SẤY MUỐI BẰNG THÙNG QUAY

LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới các thầy, cô giáo
trường Đại học Tôn Đức Thắng thành phố Hồ Chí Minh nói chung và các thầy cô
khoa Khoa Học Ứng Dụng; bộ môn Hóa lý kỹ thuật nói riêng đã tận tình giảng dạy,
truyền đạt cho em những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian qua.
Đồ án Qúa trình và thiết bị là môn học để sinh viên chúng em được áp dụng lý
thuyết trong suốt thời gian học, đặc biết sẽ tiếp cận được quá trình thiết kế thiết bị hóa
học mà trước đây chỉ học qua sách vở, ngoài ra còn giúp chúng em nâng cao khả năng
làm việc nhóm và năng lực giải quyết vấn đề một cách nhanh chóng.
Em chân thành cảm ơn thầy Võ Thanh Hưởng đã tận tình hỗ trợ, giúp đỡ,
hướng dẫn em trong quá trình trình tính toán, xử lý, thiết kế hệ thống…trong suốt thời
gian qua để em hoàn thành tốt đồ án.
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn.
Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 12 năm 2016.
SV : Lê Quốc Cường.


LỜI MỞ ĐẦU
Kỹ thuật sấy là một ngành khoa học phát triển từ lâu đời. Trong những năm 70
trở lại đây người ta đã đưa kỹ thuật sấy thành công nghệ sản xuất các mặt hàng nông
sản, hay thực phẩm khô… Không những kéo dài thời gian bảo quản mà còn làm
phong phú thêm các mặt hàng thực phẩm thuận tiện cho người tiêu dùng như : cà phê,
muối, các loại bột, các gia vị khô, cá khô…
Nước ta là nước có khí hậu nhiệt đới nóng ẩm và đường bờ biển kéo dài rất
thuận lợi cho ngành công nghiệp sản xuất muối phát triển. Do tính chất đặc thù của
muối có độ ẩm cao, dễ hút ẩm, nên việc lựa chọn thiết bị sấy đạt năng suất cao, tiết
kiệm năng lượng là hết sức cần thiết.
So với nhiều phương pháp sấy khác, phương pháp sấy thùng quay là phương
pháp có thể đáp ứng đầy đủ các yêu cầu sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và là một
phương pháp mang lại hiệu quả kinh tế đáng kể.
Em được giao thực hiện đề tài : “ Thiết kế hệ thống sấy để sấy muối ăn” với độ

ẩm đầu là 8% và độ ẩm sau là 0,2% với năng suất 2000 kg/h. Do thời gian và kiến
thức còn hạn chế mặc dù đã cố gắng nhưng trong đề tài cũng không tránh khỏi những
sai sót. Kính mong nhận được sự góp ý của Qúy thầy, cô để em rút kinh nghiệm và
hoàn thành tốt các môn học sau này.


CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN VẬT LIỆU
VÀ QUÁ TRÌNH SẤY.
1.1

Sơ lược về muối ăn.
Công thức hóa học: NaCl

Muối ăn hay còn gọi là muối đây là một khoáng chất được con người đưa vào sử
dụng trong món ăn như một thứ gia vị. Có rất nhiều dạng muối ăn: muối thô, muối
tinh, muối Iốt.
Đây là một chất rắn dạng tinh thể màu trắng hay xám rất nhạt, thu được từ nước
biển hay các mỏ muối. Muối thu được từ nước biển có các tinh thể nhỏ hơn hoặc lớn
hơn muối mỏ. Trong tự nhiên muối ăn bao gồm chủ yếu là natri clorua (NaCl), nhưng
cũng có chứa một ít khoáng chất khác (khoáng chất vi lượng). Muối ăn thu được từ
mỏ có thể có màu xám hơn vì dấu vết của các khoáng chất vi lượng. Muối ăn là cần
thiết cho sự sống của mọi cơ thể sống, bao gồm cả con ngừơi.
Công dụng của muối :
Muối ăn tham gia vào việc điều chỉnh độ chứa nước của cơ thể (cân
bằng lỏng). Muối ăn bắt bụộc cho sự sống, nhưng việc sử dụng quá
mức có thể làm tăng độ nguy hiểm cho sức khỏe, nhất là người có
bệnh cao huyết áp. Trong việc nấu ăn làm gia vị muối ăn còn được
sử dụng như chất bảo quản.
• Muối ăn còn được dùng làm chất bảo quản cho các thực phẩm, để
làm một số món ăn như muối dưa, muối cà, làm nước mắm,... Do có

tính sát trùng nên muối ăn còn được pha loãng làm nước súc miệng
hay rửa vết thương ngoài da.
• Ngoài ra muối ăn không chỉ dùng để ăn mà còn dùng cho các việc
khác trong ngành công nghiệp đặc biệt là ngành hóa chất.
•

1.2

Sơ lược về quá trình sấy.

1.2.1

Sơ lược về sấy.

Trong công nghiệp hoá chất, thực phẩm quá trình tách nước ra khỏi vật liệu (làm
khô vật liệu) là rất quan trọng. Tuỳ theo tính chất và độ ẩm của vật liệu, mức độ làm
khô của vật liệu mà tách nước ra khỏi vật liệu bằng những phương pháp sau:
Phương pháp cơ học (sử dụng máy ép, lọc, ly tâm…)
Phương pháp hoá lý (dùng CaCl2, acid H2SO4 để tách nước)
Phương pháp nhiệt ( dùng nhiệt để bốc hơi nước trong vật liệu)
Sấy là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu bằng phương pháp nhiệt. Kết quả của quá
trình sấy là hàm lượng chất khô trong vật liệu tăng lên. Điều này có ý nghĩa quan
•
•
•


trọng về nhiều mặt:nhằm tăng khả năng bảo quản đối với nông sản và thực phẩm, làm
tăng độ bền cơ học đối với sứ, làm tăng khả năng đốt cháy đối với than củi… Các vật
liệu sau khi sấy ra điều giảm khối lượng hoặc thể tích nên giảm được giá thành vận

chuyển.
Nguyên tắc của quá trình sấy là cung cấp năng lượng nhiệtđể biến đổi trạng thái
pha lỏng trong vật liệu thành hơi. Cơ chế của quà trình được mô tả bằng bốn quá trình
cơ bản sau:
Cấp nhiệt cho bề mặt nhiên liệu;
Dòng nhiệt dẫn từ bề mặt vào nhiên liệu;
Khi nhận được nhiệt lượng, dòng ẩm di chuyển từ trong vật liệu ra bề mặt;
Dòng ẩm từ bề mặt vật liệu sẽ thoát ra môi trường xung quanh.
Bốn quá trình này được thể hiện bằng sự truyền ẩm bên trong vật liệu và sự trao
đổi nhiệt ẩm bên ngoài giữa bề mặt vật liệu với môi trường xung quanh.
•
•
•
•

Dựa vào phương thức cung cấp nhiệt cho vật liệu người ta chia thiết bị sấy ra ba
nhóm chính:
Sấy đối lưu;
Sấy tiếp xúc;
Sấy bức xạ, chân không hoặc thăng hoa.
Theo kết cấu nhóm thiết bị sấy đối lưu có thể gặp các dạng thiết bị sau:
•
•
•

Thiết bị sấy buồng: Vật liệu được sấy gián đoạn ở áp suất khí quyển. Vật liệu
được xếp trên những khay hoặc xe đẩy, việc nạp và tháo nhiên liệu được thực
hiện ở ngoài phòng sấy. Nhược điểm của thiết bị loại nàylà thời gian sấy dài,
vật liệu không được đảo trộn dẫn đến sấy không đều, bị mất nhiệt khi nạp và
tháo nhiên liệu, khó kiểm soát được quá trình.

