua giai đoạn đốt nóng vật liệu,
vì giai đoạn này xảy ra rất nhanh. Biểu thức tính thời gian như sau:
)lg(*)(*
3.2
*
2
*
*
0
21
UU
UU
UU
NN
UU
th
th
th
−
−
−+
−
=+=
τττ
(26)
Với U
2
: độ ẩm của vật liệu cuối quá trình sấy, tương ứng với
2

τ
; U
2
> U
*
và thường
được lấy: U
2
=U
*
+2 ÷ 3 (%).
3. DỤNG CỤ – THIẾT BỊ & VẬT LIỆU SẤY:
3.1. Dụng cụ – thiết bò:
Hệ thống thiết bò sấy được trang bò:
- Caloriphe: gồm hai chùm điện trở khô, có công suất 10KW và được ổn đònh nhiệt
độ nhờ bộ điều nhiệt tự ngắt.
- Quạt hút: có tốc độ 0,85 m/s, để hút không khí (tác nhân sấy) và thổi qua
caloriphe để nâng nhiệt độ dòng tác nhân lên nhiệt độ cần thiết.
- Hệ thống cân: xác đònh lượng ẩm tách ra từ vật liệu sấy.
- Hai cửa gió: có van lá, để thay đổi lượng tác nhân.
- Hệ thống đo nhiệt độ: gồm hai đầu dò nhiệt độ bầu khô – bầu ướt được đặt trong
buồng sấy – bên trái giàn lưới đặt vật liệu sấy và đồng hồ cơ đo nhiệt độ.
3.2. Vật liệu sấy: gồm 3 sấp giấy lọc đã được gấp đôi.
4. PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM:
4.1. Quan sát hệ thống:
Trước khi tiến hành thí nghiệm (15 phút đầu giờ), sinh viên phải quan sát hệ thống –
đối chiếu với sơ đồ – hình vẽ trong Giáo trình.
Trang 8
Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò Sấy đối lưu
Tìm xem vò trí: cửa không khí vào, quạt, caloriphe, bộ điều chỉnh nhiệt độ, hệ thống đo

nhiệt độ bầu ướt – bầu khô, cân, giàn lưới đặt giấy lọc, đồng hồ đo nhiệt độ và cửa không
khí ra.
Hệ thống điện: tìm các cầu dao quạt, caloriphe (nhìn đường dây dẫn), các công tắc
điện trên hộp điều khiển nhiệt độ.
4.2. Chuẩn bò thí nghiệm:
4.2.1. Xác đònh khối lượng khô ban đầu của 3 xấp giấy lọc:
• Mở cửa buồng sấy ra – đặt cẩn thận lên bàn (vì cửa khá nặng – nguy hiểm).
• Cách đặt giấy lọc vào buồng sấy: đặt nhẹ nhàng từng sấp giấy lọc lên trên lưới sấy
phía trong buồng sấy (đặt cả ba sấp), khi đó kim của cân sẽ dao động – chờ kim
hết dao động đọc giá trò cân (G
0
).
4.2.2. Làm ẩm giấy lọc:
• Lấy khoảng 2/3 chậu nước inox.
• Sau khi cân xong, lấy giấy lọc ra và nhúng nhẹ nhàng từng sấp giấy (tránh rách
giấy) vào chậu nước – chờ khoảng 30 giây cho nước thấm đều giấy, lấy giấy lọc
lên – phơi ngoài khôngkhí (trên song sắt cửa sổ) cho đến khi hết nhiễu nước.
• Chuẩn bò đồng hồ đeo tay để đo thời gian.
4.2.3. Kiểm tra hệ thống:
• Lắp lại cửa buồng sấy – vặn chặt các con tán của cửa.
• Mở hết các van lá của hai cửa khí vào – ra.
• Châm đầy nước vào bầu nước (phía sau hệ thống, không phải là các cốc nước đối
trọng trên cân) để đo nhiệt độ bầu ướt.
4.3. Khởi động hệ thống:
4.3.1. Khởi động quạt:
Đóng cầu dao của quạt để hút các dòng tác nhân vào và thổi qua coloriphe gia nhiệt
dòng tác nhân (tìm cầu dao quạt bằng cách nhìn đường dây dẫn điện vào quạt).
4.3.2. Khởi động calorife:
• Đóng cầu dao của caloriphe để dẫn điện vào hộp điều khiển (nhìn đường dây điện
sẽ tìm được cầu dao caloriphe).

• Bật công tắc của chùm điện trở thứ hai (HEATER II) ở vò trí chính giữa sang ON.
Ở chế độ 70
o
C thì bật thêm công tắc của chùm điện trở thứ nhất (HEATER I) ở
phía bên trái của công tắc điện trở thứ hai.
4.3.3. Cài đặt nhiệt độ cho calorife:
• Mở nắp mica của hộp cài đặt nhiệt độ (phía trên công tắc của chùm điện trở II) và
cài đặt nhiệt độ cần thiết. Đồng hồ điện tử trên hộp cài đặt cho biết nhiệt độ của
caloriphe.
4.4. Tiến hành các chế độ thí nghiệm:
4.4.1. Chờ hệ thống hoạt động ổn đònh khi:
• Nhiệt độ của caloriphe đạt giá trò cài đặt ± (1÷2
o
C).
• Giấy lọc phơi không còn nhiễu nước.
Trang 9
Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò Sấy đối lưu
4.4.2. Tiến hành sấy vật liệu ở chế độ cần khảo sát:
• Mở cửa buồng sấy ra – đặt cửa lên bàn.
• Đặt nhẹ nhàng từng sấp giấy lọc lên các lưới sấy.
• Lắp kín cửa buồng sấy lại.
4.4.3. Đo số liệu trong một chế độ thí nghiệm:
Các số liệu cần đo: khối lượng, nhiệt độ bầu khô – bầu ướt và thời gian.
Cách đọc giá trò đo:
Khối lượng (gam): khi đặt giấy lọc vào buồng sấy, kim của cân sẽ dao động (cân gồm
hai kim, chỉ đọc dây kim mảnh – nhỏ, không đọc kim lớn), chờ kim hết dao động, đọc số
mà dây kim trùng (đọc số nhỏ – không đọc số lớn). Nếu dây kim nằm giữa hai số thì cộng
lại chia đôi.
Nhiệt độ (
o

