tính toán ,thiết kế hệ thống sấy băng tải để sấy chè

Âäư ạn män hc
Sáúy bàng ti
PHÁƯN 1 :

MÅÍ ÂÁƯU

1.1 Låìi mồớ õỏửu
Trong ngaỡnh cọng nghióỷp noùi chung thỗ vióỷc baớo qun cháút lỉåüng sn pháøm l ráút
quan trng . Âãø cháút lỉåüng sn pháøm âỉåüc täút ta phi tiãún hnh sáúy âãí tạch áøm .Váût liãûu
sau khi sáúy cọ khäúi lỉåüng gim do âọ gim cäng chun chåí ,âäü bãưn tàng lãn,cháút lỉåüng
sn pháøm âỉåüc náng cao,thåìi gian bo qun keùo daỡi........
Quaù trỗnh laỡm bọỳc hồi nổồùc ra khoới vỏỷt lióỷu bũng nhióỷt goỹi laỡ quaù trỗnh sỏỳy.Ngổồỡi ta
phỏn bióỷt sáúy ra lm hai loải :sáúy tỉû nhiãn v sáúy nhán tảo
Sáúy tỉû nhiãn dng nàng lỉåüng màût tråìi âãí lm bay håi nỉåïc trong váût liãûu nãn âån
gin ,êt tọỳn keùm tuy nhión khoù õióửu chốnh õổồỹc quaù trỗnh sáúy vaì vát liãûu sau khi sáúy váùn
coìn âäü áøm cao .Trong cäng nghiãûp hoạ cháút thỉåìng ngỉåìi ta dng sáúy nhán tảo,tỉïc l
phi cung cáúp nhiãût cho váût liãûu áøm .Phỉång phạp cung cáúp nhiãût cọ thãø bàịng dáùn
nhiãût ,âäúi lỉu ,bỉïc xả hồûc bàịng nàng lỉåüng âiãûn trỉåìng cọ táưn säú cao.
Âäúi våïi nỉåïc ta l nỉåïc nhiãût âåïi nọng áøm,do âọ viãûc nghiãn cỉïu cäng nghãû sáúy âãø
chãú biãún thỉûc pháøm khä v lm khä näng sn cọ nghéa ráút âàûc biãût .Kãút håüp phåi sáúy
nhàịm tiãút kiãûm nàng lỉåüng,nghiãn cỉïu nhỉỵng cäng nghãû sáúy v cạc thiãút bë sáúy ph håüp
cho tỉìng loải thỉûc pháøm ,näng sn ph håüp våïi âiãưu kiãûn khê háûu v thỉûc tiãùn nỉåïc
ta.Tỉì âọ tảo ra hng họa phong phụ cọ cháút lỉåüng cao phủc vủ cho xút kháøu v tiãu
dng trong nỉåïc.

SVTH : Nguùn Thë Tỉ Diãûp _02H
Nguùn Dán

1

GVHD :

Âäư ạn män hc
Sáúy bàng ti
1.2

BIỆN LUẬN ĐỀ TÀI

Để thực hiện quá trình sấy, người ta sử dụng một hệ thống gồm nhiều thiết bị
như: thiết bị sấy ( buồng sấy, hầm sấy, thiết bị sấy kiểu băng tải, máy sấy thùng quay,
sấy phun, sấy tầng sôi, máy sấy trục … ), thiãút bị đốt nóng tác nhân, quạt, bơm và một
số thiết bị phụ khác, …
Trong đồ án này em sẽ tính tốn và thiết kế thiết bị sấy kiểu băng tải. Thiết bị
sấy loại này thường được dùng để sấy các loại rau quả, ngũ cốc, các loại nơng sản khác,
sấy một số sảm phẩm hố học … Trong đồ án của mình em sử dụng vật liệu sấy là chè
với tác nhân sấy là hỗn hợp không khí nóng.
Chè là một cây cơng nghiệp lâu năm, thích hợp nhất đối với khí hậu nhiệt đới.
Chè khơng đơn thuần chỉ là thứ cây được dùng để “giải khát” mà đã trở thành một sản
phẩm có nhiều cơng dụng. Chế biến chè không chỉ cung cấp phục vụ nhu cầu trong
nước mà còn để xuất khẩu, yêu cầu về đầu tư thiết bị ít tốn kém hơn các loại nơng sản
khác.
Trong cơng nghệ sản xuất chè thì sấy chè là một khâu rất quan trọng. Chè sau
khi thu hoạch qua chế biến sẽ được sấy khô. Sau khi sấy chè phải đạt được độ tơi, độ
khô nhất định theo yêu cầu để đảm bảo chất lượng và tăng thời gian bảo quản.
Với các yêu cầu về hình thức, vệ sinh và chất lượng sản phẩm người ta sử dụng
thiết bị sấy kiểu băng tải với nhiều băng tải làm việc liên tục với tác nhân sấy là khơng
khí nóng có tuần hồn một phần khí thải.
Vật liệu sấy được cung cấp nhiệt bằng phương pháp đối lưu. Ưu điểm của
phương thức sấy này là thiết bị đơn giản, rẻ tiền, sản phẩm được sấy đều, do có tuần
hồn một phần khí thải nên dễ dàng điều chỉnh độ ẩm của tác nhân sấy, tốc độ của

khơng khí đi qua phòng sấy lớn, năng suất khá cao, hiệu quả.

SVTH : Nguyãùn Thë Tæ Diãûp _02H
Nguyãùn Dán

2

GVHD :


Âäư ạn män hc
Sáúy bàng ti
PHÁƯN 2 : SÅ ÂÄƯ CÄNG NGHÃÛ & THUYÃÚT MINH
SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA QUÁ TRÌNH

2.1

Với các thiết bị và phương thức sấy như đã chọn, ta có sơ đồ cơng nghệ của q trình
sấy chè như sau :

Khí thải

5

Hỗn hợp sau khi sấy

4
Vật liệu vào

Hơi nước

1

Vật liệu ra

Chú thích :

Khí tuần hồn

2

3

Khäng khê

Hơi nước bão hồ

1 – phịng sấy
2 – calorife
3 - quạt đẩy

SVTH : Nguyãùn Thë Tæ Diãûp _02H
Nguyãùn Dán

4 – cyclon
5 - quảt hụt

3

GVHD :

Âäư ạn män hc
Sáúy bàng ti
2.2 THUYẾT MINH LƯU TRÌNH
Do yêu cầu về độ khô của chè nên dùng tác nhân sấy là hỗn hợp khơng khí nóng.
Khơng khí ban đầu được đưa vào calorife, ở đây khơng khí nhận nhiệt gián tiếp từ hơi
nước bão hoà qua thành ống trao đổi nhiệt. Hơi nước đi trong ống, khơng khí đi ngoài
ống. Tại calorife, sau khi nhận được nhiệt độ sấy cần thiết khơng khí nóng đi vào phịng
sấy tiếp xúc với vật liệu sấy (chè) cấp nhiệt cho hơi nước trong chè bốc hơi ra ngồi.
Trong q trình sấy, khơng khí chuyển động với vận tốc lớn nên có một phần
chè sẽ bị kéo theo khơng khí ra khỏi phịng sấy. Để thu hồi khí thải và chè người ta đặt
ở đường ống ra của khơng khí nóng một cyclon. Khí thải sau khi ra khỏi phịng sấy đi
vào cyclon để tách chè cuốn theo và làm sạch. Sau đó một phần khí thải được quạt hút
ra đường ống dẫn khí để thải ra ngồi khơng khí. Một phần khí cho tuần hồn trở lại
trộn lẫn với khơng khí mới tạo thành hỗn hợp khí được quạt đẩy đẩy vào calorife. Hỗn
hợp khí này được nâng nhiệt độ đến nhiệt độ cần thiết rồi vào phòng sấy tiếp tục thực
hiện quá trình sấy. Quá trình sấy lại được tiếp tục diễn ra.
Vật liệu sấy ban đầu có độ ẩm lớn được đưa vào phòng sấy đi qua các băng tải
nhåì thiết bị hướng vật liệu. Vật liệu sấy chuyển động trên băng tải ngược chiều với ciều
chuyển động của khơng khí nóng và nhận nhiệt trực tiếp từ hỗn hợp khơng khí nóng
thực hiện q trình tách ẩm.
Vật liệu khô sau khi sấy được cho vào máng và được lấy ra ngồi.