• Thiết bị sấy hầm: làm việc ở áp suất khí quyển và tác nhân sấy là không khí
hay khói lò. Vật liệu được xếp trên các khay đặt trên xe goòng di chuyển dọc
theo chiều dài hầm. Chiều dài hầm có thể lên đến 60m, vận tốc chuyển động
của không khí trong hầm thường từ 2 – 3m/s. Nhựơc điểm của thiết vị này là
sấy không đều do sự phân lớp không khí nóng và lạnh theo chiều cao cảu hầm.
Tuy nhiên, hầm sấy là loại thiết bị sấy dễ sử dụng các phương thức sấy khác
nhau, dòng khí và vật liệu sấy có thể chuyển động cùng hoặc ngược chiều.
• Thiết bị sấy thùng quay: Đây là loại thiết bị sấy được dùng rộng rãi trong cômg
nghiệp hoá chất và thực phẩm để sấy một số loại hoá chất, phân bón, ngũ cốc,
bột đường… Thiết bị làm việc ở áp suất khí quyển tác nhân sấy có thể là không
khí hoặc khói lò. Vận tốc chuyển động của tác nhân sấy trong thùng khoảng 2
– 3m/s còn thùng quay với tốc độ 1 – 8 vòng/phút. Ưu điểm là quá trình sấy
đều đặn và mãnh liệt nhờ có sự tiếp xúc của vật liệu và tác nhân sấy. Tuy
nhiên, do vật liệu bị đảo trộn nhiều nên dễ bị gãy vụn tạo ra bụi do đó làm
giảm phẩm chất của sản phẩm.
• Thiết bị sấy phun: Đây là thiết bị dùng để sấy các vật liệu lỏng như sữa, dd đậu
nành, gelarin… Dd lỏng được phun thành dạng phun vào trong phòng sấy.
•


Nhiệt độ dòng tác nhân có thể lên đến 750oC và phụ thuộc vào tính chịu nhiệt
của vật liệu. Ưu điểm chủ yếu cảu thiết bị là sấy nhanh thu được sản phẩm ở
dạng bột mịn. Nhược điểm là kích cỡ phòng sấy lớn, tiêu tốn nhiều năng lượng,
thiết bị phức tạp nhất là ở cơ cấu phun bụi và hệ thống thu hồi sản phẩm.
• Thiết bị sấy tầng sôi
• Thiết bị sấy khí động.
1.2.2

Thiết bị sấy thùng quay.

Hệ thống sấy thùng quay là hệ hệ thống sấy dùng để sấy các loại hạt, cục nhỏ.
Nó được dùng rộng rãi trong công nghiệp để sấy các loại hạt. So với cùng sấy muối
bằng thiết bị sấy tầng sôi tuy không đạt được hiệu quả chất lượng bằng nhưng so với
mặt kinh tế thì sấy thùng quay luôn được lựa chọn ưu tiên trong công nghiệp. Vì vậy,
thiết bị chọn để sấy muối, em quyết định chọn thiết kế hệ thống sấy muối ăn bằng hệ
thống sấy thùng quay.
Thiết bị sấy thùng quay gồm 1 thùng hình trụ đặt nghiên. Toàn bộ tải trọng của
thùng được đặt lên 2 bánh đai đỡ. Bánh đai được đặt trên con lăn đỡ. Thùng quay
được nhà bánh răng ăn khớp với bánh răng dẫn truyền động từ động cơ qua bộ phận
giảm tốc. Không khí ngoài trời được quạt đẩy đưa vào caloriphe khí hơi gia nhiệt đến
150oC rồi vào thiết bị thùng quay. Muối sau khi kết tinh được nạp liên tục vào thiết bị
sấy bằng gàu tải. Trong thùng quay, muối dược đảo trộn mạnh, được chuyển dọc theo
thùng nhờ các cánh nâng. Cách cánh nâng vừa có tác dụng phân bố đều muối vừa có
tác dụng tăng diện tích tiếp xúc giữa muối và không khí nóng, do đó trao đổi mạnh,
tốc độ sấy nhanh, và độ đồng đều của sản phẩm cao. Độ ẩm của muối giảm từ 8%
xuống 0,2%. Muối sau khi sấy theo cửa tháo liệu ra ngoài theo băng tải. Không khí
sau khi sấy có nhiều bụi nên đi vào Cyclon để thu hồi bụi, sau đó không khí sạch được
quạt hút thải ra ngoài môi trường, bụi được chứa ở bunke. Sau sấy, muối được đóng
gói tiếp tục bảo quản hoặc vận chuyển đi tiêu thụ.

CHƯƠNG 2 : QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ.


2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ.

2.2 Thuyết minh sơ đồ quy trình công nghệ.



CHƯƠNG 3 : CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG

LƯỢNG.



Vật liệu sấy là muối có các thông số sau :
Độ ẩm đầu của vật liệu sấy : ω1=8%
Độ ẩm cuối của vật liệu sấy: ω2=0,2%
Khối lượng riêng : ρ = 2350 kg/m3.
Khối lượng riêng xốp : ρv = 1020 kg/m3.
Nhiệt dung riêng của vật liệu khô : Cvl = 0,712 kJ/kg.K
Đường kính hạt : Dtb = 0,5 mm.
Năng suất theo sản phẩm : G2 = 2000 kg/h.
Tính các thông số của tác nhân sấy.

