Đồ án hệ thống sấy thùng quay sấy cà phê

Đồ án môn học Kỹ Thuật Sấy

GVHD: Nguyễn Đức Nam

MỤC LỤC
Số thứ tự của sinh viên là 12

Nhiệm vụ : Sấy cà phê nhân (750 + 12.50) = 1350 kg khô/mẻ.
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG SẤY VÀ CHỌN HỆ THỐNG SẤY
1.1. Tổng quan về kỹ thuật sấy
1.1.1. Khái niệm chung
1.1.2. Thiết bị sấy
1.1.2.1. Phân loại thiết bị sấy
1.1.2.2. Nguyên lý thiết kế thiết bị sấy
1.2. Tác nhân sấy
1.2.1. Phận loại tác nhân sấy
1.2.2. Nhiệm vụ của tác nhân sấy
1.3. Chọn phương pháp sấy
1.3.1. Chọn thiết bị sấy
1.3.2. Giới thiệu phương pháp sấy đối lưu
1.3.3. Chọn tác nhân sấy
1.4. Chọn nguồn năng lượng
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH SẤY LÝ THUYẾT
2.1. Chọn chế độ sấy của hệ thống sấy
2.1.1. Chọn chế độ sấy
2.1.2. Xác định thời gian sấy τ
2.2. Tính năng suất sấy trong một giờ
2.3. Lượng ẩm bốc ra trong quá trình sấy
2.4. Tính toán quá trình sấy lý thuyết
2.4.1. Tính toán trạng thái không khí bên ngoài
2.4.2. Tính toán trạng thái không khí vào thùng sấy

2.4.3. Xác định nhiệt độ tác nhân sây ra khỏi thùng sấy t 2
2.4.4. Tính toán lượng TNS lý thuyết cần thiết
2.4.5. Tính toán lượng nhiệt cung cấp cho quá trình sấy lý thuyết
2.5. Xác định kích thước thùng sấy (V, D, L)
2.6. Tính toán nhiệt ẩm HTS
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH SẤY THỰC TẾ
3.1. Tính tổn thất nhiệt
3.1.1. Tổn thất do vật liệu sấy mang đi
3.1.2. Tổn thất ra môi trường
3.2. Tính toán quá trình sấy thực tế
SVTH: Nguyễn Văn Hưng_0841080073_KT Nhiệt 1 K8

1


Đồ án môn học Kỹ Thuật Sấy

GVHD: Nguyễn Đức Nam

3.2.1. Tính giá trị tổng tổn thất Δ
3.2.2. Xác định các thông số của TNS sau quá trình sấy th ực
3.2.3. Lượng TNS thực tế
3.2.4. Lưu lượng thể tích trung bình trong quá trình sấy thực
3.2.5. Kiểm tra lại giả thiết về tốc độ TNS
3.2.6. Lập bảng cân bằng nhiệt
CHƯƠNG 4 : TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG SẤY
4.1. Tính chọn calorife và lò hơi
4.2. Tính trở lực và chọn quạt gió
4.2.1. Tính trở lực
4.2.2. Chọn quạt cho hệ thống sấy thùng quay

4.3. Chọn xyclon lọc sản phẩm

SVTH: Nguyễn Văn Hưng_0841080073_KT Nhiệt 1 K8

2


Đồ án môn học Kỹ Thuật Sấy

GVHD: Nguyễn Đức Nam

LỜI NÓI ĐẦU
Kỹ thuật sấy là mọt ngành khoa học phát triển mãi từ những năm 50 đến 60 ở các
Viện và các trường đại học trên thế giới chủ yếu giải quyết những vấn đề kỹ thuật
sấy các vật liệu cho công nghiệp và nông nghiệp.
Trong những năm 70 trở lại đây người ta đã đưa kỹ nghệ sấy các nông sản thành
những sản phẩm khô, không những kéo dài thời gian bảo quản mà còn làm phong
phú thêm các mặt hàng sản phẩm như: trái cây, cà phê, sữa, b ột, cá khô, th ịt khô. Đ ối
với nước ta là nước nhiệt đới ẩm, việc nghiên cứu công nghệ sấy có ý nghĩa đặc bi ệt:
kết hợp phơi sấy để tiết kiệm năng lượng, nghiên cứu công nghệ sấy và thiết bị sấy
phù hợp với từng loại nguyên vật liệu để đạt được chất lượng cao nhất. Đặc biệt là
sấy cà phê nhân, đó là thành phẩm để chế biến cà phê bột, cà phê s ữa, các lo ại bánh
cao cấp…
Do đặc thù của cà phê nhân khi sấy phải giữ được mùi thơm và màu sắc đặc trưng
nên ta có thể sử dụng các thiết bị sấy như: sấy tháp, thùng quay, sấy hầm…
Trong đò án này em có nhiệm vụ sấy cà phê nhân với năng suất 2550 kg khô/h.
Đây là lần đầu tiên tiếp nhận nhiệm vụ thiết kế hệ thống sấy mang tính chất đào
sâu chuyên ngành, do kiến thức và tài liệu tham khảo còn hạn chế nên em không th ể
tránh khỏi sai sót trong quá trình thiết kế. Em xin chân thành cảm ơn s ự giúp đ ỡ và
chỉ bảo tận tình của thầy. Em mong nhận được sự góp ý của thầy để đồ án của em

được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn !

SVTH: Nguyễn Văn Hưng_0841080073_KT Nhiệt 1 K8

3


Đồ án môn học Kỹ Thuật Sấy

GVHD: Nguyễn Đức Nam

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG SẤY VÀ CHỌN HỆ
THỐNG SẤY
1.1. TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT SẤY
1.1.1. Khái niệm chung
Trong công nghệ hóa chất, thực phẩm, quá trình tách nước ra khỏi vật li ệu
(làm khô vật liệu) là rất quan trọng. Tùy theo tính chất và độ ẩm của vật liệu,
mức độ làm khô của vật liệu mà thực hiện một trong các phương pháp tách nước
ra khỏi vật liệu sau đây:
- Phương pháp cơ học (sử dụng máy ép, lọc, ly tâm…).
- Phương pháp hóa lý (sử dụng canxi clorua, acid sunfulric để tách n ước).
- Phương pháp nhiệt (dùng nhiệt để bốc hơi ẩm trong vật liệu).
Sấy là một quá trình bốc hơi nước ra khỏi vật liệu bằng phương pháp nhiệt.
Nhiệt cung cấp cho vật liệu ẩm bằng cách dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ hoặc bằng
năng lượng điện trường có tần số cao. Mục đích của quá trình sấy là làm gi ảm khối
lượng của vật liệu, tăng độ liên kết bề mặt và bảo quản được tốt hơn.
Trong quá trình sấy, nước được bay hơi ở nhiệt độ bất kì do sự khuếch tán bởi sự
chênh lệch độ ẩm ở bề mặt vật liệu đồng thời bên trong vật liệu có sự chênh lệch áp
suất hơi riêng phần của nước tại bề mặt vật liệu và môi trường xung quanh.

