Động học của quá trình sấy tầng sôi

Mục lục
Trang
Lời nói đầu........................................................................................3
Phần 1 Tổng quan..........................................................................5
I.Thủy động lực học của quá trình sấy tầng sôi............................5
1. Cơ chế tạo lớp lỏng giả........................................................5
2. Các thông số lớp sôi và phơng pháp xác định....................8
2.1 Vận tốc sôi tối thiểu...........................................................8
2.2 Vận tốc phụt.......................................................................9
2.3 Trở lực của lớp sôi..............................................................10
2.4 Tốc độ và giới hạn làm việc................................................11
2.5 Trở lực của lớp lới phân phối khí......................................12
II. Lý thuyết về sấy............................................................................14
1. Các dạng liên kết ẩm trong vật liệu ẩm ...............................14
1.1 Liên kết hóa học..................................................................14
1.2 Liên kết hóa lý.....................................................................15
1.3 Liên kết cơ lý.......................................................................16
2. Phân loại vật liệu sấy............................................................16
2.1 Vật xốp mao dẫn..................................................................16
2.2 Vật keo................................................................................17
2.3 Vật keo xốp mao dẫn...........................................................17
3. Cơ chế tách ẩm trong hạt.......................................................17
4. Các giai đoạn xảy ra trong quá trình sấy hạt.........................18
5. Các yếu tố ảnh hởng đến tốc độ sấy....................................19
6. Trao đổi nhiệt và truyền ẩm trong sấy tầng sôi.....................20
Phần 2 Phơng pháp nghiên cứu.....................................................23
I.Hệ thống thí nghiệm.........................................................................23
1. Cấu tạo hệ thống thí nghiệm...................................................23
2. Đặc tính kĩ thuật của hệ thống thí nghiệm sấy tầng sôi..........24
Nghiên cứu động học của quá trình sấy tầng sôi

1

3. Nguyên tắc làm việc của hệ thống.........................................25
4. Xác định vận tốc, lu lợng ...................................................25
5. Xác định nhiệt độ , độ ẩm của vật liệu...................................27
6. Xác định các thông số của hạt Xuyên Tiêu............................27
II. Tiến hành thực nghiệm và tính toán kết quả..............................28
1. Phơng pháp tiến hành thí nghiệm........................................28
2. Tính toán kết quả thu đợc....................................................29
Phần 3 Kết quả thực nghiệm............................................................33
I. Kết quả thực nghiệm quá trình thủy lực.......................................33
1. Sự ảnh hởng của chiều cao lớp hạt lên quá trình thủy lực....33
II. Kết quả thực nghiệm đối với quá trình sấy.................................37
1. Kết quả thực nghiệm trên máy sấy tầng sôi ..........................37
2. Tính toán nhiệt lợng ............................................................45
3. Phân tích và nhận xét một số kết quả thực nghiệm thu đợc.58
Kết luận ...............................................................................................62
Tài liệu tham khảo................................................................................65
Nghiên cứu động học của quá trình sấy tầng sôi
2

LờI NóI ĐầU
Trong công nghệ hóa chất cũng nh thực phẩm, luôn có những yêu cầu về
sấy các vật liệu ẩm . Chính vì vậy mà sấy đã đóng một vai trò không thể thiếu
trong ngành công nghệ hóa học . Việt Nam là một nớc có Rừng vàng biển
bạc và có ngành nông nghiệp truyền thống lâu đời vì vậy đã tạo điều kiện
manh mẽ cho ngành công nghệ hóa chất cũng nh thực phẩm phát triển mạnh mẽ
. Hiện nay trên thế giới có rất nhiều kĩ thuật sấy đợc áp dụng cho quá trình sấy
và kĩ thuật sấy tầng sôi đã đợc áp dụng rộng rãi trong những năm gần đây .
So với quá trình ở trạng thái tĩnh thì quá trình ở trạng thái lỏng giả có rất

nhiều u điểm, cụ thể là:
- Pha rắn đợc đảo trộn rất mãnh liệt, dẫn đến việc san bằng nhiệt độ
và trong toàn lớp hạt
- Hệ số dẫn nhiệt, cấp nhiệt từ bề mặt trao đổi nhiệt của thiết bị đến
lớp sôi ( hay ngợc lại ) rất lớn.
- Do tính linh động của lớp sôi nên dễ dàng nạp nguyên liệu và tháo
sản phẩm, dễ thực hiện quá trình liên tục, cơ giới hóa và tự động hóa,
dễ điều chỉnh các thông số nh lu lợng và áp suất...
- Trở lực tơng đối nhỏ và ổn định, không phụ thuộc vào tốc độ pha
khí trong giới hạn tồn tại trạng thái lỏng giả.
- Cấu tạo thiết bị tơng đối đơn giản, gọn nhẹ và dễ chế tạo.
Do tất cả những u điểm trên mà kỹ thuật sấy tầng sôi đợc sử dụng ngày
càng rộng rãi trong công nghiệp nh một phơng pháp tăng cờng độ quá trình.
Tuy nhiên, phơng pháp này cũng có một số nhợc điểm:
- Có hiện tợng tích điện và tĩnh điện dẫn đến khả năng dễ gây cháy
nổ.
- Thời gian lu của các hạt trong lớp sôi không đều
- Các hạt rắn bị va đập, bào mòn, vỡ vụn tạo nhiều bụi, do đó thiết
bị phải có thiết bị thu hồi bụi, thành thiết bị tầng sôi phải chịu đợc
mài mòn, nhất là khi gia công các hạt có cạnh sắc.
Nghiên cứu động học của quá trình sấy tầng sôi
3

- Vận tốc của pha khí bị giới hạn trong phạm vi cần thiết để duy trì
trạng thái tầng sôi mà nhiều khi không phải thích hợp đối với quá
trình công nghệ.
Việc nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật sấy tầng sôi trong lĩnh vực sấy đã
đựoc nhiều nhà khoa học trên thế giới tiến hành từ những năm 60 , nhiều thiết
bị sấy tầng sôi có năng suất từ vài tấn đến hàng nghìn tấn giờ đã đợc đa vào sản
xuất ( chủ yếu là Liên Xô cũ và Mỹ ) để sấy các vật liệu có dạng hạt có kích th-

ớc từ 1-:-2mm đến 35-:-40 mm . ở Việt Nam , cũng có một số công trình
nghiên cứu về kỹ thuật tầng sôi . Tuy nhiên việc ứng dụng kỹ thuật này vào sản
xuất cũng cha đợc phổ biến rộng rãi .
Hiện nay kĩ thuật sấy tầng sôi đang đợc nghiên cứu rất nhiều trong ngành
công nghiệp hóa chất . Do đó việc nghiên cứu một cách đầy đủ kĩ thuật này để
có công nghệ hoàn thiện đáp ứng cho quá trình sấy là một yêu cầu thực tế.
Trong bản đồ án này do điều kiện nghiên cứu có nhiều hạn chế nên em
chỉ xin trình bày về Động học của quá trình sấy tầng sôi.