SVTH : Nguùn Thë Tỉ Diãûp _02H
Nguùn Dán

4

GVHD :

Âäư ạn män hc
Sáúy bàng ti
PHÁƯN 3 :

CÁN BÀỊN G VÁÛT CHÁÚT

3.1 Caïc kyï hiãûu
G1,G2: Lượng vật liệu trước khi vào và sau khi ra khỏi mấy sấy, (Kg/h)
Gk:Lượng vật liệu khô tuyệt đối đi qua mấy sấy
, (Kg/h)
W1, W2: Độ ẩm của vật liệu trước và sau khi sấy,tính theo % khối lượng vật liệu ướt
W: Độ ẩm được tách ra khỏi vật liệu khi đi qua máy sấy , (Kg/h)
L:Lượng khơng khí khơ tuyệt đối đi qua mấy sấy , (Kg/h)
xo:Hàm ẩm của khơng khí trước khi vào caloripher sưởi , (Kg/Kgkkk)
x1,x2: Hàm ẩm của khơng khí trước khi vào mấy sấy (sau khi đi qua caloripher sưởi) và
sau khi ra khỏi mấy sấy,(Kg/Kgkkk)
3.2 Caïc thäng säú ban âáưu
Thiãút kãú hãû thäúng sáúy bàng ti âãø sáúy ch våïi nàng sút khong 1400táún/ nàm
Gi thiãút mäüt nàm nh mạy lm viãûc 350 ngy ,mäùi ngy lm 20 giåì . Vỏỷy nng suỏỳt
trung bỗnh trong mọỹt giồỡ laỡ
G2=

1400000
= 200 Kg/h
350 * 20

Ch sau khi thu hoảch âỉåüc så chãú så bäü trỉåïc khi âem vo phng sáúy.Âäü áøm ca
ch lục ny âảt khong tỉì (60-65)% .Chn âäü áøm ca ch trỉåïc khi sáúy l W 1=63%.Âãø

sn pháøm ch sau khi sáúy âảt âỉåüc âäü khä,tåi,xäúp theo u cáưu m khọng bở gaợy
vuỷn,khọng bở ỏứm mọỳc thỗ ta khọỳng chóỳ âäü áøm ra ca ch âảt khong W2=5%
Theo kinh nghiãûm ch khä cọ thãø chëu âỉåüc nhiãût âäü trãn dỉåïi 1000C.Do âọ ta
chn nhiãût âäü tạc nhán sáúy vo thiãút bë sáúy l t2=1000C.Âãø âm bo tênh kinh tãú,gim
täøn tháút nhiãût do tạc nhán sáúy mang âi âäưng thåìi âm bo khäng xy ra hiãûn tỉåüng âng
sỉång sau khi sáúy,ta chn t2 sao cho âäü áøm tỉång âäúi khäng quạ bẹ nhỉng cng khäng
quạ gáưn trảng thại bo ho .Do âọ nhiãût âäü tạc nhán ra khi bưng sáúy âỉåüc chn så bäü
khong t2=700C
Thäng säú khäng khê ngoi tråìi âỉåüc xạc âënh tải thnh phäú Â Nàơng
Nhỉ váûy ,cạc thäng säú ban âáưu âỉåüc xạc âënh l:
Năng suất tính theo sản phẩm : G2 =200 kg/h
Độ ẩm vật liệu vào
: W1 = 63%
Độ ẩm vật liệu ra
: W2 = 5%
Nhiệt độ tác nhân sấy vào
: t1 = 1000C
Nhiệt độ tác nhân sấy ra
: t2 = 700C
Nhiệt độ khơng khí ngồi trời : t0 = 260C ,Pobh =0.0343 at
Độ ẩm môi trường
: φ = 81%

SVTH : Nguyãùn Thë Tæ Diãûp _02H
Nguyãùn Dán

5

GVHD :

Âäư ạn män hc
Sáúy bàng ti
Hàm ẩm của khơng khí được tính theo cơng thức sau:
xo=0.622

ϕ

o

* Pobh

Pkq − ϕ * Pobh

{sách QTTBII_ trang 156}

o

thay số vào ta có
xo=0.622

0.81 * 0.0343
=0.0172(kg/kgkkk)
1.033 − 0.81 * 0.0343

-Nhiệt lượng riêng của khơng khí:
Io=Ckkk*to+xo*ih , ( J/kgkkk ) {sách QTTBII- trang 156}
Với
Ckkk: nhiệt dung riêng của khơng khí ,J/kg âäü
Ckkk= 10 J/kg độ

to: nhiệt độ của khơng kh í to= 26oC
ih: nhiệt lượng riêng của hơi nước ở nhiệt đäü to , J/kg
Nhiãût læåüng riãng ih dỉåüc xạc âënh theo cäng thỉïc thỉûc nghiãûm
ih=ro+Ch *to=(2493+1.97to)103 , J/kg {sách QTTBII _ trang 156}
Trong đó: ro=2493*103 :nhiệt lượng riêng của hơi nước ở 0oC
3

Ch= 1.97*103: nhiệt dung riêng của hơi nước , J/kg âäü

Từ đó ta tính được Io=69.76*103 J/kgkkk hay Io=69.76 (kJ/kgkkk)
-Trạng thái của khơng khí sau khi ra khỏi caloripher là: t1=100oC,P1bh=1.02 at
Khi đi qua caloripher sỉåíi, khơng khí chỉ thay âäøi nhiệt độ cn hm áøm khäng thay âäøi.
Do âọ x1=xo nãn ta cọ :
x1 * Pkq

ϕ = ( 0.622 + x ) P
1

1

1bh

=

0.0172 * 1.033
( 0.622 + 0.0172) *1.02 =0.027=2.7%

-Nhiệt lượng riêng của khơng khí sau khi ra khỏi caloripher là:
I1 = t1+(2493+1.97t1)103x1 , (J/Kgkkk)
I1 = 100+(2493+1.97*100)*0.0172 = 146.268 ( KJ/Kgkkk )

-Trạng thái của khơng khí sau khi ra khỏi phịng sấy:
t2=70oC , P2bh=0.3177 at
-Nếu sấy lý thuyết thì:I1=I2=146.268 (KJ/Kgkkk)
Ta có I2=Ckkk*t2+x2*ih , J/Kgkkk
Từ đó hàm ẩm của khơng khí
x2=

I 2 − C kkk * t 2 I 2 − C kkk * t 2
=
(Kg/Kgkkk)
ih
r0 + C h * t 0

146.268 *10 3 − 10 3 * 70
=0.029 (Kg/Kgkkk)
2493 * 10 3 + 1.97 * 10 3 * 26
x 2 * Pkq
0.029 * 1.033
ϕ2 =
=
( 0.622 + x 2 ) P2bh (0.622 + 0.029)0.3177 = 0.1496=14.96%

x2=

SVTH : Nguyãùn Thë Tæ Diãûp _02H
Nguyãùn Dán

6

GVHD :

Âäư ạn män hc
Sáúy bàng ti
3.3 Cán bàịn g váût liãûu
3.3.1 Cán bàòn g váût liãûu cho váût liãûu sáúy
Trong q trình sấy ta xem như khơng có hiện tượng mất mát vật liệu,lượng khơng
khí khơ tuyệt đối coi như khơng bị biến đổi trong sút q trình sấy.Vậy lượng vật liệu
khô tuyệt đối đi qua mấy sấy là:
100 − W1
100 − W2
=G2
{sách QTTBII_trang 165}
100
100
Trong đó: W1=63%, W2=5%; G2=200 ( Kg/h.)
100 − 5
Vậy
Gk = 200
= 190 (Kg/h)
100

