TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ THIẾT BỊ SẤY TẦNG SÔI ĐỂ SẤY HẠT ĐẬU XANH VỚI NĂNG SUẤT 4000KGNGÀY

ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ THIẾT BỊ SẤY TẦNG SÔI ĐỂ SẤY
HẠT ĐẬU XANH VỚI NĂNG SUẤT 4000KG/NGÀY
CHƯƠNG 2: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG
Các số liệu ban đầu
Năng suất thiết bị sấy: G2 = 4000 kg/ngày
Nhiệt độ không khí trước khi vào calorife: to = 23.4oC
Độ ẩm tương đối: ω0 = 83%
Độ ẩm ban đầu của vật liệu sấy: ω1 = 20% = 0,2
Độ ẩm cuối của vật liệu sấy: ω2 = 14% = 0.14
Độ xốp của đậu xanh [11] ε0 = 0,44
Khối lượng riêng của hạt vật liệu:
Ρr = 1000-1400 kg/m3
• Khối lượng riêng khối hạt:
ε= 1- (ρv/ρr) => ρv = ρr (1-ε) = 560/784 kg/m3
Chọn ρv = 650 kg/m3
• Nhiệt dung riêng của vật liệu khô:
Ck = 1.2 – 1.7 kJ/kg.oK
Chọn Cvk = 1.5 kJ/kg.oK
• Nhiệt độ của vật liệu trước khi sấy: θ1 = t0 = 23.40C
• Nhiệt độ của vật liệu sau khi sấy: θ2 = 30oC
• Đường kính trung bình của hạt vật liệu: d = 5 mm = 0.005m
2.2.
Tính cân bằng vật chất
2.2.1. Các công thức sử dụng
• Các ký hiệu đại lượng thường dùng
I: Ethanpy, KJ/kgkkk
t: nhiệt độ, oC
x: hàm ẩm,kg/kgkkk
ω: độ ẩm tương đối, % khối lượng.
• Các công thức sử dụng
Dùng các tác nhân sấy là không khí

2.1.
•
•
•
•
•
•
•

-

Áp suất hơi bão hòa:
(CT 2.31/31–[1])

-

d = 0.621*

Độ chứa ẩm:

ϕ * Pb
B − ϕ * Pb

(kg ẩm/kg không khí)
1

(CT 2.18/28–[1])


⇒

φ=

d *B
Pb (0.621 * d )
B = 0.981 (bar): áp suất khí quyển.
Enthalpy:

-

I = ik + d × ia

= C pk × t + d ( r + C pa × t )

(CT 2.24/29–[1])

Trong đó:
ik , ia
nước.

(kJ/kg)

: enthalpy của 1kg không khí khô và 1kg hơi

Cpk = 1.004 (kJ/kg.K): nhiệt dung riêng của không khí khô.
Cpa = 1.842 (kJ/kg.K): nhiệt dung riêng của hơi nước.
r=2500
⇒

(kJ/kg)

: ẩn nhiệt hóa hơi của nước.

I = 1.004*t + d*(2500 + 1.842*t)

I − 2500 * d

o
t
=
 1.004 + 1.842 * d ( C )
⇒
d = I − 1.004 * t

2500 + 1.842 * t

-

Thể tích riêng:

v=

288 * T
B − ϕ * Pb
Với:

(m3/kg khói khô)

(CT VII.8/94–[4])

R : hằng số khí, R = 8314 J/kmol
M : khối lượng không khí, M = 29 kg/kmol
B, pb :áp suất khí trời và phân áp suất bão hòa của hơi
nước trong không khí, N/m2
2


-

Lưu lượng không khí ẩm:
,m3/kg

V = v*L
Với: L: lưu lượng không khí khô, kg/h

v: thể tích riêng của không khí ẩm, m3/h
-

Khối lượng riêng của không khí ẩm:

ρk =

ρ o * To  0.378 * ϕ * pb 
1 −

T 
B


,kg/m3(CT 1.11, [8])