Quá trình sấy được khảo sát về bề mặt: tĩnh lực học và động lực học.
- Trong tĩnh lực học: xác định bởi mối quan hệ giữa các thông số đầu và cuối của
vật liệu sấy cùng tác nhân sấy dựa trên phương pháp cân bằng vật chất và năng
lượng, từ đó xác định được thành phần vật liệu, lượng tác nhân sấy và lượng nhiệt
cần thiết.
- Trong động lực học: khảo sát mối quan hệ giữa sự biến thiên của độ ẩm vật liệu
với thời gian và các thông số của quá trình sấy.
Ví dụ : tính chất và cấu trúc của vật liệu, kích thước v ật liệu, các đi ều ki ện thủy
động lực học của tác nhân sấy và thời gian thích hợp.
1.1.2. Thiết bị sấy
1.1.2.1. Phân loại thiết bị sấy
Do điều kiện sấy trong mỗi trường hợp sấy khác nhau nên có nhiều kiểu thi ết bị
sấy khác nhau, vì vậy có nhiều cách phân loại thi ết bị sấy:
- Dựa vào tác nhân sấy: ta có thiết bị sấy bằng không khí hoặc thi ết b ị s ấy
bằng khói lò, ngoài ra còn có các thiết bị sấy bằng các phương pháp đặc bi ệt như
SVTH: Nguyễn Văn Hưng_0841080073_KT Nhiệt 1 K8

4


Đồ án môn học Kỹ Thuật Sấy

GVHD: Nguyễn Đức Nam

sấy thăng hoa, sấy bằng tia hồng ngoại hay bằng dòng điện cao tần.
- Dựa vào áp suất làm việc: thiết bị sấy chân không, thi ết bị sấy ở áp
suất thường.
- Dựa vào phương pháp cung cấp nhiệt cho quá trình sấy: thi ết bị s ấy ti ếp
xúc, thiết bị sấy đối lưu, thiết bị sấy bức xạ …
- Dựa vào cấu tạo thiết bị: phòng sấy, hầm sấy, sấy băng tải, s ấy tr ục, s ấy

thùng quay, sấy tầng sôi, sấy phun…
- Dựa vào chiều chuyển động của tác nhân sấy và vật liệu sấy: cùng chi ều, ngược
chiều và giao chiều.
1.1.2.2. Nguyên lý thiết kế thiết bị sấy
Yêu cầu thiết bị sấy là phải làm việc tốt (vật liệu sấy khô đều có thể đi ều chỉnh
được vận tốc dòng vật liệu và tác nhân sấy, điều chỉnh được nhiệt độ và độ ẩm của
tác nhân sấy), tiết kiệm nguyên vật liệu, năng lượng và dễ sử dụng.
Khi thiết kế thiết bị sấy cần có những số liệu cần thiết:
Loại vật liệu cần sấy (rắn, nhão, lỏng…), năng suất, độ ẩm đầu và cuối của
vật liệu, nhiệt độ giới hạn lớn nhất, độ ẩm và tốc độ tác nhân sấy, th ời gian sấy.
Trước hết phải vẽ sơ đồ hệ thống thiết bị, vẽ quy trình sản xuất, ch ọn kiểu
thiết bị phù hợp với tính chất của nguyên liệu và điều kiện sản xuất.
Tính cân bằng vật liệu, xác định số liệu và kích thước thiết bị.
Tính cân bằng nhiệt lượng để tính nhiệt tiêu thụ và lượng tác nhân sấy cần thiết.
Đối với các thiết bị làm việc ở áp suất khí quyển cần phải tính độ bền.
Sau khi tính xong những vấn đề trên ta bắt đầu chọn và tính các thi ết bị phụ của
hệ thống: bộ phận cung cấp nhiệt (lò đốt, calorifer), bộ phận vận chuyển, bộ phận
thu hồi bụi (nếu có), quạt , công suất tiêu thụ để chọn động cơ điện.
1.2. TÁC NHÂN SẤY
1.2.1. Phận loại tác nhân sấy
- Không khí ẩm: là loại tác nhân sấy thông dụng nhất. Dùng không khí ẩm có
nhiều ưu điểm: không khí có sẵn trong tự nhiên, không độc và không làm ô nhiễm
sản phẩm.
- Khói lò: sử dụng làm môi chất sấy có ưu điểm là không cần dùng calorife, phạm
vi nhiệt độ rộng nhưng dùng khói lò có nhược điểm là có thể ô nhiễm sản phẩm do
bụi và các chất có hại như: CO2 , SO2.
- Hỗn hợp không khí hơi và hơi nước: tác nhân sấy loại này dùng khi cần có độ ẩm
φ tương đối cao.
- Hơi quá nhiệt: dùng làm môi chất sấy trong trường hợp nhiệt độ cao và
sản phẩm sấy là chất dễ cháy nổ.

1.2.2. Nhiệm vụ của tác nhân sấy
SVTH: Nguyễn Văn Hưng_0841080073_KT Nhiệt 1 K8

5


Đồ án môn học Kỹ Thuật Sấy

GVHD: Nguyễn Đức Nam

Tác nhân sấy có nhiệm vụ sau:
- Gia nhiệt cho vật sấy
- Tải ẩm: mang ẩm từ bề mặt vật vào môi trường
- Bảo vệ vật sấy khỏi bị ẩm khi quá nhiệt
Tùy theo phương pháp sấy, tác nhân sấy có thể thực hiện một hoặc hai trong
ba nhiệm vụ nói trên.
Khi sấy đối lưu, tác nhân sấy làm hai nhiệm vụ gia nhiệt và tải ẩm.
Khi sấy bức xạ, tác nhân sấy làm nhiệm vụ tải ẩm và bảo vệ vật sấy.
Khi sấy tiếp xúc tác nhân sấy làm nhiệm vụ tải ẩm.
Khi sấy bằng điện trường tần số cao, tác nhân sấy làm nhiệm vụ tải ẩm.
Khi sấy chân không chỉ có thể cấp nhiệt bằng bức xạ hay dẫn nhiệt hoặc kết
hợp cả hai cách cấp nhiệt này. Việc dùng bơm chân không hay kết hợp bơm
chân không và thiết bị ngưng kết ẩm (sấy thăng hoa), vì vậy phương pháp s ấy
chân không không cần tác nhân sấy.
1.3. CHỌN PHƯƠNG PHÁP SẤY
1.3.1. Chọn thiết bị sấy
Sấy thùng quay là một thiết bị chuyên dung để sấy hạt. Loại thi ết bị này
được dung rộng rãi trong công nghệ sau thu hoạch để sấy các vật ẩm dạng hạt có
kích thước nhỏ. Trong hệ thống sấy này, vật liệu sấy được đảo trộn mạnh, tiếp
xúc nhiều với tác nhân sấy, do đó trao đổi nhiệt mạnh, tốc độ sấy mạnh và độ