Gk=G1

Lượng ẩm tách ra khoới vt lióỷu trong quaù trỗnh sỏỳy c tớnh theo công thức:
W1 − W2
, (Kg/h)
{sách QTTBII_ trang 165}
100 − W1
63 − 5

W=200
=313.5 (Kg/h)
100 − 63

W=G2

Lượng vật liệu trước khi vào phòng sấy
G1=G2+W=200+313.5=513.5 (Kg/h)
3.3.2 Cán bàòn g váût liãûu cho khäng khê sáúy
Cũng như vật liệu khô ,coi như lượng không khí khơ tuyệt đối đi qua mấy sấy khơng
bị mất mát trong suäút quá trình sấy.Khi qua quá trình làm việc ổn định lượng khơng khí
đi vào mạy sấy mang theo một lượng ẩm là :Lx1
Sau khi sấy xong , lượng ẩm bäúc ra khỏi vật liệu là W do đó khơng khí có thêm một
lượng ẩm là W
Nếu lượng ẩm trong khơng khí ra khỏi mấy sấy là Lx2 thì ta có phương trình cân
bằng:
Lx1+W=Lx2
{sạch QTTBII_ trang 165}
W
(Kg/h)
x 2 − x1
313.5
L=
= 26567.8 ( Kg/h)
0.029 − 0.0172

L=
Thay số

Với L là lượng khơng khí khơ cần thiết để làm bäúc hơi W kg ẩm trong vật liệu.

Ta cọ,tải t0=260C,ỉïng våïi ϕ 0 thỗ 0 = 1.185 kg/cm3
Lổu lổồỹng thóứ tờch ca tạc nhán sáúy trỉåïc khi vo calorifer l:
L

26567.8

V= ρ = 1.185 = 22420.08 (m3/h)
0
Vậy lượng khơng khí khơ cần thiết để làm bäúc hơi 1 Kg ẩm trong vật liệu là:
l=

1
L
=
(Kg/Kgẩm)
W x 2 − x1

SVTH : Nguyãùn Thë Tæ Diãûp _02H
Nguyãùn Dán

{saïch QTTBII_ trang 166}
7

GVHD :


Âäư ạn män hc
Sáúy bàng ti
Khi đi qua caloripher sưởi khơng khí chỉ thay đäøi nhiệt đäü nhưng khơng thay đäøi hàm
ẩm, do đó xo=x1 nên ta có:

l=

1
1
=
x 2 − x1 x 2 − x0

Thay số vào ta có
l=

1
= 84.745 (Kg/Kgm)
0.029 0.0172

3.4 Quaù trỗnh sỏỳy họửi lổu lyù thuyóỳt
Quỏ trình hoạt động của hệ thống này là:
Tác nhân sấy đi ra khỏi buồng sấy coï trang thái t2, ϕ 2,x2 được hồi lưu lại với lượng lH
và thải ra mơi trường lt .Khối lượng lH được hồ trộn với khơng khí mới có trạng thái là
t0, ϕ o ,x0 våïi lỉåüng l0
Sau khi âỉåüc ho träün,ta âỉåüc lỉåüng khäng khê l l ,âỉåüc quảt hụt v âáøy vo
calorife âãø gia nhiãût âãún trảng thại I1,t1, ϕ1 räưi âáøy vo bưng sáúy
Vật liệu ẩm có khối lượng là G1 đi vào buồng sấy và sản phẩm ra là G2 .Tác nhân đi
qua buồng sấy đã nhận hơi nước bay hơi từ vật liệu sấy đồng thời bị mất nhiệt nên trạng
thái của nó là x2 ,t2, ϕ 2
Gọi xM,IM là trạng thái của hổn hợp khí ở buồng hồ trộn
Ta có:
l=lo+lH hoặc L=Lo+LH
-Chọn tỷ lệ hồi lưu là 50% vậy
l = 0.5(lo+lH) suy ra lH=lo
Vậy tỷ số hồi lưu n : là số kg khơng khí hồi lưu hồ trộn với 1 kg khơng khí ban đầu ( t

ừ mơi trường)
n=

lH
( sạch k thût sáúy näng sn _trang 79)
lo

Vậy hàm ẩm của hổn hợp khí được tính theo cơng thức sau:

xo + nx 2
{ sach QTTBII_ trang 176} (Kg/Kgkkk)
1+ n
0.0172 + 0.029
x +x
xM= 0 2 =
= 0.0231 (Kg/Kgkkk)
2
2

xM=

Nhiệt lượng riêng của hổn hợp khơng khí là:

I 0 + nI 2
(KJ/Kgkkk)
1+ n
69.76 + 1 * 146.268
IM=
=108.03 (KJ/Kgkkk)
1+1

IM=

Ta có:
Suy ra

IM=(103+1.97*103xM)tM + 2493*103xM
tM=

I M − 2493 * 10 3 x M
10 3 + 1.97 * 10 3 x M

Với tM: Nhiệt độ của hổn hợp khí
SVTH : Nguùn Thë Tỉ Diãûp _02H
Nguùn Dán

8

GVHD :


Âäư ạn män hc
Sáúy bàng ti
Từ đó:

tM=

Suy ra

108.03 * 10 3 * −2493 * 10 3 * 0.0231

= 48.250C
10 3 + 1.97 * 10 3 * 0.0231

,

PMbh=0.11(at)

ϕ

M

=

x M Pkq
PMbh ( x M + 0.622)

=

0.0231 * 1.033
= 0.336= 33.6 %
0.11(0.0231 + 0.622)

Læåüng khäng khê khä læu chuyãøn trong thiãút bë sáúy
l=

1
1
=
= 169.5 Kg/Kg áøm
x 2 − x M 0.029 − 0.0231

Âäö thë sáúy l thuút cọ tưn hon khê thi

SVTH : Nguyãùn Thë Tæ Diãûp _02H
Nguyãùn Dán

9

GVHD :


Âäư ạn män hc
Sáúy bàng ti
PHÁƯN 4 :
CÁN BÀỊN G NHIÃÛT LỈÅÜN G
& TÊNH TOẠN THIÃÚT BË CHÊNH
4.1 Tênh toạn thiãút bë chênh
4.1.1Thãø têch cuía khäng khê
a/Thể tích riêng của khơng khí vào thiết bị sấy:
v1=

RT1
m3/Kgkkk
P − ϕ1 P1bh

,{sạch QTTB II- trang 157}

Với R=287 (J/KgoK)
T1=1000C+273=373K
P=1.033(at)

P1bh=1.02(at)
ϕ 1=0.027
Thay số vào ta có:
v1=

287 * 373
3
(1.033 − 0.027 *1.02) * 9.81 *10 4 =1.085 (m /Kgkkk)

b/Thể tích khơng khí vào phịng sấy:
V1=L*v1=26567.8*1.085=28826.1 (m3/h)
c/ Thể tích riêng khơng khí ra khỏi phịng sây là:
v2=