Trong đó: ρo = 1.293 kg/m3: khối lượng riêng không khí khô ở điều kiện
chuẩn
To = 273oK: nhiệt độ không khí ở điều kiện chuẩn.
2.2.2. Tính các thông số của tác nhân sấy
• Thông số của không khí
Chọn nhiệt độ tại Hà Nội
Nhiệt độ
: t0 = 23,4oC
Độ ẩm
: ω0 = 83%
Áp suất hơi bão hòa: Pb = exp (12-

Độ chứa ẩm: d0 = 0.621

4026.42
235.5 + 23.4

) = 0.037(bar )

0.83 * 0.037
= 0.02006
0.981 − 0.83 * 0.037

( kg ẩm/ kg không khí)

Enthalpy: I0 = 1.004 *23.4 + 0.02006*(2500 + 1.842*23.4) =75.35 (kJ/kg)

Thể tích riêng: V0 =

288 * (23.4 + 273) *105
= 0.898
0.981 − 0.83 * 0.037

(m3/kg khói khô)

Không khí được quạt đưa vào calorife và được đốt nóng đẳng ẩm (d 1 = do)
đến trạng thái B (d1, t1). Trạng thái B cũng là trạng thái của tác nhân sấy vào buồng
sấy.
Nhiệt độ t1 tại điểm B là nhiệt độ cao nhất của tác nhân sấy, do tính chất của
vật liệu sấy và chế độ công nghệ quy trình, nhiệt độ của tác nhân sấy ở B được
chọn phải thấp hơn nhiệt độ hồ hóa của tinh bột đậu.
3


Quy tắc sấy đối với loại nguyên liệu chứa lượng đạm cao thì sấy ở nhiệt độ
thấp, ví dụ như sấy một số loại đậu hạt chứa nhiều đạm thì nhiêt độ không khí sấy
từ 40 – 55oC.
Do đó chọn điểm B: t1 = 55oC
d1 = do = 0.02006 (kg/kgkk)


4026.42 
4026.42 

 = exp12 −
pb1 = exp12 −
 = 0.1556
235
.

5
+
t
235
.
5
+
55



1 

d1 = 0,621

ϕ1 * pb1
B − ϕ1 * pb1

ϕ1 =
⇒

=

(bar)

d1 * B
pb1 (0.621 + d1 )
0.02006 * 0.981
= 0.1972
0.1556 * (0.621 + 0.02006)

I 1 = 1.004 * t1 + d1 * (2500 + 1.842 * t1 )
= 1.004 * 55 + 0.02006 * (2500 + 1.842 * 55) = 107.402
(kJ/kgkk)

v1 =

288 * T1
288 * (55 + 273)
=
= 0.994
B − ϕ1 * p b1 0.981 * 10 5 − 0.1972 * 0.1556. * 0 5

(m3/kgkk)
Không khí ở trạng thái B được đẩy vào thiết bị sấy để thực hiện quá trình
sấy lý thuyết (I1 = I2). Trạng thái không khí ở đầu ra của thiết bị sấy là C (t2, ω2).
Nhiệt độ của tác nhân sấy ra khỏi thiết bị sấy t 2 tùy chọn sao cho tổn thất
nhiệt do tác nhân sấy mang đi là bé nhất, nhưng phải tránh hiện tượng đọng sương,
nghĩa là tránh trạng thái C nằm trên đường bão hòa. Đồng thời, độ chứa ẩm của tác
nhân sấy tại C phải nhỏ hơn độ ẩm cân bằng của vật liệu sấy tại điểm đó để vật liệu
sấy không hút ẩm trở lại.
với: I2 = I1 = 107.402 kJ/kgkk
 tñs ≈ 31oC
ω= 100%
chọn t2 = 35oC.


4026.42 
4026.42 


 = exp12 −
pb2 = exp12 −
 = 0.0558
235
.
5
+
t
235
.
5
+
35


2 

4

(bar)


I 2 = 1.004 * t 2 + d 2 * (2500 + 1.842 * t 2 )
⇒ d2 =

I 2 − 1.004 * t 2
107.402 − 1.004 * 35
=
= 0.028
2500 + 1.842 * t 2

2500 + 1.842 * 35

ϕ2 =
v2 =

(kg/kgkk)

d2 * B
0.028 * 0.981
=
= 0,7585
pb2 * (0.621 + d 2 ) 0.0558 * (0.621 + 0.028)

288 * T2
288 * (35 + 273)
=
= 0.7481
B − ϕ 2 * p b2 0.981 * 10 5 − 0.7585 * 0.0558 * 10 5

2.2.3.