đồng đều sản phẩm cao. Ngoài ra thiết bị còn làm việc với năng suất lớn.
1.3.2. Giới thiệu phương pháp sấy đối lưu
Để sấy cà phê nhân, dùng phương pháp sấy nóng, tác nhân sấy nóng nên đ ộ ẩm
tương đối φ giảm dẫn đến phân áp suất trong tác nhân sấy giảm. Mặt khác nhiệt độ
vật liều sấy tăng nên mật độ hơi trong các mao dẫn tăng lên do đó phân áp suất h ơi
nước trên bề mặt vật sấy cũng tăng theo. Nghĩa là ở đấy có sự chênh lệch phân áp
suất giữa bề mặt vật liệu sấy với môi trường nhờ đó mà có sự di chuyển ẩm từ
trong lòng vật liệu sấy ra bề mặt và đi vào môi trường.
Có 2 cách để tạo ra sự chênh lệch phân áp suất hơi nước giữa vật liệu sấy và môi
trường:
+ Giảm phân áp suất của tác nhân sấy bằng cách đốt nóng nó.
+ Tăng phân áp suất hơi nước trong vật liệu sấy.
Ở thiết bị sấy thùng quay các giai đoạn của quá trình s ấy phân bố ổn
định thep chiều dài thùng. Trong thùng sấy, hạt cà phê nhân được nâng lên đ ến đ ộ
cao nhất định, sau đó rơi xuống. Trong quá trình đó, vật li ệu ti ếp xúc v ới tác nhân
sấy, thực hiện các quá trình truyền nhiệt và truyền khối làm bay hơi ẩm. Nh ờ độ
nghiêng của thùng mà vật liệu sẽ được vân chuy ển đi dọc theo chi ều dài thùng. Khi
SVTH: Nguyễn Văn Hưng_0841080073_KT Nhiệt 1 K8

6


Đồ án môn học Kỹ Thuật Sấy

GVHD: Nguyễn Đức Nam

đi hết chiều dài thùng, vật liệu sấy sẽ đạt được độ ẩm cần thiết cho quá trình b ảo
quản là 12%.
Sơ đồ nguyên ký của thiết bị:
Calorifer

o
(23,6 C, 79%)
Thải
Thùng sấy







Quạt
Lò hơi
t1
t2
1.3.3. Chọn tác nhân sấy
Đối với cà phê nhân (chỉ còn lớp lụa bên ngoài) nên trong quá trình sấy yêu cầu
sạch không bị ô nhiễm, bám bụi và yêu cầu nhiệt độ sấy không cao nên ta chọn tác
nhân sấy là không khí nóng.
1.4. CHỌN NGUỒN NĂNG LƯỢNG
Năng lượng trong các HTS phổ biến là hơi nước, than đá, dầu, điện và các ph ụ
phẩm như trấu, mùn cưa v.v…Trong các nguồn năng lượng trên đây thì điện năng là
sạch và dễ điều chỉnh công suất theo yêu cầu nhưng chi phí vận hành l ớn. Vì vậy,
trong công nghiệp ít khi sử dụng điện năng làm nguồn năng lượng để đốt nóng tác
nhân sấy. Hơi nước là nguồn năng lượng được sử dụng phổ biến trong sấy công
nghiệp.
Do vậy, chọn nguồn năng lượng là hơi nước. Công nghệ sấy này dựa trên nguyên lý
dùng nhiệt để đốt nóng nước rồi dùng nhiệt của hơi nước để sấy sản phầm .

SVTH: Nguyễn Văn Hưng_0841080073_KT Nhiệt 1 K8

7


Đồ án môn học Kỹ Thuật Sấy

GVHD: Nguyễn Đức Nam

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH SẤY LÝ THUYẾT
2.1. CHỌN CHẾ ĐỘ SẤY
2.1.1. Chọn chế độ sấy
Thông thường chế độ sấy trong hệ thống sấy thùng quay được hiểu là bao gồm
các yếu tố : nhiệt độ tác nhân sấy vào thùng quay t1 và nhiệt độ ra khỏi thùng sấy t2 ,
không có hồi lưu , hạt cà phê nhân được nâng lên đến độ cao nhất định rồi r ơi xu ống.
Trong quá trình đó, vật lệu tiếp xúc với tác nhân sấy, thực hiên các quá trình truy ền
nhiệt và truyền khối làm bay hơi ẩm. Nhiệt độ tác nhân sấy ra khổi thùng t 2 được
chọn sao cho tổn thất do tác nhân sấy mang đi là nhỏ nhất. Tốc đ ộ tác nhân s ấy đi
trong thùng sẽ được quyết định sơ bộ sau tính toán lưu lượng tác nhân sấy trong quá
trình sấy lý thuyết, chọn tiết diện thùng sấy. Tốc độ lựa chọn sơ bộ này sẽ được
kiểm tra lại sau tính toán xong quá trình sấy thực.
Chọn chế độ sấy căn cứ vào 2 tiêu chí, một là sựu làm việc của thi ết bị và hai là
căn cứ vào vật liệu sấy.
Đối với vật liệu sấy là cà phê nhân cần có một chế độ sấy thích hợp đ ể đảm bảo
giữ được các tính chất về hương vị , màu sắc và các thành phần có trong hạt nên ta
chọn các thong số của tác nhân sấy như sau :
Thông số tác nhân sấy ;
+ Nhiệt độ vào : t1 = 80 oC
+ Nhiệt độ ra : t2 = th+(5÷10) 0C
th : Nhiệt độ đốt nóng cho phép của cà phê nhân
+ Nhiệt độ vật liệu vào : tv1 = t0 = 23,6 0C

+ Độ ẩm không khí : φ0 = 79%
+ Áp suất khí quyển : p = 753 mmHg
+ Khối lượng riêng của vật liệu : ρv = 650 kg/m3
+ Nhiệt dung riêng : c = 0,37 kcal/kg oC
+ Độ ẩm ban đầu của vật liệu : ω1 = 20%
+ Độ ẩm của vật liệu sau khi sấy : ω2 = 12%
Việc xác định thời gian sấy đóng vai trò quan trọng trong tính toán thi ết kế và vận
hành thiết bị sấy. Các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian sấy phụ thuộc vào nhiều yếu
tố: loại vật liệu sấy, hình dáng, kích thước hình học của vật li ệu sấy, độ ẩm đầu và
cuối của vật liệu sấy, loại thiết bị sấy, phương pháp cung cấp nhiệt, chế độ sấy
(nhiệt độ, độ ẩm tương đối và tốc độ tác nhân sấy).
2.1.2. Xác định thời gian sấy τ
Thời gian sấy hạt:

