BÁO cáo thí nghiệm sấy và điều hòa không khí (Ths Bùi Huy Phương)

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SẤY & ĐHKK

GVHD: ThS. BÙI HUY PHƯƠNG

Bài 1: THÍ NGHIỆM SẤY
1.1 Lý thuyết về sấy
Kỹ thuật sấy là một ngành khoa học phát triển từ những năm 150, 1960 ở
các viện và các trường đại học trên thế giới. Chủ yếu là giải quyết những vấn đề về
kỹ thuật sấy, các nguyên vật liệu cho công nghiệp và nông nghiệp để phục vụ đời
sống con người.
Trong những năm 1970 trở lại đây người ta đã đưa kỹ nghệ sấy các nông
sản thành các sản phẩm khô với mục đích là kéo dài thời gian bảo quản và làm
phong phú them các mặt hàng sản phẩm như: trái cây, café, sữa, bột, cá khô, thịt
khô….Trong công nghiệp sấy vật liệu để chuẩn bị cho các giai đoạn tiếp theo như:
sợi, thuốc lá, bong, vải…vv
Đối với nước ta là một nước nhiệt đới ẩm, việc nghiên cứu công nghệ sấy
để sấy các nguyên vật liệu có ý nghĩa đặc biệt: 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 năng suất cao. Để đáp ứng nhu cầu trong và ngoài nước, chất lượng sản
phẩm đặc biệt là các loại lâm sản và nông sản sấy khô cần phải tuân theo nguyên
tắc thương maị quốc tế. Đó là các yêu cầu về chất lượng khắt khe như hình dáng,
kích thước, thể tích sản phẩm, màu sắc sản phẩm, nồng độ vị, chất thơm và các
chất khác, sự thấm khí, thấm nước trở lại của sản phẩm sấy, độ ẩm cuối đạt được
tùy theo nhu cầu sử dụng và bảo quản sản phẩm.
1.2 Thiết bị sấy
1.2.1 Khái niệm
Thiết bị sấy là thiết bị nhằm thực hiện các quá trình làm khô vật liệu, các
chi tiết hay các sản phẩm nhát định theo yêu cầu. Trong các quá trình sấy, chất
lỏng chứa trong vật liệu thường là nước.
1.2.2 Thiết bị sấy
Ở đây là thiết bị đối lưu cững bức dạng tủ sấy sử dụng điện trở.Tủ sấy được

cấp nhiệt bằng sợi đốt điện trở và gia nhiệt cho vật liệu sấy theo phương pháp trao

SVTH: LÊ VĂN XUYÊN

1


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SẤY & ĐHKK

GVHD: ThS. BÙI HUY PHƯƠNG

đổi nhiệt đối lưu. Áp suất và nhiệt độ trong tủ sấy được điều chỉnh nhờ đồng hồ
sáp kế và đồng hồ rơ le nhiệt độ gắn trên tủ sấy.

KHAY CHỨA VẬT LIỆU

Hình 1: Tủ sấy
So với các phương pháp sấy khác thì phương pháp sấy đối lưu cưỡng bức
được sử dụng rộng rãi hơn cả. Phương pháp được áp dụng để sấy những vật liệu
khó sấy và có yêu cầu chất lượng sản phẩm sau.
1.3 Quá trình thí nghiệm và tính toán kết quả.
1.3.1 Quá trình thí ngiệm
-

Vật liệu sấy: Cà rốt được sát mỏng khoảng 3mm

-

Khối lượng ban đầu: G1 = 100g

-

Thời gian sấy: τ = 3,5h

-

Cứ sau thời gian ∆τ = 30 phút tiến hành cân để xác định khối lượng vật
liệu sấy ta được kết quả: G1 ,G2 ,G3 ,G4 ,G5 ,G6 ,G7

-

Độ ẩm cuối của cà rốt là Wk = W7 = 2%

SVTH: LÊ VĂN XUYÊN

2


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SẤY & ĐHKK

GVHD: ThS. BÙI HUY PHƯƠNG

1.3.2 Tính toán kết quả thí nghiệm
τ (phút)

0

30

60

90

120

150

180

G(g)

100

85,88

72

56,89

42,82

36,43

24,7

W(%)

-

-

-

-

-

-

2

Ta có: G1 = Gtđ + Gn1

(1)

G2 = Gtđ + Gn2

(2)

G3 = Gtđ + Gn3

(3)

G4 = Gtđ + Gn4

(4)