(m3/kgkk)

Tính cân bằng vật chất

W = G1 − G2
W = G1ω1 − G2ω2


trang 127/[1]

Lượng ẩm cần tách:

= G1 *

W

ω1 − ω 2
0.2 − 0.14
= 4000 *
= 279.07
1 − ω2
1 − 0.14

 1 ngày = 8 h

⇒

(kg/ngày)

1h = 34.88 (kg/h)

 Năng suất sản phẩm:

G2 = G1 – W = 4000 – 279.07 = 3720.93 (kg/ngày)
 Trong 1h = 465.12 (kg/h)
 Lượng tác nhân khô cần thiết:

L=

W
279.07
=
= 35147.35
d 2 − d1 0,028 − 0,02006

(kg/ngày)

 Trong 1h = 4393.42 (kg/h)
 Lượng tác nhân tiêu hao riêng:

l=

L
1
1
=
=
= 125.944
W d 2 − d1 0,028 − 0,02006

Trong 8h =1007.552 (kgkk/kg ẩm)
5

(kgkk/kg ẩm)


2.3.

Tính cân bằng năng lượng

Nhiệt lượng đưa vào thiết bị sấy gồm:
• Nhiệt lượng do không khí mang vào : L*I0
• Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang vào: G2*Cvl*t1+Cn*W*t1
• Tổng nhiệt lượng vào: L*I0+G2*Cvl*θ1+Cn*W*θ1+Qc
Nhiệt lượng đưa ra khỏi thiết bị sấy gồm:
• Nhiệt lượng do không khí ra: L*I2
• Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang ra: Q2*Cvl*θ2
• Nhiệt lượng tổn thất trong quá trình sấy: Qm
• Tổng lượng nhiệt ra: L*I2+G2*Cvl*θ2+Qm
Từ phương trình cân bằng năng lượng, ta có:
Qc = L*(I1 – I2) + G2*Cvl*(θ2 – θ1) + Qm – Cn*W*θ1
• Nhiệt lượng tiêu hao riêng:
qc = l*(I2 – I1)+qvl + qm – Cn*θ1
qc = l*(I1 – I0) = l*(I2 – I1) + qvl + qm – Cn*θ1
Với:

∆

= Cn*θ1 – qvl - qm
∆
l
I2 = I 1 =
Đối với quá trình sấy lý thuyết: ∆ = 0
Qc =l*(I2 – I0) = 125.944*(107.42 – 75.35) = 4074.25 (kJ/kg ẩm
Đối với quá trình sấy thực tế lúc này giá trị :∆ sẽ khác 0
Nhiệt dung riêng của nước: Cn = 4.18 kJ/kg oK
Nhiệt dung riêng của vật liệu:
Cvl = 1.5*(1 – 0.14) + 4.18*0.14 = 1.8752 (kJ/kg ok)
Với 1.5 là nhiệt dung riêng của vật liệu khô tuyệt đối:
Qvl = G2*Cvl*(θ2 – θ1) = 3720.93*1.8752*(30 – 23.4) = 46051.42 (kJ/h)

Qvl
46051.42
=
= 165.01
W
279.07

Qvl =
(kJ/kg ẩm)
Nhiệt lượng hữu ích cần bốc hơi 1 kg ẩm:
q0 = 2500+ 1.842*t2+ Cn*θ1
= 2500 + 1.842*35+ 4.18*23.4 = 2662.282 (kJ/kg ẩm)
Tổn thất tác nhân sấy:
6


qtn = l*Ck*(t2 – t0) = 125.944*1.004*(35 – 23.4) = 1466.79 (kJ/kg ẩm)
o Xác định qmt :
Tổn thất nhiệt ra môi trường q mt thường chiếm khoảng 3–5% nhiệt lượng
tiêu hao hữu ích.

qmt = ( 0.03 ÷ 0.05 ) qhi

7


CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT BỊ CHÍNH
Chọn thiết bị sấy có tiết diện tròn, lưới phân phối dạng tấm có đục lỡ để cho
khơng khí đi lên.
3.1.