Phần 1
Tổng quan
I.Thủy động lực học của quá trình tầng sôi
Nghiên cứu động học của quá trình sấy tầng sôi
4

1.Cơ chế tạo lớp lỏng giả (tầng sôi)
Khảo sát hiện tợng sau: Đổ một lớp vật liệu dạng hạt lên lới nằm ngang
nằm bên trong ống đặt thẳng đứng , tiết diện ngang của ống có thể là hình trụ ,
hình vuông , hình chữ nhật . Hạt không lọt lới . Thổi không khí qua lớp hạt từ d-
ới lên trên , trạng thái của các hạt và cả lớp hạt phụ thuộc vào vận tốc dòng khí
đi xuyên qua lớp hạt và có thể có các trạng thái sau:
Khi tốc độ khí nhỏ , thì lớp hạt ở trang thái bất động (hình I.1a) ,các đặc
trng của nó nh bề mặt riêng , độ xốp không thay đổi khi thay đổi vận tốc dòng
khí . Lúc này dòng khí đi qua lớp hạt tuân theo quá trình lọc , chiều cao lớp hạt
không thay đổi (đoạn AB trên hìnhI.1a) và trở lực của lớp hạt tĩnh tăng lên cùng
với sự tăng vận tốc dòng khí tuân theo quy luật hàm số mũ :

)v(fP
n
=

(I.1)
Nếu lớp hạt gồm các hạt nhỏ , cùng kích thớc , không bị dính bết vào
nhau có lực kết dính thì trở lực tăng theo đờng OA( hìnhI.1b). Nếu có kích thớc
lớn giữa các hạt có sự kết dính thì để thắng lực kết dính này cần phải tiêu tốn
thêm năng lợng, thì trở lực sẽ tăng theo đờng cong OA và có cực đại nh đờng 2
hoặc 3.
Tăng vận tốc khí đến một giá trị tới hạn nào đó thì lớp hạt bắt đầu trở nên
linh động, chiều cao lớp hạt bắt đầu tăng lên, các hạt dần dần chuyển động và
đợc khuấy trộn với nhau, trở lực đạt đến một giá trị nhất định và giữ nguyên
không đổi (đoạn BE trên hình I.2a, đoạn AB trên hình I.2b ).Đó là trạng thái
tầng sôi, các hạt rắn lơ lửng trong pha khí và chuyển động hỗn loạn, độ xốp của
hạt tăng lên theo sự tăng của vận tốc khí.Trạng thái này duy trì trong giới hạn từ
vận tốc bắt đầu sôi (còn gọi là vận tốc sôi tối thiểu) v
s
tới vận tốc phụt (còn gọi
là vận tốc kéo theo) v
f
.
Tiếp tục tăng vận tốc dòng khí cho đến khi vợt quá giá trị v
f
thì trạng thái
sôi chấm dứt, các hạt rắn bị dòng khí cuốn theo ra khỏi thiết bị. Lúc này xảy ra
quá trình vận chuyển hạt rắn bị dòng khí thổi, v
f
còn gọi là vận tốc treo
tự do vì tại đây độ xốp của lớp hạt rất lớn.Thực tế là các hạt bị treo lơ lửng trong
không khí, không trọng lợng của hạt (có tính đến lực đẩy Acsimet) và sức cản
Nghiên cứu động học của quá trình sấy tầng sôi
5

của dòng khí chỉ cần tăng vận tốc khí vợt quá v
f
một chút là các hạt rắn bị kéo
theo ( hình I.1c, đoạn BC hình I.2b )
a) b) c)
d)
Hình I.1 ảnh hởng của vận tốc dòng khí đến trạng thái lớp hạt trên lới
a. Hạt đứng yên; b. Thể tích khối hạt lớn lên;
c. Các hạt và khí chuyển động giống hiện tợng sôi, gọi là tầng sôi;
d. Phân lớp
Nếu vận tốc dòng khí giảm xuống vận tốc v
s
thì sự phụ thuộc của trở lực
vào vận tốc lớn hơn khi cha sôi ( hình I.2b).Sẽ không theo đờng 1,2,3 nữa mà
theo đờng 4.Còn chiều cao lớp hạt theo đờng CD ( hình I.2a) và lớn hơn khi cha
sôi.Độ xốp của lớp hạt lớn hơn ban đầu.
Nếu tác nhân gây lỏng giả là chất khí thì thờng xảy ra hiện tợng sôi
không đều, một phần khí trong lớp sôi dới dạng bọt khí, túi khí ( chứ không
phải là dạng pha liên tục ), các túi khí này khi lên bề mặt lớp sôi thì vỡ ra, làm
cho chiều cao lớp sôi dao động ( đờng CE và CF trên hình I.2a). Khi số tầng sôi
cha lớn thì hiện tợng này không gây ảnh hởng xấu đến quá trình mà chỉ làm
tăng mức độ khuấy trộn cuả lớp mà thôi.Tuy nhiên, nếu tăng số tầng sôi lên thi
có bọt khí lớn xuất hiện nhiều trong lớp sôi và làm các hạt bắn tung lên cao.
Nếu tiếp tục tăng lên nữa thì các bọt khí lớn lên và hòa tan vào nhau
tạo thành hiện tợng phân tầng trong thiết bị, làm tăng lợng hạt bị bắn tung lên
và bị kéo theo khỏi thiết bị.
Hiện tợng này càng dễ xảy ra khi tăng kích thớc hạt, tăng vận tốc dòng
khí, giảm đờng kính thiết bị. Chế độ sôi phân tầng có ảnh hởng xấu đến quá
Nghiên cứu động học của quá trình sấy tầng sôi
6

trình nh: Làm sự tiếp xúc của các hạt rắn và pha kém đi, trở lực của tầng sôi bị
dao động. Vì vậy,cần tránh không để hiện tợng này xảy ra.
Trong thực tế sản xuất, thờng gặp các hạt có kích thớc khác nhau, nhng
hình dạng thì nh nhau hoặc cùng kích thớc và hình dạng nhng khối lợng riêng
khác nhau thì sẽ tạo nên sự phân lớp. Những hạt lớn hơn hoặc nặng hơn sẽ ở d-
ới, còn những hạt nhỏ hơn, nhẹ hơn sẽ ở lớp trên. Hạt càng nhỏ và càng nhẹ sẽ ở
xa lới phân khối khí.
Chiều cao lớp hạt
E
D C
F
A B
(a) Vận tốc khí