G5 = Gtđ + Gn5

(5)

G6 = Gtđ + Gn6

(6)

G7 = Gtđ + Gn7

(7)

Từ công thức:
Gn 7
.100% ⇒ Gn 7 = Q7W7 = 24,7.2% = 0,494 g
G7

W7 =

Thay vào (7) ta có:
Gtđ = G7 − Gn 7 = 24,7 − 0,494 = 24,206 g

Thay Gtđ vào các phương trình từ (1)…(6) ta được:
Gn1 = Gn1 − Gtđ = 100 − 24,206 = 75,794 g
G 2 = Gn 2 − Gtđ = 85,88 − 24,206 = 61,794 g
Gn 3 = Gn3 − Gtđ = 72 − 24,206 = 47,794 g
Gn 4 = Gn 4 − Gtđ = 56,89 − 24,206 = 32,684 g
Gn 5 = Gn 5 − Gtđ = 42,82 − 24,206 = 18,614 g
Gn 6 = Gn 6 − Gtđ = 36,43 − 24,206 = 12,224 g

Tính độ ẩm:
W1 =

Gn1
75,794
.100% =
.100% = 75,794%
G1
100

SVTH: LÊ VĂN XUYÊN

3


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SẤY & ĐHKK

GVHD: ThS. BÙI HUY PHƯƠNG

W2 =

Gn 2
61,674
.100% =
.100% = 71,814%
G2
85,88

W3 =

Gn 3
47,794
.100% =

.100% = 66,38%
G3
72

W4 =

Gn 4
32,684
.100% =
.100% = 57,451%
G4
56,89

W5 =

Gn 5
18,614
.100% =
.100% = 43,47%
G5
42,82

W6 =

Gn 6
12,224
.100% =
.100% = 33,554%
G6
36,43

Vẽ đồ thị:
w(%)

Đường biểu diễn G

100
85,88
72
75,79
71,81

66,38

Đường biểu diễn W

57,45
56,89

43,47
42,82
36,43
33,55
24,7

2
0

30

60

90

120

150

180

τ(phút)

Nhận xét:
-

Đây là một mô hình thí nghiệm phục vụ cho công tác học tập của sinh
viên hiểu biết hơn về thực tế cũng như thực nghiệm, qua đó làm tăng
thêm kiến thức cho sinh viên

SVTH: LÊ VĂN XUYÊN

4


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SẤY & ĐHKK

-

GVHD: ThS. BÙI HUY PHƯƠNG

Quá trình thí nghiệ đẵ xác định được khối lượng sản phẩm qua từng
khoảng thời gian, nhờ đó mà có thể tính được độ ẩm tương ứng với từng
khoảng thời gian đó.

-

Cuối cùng sau khi tính toán đã được thể hiện trên đồ thị sự giảm khối
lượng và độ ẩm của vật liệu sấy trong quá trình sấy.

SVTH: LÊ VĂN XUYÊN

5


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SẤY & ĐHKK

GVHD: ThS. BÙI HUY PHƯƠNG

Bài 2: THÍ NGHIỆM ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
2.1 Đặt vấn đề
Xử lý nhiệt ẩm không khí là vấn đề rất quan trọng trong điều hòa không
khí. Nghiên cứu quá trình xử lý nhiệt ẩm không khí giúp ta tìm biện pháp nâng cao
hiệu quả của làm việc của các hệ thống điều hòa không khí và thiết bị buồng phun.
Đó là một việc làm thiết thực và cóý nghĩa kinh tế cao. Bài báo này trình bày các
kết quả nghiên cứu thực nghiệm xử lý nhiệt ẩm không khí của thiết bị buồng phun
và ảnh hưởng của một số nhân tố đến hiệu quả trao đổi nhiệt ẩm. Từ đó đề xuất
các giải pháp nâng cao hệ số hiệu quả trao đổi nhiệt ẩm của các thiết bị. Việc
nghiên cứu được tiến hành trên hệ thống thiết bịbuồng phun thuộc phòng
thínghiệm nhiệt lạnh, trường đại học Bách khoa – Đại học ĐàNẵng. Hệ thống thiết
bị thí nghiệm cho phép thay đổi nhiều thông sốvận hành nhằm đánh giáảnh hưởng

