SẤY RAU BẰNG KHÔNG KHÍ NÓNG NĂNG SUẤT 200KGH

Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h
Mục lục
Mục lục
Lời mở đầu
Chương 1:Tổng quan
1.1.Giới thiệu vế sản phẩm sấy
1.2.Giới thiệu về phương pháp sấy
1.2.1.Định nghĩa
1.2.2.Mục đích
1.2.3.Những biến đổi cơ bản của quá trình sấy
1.2.4.Các phương pháp sấy
1.2.5.Chọn tác nhân sấy
1.2.6.Chọn phương thức sấy
1.2.7.Chọn thiết bị sấy
1.2.8.Chọn chế độ sấy
1.3.Giới thiệu về hệ thống sấy hầm
Chương 2 :Tính toán công nghệ
2.1.Tính cân bằng vật chất
2.2.Tính toán quá trình sấy lý thuyết
2.2.1.Tính các thông số của tác nhân sấy
2.2.1.2.Trạng thái không khí ra khỏi hầm sấy
2.3.3.Kích thước của hầm sấy
2.4.Tính toán nhiệt của quá trình sấy
2.4.1.Tính toán tổn thất nhiệt
2.4.3.Tính cân bằng nhiệt
Chương 3:Tính thiết bị phụ
3.1. T hiết kế buồng đốt
3.1.1.Xác định nhiệt đọ của khói lò và lượng không khí cần cấp
3.1.2.Tính kích thước buồng đốt
3.2.Tính caloriphe
3.3.Tính trở lực và chọn quạt gió

Kết luận 29
Tài liệu tham khảo 30
1
1
Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h
Lời mở đầu
Từ năm 1960,kỹ thuật sấy đã được nghiên cứu ở nhiều trường đại học trên khắp
thế giới để phục vụ cho quá trình sản xuất.Cho đến nay,kỹ thuất sấy ngày càng
phát triển và đóng vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp,đặc biệt là
ngành công nghiệp thực phẩm.
Nước ta là một nước có nền nông nghiệp lâu đời.Hiện nay,nông nghiệp vẫn
chiếm tỉ trọng cao trong cơ cấu ngành kinh tế nước ta.Sản phẩm nông nghiệp
của nước ta rất phong phú,đa dạng với sản lượng rất lớn.Nhưng hiệu quả kinh tế
mà nông nghiệp đem lại là chưa xứng với tiềm năng của nó.Một trong những
nguyên nhân là do quá trình chế biến sau thu hoach,bảo quản chưa được khoa
học.Điều đó làm giảm giá trị của sản phẩm trên thị trường tiêu thụ.
Để giải quyết vấn đề này ,việc nghiên cứu phát triển công nghệ sấy nông sản
thực phẩm có thể coi là nhiệm vụ chiến lược trong sự nghiệp phát triển kinh tế
đất nước.Công nghệ sấy phát triển cho ta tạo ra những sản phẩm có giá trị,chất
lượng cao,có thể bảo quản lâu dài và giảm được chi phí vận chuyển.
Nhằm trang bị cho kỹ sư ngành Công nghệ thực phẩm trước khi ra trường những
kiến thức cơ bản nhất về kỹ thuật sấy, các thầy cô đã giao nhiệm vụ cho tôi làm
đồ án môn học Quá trình và thiết bị về kỹ thuật sấy. Để có một cái nhìn trực
quan và thực tế hơn, trong quá trình làm đồ án, em đã được giao đề tài cụ thể là
“ Thiết kế hệ thống sấy hầm dùng để sấy rau với năng suất 200kg/h”. Bản đồ
án gồm các phần chính như sau:
Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Tính toán công nghệ
Chương 3:Tính toán thiết bị phụ
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo đã giúp em hoàn thành đồ án này.