RT2
P − ϕ 2 P2bh

,våïi T2=70+273=343K, ϕ 2 = 0.1496 ,P2bh=0.3177at

Thay säú vo ta cọ :
v2

=

287 * 343
(1.033 − 0.1496 * 0.3177 ) * 9.81 *10 4

v2 = 1.018 (m3/Kgkkk)
d/Thể tích khơng khí ra khỏi phịng sấy:
V2=Lv2=26567.8*1.018=27046.0 (m3/h)

e/Thể tích trung bình của khơng khí trong phịng sấy:
Vtb=

V1 + V2
=27936.05 (m3/h)
2

4.1.2 Thiãút bë sáúy kiãøu bàng ti
Thiãút bë sáúy kiãøu bàng ti gäưm mọỹt phoỡng hỗnh chổợ nhỏỷt trong õoù coù mọỹt hay vi bàng
ti chuøn âäüng nhåì cạc tang quay,cạc bàng ny tỉûa trãn cạc con làn âãø khi bë vng
xúng.Bàng ti lm bàịng såüi bäng táøm cao su,bn thẹp hay lỉåïi kim loải,khäng khê
âỉåüc âäút nọng trong carolifer.Váût liãûu sáúy chỉïa trong phãùu tiãúp liãûu,âỉåüc cún vo giỉỵa
hai trủc làn âãø âi vo bàng ti trãn cng.Nãúu thiãút bë cọ mäüt bng taới thỗ sỏỳy khọng õóửu
vỗ lồùp vỏỷt lióỷu khọng âỉåüc xạo träün do âọ loải thiãút bë cọ nhiãưu bàng ti âỉåüc sỉí dủng
räüng ri hån.ÅÍ loải ny váût liãûu tỉì bàng trãn di chuøn âãún âáưu thiãút bë thỗ rồi xuọỳng
SVTH : Nguyóựn Thở Tổ Dióỷp _02H
Nguyóựn Dỏn

10

GVHD :


Âäư ạn män hc
Sáúy bàng ti
bàng dỉåïi chuøn âäüng theo chióửu ngổồỹc laỷi.Khi õóỳn cuọỳi bng cuọỳi cuỡng thỗ vỏỷt liãûu
khä âỉåüc âäø vo ngàn thạo.
Khäng khê nọng âi ngỉåüc vồùi chióửu chuyóứn õọỹng cuớa caùc bng .óứ quaù trỗnh sáúy
âỉåüc täút,ngỉåìi ta cho khäng khê di chuøn våïi váûn tọỳc lồùn,khoaớng 3m/s ,coỡn bng thỗ di
chuyóứn vồùi vỏỷn tọỳc ( 0.3-0.6) m/ph

Chn kêch thỉåïc bàng ti
Gọi
Br : Chiều rộng lớp băng tải (m)
h : Chiều dày lớp trà (m) ,Lấy h=0.1(m)
ω : Vận tốc băng tải , choün ω =0.4 m/ph
ρ :

Khối lượng riêng của chè , Chọn ρ = 320

Kg
m3

-Năng suất của quá trình sấy:
G1=Brh ω ρ

(Kg/h)

suy ra Br=

G1
513.5
=
=0.6686 (m)
hρω 60 0.1 * 320 * 0.4 * 60

-Chiãöu räüng thỉûc tãú ca bàng ti l :
Br
, våïi η l hiãûu säú hiãûu chênh
η
0.6686

Chn η =0.9 ,ta cọ Btt=
= 0.7429 (m)
0.9

Btt=

Gọi

Lb :
ls:
T:
Lb=

Chiều dài băng tải ,m (chiãưu di mäüt màût)
Chiều dài phụ thêm, chọn ls=1.2 (m)
Thời gian sấy, chọn T=30 phút=0.5 giờ

G1 * T
+ ls =
Btt * h * ρ

513.5 * 0.5
+ 1.2 =12(m)
0.7429 * 0.1 * 320

Váûy
Lb=12(m)
-Băng tải chỉ sử dụng một dây chuyền nên ta chọn chiều dài của một băng tải là 4(m)
suy ra số băng tải là 3
Âỉåìng kênh ca bàng ti d=0.3m

4.1.3 Chn váût liãûu lm phn g sáúy
-Phịng sấy được xây bằng gạch
-Bề dày tường 0.22 (m) có:
+Chiều dày viên gạch 0.2( m)
+Hai lớp vữa hai bên 0.01 (m)
-Trần phòng được làm bằng bêtơng cốt thép có:
+Chiều dày ρ1 = 0.02m
+Lớp cách nhiệt dày ρ 2 = 0.15m
-Cửa phòng sấy được làm bằng tấm nhơm mỏng,giữa có lớp các nhiệt dày 0.01 m
+Hai lớp nhôm mỗi lớp dày 0.015 (m)
-Chiều dài làm việc của phịng sấy:
SVTH : Nguùn Thë Tỉ Diãûp _02H
Nguùn Dán

11

GVHD :


Âäư ạn män hc
Sáúy bàng ti
Lph = 4+2*0.6= 5.2 m
-Chiều cao làm việc của phòng sấy:
Hph = 0.3+0.1*3+0.2*4 = 2 ( m )
-Chiều rộng làm việc của phòng sấy:
Rph = 0.7429+0.66 = 1.4029. (m)
Vậy kích thước của phịng sấy kể cả tường là:
Lng = 5.2+2*0.22 = 5.64(m)
Hng = 2.0+0.02+0.15 = 2.17 (m)
Rng = 1.4029+0.22*2 = 1.8429 (m)

4.1.4Váûn täúc chuyãøn âäün g ca khäng khê v chãú âäü chuøn âäün g ca
khäng khê trong phn g sáúy
a/Vận tốc của khơng khí trong phòng sấy:
ω kk =

Vtb
27936.05
=
= 2.77 m/s
H ph R ph 2 *1.4029 * 3600

b/Chế độ chuyển động của khơng khí:
ω kk * l td
Re =
{saïch QTTB II _ trang 35}
γ
Với: Re: là hằng số Reynol đặc trưng cho chế độ chuyển động của dịng
ltđ
Đường kính tương đương
ltđ =

2 * H ph * R ph
H ph + R ph

=

2 * 2.00 * 1.4029
=1.649( m)
2 + 1.4029

Nhiệt độ trung bình của khơng khí trong phng sấy:
ttb =

t1 + t 2 100 + 70
=
= 85oC
2
2

-Từ nhiệt độ trung bình này tra bảng phụ 9 trang 130 sách “kĩ thuật sấy nông sản” ta
λ = 0.031 (W/moK)
được
γ = 21.06*10 −6 (m2/s)
Vậy

Re =

2.77 * 1.649
4
− 6 = 15*10
21.06 * 10

Vậy Re=15*10 4 suy ra chế độ của khơng khí trong phịng sấy là chế độ chuyn ng
xoỏy
4.1.5 Hióỷu sọỳ nhióỷt õọỹ trung bỗnh giổợa taùc nhán sáúy våïi mäi trỉåìn g
xung quanh
∆t1 − ∆t 2
∆t
∆ tb =
ln 1

∆t 2

Với ∆t1 : Hiệu số nhiệt đäü giữa tác nhân sấy vào phịng sấy với khơng khí bên
ngồi

∆t1 = 100-26=74oC

SVTH : Nguùn Thë Tỉ Diãûp _02H
Nguùn Dán

12

GVHD :


Âäư ạn män hc
Sáúy bàng ti
∆t 2 : Hiệu số nhiệt độ giữa tác nhân sấy đi ra khỏi phòng sấy våïi khơng
khí bên ngồi
∆t 2 =70-26 = 44oC
74 − 44
74 = 57.71oC
Vậy ∆t tb =
ln
44

4.2 Tênh täøn tháút nhiãût
4.2.1 Täøn tháút qua tỉåìn g
-Tường xây bằng gạch dày 0.22 (m)
-Chiều dày viên gạch δ gach =0.2 (m)