Trở lực lớp hạt
lớp sôi
lớp tĩnh
2
A B
3
1
(b) 4 v
s
v
f
Vận tốc khí
Hình I.2: Quan hệ giữa trở lực và chiều cao lớp hạt vào vận tốc khí
a. Sự phụ thuộc của chiều cao lơp sôi vào vận tốc khí
b. Sự thay đội trở lực của lớp sôi vào vận tốc khí

Qua nghiên cứu cho thấy, vật liệu dạng hạt có kích thớc trong dải
0,001ữ65 mm đều có thể tạo đợc lớp sôi. Nhng để tạo đợc lớp sôi đồng đều thì
hạt có kích thớc 0,01ữ0,20 mm là dễ có khả năng nhất. Những hạt lớn gây ra
Nghiên cứu động học của quá trình sấy tầng sôi
7

sự dao động chiều cao lớp sôi rất lớn, còn những hạt nhỏ lại dễ dính với nhau và
tạo nên hiện tợng vòi rồng.
Trạng thái lỏng giá còn có thể tạo ra nhờ tác động cơ học, ví dụ nh khuấy
trộn hoặc rung. Khi đó có hiện tợng giả lỏng cơ học ( phân biệt với trờng hợp
lỏng giả khí động ).
Do trong tầng sôi các hạt đợc khuấy trộn đều nên quá trình truyền nhiệt
cũng nh truyền chất xảy ra rất mạnh mẽ
Để đặc trng cho cờng độ khuấy trộn của hạt trong lớp sôi, ngời ta đa ra
đại lợng K
s
(số tầng sôi), là tỷ lệ giữa vận tốc làm việc ( V
lv
) và vận tốc sôi tối
thiểu:
K
s
=
lv
V
Vs
(I.2)
2.Các thông số của lớp sôi và phơng pháp xác định
2.1.Vận tốc sôi tối thiểu
Để xác định vận tốc tối thiểu ( vận tốc tới hạn dới ), ngời ta cho rằng, tại

thời điểm bắt đầu sôi, trở lực thủy lực của dòng khí bằng trọng lợng của lớp sôi.
Nếu tiết diện của thiết bị là không đổi theo chiều cao thì điều kiện trên có thể
viết nh sau:
(Độ chênh áp qua lớp sôi)x(tiết diện ngang của thiết bị)=(thể tích của lớp
sôi)x(phần hạt trong lớp sôi)x(trọng lợng riêng của hạt)
Kết hợp với phơng trình mô tả sự chênh áp trên lớp hạt đơn phân tán ở
trạng thái tĩnh ergun rút ra đợc công thức tính vận tốc sôi nh sau:
Khi Re < 20:

-
-
r r
e
m e
2
h h k
s
( .d) ( )
. .g( )
150 1
F
=V
(I.3)
Khi Re > 1000


-
r r
e
r

2 3
h. h k
s
k
.d ( )
V . .g.
1,75
F
=
(I.4)
Đại lợng và
h
đợc tính theo Wen và Yu:
e
3
h
1
14
.
=
F
và
-
e
e
2 3
h
1
11
.

=
F
(I.5)
Nghiên cứu động học của quá trình sấy tầng sôi
8

Khi đó, (I.2) và (I.3) có dạng:
V
s
=
-
r r
m
2
h k
d .( ).g
1650.
với Re < 20 (I.6)
V
s
2
=
-
r r
r
h k
h
d.( ).g
24,5.
với Re > 1000 (I.7)

Trong đó :
+ d là đờng kính tơng đơng của hạt (m)
+
h
,
k
là khối lợng riêng của hạt và khí (kg/m
3
)
+ độ nhớt của khí (N.s/m
2
)
+ độ xốp của lớp hạt ở trạng thái sôi
Trong giới hạn Re = 0,001ữ4000 các công thức và có sai số 3,4%.
Để xác định vận tốc sôi tối thiểu ngời ta còn có thể dựa vào quan hệ giữa
vận tốc sôi tối thiểu và vận tốc treo V
s
. Vận tốc treo là vận tốc mà tại đó, hạt ở
trạng thái lơ lửng do có sự cân bằng của ngoại lực ( ví dụ: trọng lực và thủy
lực ) tác dụng lên nó.
Romancov và các cộng sự thì đa ra quan hệ sau:
0,6
0,1046
0,1175
1 0,00373.
l
Vs
V Ar
= -
+

(I.8)
ở đây, vận tốc treo đợc xác định bằng thực nghiệm.
2.2.Vận tốc phụt
Ngời ta coi vận tốc phụt xấp xỉ bằng vận tốc treo của hạt. Từ điều kịên
trên, Kunni và các cộng sự đã đa ra công thức tính vận tốc phụt nh sau:
V
f
=
-
r r
r
1
2
h k
k
4.g.d( )
3.C.
ổ ử
ữ
ỗ
ữ
ỗ
ữ
ỗ
ữ
ỗ
ố ứ
( I.9)
ở đây, C là hệ số, xác định bằng thực nghiệm.
Đối với dạng hình cầu, ngời ta xác định đợc hệ số C nh sau:

Với Re < 0,4 thì : C = 24/Re
Với 0,4< Re < 500 thì : C = 10/Re
0,5
Với Re > 500 thì : C = 0,43
Khi đó, công thức (I.8) sẽ có dạng:
Nghiên cứu động học của quá trình sấy tầng sôi
9

Với Re < 0,4 thì :
-
r r
m
2
h k
f
g.d ( )
18
=V
(I.10)
Với 0,4< Re < 500 thì:
V
f
=
-
r r
r m
1
2 2
3
h k

k
( ) g
4
. .d
225
ổ ử
ữ
ỗ
ữ
ỗ
ữ
ỗ
ữ
ỗ
ố ứ
(I.11)
Với Re > 500 thì:
V
f
=
-
r r
r
1
2
h k
k
3.1.g( ).d
ổ ử
ữ

ỗ
ữ
ỗ
ữ
ỗ
ữ
ỗ
ố ứ
(I.12)
2.3.Trở lực của lớp sôi
Để lớp hạt tồn tại ở chế độ sôi, cần phải cung cấp một năng lợng cho lớp
hạt đó. Năng lợng này dùng để thắng các lực ma sát giữa các hạt với nhau, giữa
hạt với môi trờng , giữa hạt với thành thiết bị và năng lợng cho sự biến đổi động
lợng của dòng khí. Ngoài ra, còn phải kể đến năng lợng để tăng thể tích lớp hạt,
trong đó phần lớn năng lợng dùng để thắng lực ma sát giữa môi trờng và bề mặt
hạt ( trở lực lớp hạt ).
Từ điều kiện cân bằng lực giữa áp suất thủy động của hạt và lực cản của
dòng khí, ta có:
g
p dM
s
=D
ũ
(I.13)
Trong đó:
S Mặt cắt tiết diện sôi
M Khối lợng lớp sôi
--
r r e
h k

dM ( )(1 ).S.dZ=
(I.14)
Thay dM vào (I.13) ta có:
P=g(
h

k
).
e
H
0
(1 ).dz-
ũ
(I.15)
Nếu nh độ xốp của lớp hạt không đổi suốt thời gian làm việc, biểu thức trên có
dạng:
P =
- -
r r e
h k
( )(1 ).g.H
(I.16)
Nghiên cứu động học của quá trình sấy tầng sôi
10