Tuy nhiên, do hạn chế về mặt kiến thức lý thuyết và thực tế nên bản đồ án này
sẽ không tránh khỏi những sai sót, em rất mong nhận được sự chỉ dẫn và góp ý
của các thầy cô cũng như các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn !
2
2
Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h
Chương 1:Tổng quan
1.1.Giới thiệu vế sản phẩm sấy
• Cũng như các loại thực vật khác ,rau có cấu trúc và thành phần hóa học rất đa
dạng,nhưng chửa chủ yếu là nước(> 80%).Ngoài ra, trong rau còn chứa
protein,gluxit,cenlulose , tro , photpho,canxi,sắt, magie.Hàm lượng các chất
phụ thuộc vào loại rau.
• Rau là nguồn nguyên liệu thực phẩm giàu chất dinh dưỡng,có màu sắc và
hương vị đa dạng và rất dễ biến đổi trong quá trình chín cũng như bảo quản
chế biến.
• Rau thuộc họ cây thân mềm.Thân,lá, hoa,trái, củ đều có thể sử dụng để chế
biến các món ăn hàng ngày.Rau rất giàu chất xơ,vitamin và muối khoáng.
• Khoa học đã chứng minh rằng,rau là nguồn cung cấp chất cơ,có tác dụng giải
độc tố trong tiêu hóa thức ăn,và có tác dụng chống táo bón.ngoái ra rất nhiều
loại rau co tác dụng làm thuốc chữa bệnh như: Cải bắp có tác dụng trị giun,
là loại thuốc dịu đau trong bệnh thấp khớp, thống phong, đau dây thần kinh
hông (lấy các lá cải bắp rồi dùng bàn là ủi cho mềm, sau đó đắp lên các phần
bị đau). Nó làm sạch đường hô hấp bằng cách hoặc dùng đắp (trị viêm họng
khản tiếng) hoặc uống trong (ho, viêm sưng phổi). Cải bắp cũng là thuốc
chống hoại huyết, trị lỵ và cung cấp cho cơ thể một yếu tố quan trọng là lưu
huỳnh (S). Nước cải bắp dùng lọc máu. Sau hết, nó là loại thuốc mạnh để
chống kích thích thần kinh và chứng mất ngủ. Những người hay lo âu, các thí
sinh đi thi, các người bị suy nhược thần kinh, những người mệt mỏi liên miên
nên dùng Cải bắp thường xuyên.ngày nay cải bắp còn dùng để chữa đau dạ

dày.
Vì vậy,trong chế độ dinh dưỡng hàng ngày,rau là thực phẩn không thể thiếu.
• Cũng như việc sản xuất rau,công nghiệp chế biến rau đang tìm hướng phát
triển cho riêng mình.Tuy nhiên,ngành chế biến rau ở Việt Nam còn ở mức độ
thấp,chưa đáp ứng được nhu cầu của người tiêu dùng.
Quy trình sản xuất rau sấy
3
3
Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h
4
4
Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h
1.2.Giới thiệu về phương pháp sấy
1.2.1.Định nghĩa
Sấy là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu dưới tác dụng của nhiệt bằng phương
pháp bay hơi.
1.2.2.Mục đích
• Chế biến:Sấy để sản xuất các mặt hàng ăn liền.
• Vận chuyển:Dễ dàng hơn và giảm chi phí.
• Bảo quản: lâu dài hơn do lượng ẩm đạt được sau sấy đảm bảo điều kiện bảo
quản của vật liệu.
1.2.3.Những biến đổi cơ bản của quá trình sấy
• Quá trình trao đổi nhiệt:Vật liếu sấy nhận nhiệt để tăng nhiệt độ và làm bay
hơi ẩm ra ngoài.
• Quá trình trao đổi ẩm:Quá trình này diễn ra do sự chênh lệch giữa độ ẩm
tương đối của vật ẩm và độ ẩm tương đối của môi trường không khí xung
quanh.Động lực của quá trình là độ chênh lệch áp suất hơi trên bề mạt vật
liệu và áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí.Quá trình thoát ẩm
diễn ra dến khi vật liệu đạt tới độ ẩm cân bằng .
1.2.4.Các phương pháp sấy

• Sấy tự nhiên:Sử dụng năng lượng tự nhiên như:năng lượng mặt trời,năng
lượng gió,… sản phẩm sấy không đồng đều , thời gian sấy lâu….
• Sấy nhân tạo:là phương pháp sấy cần phải cung cấp nhiệt.quá trình sấy
nhanh,sản phẩm đồng đều,dễ điều chỉnh nhiệt độ.
Phân loại theo phương pháp sấy nhân tạo :
Sấy đối lưu:Là phương pháp phổ biến rộng rãi nhất hiện nay để sấy rau,phương
pháp truyền nhiệt là truyền nhiệt đối lưu.
Sấy bức xạ:Là phương pháp sấy truyền nhiệt bằng bức xạ nhiệt.
Sấy tiếp xúc:Vật ẩm tiếp xúc trực tiếp với nguồn nhiệt
5
5
Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h
Ngoài ra ,còn có các phương pháp sấy khác như:sấy phun,sấy tầng sôi,sấy bằng
dòng điện cao tần,…
Trong các phương pháp trên,ta chon phương pháp sấy đối lưu.
1.2.5.Chọn tác nhân sấy
Vì rau là nguồn thực phẩm nên ta chọn tác nhân sấy là không khí nóng để tránh
làm bẩn sản phẩm.Không khí sẽ được gia nhiệt trong calorife bằng nhiệt do than
cung cấp .
1.2.6.Chọn phương thức sấy
Trong công nghệ sấy thực phẩm,các nguyên liếu sấy đều nhạy cảm với nhiệt nên
để giữ được chất dinh dưỡng,hương vị và màu sắc của sản phẩm,ta cần sấy ở
nhiệt độ thấp và hạ nhiệt độ từ từ.Vì vậy ta chon phương thức sấy hồi lưu một
phần không khí nóng.Với phương thức sấy này,ta vừa có thể tiết kiệm được
nhiệt lượng,vừa thu được sản phẩm không giũ được hương vị và màu sắc gần
với trạng thái ban đầu hơn,lượng chất dinh dưỡng cũng giảm ít hơn.
Chọn phương thức sấy cùng chiều do nó có các ưu điểm sau:
- Tốc độ sấy ban đầu cao
- Sản phẩm ít bị co ngót,tỉ trọng thấp.
- Sản phẩm ít bị hư hỏng,và ít nguy cơ hư hỏng do vi sinh vật.