F): đồng hồ cơ hiển thò nhiệt độ đo theo nguyên tắc cơ học: có tất cả 4 kim
(2 kim nhỏ bên trong và 2 kim lớn bên ngoài), quan tâm hai kim lớn (kim lớn bên phải chỉ
nhiệt độ bầu khô; kim lớn bên trái chỉ nhiệt độ bầu ướt).
Đầu nhọn của các kim này sẽ chỉ vào các vòng tròn có ghi giá trò nhiệt độ (vòng đậm
có giá trò cụ thể, vòng mảnh không ghi giá trò – mỗi vòng là hai đơn vò độ). Giá trò nhiệt
độ tăng từ trong ra ngoài, nếu đầu kim nằm giữa hai vòng mảnh thì lấy giá trò lẻ 1 độ.
Thời gian: đo bằng đồng hồ đeo tay.
4.4.4. Trong một chế độ nhiệt độ, để đo số liệu được chính xác thì cần lưu ý:
Khi phơi giấy lọc bên ngoài, phải chờ hết nhiễu nước rồi mới bắt đầu chế độ thí
nghiệm để xác đònh được G
1
chính xác.
Lưu ý cách đặt giấy lọc lên lưới sấy: phải theo chiều nếp gấp giấy lọc từ trái sang
phải, tức theo chiều tác nhân và đặt một cách phẳng phiu không xếp góc. Không được đặt
ngược lại, vì khi đó dòng tác nhân thổi qua sẽ bung giấy lọc (do giấy lọc được gấp đôi)
thay đổi bề mặt bốc hơi dẫn đến các thông số sấy sẽ thay đổi và cuối cùng gây sai số thí
nghiệm.
4.4.5. Chuyển đổi chế độ thí nghiệm:
• Mở cửa buồng sấy, lấy giấy lọc ra làm ẩm tiếp (lặp lại như ban đầu).
• Cài đặt nhiệt độ caloriphe ở giá trò tiếp theo cho chế độ sấy mới.
• Chờ cho hệ thống hoạt động ổn đònh.
• Lặp lại trình tự như chế độ đầu.
4.5. Một số lưu ý trong quá trình vận hành hệ thống sấy:
• Luôn theo dõi sự hoạt động của bộ điều nhiệt để xem có chính xác giá trò nhiệt độ
cài đặt hay không. Trường hợp ở chế độ sấy nhiệt độ cao mà nhiệt độ caloriphe
không đạt giá trò cài đặt thì phải khép bớt cửa dòng khí ra (chỉ khép bớt không
được đóng kín).
• Các cửa khí vào – ra phải luôn mở không được đóng.
• Châm nước liên tục vào bầu nước để đo nhiệt độ bầu ướt.
• Không được mở quạt trần ngay bài thí nghiệm vì sẽ làm kim cân dao động (quạt số

7 trên táp – lô điện ở cửa ra – vào phòng thí nghiệm).
4.6. Kết thúc thí nghiệm:
Tắt caloriphe:
Trang 10
Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò Sấy đối lưu
• Tắt các công tắc của các chùm điện trở trên hộp điều khiển.
• Trả về không cho hộp cài đặt nhiệt độ.
• Kéo cầu dao điện của caloriphe.
Tắt quạt:
• Sau khi tắt caloriphe được 5 phút, mới kéo cầu dao quạt để cho caloriphe nguội.
• Mở cửa buồng sấy lấy giấy lọc ra và lắp cửa lại.
• Kiểm tra hệ thống một lần nữa và vệ sinh khu vực bài thí nghiệm – phòng thí
nghiệm.
5. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM :
Bảng 2: Xử lý số liệu thô
Chế độ sấy 50
o
C
τ
(h) G (Kg) t
ư
(
o
C) t
k
(
o
C)
0,0000 0,145 14,722 38,056
0,0333 0,145 14,722 38,056

0,0667 0,140 14,722 38,056
0,1000 0,135 14,722 38,056
0,1500 0,130 14,722 38,056
0,2000 0,125 14,722 38,333
0,2333 0,120 14,722 38,333
0,2667 0,115 14,722 38,333
0,3167 0,110 14,722 38,333
0,3500 0,105 14,722 38,611
0,3833 0,100 14,722 38,611
0,4167 0,095 14,444 38,611
0,4500 0,090 14,444 38,611
0,5167 0,085 14,444 38,889
0,5500 0,080 14,444 38,889
0,5833 0,075 14,444 38,889
0,6333 0,070 14,444 38,889
0,6667 0,065 14,444 38,889
0,7333 0,060 14,444 38,889
0,8000 0,055 14,444 38,889
0,9000 0,050 14,444 38,889
1,0000 0,050 14,444 38,889
Chế độ sấy 60
o
C
τ
(h) G (Kg) t
ư
(
o
C) t
k

(
o
C)
0,0000 0,140 18,333 49,722
0,0167 0,140 18,333 49,722
0,0333 0,135 18,333 49,722
Trang 11
Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò Sấy đối lưu
0,0667 0,130 18,333 49,722
0,0833 0,125 18,333 49,722
0,1167 0,120 18,333 49,722
0,1500 0,115 18,333 49,722
0,1833 0,110 18,333 50,000
0,2000 0,105 18,333 50,000
0,2333 0,100 18,333 50,000
0,2500 0,095 18,611 50,000
0,2833 0,090 18,611 50,000
0,3167 0,085 18,611 50,000
0,3333 0,080 18,611 50,000
0,3833 0,075 18,611 50,278
0,4167 0,070 18,889 50,278
0,4667 0,065 18,889 50,278
0,5167 0,060 18,889 50,278
0,5667 0,055 18,889 50,278
0,6333 0,050 18,889 50,278
0,6667 0,050 18,889 50,278
Chế độ sấy 70
o
C
τ