Biểu thức ( I.16) đúng cả trờng hợp khi lớp hạt ở trạng thái tĩnh chuyển sang
trạng thái sôi.
Nghĩa là:
P =
- -

r r e
h k 0 0
( )(1 ).g.H
(I.17)
Khi áp dụng cho thiết bị có thành đứng hoặc hơi nghiêng, các công thức
(I.16), (I.17) cho kết quả sơ với thực nghiệm thờng lớn hơn 10ữ15%.

dz
p-dp
H
p
z g
Hình I.3: Mô tả một phân bố lớp hạt sôi
2.4.Tốc độ làm việc và giới hạn làm việc
Để đặc trng cho giới hạn tồn tại của lớp sôi, ngời ta đa ra đại lợng:
K
max
=
Vf
Vs
(I.18)
Theo Kunni, khi :
Re < 0,4 thì V
f
đợc tính theo phơng trình (I.10) và V
s
đợc tính theo phơng trình
(I.6), thì K
max
= 91,6

Re > 1000 thì V
s
đợc tính theo phơng trình (I.17), V
f
đợc tính theo phơng trình
(I.8) thì K
max
= 8,72
Theo Todex với mọi chế độ chuyển động và V
f
đợc tính theo phơng trình
(I.12), V
s
tính theo phơng trình (I.7) thì:
K
max
=
1400 5, 22
18 0,61
Ar
Ar
+
+
(I.19)
Nghiên cứu động học của quá trình sấy tầng sôi
11

Trong vùng chảy dòng thì K
max
= 77,7

Trong vùng chảy xoáy thì K
max
= 8,56
Thờng K
max
nằm giữa 10 và 90
Đối với hệ số tầng sôi:
K
s
=
lv
V
Vs
(I.20)
Các nghiên cứu thực nghiệm đã chỉ ra rằng, mức độ khuấy trộn mãnh liệt
nhất ứng với số tầng sôi bằng 2 ( K
s
= 2). Giá trị tối u K
s
của mỗi quá trình công
nghệ tiến hành ở trạng thái tầng sôi dao động rất lớn.
Khi tính toán chế độ sấy tầng sôi có thể chọn tốc độ làm việc theo công thức
sau:
Re = 0,19Fe
1,56
ữ0,28Fe
1,56
(I.21)
Re = 0,22ar
0,52

ữ0,33 ar
0,52
(I.22)
Fe Chuẩn số Phêđôrốp, thực hiện lực nâng giữa không khí và vật liệu sấy, đ-
ợc tính theo công thức:
Fe=
-
r r
n r
3
h k
3
2
k
4.d ( ).g
.
(I.23)
2.5.Trở lực của lớp lới phân phối khí
Kết cấu của lớp phân phối gió có ảnh hởng rất lớn đến chế độ thủy động
của lớp sôi. Trong thực tế, rất nhiều loại lới khác nhau, song chúng cần phải
thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Phân phối đều dòng khí qua lớp sôi.
- Có trở lực thủy lực nhỏ.
- Dễ chế tạo và lắp ráp, bền trong sử dụng.
Groshe đã nghiên cứu ảnh hởng của ba dạng lới phân phối khí đến cấu
trúc lớp sôi, đó là dạng tấm mỏng đột lỗ, lới đan và lới xốp. Kết quả cho thấy:
Lớp xốp cho lớp sôi có cấu trúc đều nhất ( độ xốp của lớp thực tế hầu nh không
thay đổi trong toàn lớp), còn lới đan thì cho kết quả tồi nhất. Dạng tấm mỏng
đột lỗ cũng cho kết quả khá tốt. Trừ lớp gần sát lới thì không có độ giãn nở (độ
xốp rất nhỏ ) khi vận tốc khí nhỏ.

Nghiên cứu động học của quá trình sấy tầng sôi
12

Lới xốp tuy đảm bảo phân phối đều dòng khí trong lớp hạt, nhng trong
sản xuất công nghiệp nó lại rất ít đợc sử dụng vì nó đòi hỏi làm sạch khí ( tách
bụi ) hết sức nghiêm ngặt. Khá phổ biến trong thực tế là lới phân phối dạng lỗ.
Chúng có thể chia làm 3 loại:
(a) (b) (c)
(a)Lới lỗ hớng thẳng đứng; (b)Lới lỗ hớng nghiêng; (c)Lới kết hợp
Hình: I.4:Cấu tạo lới phân phối khí dạng dới lỗ
* Lới lỗ hứớng thẳng đứng:
Đờng tâm các lỗ vuông góc với mặt phẳng lới và trùng với hớng thẳng
đứng của dòng khí. Lới dạng này khi tỷ số H
0
/D không lớn (H
0
là chiều cao lớp
hạt ở trạng thái tĩnh, D là đờng kính thiết bị). Nhợc điểm cơ bản của loại này là
vùng chết giữa các lỗ ngay phía trên lới.
* Lới lỗ nghiêng:
Các lỗ đợc bố trí nghiêng một góc so với mặt phẳng lới. Do đó, dòng khí
không chỉ đi lên và chuyển động xoáy, làm cho lớp sôi đều hơn. Lới này thích
hợp khi tỷ số H
0
/D khá lớn.
* Lới kết hợp:
Là dạng trung gian của 2 loại lới trên. Kích thớc lỗ trên lới phụ thuộc vào
kích thớc của hạt rắn, dạng lới và loại vật liệu chế tạo lới. Tỷ lệ tiết diện tự do
của lỗ lới thông thờng từ 0,7ữ10% ( lớn hơn 10% thì không ảnh hởng lơn tới
trở lực của lới).

Ckoblo và các cộng sự đã đa ra công thức để xác định trở lực của lới
phân phân phối khí dạng dới lỗ nh sau:
P
1
=
-
r V
x
2
1 k
2
V (1 )
0,5
(I.24)
Nghiên cứu động học của quá trình sấy tầng sôi
13

Trong đó:
V
l
- Vận tốc khí qua lới đợc tính nh sau: V
l
=

V
:


Hệ số phụ thuộc vào đờng kính lỗ và chiều dày của lới. Giá trị của nó đợc
xác định bằng thực nghiệm.

: Tỷ số tiết diện của lới phân phối khí.
Đối với lới hớng lỗ thẳng đứng có tỷ số tiết diện khoảng 7% thì vận tốc
khí sau:
V
l
(m/s) 0,44 1,06 2,04 3,06 3,53 3,9
P
l
(mmH
2
O)
1 2 5 11 25 27
II. Lý thuyết về sấy
1.Các dạng liên kết ẩm trong hạt
Nớc trong vật liệu ẩm có thể chia làm hai nhóm : nớc tự do và nớc liên
kết
-Nớc tự do nằm ở bề mặt vật liệu , có áp suất riêng bằng áp suất hơi nớc
bão hòa ứng với nhiệt độ hiện tại của vật liệu ẩm . Nớc tự do nằm trong vật liệu
ẩm là lợng nớc tạo ra trên bề mặt của vật ẩm hơi nớc có áp suất riêng đạt giá trị
bão hòa ở nhiệt độ hiện tại của vật ẩm.
-Nớc liên kết tạo ra trên vật ẩm hơi nớc có áp suất nhỏ hơn áp bão hòa
với nhiệt độ hiện tại của vật ẩm
Do khả năng phản ứng hóa học và hòa tan mạnh các chất nên trong khối
vật liệu ẩm không có nớc nguyên chất mà ở dới dạng dung dịch . Muốn tách n-
ớc ra khỏi vật liệu ẩm thì cần có năng lợng bằng hay lớn hơn năng lợng liên kết
nớc với vật liệu ẩm . Do đó ta cần biết đợc các dạng liên kết của vật liệu ẩm.
1.1 Liên kết hóa học
Liên kết hóa học của vật chất với nớc rất bền vững , trong đó các phân tử

nớc đã trở thành một bộ phận trong thành phần hóa học của phân tử vật ẩm .
Loại này chỉ có thể đợc tách ra khi có phản ứng hóa học vì chúng có năng lợng
rất cao. Đôi khi phải nung vật liệu đến nhiệt độ cao . Sau khi tách ẩm thì tính
chât hóa lý của vật thay đổi. Xét sự tách nớc của một tinh thể ngậm nớc :
CuSO
4
.5H
2
O ----> CuSO
4
+ 5H
2
O
Nghiên cứu động học của quá trình sấy tầng sôi
14

Quá trình này gọi là quá trình nung vì cần nhiệt độ rất cao.
1.2 Liên kết hóa lý
Trong liên kết hóa lý ngòi ta chia làm hai loại liên kết : Liên kết hấp phụ
và liên kết thẩm thấu
*Liên kết hấp phụ : Liên kết hấp phụ của nớc gắn liền với các hiên tợng xảy ra
trên bề mặt giới hạn pha . Nhất là trong các vật keo có cấu tạo dạng hạt có bán
kính tơng đơng nhỏ khoảng từ 0,001 ữ 0,1 m . Cấu tạo của dạng vật liệu ẩm
này có bề mặt riêng khá lớn nên năng lợng tự do mạnh . Khi tiếp xúc với ẩm có
xu hớng hút nớc vào bề mặt tự do của hạt tạo ra liên kết hấp phụ giữa nớc và bề
mặt .
F = U T.S (I.25)
Trong đó :
F năng lợng tự do của phân tử
U nội năng

S entropi
T nhiệt độ tuyệt đối
Năng lợng tự do trên một đơn vị bề mặt giới hạn thì chính bằng sức căng
bề mặt hạt
*Liên kết thẩm thấu : Liên kết thẩm thấu là liên kết mang tính cơ học của nớc
với vật liệu có tính keo xốp mao dẫn . Những vật liệu này có cấu trúc khung
, nớc thấm vào và nằm trong không gian các khung . Nớc trong vật thể này
không phải là nớc nguyên chất mà dới dạng dung dịch . Việc nớc thấm từ ngoài
vào trong vật hay ngợc lại từ trong vật thể ra ngoài giống nh nớc thấm qua
màng ngăn cách từ dung dịch có nồng độ thấp sang dung dịch có nồng độ cao .
Khi nớc ở lớp bề mặt bay hơi thì nồng độ dung dịch ở đó tăng lên và nớc
ở sâu bên trong sẽ thấm ra ngoài . Ngợc lại , khi ta đặt vật thể vào trong nớc thì
nớc sẽ thấm vào bên trong.
1.3 Liên kết cơ lý
Dạng liên kết này của nớc với vật thể bao gồm cả nớc trên bề mặt và nớc
trong mao quản
Nghiên cứu động học của quá trình sấy tầng sôi
15

- Nớc đã có sẵn trong quá trình hình thành vật ẩm ví dụ nớc trong
các tế bào thực vật , động vật do vật đông đặc khi nó chứa sẵn n-
ớc . Để tách các trờng hợp liên kết này cần làm cho nớc bay hơi ,
nén ép vật hay phá vỡ cấu trúc vật . Sau khi tách nớc vật bị biến
dạng nhiều , có thể thay đổi tính chất và thậm chí thay đổi cả trạng
thái pha .
- Nhiều vật ẩm có cấu trúc mao quản nh gỗ , vải ... trong các vật thể
này có vô số các mao quản . Các vật thể này khi để trong nớc , nớc
sẽ theo mao quản thâm nhập vào vật thể . Khi vật thể này để trong
không khí ẩm thì hơi nớc sẽ ngng tụ trên bề mặt mao quản và theo
các mao quản thâm nhập vào vật thể . Muốn tách các hạt ẩm loại

này thì ta cần làm cho ẩm bay hơi hoặc đẩy ẩm ra bằng áp suất lớn
hơn áp suất mao dẫn .
- Liên kết có thể do dính ớt lên bề mặt vật thể . Liên kết dạng này dễ
tách bằng cách bay hơi đồng thời có thể tách băng cách lau chùi ,
thấm thổi , ly tâm..
2. Phân loại vật liệu sấy
Có nhiều cách phân loại vật liệu sấy . Cách phân loại đợc sử dụng nhiều
trong kĩ thuật là cách phân loại dựa vào tính chất vật lý của vật thể của A.V.L-
cốp . Theo cách này thì các vật liệu ẩm đợc chia làm 3 nhóm : vật xốp mao
dẫn , vật keo và vật keo xốp mao dẫn.
2.1 Vật xốp mao dẫn
Những vật mà trong đó ẩm liên kết với vật liệu chủ yếu bằng mối liên kết
mao dẫn đợc gọi là vật xốp mao dẫn . Chúng có khả năng mọi chất lỏng dính ớt
không phụ thuộc vào thành phần ẩm hoá học của chất lỏng . Các vật liệu xây
dựng , than củi cát thạch anh ... là những thí dụ về vật liệu xốp mao dẫn . Những
vật này lực mao dẫn lớn hơn rất nhiều so với trọng lợng ẩm chứa trong vật và
quyết định hoàn toàn sự lan truyền ẩm trong vật . Trong trờng hợp trọng lợng
ẩm cân bằng với lực mao dẫn hay mao quản trơng lên , khi sấy khô thì co lại .
Phần lớn các vật xốp mao dẫn khi sấy khô thì dòn nh bánh mỳ , rau xanh v.v..
2.2 Vật keo
Nghiên cứu động học của quá trình sấy tầng sôi
16