-Chiều dày mỗi lớp vữa δ v = 0.01 (m)
λ gach = 0.77( w/mđộ)
Tra bảng
λv = 1.2 (w/mđộ)
Lưu thể nóng (khäng khê nọng) chuyển động trong phịng do đối lưu tự nhiên(vì có sự
chênh lệch nhiệt độ) và do cưỡng bức ( quaût) .Khäng khê chuøn âäüng theo chãú âäü chy
xoạy(do Re>104)
Gọi α 1 là hệ số cấp nhiệt từ tác nhân sấy đến bề mặt trong của tường phòng sấy
α 1 = k( α 1 / + α 1 // )
Với : α 1 // là hệ số cấp nhiệt từ tác nhân sấy đến thành máy sấy do đối lưu tự
nhiên ,W/m2độ
α / 1 là hệ số cấp nhiệt từ tác nhân sấy đến thành máy sấy do đối lưu
cưỡng bức ,W/m2độ
k : hệ số điều chỉnh, k= 1.2 ÷ 1.3
/
a/Tính α 1
Phương trình chuẩn Nuxen đối với chất khí:
Nu = C ε l R0.8 = 0.018 ε l R0.8
Trong đó: ε l phụ thuộc vào tỷ số
Ta có :

L ph
l td

=

L ph
l td

và Re

5.2
=3.15
1.649

Re =15*10 4
Tra bảng và tính tốn ta được ε l =1.205 {sổ tay QTTBII_ trang 15}
Vậy
Nu = 0.018*1.205* (15*104)0.8 = 300
Nuλ
300 * 0.031
α / 1 H ph
= 4.65
Mà
Nu =
suy ra α 1 / = H =
2
ph
λ
b/Tính α // 1
Gọi tT1là nhiệt độ trung bình của bề mặt thành ống(tường) tiếp xúc với khơng khí
trong phịng sấy
SVTH : Nguyãùn Thë Tæ Diãûp _02H
Nguyãùn Dán

13

GVHD :

Âäư ạn män hc
Sáúy bàng ti
Chọn
tT1=70.0oC
Gọi ttbk là nhiệt độ trung bình của chất khí vào phịng sấy (tạc nhán sáúy)
ttbk =

100 + 70
= 85 oC
2

Gọi ttblà nhiệt đäü trung bình giữa tường trong phịng sấy với nhiệt độ trung bình
của tạc nhân sấy.
ttb =

70 + 85
= 77.5 oC
2

Chuẩn số Gratket : Đặt trưng cho tác dụng tương hổ của lực ma sát phân tử vaì
lực nâng do chênh lệch khối lượng riêng ở các điểm có nhiệt độ cao khác của dòng,kyï
hiệu Gr
3

Gr =

gH ph ∆t1

γ 2T
với g là gia tốc trọng trường g=9.8(m/s2 )

Hph Chiều cao của phòng sấy ,m
∆t1 = ttbk-tT1= 85-77.5 = 7.5 , T=ttbk +273=358K
9.8 * 2 3 * 7.5
Suy ra
Gr=
=3.69*109
2
−12
21.09 * 10 * 358
Mà chuẩn số Nuxen là
Nu = 0.47*Gr0.25
{säø tay QTTB II_ trang 24}
Suy ra
Nu = 115.8
Nuλ 115.8 * 0.031
Hα // 1
Hơn nữa Nu =
suy ra α // 1 = H =
=1.74
2
λ
ph
α 1 = k α / 1 + α 1 // = 1.2( 4.65 + 1.74 ) = 7.58
Từ đó
c/Tính α 2

(

)

Hệ số cấp nhiệt của bề mặt ngồi mạy sấy đến môi trường xung quanh
α 2 = α / 2 + α 2 //
α 2 / Hệ số cấp nhiệt do đối lưu tự nhiên
Với
α // 2 Hệ số cấp nhiệt do bức xạ
Ta cọ nhiãût ti riãng ca khäng khê tỉì phng sáúy âãún mäi trỉåìng xung quanh :
q1= α 1 * ∆t1 =7.68*(85-70)=113.7 ,KJ/kg áøm
Trong quá trình truyền nhiệt ổn định thì:

Mà

tT 1 − tT 2
q1= 3 δ i
∑λ
i =1
i
3
δ i δ1 δ 2 δ 3
∑λ = λ + λ + λ
i =1
i
1
2
3

(m2độ/w)

ở đây :
SVTH : Nguyãùn Thë Tæ Diãûp _02H
Nguyãùn Dán

14

GVHD :


Âäư ạn män hc
Sáúy bàng ti
δ 1 , δ 2 , δ 3 : bề dày các lớp tường ,m
λ1 , λ 2 , λ3 : Hệ số dẫn nhiệt tương ứng , W/mâäü
δ 1 = δ 2 = 0.01m _ Bề dày lớp vữa có λ1 = λ2 = 1.2 (w/mđộ)
δ 3 = 0.2m _Bề dày của viên gạch coï λ3 = 0.77 (w/mđộ)
3
δ
0.01 0.01 0.2
Vậy
∑ λi = 1.2 + 1.2 + 0.77 = 0.267 (m2độ/w)
i =1
i
Từ đó
3
δi
tT1-tT2=q1 ∑ = 113.7*0.267 =31(oC)
i =1 δ i
tT2: Nhiệt đäü tường ngoài phòng sấy ,0C
tT2 = tT1-31=70-31= 39 ( 0C)
Nhiệt độ lớp biên giới giỉỵa tường ngồi phịng sấy và khơng khí ngoài trời
t T 2 + 26 39 + 26
= 32.5 oC
=

2
2
Tại nhiêt độ Tbg này tra baíng ta tính đươc : λ = 2.67 *10 −2 (W/mK)
γ = 16.024 * 10 −6 (m2/s)

Tbg =

Nhiệt độ tường ngoài và nhiệt độ khơng khí có độ lệch là
∆t 2 =tT2-tkk = 39-26 = 13 (0C)
Chuẩn số Gratkev là
gH 3 ng ∆t 2
9.81 * 2.17 3 * 13
=
= 12.74 * 10 9
G r=
2
2
−12
γ T
16.024 * 10 (13 + 273)

Chuẩn số Nuxen là
Nu = 0.47*Gr0.25 = 157.9
Nuλ 157.9 * 0.0267
=
= 2.11
Suy ra
α /2 =
Hng

Hệ số cấp nhiệt do bức xạ α

//

2.17

2

ε n Co
α 2=
t T 2 − t kk
//

Với

Tỉì âọ

 T1  4  T2  4 
 −
 

 100   100  



ε n :Độ đen của vữa lấy ε n = 0.9
Co:Hệ số bức xạ của vật đen tuyệt đối ,lấy C0=5.67
T1 = tT2+273=39+273=312K
T2 = tkk+273=26+273=299 K
4

4
0.9 * 5.76  312   299  
//
α 2=
 −
  = 5.91

39 − 26  100   100  



Nên
SVTH : Nguyãùn Thë Tæ Diãûp _02H
Nguyãùn Dán

15

GVHD :


Âäư ạn män hc
Sáúy bàng ti
α 2 = α / 2 + α // 2 = 2.11+5.91 = 8.02
Nhiệt tải riêng từ bề mặt của tường ngồi âãún mơi trường khơng khí
q2 = α 2 * ∆t 2 = 8.02 * 13 = 104.3 ,KJ/kg áøm
∆q 113.7 − 104.3
=
= 0.08 = 8%
q maz
113.7

So sánh

Vậy tổn thất qua tường
Qt=3.6*k* F * ∆t tb
Maì F = 2*L*H+2*R*H=2*5.2*2+2*1.4029*2=26.4(m)
1

k = 1 + 1 + δi
∑
α 1 α 2 i =1 λi
3

∆t tb =

=

1
= 1.88
1
1
+
+ 0.276
7.58 8.11

∆t1 − ∆t 2
= 57.7 o
∆t1
C
ln

∆t 2

Từ đó:QT = 3.6*1.88*26.4*57.7 = 10309.6 (KJ)
Vậy

qt=

QT 10309.6
=
= 32.89 (KJ/Kgẩm)
W
313.5

4.2.2 Täøn tháút qua tráưn
Trần đúc: Lớp bêtơng cốt thẹp dày δ 2 = 0.02(m); λ2 = 1.55 (W/mđộ)
δ 3 = 0.15(m); λ3 = 0.058 (W/mđộ)
Lớp cách nhiệt dày
Âãø tênh täøn tháút qua tráön ta xaïc âënh:
α 2tr = 1.3 * α 2 =1.3*8.11=10.543 ,W/m2K
Do âọ hãû säú truưn nhiãût qua tráưn Ktr bàịng
1