1.2.7.Chọn thiết bị sấy
Phân loại thiết bị sấy
Người ta phân loại các hệ thống sấy đối lưu như sau:
- Buồng sấy.
- Hấm sấy.
- Sấy thùng quay.
- Sấy băng tải.
- Sấy phun.
Mỗi loại thiết bị trên có những ưu điểm khác nhau,thường dùng cho các loại
nguyên liệu sấy khác nhau.Với nguyên liệu là rau,năng suất sấy là lớn,độ ẩm
6
6
Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h
cuối yêu cầu không quá thấp,ta chon hệ thống hầm sấy với thiết bị chuyền tải xe
gòong là hợp lý nhất.
1.2.8.Chọn chế độ sấy
Rau có các thành phần rất nhạy cảm với nhiệt độ nên yêu cầu nhiệt độ sấy không
được cao.Trong môi trường ẩm nếu nhiệt độ lớn hơn 60
o
C,protein bị biến
tính;lớn hơn 90
o
C,fructoza bị caramen hóa,các phản ứng tạo melanoidin,polyme
hóa các hợp chất cao phân tử xảy ra mạnh.Nếu nhiệt độ cao hơn nữa rau có thể
bị cháy.Vì vậy,ta phải chọn chế độ sấy ôn hòa. Độ ẩm không khí vào không
được quá thấp để giảm thiểu biến đổi cơ học như hiện tượng nứt sản phẩm và
làm khô bề mặt sản phẩm.
1.3.Giới thiệu về hệ thống sấy hầm
7
7

Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h
8
8
Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h
9
9
Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h
Chương 2 :Tính toán công nghệ
Nguyên liệu sấy:rau
Năng suất G2=200kg/h
Độ ẩm đầu :W
1
=85%
Độ ẩm cuối:W
2
=14%
Khối lượng riêng:
)/(702
3
mkg=
ρ
Tác nhân sấy : không khí nóng
Nhiệt độ đầu: t
1
=80
o
C
Nhiệt độ cuối :t
2
=50

o
C
Năng lượng dùng cấp nhiệt:than
Thời gian sấy 8h/mẻ
2.1.Tính cân bằng vật chất
Lượng vật liệu vào:
67.1146
85100
14100
.200
100
100
.
1
2
21
=
−
−
=
−
−
=
W
W
GG
kg/h
Lượng ẩm cần tách:
67.94620067.1146
21

=−=−= GGW
kg/h
10
10
Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h
2.2.Tính toán quá trình sấy lý thuyết
2.2.1.Tính các thông số của tác nhân sấy
2.2.1.1.trạng thái không khí ngoài trời
Chọn t
0
= 26
o
C ,
%80
0
=
ϕ
Tính các thông số còn lại của không khí như sau:
- Phần áp suất bão hòa hơi nước:
0335.0]
265.235
42.4026
12exp[]
5.235
42.4026
12exp[
0
0
=
+

−=
+
−=
t
P
b
bar
- Hàm ẩm :
0161,0
0335,0.8,0993,0
0335,0.8,0
622.0
.
622.0
0.0
00
0
=
−
=
−
=
b
b
PB
P
d
ϕ
ϕ
kg/kgk

3
- Etanpi :
13,67)26.842,12500.(0161,026.004,1).842,12500.(.004,1
0000
=++=++= tdtI
kJ/kgk
3

2.2.1.2.Trạng thái không khí ra khỏi hầm sấy
t
2
= 50
o
C
11
11
Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h
Quá trình sấy lý thuyết là đẳng etanpi nên ta có:
Do d
1
=d
M
nên:
Thay vào với t
1
=80
o
C ,t
2
=50

o
C ,n = 1 ta được :d
2
=0,0405 kg/kgk
3
- Etanpi của không khí ra khỏi thiết bị sấy:
I
2
=1,004.t
2
+d
2
.(2500+1,842.t
2
) = 155,18 kJ/kgk
3
- Phần áp suất bão hòa của hơi nước:
1221,0]
505,235
42,4026
12exp[]
5,235
42,4026
12exp[
2
2
=
+
−=
+

−=
t
P
b
bar
- Độ ẩm tương đối của không khí ra khỏi thiết bị sấy:
%7,49497,0
)0405,0622,0.(1221,0
993,0.0405,0
)622,0.(
.
22
2
2
==
+
=
+
=
dP
Bd
b
ϕ
2.2.1.3.Thông số của không khí sau buồng hòa trộn M
- Hàm ẩm:
0283.0
2
0405,00161,0
1
.