Vật keo là những vật có tính dẻo do cấu trúc hạt . Trong vật keo ẩm liên
kết ở dạng hấp phụ và thẩm thấu . Ví dụ keo động vật , vật liệu xenlulôzơ , tinh
bột , đất sét ... Các vật keo có điểm chung là khi sấy bị co ngót khá nhiều và vẫn
giữ đợc tính dẻo .
Để đơn giản công việc nghiên cứu và tính toán, trong kĩ thuật sấy ngời ta
khảo sát các vật keo nh các vật giả xốp mao dẫn . Khi đó các vật keo đợc xem
nh vật xốp mao dẫn có cấu trúc mao quản nhỏ.

2.3 Vật keo xốp mao dẫn
Những vật thể mà trong đó tồn tại ẩm liên kết có trong cả keo là vật xốp
mao dẫn thì đợc gọi là vật keo xốp mao dẫn. Các loại vật này nh gỗ, than,
bùn...các loại hạt và một số thực phẩm. Về cấu trúc, các vật này thuộc loại xốp
mao dẫn nhng về bản chất lại là các vật keo có nghĩa là thành mao dẫn của
chúng có tính deỏ, khi hút ẩm các mao quản trơng lên, khi sấy khô thì co
lại.Phần lớn, các vật xốp mao dẫn khi sấy kho thì co lại, trở nên dòn nh bánh
mỳ, rau xanh,...
3. Cơ chế tách ẩm trong hạt
Trong quá trình sấy hạt, ẩm đợc chuyển từ trung tâm ra bề mặt ngoài của
hạt, từ bề mặt hạt, ẩm dợc bốc hơi vào môi trờng sấy. Quá trình trên chỉ thực
hiện đợc trong điều kiện áp suất hơi riêng phần của hạt lơn hơn áp suất riêng
phần của môi trờng. Khi đó, bề mặt của hạt sẽ khô đi và sẽ xuất hiện gradien
ẩm giữ lõi và bề mặt của hạt, và gây nên sự dịch chuyển ẩm từ phần trung tâm
của hạt ra bề mặt hạt. Quá trình sấy có thể tăng cờng bằng cách:
- Tăng áp suất hơi riêng phần của hạt.
- Giảm áp suất hơi riêng phần của môi trừơng.
- Đồng thời cả hai biện pháp trên.
Nhng đối với mỗi loại hạt tại một hàm ẩm nhất định nào đó ta chỉ có thể tăng
nhiệt độ tới một nhiệt độ cho phép nhất định, gọi là nhiệt độ đốt nóng cho phép
của hạt. Nếu vợt qúa giới hạn đó sẽ gây ảnh hơng xấu tới chất lợng làm giống
hoặc làm lơng thực của hạt, nh làm giảm độ nẩy mầm, tăng tỷ lệ bị rạn gẫy do
nớc bốc hơi trên bề mặt là quá mạnh.
Nghiên cứu động học của quá trình sấy tầng sôi
17

Giảm áp suất của môi trờng bằng cách tăng cờng đối lu, tăng tốc độ của
tác nhân sấy nhng ta cũng chỉ tăng tốc độ của tác nhân sấy tới một trị số nhất
định, nếu vợt trị số đó lợng không khí nóng, hoặc khói lò đó sẽ không tận dụng
hết để làm khô hạt, hiệu suất sấy sẽ thấp.

Không khí nóng hoặc hỗn hợp không khí với khói lò làm nhiệm vụ
chuyển nhiệt để đốt nóng và bốc hơi ẩm của hạt, đồng thời làm nhiệm vụ
chuyển hơi ẩm ra bên ngoài và chúng đợc gọi là tác nhân sấy.
4. Các giai đoạn xảy ra trong qúa trình sấy hạt
Quá trình sấy hạt xảy ra theo 3 giai đoạn:
* Giai đoạn nâng nhiệt độ vật liệu ( Giai đoạn I ):
Nâng nhiệt của vật liệu khi tác nhân sấy bắt đầu tiếp xúc với vật liệu.
Giai đoạn này rất ngắn có thể xem nh không tồn tại. Nó chỉ tơng ứng với việc
nâng nhiệt độ của vật liệu đạt đợc nhiệt độ sấy ( khi đó năng lợng chỉ dùng để
bay hơi nớc.
Nhiệt độ đó không thể đạt ngay lập tức vì rằng lúc đầu nhiệt độ còn khá
thấp so với nhiệt độ của tác nhân sấy và bản thân nó lại thờng có độ dẫn nhiệt
kém, khi tốc độ sấy tăng nhanh.
* Giai đoạn tốc độ sấy không đổi hay giai đoạn đẳng tốc ( Giai đoạn II )
Giai đoạn đẳng tốc tơng ứng với việc bay hơi ẩm tự do trên bề mặt vật
liệu. Trong giai đoạn này, tốc độ di chuyển ẩm từ trong bề mặt vật liệu lớn hơn
tốc độ bay hơi ẩm từ bề mặt vào môi trờng ( không khí nóng ). Nhiệt độ bề mặt
vật liệu sấy không đổi và đúng bằng nhiệt độ bầu ớt không khí sấy.
Trong giai đoạn này, tốc độ sấy không đổi khi các thông số của tác nhân sấy
không đổi.
* Giai đoạn tốc độ sấy giảm dần hay giai đoạn giảm tốc ( Giai đoạn III )
Khi trên bề mặt vật liệu không còn ẩm tự do nữa thì áp suất hơi riêng
phần ở đó giảm xuống rõ rệt và do vậy tốc độ sấy các lớp trong bề mặt vật liệu
nhỏ hơn tốc độ bay hơi từ bề mặt vào môi trờng.
Đôi khi ngời ta còn chia giai đoạn này thành 2 giai đoạn khác nhau: Giai
đoạn đầu: trên bề mặt không còn ẩm tự do song ở lớp sâu phía trong thì vẫn
còn.Giai đoạn cuối: không còn ẩm tự do trong toàn bộ vật liệu.
Nghiên cứu động học của quá trình sấy tầng sôi
18

Nhiệt độ VL sấy


I II III
Thời gian sấy

Độ ẩm vật liệu sấy




I II III
Thời gian sấy




Tốc độ sấy


Thời gian sấy
Hình I.5: Mô tả các giai đoạn sấy
Nghiên cứu động học của quá trình sấy tầng sôi
19

Khi nớc tự do đã hoàn toàn biến mất thì trong vật liệu chỉ còn ẩm liên
kết. Việc tách ẩm liên kết càng về sau càng khó khăn do ở những lớp sau, năng
lợng liên kết của ẩm trong vật liệu càng mạnh hơn. Mặt khác các chất hoà tan
trong vật liệu ( ví dụ: đờng muối...) do nớc vận chuyển đến bề mặt vật liệu đã
bịt kín các lỗ mao quản làm cản trở quá trình khuếch tán ẩm của vật liệu.