(h) G (Kg) t
ư
(
o
C) t
k
(
o
C)
0,0000 0,140 28,889 61,667
0,0083 0,140 28,889 61,667
0,0167 0,135 28,889 61,667
0,0333 0,130 28,889 61,667
0,0500 0,125 28,889 61,667
0,0667 0,120 28,889 61,667
0,0833 0,115 28,889 61,667
0,1000 0,110 28,889 61,667
0,1167 0,105 28,889 61,667
0,1333 0,100 28,889 61,667
0,1500 0,095 28,889 61,667
0,1667 0,090 29,167 61,667
0,1833 0,085 29,167 61,667
0,2000 0,080 29,167 61,667
0,2167 0,075 29,167 61,944
0,2333 0,070 29,167 61,944
0,2500 0,065 29,167 62,222
0,3000 0,055 29,167 62,222
0,3333 0,050 29,444 62,222
0,4167 0,050 29,444 62,222
Bảng 3: Kết quả tính toán từ các thông số đã xử lý

Trang 12
Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò Sấy đối lưu
Chế độ sấy 50
o
C
τ
(h)
G
(kg)
U
(%)
∆
U
(%)
N
(%/h)
t
ư
(
o
C)
t
k
(
o
C)
P
m
(mmHg
)

P
(mmHg
)
ε
0,0000 0,145 190 14,722 38,056 12,58 3,33 23,333
0,0333 0,145 190 0 0 14,722 38,056 12,58 3,33 23,333
0,0667 0,140 180 10 300 14,722 38,056 12,58 3,33 23,333
0,1000 0,135 170 10 300 14,722 38,056 12,58 3,33 23,333
0,1500 0,130 160 10 200 14,722 38,056 12,58 3,33 23,333
0,2000 0,125 150 10 200 14,722 38,333 12,58 3,30 23,611
0,2333 0,120 140 10 300 14,722 38,333 12,58 3,30 23,611
0,2667 0,115 130 10 300 14,722 38,333 12,58 3,30 23,611
0,3167 0,110 120 10 200 14,722 38,333 12,58 3,30 23,611
0,3500 0,105 110 10 300 14,722 38,611 12,58 3,28 23,889
0,3833 0,100 100 10 300 14,722 38,611 12,58 3,28 23,889
0,4167 0,095 90 10 300 14,444 38,611 12,38 3,26 24,167
0,4500 0,090 80 10 300 14,444 38,611 12,38 3,26 24,167
0,5167 0,085 70 10 150 14,444 38,889 12,38 3,24 24,444
0,5500 0,080 60 10 300 14,444 38,889 12,38 3,24 24,444
0,5833 0,075 50 10 300 14,444 38,889 12,38 3,24 24,444
0,6333 0,070 40 10 200 14,444 38,889 12,38 3,24 24,444
0,6667 0,065 30 10 300 14,444 38,889 12,38 3,24 24,444
0,7333 0,060 20 10 150 14,444 38,889 12,38 3,24 24,444
0,8000 0,055 10 10 150 14,444 38,889 12,38 3,24 24,444
0,9000 0,050 0 10 100 14,444 38,889 12,38 3,24 24,444
1,0000 0,050 0 0 0 14,444 38,889 12,38 3,24 24,444
Chế độ sấy 60
o
C
τ

(h)
G
(kg)
U
(%)
∆
U
(%)
N
(%/h)
t
ư
(
o
C)
t
k
(
o
C)
P
m
(mmHg
)
P
(mmHg
)
ε
0,0000 0,140 180 18,333 49,722 15,92 1,40 31,389
0,0167 0,140 180 0 0 18,333 49,722 15,92 1,40 31,389

0,0333 0,135 170 10 600 18,333 49,722 15,92 1,40 31,389
0,0667 0,130 160 10 300 18,333 49,722 15,92 1,40 31,389
0,0833 0,125 150 10 600 18,333 49,722 15,92 1,40 31,389
0,1167 0,120 140 10 300 18,333 49,722 15,92 1,40 31,389
0,1500 0,115 130 10 300 18,333 49,722 15,92 1,40 31,389
0,1833 0,110 120 10 300 18,333 50,000 15,92 1,38 31,667
0,2000 0,105 110 10 600 18,333 50,000 15,92 1,38 31,667
0,2333 0,100 100 10 300 18,333 50,000 15,92 1,38 31,667
0,2500 0,095 90 10 600 18,611 50,000 16,19 1,40 31,389
Trang 13
Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò Sấy đối lưu
0,2833 0,090 80 10 300 18,611 50,000 16,19 1,40 31,389
0,3167 0,085 70 10 300 18,611 50,000 16,19 1,40 31,389
0,3333 0,080 60 10 600 18,611 50,000 16,19 1,40 31,389
0,3833 0,075 50 10 200 18,611 50,278 16,19 1,38 31,667
0,4167 0,070 40 10 300 18,889 50,278 16,45 1,40 31,389
0,4667 0,065 30 10 200 18,889 50,278 16,45 1,40 31,389
0,5167 0,060 20 10 200 18,889 50,278 16,45 1,40 31,389
0,5667 0,055 10 10 200 18,889 50,278 16,45 1,40 31,389
0,6333 0,050 0 10 150 18,889 50,278 16,45 1,40 31,389
0,6667 0,050 0 0 0 18,889 50,278 16,45 1,40 31,389
Chế độ sấy 70
o
C
τ
(h)
G
(kg)
U
(%)