20
=
+
=
+
+
=
n
dnd
d
M
kg/kgk
3
- Etanpi:
155,111
2
18,15513,67
1
.
20
=
+
=
+
+
=
n
InI
I
M

kJ/kgk
3
12
12
Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h
- Nhiệt độ:
C
CdC
rdI
t
o
paMpk
MM
M
26,38
842,1.0283,0004,1
2500.0283,0155,111
.
.
=
+
−
=
+
−
=
- Phần áp suất bão hòa của hơi nước:
0667,0]
26,385,235
42,4026

12exp[]
5,235
42,4026
12exp[
=
+
−=
+
−=
M
bM
t
P
bar
- Độ ẩm tương đối:
65.0
)0283,0622,0.(0667,0
993,0.0283,0
)622,0.(
.
=
+
=
+
=
MbM
M
M
dP
Bd

ϕ
=65%
2.2.1.4.trạng thái không khí sau caloriphe
- t
1
= 80
o
C
- Hàm ẩm:
0283,0
1
==
M
dd
kg/kgk
3
- Etanpi :
24,155)80.842,12500.(0283,080.004,1).842,12500.(.004,1
1110
=++=++= tdtI

kJ/kgk
3
- Phần áp suất bão hòa của hơi nước:
4667,0]
805,235
42,4026
12exp[]
5,235
42,4026

12exp[
1
1
=
+
−=
+
−=
t
P
b
bar
- Độ ẩm tương đối của không khí:
%3,9093,0
)0283,0622,0.(4667,0
993,0.0283,0
)622,0.(
.
11
1
1
==
+
=
+
=
dP
Bd
b
ϕ

2.2.1.5.Lưu lượng không khí khô lý thuyết
a.Lượng không khí khô lý thuyết lưu chuyển trong thiết bị
Lượng không khí khô cần thiết:
77596
0283,00405,0
67,946
2
=
−
=
−
=
M
lt
dd
W
L
kgk
3
/h
Lượng không khí tiêu hao riêng:
96,81
67,946
77596
===
W
L
l
lt
lt

kgk
3
/kgẩm
13
13
Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h
Tra PL5[2] ta được:v
1
=1,0665 m
3
/kgk
3
v
2
=0,9956 m
3
/kgk
3
36,80005
2
)9956,00665,1.(77596
2
).(
21
=
+
=
+
=
vvL

V
lt
lt
m
3
/h
b.Lượng không khí khô ngoài trời cần cấp vào thiết bị
Không khí ngoài trời có t
0
=26
o
C =>
=
ρ
1,181 kg/m3
Lưu lượng thể tích không khí cần cấp là:
32852
).1(
0
0
=
+
==
ρρ
n
L
L
V
lt
tb

lt
lt
m
3
/h
2.3.Tính kích thước cơ bản của hệ thông hầm sấy
2.3.1.Kích thước của khay sấy
Vật liệu: nhôm tấm dày 2mm.
Kích thước:
509001100 ××=××
kkk
HLB
mm
Khối lượng rau đặt trên mỗi khay :m=12 kg
Số khay :
675
12
8.67,1146
.
1
===
m
G
N
τ
khay.
Các khay đặt trên xe gòong cách nhau h =70 mm để cho không khí nóng lưu
thông tốt hơn giúp quá trình sấy nhanh và đồng đều hơn.
Số khay trên 1 xe là 12 khay.
2.3.2.Kích thước của xe gòong

Vật liệu: Thép CT
3

Kích thước của xe goong thiết kế sao cho phù hợp vối công nhân như sau:
15009001200 ××=××
xxx
HLB
mm.
Khối lượng vật liệu trên 1 xe:
1441212 =×=
X
G
, kg
Số lượng xe gòong:
64
144
8.67,1146
.
1
===
X
X
G
tG
N
xe.
14
14
Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h
Để dự trữ ta chế tạo 68 xe

Mỗi hầm có 16 xe thì số hầm cần thiết là:
4
16
64
==
Z

2.3.3.Kích thước của hầm sấy
Chiều rộng: B
h
= B
x
+2.50 =1200+2.50=1300 mm =1,3m
Chiều cao hấm phụ thuộc vào chiều cao xe gòong :
H
h
=H
x
+ 100= 1500 + 100 mm = 1600 mm =1,6 m
Chiều dài hầm phụ thuộc vào chiều dài và số lượng xe gòong
L
h
=
mmmLL
Z
N
bsx
x
4,16)(164001000.2900.
4

