SAY DOI LUU BAO CAO THI NGHIEM QTTB

Phuực trỡnh Thớ nghieọm
Quaự trỡnh & Thieỏt bũ

Baứi:

SY I LU


I. Nội dung cơ bản của bài thí nghiệm:

1. Mục đích:
Khảo sát q trình sấy đối lưu bằng thực nghiệm để:
-Xây dựng đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy.
-Xác định các thơng số sấy: tốc độ sấy đẳng tốc, độ ẩm tới hạn, độ ẩm cân bằng, thời gian sấy
đẳng tốc và giảm tốc.
-Đánh giá sai số của q trình sấy.
2.
-

Phương pháp thí nghiệm:
Tiến hành sấy giấy lọc ở 3 chế độ nhiệt độ của caloriphe: 500C, 600C, 700C.
Đặt giấy lọc vào buồng sấy, ghi nhận khối lượng của vật liệu sau khi làm ẩm (G1).
Sau đó cứ 5 phút, ghi nhận giá trò cân và hai giá trò nhiệt độ bầu khô – bầu ướt, tiếp
tục sấy đến khi giá trò khối lượng vật liệu không đổi trong vòng 15 phút thì dừng chế
độ thí nghiệm này và chuyển sang chế độ thí nghiệm khác.

3. Kết quả thí nghiệm:
Bảng số liệu thô:
Chế độ sấy 50oC
 (ph) G (g) tu (oC) tk (oC)
0

150
33
47
5
125
33
50
10
112,5
33
47
15
95
34
52
20
80
33
48
25
60
34
49
30
50
33
50
35
42,5
33

47
40
42,5
33
50
45
42,5
33
47

 (ph)
0
3
6
9
12
15
18
21
24
27
30
33

Chế độ sấy 60o
G (g) tu (oC) tk (oC)
150
36
51
130

36
55
117,5
36
56
105
37
57
90
38
60
70
39
60
60
39
60
50
38
57
45
38
60
42,5
39
62
42,5
38
59
42,5

38
60

Chế độ sấy 70oC
 (ph) G (g) tu (oC) tk (oC)
0
150
40
65
3
115
40
67
6
95
41
69
9
75
42
71
12
60
41
68
15
50
42
70
18

40
42
70
21
40
42
70
24
40
42
70

4. Nhận xét kết quả thí nghiệm:
-Nhiệt độ sấy càng cao, thời gian sấy càng ngắn lại và độ ẩm của giấy cũng bay hơi
nhiều hơn.


II. Lý thuyết thí nghiệm:
1. Đònh nghóa:
Sấy đối lưu là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu bằng cách cấp nhiệt cho ẩm bay hơi.
Trong đó, cả hai quá trình truyền nhiệt và truyền ẩm đều được thực hiện bằng phương
pháp đối lưu.
2. Đặc trưng của quá trình sấy:
-Quá trình sấy diễn ra rất phức tạp, đặc trưng cho tính không thuận nghòch và không
ổn đònh. Nó diễn ra đồng thời 4 quá trình:
+Truyền nhiệt cho vật liệu
+Dẫn ẩm trong lòng vật liệu
+Chuyển pha
+Tách ẩm vào môi trường xung quanh.
3. Xác đònh tốc độ sấy theo cân bằng nhiệt của quá trình sấy:

Lượng nhiệt do dòng tác nhân sấy cung cấp trong khoảng thời gian d:
dQ = F(t-)d
(1)
Nhiệt này tiêu hao để:
 Đun nóng vật liệu: (GoCo + GaCa)d
(2)
 Bay hơi ẩm và quá nhiệt hơi: [r + Ch(t – th)]dCa
(3)
Trong dó:
 - hệ số cấp nhiệt từ tác nhân sấy vào vật liệu sấy, W/m2.độ
F – bề mặt vật liệu, m2
t, , th - nhiệt độ của tác nhân sấy, vật liệu và hơi ẩm bão hòa, độ
GoCo - khối lượng và nhiệt dung riêng của vật liệu sấy, kg & J/kg.độ
GaCa - khối lượng và nhiệt dung riêng của ẩm, kg & J/kg.độ
r - ẩn nhiệt hóa hơi của ẩm, J/kg
Ch - nhiệt dung riêng của hơi ẩm, J/kg.độ
Lượng ẩm bốc hơi trong thời gian d:

dGa = d(GoU) = GoDu

(4)
U: hàm ẩm hay độ ẩm của vật liệu – tính theo vật liệu khô, kg ẩm/kg vật liệu
khô
Từ (1), (2), (3) và (4), thiết lập cân bằng nhiệt:
F(t - )d = (GoCo+GaCa)d + Go[r + Ch(t - th)dU
(5)
Từ (5) suy ra:




(

=




)
(

Đây là biểu thức tính tốc độ sấy



(6)

)

theo cân bằng nhiệt.

4. Phương trình cơ bản của động học quá trình sấy:
Theo phương trình truyền ẩm từ vật liệu vào tác nhân sấy:

dGa = kpF(pm – p)d

(7)
Với •kp - hệ số truyền ẩm trong pha khí, kg/m .h. = 1 (1at hay 1mmHg...).
pm, p - áp suất của hơi ẩm trên bề mặt vật liệu và trong pha khí, mmHg (hay
at)

thay Ga = GoU vào (7) và biến đổi, ta có:



=

2

(pm – p )

(8)

Khi hơi ẩm không bò quá nhiệt (tức t = th) thì biểu thức (5) được biến đổi thành:


G  d
dU dQ
 C o  C o a G o
 rG o

F  qF
G o  d
d Fd

Với:

q là cường độ dòng nhiệt hay mật độ dòng nhiệt.
Go
Ga
 o ;

 U;
Co + CaU = C và
Go
Vo

(9)

Vo
 Ro
F

ρo - khối lượng riêng của vật liệu khô, kg/m3
•

Vo - thể tích vật khô, m3

•

C - nhiệt dung riêng của vật liệu ẩm, J/kg.độ

•

Ro -bán kính qui đổi của vật liệu, m.
Khi đó, nếu bỏ qua nhiệt làm quá nhiệt hơi ẩm, ta có:

ρ

ρ
(

Với Rb =1 +

)(ρ

[
)

( )

] (ρ

)
(10)

: chuẩn số Rebinde đặc trưng cho động học quá trình sấy.


Biểu thức trên là phương trình cơ bản của động học quá trình sấy, nó cho biết sự biến
đổi ẩm của vật liệu theo thời gian. Ta có thể nhận được biểu thức trên khi giải hệ vi
phân mô tả truyền nhiệt – truyền ẩm trong vật liệu. Nhưng nói chung hệ phương trình
này không giải được bằng phương pháp giải tích.
5. Lượng nhiệt cung cấp cho vật liệu trong giai đoạn sấy giảm tốc (q2):
Ta thấy rằng trong giai đoạn sấy giảm tốc, đường cong tốc độ sấy có dạng đường
thẳng, nên tốc độ sấy trong giai đoạn này được biểu diễn:

(

)

Với: K hệ số tỷ lệ, gọi là hệ số sấy. Nó phụ thuộc vào tốc độ sấy và tính chất của vật

liệu ẩm, l/s.
K chính là hệ số góc của đường cong tốc độ sấy ở giai đoạn sấy giảm tốc, nên:

(
χ=

)

hệ số sấy tương đối, phụ thuộc vào tính chất vật liệu ẩm.

Uth: độ ẩm tới hạn
U*: độ ẩm cân bằng.
Tích phân phương trình trên ta nhận được:
(
Hay ta có:

)

lg(U-U*)=log(Uth – U*) -

Như vậy nếu biết được hệ số sấy K, có thể xác đònh được thời gian cần t
hiết để thực hiện giai đoạn sấy giảm tốc.
Hệ số sây tương đối được xác đònh bằng thực nghiệm và có thể tính gần
đúng như sau:
Với Uo: độ ẩm ban đầu của vật liệu.
Từ đó ta có:


(

)

Thay phương trỉnh trên vào phương trình tính q:
ρ

(

)

(

)

6. Lượng nhiệt cung cấp cho vật liệu trong giai đoạn sấy đẳng tốc (q1)
Trong giai đoạn sấy đẳng tốc, toàn bộ lượng nhiệt cung cấp từ dòng tác nhân bằng
lượng nhiệt bốc hơi ẩm và nhiệt độ vật liệu không đổi nên:
ρ

ρ

7. Cường độ trao đổi nhiệt ( q(x) )
( )

(

)

Như vậy, khi biết chuẩn số Rb sẽ tính được cường độ trao đổi nhiệt theo độ ẩm của
vật liệu.
8. Đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy:

a) Đường cong sấy:
Là đường cong biểu diễn sự thay đổi của độ ẩm vật liệu (U) theo thời gian sấy ( ):
U = f( )
Dạng đường cong sấy:
 Phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: liên kết giữa ẩm và vật liệu, hình dáng, kích
thước, cấu trúc vật liệu, phương pháp và chế độ sấy.
 Đường cong sấy là hàm của quá trình sấy, vì vậy tuy chế độ và phương pháp
sấy khác nhau nhưng đường cong sấy vẫn tương tự nhau.

b) Đường cong tốc độ sáy:
Là đường cong biểu diễn mối quan hệ giữa tốc độ sấy và độ ẩm( hàm ẩm) của vật
liệu sấy:
( )
Đường cong tốc độ sấy là do đạo hàm của đường cong sấy.


Hình 1: Đường cong sấy

Hình 2: Đường cong tốc độ sấy

9. Các giai đoạn của quá trình sấy:
Giai đoạn đun nóng vật liệu:
 Toàn bộ nhiệt cung cấp để đun nóng vật liệu, ẩm bốc hơi không
đáng kể.


Nhiệt độ vật liệu tăng nhanh từ 1=to đến nhiệt độ bầu ướt tư của
tác nhân sấy.



Độ ẩm thay đổi không nhiều.



Tốc độ sấy tăng nhanh từ 0 đến cực đại.



Thời gian ngắn không đáng kể.



Thường giai đoạn này được bỏ qua trong tính toán.

Giai đoạn sấy đẳng tốc:


Nhiệt cung cấp để bốc hơi ẩm tự do ở bề mặt vật liệu. Và bề mặt
bốc hơi là bề mặt ngoài của vật liệu không đổi nên các thông số
sấy và độ ẩm của vật liệu sẽ giảm nhanh.



Nhiệt độ của vật liệu bằng tư không đổi.



Độ ẩm của vật liệu giảm nhanh theo đường thẳng.



Tốc độ sấy không đổi.



Trong giai đoạn này tốc độ khuếch tán ẩm từ trong lòng vật liệu
ra bề mặt lớn hơn tốc độ do bốc hơi từ bề mặt, nên bề mặt luôn
bảo hòa ẩm.


Giai đoạn sấy giảm tốc:


Nhiệt độ của vật liệu tăng dần từ tư lên đến nhiệt độ dòng tác
nhân- nhiệt độ bầu khô.



Độ ẩm giảm chậm đến độ ẩm cân bằng U*.



Lúc này trong vật liệu xuất hiện 3 vùng: ẩm, bốc hơi, khô.



Tốc độ sấy giảm tốc từ tốc độ đẳng tốc No xuống 0, tùy theo cấu
trúc vật liệu mà có biến dạng khác nhau.



Tốc độ khuếch tán trong chậm hơn tốc độ bốc hơi ề mặt, nên tốc
độ chậm dần và có hiện tượng co bề mặt bốc hơi.

10. Thời gian sấy vật liệu:
Thời gian sấy trong giai đoạn đẳng tốc (thời gian sấy đẳng tốc - 1 ), được
xác đònh bằng công thức:

Với Uth: là độ ẩm tới hạn, độ ẩm cuối giai đoạn sấy đẳng tốc.
Thời gian sấy giai đoạn giảm tốc:
Trong giai đoạn này nếu đường cong tốc độ sấy có dạng đường thẳng (
hoặc quy đổi sang đường thẳng:N2 = ax+b ) thì ta có thể tích phân để tính
thời gian sấy giảm tốc( 2 ):

Với U*: độ ẩm cân bằng, độ ẩm kết thúc giai đoạn sấy giảm tốc.
Thời gian sấy vật liệu:
Thời gian sấy vật liệu được tính bằng tổng thời gian của 3 giai đoạn sấy:
đốt nóng vật liệu o, sấy đẳng tốc 1 và sấy giảm tốc 2; có thể bỏ qua giai
đoạn đốt nóng vật liệu, vì giai đoạn này xảy ra rất nhanh. Biểu thức tính
thời gian:


(

)

(

)

Với U2: độ ẩm của vật liệu cuối cùng sấy, tương ứng với 2: U2 > U* và
thường được lấy U2 = U* + 2

(%).

III. Dụng cụ – Thiết bò và phương pháp TN:
1. Thiết bò – Dụng cụ:
Hệ thống thiết bị sấy được trang bị:


Caloriphe: gồm hai chùm điện trở khô, có công suất 10kW và được
ổn đònh nhiệt độ nhờ bộ điều nhiệt tự ngắt.



Quạt hút: có tốc độ 0,85m/s, để hút không khí( tác nhân sấy) và
thổi qua caloriphe để nâng nhiệt độ dòng tác nhân lên nhiệt độ cần
thiết.



Hệ thống cân: xác đònh lượng ẩm tách ra từ vật liệu sấy.



Hai cửa gió: có van lá, để thay đổi lượng tác nhân.



Hệ thống đo nhiệt độ: gồm hai đầu dò nhiệt độ bầu khô – bầu ướt
được đặt trong buồng sấy, bên trái giàn lưới đặt vật liệu sấy và
đồng hồ cơ đo nhiệt độ hiển thò giá trò nhiệt độ.

2. Vật liệu sấy:
Gốm 3 xấp giấy lọc gấp đôi lại.

3. Phương pháp thí nghiệm:
a) Nội dung thí nghiệm:


Tiến hành sấy giấy lọc ở chế độ nhiệt độ của caloriphe: 50oC,
60oC và 70oC.



Đặt giấy lọc vào buồng sấy, ghi nhận khối lượng của vật liệu sau
khi làm ẩm (G1).



Sau đó cứ 5 phút, ghi nhận giá trò cân và hai giá trò nhiệt độ ở
bầu khô, bầu ướt.




Tiếp tục đến khi giá trò khối lượng không đổi trong vòng 15 phút
thì dừng chế độ thí nghiệm này và chuyển sang chế độ thí
nghiệm khác.

b) Tiến hành thì nghiệm:
1) Quan sát hệ thống:
 Trước khi tiến hành thí nghiệm (15 phút đầu giờ), sinh viên quan sát hệ
thống. Đối chiếu với sơ đồ trong giáo trình.
 Tìm xem vò trí: cửa không khí vào, quạt, caloriphe, bộ điều chỉnh nhiệ t
độ, hệ thống đo nhiệt độ bầu ướt – bầu khô, cân, giàn lưới đặt giấy lọc,
đồng hồ đo nhiệt độ và cửa không khí ra.
 Hệ thống điện: tìm các cầu dao quạt, caloriphe, các công tắc điện trên
hộp điều khiển nhiệt độ.
2) Chuẩn bò thí nghiệm:
Xác đònh khối lượng vật liệu khô ban đầu (Go) của 2 xấp giấy lọc:
 Mở cửa buồng sấy ra, đặt cẩn thận lên bàn (vì cửa khá nặng).
 Cách đặt giấy lọc vào buồng sấy: đặt nhẹ nhàng từng xấp giấy lọc
lên trên lưới sấy phía trong buồng sấy (đặt cả ba xấp). Khi đó kim
của cân sẽ dao động. Chờ kim hết dao động đọc giá trò cân (Go).
Làm ẩm giấy lọc:



Lấy khoảng 2/3 chậu nước inox.
Sau khi cân xong, lấy giấy lọc ra và nhúng nhẹ nhàng giấy
(tránh rách giấy) vào chậu nước. Chờ khoảng 30 giây cho nước
thấm đều giấy, lấy giấy lọc lên phơi ngoài không khí (trên song
sắt cửa sổ) cho đến khi hết nhiễu nước.

Chuẩn bò đồng hồ đeo tay để đo thời gian.
Kiểm tra hệ thống:





Lắp lại cửa buồng sấy, vặn chặt các con tán của cửa;
Mở hết các van lá của hai cửa khí vào-ra;
Châm đầy nước vào bầu nước (phía sau hệ thống, không phải là
các cốc nước đối trọng trên cân) để đo nhiệt độ bầu ướt.

3) Khởi động hệ thống:
Khởi động quạt:
 Đóng cầu dao của quạt để hút dòng tác nhân vào và thổi qua
caloriphe gia nhiệt dòng tác nhân. (tìm cầu dao quạt bằng cách
nhìn đường dây dẫn điện vào quạt).


Khởi động caloriphe:


Đóng cầu dao của caloriphe để dẫn điện vào hộp điều khiển;
(nhìn đường dây dẫn điện sẽ tìm được cầu dao caloriphe)



Bậc công tắc của chùm điện trở thứ I sang ON (chính giữa trên
hộp điều khiển). Ở chế độ nhiệt độ 70oC bậc thêm công tắc của
chùm điện trở thứ II phía bên trái công tắc điện trở thứ I.
Cài đặt nhiệt độ cho caloriphe:



Mở nắp mi-ca của hộp cài đặt nhiệt độ (phía trên công tắc điện

trở I) và cài đặt nhiệt độ cần thiết. Đồng hồ điện tử trên hộp cài
đặt cho biết nhiệt độ của caloriphe.