Các thơng số của tác nhân khơng khí trong thiết bị sấy tầng sơi
Nhiệt độ tác nhân vào: t1 = 23.4oC
Nhiệt độ tác nhân ra: t2 = 40oC
Nhiệt độ tính tốn trung bình: t = 31.7oC
Khối lượng riêng: ρk = 1.037 kg/m3
Độ nhớt động học: vk = 19.75.10-6 m2/s
Độ nhớt động lực học: μk = 20.45.10-6 Ns/m2
Hệ số dẫn nhiệt: λk = 2.95.10-2 W/moK
= 10.62,10-2 kJ/mhoK
Độ xốp của đậu xanh trong sấy tầng sơi là: ε = 0.5
3.1.1.

Xác định tốc độ giới hạn
Chuẩn số Arsimet:
Ar =

d 3 (ρ r − ρ k )g
v k2 ρ k

=

(5.10 −3 ) 3 × (1200 − 1,037) × 9.81
= 36,4.10 5
−6 2
(19,75.10 ) × 1,037

Chuẩn số Reynold tới hạn:



1− ε0
1,75

Re th = Ar 150
+
Ar
3
3


ε
ε
0
0



−1

= 377,8

Tốc độ tới hạn:
vth =

3.1.2.

Re th ν k 377,8 × 19,75.10 −6
=
= 1,5m / s
d

5 × 10 −3

Tốc độ của tác nhân trong tầng sơi
Chuẩn số Ly được tra từ đồ thị Ly = f(Ar), ta có:
Ly = 200
Vận tốc của tác nhân trong sấy tầng sơi được tính theo cơng thức:

8


Ly.µ k .g ( ρ r − ρ k )
200 × 20,45 × 10 −6 × 9,81 × (1200 − 1,037)
3
=
ρ k2
1,037 2

3

vk =

= 3,54 m/s
Hệ số giả lỏng của đậu xanh trong tầng sôi:

K=

v k 3,54
=
= 3,36
vth

1,5

Vì nhiệt độ trong buồng sấy nhỏ hơn nhiệt độ trên bề mặt lưới phân phối nên
nhiệt độ của tác nhân ở trên bề mặt lưới phân phối là:
273 + t1
273 + 40
= 3,54 ×
= 3,63m / s
273 + t
273 + 31,7

Vl = vk
Tốc độ thực của tác nhân qua lớp giả lỏng:
vkt =

v k 3,54
=
= 7,08m / s
ε
0,5
3.1.3.

Tốc độ cân bằng
Khi vật liệu bắt đầu bị lôi cuốn: ε = 1
Chuẩn số Reynold:
Ar
18 + 0,61 Ar

=

Re =
Chuẩn số Liasenco:

36,4 × 10 5
18 + 0,61. 36,4 × 10 5

3080 ,03

Re 3 3080 ,033
=
= 8026 ,9
Ar 36,4 × 10 5

Ly =
Vận tốc cân bằng của đậu xanh:
3

vc =

3.2.

Ly.µ k .g ( ρ r − ρ k )
8026 ,9 × 20,45 × 10 −6 × 9,81 × (1200 − 1,037)
3
=
ρ k2
1,037 2

= 5,99 m/s
Vận tốc chủ đạo của dòng khí nóng qua lưới:

Chọn : vak = 2vc =2 x vc = 11,98 m/s
Thời gian sấy
Độ ẩm tới hạn của đậu xanh là: ωk = 14,5 % (tính trên căn bản vật liệu
khô tuyệt đối: Wk = 15,5%), nên quá trình sấy đậu xanh từ ω1 = 14,5%
đến ω2 = 14% là giai đoạn sấy giảm tốc.
9