64
.2. ==+=+

2.3.4.Kích thước phủ bì của hầm
Tường hầm được xây bằng gạch chịu lửa dày
250
1
=
δ
mm ,các bức tương ngăn
giữa các hầm dày
100
'1
=
δ
mm
Trần hầm bằng bê tông dày
70
3
=
δ
mm
Lớp cách nhiệt bông thủy tinh dày
130
2
=
δ
mm.
Chiều rộng phủ bì của 1 hầm:
mBB

h
65,11,025,03,1
'11
=++=++=
δδ
Chiều rộng phủ bì của hệ thống hầm:
mZBZB
hN
61,0.325,0.23,1.4).1(.2.
'11
=++=−++=
δδ
m.
Chiều cao phủ bì của hầm:
8,113,007,06,1
32
=++=++=
δδ
hN
HH
m.
2.4.Tính toán nhiệt của quá trình sấy
2.4.1.Tính toán tổn thất nhiệt
2.4.1.1.Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi
Q
vl
= G
2
.C
v2

.(t
v2
– t
v1
) kJ/h
W
Q
q
vl
vl
=
kJ/kgẩm
15
15
Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h
Trong đó: - nhiệt độ vật liệu khô cuối t
v2
= t
1
-10
0
C=80 – 10 =70
o
C
- nhiệt độ vật liệu ẩm đầu t
v1
= t
0
=26
o

C
Nhiệt dung riêng của vật liệu ra khỏi thiết bị:
=
vl
C
1,387+0,028.W
2
= 1,387+0,028.14=1,779 kJ/kg.K
537,16
67,946
)2670.(779,1.200
=
−
=⇒
vl
q
kJ/kg
2.4.1.2.Tổn thất do thiết bị chuyền tải mang ra khỏi hầm
a.Tổn thất do xe goòng mang đi.
Xe goòng làm bằng thép CT3 có khối lượng một xe G
x
= 60 kg.
Nhiệt dung riêng của thép là: C
x
= 0,5 kJ/kgK. Vì là thép nên nhiệt độ xe goòng
lúc ra khỏi hầm sấy lấy bằng nhiệt độ tác nhân sấy: t
x2
= t
2
=50

o
C.Do đó:
5760
8
)2650.(5,0.60.64
).(
1
2
=
−
=
−
=
τ
xx
x
ttCxGxn
Q
kJ/h
b.Tổn thất do khay sấy mang đi
Khay đựng vật liệu sấy được làm bằng nhôm, mỗi khay có trọng lượng là 2 kg.
Nhiệt độ của khay ra khỏi hầm sấy cũng là nhiệt độ của tác nhân sấy, t
k2
= t
1
=
50
0
C.
Nhiệt dung riêng của nhôm là, C

k
= 0,86 kJ/kgK. Do đó tổn thất do khay sấy
mang đi là:
88,3962
8
)2650.(86,0.2.768
).(
1
2
=
−
=
−
=
τ
kkkk
k
ttCGn
Q
kJ/h
Như vậy tổn thất do thiết bị chuyền tải là:
Q
CT
= Q
x
+ Q
k
= 5760 + 3962,88 =9722,88 kJ/h
27,10
67,946

88,9722
===
W
Q
q
CT
CT
kJ/kgẩm
2.4.1.3.Tổn thất ra môi trường
16
16
Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h
Phân bố nhiệt độ qua tường hầm sấy
a.Tổn thất qua tường bao
Q
t
= k.F
t
.∆t
tb

k: hệ số truyền nhiệt:
1 2
1 1 2 2
1
1 1
k
δ δ
α λ λ α
=

+ + +
δ
i
, λ
i
: chiều dày và hệ số dẫn nhiệt của các lớp vật liệu
α
1
: Hệ số tỏa nhiệt đối lưu cưỡng bức của tác nhân sấy với bề mặt tường, W/mK
Tốc độ tác nhân sấy trong quá trình sấy lý thuyết:

9,3
3600).05,0.1,1.126,1.3,1.(4
36,80005
3600) 12 (
0
=
−
=
−
=
kkhh
lt
HBHBZ
V
v
m/s
Phương thức sấy hồi lưu nên chon v = 3,8 m/s
Theo bảng 3 tài liệu [2] ta có hệ số trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng bức khi khí
chuyển động dọc theo bề mặt vách, đối với bề mặt nhám, v < 5 m/s

α
1
= 6,15 + 4,18.v = 6,15 + 4,18.3,7= 22,04 (W/m
2
K)
α
2
: Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu tự nhiên từ tường tới không khí bên ngoài,
α
2
= α
0
.ϕ
t

Để tính hệ số α
2
này ta giả thiết độ chênh nhietj độ từ bề mặt vách
17
17
Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h
∆t = t
w4
– t
0
= 15,6
o
C
Theo bảng 1 PL1 [4] ta có α
0

= 4.166 W/m
2
K
Theo bảng 2 [4] ta có : t
0

=26
o
C
⇒
ϕ
t
= 0,974
 α
2
= 4.166.0,974 = 4.058 (W/m
2
K)
Hệ số truyền nhiệt :
1 2
1 1 2 2
1
1 1
k
δ δ
α λ λ α
=
+ + +
622,1
058.4