∆
U
(%)
N
(%/h)
t
ư
(
o
C)
t
k
(
o
C)
P
m
(mmHg
)
P
(mmHg
)
ε
0,0000 0,140 180 28,889 61,667 30,03 15,0 32,778
0,0083 0,140 180 0 0 28,889 61,667 30,03 15,0 32,778
0,0167 0,135 170 10 1200 28,889 61,667 30,03 15,0 32,778
0,0333 0,130 160 10 600 28,889 61,667 30,03 15,0 32,778
0,0500 0,125 150 10 600 28,889 61,667 30,03 15,0 32,778
0,0667 0,120 140 10 600 28,889 61,667 30,03 15,0 32,778
0,0833 0,115 130 10 600 28,889 61,667 30,03 15,0 32,778

0,1000 0,110 120 10 600 28,889 61,667 30,03 15,0 32,778
0,1167 0,105 110 10 600 28,889 61,667 30,03 15,0 32,778
0,1333 0,100 100 10 600 28,889 61,667 30,03 15,0 32,778
0,1500 0,095 90 10 600 28,889 61,667 30,03 15,0 32,778
0,1667 0,090 80 10 600 29,167 61,667 30,48 16,0 32,500
0,1833 0,085 70 10 600 29,167 61,667 30,48 16,0 32,500
0,2000 0,080 60 10 600 29,167 61,667 30,48 16,0 32,500
0,2167 0,075 50 10 600 29,167 61,944 30,48 15,0 32,778
0,2333 0,070 40 10 600 29,167 61,944 30,48 15,0 32,778
0,2500 0,065 30 10 600 29,167 62,222 30,48 14,5 33,056
0,3000 0,055 10 20 400 29,167 62,222 30,48 14,5 33,056
0,3333 0,050 0 10 300 29,444 62,222 30,48 15,0 32,778
0,4167 0,050 0 0 0 29,444 62,222 30,48 15,0 32,778
Bảng 4: Kết quả tính toán từ đồ thò
Trang 14
Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò Sấy đối lưu
Chế độ
sấy
U
th
U
*
U
2
N
χ
K τ
1
τ
2

50
o
C
33,78 0 3 251,26 0,0296 7,438 0,622 0,326
60
o
C
32,05 0 3 365,47 0,031 11,403
0,405 0,208
70
o
C
36,5 0 3 615,53 0,027 16,864 0,233 0,148
Bảng 5: Kết quả tính toán theo lý thuyết
Chế độ sấy 50
o
C
U Uth
Giai
đoạn
P
m
P
α
p
J
m
N N
tb
χ

K
τ
1
τ
2
190
105,56
Đun
nóng 12,58 3,33
190 Đẳng
tốc
12,58 3,33
0,038
0,349 251,02
251,53 0,336
180 12,58 3,33 0,349 251,02
170 12,58 3,33 0,349 251,02
160 12,58 3,33 0,349 251,02
150 12,58 3,30 0,350 251,83
140 12,58 3,30 0,350 251,83
130 12,58 3,30 0,350 251,83
120 12,58 3,30 0,350 251,83
110 12,58 3,28 0,351 252,37
100
Giảm
tốc
12,58 3,28
0,009 2,38 1,494
90 12,38 3,26
80 12,38 3,26

70 12,38 3,24
60 12,38 3,24
50 12,38 3,24
40 12,38 3,24
30 12,38 3,24
20 12,38 3,24
10 12,38 3,24
0 12,38 3,24
0 12,38 3,24
Chế độ sấy 60
o
C
U Uth
Giai
đoạn
P
m
P
α
p
J
m
N N
tb
χ
K
τ
1
τ
2

180
Đun
nóng 15,92 1,40
180 15,92 1,40 0,547 394,03
170 15,92 1,40 0,547 394,03
160 15,92 1,40 0,547 394,03
150 15,92 1,40 0,547 394,03
140 15,92 1,40 0,547 394,03
130 15,92 1,40 0,547 394,03
Trang 15
Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò Sấy đối lưu
120 15,92 1,38 0,548 394,57
110 15,92 1,38 0,548 394,57
100 15,92 1,38 0,548 394,57
90 Giảm
tốc
16,19 1,40 0,01 3,94 0,890
80 16,19 1,40
70 16,19 1,40
60 16,19 1,40
50 16,19 1,38
40 16,45 1,40
30 16,45 1,40
20 16,45 1,40
10 16,45 1,40
0 16,45 1,40
0 16,45 1,40
Chế độ sấy 70
o
C

U Uth
Giai
đoạn
P
m
P
α
p
J
m
N N
tb
χ
K
τ
1
τ
2
180
100
Đun
nóng 30,03 15,0
180 Đẳng
tốc
30,03 15,0
0,038
0,566 407,87
407,87 0,196
170 30,03 15,0 0,566 407,87
160 30,03 15,0 0,566 407,87

150 30,03 15,0 0,566 407,87
140 30,03 15,0 0,566 407,87
130 30,03 15,0 0,566 407,87
120 30,03 15,0 0,566 407,87
110 30,03 15,0 0,566 407,87
100 30,03 15,0 0,566 407,87
90 Giảm
tốc
30,03 15,0
0,01 4,08 0,860
80 30,48 16,0
70 30,48 16,0
60 30,48 16,0
50 30,48 15,0
40 30,48 15,0
30 30,48 14,5
10 30,48 14,5
0 30,48 15,0
0 30,48 15,0
Bảng 6: Kết quả đánh giá sai số
Trang 16
Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò Sấy đối lưu
Chế độ
Độ ẩm tới hạn U
th
(%) Tốc độ sấy đẳng tốc N (%/h)
Thực nghiệm Lý thuyết Sai số (%) Thực nghiệm Lý thuyết Sai số (%)
50
o
C