Ktr= 1 + δ 2 + δ 3 + 1
α 1 λ 2 λ3 α 2

=

1
= 0.35
1

0.02 0.15
1
(W/m2K)
+
+
+
7.58 1.55 0.058 10.543

Váûy täøn tháút qua tráưn:
Qtr=3.6*Ktr*Ftr* ∆t =3.6*0.35*(5.2*1.4029)(85-26)=542.3 (KJ/h)
Nhiãût ti riãng
qtr=

Qtr 542.3
=
=1.73 ,KJ/kg áøm
W 313.5

4.2.3 Täøn tháút qua cỉía
Hai âáưu phng sáúy cọ cỉía lm bàịng thẹp dy δ 4 =5mm cọ hãû säú dáùn nhiãût λ 4 =0.5W/mK
Do âoï hãû säú dáùn nhiãût qua cỉía Kc bàịng :
1
1
=
= 3.77
1
0.005
1
Kc = 1 + δ 4 + 1
,W/m2K

+
+
0.5
8.11
α 1 λ 4 α 2 7.58

SVTH : Nguyãùn Thë Tæ Diãûp _02H
Nguyãùn Dán

16

GVHD :


Âäư ạn män hc
Sáúy bàng ti
Cỉía phêa tạc nhán sáúy vo cọ âäü chãnh lãûch nhiãût âäü (t1-t0) cn cỉía âáưu kia cọ âäü chãnh
lãûch nhiãût âäü bàịng (t2-t0).Do âọ:
Qc= 3.6*Kc*Fc{(t1-t0)+(t2-t0)}
Thay säú ta coï :
Qc=3.6*3.77*(1.4029*2){(100-26)+(70-26)}=4493.5 (KJ/h)
qc=

Qc 4493.5
=
=14.33 (KJ/kg áøm)
W
313.5

4.2.4 Täøn thỏỳt nhióỷt qua nóửn

Nhióỷt õọỹ trung bỗnh cuớa taùc nhỏn sáúy bàịng 850C v gi sỉí tỉåìng phng sáúy cạch tỉåìng
bao che ca phán xỉåíng 2m.Theo bng 7.1 ca sạch tênh toạn & thiãút kãú hãû thäúng
sáúy_trang 142.Ta cọ:
q1=50W/m .Do âọ täøn tháút qua nãưn bàịng:
Qn=3.6*Fn*q1=3.6 (5.2*1.4029)50=1313.1 (KJ/h)
Suy ra qn=

Qn 1313.1
=
=4.19 (KJ/kg áøm)
W
313.5

Nhỉ váûy täøng täøn tháút nhiãût truưn qua kãút cáúu bao che ra mäi trỉåìng xung quanh bàịng:
Qmt=Qt+Qc+Qtr+Qn=16658.5 (KJ/h)
qmt=

Qmt 16658.5
=
=53.14(KJ/kg áøm)
W
313.5

4.2.5 Täøn tháút do váût liãûu sáúy mang âi
Trong sáúy näng saín,nhiãût âäü váût liãûu sáúy ra khoíi thiãút bë sáúy láúy tháúp hån nhiãût âäü taïc
nhán sáúy tỉång ỉïng tỉì (5 ÷ 10)0C.Trong hãû thäúng sáúy ny ,váût liãûu sáúy v tạc nhán sáúy
chuûn âäüng ngỉåüc chiãưu nón tV2=t1-(5 ữ 10)0C.Vỗ vỏỷy ta lỏỳy tV2=100-10=90 0C.
Do õoù nhiãût dung riãng ca ch ra khi phng sáúy :
CV2=Cvl * (1- ω 2 ) + C nω 2
Với

Cvl : nhiệt dung riêng của chè ,lấy Cvl=0.37(KJ/KgoK)
C : nhiệt dung riêng của nước ,lấy C=4.18 (KJ/Kgđộ)
Thay säú ta coï:
CV2 =0.37*4.18(1-0.05)+4.18*0.05
CV2=1.68 (KJ/kgoK)
Täøn tháút nhiãût do váût liãûu sáúy mang âi laì:
QVL=G2*CV2(tV2-tV1)=200*1.68(90-26)=21481.8 (KJ/h)
qVl=

QVl
=68.52
W

(KJ/kgỏứm)

4.3 Quaù trỗnh sỏỳy thổỷc tóỳ coù họửi lổu
4.3.1 Nhióỷt læåün g bäø sung thæûc tãú
∆ = Cθ1 − q vl − ∑ q
Våïi: θ1 = 26oC nhiãût âäü cuía váût liãûu trỉåïc khi vo mạy sáúy(bàịng nhiãût âäü mäi trỉåì
θ 2 = 70oC nhiệt độ của vật liệu khi ra khỏi mấy sấy
SVTH : Nguyãùn Thë Tæ Diãûp _02H
Nguyãùn Dán

17

GVHD :


Âäư ạn män hc
Sáúy bàng ti

-Vậy nhiãût lỉåüng bäø sung thæûc tãú:

∆ = 26 * 4.18 − 68.52 − 53.14 = 12.98 (KJ/Kgm)

4.3.2 Caùc thọng sọỳ cuớa quaù trỗnh sỏỳy thæûc
-Hàm ẩm của tác nhân sấy đi ra khỏi mấy sấy:

− I 1 + ∆ * x1 + C k * t 2
, Kg/Kgkkk {sổ tayQTTBII_ trang105}
∆ − ( ro + C n * t 2 )
− 146.268 + 12.96 * 0.0172 + 1 * 70
=
= 0.027 (Kg/Kgkkk)
12.96 − ( 2493 + 4.18 * 70 )

/

x2 =

Thay säú:
Vậy :

x2

/

I 2 = t 2 + ( ro + C h * t 2 ) * x 2 = 70 + ( 2493 + 1.97 * 70 ) 0.027 = 141.0 (KJ/Kgkkk)
/

/

-Độ ẩm tương đối

ϕ /2 =

P * x/2

(0.622 + x ) * P
/

2

bh

=

1.033 * 0.027
= 0.135 =13.5%
( 0.622 + 0.027 ) 0.3177

-Lượng khơng khí khơ để làm bốc hơi 1 Kg ẩm hút từ ngoài vào:
l /o =

1

=

/

x 2 − xo

1
= 100 ,Kg/Kgáøm
0.027 − 0.0172

-Qúa trình sấy tuần hồn khí thải (n=1):
/

/

IM =

I o + nI 2
69.76 + 1 * 141.0
=
= 105.38 (KJ/Kgkkk)
1+ n
1+1

-Hàm áøm của hổn hợp khơng khí:

/

/

xM =

xo + nx 2
0.0172 + 1 * 0.027
=

= 0.022 (Kg/Kgkkk)
1+ n
1+1

-Khi ra khi caloripher khơng khí chỉ thay đổi nhiệt độ chứ khơng thay đổi hàm ẩm do
đó:
x/1 = x/M = 0.022(Kg/Kgkkk)
t1 = 100oC
-Vậy nhiệt lượng riêng ca khơng khí sấy vào phòng sấy là:
I/1 = t1 + (2493 + 1.97*t1)*x/1 = 100 + (2493+1.97*100)*0.022=159.18 ,KJ/Kgkkk
-Lượng hồi lưu thực tế:
l/H = l/o = 100( Kg/Kg áøm)
-Nhiệt độ khi hoà trộn:
/

tM =

I / M − 2493 * x M
1 + 1.97 * x M

/

/

=

105.38 − 2493 * 0.022
= 48.4 0 C
1 + 1.97 * 0.022

ọử thở bióứu dióựn quaù trỗnh sỏỳy thổỷc

SVTH : Nguyãùn Thë Tæ Diãûp _02H
Nguyãùn Dán

18

GVHD :


Âäư ạn män hc
Sáúy bàng ti

4.4 Cán bàịn g nhiãût lỉåün g

∑q

V

4.4.1 Nhiãût lỉåün g vo
Nhiãût do calorife sỉåíi cung cáúp:

= ∑ qr

SVTH : Nguyãùn Thë Tæ Diãûp _02H
Nguyãùn Dán

19

GVHD :

Âäư ạn män hc
Sáúy bàng ti
qs=l’(I1’-IM’)=100(159.18-105.38)=5380 ,KJ/Kg áøm
Nhiãût lỉåüng do váûy liãûu sáúy mang vaìo:
G1 * C vl * θ1 513.5 * 0.37 * 4.18 * 26
qvl=
=
=65.86 ,KJ/Kgáøm
313.5

W

Nhiãût læåüng do khäng khê sáúy mang vo mạy sáúy:
qkkv=l’*IM’=100*105.38=10538 ,KJ/Kgáøm
Váûy täøng nhiãût lỉåüng vo:

∑q

V

= q s + q vl + q kkv = 5380 + 65.86 + 10538 = 15983.86 ,KJ/Kgáøm

4.4.2 Nhiãût læåün g ra
Nhiãût læåüng do váût liãûu sáúy mang ra:
G2 * C vl * θ 2 200 * 0.37 * 4.18 * 70
=
= 69.06 ,KJ/Kgáøm
qvlr=

W

313.5

Nhiãût do täøn tháút ca phng sáúy:
∑ q = 53.14 , KJ/Kgáøm
Nhiãût do khäng khê mang ra :
qkkr=l*I2=100*141=14100 ,KJ/Kgỏứm
Nhióỷt tọứn thỏỳt trong quaù trỗnh sỏỳy:
qt=l(I1-I2)= 100(159.18-141)=1818 , KJ/Kgáøm
Váûy täøng nhiãût lỉåüng ra l:

∑q

r

= q vlr + ∑ q + q kkr + qt = 69.06 + 53.14 + 14100 + 1818 = 16039.38 ,KJ/Kgáøm

So saïnh täøng nhiãût lỉåüng vo v täøng nhiãût lỉåüng ra:
ε=

qv − qr
q max

=

15983.86 − 16039.38
16039.38

= 0.0035 = 0.35% <5%

Váûy cạc gi thiãút vaỡ caùc quaù trỗnh tờnh toaùn trón õóửu coù thóứ cháúp nháûn âỉåüc

PHÁƯN 5 : TÊNH TOẠN THIÃÚT BË PHỦ
5.1 Calorifer
Do u cáưu vãư cháút lỉåüng ca sn pháøm ch sau khi sáúy nãn dng tạc nhán sáúy l
khäng khê nọng.Khäng khê nọng âi qua calorifer sỉåíi v nháûn nhiãût trỉûc tiãúp tỉì håi nỉåïc
SVTH : Nguùn Thë Tỉ Diãûp _02H
Nguyãùn Dán

20

GVHD :


Âäư ạn män hc
Sáúy bàng ti
bo ho qua thnh äúng.Khäng khê dng âãø sáúy cọ nhiãût âäü theo u cáưu l 1000C,cháút
truưn nhiãût l håi nỉåïc bo bo .
Thiãút bë l loải äúng chm,håi nỉåïc bo ho âi trong äúng,khäng khê âi ngoi äúng.Hai
lỉu thãø chuøn âäüng chẹo dng
5.1.1 Chn kêch thỉåïc truưn nhiãût
Chọn ống truyền nhiệt bằng đồng,có gân để nâng hệ số truyền nhiệt,hệ số dẩn nhiệt
của đồng là λ = 385 W/mđộ {saïch QTTB tập I_ trang 125}
Chọn ống:
-Đường kính ngồi của ống
:
dng = 0.03 (m)
-Đường kính trong của ống
:

dtr = 0.025 (m)
d ng − d tr

-Chiều dày của ống

:

δ

-Đường kính của gân
-Bước gân

:
:

Dg = 1.4dng = 0.042(m)
bg = 0.01 m

-Chiều cao của gân

:

h

=

-Chiều dài của ống

:

l

= 1 (m)

-Số gân trong trên mäüt ống

:

=

2
D g − d ng
2

= 0.0025 (m)

= 0.006 (m)

l

m = b = 100
g
-Bề dày bước gân
:
b = 0.002(m)
-Tổng chiều dài của gân
:
Lg=b*m=0.002*100=0.2(m)
-Tổng chiều dài khơng gân
:

Lkg = l-Lg = 1.0-0.2=0.8(m)
-Lượng khơng khí cần thiết cho q trình sấy có hồi lưu (theo tính tốn thực tế):
l’ = 100( Kg/Kgẩm)
L’ = 31350( Kg/h)
-Nhiệt độ của khơng khí ban đầu khi đã hồi lưu :
t’ M = 48.4oC
-Nhiệt độ khơng khí sau khi ra khỏi caloripher là t1=1000C
-Thể tích riêng của khơng khí
1

1

=
= 1.057 ,m3/kg
v100oC = ρ
0.946
100
o

1

v70oC = ρ

70 o

v48.4oC = ρ
v26oC = ρ
vtb =

=

1

1
= 0.97 , m3/kg
1.029
=

48.4o

1
26o

=

1
= 0.8 ,m3/kg
1.181

v 26o + v100o
2

SVTH : Nguyãùn Thë Tæ Diãûp _02H
Nguyãùn Dán

1
= 0.88 , m3/kg
1.125

= 0.93 ,m3/kg
21

GVHD :


Âäư ạn män hc
Sáúy bàng ti
-Lượng khơng khí khơ đi vào caloripher là:
V=L’*vtb = 31350*0.93=29155 , (m3/h)
-Hệ số cấp nhiệt âäúi lỉu α 1 :
+Nhiệt độ trung bình của khơng khí trong caloripher ttb
ttb = thnỉåïc- ∆t tb
Mà:

∆t tb =

∆t d − ∆t c
∆t
ln d
∆t c

+Chọn nhiệt độ håi næåïc bo ho khi vào là : thnâ = 130oC
+Chọn nhiệt độ håi nỉåïc bo ho khi ra là thnc = 105oC
Nên ta có:
∆t d = t hnd − t d = 130 − 26 = 104 o C
∆tc = t hnc − t c = 105 − 100 = 5 o C

Thay số vào ta có:
∆t tb = 32.5 o C

Suy ra :

ttb = 130-32.5 = 97.5oC
Ứng với giá trị ttb ta có:
ρ = 0.935 (Kg/m3)
λ = 3.15 *10 −2 (W/moC)
γ = 22.5 * 10 −6 (m2/s)
µ = 21.7 * 10 6 (Ns/m2)
Pr = 0.69
5.1.2 Tênh toạn
Diện tìch bề mặt của một ống : (phía trong của ống)
Ftr = π *dtr*l = 3.14*0.025*1.0 = 0.0785( m2)
Diện tích mặt ngồi của ống:
Fng = π * dng*l = 3.14*0.03*1.0= 0.0342 (m2)
Diện tích phần bề mặt ngồi của một ống
Fbm = Fgân+Fkgân
-Diện tích phần có gân
π
π
2
Fgân = π * D g * L g + * D g − * d 2 ng
= 0.02705(m2)
4

4

-Diện tích phần khơng gân
Fkgân = Lkg* π * d ng = 0.8*3.14*0.03=0.07536 (m2)
Vậy :
Fbm = 0.02705+0.07536 = 0.10241 (m2)
Chọn số ống xếp hàng ngang laì:
i = 20