Trong giai đoạn này nhiệt độ của vật liệu sấy dần dần tăng lên và cuối
cùng bằng nhiệt độ tác nhân sấy. Sở dĩ là do tốc độ bay hơi giảm xuống đã kéo
theo hiệu ứng làm lạnh ( do bay hơi ) cũng giảm xuống. Nếu ta tiếp tục sấy cho
đến khi không còn khả năng thoát ẩm trong vật liệu, có nghĩa là vật liệu đạt đợc
độ ẩm cân bằng thì nhiệt độ của vật liệu sẽ bằng nhiệt độ của môi trờng xung
quanh ( nhiệt độ của các tác nhân sấy ) và do đó có thể vợt quá nhiệt độ cho
phép của vật liệu.
Thực tế trong giai đoạn này ngời ta thờng duy trì nhiệt độ tác nhân sấy
thấp hơn ( vài độ ) so với nhiệt độ cho phép của vật liệu để đảm bảo chất lợng
sản phẩm.
5. Các yếu tố ảnh hởng đến tốc độ sấy
Tốc độ sấy là tốc độ khuyếch tán của nớc từ trong hạt ra ngoài không khí
đợc quy ớc biểu thị bằng lợng hơi nớc bốc hơi từ một đơn vị bề mặt hạt trong
một đơn vị thời gian (kgẩm / m
2
. giờ).
Ngoài ra trong thực tế sản xuất , tốc độ sấy còn đợc biểu diễn qua lợng
hơi nớc bốc lên từ một đơn vị khối lợng hạt trong một đơn vị thời gian (kg
ẩm/m
2
.giờ) , hoặc phần trăm hạt giảm trong một đơn vị thời gian (%ẩm/giờ).
Tốc độ sấy chịu ảnh hởng của rất nhiều yếu tố và phức tạp . Trong giai
đoạn đẳng tốc , tốc độ sấy đợc quyết định bởi tốc độ bay hơi ẩm từ bề mặt hạt
vào không khí . Theo Đanton tốc độ bay hơi từ bề mặt phụ thuộc vào độ chênh
lệch áp suất hơi nớc trên bề mặt hạt và không khí đợc biểu diễn bằng phơng
trình sau :
m
dW
K.F(P P)
d

t
= -
(I.26)
Trong đó :
K: hệ số chuyển khối
Nghiên cứu động học của quá trình sấy tầng sôi
20

F: bề mặt tự do (bề mặt bốc hơi ) của 1 kg hạt
P
m
, P: áp suất hơi riêng phần trên bề mặt hạt và trong không khí
Nh vậy , muốn sấy nhanh phải tăng áp suất hơi trên bề mặt hạt , hoặc
giảm áp suất hơi trong không khí . áp suất hơi trên bề mặt tăng và giảm theo sự
tăng giảm nhiệt độ và độ ẩm của nó . Do đó , tốc độ sấy cũng tăng hoặc giảm
phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm của hạt . Lúc đầu quá trình sấy , độ ẩm trong
hạt cao nên có tốc độ lớn , càng về sau độ ẩm của hạt càng giảm nên tốc độ sấy
giảm .
Mặt khác , nớc trong hạt khi bốc hơi kèm theo sự thu nhiệt , nếu không
có sự đốt nóng , cung cấp từ ngoài vào nhiệt tơng ứng thì nhiệt độ của hạt bị
giảm dần , làm giảm tốc độ sấy . Do vậy muốn tăng tốc độ sấy cần cung cáp
nhiệt cho hạt .
Trong thực tế , thờng dùng không khí nóng hay hỗn hợp không khí với
khói lò để làm chất đốt nóng đồng thời là chất mang ẩm ( từ hạt thoát ra ) gọi là
tác nhân sấy . Tốc độ bay hơi nớc phụ thuộc vàp tốc độ cung cấp nhiệt của tác
nhân sấy và nhiệt độ của tác nhân sấy . Nh vậy , tăng nhiệt độ nhiệt độ của tác
nhân sấy là biện pháp tăng tốc độ sấy
6. Trao đổi nhiệt và truyền ẩm trong tầng sôi
Quá trình trao đổi nhiệt và truyền ẩm giữa các vật sấy (các hạt) và tác
nhân sấy trong tầng sôi xảy ra rất mạnh . Đó là kết quả tiếp xúc bề mặt lớn giữa

các hạt rời chuyển động hỗn loạn trong dòng tác nhân sấy chảy rối. Có nhiều
giả thuyết da ra các phơng trình chuẩn số Nusselt từ đó để hệ số tỏa nhiệt
giữa tác nhân sấy và các hạt :

td
Nu.
d
l
=a
(I.27)
Trong đó :
- hệ số dẫn nhiệt của tác nhân sấy (không khí) lấy theo nhiệt dộ trung
bình , kcal/m.h.độ
d
td
-đờng kính tơng đơng của hạt , m
Chuẩn số Nusselt đợc tính nh sau:
Nghiên cứu động học của quá trình sấy tầng sôi
21

0.34
0,74 0,65
td
H
0,015 .
d
-
ổ ử
ữ
ỗ

ữ
=
ỗ
ữ
ỗ
ữ
ỗ
ố ứ
Nu Fe Re
(I.28)
với Fe = 30 -:- 100

-0.34
0,6 0,65
td
H
0,0283 . .
d
ổ ử
ữ
ỗ
ữ
=
ỗ
ữ
ỗ
ữ
ỗ
ố ứ
Nu Fe Re

(I.29)
với Fe = 100 -:- 200
trong đó:
H- chiều cao của lớp hạt khi sôi , m
Phần 2
Phơng pháp nghiên cứu
Mục đích của đề tài nghiên cú này là Nghiên cứu động học của quá
trình sấy tầng sôi ,tìm hiểu ảnh hởng của các nhân tố : chế độ thủy lực của
lớp hạt trong sấy tầng sôi , về trở lực lớp hạt ,chế độ sấy, nhiệt độ sấy, vận tốc
tác nhân sấy, truyền nhiệt trong sấy tầng sôi.
Do những yêu câu nh vậy chúng tôi đã chọn vật liệu để nghiên cứu là hạt
thực vật (cụ thể là hạt Xuyên Tiêu ) có đặc điểm sau:
+Có hình dạng gần hình cầu
+Có khối lợng riêng nhỏ ( khoảng 663.3 kg/m
3
) dễ tạo tầng sôi
+Độ xốp = 0.4275 (m
3
/m
3
)
+ Đờng kính tơng đơng d
td
= 1.684 (mm)
Nghiên cứu động học của quá trình sấy tầng sôi
22