33,78 105,56 -68,00 251,26 251,53 -0,11
60
o
C
32,05 100,00 -67,95 365,47 394,21 -7,29
70
o
C
36,50 100,00 -63,50 615,53 407,87 50,91
Chế độ
sấy
Hệ số sấy tương đối χ Hệ số sấy K, 1/h
Thực nghiệm Lý thuyết Sai số (%) Thực nghiệm Lý thuyết Sai số (%)
50
o
C
0,030 0,009 212,48 7,44 2,38 212,15
60
o
C
0,031 0,010 212,01 11,40 3,94 189,27
70
o
C
0,027 0,010 173,97 16,86 4,08 313,46
Chế độ
sấy
Thời gian sấy đẳng tốc τ
1
, h Thời gian sấy đẳng tốc τ

2
, h
Thực nghiệm Lý thuyết Sai số (%) Thực nghiệm Lý thuyết Sai số (%)
50
o
C
0,622 0,336 85,195 0,326 1,494 -78,22
60
o
C
0,405 0,203 99,479 0,208 0,890 -76,65
70
o
C
0,233 0,196 18,859 0,148 0,860 -82,77
Bảng 7: Sai số khi dựng “Đường cong sấy”
Chế độ sấy 50
o
C
τ
(h) U (%) U’ (%)
δ
U (%)
0,0000 190 189 0,49
0,0333 190 189 0,49
0,0667 180 181 -0,39
0,1000 170 172 -1,35
0,1500 160 160 0,15
0,2000 150 147 1,90
0,2333 140 139 0,85

0,2667 130 130 -0,34
0,3167 120 118 1,79
0,3500 110 110 0,45
0,3833 100 101 -1,12
0,4167 90 93 -2,97
0,4500 80 84 -5,19
0,5167 70 68 3,50
0,5500 60 59 1,25
0,5833 50 51 -1,73
0,6333 40 38 4,39
0,6667 30 30 0,19
0,7333 20 18 11,11
0,8000 10 10 0,00
0,9000 0 3 -100,00
Trang 17
Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò Sấy đối lưu
1,0000 0 2 -100,00
Chế độ sấy 60
o
C
τ
(h) U (%) U’ (%)
δ
U (%)
0,0000 180 178 1,33
0,0167 180 178 1,33
0,0333 170 172 -0,90
0,0667 160 159 0,40
0,0833 150 153 -2,13
0,1167 140 141 -0,77

0,1500 130 129 0,85
0,1833 120 117 2,81
0,2000 110 111 -0,57
0,2333 100 98 1,58
0,2500 90 92 -2,55
0,2833 80 80 -0,21
0,3167 70 68 2,96
0,3333 60 62 -3,06
0,3833 50 44 14,62
0,4167 40 37 6,86
0,4667 30 26 16,41
0,5167 20 16 21,53
0,5667 10 9 5,37
0,6333 0 4 -100,00
0,6667 0 3 -100,00
Chế độ sấy 70
o
C
τ
(h) U (%) U’ (%)
δ
U (%)
0,0000 180 177 1,95
0,0083 180 177 1,95
0,0167 170 171 -0,83
0,0333 160 161 -0,72
0,0500 150 151 -0,60
0,0667 140 141 -0,46
0,0833 130 130 -0,30
0,1000 120 120 -0,11

0,1167 110 110 0,12
0,1333 100 100 0,39
0,1500 90 89 0,73
0,1667 80 79 1,15
0,1833 70 70 0,00
0,2000 60 61 -1,64
0,2167 50 53 -5,66
Trang 18
Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò Sấy đối lưu
0,2333 40 44 -9,09
0,2500 30 36 -16,67
0,3000 10 14 -28,57
0,3333 0 9 -100,00
0,4167 0 4 -100,00
6. BÀN LUẬN :
Trang 19
Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò Sấy đối lưu
Câu 1 : Nhận xét và giải thích dạng đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy so với dạng
lý thuyết.
* Đường cong sấy:
Đường cong sấy có dạng phù hợp so với lý thuyết, mặc dù nếu vẽ một đường cong đi
qua tất cả các điểm thực nghiệm thì sẽ có nhiều sai lệch so với lý thuyết. Đó là bởi vì khi
vẽ đường cong sấy, ta đã căn cứ vào hình dạng của nó theo lý thuyết mà vẽ đường thẳng
và đường cong tương đối đi qua các điểm thực nghiệm.
* Đường cong tốc độ sấy:
Đường cong tốc độ sấy cũng có dạng phù hợp so với lý thuyết. Đó là bởi vì ta không
dùng cách vẽ trung bình ∆U/∆τ, mà lấy vi phân trực tiếp trên đường cong sấy. Để đường
cong tốc độ sấy được chính xác hơn, đáng lẽ ta phải lấy vi phân tại nhiều điểm. Nhưng vì
cách này quá phức tạp nên ta chỉ lấy tại 2 điểm. Cho nên nhìn chung, đường cong tốc độ
sấy tuy đúng về hình dạng nhưng về giá trò thì không được chính xác lắm.