Chuẩn số Reynold:
Re =

v k .d
3,54 × 5 × 10 −3
=
= 1792,4
ε .v k 0,5 × 19,75 × 10 −6

Chuaån soá Fedorov:
Fe = d .3

4.( ρ r − ρ k ) g
3.ν k ρ k
2

= 5 × 10 −3 3

4(1200 − 1,037)9,81
= 16,9
3.(19,75.10 −6 ) 2 1,037

Chuẩn số Nusselt:
h0 −0,34
)
d

Nu = 0,0151.Fe0,74.Re0,65.(
= 96,5xh0-0,34
Chọn chiều cao lớp hạt ban đầu ở trạng thái tĩnh h0 = 0,05m
Khi đó: Nu = 96,5 x (0,05)-0,34 = 267,2
Hệ số cấp nhiệt của tác nhân đến vật liệu:
Nu.λ k
267,2 × 10,62 × 10 −2
= 0,8 ×
= 4540,2kj / m 2 h o K
−3
d
5 × 10

α=K
Với k là hệ số điều chỉnh, lấy K = 0,8
Tốc độ sấy đẳng tốc: N = Jm.f
Trong đó: Jm : cường độ bay hơi của dòng ẩm (kg/m2h)
f: diện tích riêng bề mặt riêng khối lượng của vật liệu (m2/kg)
q m α (t − θ m )
=
r
r

Ta có: Jm =
t: nhiệt độ trung bình của tác nhân trong buồng sấy

t = 31,7oC
θm: nhiệt độ của vật liệu trong buồng sấy
θm = 26,7oC
r: ẩn nhiệt hóa hơi của nước
r = 2417,7 kJ/kg
⇒ Jm =

4540,2 × (31,7 − 26,7)
= 9,39kg / m 2 h
2417,7

N = Jm.f = 9,39 x 1,81 =16,9 h-1
÷
Nhưng thực tế diện tích bề mặt tự do trao dổi ẩm chỉ khoảng 50 60%,
nên tốc độ sấy đẳng tốc thực tế là: N = 16,9 x 0,5 =8,45 h-1

10


W1 − Wk
N

Thời gian sấy đẳng tốc: τ1 =

3.3.

Thời gian sấy giảm tốc: τ2=
Kích thước thiết bị
3.3.1. Lưới phân phối

Wk
W
2,3 lg k
N
W2

L
35147,35
=
= 2,6m 2
ρ k .v k 1,037 × 3,54 × 3600

Diện tích: Fp =
Đường kính tương đương:
4 × Fp

π

=

4 × 2,6
= 1,7 m
3,14

D=
Đường kính lổ: dựa vào kích thước của hạt vật liệu, để hạt không
lọt lỗ có đường kính 2,5mm
Tỷ số tiết diện chảy và lưới:
×

Fp
Fd

⇒

Fp
Fd

=

v ak
=
vk

vak = vk
4,94
chọn lưới có cách đục lỗ như sau:

Diện tích t2
2×π ×

Diện tích lỗ lưới:
d: dường kính lỗ lưới.
Fp
Fd

=

d2
1,57 d 2

4

t2
= 4.94
1,57 d 2

⇒t =

3.3.2.

7mm
Chiều cao buồng sấy
Bao gồm chiều cao lớp giả lỏng và chiều cao buồng phân ly
11


Chiều cao lớp giả lỏng:
h0 ×

1− ε0
1 − 0,44
= 0,05 ×
= 0,056
1− ε
1 − 0,5

h=
= 56 mm
Để đảm nảo chế độ thủy động tốt, ta chọn chiều cao lớp tầng sơi
bằng bốn lần chiều cao vùng ổn định. Tức là:

×
H= 4 h0 =200 mm
Chiều cao buồng phân ly:
Chiều cao này có thể xác đònh theo công thức kinh ngiệm:
H pl
D