của chúng.
Xử lý nhiệt ẩm là một trong những vấn đề quan trọng nhất của điều hoà
không khí. Có nhiều giải pháp xử lý nhiệt ẩm khác nhau nhưng thường gặp nhất là
xử lý nhiệt ẩm bằng thiết bị trao đổi nhiệt kiểu bề mặt và thiết bị trao đổi nhiệt
kiểu hổn hợp (xử lý bằng nước phun).
Xử lý không khí bằng nước phun có ưu điểm là có thể làm tăng hoặc giảm
dung ẩm không khí, do đó được sử dụng khá rộng rãi cho các đối tượng cần độ ẩm
cao, hoặc đối tượng có nhiệt thừa rất lớn có thể sử dụng nước tự nhiên để làm
lạnh.
Khi xử lý nhiệt ẩm về mặt lý thuyết, trong điều kiện lý tưởng trạng thái
không khí đầu ra sẽ đạt trạng thái bão hoà. Tuy nhiên do điều kiện thực tế không
đạt như lý thuyết nên trạng thái không khí đầu ra chỉ gần đạt trạng thái bão hoà.
Độ ẩm tương đối đầu ra phụ thuộc vào nhiều yếu tố như kích thước của các giọt
nước d, hệ số phun µ, số dãy vòi phun Z, số vòi phun trên một dãy n của thiết bị
buồng phun.

SVTH: LÊ VĂN XUYÊN

6


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SẤY & ĐHKK

GVHD: ThS. BÙI HUY PHƯƠNG

Để đánh giá hiệu quả của quá trình xử lý nhiệt ẩm ở các thiết bị, người ta sử
dụng đại lượng gọi là hệ số hiệu quả
trao đổi nhiệt ẩm E. Hệ số E được xác
định theo công thức: E =

AO
<1
AB

Trong đó A, O, B tương ứng là các
trạng thái không khí trước khi xử lý,
cuối quá trình xử lý nhiệt ẩm thực và
trạng thái lý thuyết.
Hệ số hiệu quả trao đổi nhiệt
ẩm có thể xác định như sau:
E=

t A − tO I A − I O
=
t A − tB I A − I B

Trong đó: tA, tO, tB lần lượt là nhiệt độ các điểm A, O và B
IA, IO, IBlần lượt là entanpi các điểm A, O và B
Trong bài báo cáo này chúng tôi sẽ tiến hành thí nghiên cứu thực nghiệm
quá trình xử lý nhiệt ẩm không khí và đánh giá ảnh hưởng của một số nhân tố đến
hiệu quả trao đổi nhiệt ẩm.
2.2 Nghiên cứu thực nghiệm xử lý nhiệt ẩm không khí
2.2.1 Thiết bị thí nghiệm
Hệ thống thiết bị thí nghiệm
được trình bày trên hình 2, bao gồm
các thiết bị chính: hệ thống làm lạnh
nước sử dụng môi chất R22 công suất
18.000 Btu/h; hệ thống bơm nước
phun cao áp, buồng điều không trao
đổi nhiệt ẩm giữa không khí và nước

Hình 2: Hệ thống thiết bị thí nghiệm
SVTH: LÊ VĂN XUYÊN

7


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SẤY & ĐHKK

GVHD: ThS. BÙI HUY PHƯƠNG

phun, bể nước lạnh, quạt hút gió, các thiết bị đo lường và điều khiển. Để duy trì
nhiệt độ nước phun hệ thống có trang bị thermostat ngắt hệ thống máy nén lạnh
khi nhiệt độ nước đạt yêu cầu và ổn định.
Hệ thống có khả năng điều chỉnh các thông số sau:
- Điều chỉnh nhiệt độ nước phun.
- Thay đổi số lượng dãy vòi phun.
- Thay đổi tốc độ gió.
- Thay đổi trạng thái không khí đầu vào.

Hình 3: Sơ đồ nguyên lý thiết bị thí nghiệm
2.2.2 Kết quả thí nghiệm và tính toán
Lần
1
2
3
4

Nhiệt độ
nước lạnh
(0C)

26
22
18
15

SVTH: LÊ VĂN XUYÊN

Nhiệt độ
không khí
vào (0C)
26,4
27,8
28
27,9

Nhiệt độ
không khí
ra (0C)
23
23,2
23,2
23,5

Độ ẩm
không khí
vào (%)
69
67
64
63

Độ ẩm
không khí
ra (%)
37
39
38
37

8


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SẤY & ĐHKK

SVTH: LÊ VĂN XUYÊN

GVHD: ThS. BÙI HUY PHƯƠNG

9