Đợc đa lên máy sấy tầng sôi sấy ở nhiều điều kiện sấy khác nhau và đa ra các
quan hệ thể hiện trên các đờng cong thực tế đo đợc
I. hệ thống thí nghiệm

1. Cấu tạo hệ thống thí nghiệm
Sơ đồ của hệ thống thí nghiệm sấy tầng sôi là hệ thống làm việc theo chế
độ liên tục . Gồm các bộ phận chính:
- Quạt gió: là loại quạt ly tâm , chạy bằng điện 3 pha 220/380 . Công suất
động cơ là 4,5 kW , tốc độ vòng quay 1450 (vòng/phút) .
- Caloriphe : Đốt nóng bởi các dây điện trở Cr Ni , có khả năng đa
nhiệt độ của tác nhân sấy lên đến 150
0
C .
- Thiết bị sấy : Làm bằng thép không rỉ . Phần sấy có dạng hình trụ phần
trên nở rộng hình nón . Phía dới có lới phân phối khí,phía trên có lắp một vít tải
nạp liệu . Chiều cao của thiết bị có thể thay đổi bằng cách lắp ghép các đoạn có
chiều cao khác nhau 50mm va 100mm . Dọc trên thân thiết bị có cửa để đo áp
suất và nhiệt độ . Trên đờng ống dẫn gió (trớc khi vào thiết bị sấy ) có lắp van
điều chỉnh và dụng cụ đo lu lợng tác nhân sấy.

Hình II.1: Sơ đồ hệ thống thí nghiệm sấy tầng sôi
1.Quạt gió 7. Thiết bị tầng sôi
2. Caloriphe 8. áp kế chữ U
3. ống Pitô-pran 9. Bảng điều khiển
4. Van điều chỉnh gió 10. Van tháo vật liệu rơi
5. Van tháo vật liệu
6. Vít nạp liệu
Nghiên cứu động học của quá trình sấy tầng sôi
23

2. Đặc tính kĩ thuật của hệ thống thí nghiệm sấy tầng sôi
- Đờng kính thiết bị , mm 200
- Đờng kính (chỗ lớn nhất) phần giảm tốc phân ly ,mm 400
- Chiều cao thiết bị(vùng sấy hình trụ), mm 200

- Năng suất vít tải , kg/giờ 50
Nhiệt độ của tác nhân sấy thay đổi bằng cách đóng mở 4 cầu dao cấp
điện cho các dây đốt. Thực tế , nhiệt độ có thể duy trì ở mức 90
o
C đến 150
o
C.
Nhiệt độ có thể đợc đo trên 6 vị trí (1 trớc buồng sấy và 5 trong buồng
sấy).
Căn cứ vào điều kiện chế tạo và đặc điểm công nghệ sấy ( trên thực tế th-
ờng sử dụng tác nhân là khói lò nên có độ tạo chất khá cao ) nên sử dụng lới
phân phối gió là loại tấm mỏng có đục lỗ . Các thông số kĩ thuật của lới nh sau :
-Kích thớc lỗ 2(mm)
-Chiều dày lới 5(mm)
-Bớc lỗ 6,5(mm)
-Tỷ lệ tiết diện tự do 7%
- Trở lực của hệ thống (chạy không tải) tính theo mm H
2
O đợc xác định ở
bảng sau:
V
l
(m/s) 0,44 1,06 2,04 3,06 3,53 3,9
P
l
(mmH
2
O)
1 2 5 11 25 27
3. Nguyên tắc làm việc của hệ thống

Trớc khi tiến hành thí nghiêm ta phải kiểm tra tất cả hệ thống sấy , xem
xét cầu dao , công tắc , bịt kín hết các lỗ hở trong thiết bị sấy ...
Nghiên cứu động học của quá trình sấy tầng sôi
24

Không khí đợc đa vào caloriphe nhờ quạt 1 và dợc caloriphe đốt nóng,
nhiệt độ của khí đợc đốt bằng 1 trong 4 caloriphe , muốn tăng nhiệt độ thì ta có
thể đóng thêm caloirphe bằng các cầu dao trên bảng điều khiển 9 . Khí nóng đ-
ợc thổi từ phía dới lên buồng sấy qua lớp lới . Vật liệu đợc nạp vào buồng sấy từ
vít tải liệu vào phần hình trụ của buồng sấy .
Các thông số về trở lực đợc đo bằng các áp kế hình chữ U trên bảng 8 nó
lam viêc thao nguyên lý của ông Pitô-Pran . Chênh lệch áp suất giữa các điểm I
và II là trở lực của lới , giữa II và III là trở lực của lớp sôi , giữa I và III hoặc IV
hoặc V , VI là tổng trở lực của hệ thống tùy vào chiều cao của lớp hạt mà ta
điều chỉnh các điểm III , IV ,V ,VI mà ta đo trở lực của hệ thống.
ở phần thắt lại của caloriphe có van điều chỉnh để điều chỉnh lu lợng
gió , và có một ống Pitô-Pran để đo tốc độ gió .
4 Xác định vận tốc , lu lợng tác nhân sấy và trở lực lớp vật liệu
Để xác định vận tốc và lu lợng của tác nhân sấy và áp suất ta thờng dùng
các dụng cụ nh áp kế , ống Pitô-pran , dụng cụ tiết lu ( ống Văngturi, màng
chắn , ống loa ) .Các dụng cụ này có cơ sở tính toán và cho kết quả chính xác .
Trong cuộc thí nghiệm này chúng tôi dùng ống Pitô-pran . ống Pitô-pran
là dụng cụ làm việc theo nguyên tắc ống thu áp , có cấu tạo 2 ống đồng tâm ,
ống trong lỗ tâm và dùng để thu áp suất ( áp suất Pazomet) . Hiệu số hiệu số áp
suất trong chất khí trong 2 ống đợc đo bằng áp kế vi sai . Phần chữ U của áp kế
chứa một chất lỏng có khối lợng riêng xác định .
Vận tốc của chất khí trong ống dẫn tại điểm đặt đầu đo đợc xác định

-
r r

r
1 k
k
V 2gh=
(II.1)
Để xác định vận tốc trung bình trong ống dẫn ngời ta có thể làm theo 2
phơng pháp sau đây:
+Xác định vận tốc theo tiết diện ngang của ống dẫn tại các điểm khác
nhau theo bán kính . Vận tốc trung bình đợc tính theo công thức :

n
V
V
n
i

=
1
(II.2)
Nghiên cứu động học của quá trình sấy tầng sôi
25