 Khoảng cách giữa các ống này ống kia là 0.05(m)
 Khoảng cách giữa ống ngoài cùng dến caloripher là:x= 0.01 (m)
SVTH : Nguyãùn Thë Tæ Diãûp _02H
22
Nguyãùn Dán

GVHD :


Âäư ạn män hc
Sáúy bàng ti
Tiãút diãûn tỉû do ca màût phàóng vng gọc våïi phỉång chuøn âäüng ca khäng khê:
Ftd=Fng-Ftr=0.0942-0.0785=0.0157 ,m2
Choün täúc âäü doìng khê qua calorifer laì: ω kk = 6 m /s
Chuáøn säú Re:
ω kk * bg
6 * 0.01
=
= 2600
Re =
γ
22.5 * 10 −6
2300< Re< 104.Váûy doìng khê trong calorifer chy quạ âäü
Chøn säú Nu(tênh cho trỉåìng håüp lỉu thãø chy ngang qua bãn ngoi chm äúng coï
gán):

Trong âoï :

 d ng
Nu = C 

b
 g






−0.54

 h
*
b
 g






−0.14
n

* Re * Pr

0.4

{sạch QTTB_trang 226 }

dng : đường kính ngoài của ống; dng = 0.03 (m)

bg : bước của gân ; bg = 0.01 (m)
h :chiều cao gân ; hg = 0.006 (m)
C,n : các đại lượng phụ thuộc cạch sàõp xếp ống
Chn cạch sàõp xãúp äúng l thàóng hng,nãn ta cọ: C=0.116 , n=0.72
Vậy

 0.03 
Nu = 0.116 

 0.01 

−0.54

 0.006 
*

 0.01 

−0.14

* 2600 0.72 * 0.69 0.4 = 21.6

-Hệ số cấp nhiệt đối lưu:
α2 =

Nu * λ 21.6 * 0.0315
=
= 68.04 (W/m2âäü)
bg
0.006

Hãû säú cáúp nhiãût tỉì håi nỉåïc bo ho âãún thnh äúng α 1
α 1 = 2.04 * A * (

Với

r
) 0.25 (W/m2độ)
H * ∆t

H=1.0 : chiều cao ống
r : ẩn nhiệt hoá hơi J/kg.Tra bảng I250-sổ tay QTTB tập 1
r=2208*10 −3 J/Kg

-Hệ số A có trị số phụ thuộc vào ttb

Chọn tT = 1100C:Nhiệt độ tải thnh äúng truưn nhiãût
Vậy ttb =

t T + t hnd 110 + 130
=
= 120 o C
2
2

Sử dụng phương pháp ngoại suy,tra bảng QTTB trang 231 ta có
A = 188
∆t =130-120=100C
Vậy thay số vào ta tính được:
α 1 = 262.8 (W/m2độ)

q1 = α 1 * ∆ t =262.8*10 = 2628,KJ/Kgáøm
SVTH : Nguyãùn Thë Tæ Diãûp _02H
Nguyãùn Dán

23

GVHD :


Âäư ạn män hc
Sáúy bàng ti
Tính hệ số cấp nhiệt từ mặt ngồi ống đến khơng khí chuyển động trong caloripher α 2
-Lưu thể chảy qua bên ngồi ống thnh äúng có gân:
α 2 = 68.04 (Do choün täúc âäü doìng khê ω kk = 6 m/s )
Hãû säú cáúp nhiãût âäúi læu thæûc tãú:
α 2tt =32 W/m2âäü
1
1
=
= 22.4
1
1 0.10241
k = 1 + 1 + Fbm
+
+
α 1 α 2tt Ftr 262.8 32 0.0785

Vậy

-Vậy nhiệt lượng riêng:

q2 = k*tTB =22.4*120 = 2688 ,KJ/Kgáøm
So sánh

q1 − q 2
q maz

* 100 =

2628 − 2688
2688

* 100 = 2.2% < 5%

Vậy tất cả các giã thiết trên có thể chấp nhận được
5.1.3 Xạc âënh bãư màût truyãön nhiãût
-Lượng nhiệt do caloripher cung cấp:

I2 − Io
− ∆ {sách QTTB trang 168}
x2 − xo
∆ = −12.98 J/Kgẩm
146.268 − 69.76
qs =
+ 12.98 = 6388.38 (J/Kgẩm)
0.029 − 0.0172
qs =

Trong đó:

Qs = qs*W = 6388.38*313.5 = 2002.757 (KJ/h)

-Hiệu suất caloripher lấy η = 0.9
-Lượng nhiệt thực tế do caloripher cấp:
Qt =

Qs 2002.757
=
= 2225.286 (KJ/h)
η
0.9

-Gọi D là lượng håi næåïc tiêu tốn trong 1h
Qt = D*r suy ra D =

Qt
2225.286
=
= 1021242 (KJ/h)
2179 * 10 −3
r

-Lượng nhiệt thực tế truyền từ håi næåïc trong ống đến thành ống:
Qt = 3.6*k*F* ∆t tb
Suy ra

F=

Qt
1021242
=
= 28.3 ( m2)

3.6 * k * ∆t tb 3.6 * 22.4 * 32.5

-Bề mặt truyãön nhiệt thực:
Ft = k*F ; k = 1.2 ÷ đến 1.5
Chọn k = 1.2
Suy ra
Ft = 1.2*28.3=34(m2)
-Bề mặt truyền nhiệt trung bình:
SVTH : Nguyãùn Thë Tæ Diãûp _02H
Nguyãùn Dán

24

GVHD :


Âäư ạn män hc
Sáúy bàng ti
Ftb=

Fbm + Ftr 0.10241 + 0.0785
=
= 0.09 (m2)
2
2

-Số ống truyền nhiệt trong caloripher:
n=

Ft

34
=
= 378 ống
Ftb 0.09

-Số ống xắp theo chiều ngang:
n
i

m= =

378
= 19 ống
20

-Choün säú äúng xãúp theo haìng ngang 19 äúng
Säú äúng xãúp theo hng dc l 20 äúng
Vậy kích thước caloripher:
+Chiều dài của caloripher
Lx = (i-1)*0.05+Dg*20+2x , (m)
= (20-1)*0.05+0.042*20+2*0.01=1.81 ,m
+Chiều rộng caloripher:
Bx = (m-1)*0.05+Dg+2x
=(19-1)*0.05+0.042*19+2*0.01 = 1.718(m)
+Chiều cao caloripher là:
Hx =l+2a =1+2*0.1=1.2( m)
a:bãư dy mäùi táúm chàõn
5.2 Xyclon
5.2.1 Giåïi thiãûu vãö xyclon:
Do yãu cáöu vãư âäü sảch ca ch cng nhỉ khê thi ngỉåìi ta sỉí dủng tạc nhán sáúy l

khäng khê nọng.Trong quạ trỗnh sỏỳy khọng khờ chuyóứn õọỹng vồùi vỏỷn tọỳc lồùn nãn mäüt
pháưn ch s theo khäng khê ra ngoi.Âãø thu häưi khê thi v ch,ngỉåìi ta âàût åí âỉåìng äúng
ra ca khäng khê nọng mäüt xyclon âãø tạch sảch hån.
5.1.2 Tênh toạn
-Ở nhiệt độ 70oC thể tích riêng của khơng khí là:
v70oC = 0.97 (m3/Kg)
-Lưu lượng khơng khí ra khỏi phịng sấy (vo xyclon)
V2 = L’*v70oC = 3040.95 (m3/h)
-Gọi ∆P là trở lực của cyclon thì:
540<
∆P

∆P
< 750 (sạch säø tay QT&TBCNHC táûp 1_trang522)
ρK

ρ K = 1.029 Khäúi lỉåüng riãng ca khê åí 70,0C

Choün ρ = 540 .Váûy ∆P = 540 * 1.029 = 555.66
K
-Tốc độ quy ước là Wq
SVTH : Nguyãùn Thë Tæ Diãûp _02H
Nguyãùn Dán

25

GVHD :