4) Tiến hành thí nghiệm:
Chờ hệ thống hoạt động ổn đònh:


Nhiệt độ của caloriphe đạt giá trò mong muốn (± 12oC)



Giấy lọc phơi không còn nhiễu nước.
Tiến hành sấy vật liệu ở chế độ cần khảo sát:



Mở cửa buồng sấy ra – đặt cửa lên bàn



Đặt nhẹ nhàng từng xấp giấy lọc lên các lưới sấy



Đóng kín cửa buồng sấy lại

IV. Kết quả thí nghiệm
1. Bảng số liệu thô:

Chế độ sấy 50oC
 (ph) G (g) tu (oC) tk (oC)
0
150
33
47
5
125
33
50
10
112,5
33
47
15
95
34
52
20
80
33
48
25
60
34
49
30
50
33
50

35
42,5
33
47
40
42,5
33
50
45
42,5
33
47

 (ph)
0
3
6
9
12
15
18
21
24
27
30
33

2. Xử lý kết quả số liệu thô:

Chế độ sấy 60o

G (g) tu (oC) tk (oC)
150
36
51
130
36
55
117,5
36
56
105
37
57
90
38
60
70
39
60
60
39
60
50
38
57
45
38
60
42,5
39

62
42,5
38
59
42,5
38
60

Chế độ sấy 70oC
 (ph) G (g) tu (oC) tk (oC)
0
150
40
65
3
115
40
67
6
95
41
69
9
75
42
71
12
60
41
68

15
50
42
70
18
40
42
70
21
40
42
70
24
40
42
70


 (h)

G (kg)
U (%)
0
0,15
252,94
0,0833
0,125
194,12
0,1667
0,1125

164,71
0,25
0,095
123,53
0,3333
0,08
88,24
0,41667
0,06
41,18
0,5
0,05
17,65
0,5833
0,0425
0,00
0,6667
0,0425
0,00
0,75
0,0425
0,00
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35

0,4
0,45
0,5
0,55

0,15
0,13
0,1175
0,105
0,09
0,07
0,06
0,05
0,045
0,0425
0,0425
0,0425

252,94
205,88
176,47
147,06
111,76
64,71
41,18
17,65
5,88
0,00
0,00
0,00

0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4

0,15
0,115
0,095
0,075
0,06
0,05
0,04
0,04
0,04

275,00
187,50
137,50
87,50
50,00
25,00
0,00
0,00
0,00

Chế độ sấy 50 độ C
N (%/h) tu ( ) tk (
0,00
0,00
33
58,82
706,16
33
29,41
352,66
33
41,18
494,32
34
35,29
423,70
33
47,06
564,46
34
23,53
282,36
33
17,65
211,85
33
0,00
0,00
33

0,00
0,00
33
Chế độ sấy 60 độ C
0,00
0,00
36
47,06
941,18
36
29,41
588,24
36
29,41
588,24
37
35,29
705,88
38
47,06
941,18
39
23,53
470,59
39
23,53
470,59
38
11,76
235,29

38
5,88
117,65
39
0,00
0,00
38
0,00
0,00
38
Chế độ sấy 70 độ C
0
0
40
87,5
1750
40
50
1000
41
50
1000
42
37,5
750
41
25
500
42
25

500
42
0
0
42
0
0
42

)
47
50
47
52
48
49
50
47
50
47

(mmHg) P (mmHg) Thế sấy
37,5
30
14
37,5
27,8
17
37,5
30

14
38,8
30
18
37,5
30
15
38,8
31,1
15
37,5
27,8
17
37,5
30
14
37,5
27,8
17
37,5
30
14