Do vật liệu sấy là muối, sau khi sấy cần phải có độ tinh trắng nên chọn tác nhân
sấy là không khí , nó không gây đen hay bẩn sản phẩm muối.
Trạng thái không khí ngoài trời được biểu diễn bằng trạng thái A, xác định bằng
cặp thông số (t0,φ0). Do vật liệu sấy là muối có thể thu hoạch từ nước biển.Vì vậy, ta
chọn trạng thái A theo giá trị nhiệt độ và độ ẩm trung bình của Ninh Thuận : t 0 = 270C,
φ0 = 70% (tra theo bảng VII.1 – 97 [3]).
-

Áp suất hơi bão hòa : Pb0 = exp (12 – ), bar
(CT 2.31/31-[1])
= exp(12- ) = 0,035 bar
Lượng chứa ẩm :
d0 = 0,621x
(Trang 41-[1])
= 0,621 x = 0,016 kg/kgkkk
Enthapy :

I0 = 1,004xt + dx(2500+1,842xt)
(Trang 41-[1])
= 1,004x27+0,016x(2500+1,842x27) = 67,904 kJ/kgkkk
Thể tích riêng của không khí:
(CT VII.8/94-[3])
3
= = 0,903 m /kgkkk

Không khí được đưa vào caloriphe và được đốt nóng đẳng ẩm (d 1=d0) đến trạng
thái B (d1,t1). Điểm B là điểm nhiệt độ sấy sao cho nguyên liệu sấy không bị cháy.
Trạng thái B cũng là trạng thái của tác nhân sấy vào thùng sấy. Nhiệt độ t 1 tại điểm B
là nhiệt độ cao nhất của tác nhân sấy.Theo kinh nghiệm sấy muối ta chọn t 1= 2000C.
Tính toán tương tự như trên.
-

Vì nhiệt độ sấy lớn hơn 1000C nên Pb1=Pb0 = 0,035 bar.
Lượng chứa ẩm : d1=d0=0,016 kg/kgkkk
 = 2,5 %
Enthapy : I1=1,004x200+0,016x(2500+1,842x200) = 246,694 kJ/kgkkk
Thể tích riêng của không khí : 1 = = 1,389 m3/kgkkk

Không khí ở trạng thái B được đưa vào thiết bị sấy để thực hiện quá trình sấy lý
thuyết (I1=I2). Trạng thái đầu ra của thiết bị sấy là C (t 2,φ2). Nhiệt độ ra khỏi thiết bị
sấy t2 tùy chọn sao cho tổn thất nhiệt độ do tác nhân sấy mang đi là bé nhất, nhưng


phải tránh hiện tượng đọng sương, nghĩa là tránh cho 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 I 1=I2=246,694
kJ/kgkkk. Chọn nhiệt độ ra khỏi thiết bị sấy t2 = 900C.


-

Áp suất hơi bão hòa : Pb2= exp(12- ) = 0,691 bar
Enthapy : I1=I2=246,694 kJ/kgkkk
I2 = 1,004xt2+d2x(2500+1,842xt2)
Lượng chứa ẩm : d2 = = = 0,061 kg/kgkkk
Độ ẩm : φ2 = = = 0,1269 = 12,7 %
Thể tích riêng không khí : 2 = = 1,170 m3/kgkkk
Bảng 3.1 : Trạng thái tác nhân sấy (không khí) trong quá trình sấy thực.

Đại lượng

Trạng thái không
khí ban đầu (A)

t (0C)
φ (%)
d (kg/kgkkk)
I (kJ/kgkkk)
Pb (bar)
(m3/kgkkk)

27
70
0,016
67,904
0,035
0,903

Trạng thái không
khí vào thiết bị sấy
(B)
200
2,5
0,016
246,694
0,035
1,389

Trạng thái không khí
ra khỏi thiết bị sấy
(C)
90
12,7
0,061
246,694
0,691
1,170

3.1 Tính cân bằng vật chất.
- Năng suất thiết bị theo nhập liệu :
G1 = G2 x = 2000x = 2170 kg/h
-

Lượng ẩm cần tách ra :
W = G1-G2 = 2170 – 2000 = 170 kg/h
Lượng không khí khô cần thiết :
Lk = = = 3777,78 kg/h
Lượng không khí khô cần thiết để bốc hơi:

(CT 7.4/127 – [1])
(CT 7.1/127 – [1])
(CT 7.13/131-[1])

lk = = = 22,22 kgkkk/kg
-

(CT 7.14/131-[1])

Lượng vật liệu khô tuyệt đối :
Gk=G1x(1-1)=G2x(1-2) = 2000x(1-0,002)=1996 kg/h

-

(CT 7.4/127 – [1])

Lưu lượng thể tích tác nhân sấy : V = x Lk m3/h
Bảng 3.2 : Bảng đại lượng của vật liệu và không khí.

Vật liệu

Đại lượng
Lượng vật liệu vào.

Kí hiệu
G1

Đơn vị
kg/h

Gía trị
2170


Độ ẩm vào .
Lượng vật liệu ra.
Độ ẩm ra
Lượng ẩm tách ra.
Lượng vật liệu khô tuyệt
đối.
Lượng không khí khô cần
thiết.
Lượng không khí bốc hơi
Không
khí

W

%
kg/h
%
kg/h

8
2000
0,02
170

Gk

kg/h

1996

Lk

kg/h

3777,78

lk

kgkkk/kg
m3/h

22,22

1

G2
2

Lượng thể tích trước sấy.

V1

Lượng thể tích sau sấy.

V2

Lượng thể tích trung bình.

V12

m3/h
m3/h

5247,34
4420,00
4833,67

3.2 Tính cân bằng năng lượng.
 Lượng nhiệt cung cấp cho quá trình sấy lý thuyết.
- Cân bằng nhiệt lượng cho quá trình sấy lý thuyết:

Q0 = Lkx(I2-I0) = 3777,78x(246,694-67,904)=675429 kJ/h (CT VII.23/102-[3])
- Lượng nhiệt cần thiết để bay hơi 1kg ẩm :
q = lkx(I2-I0) = 22,22x(246,694-67,904) = 3972 kJ/kg
- Lượng nhiệt cần thiết để làm bay hơi ẩm trong vật liệu:
Qhi= Wx[rtvl+Cax(t2-t0)] = 170x[2500+1,842x(90-27)] = 444727 kJ/h
 Hiệu suất sấy :
= = = 0,6584 = 65,84 %
 Lượng nhiệt cung cấp cho quá trình sấy thực tế.
Trong thiết bị sấy thực, ngoài tổn thất nhiệt do tác nhân sấy mang đi, trong thiết
bị sấy thùng quay, còn có tổn thất nhiệt ra môi trường Q mt và tổn thất nhiệt di vật
liệu sấy mang đi Qv. Trong thiết bị sấy thùng quay, không sử dụng nhiệt bổ sung
và thiết bị không có thiết bị chuyển tải, do đó QBS=QCT=0.
Các thông số:
•

•
•
•

Nhiệt độ vật liệu vào: tv1= 270C
Nhiệt độ cuối của vật liệu sấy : tv2 = t1-(5÷100C) = 200-10=1900C.
Nhiệt dung riêng ẩm : Ca = 4,18 kJ/kg.K
Nhiệt dung riêng vật liệu : Cv = Cvlx(1-ω2)+ Ca x ω2
= 0,712x(1-0,002)+4,18x0,002
= 0,719 kJ/kg.K

Ta xem Cv1 = Cv2 = Cv = 0,719 (Trang 135-[1]).