SVTH: Nguyễn Văn Hưng_0841080073_KT Nhiệt 1 K8

8


Đồ án môn học Kỹ Thuật Sấy

GVHD: Nguyễn Đức Nam

τ = – 0,270
trong đó M’ = 10-2.M
M là hệ số phụ thuộc vào đường kính trung bình của hạt d(mm). Có thể lấy M theo
bảng 10.3.
Bảng 10.3. Quan hệ giữa M và đường kính hạt
d(mm
)

M

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1,4
3

1,25

1,00

0,83

0,70

0,60

0,53

0,47

0,43

0,38

Do dcà phê = 6,3 mm
Ta có hệ số M= 0,60 và do đó M’= 0,006. Ứng dụng công thức trên ta tính được th ời
gian sấy bằng:
τ = – 0,270
= 0,93h = 56 phút

2.2. TÍNH NĂNG SUẤT SẤY TRONG MỘT GIỜ
Do thời gian sấy một mẻ là 56 phút
Mà có năng suất sấy là 1350 kg khô/mẻ.
Năng suất sấy trong một giờ: G2 = 1350 kg khô/h.

2.3. LƯỢNG ẨM BỐC RA TRONG QUÁ TRÌNH SẤY
W = G2. = 1350. = 135 kg ẩm/h
Khối lượng vật liệu sấy vào thùng sấy:
G1= W + G2 = 135 + 1350 = 1485 kg khô/h.
2.4. TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH SẤY LÝ THUYẾT
Quá trình sấy lý

thuyết không có hồi
lưu biểu diễn trên đồ
thị I-d

I

(kJ/kgkkk)

SVTH: Nguyễn Văn Hưng_0841080073_KT Nhiệt 1 K8

9


Đồ án môn học Kỹ Thuật Sấy

GVHD: Nguyễn Đức Nam

+ Ðiểm O(t0, φ0 ) là trạng thái không khí bên ngoài
+ Ðiểm l (tl, φl ) là trạng thái không khí vào buồng sấy
+ Ðiểm 2 (t2, φ2 ) là trạng thái không khí sau quá trình sấy lý thuyết
2.4.1. Tính toán trạng thái không khí bên ngoài
Vì không khí bên ngoài lấy vào thiết bị sấy là không khí trong phân xưởng nên
thường cao hơn và ổn định hơn so với trạng thái không khí bên ngoài. Ta có thể chọn
t0 =23,6 0C và φ0 = 79%, áp suất khí quyển p= 753 mmHg là khí hậu ở Hà Nội.
Từ đó ta có: d = 622. , t0 = 23,6 0C theo công thức sau
-Áp suất bão hòa ứng với t0 =23,6 0C bằng :
pb0 = exp{ 12 -

}= exp {12 - }=0,029 bar

-Lượng chứa ẩm d0 bằng:
d0 = 622. =14,52 g/kgkkk =0,01452 kg/kgkkk
-Entanpy I0
I0 = 1,004.t0 + d0.(2500+1.842.t0) = 1,004.23,6 + 0,01452.(2500+1.842.23,6)
I0 = 60,6256 kJ/kg kk
2.4.2. Tính toán trạng thái không khí vào thùng sấy
-Nhiệt độ đốt nóng cho phép th:
th = 2,218 – 4,343. ln τ +
Trong đó:
th : nhiệt độ cho phép đốt nóng hạt
τ : thời gian sấy
tb : độ ẩm trung bình. tb = = = 16%
Vậy th = 2,218 – 4,343. ln 0,93 + = 52,40 C ≈ 550 C
2.4.3. Xác định nhiệt độ tác nhân sây ra khỏi thùng sấy t2
Khi chọn nhiệt độ t1 chúng ta đã chọn trước Δt”=100C. Như vậy, chúng ta chọn
nhiệt độ t2 với điều kiện t2 ≤ th +10 hay t2 ≤ 650C. Để đảm bảo tính kinh tế chúng ta
sẽ chọn t2 sao cho độ ẩm tương đối không quá bé nhưng cũng không quá gần trạng
thái bão hòa, chẳng hạn chọn φ2 = (90 5)%. Tuy nhiên khi đó theo công thức φ = =

và
pa = , phân áp suất hơi nước pa trong TNS sẽ tăng, do đó cường độ sấy sẽ giảm.
Nếu chọn t2 bằng nhiệt độ cho phép, nghĩa là :
t2 = tv2 + 10= th +10= 55+10= 650C
Khi đó ta có:
SVTH: Nguyễn Văn Hưng_0841080073_KT Nhiệt 1 K8

10


Đồ án môn học Kỹ Thuật Sấy

GVHD: Nguyễn Đức Nam

-Lượng chứa ẩm của tác nhân sấy sau quá trình sấy lý thuyết d 20:
Từ đặc điểm quá trình sấy lý thuyết là I= const ta có thể tính được d 20 theo công
thức :
Ở trên ta có : t1 = 800C ⇒ pbh1 = exp (12 - ) = 0,4667 bar
Do sấy lý thuyết nên d1 = d0 = 0,01452 kg ẩm /kg kk
φl = = = 5%
I1 = t1 + d1.(2500 + 1,97.t1) = 80 + 0,01452.(2500 + 1,97.80) = 118,58 kJ/kg kk
d20 = = = 0,02029 kg ẩm/kg kk
-Phân áp suất hơi nước bão hào ở nhiệt độ t2 = 650C.
Ta có :

{

Pb2 = exp 12 -

}= exp{12 - }= 0,24682 bar

-Độ ẩm tương đối φ20 :
φ20 = = = 12,87%
Như vậy, với nhiệt độ t2 = 650C độ ẩm tương đối của TNS φ20 ra khỏi thùng sấy còn
quá bé so với điều kiện kinh tế . Ta chọn lại t2 = 350C. Với nhiệt độ được chộn lại
chúng ta tính được :
-Lượng chứa ẩm : d20 = 0,03248 kg ẩm/kg kk
-Phân áp suất bão hòa của hơi nước ở nhiệt độ t2 = 350C bằng : Pb2 = 0,05585 bar
-Độ ẩm tương đối : φ20 = 89,35% ≈ 90%
Như vậy nhiệt độ t2 được chọn lại bằng 350C là hợp lý về mặt tiết kiệm nhiệt
lượng. Để kiểm tra, nhiệt độ t2 có hợp lý hay không về mặt trao đổi ẩm chúng ta phải

biết quan hệ giữa phân áp suất hơi nước trên bề mặt dạng hạt ph = f(t,). Chính độ
chênh (ph – pa) quyết định cường độ sấy ở phần cuối của thùng sấy. Do đó nhiệt độ t2
không những phải đảm bảo tính kinh tế về mặt tiết kiệm nhiệt lượng như trên mà
còn phải đảm bảo độ chệnh (ph – pa) đủ lớn.
2.4.4. Tính toán lượng TNS lý thuyết cần thiết