1
77,0
25,0
62,21
1
1
=
++
=
∆t
tb
: Độ chênh nhiệt độ trung bình, ∆t
tb
= t
tb
– t
0
t
tb
= 0,5.(t
1
+ t
2
) = 0,5.(80+50) = 65
0
C
 ∆t
tb
= 65 – 26 = 39
0

C
Mật độ dòng nhiệt qua tường là: q
t
= k.∆t
tb
= 1,622.39=63.26 (W/m
2
)
Kiểm tra lại độ chênh nhiệt độ giữa bề mặt ngoài tường và không khí là:
∆t = q
t
/α
2
= 63.26/4.058 = 15,58
0
C
C
o
6,15≈

Như vậy giả thiết ở trên là hợp lý.
Diện tích tượng gây tổn thất là:
F
xq
= 2.L
h
.H
N
.
.

= 2.16,4.1,8 =59,1m
2
)
Tổn thất nhiệt qua tường bao:
Q
t
= 3,6.k.F
xq
.∆t
tb
=3,6.1,622.59,1.39=13458,8(kJ/h)
b.Tổn thất nhiệt qua trần hầm sấy
Q
tr
= 3,6.k
tr
.F
tr
.∆t
tb
Theo trên ∆t
tb
= 39
0
C
Hệ số truyền nhiệt k được tính theo công thức:
α
1
= 22,04 W/m
2

K
δ
1
= 0,13 m; λ
1
= 0,058 W/mK; δ
2
= 0,07 m; λ
2
= 1.55 W/mK
Hệ số tỏa nhiệt đối lưu tự nhiên của không khí bên ngoài (trần hầm sấy nằm
ngang) là:
18
1 2
1 1 2 2
1
1 1
tr
k
δ δ
α λ λ α
=
+ + +
18
Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h
α
2tr
=1,3. α
2
=1,3.4.058=5.2754 (W/m

2
K)
 k
tr
= 0.397(W/m
2
K)
Diện tích trần hầm sấy: F
tr
= L
h
.B
N
= 16,4.6 = 98,4 (m
2
)
Tổn thất nhiệt qua trần:
Q
tr
= 3,6F
tr
.k
tr
.∆t
tb
= 3,6.98,4.0,397.39=5484,7 (kJ/h)
c.Tổn thất nhiệt qua nền
Nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy là: t
tb
= 65

0
C
Và khoảng cách từ hầm đến phân xưởng là 2m
Tra bảng 7.1 tài liệu [3] ta có tổn thất nhiệt riêng qua 1 m
2
nền là:
q
n
= 41,57 W/m
2
Diện tích nền hầm sấy: F
n
= F
tr
= 98,4m2
Nhiệt tổn thất qua nền là: Q
n
= 3,6.F
n.
q
n
= 3,6.98,4.41,57 = 14725,76 kJ/h
d.Tổn thất nhiệt qua cửa
hai đầu hầm có cửa làm bằng thếp dày
mm5
4
=
δ
, có hệ số dẫn nhiệt
KmW ./5,0=

λ
.Do đó:
314,3
058,4
1
5,0
005,0
04,22
1
1
11
1
2
4
1
=
++
=
++
=
αλ
δ
α
c
k
Tổn thất qua cửa là:
Q
c
=3,6.k
c

.F
c
.
t
∆
=3,6.3,314.2.(6.1,8).39=10050,2 kJ/h
 Vậy tổng tổn thất nhiệt ra môi trường là:
Q
mt
= Q
t
+ Q
tr
+ Q
n
+Q
c
= 13458,8+5484,7+14725,76+10050,2 = 43719,46(kJ/h)
Tổn thất nhệt riêng:
2,46
67,946
46,43719
===
W
Q
q
mt
mt
kJ/kga
2.4.1.4.Tổn thất nhiệt trong quá trình sấy thực

∆ = C
n
.t
v1
– ( q
vl
+ q
CT
+ q
mt
)
∆ = 4,18.26 – ( 16,537+10,27 +46,2) = 35,67 (kJ/kg ẩm)
2.4.2.Tính toán quá trình sấy thực tế
19
19
Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h
2.4.2.1.Thông số của không khí sau thiết bị sấy
-Hàm ẩm:
Trong đó:
36,264780.842,12500.482,1
11
=+=+=
tri
kJ/kgk
3
1,259250.842,12500.842,1
22
=+=+= tri
kJ/kgk
3

d
0
=0.0161
hệ số hồi lưu n = 1 ;
67,35
=∆
0409.0
2
=⇒
t
d
-Etanpi
I
2t
=1,004.t
2
+d
2t
.(2500+1,842.t
2
)=1,004.50+0,0409.(2500+1,842.50)=156,22
(kJ/kgk
3
)
-Phần áo suất bão hòa hơi nước:

1221,0]
505,235
42,4026
12exp[]