51
55
56
57
60
60
60

57
60
62
59
60

40
40
40
42,2
47,5
50
50
47,5
47,5
50
47,5
47,5

32,2
30
30,8
30
36,7
40
40
38,3
36,7
39,2
36,7

36,7

15
19
20
20
22
21
21
19
22
23
21
22

65
67
69
71
68
70
70
70
70

54,2
54,2
56,25
58,3
56,25

58,3
58,3
58,3
58,3

43,3
41,7
40,4
43,75
44,2
47,5
47,5
47,5
47,5

25
27
28
29
27
28
28
28
28


3. Kết quả tính toán từ đồ thò:

Chế độ sấy 50 độ C
Uth

63,67

U*
0,00

U2
2,00

106,27

0,00

2,00

137,63

0,00

2,00

N
c
K
480,02
0,016
7,54
Chế độ sấy 60 độ C
715,97
0,009
6,74

Chế độ sấy 70 độ C
1100,00
0,007
7,99

1

2

0,39

0,46

0,20

0,59

0,12

0,53

4. Kết quả tính toán từ lý thuyết:

Chế độ sấy 50 độ C
U (%) Uth (%) Pm (mmHg)P (mmHg)
252,94
37,5
30
194,12
37,5

27,8
164,71
37,5
30
140,5222
123,53
38,8
30
88,24
37,5
30
41,18
38,8
31,1

N (%/h) Ntb
256,5
331,74
256,5
277,59
300,96
256,5
263,34

c

K

αp

0,007

1,975

0,038

Jm
0,29
0,37
0,29
0,33
0,29
0,29

f

1

2

9

0,405

2,150

f

1

2

9

0,329

1,745

Chế độ sấy 60 độ C
U (%) Uth (%) Pm (mmHg)P (mmHg)
252,94
40
32,2
205,88
40
30
176,47
40
30,8
140,5222
147,06
42,2
30
111,76
47,5
36,7
64,71
50
40

N (%/h)
266,76
342
314,64
417,24
369,36
342

Ntb

c

K

αp

342

0,007

2,434

0,038

Jm
0,30
0,38
0,35
0,46
0,41

0,38


Chế độ sấy ở 70 độ C
U (%) Uth (%) Pm (mmHg)P (mmHg)
275,00
54,20 43,30
187,50
54,20 41,70
137,50
56,25 40,40
152,78
87,50
58,30 43,75
50,00
56,25 44,20
25,00
58,30 47,50

N (%/h) Ntb
372,78
427,50
542,07
436,91
497,61
412,11
369,36

c

K

αp

0,007

2,860

0,038

Jm
0,41
0,48
0,60
0,55
0,46
0,41

f

1

2

9,00

0,280

1,514

5. Đánh giá kết quả thí nghiệm:

Chế độ sấy
50oC
60oC
70oC

Độ ẩm tới hạn Uth (%)

Tốc độ sấy đẳng tốc N (%/h)

Thực nghiệm

Lý thuyết

Sai số
(%)

Thực nghiệm

Lý thuyết

Sai số (%)

63,67
106,27
137,63

140,522
140,522

152,78

54,69
24,375
9,916

480,02
715,97
1100,00

277,59
342
436,91

-72,924
-109,348
-151,768

Hệ số sấy tương đối c
Chế độ sấy
50oC
60oC
70oC

Chế độ
sấy
50oC
60oC
70oC

Hệ số sấy K, 1/h

Thực nghiệm

Lý thuyết

Sai số (%)

Thực nghiệm

Lý thuyết

Sai số (%)

0,016
0,009
0,007

0,007
0,007
0,007

-128,571
-28,571
0

7,54
6,74
7,99

1,975
2,434
2,860

-281,772
-176,91
-179,37

Thời gian sấy đẳng tốc 1, h
Sai số
Thực nghiệm
Lý thuyết
(%)
0,39
0,20
0,12

0,405
0,329
0,280

3,704
39,21
57,143

Thời gian sấy giảm tốc 2, h
Thực nghiệm

Lý thuyết

Sai số (%)

0,46
0,59
0,53

2,150
1,745
1,514

78,605
66,189
64,993


V. ẹo thũ:

1. ẹo thũ ụỷ cheỏ ủoọ 50oC:


2. ẹo thũ ụỷ cheỏ ủoọ 60oC:


3. ẹo thũ ụỷ cheỏ ủoọ 700C:


VI. Bàn Luận:
1. Nhận xét và giải thích dạng đường cong sấy-đường cong tốc độ sấy so với dạng lý
thuyết:
 Đường cong sấy thực nghiệm khá giống với đường cong sấy lý thuyết. Từ đồ

thò thấy được là có thể bỏ qua giai đoạn sấy đẳng tốc vì vật liệu là giấy lọc
nên quá trình đốt nóng diễn ra rất nhanh.
 Đường cong tốc độ sấy do lấy vi phân từ đường cong sấy nên phù hợp với lý
thuyết. Thấy rõ được 3 giai đoạn là: đun nóng, tốc độ sấy giảm tốc và tốc độ
sấy đẳng tốc.
2. Nhận xét kết quả tính toán.
 Độ ẩm tới hạn Uth :
Theo lý thuyết, khi nhiệt độ của tác nhân tăng lên thì độ ẩm tới hạn sẽ giảm đi. Tuy
nhiên trong bài thí nghiệm độ ẩm tới hạn lại tăng lên.
 Tốc độ sấy đẳng tốc N:
Khi nhiệt độ sấy càng tăng thì tốc độ sấy đẳng tốc càng tăng.
 Hệ số sấy tương đối trong giai đoạn giảm tốc c :


Hệ số sấy tương đối c chỉ phụ thuộc vào tính chất của vật liệu ẩm (loại vật liệu, kích
thước vật liệu, độ ẩm ban đầu của vật liệu,…), không phụ thuộc vào nhiệt độ của tác nhân
sấy.
Theo lý thuyết ta thấy hệ số sấy ở 3 chế độ thí nghiệm là như nhau nhưng trong thực
nghiệm thì c ở không giống nhau ở cả 3 chế độ. Điều này có thể giải thích là do độ ẩm
ban đầu của 3 chế độ không giống nhau.
 Thời gian sấy đẳng tốc 1 :
Theo số liệu thực nghiệm, nhiệt độ sấy càng tăng thì thời gian sấy đẳng tốc càng giảm,
phù hợp với lý thuyết.
 Thời gian sấy giảm tốc 2:
Theo lý thuyết thì nhiệt độ sấy càng tăng thì thời gian sấy giảm tốc càng giảm nhưng thực
nghiệm cho thấy, nhìn chung là thời gian sấy tăng và không đều. Đây có thể là do sai số
trong quá trình thí nghiệm và tính toán.
3. Nhận xét và giải thích kết quả đánh giá sai số:
Nhìn chung ở tất cả các thông số thì sai số giữa lý thuyết và thực nghiệm khá lớn, đa
số đều lớn hơn 30%. Nhưng do các thông số đa phần là tính từ Uth mà ngay từ Uth đã

thì sai số đã lớn nên sẽ kéo theo sai số của các thông số sau.

4. Nguyên nhân và biện pháp khắc phục sai số:
a) Các nguyên nhân sai số :
o Do vật liệu ban đầu không phải là vật liệu khô tuyệt đối, cho nên dẫn đến
sai số trong tính toán.
o Do đọc số trên cân không chính xác. Vì rất khó đọc chính xác số vì tác
nhân sấy thôi qua sẽ làm cho cân bò dao động, kim dòch chuyển nhiều làm
khó đọc.
o Do điện áp không ổn đònh làm cho nhiệt độ bầu khô biến đổi rất phức tạp,
thường sẽ thấp hơn nhiệt độ cần thiết.
o Do bấm thời gian không hoàn toàn là chính xác.
b) Biện pháp khắc phục:


Quan sát thật kỹ kim cân của thiết bò, chờ kim cân dao động
chậm đến khi tắt hẳn mới đọc số liệu.



Để cho xấp giấy hết nhiễu nước rồi mới đưa vào thí nghiệm.



Lưu ý phải nhìn kỹ xem xấp giấy lọc đã được gấp sẵn hay chưa
để tránh ảnh hưởng đến bài thí nghiệm.



Kiểm tra, bảo trì hệ thống thường xuyên để đảm bảo thiết bò

hoạt động tốt nhất.


VII. Phụ lục:
1. Tính toán các thông số ở bảng xử lý số liệu thô:
(ph)
(h) 
60
G(g)
G(Kg) 
1000
5
t o C  (t o F  32)
9
G  GC
U (%) 
 100
GC
U
N(% / h) 

 = tk - tư
2. Dựng đường cong sấy U=f():
-Từ các giá trò tính toán được (U và ) trong bảng 3, ta chấm các điểm tương ứng trên
đồ thò.
-Đường cong sấy biểu thò 3 giai đoạn chính:
 Giai đoạn đun nóng vật liệu: có dạng đoạn thẳng nằm ngang (rất ngắn).
 Giai đoạn sấy đẳng tốc: có dạng đường cong nhưng có thể xem gần đúng là
đường thẳng.
 Giai đoạn sấy giảm tốc: có dạng đường cong tiệm cận đến một giá trò U* nào

đó (trong bài thí nghiệm này thì U* = 0).
 Từ đó, ta vẽ 3 đoạn tối ưu nhất theo phương pháp bình phương cực tiểu. Nhưng
để đơn giản:
 Ở giai đoạn thứ hai: ta dùng các chức năng trong Excel: Add trendline/ Type/
Linear để chọn dạng đường thẳng và Add trendline/ Options/ Display equation
on chart để hiện hàm của đường thẳng vừa chọn.
 Ở giai đoạn thứ ba: : ta dùng các chức năng trong Excel: Add
trendline/Polynomial, trong Order chọn 2 để chọn dạng đường cong bậc 2 và
đánh tick vào Display equation on chart để hiện hàm của đường cong vừa
chọn.
-Để xác đònh giao điểm 2 đường (đường thẳng và đường bậc 2), ta chọn 1 điểm nghi
ngờ, rồi dựng đường 2 đường như trên. Sau đó đạo hàm 2 phương trình trên, cho bằng


nhau ra được thời gian sấy tại giao điểm, thế vào 1 trong 2 phương trình ban đầu sẽ
tìm được U tại giao điểm, so với U xác đònh bằng đồ thò, nếu 2 giá trò này gần bằng
nhau thì ta chọn điểm đó là giao điểm 2 đường. Nếu 2 giá trò rất khác xa nhau thì tiến
hành chọn điểm khác và tiến hành như trên.
3. Dựng đường cong tốc độ sấy N=f(U):
Đường cong tốc độ sấy là đạo hàm của đường cong sấy. Trên cơ sở đó, ta có các bước
thực hiện như sau:
-Ở giai đoạn thứ hai: sau khi đã có hàm của đường thẳng, ta đạo hàm để tìm giá trò
của tốc độ sấy trong giai đoạn sấy đẳng tốc. Đó chính là giá trò tuyệt đối của hệ số
góc của đoạn thẳng vừa tìm được (vì N = ).
-Ở giai đoạn thứ ba: như ta đã biết, giấy lọc là vật liệu dạng bản mỏng, xốp nên
đường cong tốc độ sấy trong giai đoạn sấy giảm tốc là đường thẳng. Vì đường thẳng
này đã đi qua điểm (U*, N = 0) nên ta chỉ cần tìm thêm một điểm nữa, bằng cách:
 Kẻ một tiếp tuyến với đường cong sấy
nào đó.
 Chọn thời điểm thích hợp trong giai đoạn sấy giảm tốc => N => U


sấy trong giai đoạn giảm tốc.
 Giao điểm của đường giảm tốc và đường đẳng tốc là Uth.
4. Tính toán bảng tính từ đồ thò:
-Tìm giá trò Uth trên đồ thò 2: đó chính là hoành độ của giao điểm của đường đẳng tốc
và đường giảm tốc.
Giá trò U*: Chọn bằng 0
Giá trò U2 = U*+2%
-

Giá trò c =

-

Giá trò K: K = cN

5. Tính toán bảng số liệu từ lý thuyết
Uth =
U0: độ ẩm vật liệu ban đầu ở  = 0


-

U*: độ ẩm cân bằng của vật liệu , trong bài nay U*=0.
Giai đoạn:
+ Sấy đẳng tốc: U > Uth
+ Sấy giảm tốc: U < Uth
p = 0,0229 + 0,0174vk , kg/m2.h.mmHg (công thức (5.64), p142, [1])
vk = 0,85m/s
Jm = p(Pm – P) , kg/m2h

N = 100Jmf ,%/h
F
f=
: bề mặt riêng khối lượng của vật liệu, m2/kg
Go
F: bề mặt bay hơi của vật liệu, m2
F = 0,3 x 0,2 x 2 x 3 = 0,36 (m2)
 f = 0.36/0.04 = 9 (m2/kg)
1,8
c=
Uo

K = cN ,1/h
N: tốc độ sấy đẳng tốc, %/h (được lấy trung bình của các giá trò N trong bảng)
6. Tính toán sai số:

100%

VIII. Tài liệu tham khảo:
[1].Đỗ Văn Đài và các tác giả,”Cơ sở quá trình và thiết bò trong công nghiệp hóa
học”
[2].Nguyễn Văn Lụa,”QT&TB trong CNHH – tập 7- Kỹ thuật sấy Vật liệu”,ĐH Bách
Khoa, Tp.HCM.
[3].Võ Văn Bang-Vũ Bá Minh,”QT&TB trong CNHH – tập 3 – Truyền Khối”,NXB
ĐH Quốc gia Tp.HCM.