Bảng 3.3 : Nhiệt lượng mang vào và mang ra của không khí và vật liệu.
Nhiệt lượng
đưa vào.
Nhiệt lượng
mang ra.

Không khí
Vật liệu
Không khí
Vật liệu

Công thức
LkxI0
G1xCvxtv1+Wxtv1xCa
LkxI2
G2xCv2xtv2

Đơn vị

Gía trị
256526
61312
931955
273220

kJ/h

Bảng 3.4 : Một số thông số của nhiệt lượng.
Thông số
Nhiệt lượng đun nóng
vật liệu.
Nhiệt lượng do ẩm
trong vật liệu mang
vào.
Nhiệt lượng hữu ích.
Nhiệt lượng tổn thất.
Nhiệt lượng tổn thất
chung.
Nhiệt lượng riêng tổn
thất chung.
Nhiệt lượng cung cấp
cho quá trình sấy.
Nhiệt lượng bổ sung
thực tế.

Kí hiệu

Công thức

Đơn vị

Gía trị

Qvl

G2xCvx(tv2-tv1)

kJ/h

234394

Qa

WxCaxtv1

kJ/h

19186

Qhi
Qm

Wx[rtvl+Cax(t2-t0)]
(0,03÷0,05)x Qhi

kJ/h

kJ/h

444727
22236

ΣQ

Qvl + Qm

kJ/h

256630

Σq

ΣQ/W

kJ/kg

1509

Q

Lkx(I2-I0)+Qvl+QmWxCaxtv1

kJ/h

912873

∆

Caxtv1- Σq

kJ/kg

-1396

Bảng 3.5 : Các thông số của tác nhân sấy sau quá trình sấy thực.
Thông số
Nhiệt lượng riêng
hơi nước tại t1.
Nhiệt lượng riêng
hơi nước tại t2.
Enthapy tại B
Hầm ẩm C
Enthapy tại C
Độ ẩm

Kí hiệu

Công thức

Đơn vị

Gía
trị

ih1

r + Cpaxt1

kJ/kg

2868

ih2

r + Cpaxt2

kJ/kg

2665

I1
d2’
I2’
φ 2’

Ckxt1+d1x ih1

kJ/h
kg/kgkkk
kJ/h
%

65,97
0,034
133
0,074

Ckxt2+d1x ih2

 Trạng thái không khí trong quá trình sấy thực.

Bảng 3.6 : Các thông số trạng thái của tác nhân sấy trong quá trình sấy thực.


Thông số
Nhiệt độ
Độ ẩm

Kí hiệu
t
φ

Hàm ẩm

d

Enthapy
Áp suất hơi bão hòa

I
Pb

Đơn vị
0
C
%
kg/kgkk

k
kJ/kgkkk
bar

A
27
70

B
80
2,5

C
40
7,4

0,016

0,016

0,034

67,904
0,903

246,694
1,389

133
1,170

CHƯƠNG 4 : TÍNH THIẾT BỊ CHÍNH.
4.1 Kích thước thùng quay.
-

-

Cường độ bốc hơi ẩm của muối A=8 kg/m3h
(Bảng VIII.3-[3])
Thể tích thùng quay :
A =  V = = = 21,25 m3
(CT 10.2/207-[1])
Chọn đường kính thùng theo tiêu chuẩn DT=1,6 m.
Chiều dài thùng sấy : L = = = 10,56 m
(Trang 214-[1])
 Chọn L = 11 m
Kiểm tra : = = 6,875 thỏa điều kiện = (3,5÷7)
(CT 10.1/207-[1])
Vậy thể tích thực của thùng sấy :
V = = = 22,11 m3.
Tiết diện của thùng quay : F= = = 2,01 m2.
Bảng 4.1 : Một số kích thước của thùng quay.
Thông số
Đường kính

Kí hiệu
D

Đơn vị
m

Gía trị
1,6


Chiều dài
Thể tích thùng
Tiết diện thùng

L
V
F

m
m3
m2

11
22,11
2,01

4.2 Thời gian sấy.
Trong thiết bị chọn cánh đảo trộn có dạng cánh nâng, có các thông số sau :
Chọn hệ số điền đầy : β = 0,15 % (Bảng VII.5/123 – [3])
Hệ số lưu ý đến dạng cánh nâng sấy ngược chiều trong thùng : m = 0,5
( Bảng VII.4/122-[3])
Thời gian sấy vật liệu :
(CT VII.53/123-[3])
•
•

-

Trong đó : khối lượng riêng xốp trung bình của vật liệu trong thùng quay, với
= 1020 kg/m3 (Bảng 1.1/8-[2]).
: độ ẩm đầu và độ ẩm cuối của vật liệu (% khối lượng).
-

Thời gian vật liệu lưu trú trong thùng quay :

4.3 Tốc độ quay.
- Tốc độ quay của thùng quay:
(CT VII.52/122-[3])
 Chọn vòng quay của thùng là : 2 vòng/phút

Trong đó:
:góc nghiêng của thùng quay, thường góc nghiêng của thùng dài
là 2,5-30 (Trang 122 –[3]), chọn = 2,50.
m : hệ số phụ thuộc vào cấu tạo cánh trong thùng, m=0,5.
k: hệ số phụ thuộc vào chiều chuyển động của khí (sấy ngược chiều),
k=1,5 (Bảng VII.4/122-[3])
: thời gian lưu của vật liệu trong thùng quay, phút

4.4 Tính vận tốc tác nhân sấy.
- Lượng tác nhân sấy trung bình trong thùng quay :
m3/h = 1,34 m3/s.
-

Tiết diện chảy của tác nhân sấy :
F’= (1-β)xF = (1-0,15)x2,01 = 1,71 m2.

Mặt khác ta có :  m/s.


 Để đảm bảo ta chọn : = m/s.

4.5 Tính bề dày của thùng sấy.
Vật liệu sấy là vật liệu có độ ăn mòn hóa học và làm việc ở nhiệt độ cao vì thế
chọn vật liệu là 1X18H10T: thép không gỉ và chịu nhiệt (Bảng XII.7/313-[3]). Vì
nhiệt độ làm việc do khí nóng mang vào nên nhiệt làm việc của thiết bị chọn là 250 0C.
Các thông số tính toán được :
-

-

-

Áp suất làm việc bằng với áp suất khí quyển : p = 0,1x106 N/m2=0,1 N/mm2.
Ta dự kiến làm lớp cách nhiệt đồng thời là môi trường ăn mòn nên giới hạn an
toàn là ɳ = 0,95. Với ứng suất tiêu chuẩn là : [*]=128 N/mm2.
Ứng suất cho phép là :
[] = [*]x ɳ= 128x0,95=121,5 N/mm2
(CT XIII.1/355-[3])
Chọn hệ số mối hàn : φh = 0,9
(Bảng 1-8/19-[5])
Hệ số bổ sung kích thước : C = C1 + C2 + C3, m
(CT XIII.17/363-[3])
Bảng 4.2 : Các hệ số bổ sung kích thước.
STT

Hệ số bổ sung kích thước.