5,235
42,4026
12exp[
2
2
=
+
−=
+
−=
t
P
b
bar
- Độ ẩm tương đối của không khí ra khỏi thiết bị sấy:
%505,0
)0409,0622,0.(1221,0
993,0.0409,0
)622,0.(
.
22
2
2
==
+
=
+
=
tb
t

dP
Bd
ϕ
2.4.2.2Thông số của không khí sau buồng hòa trộn M
- Hàm ẩm:
0285.0
2
0409,00161,0
1
.
20
=
+
=
+
+
=
n
dnd
d
M
kg/kgk
3
- Etanpi:
675,111
2
22,15613,67
1
.
20

=
+
=
+
+
=
n
InI
I
M
kJ/kgk
3
- Nhiệt độ:
20
20
Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h
C
CdC
rdI
t
o
paMpk
MM
M
26,38
842,1.0285,0004,1
2500.0285,0675,111
.
.
=

+
−
=
+
−
=
- Phần áp suất bão hòa của hơi nước:
0666,0]
26,385,235
42,4026
12exp[]
5,235
42,4026
12exp[ =
+
−=
+
−=
M
bM
t
P
bar
- Độ ẩm tương đối:
%3,65653.0
)0285,0622,0.(0666,0
993,0.0285,0
)622,0.(
.
==

+
=
+
=
MbM
M
M
dP
Bd
ϕ

2.4.2.3.Trạng thái không khí sau caloriphe
t
1
= 80
o
C
Hàm ẩm:
0285,0
1
==
M
dd
kg/kgk3
Etanpi :
77,155)80.842,12500.(0285,080.004,1).842,12500.(.004,1
1111
=++=++= tdtI
t
kJ/kgk

3
Phần áp suất bão hòa của hơi nước:

4667,0]
805.235
42.4026
12exp[]
5.235
42.4026
12exp[
1
1
=
+
−=
+
−=
t
P
b
bar
Độ ẩm tương đối của không khí:
%3,9093.0
)0285,0622,0.(4667,0
993,0.0285,0
)622,0.(
.
11
1
1

==
+
=
+
=
dP
Bd
b
t
ϕ
Nhận xét: Độ ảm không khí trước khi vào hầm sấy phù hợp với kỹ thuật sấy rau
quả.
2.4.2.4.Lưu lượng không khí khô thực tế
a.Lượng không khí khô thực tế lưu chuyển trong thiết bị
Lượng không khí khô cần thiết:
4,76344
0285,00409,0
67,946
2
=
−
=
−
=
Mt
tt
dd
W
L
kgk

3
/h
Lượng không khí tiêu hao riêng:
645,80
67,946
4,76344
===
W
L
l
tt
tt
kgk
3
/kgẩm
21
21
Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h
Tra PL5[2] ta được:v
1
=1,0665 m
3
/kgk
3
v
2
=0,996 m
3
/kgk
3

Do đó lưu lượng không khí thực tế là:
2,78730
2
)996,00665,1.(4,76344
2
).(
21
=
+
=
+
=
vvL
V
tt
tt
m
3
/h
b.Lượng không khí khô ngoài trời cần cấp vào thiết bị
Không khí ngoài trời có t
0
=26
o
C =>
181,1=
ρ
kg/m
3
Lưu lượng thể tích không khí cần cấp là:

32322
181,1).11(
4,76344
).1(
0
0
=
+
=
+
==
ρρ
n
L
L
V
tt
tb
tt
tt
m
3
/h
Kiểm tra tốc độ không khí:
85,3
3600).05,0.1,1.126,1.3,1.(4
2,78730
3600) 12 (
=
−

=
−
=
kkhh
tt
tt
HBHBZ
V
v
m/s
Nhận xét:Do quá trình sấy thực
0
>∆
nên lượng không khí tiêu hao sẽ giảm.Vì
vậy vận tôc không khí sẽ giảm so với 3,9 m/s của sấy lý thuyết.kết quả v=3,85
m/s là hợp lý.
2.4.3.Tính cân bằng nhiệt
Nhiệt lượng tiêu hao cấp cho caloriphe :
3656)675,11177,155.(645,80)(
1
=−=−=
Mt
tt
s
IIlq
kJ/ kgẩm
Nhiệt hữu ích :
21,254426.842,11,2592.
12
=−=−=

vahi
tCiq
kJ/ kgẩm
Nhiệt tổn thất do tác nhân sấy:
)/(3,1000)26,3850).(0285,0.842,1004,1.(645,80)).((.
2
kgakJttdClq
MMdx
tt
kkr
=−+=−=

Tổng lượng nhiệt hữu ích và tổn thất:
q’=q
hi
+ q
CT
+q
vl
+q
mt
+ q
kkr
=2544,21+16,537+10,27+46,2 +1000,3=3617,6 kJ
Sai số:
%1
3656
6,36173665'
max
=