= 0,08 × Fr

0 , 65

 µp
× 
 Fd





0 , 25

v
×  k
 vc





0 , 35

Trong đó:
Fr =

Fr: chuẩn số Frude,
vk

vc

vk
g×d

=

3,54
9,81 × 5.10 −3

= 16

=3,54 m/s
=5,99 m/s

D = 1,7 m
Fd =

2,6
= 0,526 m 2
4,94

⇒ H pl = 60 mm

Tuy nhiên để đảm bảo cho quá trình hoạt động, ta chọn chiều cao buồng
phân ly bằng 2,5 lần chiều cao lớp tầng sôi:
12


h p = 2,5 × 200 = 500 mm

Đường kính buồng phân ly: buồng phân ly phải có đường kính lớn hơn
đường kính vùng tầng sôi để đảm bảo việc phân ly được tốt. Khả năng phân ly
phụ thuộc khá nhiều vào đường kính buồng phân ly.
Chọn:
F pl = 1,3 × F p = 1,3 × 2,3 = 2,99 m 2
⇒ D pl =

4 × Fpl

π

=2m

- Vậy chiều cao chính của buồng sấy tính từ lưới phân phối là:
H = hs + h pl = 200 + 500 = 700 mm = 0,7 m

3.4.

Bề dày thiết bị
3.4.1. Lưới

Khối lượng vật liệu thường xuyên nằm trên lưới:

G = F p × h0 × ρ v = 2,6 × 0,05 × 650
= 84 ,5 kg

p suất trên lưới:
P=

g × G 9,81 × 84 ,5
=
Fp
2,6

= 318,825 N / m 2

Chiều dày lưới tính theo công thức:

13


S = D×

K×P
+C
[σ ] × ψ

Trong đó:
ψ

- : hệ số hàm yếu do lưới có đục lỗ.
D − n × d l t 2 − 2d l 7 2 − 2 × 2,5
=

=
D
t 2
7 2
= 0,495

ψ =

- K =0,187 : Hệ số cấu tạo (lắp bằng bulong)
-

[σ ]

= 140.106 N/m2

- D = 1,7 m
-C: hệ số bổ sung do tính toán và độ mài mòn.
⇒ S = 1,7 ×

0,187 × 318,825
+C
140.10 6 × 0,495

= 0,7 mm + C

Chọn: C=1 mm
⇒ S = 1,7 mm ≈ 2 mm

Vậy bề dày lưới là: 2 mm
3.4.2.

buồng sấy

Thân buồng sấy chòu tác dụng của lực nén chiều trục.
14


Theo điều kiện bền khi
S, =

l ≤ 5D

ta có:

P
π × D × [σ n ]

Trong đó:
P: lực nén chiều trục
P = 84 ,5 × 9,81 = 828 ,945 N

[σ n ]

[σ ]

:ứng suất cho phép khi nén của vật liệu chế tạo
= 140 N/mm2 = 140.106 N/m2 (chọn vật liệu chế tạo là thép

CT3)
S=

828,945
+ C = 7,55.10 −4 + C
π × 1700 × 140

C: hệ số bổ sung
Chọn: S=2 mm
+ Điều kiện ổn đònh:
Ta có:
S≥

P
π × Kc × E

Trong đó:

15

mm


E = 19,6.10 4 N / mm 2

(môdun đàn hồi)

Khi:
D
1700
=
= 425 ≥ 250

2× S 2× 2

thì

K c = kc

k c = 0,118

,

thông số này phụ thuộc vào trò số

D
2× S

Vậy:
P
828 ,945
=
= 0,1074 mm
π × Kc × E
π × 0,118 × 19,4.10 4

Ta thấy S=2mm thoả mãn điều kiện ổn đònh.
+ Điều kiện bền:
σ = Kc × E ×

vì

S

2
= 0,118 × 19,4.10 4 ×
= 26,9
D
1700

σ = 26,9 < σ n = 140

nên thoả điều kiện bền.

Vậy chiều dày thiết bò là S = 2 mm

3.5.

Bộ phận nhập liệu

Chọn bộ phận nhập liệu dạng vít xoắn, vít xoắn đặt nằm ngang
16


Năng suất của vít tải được tính theo công thức:
Q = 47.D 2 .n.s.ρ .ϕ .C

T/h

Trong đó:
D: đường kính ngoài của cánh vít, m
n: số vòng quay của trục vít, v/ph. Số vòng quay lớn nhất của trục vít có thể xác
đònh theo công thức thực nghiệm:
n=

A
D

v/ph

A: hệ số thực nghiệm, chọn A=50
s: bước vít, s = (0,8 – 1)D. chọn s=D, m
ρ

ϕ

: khối lượng riêng của thóc, T/m .
3

ρ=

1200.10-3 T/m3

: hệ số chứa đầy, đối với thóc ta chọn bằng 0,4

C: hệ số tính tới việc giảm năng suất khi vít tải đặt ngiêng. Trong
trường hợp này do vít tải đặt nằm ngang nên C=1
⇒ D5/ 2 =

Q
47. A.ρ .ϕ .C ⇒ D =

0,12 m

Chọn đường kính của cánh vít theo tiêu chuẩn là 0,125m, bước vít 0,125
m

17


Công suất của động cơ truyền động cho vít tải: đối với vít tải nằm ngang
ta sử dụng công thức sau
N = C0 ×

Q.L
367 × η

KW

Trong đó:
Q: năng suất của vít tải, T/h
C0: hệ số trở lực được xác đònh bằng thực nghiệm. Đối với đậu xanh ta chọn
bằng 1,2
L: chiều dài vít tải, chọn L=2m
η

: hiệu suất truyền động của động cơ, chọn bằng 0,85

⇒N=
3.6.

42W

Bộ phận tháo liệu

Ở đây ta chọn bộ phận tháo liệu là một ống hình tròn, đường kính là
150mm. đậu xanh khi đạt đến độ khô cần thiết sẽ nổi lên trên và tự động được
đưa ra ngoài theo ống tháo liệu này. Sở dó đậu xanh có thể tự động ra ngoài là
do tính chất đặc biệt của lớp hạt ở trạng thái tầng sôi, lúc này lớp hạt giống như
là một khối chất lỏng và có thể tự chảy ra ngoài.
3.7.

Tính thiết bị phụ
3.7.1 Cyclon

18


Trong hệ thống sấy thường phải có thiết bò cyclon đi kèm để tách bụi ra
khỏi tác nhân sấy hoặc để thu hồi sản phẩm bò lôi cuốn theo. Cyclon hoạt động
theo nguyên lý ly tâm. Cấu tạo và kích thước cơ bản của nó được biểu diễn trên
hình vẽ sau:

h3

D1

p

D

h1

h2

b

Để tìm kích thước của cyclon ta dựa vào bảng quan hệ giữa lưu lượng thể tích
tác nhân (m3/h) và kích thước cyclon cho dưới dạng bảng 12-2 (Kỹ thuật sấy
nông sản – Trần Văn Phú, Lê Nguyên Dương).
Lưu lượng không khí đi qua cyclon:
Vkk =

L
30172
=
ρ kk 1,036

=29052 m3/h

Dựa vào lưu lựng không khí và tra bảng 12-2, ta được cyclon có các kích
thước cơ bản như sau:
D = 1,8 m

d = 0,1 m

a = 0,45 m

b = 0,9 m
19


h1 = 0,6 m

h2= 0,825 m

h3 = 1,44 m

D1=0,9 m

3.7.2. Tính quạt
Các trở lực mà quạt phải khắc phục:
Σ∆Pms

- Tổng trở lực ma sát

Σ

- Tổng trở lực cục bộ
- Trở lực qua Calorife
- Trở lực qua Cyclon

ρ ×ω2
ξ
2g

∆PC

∆Px

- Trở lực qua buồng sấy
- Trở lực do áp lực động ở đầu ra của quạt
3.7.2.1. Trở lực từ quạt tới calorife:
Chọn ống dẫn có đường kính d = 0,5 m, chiều dài 5m.