ι=
0

= = 55,679 kg kk/kg ẩm

L0 = ι0.W = 55,679. 135 = 7516,704 kg kk/h
Dựa vào phụ lục 5 (trang 349) ta có thể tích của khói ẩm chứa một kg khói khô
trước và sau quá trình sấy lý thuyết tương ứng (t1, φ1) = (800C, 5%) ta có v1= 1,045
m3/kg kk,
(t2, φ2) = (350C, 90%) ta có v20= 0,941 m3/kg kk. Do đó :
-Lưu lượng thể tích của TNS trước quá trình sấy V1 bằng :
SVTH: Nguyễn Văn Hưng_0841080073_KT Nhiệt 1 K8

11


Đồ án môn học Kỹ Thuật Sấy

GVHD: Nguyễn Đức Nam

V1 = v1.L0 = 1,045. 7516,704 = 7854,956 m3/h
-Lưu lượng TNS sau quá trình sấy lý thuyết V20:
V20 = v20.L0 = 0,941. 7516,704 = 7073,218 m3/h
-Lưu lượng thể tích trung bình Vtb0 bằng :

Vtbo = 0,5 (V1+ V20) = 0,5 (7854,956 + 7073,218) = 7464,087 m3/h
Hay
Vtb0 = 2,073 m3/s
2.4.5. Tính toán lượng nhiệt cung cấp cho quá trình sấy lý thuyết
-Lượng nhiệt tiêu tốn để làm bay hơi 1kg ẩm bão hòa :
q = ι0.(I1-I0) = 55,679.(118,58 - 60,6256) = 3226,84 kJ/kg ẩm
- Lượng nhiệt tiêu tốn cho cả quá trình sấy:
Q = q.W = 3226,84. 135= 435623,81 kJ/h = 121,20 kW

2.5. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC THÙNG SẤY (V, D, L)
+ Xác định thể tích thùng sấy :
Thể tích thùng quay được tính theo công thức:
V=
Trong đó:
V: Thể tích thùng quay
G1: Khối lượng vật liệu đi vào thùng quay [kg/h]
G1= 1485 kg/h
: Thời gian sấy một mẻ sấy [ phút]
= 56 phút
= 0,33: hệ số điền đầy, chọn
: Khối lượng riêng của vật liệu sấy [kg/m3]
Vậy V =

= 6,462 m3

SVTH: Nguyễn Văn Hưng_0841080073_KT Nhiệt 1 K8

12

Đồ án môn học Kỹ Thuật Sấy

GVHD: Nguyễn Đức Nam

+ Xác định đường kính và chiều dài thùng sấy :
Chúng ta chọn tỷ số L/D = 3,5 hay L= 3,5D. Khi đó đường kính thùng sấy được xác
định bởi đẳng thức :
V=

=

Suy ra : D = = = 1,33m
Chọn D = 1,35 m
Do đó chiều dài thùng sấy L là:
L = 3,5.D = 3,5.1,35 = 4,725 ≈ 4,7m

SVTH: Nguyễn Văn Hưng_0841080073_KT Nhiệt 1 K8

13


Đồ án môn học Kỹ Thuật Sấy

GVHD: Nguyễn Đức Nam

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH SẤY THỰC TẾ
3.1. TÍNH TỔN THẤT NHIỆT
3.1.1. Tổn thất do vật liệu sấy mang đi
Nhiệt dung riêng cả cà phê ra khỏi thùng sấy:
Cv2 = Cvk.(l- ω2) + Ca. ω 2 , kJ/kg.K

Trong dó:
Cv2- nhiệt dung riêng của cà phê ra khói thùng sấy.
Ca - nhiệt dung riêng của nước.
Cvk - nhiệt dung riêng của cà phê khô.
Ca = 4,1868 kJ/kgK
Cvk = 0,37 kcal/kg.K= l,54912 kJ/kg.K
⇒
Cv2 = 1,54912.(1-0,12)+4,1868.0,12=1,8656 kJ/kg.K
⇒
Khi đó tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi là:
Qv = G2.CV2.(t2 - t0) = 1350. 1,8656.(35-23,6)
= 28711,58 kJ/h
qv = = = 212,6784 kJ/kg ẩm
3.1.2. Tổn thất ra môi trường
Giá thiết tốc độ tác nhân sấy (TNS) trong thùng sấy.Cũng như hệ th ống s ấy h ầm,
để tính tổn thất ra môi trường chúng ta phái giả thiêt tốc đ ộ TNS w(m/s). Sau khi
tính toán xong lượng TNS thực chúng ta sẽ kiểm tra lại giả thiết này. Cơ sở để giả
thiết tốc độ TNS trong thiết bị sấy thực tế là tốc độ lý thuyết wo,(m/s). Tốc độ này
chính là tỉ số giữa lưu lượng thể tích trung bình V tbo và tiết diện tự do cúa thùng sấy.
Chúng ta dã chon hệ số điền đầy
= 0,33, do đó tiết diện tự do của thùng sấy có thể tính gần đúng bằng:
Ftd = (1- ).Fts = = = 0.959 m2
Khi đó rốc độ TNS lý thuyết w0 bằng:
w0 = = = 2,16 m/s
Chúng ta giả thiết tốc độ TNS trong quá trình sấy thực w = 2,5 m/s.
Như vậy các dữ liệu để tính mật độ dòng nhiệt gồm:
-Nhiệt độ dịch thể nóng trong trường hợp này là nhiệt độ trung bình c ủa TNS vào
và ra khỏi thùng sấy:
tfl = 0,5.(tl+ t2) = 0,5.(80 + 65) = 72,5 oC
-Nhiệt độ dịch thể lạnh. Nhiệt độ này chính là nhiệt độ môi trường:

tf2 = t0 = 23,6oC
-Thùng sấy làm bằng thép có chiều dày δ = 3 mm và ta có h ệ s ố d ẫn nhi ệt λ =
71,58
W/mK. Như vậy thùng sấy có đường kính D 2/Dl= 1,38/1,35. Do đó, kết cấu thùng
sấy thỏa mãn quan hệ D2/Dl< 2 nên có thể xem trao đổi nhiệt đối lưu giưa TNS với
môi trường qua vách phẳng.
-Phía trong thùng sấy là trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng bức với tốc độ tác nhân giả
SVTH: Nguyễn Văn Hưng_0841080073_KT Nhiệt 1 K8