Kí hiệu

Gía trị
(mm)

1

Hệ số bổ sung do ăn mòn
hóa học.

C1

2

2

Hệ số bổ sung do ăn mòn cơ
học.

C2

1

3

Hệ số bổ sung do sai lệch
khi chế tạo.

C3

0,4

Bề dày thực của thùng :

Ghi chú
Chọn theo thực
nghiệm (Trang
363-[3])
Tự chọn đối với
vật liệu bền
(Trang 363-[3])
Phụ thuộc vào
tấm vật liệu, ta
chọn tấm vật
liệu 4mm (Bảng
XIII.9/364-[3])

(CT XIII.8/360-[3])

 Ta lấy : S = 5 mm.

4.6 Tính bề dày cách nhiệt.
Máy sấy có thể có hay không có bọc lớp cách nhiệt. Để tránh nhiệt trong máy
sấy mất mát nhiều và đảm bảo nhiệt độ bên ngoài máy sấy có thể cho phép công nhân
làm việc bên cạnh được thì thường bọc lớp cách nhiệt cho máy sấy.


4.6.1 Hệ số cấp nhiệt từ dòng tác nhân sấy đến thành trong của thùng α1.
Bảng 4.3 : Các thông số của tác nhân sấy trong thùng sấy.

STT
1
2
3
4
5
6

Thông số
Vận tốc
Nhiệt độ trung
bình
Hệ số dẫn nhiệt
Độ nhớt
Khối lượng riêng
Độ nhớt động

Kí hiệu
v’
ttb
λ
μ
ρ
υ

Đơn vị
m/s
0

C

W/m.0K
Ns/m2
kg/m3
m2/s

Nguồn-Công thức
Mục 4.4

Gía trị
0,666

(t1+t2)/2

145

Phụ lục 6/350-[1]

0,03854
1,7802x10-5
0,8309
2,2145x10-5

- Chuẩn số Reynolds :
 Re > 104 nên dòng tác nhân chảy rối trong thùng sấy. Qúa trình truyền nhiệt

trong thùng xem như là quá trình truyền nhiệt trong ống có dòng chảy rối, là
quá trình truyền nhiệt do sự trộn lẫn của các lớp lưu chất trong và ngoài xa trục
của dòng chảy. Có thể bỏ qua sự truyền nhiệt do đối lưu tự nhiên.
Vậy quá trình truyền nhiệt giữa tác nhân sấy và thành thiết bị là truyền nhiệt do

đối lưu cưỡng bức, dòng chảy trong ống có L/D < 50.
- Chuẩn số Nusselt đối với không khí : Nu = 0,018xε1xRe0,8 (CT V.42/16-[3])
Với ε1= f(Re,L/D), Re=0,048x106 và L/D=11/1,6=6.875
 ε1 = 1,1 (Tra theo bảng V.2/15-[3])
 Nu = 0,018x1,1x(0,048 x106)0,8 = 110,07
- Hệ số cấp nhiệt α1= W/m2.K
4.6.2 Hệ số cấp nhiệt từ thành ngoài của thùng sấy đến môi trường xung
quanh α2.
Qúa trình truyền nhiệt từ thành ngoài của thiết bị sấy đến môi trường xung
quanh là quá trình truyền nhiệt do đối lưu tự nhiên và do bức xạ nhiệt.
 Hệ số cấp nhiệt do đối lưu tự nhiên α2’.

Do thùng sấy đặt nằm ngang với góc nghiêng không lớn, nên việc xác
định hệ số cấp nhiệt do đối lưu tự nhiên xem như là xác định hệ số cấp nhiệt
của ống nằm ngang khi không khí có thể tích lớn chuyển động tự do. Đối
với trường hợp này, các hằng số vật lý khi tính chuẩn số Nu, Gr theo nhiệt
độ trung bình của lưu chất ở xa ống, tức là lấy theo nhiệt độ trung bình của
không khí môi trường. Do hệ số dẫn nhiệt của thép không lớn nên xem như
nhiệt độ không đổi khi truyền qua bề dày thân thùng và lớp cách nhiệt của
thùng.
Bảng 4.4 : Các thông số của không khí bên ngoài thùng sấy.


-

Thông số

Kí hiệu

Nhiệt độ

Áp suất hơi bão
hòa
Hệ số dẫn nhiệt
Độ nhớt
Khối lượng
riêng
Độ nhớt động

t0

0

Pb

bar

λ0
μ0

W/m.0K
Ns/m2

ρ0

kg/m3

υ0

m2/s

-

Gía trị

C

27
Bảng 3.1

Phụ lục 6/350[1]

0,035
0,02674
1,9302x10-5
1,1889
1,6235x10-5

STT

Đại lượng

Kí hiệu

Gía trị
(m)

1

Bề dày thùng
Bề dày lớp cách

nhiệt
Bề dày lớp bảo
vệ.

δ1

0,005

δ2

0,001

δ3

0,001

3

-

Nguồn-Công
thức

Để đảm bảo được năng suất ta phải chọn bề dày lớp cách nhiệt và vật liệu sao
cho phù hợp. Ta chọn như sau :
Bảng 4.5 : Các thông số về bề dày.

2

-

Đơn vị

Vật liệu
1X18H10T
Bong thủy
tinh

Hệ số dẫn
nhiệt
(W/m.K)
16,3

1X18H10T

0,05
16,3

Chọn nhiệt độ thành ngoài của thùng (phía tiếp xúc với không khí) : t w4 = 400C.
Đây là nhiệt độ thích hợp để nhiệt từ tác nhân sấy sau khi truyền qua vách
thùng và lớp cách nhiệt đến phía thành ngoài của thùng thì không còn quá
nóng, an toàn cho người làm việc.
Đường kính ngoài của thùng sấy :
Dng = D+2x(δ1+ δ2+ δ3) = 1,6+2x(0,005+0,001+0,001) = 1,614 m.
Chuẩn số Grashof :
Chuẩn số Nuselt :
Nu = 0,47 + Gr 0,25 = 0,47 x(6,781x109)0,25 = 134,87
Hệ số cấp nhiệt do bức xạ : α2’= W/m2.K.
 Hệ số cấp nhiệt do bức xạ nhiệt α2’’ :

(CT V.135/41-[3])

Trong đó :
Qbx : nhiệt trao đổi do bức xạ ,W
F : bề mặt bức xạ , m2
T1: nhiệt độ của vật thể nóng, 0K, T1=Tw4
T2: nhiệt độ của vật thể nguội bao quanh thùng, 0K, T2=T0


ε1-2: độ đen của hệ. Đối với bức xạ giữa khí và bề mặt vật thể, do
bề mặt của khí lớn hơn bề mặt vật thể nên độ đen của hệ xem như
bằng độ đen của vật thể : ε1-2 = ε1 = 0,8÷1  Chọn ε1-2 = 0,8.
-

Do đó :
 Hệ số cấp nhiệt chung α2

α2 = α2’ + α2’’ = 2,234 +5,254 = 7,488 W/m2.K.