Ngoài ra, việc công nhận U
*
= 0 khi vẽ đường cong tốc độ sấy cũng là một yếu tố dẫn
đến sai số trong việc xác đònh các giá trò trên đường cong này. Tuy khối lượng cuối cùng
trong quá trình sấy (khối lượng không đổi) bằng với khối lượng khô ban đầu, nhưng độ ẩm
cân bằng U* chưa hẳn đã bằng 0. Đó là bởi vì 3 sấp giấy lọc mà ta cân ban đầu không
phải là vật liệu khô tuyệt đối, mà là vật liệu đã chứa một lượng ẩm cân bằng nhất đònh (ở
điều kiện nhiệt độ môi trường ngoài).
Câu 2 : Nhận xét và giải thích kết quả tính toán, nêu lên mối quan hệ của các thông số
sấy.
* Độ ẩm cân bằng U
*
:
Kết quả thí nghiệm: ở cả 3 chế độ thí nghiệm thì U
*
đều bằng 0.
Theo lý thuyết (p53, [1]): độ ẩm cân bằng phụ thuộc vào độ ẩm không khí và nhiệt độ.
Với cùng một độ ẩm, khi nhiệt độ càng tăng thì độ ẩm cân bằng của vật liệu càng giảm.
Nhưng trong bài thí nghiệm này thì U
*
= 0 = const là do : 3 sấp giấy lọc mà ta cân ban đầu
không phải là vật liệu khô tuyệt đối, mà là vật liệu đã chứa một lượng ẩm cân bằng nhất
đònh (ở điều kiện nhiệt độ môi trường ngoài). Cho nên thực chất ta có thể sấy vật liệu
xuống dưới G
o
= 50g, bởi vì khi đó nhiệt độ tác nhân sấy cao hơn nhiệt độ môi trường
ngoài. Nhưng do chủ quan, ta đã không chờ đúng 15 phút như yêu cầu bài thí nghiệm (15
phút mà khối lượng vật liệu không đổi), mà dừng thí nghiệm khi khối lượng vật liệu đạt
50g. Nhưng nếu như ta có chờ hết 15 phút thì cũng không thể tính một cách chính xác vì
không có số liệu của khối lượng vật liệu khô tuyệt đối.

* Độ ẩm tới hạn U
th
:
Kết quả thí nghiệm:
+ Ở chế độ sấy 50
o
C: U
th
= 33,78%
+ Ở chế độ sấy 60
o
C: U
th
= 32,05%
+ Ở chế độ sấy 70
o
C: U
th
= 36,5%
Theo lý thuyết (p131, [1]): khi nhiệt độ tác nhân tăng thì độ ẩm tới hạn quy ước giảm.
Nhưng trong bài thí nghiệm này ta thấy, khi nhiệt độ tác nhân tăng lên 70
o
C thì U
th
lại
tăng. Đó là do sai số trong quá trình vẽ đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy cũng
như sai số trong quá trình làm thí nghiệm.
* Tốc độ sấy đẳng tốc N :
Trang 20
Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò Sấy đối lưu

Kết quả thí nghiệm:
+ Ở chế độ sấy 50
o
C: N = 251,26%/h
+ Ở chế độ sấy 60
o
C: N = 365,47%/h
+ Ở chế độ sấy 70
o
C: N = 615,53%/h
Ta nhận thấy rằng: khi nhiệt độ sấy càng tăng thì tốc độ sấy đẳng tốc càng tăng. Điều
này hoàn toàn phù hợp với lý thuyết. Đó là do khi nhiệt độ càng tăng thì động lực của quá
trình sấy (thế sấy ε) càng tăng.
* Hệ số sấy tương đối trong giai đoạn giảm tốc χ :
Kết quả thí nghiệm:
+ Ở chế độ sấy 50
o
C: χ = 0,0296
+ Ở chế độ sấy 60
o
C: χ = 0,031
+ Ở chế độ sấy 70
o
C: χ = 0,027
Theo lý thuyết (p93, [1]): hệ số sấy tương đối χ chỉ phụ thuộc vào tính chất của vật
liệu ẩm (loại vật liệu, thước vật liệu, độ ẩm ban đầu của vật liệu,…), không phụ thuộc vào
nhiệt độ của tác nhân sấy. Nhưng trong bài thí nghiệm này, mặc dù ở 2 chế độ 60
o
C và
70

o
C có cùng độ ẩm ban đầu của vật liệu là 180% nhưng χ lại khác nhau. Đó là do χ được
xác đònh theo công thức:
*
th
UU
1
−
=χ
. Mà như đã nói ở trên, U* và U
th
tính toán được là
không chính xác nân dẫn đến sai số của χ. Còn ở chế độ 50
o
C, χ khác so với 2 chế độ còn
lại, ngoài nguyên nhân do sai số, còn có nguyên nhân là do độ ẩm ban đầu của vật liệu ở
chế độ 50
o
C khác so với 2 chế độ còn lại (U
o
= 190%).
* Hệ số sấy trong giai đoạn giảm tốc K :
Kết quả thí nghiệm:
+ Ở chế độ sấy 50
o
C: K = 7,438 (1/h)
+ Ở chế độ sấy 60
o
C: K = 11,403 (1/h)
+ Ở chế độ sấy 70

o
C: K = 16,864 (1/h)
Theo lý thuyết (p93, [1]): hệ số sấy K phụ thuộc vào chế độ sấy (tốc độ sấy đẳng tốc
N) và tính chất của vật liệu ẩm (χ) theo công thức K = χN. Điều đó có nghóa là với tính
chất của vật liệu ẩm không đổi, khi nhiệt độ tác nhân sấy càng tăng thì K càng tăng (do χ
không đổi, còn N thì tăng lên) ⇒ Kết quả thí nghiệm hoàn toàn phù hợp với lý thuyết,
mặc dù vẫn còn có những sai số trong quá trình thí nghiệm. Đó là bởi vì trong kết quả thí
nghiệm, N tăng quá mạnh, còn χ mặc dù có thay đổi nhưng không đáng kể.
* Thời gian đun nóng vật liệu :
Dựa vào “Đường cong sấy” ⇒ khi nhiệt độ tác nhân sấy càng tăng thì thời gian đun
nóng vật liệu càng ngắn. Điều này là hoàn toàn phù hợp so với lý thuyết, do nhiệt độ sấy
càng tăng thì vật liệu sẽ đạt đến trạng thái bốc hơi nhanh hơn. Tuy nhiên, giai đoạn này
rất ngắn, không đáng kể, cho nên trong tính toán ta thường bỏ qua giai đoạn này.
* Thời gian sấy đẳng tốc τ
1
:
Kết quả thí nghiệm:
+ Ở chế độ sấy 50
o
C: τ
1
= 0,622 (h)
+ Ở chế độ sấy 60
o
C: τ
1
= 0,405 (h)
+ Ở chế độ sấy 70
o
C: τ