14


Đồ án môn học Kỹ Thuật Sấy

GVHD: Nguyễn Đức Nam

thiết bắng w = 2,5 m/s. Khi đó hệ số trao đổi nhiệt đ ối lưu cưỡng bức giữa TNS với
bề mặt trong của thùng sấy tính theo công thúc (7.46) (Tr 144-TTTKHTS):
α1 = 6,15+4,17.w = 6,15+4,17.2,5 = 16,575 W/m2hK
-Trao đổi nhiệt đối lưu phía ngoài giữa mặt thùng sấy với không khí xung quanh
theo kinh nghiệm là trao dổi nhiệt đối lưu tự nhiên chảy rối. Do đó, hệ s ố trao đổi
nhiệt đối lưu α2 sẽ được tính theo công thức (7.50) (Tr 145-TTTKHTS):
α2 = 1,715.(tw2 – tf2)0.333
trong đó: tw2 - là nhiệt độ mặt ngoài của thùng sấy, nhiệt độ này chưa biết.
-Như vậy mật độ dòng nhiệt sẽ phải thỏa mãn đẳng thức q1 = q2 = q3.
Trong đó:
q1 = α1.(tfl - tw1)
q2 = .(tw1 - tw2)
q3 = α2.(tw2 – tf2)
-Ở đây tw1 nhiệt độ mặt trong của thùng sấy cũng chưa bi ết. Ð ương nhiên khi

mật độ dòng nhiệt thõa mãn các đẳng thức trên đây thì nó cũng ph ải th ỏa mãn
phương trình truyền nhiệt:
q = k.(tf1 – tf2)
trong đó : k là hệ số truyền nhiệt và bằng :
k=
Cũng như khi tính tổ thất nhệt qua tường của HTS hầm bằng phương pháp lặp nhờ
một chương trình viết trong ngôn ngữ Pascal với sai số giữa q1 và q3 là 0,0001 chúng ta
tìm được:
Từ q3 = α2.(tw2 – tf2) và α2 = 1,715.(tw2 – tf2)0.333 ta có:
q3 = 1,715.(tw2 – 23,6)1,333
tw2 = tw1 – q1.
tw1 = 58,888oC và tw2 = 58,879oC
Suy ra được: α2 = 5,618 W/m2hK.
Ta có k = 4,195 W/m2K
Mật độ dòng nhiệt:
q = 4,195.(72,5 – 23,6) = 205,141 W/m2
Diện tích bao quanh thùng sấy F. Vì chúng ta tính truy ền nhi ệt qua thành thùng
sấy như là truyền nhiệt qua vách phẳng, Do đó diện tích bao quanh thùng s ấy b ằng
diện tích phần hình trụ tính theo đường kính trung bình. Như vậy di ện tích F b ằng
π.Dtb.L và diện tích ống dẫn và ống thải hai đầu thùng sấy, trong đó:
Dtb = 0,5.(D1+D2) = 0,5.(1,35+1,353) = 1,3515 m.
Theo kinh nghiệm ta lấy:
F = π.Dtb.L + 2. = π.1,3515.4,7+ 2. = 22,82 m2
Do đó tổn thất nhiệt ra môi trường
Qmt = 3,6.q.F = 16852,716 kJ/h
qmt = = = 124,835 kJ/kg ẩm

SVTH: Nguyễn Văn Hưng_0841080073_KT Nhiệt 1 K8

15

Đồ án môn học Kỹ Thuật Sấy

GVHD: Nguyễn Đức Nam

Trong hệ thống sấy thùng quay, tổng tổn thất nhiệt bằng tổng tổn thất nhi ệt do
VLS mang đi và tổn thất nhiệt do tỏa ra môi trường. Tổng tổn thất này bằng:
Qv + Qmt = 28711,58 + 16852,716 = 45564,296 kJ/h
qv + qmt = 212,6784 + 124,835 = 337,513 kJ/kg ẩm

3.2. TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH SẤY THỰC TẾ
3.2.1. Tính giá trị tổng tổn thất Δ
Δ = Ca.t0 – (qv + qmt ) = 4,1868.23,6 – 337,513 = -238,705 kJ/kg ẩm
Với Δ là tổng đại số của tổn thất nhiệt và gia nhiệt bổ sung, [kJ/kg ẩm]
3.2.2. Xác định các thông số của TNS sau quá trình sấy thực
Nếu tính bằng đồ thị I-d chúng ta đặt đoạn C0E0 = Δ (C0D0)(Md/MI). Nối BE0 cắt
đường t2 = 35oC ta sẽ được điểm C biểu diễn trạng thái của TNS sau quá trình sấy
thực. Từ C ta xác định được entanpi I2, lượng chứa ẩm d2 và lượng ẩm tương đối ϕ2
sau quá trình sấy thực. Tất nhiên chúng ta có th ể tính bằng công thức giải tích.

Ðể tính các thông số TNS sau quá trình sấy thực, trước hết ta tính nhi ệt dung riêng
dẫn xuất của TNS trước quá trình sấy Cdx(dl). Ta có:
Cdx(dl) = Cpk + Cpa.d1 = 1,004 + 1,842.0,01452= 1,0307 kJ/kgK
Ta có i2 = 2500+ 1,97.t2 = 2500 + 1,97.35 = 2568,95 kJ/kg
Lượng chứa ẩm d2 của TNS sau quá trình sấy thực bằng :
d2 = d1 + = 0,01452 +
= 0,031 kg ẩm/kg kk

SVTH: Nguyễn Văn Hưng_0841080073_KT Nhiệt 1 K8

16


Đồ án môn học Kỹ Thuật Sấy

GVHD: Nguyễn Đức Nam

Entanpi I2 của trạng thái này có thể tính theo công thức:
I2 = Cpk.t2 + d2.i2 = 1,004.35 +0,031.2568,95= 114,78 kJ/kg kk
Độ ẩm tương đối ϕ2 của TNS sau quá trình sấy thực:
ϕ2 = = =85,34%
3.2.3. Lượng TNS thực tế

ι=

= =60,679 kg kk/kg ẩm

L = ι.W =60,679.135 = 8191,747 kg kk/h = 2,275 kg kk/s
3.2.4. Lưu lượng thể tích trung bình trong quá trình sấy thực
-Lưu lượng thể tích ở trạng thái trước quá trình sấy V 1.Trên kia chúng ta đã có thể
tích của 1kg khói khô ở trạng thái t1 = 80oC và ϕ1 = 5%, v1 = 1,045 m3/kg kk. Do đó:
V1= v1.L = 1,045. 2,275 = 2,377 m3/s
-Lưu lượng thể tích ở trạng thái trước quá trình sấy V 2.Trên kia chúng ta đã có thể
tích của 1kg khói khô ở trạng thái t2 = 35oC và ϕ2 = 90%, v2 = 0,941 m3/kg kk. Do đó:
V2= v2.L = 0,941. 2,275 = 2,141 m3/s
-Lưu lượng thể tích trung bình trong quá trình sấy thực Vtb:
Vtb = 0,5.(V1+V2) = 2,258 m3/s
Đây là một trong 2 căn cứ để chọn quạt.
3.2.5. Kiểm tra lại giả thiết về tốc độ TNS