−
=
−
=
q
qq
s
ε
22
22
Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h
Hiệu suất sấy:
%6,69%100.
3656
21,2544
%100. ===
s
hi
q
q
η
Bảng cân bằng nhiệt.
STT Đại lượng Ký hiệu kJ/kgẩm %
1 Nhiệt lượng có ích q
hi
2544,21 69,6
2 Tổn thất nhiệt do TNS q
kkr
1000,3 27,36
3 Tổn thất nhiệt do VLS q

vl
16,537 0,45
4 Tổn thất nhiệt do TBCT q
CT
10,27 0,28
5 Tổn thất ra môi trường q
mt
46,2 1,27
6 Tổng lượng nhiệt tính toán q’ 3617,6 99
7 Tổng nhiệt lượng tiêu hao q
s
3656 100
8 Sai số
ε
1
Chương 3:Tính thiết bị phụ
3.1.Thiết kế buồng đốt
Nhiên liệu là than có thành phần:
3.1.1.Xác định nhiệt đọ của khói lò và lượng không khí cần cấp
-Nhiệt trị cao của than đá:
Theo CT3.5[3]:
14953)032,0111,0.(10868027,0.25400367,0.33858)(108682540033858 =−−+=−−+= SOHCQ
C
-Nhiệt trị thấp của than đá:
Theo CT3.4[3]:
5,13720)25,0027,0.9.(250014953)9.(2500 =+−=+−= AHQQ
Ct
kJ/kgnl
-Lưu lượng không khí khô lý thuyết cho quá trình
Theo CT3.11[3]:

kgnlkgOSHCL /96,4)111,0032,0.(3,4027,0.4,38367,0.6,11)(3,48,346,11
0
=−++=−++=

23
23
Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h
-Lượng không khí khô thực tế
Theo CT3.14[3]:
0
L
L
bd
=
α

95,52,1.96,4.
0
===⇒
bd
LL
α
kg/kgnl
-Khối lượng nước trong khói lò sau buồng đốt
59,00161,0.96,4.2,1)25,0027,0.9( )9(
00
=++=++= dLAHG
bda
α
-Khối lượng khói khô sau buồng đốt:

Theo CT3.25[3]:
253,6]25,0027,0.9206,0[)196,4.2,1()]9([)1.(
0
=++−+=++−+= AHTrLL
bdk
α
kg/kgnl
-Hàm ẩm của khói sau buồng đốt:
094,0
253,6
59,0
' ===
k
a
L
G
d
kga/kgk
3
Theo CT3.31[3]:
k
bdnlnlbdC
L
ILtCQ
I
00

'
αη
++

=
Trong đó :
75,0=
bd
η
là hiệu suất buồng đốt
C
nl
= 0,12kJ/kg.K;t
nl
=26
o
C
Thay số ta được: I’=1857,9 kJ/kg
-Nhiệt độ của khói sau buồng đốt:
Theo CT3.33[3]:
'.842,1004,1
'.2500'
d
dI
t
k
+
−
=
7,1378
094,0.842,1004,1
094,0.25009,1857
=
+

−
=
k
t
o
C
-Lượng nhiên liệu thực tế để làm bay hơi 1kg ẩm:
326,0
75,0.14953
3656
.
===
bdC
s
Q
q
b
η
(kgnl/kga)
-Lượng nhiên liệu tiêu hao trong 1h:
B=b.W=0,326.946,67=308,6 kgnl/h
24
24
Sinh viên:Nguyễn Ngọc Ánh Đồ án sấy rau năng suất 200kg/h
3.1.2.Tính kích thước buồng đốt
-Diện tích ghi lò:
bdFF
hd
Q
Q

Q
Q
F
η
.
==
(m
2
)
Tra bảng 2 PL3[4]:
)/)(812580(
2
mkWQ
F
−=
Thay số:F=(1,58-2,2) m
2
Chọn F=2m
2
- Thể tích buồng đốt:
)(
3
m
Q
Q
V
V
hd
=
Tra bảng 1 PL3[4]:

3
/)348290( mkWQ
V
−=
Thay số:

V=(3,68-4,4)m
3
Chọn V=3,8m
3
-Chiều cao buồng đốt :
9,1
2
8,3
===
F
V
H
m
-Chọn chiều dài và chiều ngang buồng đốt
3.2.Tính caloriphe
Lượng nhiệt tiêu hao thực tế:
Q=q
s
.W=3656.946,67= 3461025,52kJ/h =961,4 kW
Do nhiệt độ khói lò ra khỏi buồng đốt t
k
=1378,7
o
C là cao nên để hạ nhiệt độ

khói lò trước khi vào caloriphe ta cần hòa trộn với không khí với hệ số
2,2=
α
Lượng khói sau hòa trôn là:
3,11)9()1.(' =++−+= TrAHLL
o
α
kg/kgnl
Vậy lưu lượng khói là:
l
k
=11,3.308,6=3490 kg/h
≈
1 kg/s
t
1đ
=880
o
C
Khi đó
kpk
đc
lC
Q
tt
.
11
−=
25
25