(CT V.134/41-[3])

4.6.3 Hệ số truyền nhiệt K
-

-

-

-

-

Hệ số truyền nhiệt K đối với tường hình ống có chiều dày không dày lắm so
với đường kính, khi bỏ qua nhiệt trở xem như qua vách phẳng.
4.6.4 Bề mặt truyền nhiệt F.
Đường kính trung bình của máy sấy:
Dtb = (D+Dng)/2 = (1,6+1,614)/2 = 1,607 m
Bề mặt truyền nhiệt: gồm diện tích xung quanh thùng và diện tích hai đầu của
thùng :
F = x Dtbx L + 2x = x1,607x11+ 2x = 60 m2.
4.6.5 Hiệu số nhiệt độ trung bình giữa tác nhân sấy và không khí bên ngoài
∆ttb.
Gọi t1đ, t1c : nhiệt độ đầu và cuối của tác nhân sấy đi qua thùng sấy.
t2đ, t2c : nhiệt độ môi trường xung quanh.
• t1đ = t1 = 2000C
• t2đ = t2 = 900C
• t2đ = t2c = t0 = 270C
Hiệu số nhiệt độ của 2 dòng lưu chất ở đầu vào và ra của thùng sấy.
∆tđ = t1đ – t2đ = 200 – 27 = 1730C
∆tc = t1c – t2c = 90 – 30 = 600C
Hiệu số nhiệt độ trung bình giữa tác nhân sấy và không khí bên ngoài.
0
C

4.7 Trở lực qua thùng sấy.
Trong hệ thống sấy thùng quay, tác nhân sấy không những đi qua lớp hạt nằm
trên cánh và trên mặt thùng mà còn đi qua dòng hạt rơi từ đỉnh thùng và cánh từ trên
xuống. Do đó, trở lực của tác nhân sấy trong thùng sấy có những đặc thù riêng và
được tính theo các công thức kinh nghiệm theo phần 10.2.3/212-213-[1].

-

Chuẩn số Reynolds :

-

Khối lượng riêng dẫn xuất của khối hạt chuyển động trong thùng sấy :
(CT 10.23/213-[1]).

-

Trở lực dòng tác nhân đi qua lớp vật liệu sấy :

(CT 10.19/213-[1])

Trong đó :
L : chiều dài thùng sấy , L = 11 m.
v’ : tốc độ của tác nhân sấy , v’ = 0,666 m/s.
: khối lượng riêng của tác nhân sấy, =0,8309 kg/m3.
g : gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2.
d : đường kính trung bình hạt, d = 0,0005 m.
a : hệ số thủy động (CT 10.20/213-[1])

-

a= 5,85 + + = 5,85 + + + = 64,22
Cl : hệ số đặc trưng cho độ chặt của lớp hạt
(CT 10.22/213-[1]).
Cl

(CT 10.21/213-[1])
Suy ra :

4.8 Chọn kích thước cánh đảo trong thùng.
Sử dụng cánh nâng có các thông số đặc trưng như sau:
• Hệ số điền đầy : β = 0,15
• Góc gấp của cánh : ∆φ = 1400.
- Các thông số tra bảng (Bảng 6.1 – [4]) cho dạng cánh nâng:
•
•
- Bề mặt chứa vật liệu của cánh : Fc = 0,122xD2 = 0,122x1,62= 0,3123 m2.
- Ta chọn :
• Chiều rộng cánh : b = 0,19 m
• Chiều cao cánh : d = 0,08 m
• Chiều dài cánh :
• Chiều dày cánh : f = 0,005 m
• Số cánh trên một mặt cắt : 8 cánh.
 Với chiều dài thùng sấy là L = 11 m ta lắp 72 đoạn cánh dọc theo chiều dài
thùng, ở đầu nhập liệu của thùng lắp cánh xoắn để dẫn vật liệu vào thùng.
-


-

-

Tỷ lệ vật liệu chứa đầy trong thùng :
Trong đó :
F1 : tiết diện ngang của thùng .
F1 =

Fcđ : tiết diện chứa đầy.  Fcđ = : x F1= 0,15x2,01= 0,3015 m2.
Mà : Fcđ =  = 550.
Chiều cao chứa đầy vật liệu trong thùng :
h = Rx(1-cos) = 0,8x(1-cos550) = 0,34 m.

CHƯƠNG 5 : TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ.
5.1 Calorifer cấp nhiệt.
Calorifer là thiết bị truyền nhiệt dùng để gia nhiệt gián tiếp cho không khí sấy.
Trong ký thuật thường dùng hai loại calorifer là calorifer khí – hơi và calorifer khí –
khói. Ở đây, ta chọn calorifer khí – hơi, loại thiết bị truyền nhiệt kiểu ống chùm, làm
bằng giàn ống có cánh. Trong ống là hơi nước bão hòa ngưng tụ và ngoài ống là
không khí chuyển động. Hệ số trao đổi nhiệt của nước ngưng lớn hơn nhiều so với hệ
số trao đổi nhiệt đối lưu giữa mặt ngoài của ống với không khí, do đó bên ngoài ống
phía không khí được làm cánh để tăng cường truyền nhiệt. Vậy calorifer sử dụng là
loại ống chùm với ống có cánh. Calorifer được bố trí nằm ngang.
Với tác nhân sấy là không khí, nhiên liệu đốt sử dụng là hơi nước bão hòa. Ta
chọn các thông số như sau :
Bảng 5.1 : Các thông số của tác nhân qua Calorifer.
Tác nhân sấy

Không khí

Hơi đốt

Hơi nước bão hòa

Nhiệt độ vào t2đ=t0
Nhiệt độ ra t2c = t1
Áp suất
Nhiệt độ ngưng tụ T

Chọn một số kích thước của Calorifer để sử dụng trong tính toán :

270C
2000C
2 at
2120C


Bảng 5.2 : Một số kích thước của Calorifer.
Thông số
Chiều dài
Đường kính ngoài
Bề dày ống
Đường kính trong
Ống
Bước ống ngang dòng lưu
chất
Bước ống dọc theo dòng
lưu chất ngoài ống
Chiều dài cánh
Khoảng cách giữa hai
cánh
Cánh
Bề dày cánh
Đường kính cánh
Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu làm
ống và cánh

Kí hiệu

L
d2
δ
d1

Đơn vị

Gía trị
1,5
0,02
0,002
0,016

d1 = d2 -2x δ

0,05

Chọn

0,0433

Trường hợp xếp ống
so le: s2 = 0,866x s1

s1
s2

m

Ghi chú

Chọn

h

0,002

tc

0,005

Chọn

δc
dc

0,001
0,024

dc = d2 + 2x h

57

Thép CT20

λ

W/m.
K

5.1.1 Hiệu số nhiệt độ trung bình.

-

Hiệu số nhiệt độ của hai dòng lưu chất ở đầu vào ra của Calorifer :
• ∆tđ = T –t2đ = 212 – 27 = 1850C.
• ∆tc = T – t2c = 212 – 200 = 120C.