Tốc độ TNS trong qus trình sấy thực bằng:
w = = = 2,355 m/s
như vậy giả thiết w = 2,5 m/s khi tính tổn thất là hoàn toàn có thể xem là chính
xác.
3.2.6. Lập bảng cân bằng nhiệt
Để thiết lập bảng cân bằng nhiệt ta tính :
-Nhiệt lượng tiêu hao q :
q= ι.(I1 – I0) = 60,679.(118,58 - 60,6256 ) = 3516,615 kJ/kg ẩm
-Nhiệt lượng có ích q1:
q1 = i2 – Ca.tv1 = 2568,95 - 4,1868.23,6 = 2470,141 kJ/kg ẩm
-Tổn thất nhiệt do TNS mang đi q2:

q2 = ι.Cdx(d0).(t2 – t0) = 60,679. 1,0307.(35-23,6) = 712,977 kJ/kg ẩm
-Tổng nhiệt lượng có ích và tổng các tổn thất q’ :
q’ = q1 + q2 + qv + qmt
= 2470,141 + 712,977 + 212,6784 + 124,835 = 3520,9004 kJ/kg
ẩm
Về nguyên tắc nhiệt lượng tiêu hao q và tổng nhiệt lượng có ích và các tổn th ất q’
phải bằng nhau. Ở đây do nhiều lý do, có thể do tra đồ thị v.v.., mà chúng ta đã ph ạm
sai số tuyệt đối Δq= q - q’ bằng :
Δq= q - q’= 3520,9004 - 3516,615 = 4,2854 kJ/kg ẩm
SVTH: Nguyễn Văn Hưng_0841080073_KT Nhiệt 1 K8

17


Đồ án môn học Kỹ Thuật Sấy

Hay sai số tương đối ε bằng :
ε = = = 0,12% < 10%

Sai số này trong tính toán nhiệt là cho phép.
Bảng cân bằng nhiệt :
STT
Đại lượng
1
Nhiệt lượng có ích
2
Tổn thất nhiệt do TNS
3
Tổn thất nhiệt do VLS
4
Tổn thất nhiệt do môi trường
5
Tổng nhiệt lượng có ích
6
Nhiệt lượng tiêu hao
7
Sai số tính toán

GVHD: Nguyễn Đức Nam

Ký hiệu
q1
q2
qv
qmt
q’
q
Δq

kJ/kg ẩm
2470,141
712,977
212,6784
124,835
3520,9004
3516,615
4,2854

%
70,16
20,25
6,04
3,55
100
99,88
0,12

Qua số liệu cho trong bảng cân bằng nhiệt có thể thấy tổn th ất nhi ệt do tác nhân
sấy mang đi và tổn thất nhiệt do VLS mang đi là đáng kể. Tổn thất nhiệt ra môi
trường rất bé, có thể bỏ qua. Vì vậy chọn nhiệt độ cúa TNS ra khói thùng sấy t2 đóng
một vai trò quan trọng. Khi thiết kế một hệ thống sấy thùng quay chúng ta cần lưu ý
đến vấn đề này. Hơn nữa, qua việc tính toán đồ án có th ể thấy, nhiệt độ cho phép
cúa cà phê nhân th lớn hơn rất nhiều so với nhiệt độ kinh tế t 2. Vì vậy, có thể trong
tính toán HTS cà phê nhân không cần quan tâm đến vấn đề này.

SVTH: Nguyễn Văn Hưng_0841080073_KT Nhiệt 1 K8

18

Đồ án môn học Kỹ Thuật Sấy

GVHD: Nguyễn Đức Nam

CHƯƠNG 4 : TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG SẤY
4.1. TÍnh chỌn calorife vÀ lÒ hƠi
Ta chon calorifer khí - hơi. Calorifer khí - hoi là loại thiết bị trao đổi nhiệt có
vách ngăn. Trong ống là hơi bão hoà ngưng tụ và ngoài ống là không khí chuy ển đ ộng
. Do hệ số toả nhiệt khi ngưng αN của hơi lớn hơn hệ số trao đổi nhiệt đối lưu giữa
mặt ngoài của ống với không khí αk. Theo lý thuyết truyền nhiệt phía không khí
thươgng được làm cánh (hình chữ nhật) để tăng cường hiệu quả trao đổi nhiệt. Như
vậy calorifer khí- hơi trong ký thuật sấy thường là loại vách ngăn có cánh. Ở các
nước công nghiệp phát triển calorifer khí- hơi được sản xuất từng block theo m ột
quy chuẩn.
Tính toán calorifer khí- hơi là tính toán bề mặt truyền nhiệt F cần thi ết khi bi ết
lưu lượng và nhiệt độ vào ra của không khí. Nhiệt độ không khí vào calorifer t’2
thường lấy bằng nhiệt độ môi trường. Nhiệt độ của không khí ra t”2 cũng là nhiệt
độ TNS vào TBS xác định theo yêu cầu công nghệ sấy.
-Nhiệt lượng mà calorifer cần cung cấp cho tác nhân sấy Q tính bởi công th ức:
Q = L (I1 - I0)
Trong đó:
L (kg/h): là khối lượng không khí khô cần thiết cho quá trình sấy
thực tế.
I1 và I0: tương ứng là entanpy của TNS trước và sau khi ra khỏi
calorifer.
Q = 8191,747.(118,58 - 60,6256) = 474747,7823 kJ/h ≈ 132 kW
Do nhiệt độ tác nhân sấy không cao lắm nên ta chọn lò hơi có áp suất bão hoà
là 4 bar. Tra bảng nước và hơi nước bão hoà theo áp suất ta có nhiệt ẩn hóa hơi r
= 2133 kJ/kg độ. Nhiệt độ hơi bão hòa là 143,62oC.

Giả sử hiệu suất của calorifer là ηc =.75%
Khi đó bề mặt truyền nhiệt của calorifer bằng :
F=
Trong đó :
k : hệ số truyền nhiệt của calorifer.
: độ chênh lệch nhiệt độ trung bình giữa khí và hơi.
ηc : hiệu suất của calorifer
Trong calorifer khí-hơi, dịch thể nóng là hơi nước ngưng tụ có nhiệt độ không
đổi t’1 = t”1 = tb = cosnt. Ở đây tb là nhiệt độ bão hòa của hơi nước.
Δtmax = tb - t’2 = l43,62 – 23,6 = 120,02 oC
Δtmin = tb – t”2 = l43,62 – 35 = 108,62 oC
Δt = = = 114,23 oC

SVTH: Nguyễn Văn Hưng_0841080073_KT Nhiệt 1 K8

19


Đồ án môn học Kỹ Thuật Sấy

GVHD: Nguyễn Đức Nam

Hệ số truyền nhiệt kF được tính theo công thức gần đúng đối với calorifer hơi
nước sau (Sách tính toán thiết kế thiết bị trao đổi nhiệt):
kF = a.(ω.ρ)b
Với : a = 10,5 ÷ 14, ta chọn a = 12.
b = 0,5 ÷ 0,7, ta chọn b = 0,6.
ω : tốc độ không khí tại khe hẹp, ở đây ω = 4,5 m/s
ρ : khối lượng riêng của không khí, ở đây ρ = 1,293 kg/m3
kF = 12.(4,5.1,293)0,6 = 34,52 W/m2K

⇒ F = = = 44,59 m2 ≈ 45 m2
Ta chọn 3 calorifer, diện tích trao đổi nhiệt mỗi chiếc là 15 m2.

4.2. TÍNH TRỞ LỰC VÀ CHỌN QUẠT GIÓ
4.2.1. Tính trở lực
- Tính tiêu chuẩn Re. Ðường kính trung bình của cà phê nhân lấy bằng d= 0,006m.
Ở nhiệt độ trung bình của TNS t = 72,5 oC có thể lấy gần đúng ʋ theo phụ lục 6 ,
ʋ = 20,28.10-6 m2/s. Do đó:
Re = = = 739,645
-Hệ số thủy động a. Theo (10.20) a bằng :
a = 5,85 + + = 5,85 + + = 9,92
-Khối lượng riêng dẫn xuất. Theo (10.23) ta có:
ρdx = = = 24,129 kg/m3

SVTH: Nguyễn Văn Hưng_0841080073_KT Nhiệt 1 K8

20


Đồ án môn học Kỹ Thuật Sấy

GVHD: Nguyễn Đức Nam

-Hệ số ζ. Nếu lấy khối lượng riêng của cà phê nhân là ρv = 650 kg/m3 ta có:
ζ = = = 0,96
-Hệ số C1. Theo (10.21) C1 bằng :
C1 = = = 0,0434
- Trở lực qua lớp hạt. Như vậy trở lực của TNS qua lớp hạt bằng :
Δp1 = = = 110,014 mmH2O
Ở đây chúng ta lấy khối lượng riêng cuat TNS như là khối lượng riêng không khí ở

nhiệt độ 72,5 oC và bằng = 1,023 kg/m3.
-Trở lực xyclon vaf calorifer : theo kinh nghiệm trở lực quá xyclon Δpx = 20 mmH2O,
trở lực qua calorifer là Δpxc = 3 mmH2O , trở lực cục bộ và các tổn thất phụ lấy 5%.
-Tổng trở lực. Tổng trở lực quạt phải khắc phục bằng :
Δpt = 1,05.( Δp1 + Δpxc + Δpx) = 1,05.(110,014 + 3 + 20) = 139,664
mmH2O
-Giáng áp động. Giả sử tốc độ TNS ra khỏi quạt có tốc độ w = 20 m/s. Khi đó giáng
áp động bằng :
Δpđ = = = 20,877 mmH2O
-Cột áp của quạt:
Δp = Δpt + Δpđ = 139,664 + 20,877 = 160,541 mmH2O
4.2.2. Chọn quạt cho hệ thống sấy thùng quay
Để vận chuyển tác nhân sấy trong hệ thống sấy người ta thường dùng hai loại
quạt:quạt ly tâm và quạt hướng trục, chọn loại quạt nào, thông số kỹ thuật bao
nhiêu là phụ thuộc vào thông số đặc trưng của hệ thống sấy, trở lực mà quạt phải
khắc phục Δp ,năng suất mà quạt cần tải đi V cũng như nhiệt độ và độ ẩm của TNS
khi chọn quạt giá trị cần xác định là hiệu suất của quạt.
Ta chọn quạt cho hệ thống sấy thùng quay là quạt ly tâm, có hai nhiêm vụ là đẩy
và hút TNS.
Cấu tạo của quạt:

SVTH: Nguyễn Văn Hưng_0841080073_KT Nhiệt 1 K8

21


Đồ án môn học Kỹ Thuật Sấy

GVHD: Nguyễn Đức Nam

Căn cứ vào cột áp Δp = 160,541 mmH2O và lưu lượng Vtb = 2,258 m3/s = 8128,8
m3/h. Ta chọn 2 quạt ly tâm, cột áp mỗi quạt là 80,27 mmH2O, lưu lượng mỗi quạt là
8128,8 m3/h. Theo biểu đồ trên hình 17.12 (trang 336-TTTKHTS) tất cả các quạt từ
đều thỏa mãn năng suất và cột áp yêu cầu. Tra biểu đồ chọn quạt ta chọn quạt trung
áp N0 và A = 5000. Do đó số vòng quay của quạt bằng :
n = = ≈ v/ph

4.3. CHỌN XYCLON LỌC SẢN PHẨM

Trong hệ thống sấy này ta dùng xyclon để thu hồi sản phẩm sấy bay theo tác nhân
trước khi thái ra môi trường. Xyclon họat động theo nguyên lý ly tâm. Diện tích tiết
diện ống chính giữa xyclon nên lấy bằng (3- 4) lần tiết diện của kênh dẫn. Tốc độ
TNS trong kênh dẫn không nên vượt quá (20- 25) m/s. Thể tích xyclon tính theo l ưu
3
3
lượng TNS nên lấy xấp xỉ 0,6 m cho l m TNS đựa vào. Tùy theo TNS để bố trí l hay
nhiều xyclon.
Cấu tạo của xyclon và các kích thước cơ bản:
D: đường kính xyclon
Dl: đường kính ống trung tâm
d: đường kính phần bé nhất của phễu
hl: chiều dài phần ống trung tâm cắm vào xyclon
h2: chiều cao phần hình trụ của xyclon
h3: chiều cao của phễu
b: chiều dài tiết diện kênh dẫn vào xyclon.

h
3

Căn cứ vào lưu lượng tác nhân sấy V= 8128,8 m3/h, theo bảng 17.3 (Tr

321 -TTTKHTS) ta có các kích thước (tính theo mét):
D= 1,8 m; a= 0,450 m; b= 0,90 m; d= 0,36 m; hl= 0,60 m; h2= 0,825 m;
h3= l,44 m; Dl= 0,90 m; D- a =1,350 m.

SVTH: Nguyễn Văn Hưng_0841080073_KT Nhiệt 1 K8

22