Lưu lượng không khí:
Qkk = 29052 m3/h
= 8,07 m3/s
Vận tốc không khí:

20


Q
π ×d2
4

ω=

=41,1 m/s

Chuẩn số Reynol:
Re =

ω×d
ν

Hệ số nhớt động học của không khí ở 200C:
⇒ Re =

ν=

15,5.10-6 m2/s

1,326.106

Dòng chảy ở chế độ rối.
Reynol giới hạn trên:
Re gh

Trong đó

ε

d 
= 6 td 
 ε 

8/7

là độ nhám tuyệt đối, chọn

⇒ Re gh =

ε = 0,08

mm

1,31.105

Chuẩn số Reynol khi bắt đầu xuất hiện vùng nhám:
d 
Re n = 220 ×  td 
 ε 

9/8

=4,1.106

Ta thấy Regh
21



ε 100 

λ = 0,1 × 1,46 ×
+
d
Re
td



∆Pms = λ ×

L ω2 × ρ
×
d td
2

0, 25

=0,0133

=128,8 N/m2 = 13,12mmH2O

3.7.2.2. Trở lực qua calorife
Bao gồm trở lực ma sát và trở lực cục bộ
+ Trở lực ma sát:
Chọn calorife vỏ có hai tấm ngăn N=2
Có 3 pass: N2 = 3
Khoảng cách giữa các tấm ngăn:
l0 =

L
1
= = 0,333m
N +1 3

∆Pms = λ ×

l0 ρ × W 2
×
× m× N2
d td
2

Trong đó:
m: số ống trên đường chéo lục giác đều của chùm ống, m=17
N +1: số khoảng cách giữa các tấm ngăn, bằng 3
Vận tốc không khí trong calorife: W=15m/s
Chuẩn số Re:
22

Re =

W × d td
ν

=30005

Dòng chảy ở chế độ rối, hệ số ma sát:
λ=

∆Pms

1
(1,8 lg Re − 1,64)

=0,156

=927 N/m2 =94,45 mmH2O
+ Tổn thất cục bộ:
Do dòng chảy đổi hướng chỗ quẹo qua các tấm ngăn và phần do dòng

chảy quay đầu giữa các pass.
đây ta lấy tổng hệ số trở lực
∆Pcb = N 2 ×

ρ ×W 2
× Σξ =
2

Σξ

mỗi pass bằng 4

1350 N/m2 = 137,6 mmH2O

vậy tổng trở lực qua Calorife là:
∆PC = ∆Pms + ∆Pcb

=232 mmH2O

3.7.2.3 Trở lực đột mở vào calorife:
∆P = ξ ×

Với:

ω

ω2 × ρ
2

=41 m/s

23


Khối lượng riêng của không khí ở 270C:

ρ kk

=1,15 kg/m3

ξ = 0,4

⇒ ∆P =

389,8 N/m2 = 39,73 mmH2O

3.7.2.4. Trở lực đột thu ra khỏi calorife:
∆P = ξ ×

Với:

ω

ω2 × ρ
2

=41 m/s

khối lượng riêng của không khí ở 90 C:
0

ξ = 0,22

⇒ ∆P =

179,7 N/m2 = 18,32 mmH2O

3.7.2.5. Trở lực do áp lực động quạt thổi:
∆P =

ω2 × ρ
2

=966,6 N/m2 = 98,53 mmH2O
ρ

=1,15 kg/m3 ( ở 270C)

3.7.2.6. Trở lực đoạn uốn cong vào buồng sấy:
ω2 × ρ
∆P = ξ ×
2

24

ρ kk

=0,972 kg/m3


ρ

=0,972 kg/m3 ( ở 900C)

ξ=

⇒ ∆P =

0,07

57,19 N/m2 = 5,83 mmH2O

3.7.2.7. Trở lực đường ống từ calorife đến buồng sấy:
Chọn ống dẫn có chiều dài 3m.
Chuẩn số Reynol:
Re =

ω×d
ν

Hệ số nhớt động học của không khí ở 90 0C:
lượng riêng:

ρ=

ν=

21,97.10-6 m2/s, và khối

0,972 kg/m3

⇒ Re =

0,9354.106

Dòng chảy ở chế độ rối.
Reynol giới hạn trên:

Re gh

Trong đó

ε

d 
= 6 td 
 ε 

8/7

là độ nhám tuyệt đối, chọn

⇒ Re gh =

1,31.105

25

ε = 0,08

mm