Hiệu số nhiệt độ trung bình giữa tác nhân sấy và hơi nước cấp nhiệt :
•

0

C

5.1.2 Hệ số cấp nhiệt phía không khí ngoài ống α2.
a) Các thông số của không khí ngoài ống.

Tác nhân sấy là không khí ở nhiệt độ môi trường là 27 0C sau khi
đi qua Calorifer sẽ được gia nhiệt lên 200 0C để đi vào thùng sấy tiến
hành sấy vật liệu.
Bảng 5.3 : Các thông số của không khí ngoài ống.
Thông số
Nhiệt độ trung bình
Độ ẩm trung bình
Hệ số dẫn nhiệt
Độ nhớt
Áp suất hơi bão hòa
Khối lượng riêng
Độ nhớt động

Kí hiệu

tk
φk
λk
μk
Pb
ρk
υk

Đơn vị
0
C
%
W/m.K
Ns/m2
Bar
kg/m3
m2/s

Nguồn – Công thức
0,5x(t0+t1)
0,5x(φ0+ φ1)
Bảng PL6/350-[1]
Bảng I.250/312-[2]
Bảng PL6/350-[1]
μk/ ρk

Gía trị
113,5
36,25
0,0311

0,0000214
0,653
0,986
2,17x10-5


b) Hệ số cấp nhiệt phía ngoài ống α2.
- Số cánh trên một ống :
-

Diện tích phần không làm cánh của ống :

-

Diện tích phần cánh của một ống :

(Trang 219-[6]).

-

Đường kính tương đương của ống :

(Trang 219-[6]).

-

Lưu lượng không khí cần được gia nhiệt là 1,34 m 3/s (Mục 4.4),
chọn đường kính của ống dẫn khí là 1,5 m.

-

Vận tốc dòng khí tính ở cửa thiết bị truyền nhiệt đường kính
0,25m.

-

Vận tốc không khí tại khe hẹp nhất của Calorifer:

-

Chuẩn số Reynolds :

-

Với ống xếp so le, chuẩn số Nusselt:

-

Hệ số cấp nhiệt của cánh :

-

Hệ số cấp nhiệt tương đương phía ống có cánh:
Trong đó :
: diện tích ngoài của một ống có cánh.
= + = 0,079 + 0,069 = 0,148 m2.
: hiệu suất cánh tròn , chọn là 0,95
.
Nên:
- Hệ số làm cánh:

:


5.1.3 Hệ số cấp nhiệt phía trong ống α1.
Sự cấp nhiệt phía trong ống là cấp nhiệt do hơi nước bão hòa ngưng tụ
trong ống đứng.
Bảng 5.4 : Các thông số của hơi nước bão hòa ngưng tụ trong ống.
Thông số

-

Kí
hiệu

Đơn vị

Gía trị

P

at

2

Áp suất của hơi nước
bão hòa.
Nhiệt độ nước ngưng
Nhiệt độ thành ống phía
tiếp xúc hơi nước ngưng

tụ
Nhiệt độ trung bình của
mạng nước ngưng tụ.
Hệ số dẫn nhiệt
Độ nhớt.
Khối lượng riêng.

λn
μn
ρn

W/m.K
Ns/m2
kg/m3

Độ nhớt động.

υn

m2/s

Ẩn nhiệt ngưng tụ.

R

kJ/kg

T

Ghi chú

212

tw

0

C

tm

Chọn

210
211

tm=0,5x(T+ tw)

0,683
0,000195
912,2
0,00000019
7
2095

Tra theo tm
Tra theo T

Hệ số cấp nhiệt khi ngưng tụ hơi nước trên ống đứng, khi màng chất ngưng tụ
chảy tầng :

5.1.4 Hệ số truyền nhiệt K.
-

Tỷ số giữa đường kính ngoài và đường kính trong của ống :

-

Với < 1,4 thì hệ số truyền nhiệt K được tính như với vách phẳng :
5.1.5 Tính diện tích bề mặt truyền nhiệt và kích thước của Calorifer.

-

Nhiệt lượng cần cung cấp cho Calorifer :
Q = Lx(I1-I0) = 3777,78x(246,694-67,904) = 675429 kJ/h.
Diện tích bề mặt trong các ống, chọn hiệu suát Calorifer là 0,95. Khi đó F1 là:

-

Tổng số ống trong Calorifer.

-

 Chọn số ống n = 469 ống theo tiêu chuẩn

(Bảng V.11-[3])


 Số ống trên đường xuyên tâm của hình sáu cạnh là : m = 25
 Số hình sáu cạnh : Z = 12

- Kích thước của Calorifer bố trí ống đứng:
• Chiều dài : L = mxs1 = 25x0,05 = 1,25 m.
• Chiều rộng : a = Zxs2 = 12x0,0433 = 0,52 m.
• Chiều cao : h = mxs2 = 25x0,0433 = 0,9 m.

(Bảng V.11-[3])
(Bảng V.11-[3])

5.2 Tính và chọn Xyclon.
Khi tác nhân sấy không khí nóng đi qua máy sấy thường mang rất nhiều hạt bụi
nhỏ, chúng cần được thu hồi để làm sạch môi trường không khí thải ra.
Trong hệ thống sấy thùng quay thường sử dụng Xyclon đơn. Loại này đảm bảo
độ làm sạch bụi lớn nhất với hệ số sức cản thủy lực là nhỏ nhất.
Theo kinh nghiệm diện tích tiết diện ống chính giữa Xyclon nên lấy bằng (3÷4)
lần tiết diện của kênh dẫn. Tốc độ tác nhân sấy không vượt quá (20÷25) m/s. Thể tích
Xyclon tính theo lưu lượng tác nhân sấy ra khỏi thiết bị sấy.
Chọn loại Xyclon ЦH-15 với góc nghiêng của cửa vào α = 150.
Ta chọn: D = 700mm.
Lưu lượng Xyclon chính là lưu lượng tác nhân sấy ra khỏi thiết bị :
Vc = V2 = 4420 m3/h = 1,23 m3/s.
Dựa vào (Bảng III.4/524-[2]) ta chọn kích thước cho Xyclon như sau:
Bảng 5.5: Kích thước cơ bản của Xyclon ЦH-15 theo đường kính.
Kích thước loại ЦH-15
Đường kính trong
Chiều cao cửa vào
Chiều cao ống tâm có mặt
bích
Chiều cao phần hình trụ
Chiều cao phần hình nón
Chiều cao phần bên ngoài