1
= 0,233 (h)
Trang 21
Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò Sấy đối lưu
Theo lý thuyết, khi nhiệt độ sấy càng tăng thì thời gian thì thời gian τ
1
càng giảm. Đó
là do τ
1
được tính theo công thức
1
th0
1
N
UU −
=τ
. Mà khi nhiệt độ tác nhân sấy càng tăng
thì N càng tăng mạnh, trong khi đó U
th
thì giảm nhưng không đáng kể ⇒ kết quả thí
nghiệm là hoàn toàn phù hợp với lý thuyết.
* Thời gian sấy giảm tốc τ
2
:
Kết quả thí nghiệm:
+ Ở chế độ sấy 50
o
C: τ
2
= 0,326 (h)

+ Ở chế độ sấy 60
o
C: τ
2
= 0,208 (h)
+ Ở chế độ sấy 70
o
C: τ
2
= 0,148 (h)
Theo lý thuyết, khi nhiệt độ sấy càng tăng thì thời gian thì thời gian τ
2
càng giảm. Đó
là do τ
1
được tính theo công thức
*
2
*
th
1
*
th
2
UU
UU
ln
N
UU
−

−−
=τ
. Mà khi nhiệt độ tác nhân sấy
càng tăng thì N càng tăng mạnh, trong khi đó U
th
thì giảm nhưng không đáng kể ⇒ kết
quả thí nghiệm là hoàn toàn phù hợp với lý thuyết.
Ta cũng nhận thấy rằng thời gian sấy giảm tốc τ
2
nhỏ hơn thời gian sấy đẳng tốc τ
1
.
Tính chất này còn tùy thuộc vào loại vật liệu (tùy thuộc vào các liên kết của ẩm với vật
liệu) .
♣ Mối quan hệ của các thông số sấy theo lý thuyết:
Khi nhiệt độ tác nhân sấy càng tăng thì:
U
*
U
th
N
χ
K τ
o
τ
1
τ
2
↓ ↓ ↑
= const

↑ ↓ ↓ ↓
Câu 3 : Nhận xét và giải thích kết quả đánh giá sai số.
* Độ ẩm tới hạn U
th
:
Kết quả đánh giá sai số:
+ Ở chế độ sấy 50
o
C: δU
th
= -68,00%
+ Ở chế độ sấy 60
o
C: δU
th
= -67,95%
+ Ở chế độ sấy 70
o
C: δU
th
= -63,50%
Sai số của phép đo U
th
là rất lớn (≈ 70%). Các giá trò U
th
tính theo thực nghiệm nhỏ hơn
lý thuyết (do sai số có giá trò âm). Đó là do sai số khi ta xây dựng đường cong sấy và
đường cong tốc độ sấy để xác đònh U
th
. Ngoài ra còn có những sai số trong quá trình làm

thí nghiệm (sẽ nói ở phần sau).
* Tốc độ sấy đẳng tốc N :
Kết quả đánh giá sai số:
+ Ở chế độ sấy 50
o
C: δN = -0,11%
+ Ở chế độ sấy 60
o
C: δN = -7,29%
+ Ở chế độ sấy 70
o
C: δN = 50,91%
Sai số ở chế độ sấy 50
o
C là rất nhỏ, không đáng kể. Còn sai số ở chế độ sấy 70
o
C lại
khá lớn (50,91%). Sai số tăng dần khi nhiệt độ sấy tăng dần.
Kết quả tính toán có sai số là do trong quá trình tính toán N lý thuyết, để đơn giản ta
đã sử dụng công thức thức nghiệm α
p
= 0,0229 + 0,0174v
k
, kg/m
2
.h.mmHg. Công thức này
Trang 22
Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò Sấy đối lưu
không phản ánh hết sự phụ thuộc của hệ số trao đổi ẩm α
p

vào các yếu tố ảnh hưởng lên
nó như công thức chuẩn
L
Nu.
mp
p
λ
=α
mà chỉ phản ánh sự phụ thuộc vào tốc độ tác nhân
sấy. Và khi đó ta đã coi α
p
là một hằng số trong suốt quá trình sấy, chính điều này đã dẫn
đến sai biệt nói trên khi α
p
không thể phản ánh được chính xác diễn tiến quá trình sấy.
Ngoài ra còn do sai số do dùng giản đồ không khí ẩm để tra P
m
và P (do có sai số khi
nội suy), đồng thời còn do giản đồ này được xây dựng ở áp suất 745mmHg, trong khi áp
suất thí nghiệm không trùng với áp suất này. Nhưng sai số này là không đáng kể.
Bên cạnh đó còn do sai số khi dựng đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy để tìm N
và sai số trong quá trình làm thí nghiệm.
* Hệ số sấy tương đối trong giai đoạn giảm tốc χ :
Kết quả đánh giá sai số:
+ Ở chế độ sấy 50
o
C: δχ = 212,48%
+ Ở chế độ sấy 60
o
C: δχ = 212,01%

+ Ở chế độ sấy 70
o
C: δχ = 173,97%
Sai số của χ là rất lớn (≈ 200%). Đó là do sai số khi ta xác đònh U
th
và U
*
.
* Hệ số sấy trong giai đoạn giảm tốc K :
Kết quả đánh giá sai số:
+ Ở chế độ sấy 50
o
C: δK = 212,15%
+ Ở chế độ sấy 60
o
C: δK = 189,27%
+ Ở chế độ sấy 70
o
C: δK = 313,46%
Sai số của K là rất lớn (≈ 200 ÷ 300%). Đó là do sai số khi xác đònh χ và N (như đã nói
ở trên).
* Thời gian sấy đẳng tốc τ
1
:
Kết quả đánh giá sai số:
+ Ở chế độ sấy 50
o
C: δτ
1
= 85,195%

+ Ở chế độ sấy 60
o
C: δτ
1
= 99,479%
+ Ở chế độ sấy 70
o
C: δτ
1
= 18,859%
Sai số của τ
1
ở 2 chế độ 50
o
C và 60
o
C là rất lớn, chỉ có ở chế độ 70
o
C là nhỏ. Giá trò τ
1
đo được trong thực nghiệm lớn hơn so với lý thuyết. Đó là do sai số khi xác đònh các thông
số ở trên.
* Thời gian sấy đẳng tốc τ
2
:
Kết quả đánh giá sai số:
+ Ở chế độ sấy 50
o
C: δτ
2

= -78,22%
+ Ở chế độ sấy 60
o
C: δτ
2
= -76,65%
+ Ở chế độ sấy 70
o
C: δτ
2
= -82,77%
Sai số của τ
2
là rất lớn (≈ 80%). Giá trò τ
2
đo được trong thực nghiệm nhỏ hơn so với lý
thuyết. Đó là do sai số khi xác đònh các thông số ở trên.
* Sai số khi dựng đường cong sấy :
Dựa vào Bảng 7 ⇒ Trong giai đoạn đầu của quá trình sấy, sai số là rất nhỏ. Còn trong
giai đọan sau thì sai số lớn hơn rất nhiều, đặc biệt là ở 2 giá trò cuối cùng, sai số là 100%.
Đó là do trong giai đoạn sau, ta vẽ đường cong tương đối đi qua các điểm bằng tay để phù
hợp với hình dạng theo lý thuyết, mặc dù số liệu thí nghiệm không phản ánh đúng hình
Trang 23
Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò Sấy đối lưu
dạng của nó theo lý thuyết. Còn trong giai đọan đầu thì số liệu đã phản ánh đúng hình
dạng lý thuyết nên có độ chính xác cao hơn.
Câu 4 : Nêu các nguyên nhân và biện pháp khắc phục sai số.
* Các nguyên nhân sai số :
- Trong quá trình làm thí nghiệm:
+ Do vật liệu ban đầu không phải là vật liệu khô tuyệt đối, cho nên dẫn đến sai

số trong tính toán (đã nói trong Câu 2, ở phần U
*
).
+ Do đọc số trên cân không chính xác. Vì rất khó đọc số khi kim dao động giữa
2 vạch.
+ Do đọc số trên vòng đo nhiệt độ bầu khô và bầu ướt không chính xác. Vì
nhiệt độ dao động trong một khoảng rất nhỏ.
+ Do bấm thời gian không hoàn toàn là chính xác.
+ Ngoài ra, còn do thiết bò đã cũ kỹ nên không còn được chính xác nữa.
- Trong quá trình tính toán:
+ Do dùng giản đồ để tra P
m
và P (sai số do phải dựng nhiều đường trên đồ thò
và nội suy). Đồng thời còn do giản đồ này được xây dựng ở áp suất
745mmHg, trong khi áp suất thí nghiệm không trùng với áp suất này. Nhưng
sai số này là không đáng kể.
+ Do việc chấp nhận U
*
= 0.
+ Do dựng đường cong sấy: dựng đường cong bằng cách nhắm chừng theo mắt
thường nên có độ chính xác không cao.
+ Do dựng đường cong tốc độ sấy: Chỉ lấy vi phân tại 2 điểm, trong khi đó để
chính xác thì cần nhiều điểm hơn.
+ Do lựa chọn công thức khi tính N lý thuyết α
p
= 0,0229 + 0,0174v
k
,
kg/m
2

.h.mmHg (như đã nói ở Câu 3, phần N)
* Các biện pháp khắc phục sai số :
- Trong quá trình làm thí nghiệm:
+ Vật liệu ban đầu phải là vật liệu khô tuyệt đối, hoặc bằng cách nào đó xác
đònh trước được khối lượng khô tuyệt đối của vật liệu.
+ Phải chú ý thật kỹ để đọc được số liệu chính xác. Nhưng tốt nhất là phòng thí
nghiệm nên có các thiết bò đo điện tử để việc đọc số liệu được chính xác hơn.
- Trong quá trình tính toán:
+ Phải cẩn thận hơn trong việc tra đồ thò. Tốt nhất là áp dụng các công thức để
tính toán thay vì tra trên giản đồ.
+ Dùng phương pháp “Bình phương cực tiểu” để vẽ đường cong sấy và đường
cong tốc độ sấy.
+ Nên áp dụng công thức
L
Nu.
mp
p
λ
=α
để tính α
p
.
Trang 24
Thí nghiệm Quá trình – Thiết bò Sấy đối lưu
7. PHỤ LỤC :
7.1. Tính toán các thông số ở Bảng 2:
60
)ph(
)h(
τ

=τ
1000
)g(G
)Kg(G =
)32Ft(
9
5
Ct
oo
−=
7.2. Tính toán các thông số ở Bảng 3:
100
G
GG
(%)U
o
o
×
−
=
τ∆
∆
=
U
)h/(%N
ε = t
k
- t
ư
Cách tra P

m
và P (dùng giản đồ trạng thái không khí ẩm) :
7.3. Dựng đường cong sấy U = f (
τ
) :
- Từ các giá trò tính toán được (U và τ) trong bảng 3, ta chấm các điểm tương ứng
trên đồ thò.
- Như ta đã biết, đường cong sấy biểu thò 3 giai đoạn chính:
+ Giai đoạn đun nóng vật liệu : có dạng đoạn thẳng nằm ngang (rất ngắn).
+ Giai đoạn sấy đẳng tốc : có dạng đường cong nhưng có thể xem gần đúng là
đường thẳng.
+ Giai đoạn sấy giảm tốc : có dạng đường cong tiệm cận đến một giá trò U
*
nào đó
(trong bài thí nghiệm này thì U
*
= 0).
Trang 25
t
ư
ϕ = 1
P
m
H = const
t
k
P