ống tâm
Chiều cao chung
Đường kính ngoài của ống
ra
Đường kính trong của của
tháo bụi
Chiều rộng của cửa vào

Kí hiệu
D
a

Công thức
0,66xD

Gía trị
700
462

h1

1,74xD

1218

h2
h3

2,26xD
2xD

1582
1400

h4

0,3xD

210

H

4,56xD

3192

d1

0,6xD

420

d2

0,4xD

210

b1/b

0,26xD/0,2x
D

182/140

Đơn vị
mm


Chiều dài của ống của vào
Khoảng cách từ tận cùng
Xyclon đến mặt bích
Góc nghiêng giữa nắp và
ống vào
Hệ số trở lực của Xyclon

l

0,6xD

420

hs

0,24xD

224

α

150

ζ

105

Độ

5.3 Tính trở lực và chọn quạt.
Quạt là bộ phận vận chuyển không khí và tạo áp suất cho dòng khí đi qua các
thiết bị: calorifer, thùng sấy, đường ống, xyclon… Năng lượng do quạt tạo ra cung cấp
cho dòng khí một áp suất động học để di chuyển và một phần khắc phục trở lực trên
đường ống vận chuyển. Năng suất của quạt được đặc trưng bởi thể tích khí vào hay ra
khỏi thiết bị sấy.
Do hệ thống dài, có trở lực lớn nên ta dùng 2 quạt đặt ở đầu và cuối hệ thống:
Quạt đặt ở đầu hệ thống – quạt đẩy có nhiệm vụ cung cấp không khí cho
calorifer. Không khí ngoài trời được quạt đẩy đưa qua calorifer, trao đổi nhiệt
rồi đưa vào thùng sấy, qua 2 đoạn ống cong 900.
• Quạt đặt ở cuối hệ thống – quạt hút có nhiệm vụ hút tác nhân sấy qua thùng sấy
để cấp nhiệt cho vật liệu sấy và qua Xyclon để thu hồi bụi, qua 1 đoạn ống
cong 900.
- Trở lực qua lớp hạt trong thùng sấy: ∆Phạt = 123,14 mmH2O.
(Mục 4.7).
- Trở lực qua Xyclon : theo kinh nghiệm lấy trở lực qua Xyclon là ∆Px = 20
mmH2O, trở lực cục bộ và các tổn thất phụ được lấy thêm 5%.
∆Pt = 1,05x(∆Phạt+∆Px) = 1,05x(123,14+20) = 150,297 mmH2O.
- Áp suất động. Gỉa sử tác nhân sấy ra khỏi quạt là vq = 2 m/s. Khi đó :
∆Pđ = mmH2O.
- Cột áp của quạt
∆Pq = ∆Pt + ∆Pđ = 150,297 + 0,24 = 150,537 mmH2O.

 Chọn quạt : Căn cứ vào Vtb = 4833,67 m3/h và ∆Pq = 150,537 mmH2O ta chọn
quạt N05 với hiệu suất ɳ = 0,55, A = 6700. Do đó số vòng quay của quạt là:
•

5.4 Thiết kế bộ truyền động.
5.4.1 Công suất của thùng quay.
-

Công suất cần thiết để quay thùng :
N = 0,13x10-2xD3xLxaxnxρ
(CT VII.54/123-[3])
-2
3
= 0,13x10 x1,6 x11x0,053x2x1020 = 6,33 kW.
Trong đó:
a: hệ số phụ thuộc vào dạng cánh (Bảng VII.5/123-[3]), a = 0,053.


ρ : khối lượng riêng xốp trung bình , kg/m3.
D,L : đường kính và chiều dài của thùng, m.
 Chọn động cơ Fukuta AEEF có các đặc tính sau:
• Công suất động cơ : : Nđc = 8 kW.
• Vận tốc quay : nđc = 1500 vòng/phút.
• Hiệu suất : ɳ = 80%.
• Hệ số công suất : cosφ = 0,74.
- Công suất làm việc của động cơ:
Nlv = Nđc x ɳ = 8 x 0,8 = 6,4 kW.
 Nlv > N thỏa điều kiện làm việc.
-

-

-

5.4.2 Tỉ số truyền động.
Tỷ số truyền chung của toàn bộ hệ thống :
Do tỷ số truyền của động cơ lớn, nên cần phải sử dụng bộ giảm tốc cho
động cơ. Ở đây, ta sử dụng hộp số giảm tốc kiểu trục vít- bánh răng. Hệ thống
truyền động như sau: trục động cơ nối thẳng với trục vít, trục vít này truyền
động qua bánh vít (giảm cấp i 01), từ bánh vít qua bánh răng nhỏ của hộp giảm
tốc, rồi qua bánh răng lớn (giảm cấp i 12), sau đó ra khỏi hộp giảm tốc, truyền
qua tang dẫn động và đến thùng qua bánh răng lớn gắn vào thùng (giảm cấp
i23).
Chọn tỷ số truyền : i12 = 4 và i23 = 6.
Tỷ số truyền từ động cơ sang trục vít :
Số vòng quay của các trục: i=nk+1 =
Công suất để quay thùng: Nlv
Công suất ở các trục: => Nk+1 = n x Nk
Trong đó theo (Bảng 2- 1/27-[7]), chọn hiệu suất ở các bộ truyền động như sau:
• Bộ truyền bánh răng trụ hở : ηhở = 0,95
• Bộ truyền bánh răng trục kín: ηkín = 0,98
Bộ truyền trục vít: ntv = = 0,913
Bảng 5.6 : Bảng sơ đồ truyền động.
Động cơ
Tỷ sô truyền
n, vòng/phút
N, kW

1500
6,4

Trục 1
31,25
48
6,08

Trục 2
4
12
5,96

Trục 3
6
2
5,44

5.4.3 Bộ truyền bánh răng.
Bộ truyền này có chức năng truyền động từ tang dẫn động đến bánh
răng lớn gắn vào thùng. Đây là sự truyền động giữa 2 trục song song, do đó ta
chọn bộ truyền động bánh răng trụ răng thẳng, ăn khớp ngoài, truyền động hở.
 Chọn vật liệu chế tạo bánh răng.

Dựa vào (Bảng 3-8/40-[7]) ta chọn vật liệu như sau: