NGHIÊN cứu các môi CHẤT tải NHIỆT DÙNG TRONG kỹ THUẬT sấy ở NHIỆT độ CAO

KỶ YẾU HỘI NGHỊ SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC, TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NĂM 2013

NGHIÊN CỨU CÁC MÔI CHẤT TẢI NHIỆT DÙNG TRONG KỸ THUẬT SẤY Ở
NHIỆT ĐỘ CAO
A RESEARCH HEAT LOAD SUBSTANCES USED IN HIGH TEMPERATURE DRYING
TECHNIQUE

SVTH: Nguyễn Phi Hùng – Trần Ngọc Quảng
Lớp 08N1 – 11NLT, Khoa Nhiệt – Điện lạnh, Trường ĐHBK Đà Nẵng
GVHD: GVC.TS Trần Văn Vang
Khoa Nhiệt – Điện lạnh, Trường ĐHBK Đà Nẵng
TÓM TẮT
Môi chất tải nhiệt có nhiệm vụ truyền tải nhiệt năng từ nơi sản xuất nhiệt đến nơi tiêu thụ.
Ngày nay, môi chất tải nhiệt được ứng dụng rất rộng rãi trong công nghiệp và đời sống. Đặc biệt với
các hệ thống sấy ở nhiệt độ cao, môi chất tải nhiệt đóng vai trò quan trọng để gia nhiệt cho tác nhân
sấy. Báo cáo này trình bày nghiên cứu các môi chất tải nhiệt dùng trong kỹ thuật sấy ở nhiệt độ cao,
trong đó chúng tôi đã giới thiệu, phân tích các tính chất nhiệt động, truyền nhiệt và khả năng không bị
phân hủy do nhiệt độ của một số môi chất tải nhiệt phổ biến, qua đó lựa chọn dầu truyền nhiệt là môi
chất tải nhiệt tối ưu và tiến hành nghiên cứu hệ số tỏa nhiệt của môi chất này. Các kết quả nghiên cứu
là cơ sở cho những doanh nghiệp, đơn vị thiết kế chế tạo lò dầu truyền nhiệt, thiết bị trao đổi nhiệt…
có thể tham khảo khi tính toán, lựa chọn môi chất tải nhiệt mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất.
Từ khóa: Môi chất tải nhiệt, kỹ thuật sấy, nhiệt độ cao, hệ số tỏa nhiệt, tư vấn, hiệu quả kinh tế,
…
ABSTRACT
Thermal fluid heat transfer has mission to transport heat energy from producing place to the
place of consumption. Nowadays, the refrigerant heat load is applied widely in industry and daily life.
Especially with the drying system at high temperature, thermal fluid plays an important role to heat the
drying agent. This report presents the research of thermal environment in the technique used in hightemperature drying, in which we introduce and analyze the thermodynamic properties, heat transfer
and capability can not be destroyed by heat of some universal heat load refrigerants, which is the
choice of thermal oil is optimum heat load substance and studied heat coefficients of this refrigerant.
The research results are the basis for the business, units design and manufacture of heat transfer oil

furnace, heat exchange equipment... can refer to calculations, choose heat load refrigerant to bring
benefits economic highest.
Key words: Refrigerant heat load, drying techniques, high temperature, heat coefficient,
Thermal oil, advise, economic efficiency,...

1. Đặt vấn đề
Phương pháp sấy ở nhiệt độ thấp tránh được hư hại sản phẩm, nhưng có thể làm cho
thời gian sấy kéo dài khiến những sản phẩm nông nghiệp sau khi thu hoạch không được sấy
khô kịp thời, dẫn đến sản phẩm sẽ giảm phẩm chất, thậm chí bị hỏng gây ra tình trạng mất
mùa sau thu hoạch. Vì vậy để quá trình sấy diễn ra nhanh nhằm giảm độ ẩm một cách nhanh
1


KỶ YẾU HỘI NGHỊ SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC, TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NĂM 2013

chóng, ngăn chặn sự hư hỏng và đảm bảo chất lượng sản phẩm, người ta đã áp dụng phương
pháp sấy ở nhiệt độ cao.
Phương pháp sấy ở nhiệt độ cao yêu cầu các vật liệu sấy là vật ẩm dễ sấy, chứa ẩm tự
do hay ẩm mao dẫn, cường độ thoát ẩm diễn ra nhanh nên thời gian sấy ngắn. Do vậy, phương
pháp này thiết bị sấy thường sử dụng là thiết bị sấy đối lưu với phương pháp cấp nhiệt gián
tiếp hoặc trực tiếp. Trong đó phương pháp dùng môi chất tải nhiệt cấp nhiệt gián tiếp cho tác
nhân sấy để sấy nhiên liệu trước khi đưa vào buồng đốt, sấy các hạt nông sản, sấy quặng và
sấy các loại tinh bột mà đặc biệt biến là tinh bột sắn được sử dụng rất phổ biến.
Hiện nay các môi chất tải nhiệt như hơi nước bão hòa, hơi quá nhiệt, khói nóng, dầu
truyền nhiệt… đang được dùng rộng rãi trong các nhà máy sản xuất tinh bột sắn của các nước
trên thế giới như Thái Lan, Indonexia và ngay cả ở Việt Nam. Tuy nhiên, ở nước ta do điều
kiện khí hậu thay đổi thất thường, nguồn điện không được duy trì liên tục trong quá trình sản
xuất, chế độ vận hành chưa phù hợp gây mất an toàn, cháy nổ hệ thống, hơn nữa vấn đề lựa
chọn và sử dụng các môi chất tải nhiệt cũng chưa có tài liệu nào hướng dẫn cụ thể nên hiệu
quả mà các môi chất tải nhiệt mang lại còn nhiều hạn chế.

Như vậy để giảm giá thành trong công đoạn sấy, nâng cao hiệu quả kỹ thuật sấy ở
nhiệt độ cao. Cần phải có những nghiên cứu cũng như đưa ra đánh giá một cách tổng thể về
các môi chất tải nhiệt này thì mới có thể tư vấn cho các doanh nghiệp cũng như các đơn vị sản
xuất nhằm lựa chọn môi chất tải nhiệt tối ưu mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất.
2. Nội dung nghiên cứu
2.1. Tổng quan về các thiết bị sấy sử dụng nhiệt độ cao
Như ta đã biết, thiết bị sấy sử dụng nhiệt độ cao có nhiệt độ tác nhân sấy lớn hơn nhiệt
độ bão hòa ứng với áp suất không khí ẩm (chẳng hạn áp suất không khí ẩm p = 745mmHg
nhiệt độ bão hòa tương ứng là 1000C).
Khi sấy ở nhiệt độ cao, trao đổi nhiệt ẩm giữa tác nhân sấy với vật liệu sấy (vật xốp
mao dẫn chứa ẩm tự do, ẩm liên kết chiếm tỉ lệ thấp) chủ yếu là trao đổi nhiệt đối lưu và diễn
ra rất mãnh liệt. Vì vậy cả không gian và thời gian sấy cần thiết đều giảm.
Do thời gian sấy không thể kéo dài nên trong kỹ thuật sấy ở nhiệt độ cao các thiết bị sấy
được sử dụng phổ biến nhất là thiết bị sấy khí động và thiết bị sấy phun, ngoài ra cũng có thể
sử dụng thiết bị sấy tầng sôi.
Như vậy thiết bị sấy sử dụng nhiệt độ cao có thể ứng dụng để sấy nông sản như sấy
thóc, bắp, mì, sấy thực phẩm – dược liệu như sấy cá, thịt bò khô, thức ăn thú cảnh, thảo dược
hay trong công nghệp như sấy gỗ và các sản phẩm bằng gỗ như bút chì, que diêm, vỏ bao
diêm, các vật liệu xây dựng, xi măng, giấy, đồ gốm sứ…
Đặc biệt ở Việt Nam, thiết bị sấy sử dụng nhiệt độ cao đã và đang được ứng dụng rất có
hiệu quả trong công nghệ sản xuất tinh bột sắn nhằm phục vụ cho các ngành công nghiệp như
công nghiệp dệt, công nghiệp giấy, công nghiệp thức ăn gia súc, công nghiệp thực phẩm…
Việt Nam sản xuất hàng năm hơn 2 triệu tấn sắn củ tươi, chỉ đứng hàng thứ 11 trên thế giới về
sản lượng sắn, nhưng lại là nước xuất khẩu tinh bột sắn đứng hàng thứ 3 trên thế giới sau Thái
Lan và Indonexia. Hiện nay cả nước có trên 60 nhà máy chế biến tinh bột sắn nằm rải rác chủ
yếu ở các tỉnh Tây Ninh, Nghệ An, Bình Phước, Dăk Lăk, Kon Tum, Hòa Bình, Gia Lai, Phú
Yên.
2

KỶ YẾU HỘI NGHỊ SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC, TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG – THÁNG 5 NĂM 2013

Hầu hết các nhà máy đều sử dụng thiết bị sấy khí động có thời gian sấy ngắn (5 ÷ 7) s
cho phép sấy ở nhiệt độ cao (100 ÷ 150)0C mà không sợ ảnh hưởng đến chất lượng của hạt
tinh bột, nhiệt độ tác nhân sấy vào ống sấy khoảng 1600C.
2.2. Giới thiệu về các môi chất tải nhiệt dùng trong kỹ thuật sấy ở nhiệt độ cao
Trong thiết bị sấy sử dụng nhiệt độ cao, tác nhân sấy được sử dụng nhiều nhất là
không khí nóng. Vì vậy, môi chất tải nhiệt thường dùng để cấp nhiệt cấp nhiệt gián tiếp cho
không khí trong các thiết bị trao đổi nhiệt. Các môi chất tải nhiệt phổ biến là hơi nước bão
hòa, hơi nước quá nhiệt, khói nóng và dầu truyền nhiệt.
2.2.1. Hơi nước bão hòa
Hơi nước bão hoà sinh ra trong thiết bị lò hơi công nghiệp. Ở Việt nam hiện nay, hơi
nước bão hoà là môi chất tải nhiệt được sử dụng rộng rãi nhất trong các ngành công nghiệp.
Tính chất nhiệt vật lý của hơi nước bão hòa trong khoảng nhiệt độ làm việc (150 ÷ 250)
C được cho ở bảng dưới đây.

0

Bảng 1. Thông số nhiệt vật lý của hơi nước bão hòa
Nhiệt độ(0C)
Thông số
Áp suất p(bar)
Khối lượng riêng ρ(kg/m3)
Entanpi i(kJ/kg)
Entropi s(kJ/kg.K)
Nhiệt ẩn hóa hơi r(kJ/kg)
Nhiệt dung riêng khối lượng
đẳng áp Cptb(kJ/kgK)
Nhiệt dung riêng khối lượng
đẳng tích Cvtb(kJ/kgK)

Nhiệt dung riêng thể tích
đẳng áp Cptb’(kJ/m3tcK)
Nhiệt dung riêng thể tích
đẳng tích Cvtb’(kJ/m3tcK)
Độ nhớt động học
ν.105 (m2/s)
Hệ số dẫn nhiệt λ (W/mK)

150
4,760
2,547
2746
6,8383
2114
1,8833

200
15,551
7,862
2793
6,4318
1941
1,8937

250
39,776
19,98
2801
6,0721
1715

1,9065

1,4219

1,4323

1,4449

1,5138

1,5223

1,5324

1,1428

1,1514

1,1615

0,546

0,199

0,087

30,77.10-3

39,10.10-3

51,19.10-3

Ưu điểm của hơi nước bão hòa:
+ Hơi nước bão hòa có rất nhiều ưu điểm so với các môi chất khác như nước có nhiều
trong thiên nhiên, rẻ tiền và đặc biệt là không độc hại đối với môi trường và không ăn mòn
thiết bị, do đó nó được sử dụng rất nhiều trong các ngành công nghiệp.
+ Hơi nước bão hòa ngưng tụ tỏa nhiệt lớn (nhiệt ẩn hóa hơi r lớn) nên hệ số tỏa nhiệt
khi hơi ngưng tụ lớn (α = 5000 ÷ 20000 [W/m 2K]), do đó bề trao đổi nhiệt nhỏ tức là kích
thước thiết bị trao đổi nhiệt (calorife khí – hơi) gọn hơn các thiết bị sử dụng môi chất tải nhiệt
khác có cùng công suất trao đổi nhiệt (Q = kF∆t) và thường có thể làm cánh về phía không
khí. Thiết bị không bị bám bẩn do khói, lại làm việc ở nhiệt độ thấp hơn nên tuổi thọ cao hơn
3


KỶ YẾU HỘI NGHỊ SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC, TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NĂM 2013

so với calorife khí – khói. Hơn nữa do làm việc ở nhiệt độ thấp hơn 200 0C nên calorife có thể
chế tạo bằng kim loại màu như như đồng, nhôm ít bị han gỉ nên tuổi thọ càng cao.
+ Lượng nhiệt cung cấp lớn (tính cho một đơn vị môi chất tải nhiệt) vì đó là lượng nhiệt
tỏa ra khi ngưng tụ hơi.
+ Cấp nhiệt được đồng đều vì hơi nước ngưng tụ trên toàn bộ bề mặt truyền nhiệt ở
nhiệt độ không đổi.
+ Nhiệt độ ổn định, dễ điều chỉnh nhiệt độ hơi bằng cách điều chỉnh áp suất của hơi.
+ Vận chuyển xa được dễ dàng theo đường ống.
 Nhược điểm:
+ Không thể làm việc ở nhiệt độ cao vì nếu nhiệt độ hơi càng tăng thì áp suất hơi nước
bão hòa càng tăng đồng thời nhiệt ẩn hóa hơi càng giảm. Chẳng hạn hơi nước ở 350 0C áp suất
hơi bão hòa là 180 at; Ở 374 0C (nhiệt độ tới hạn), áp suất là 225 at và nhiệt ẩn hóa hơi bằng 0.
Do đó khi tăng nhiệt độ thiết bị sẽ phức tạp thêm, hiệu suất sử dụng nhiệt sẽ bị giảm. Vì vậy
hơi nước bão hòa chỉ sử dụng tốt nhất khi làm việc ở nhiệt độ không quá 1800C.

+ Phải có lò hơi để tạo ra hơi nước bão hòa. Lò hơi là thiết bị chịu áp lực, tiềm ẩn khả
năng nguy hiểm cho người và thiết bị. Hơn nữa, luôn luôn có mất mát môi chất do xả đáy lò
hơi và thất thoát hơi giãn nở từ nước ngưng nóng. Vì thế phải trang bị thêm hệ thống cung cấp
và xử lý nước bổ sung. Vốn đầu tư cho một đơn vị công suất nhiệt vì thế tăng cao, hiệu quả
kinh tế bị giảm.
2.2.2. Hơi nước quá nhiệt
Hơi nước quá nhiệt thường được sử dụng để cấp cho tuabin bởi vì trong tuabin nếu chứa
các giọt nước sẽ rơi vào cánh tuabin, lực li tâm có thể gây mất cân bằng cánh động và phá vỡ
chúng. Hơn nữa hơi nước quá nhiệt cung cấp nguồn năng lượng trực tiếp lớn hơn hơi bão hòa
thay vì ngưng tụ để mất khả năng mang lại năng lượng. Trong kỹ thuật sấy ở nhiệt độ cao thì
hơi nước quá nhiệt được ứng dụng để cấp nhiệt trực tiếp cho vật liệu sấy.
Ta có bảng một số thông số nhiệt vật lý của hơi nước quá nhiệt trong khoảng nhiệt độ
(150 ÷ 250) 0C.
Bảng 2. Thông số nhiệt vật lý của hơi nước quá nhiệt
Thông số
Khối lượng
riêng ρ(kg/cm3)

Entanpi i(kJ/kg)

Entropi
s(kJ/kgK)
Nhiệt dung riêng
đẳng áp

Áp suất(bar)
0,05
0,5
5
0,05

0,5
5
0,05
0,5
5
0,05
0,5

150
0,026
0,257
2783,4
2780,1
9,009
7,941
1,917
1,949
4

Nhiệt độ(0C)
200
0,023
0,229
2,353
2879,9
2877,7
2855,1
9,225
8,159
7,059

1,941
1,959

250
0,021
0,207
2,108
2977,6
2976,1
2961,1
9,421
8,356
7,272
1,969
1,978


KỶ YẾU HỘI NGHỊ SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC, TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG – THÁNG 5 NĂM 2013

Cp(kJ/kgK)
Độ nhớt động
lực học
μ(kg/m.s)
Hệ số dẫn nhiệt
λ(W/mK)

5
0,05
0,5
5

0,05
0,5
5

-5

1,412.10
1,41.10-5

28,595.10-3
28,674.10-3

2,160
1,608. 10-5
1,606. 10-5
1,594. 10-5
33,241.10-3
33,296.10-3
34,243.10-3

2,087
1,808. 10-5
1,807. 10-5
1,7999. 10-5
38,181.10-3
38,227.10-3
38,811.10-3

 Ưu điểm của hơi nước quá nhiệt:
+ Hơi nước quá nhiệt có rất nhiều ưu điểm so với các môi chất khác như nước có nhiều

trong thiên nhiên, rẻ tiền và đặc biệt là không độc hại đối với môi trường và không ăn mòn
thiết bị, do đó nó được sử dụng rất nhiều trong các ngành công nghiệp.
+ Lượng nhiệt lớn và cấp nhiệt được đồng đều.
+ Vận chuyển xa được dễ dàng theo đường ống .
+ Có thể làm việc ở nhiệt độ cao hơn so với hơi nước bão hòa nên có thể dùng để sấy
các vật liệu dễ cháy, dễ nổ.
 Nhược điểm:
+ Hơi nước quá nhiệt rất khó điều chỉnh nhiệt độ và năng lượng của nó vì nó đã trở
thành một chất cách điện và dẫn nhiệt kém như các chất khí khác.
+ Hơi nước quá nhiệt thường dùng để sấy trực tiếp nhưng lại dễ ngưng tụ thành nước
rơi vào vật liệu nên một số thiết bị cần lót một lớp cách nhiệt. Hơn nữa nhiệt độ cao làm độ
bền kim loại giảm nên yêu cầu thiết bị phức tạp và giá thành vì thế cũng không rẻ.
+ Cần phải có lò hơi và lò hơi phải có bộ quá nhiệt để tạo ra hơi quá nhiệt nên chi phí
tương đối cao.
+ Dùng hơi nước quá nhiệt trong các thiết bị trao đổi nhiệt không hiệu quả vì mặc dù
hơi nước quá nhiệt có nhiệt độ cao hơn hơi nước bão hòa cùng áp suất nhưng hệ số truyền
nhiệt thấp và lượng nhiệt quá nhiệt không lớn lắm.
2.2.3. Khói lò
Khói lò được tạo thành khi đốt cháy các nhiên liệu rắn, lỏng hoặc khí ở trong các lò đốt.
Trong các hệ thống sấy, khói lò có thể được dùng với tư cách là tác nhân sấy hoặc với tư cách
là nguồn cung cấp nhiệt lượng để đốt nóng không khí trong calorife khí – khói.
Bảng 3. Thông số nhiệt vật lý của khói
t, 0C

ρ, kg/m3

Cp,
kJ/kg0C

λ.10,

W/mC

α.106,
m2/s

μ.106,
Pa.s

ν.106,
m2/s

Pr

100

0,950

1,068

3,13

30,8

20,4

21,54

0,69

200

0,748

1,097

4,01

48,9

24,5

32,80

0,67

300

0,617

1,122

4,84

69,9

28,2

45,81

0,65

400

0,525

1,151

5,70

94,3

31,7

60,38

0,64

500

0,457

1,185

6,56

121,1

34,8

76,30

0,63

600

0,405

1,214

7,42

150,9

37,9

93,61

0,62

5


KỶ YẾU HỘI NGHỊ SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC, TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NĂM 2013

700

0,363

1,239

8,27

183,8

40,7

112,1

0,61

800

0,330

1,264

9,15

219,7

43,4

131,8

0,60

900

0,301

1,290

10,0

258,0

45,9

152,5

0,59

1000

0,275

1,306

10,90

303,4

48,4

174,3

0,58

 Ưu điểm của khói lò:
+ Nhiệt độ làm việc cao có thể đạt tới 10000C.

+ Được sử dụng phổ biến ở nước ta vì rất kinh tế do không cần thiết phải trang bị lò hơi.
 Nhược điểm:
+ Khói có hệ số tỏa nhiệt đối lưu α rất nhỏ (không quá 1000 W/m 2K) nên diện tích bề
mặt trao đổi nhiệt lớn hơn so với dùng hơi nước hay chất lỏng, thiết bị cồng kềnh.
+ Nhiệt dung riêng thể tích nhỏ nên lượng tiêu hao khói lớn.
+ Cấp nhiệt không được đồng đều vì khói vừa cấp nhiệt vừa nguội đi.
+ Khó điều chỉnh nhiệt độ làm việc hơn so với hơi và chất lỏng nên dễ có hiện tượng
quá nhiệt cục bộ và gây ra phản ứng phụ không cần thiết.
+ Calorife khí – khói làm việc ở nhiệt độ cao cần dùng vật liệu chịu nhiệt.
+ Khói lò thường có bụi và khí độc của nhiên liệu (nhất là nhiên liệu rắn) do đó khi cấp
nhiệt gián tiếp thì bề mặt trao đổi nhiệt sẽ bị bám bẩn bề mặt trao đổi nhiệt còn cấp nhiệt trực
tiếp sẽ bị hạn chế.
+ Trong khói luôn có một lượng ôxy dư (nhất là khi điều chỉnh nhiệt độ khói bằng cách
hòa trộn với không khí bên ngoài trời) ở nhiệt độ cao, khi tiếp xúc với thiết bị sẽ ôxy hoá kim
loại làm hỏng thiết bị. Để làm giảm lượng ôxy trong khói lò người ta có thể dung khí thải
(khói lò sau khi trao đổi nhiệt) để hòa trộn.
+ Nếu cấp nhiệt cho các chất dễ cháy, dễ bay hơi thì không an toàn.
+ Hiệu suất sử dụng thiết bị thấp, lớn nhất 30%.
2.2.3. Dầu truyền nhiệt
Dầu truyền nhiệt là sản phẩm được sản suất từ các dầu khoáng paraffin chọn lọc dùng
cho các hệ thồng truyền nhiệt gián tiếp hoặc truyền nhiệt thứ cấp.
Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại dầu truyền nhiệt. Nhưng nhìn chung mỗi loại
đều phải đảm bảo các yêu cầu chất lượng sau:
- Phải truyền nhiệt tốt.
- Có độ nhớt cao.
- Nhiệt độ bắt cháy cao.
- Có thể trộn lẫn tương thích với các dầu gốc khoáng khác.
- Độ ổn định nhiệt tốt.
Các thông số kỹ thuật của một số loại dầu truyền nhiệt được trình bày trên bảng 4 và
bảng 5.

6


KỶ YẾU HỘI NGHỊ SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC, TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG – THÁNG 5 NĂM 2013

Bảng 4. Thông số vật lý của dầu truyền nhiệt SERIOLA K 3120

Bảng 5. Thông số kỹ thuật một số loại dầu truyển nhiệt theo tiêu chuẩn của Tổ chức Kiểm
định và Thiết bị Hoa Kỳ(ASTM)
Các loại dầu BP
Transcal N

Các
thông số

Castrol
Perfecto
HT 5

SERIOLA
K2120

Mobiltherm
605

CPC
32A

kỹ thuật

Khối lượng riêng ở 150C
(kg/l)

0.872

0,875

0,869

0,857

0,863

Nhiệt dung riêng ở 150C
(kJ/kg0C)

1,84

1,86

1,87

1,79

1,85

Độ dẫn nhiệt ở 150C
(W/m0C)

0,128

0,132

0,133

0,136

0,129

221

245

220

230

260

Nhiệt độ tự bốc cháy ( C)

383

420

378

402

431

Nhiệt độ đông đặc (0C)

- 12

- 13

- 30

-6

- 12

30

30

46,37

30,4

45,65

100 C

5,1

5,2

5,22

5,4

6,8

2000C

1,08

1,16

1,17

1,21

1,26

3000C

0,59

0,60

0,61

0,62

0,67

Trị số trung hòa

(mgKOH/g)

< 0,05

0,03

0,01

Hàm lượng cặn carbon (%)

Không

Điểm chớp cháy (0C)
0

0

Độ nhớt động học ở 40 C
0

2

mm /s (Cst )
0,06
0,05
Không
7

Không

0,05

0,09


KỶ YẾU HỘI NGHỊ SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC, TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NĂM 2013

 Các tính năng nổi bật của dầu truyền nhiệt:
- Chống hình thành cặn bám: Khả năng bền oxy hoá và bền nhiệt (điểm chớp cháy) rất
cao do chúng đã được hydro hoá để tạo nên sản phẩm có khả năng chống oxy hoá và cracking
nhiệt giúp chống sinh ra cặn bùn và cặn cacbon, do đó kéo dài thời gian sử dụng dầu và không
cần bảo trì. Đồng thời cũng đảm bảo an toàn cháy nổ trong quá trình sử dụng ở nhiệt độ cao.
- Duy trì tính năng truyền nhiệt cao.
- Điểm đông đặc thấp giúp bơm dầu dễ dàng ở nhiệt độ thấp.
- Tính đồng hoá tốt nên dễ dàng trộn chúng với dầu truyền nhiệt gốc paraffin khác ở bất
cứ tỷ lệ nào.
- Thiết bị khởi động nhanh: Chỉ số độ nhớt cao và tính năng lưu động ở nhiệt độ thấp
cho phép dầu tuần hoàn nhanh chóng.
- Khả năng bay hơi thấp dù ở nhiệt độ cao, ngăn ngừa khả năng tắc do bay hơi trong khi
bơm.
- Kinh tế khi vận hành ở áp suất thấp: Áp suất hơi thấp ở nhiệt độ cao giúp giảm thiểu
sự bay hơi, hạn chế hiện tượng tạo nút khí và xâm thực bơm, cho phép vận hành hữu hiệu khi
áp suất hệ thống nhỏ. Vì vậy, không cần dùng thiết bị trao đổi nhiệt và hệ thống ống chịu áp
lực cao đắt tiền.
Nhược điểm chính của dầu truyền nhiệt là giá thành cao, dễ bị phân hủy và dầu thải ra
gây ảnh hưởng đến môi trường.
Dưới đây chúng tôi tiến hành so sánh các môi chất hơi nước bão hòa, hơi nước quá nhệt,
khói lò với dầu truyền nhiệt sử dụng cho hệ thống sấy ở nhiệt độ cao dựa trên các tính chất về
khả năng trao đổi nhiệt, khả năng điều chỉnh nhiệt độ, khả năng không bị phân hủy do nhiệt
độ, chất lượng sản phẩm, giá thành sản phẩm, chi phí đầu tư, chi phí vận hành và bảo vệ môi

trường, phạm vi ứng dụng, vv…
Bảng 6. Đánh giá so sánh tính chất của dầu truyền nhiệt với hơi nước bão hòa, hơi nước quá
nhiệt và khói lò
STT

Môi chất
Chỉ tiêu so sánh

Hơi nước bão
hòa

Hơi nước quá
nhiệt

Khói lò

Tốt hơn

Kém hơn

Kém hơn nhiều

Bằng nhau

Khó hơn nhiều

Khó hơn

Thấp hơn nhiều

Thấp hơn

Lớn hơn

1

Khả năng trao đổi nhiệt

2

Khả năng điều chỉnh nhiệt độ

3

Nhiệt độ làm việc cho phép

4

Áp suất làm việc

Cao hơn

Cao hơn

Cao hơn

5

Tính an toàn

Kém hơn

Như nhau

Như nhau

6

Kích thước thiết bị trao đổi
nhiệt

Lớn hơn

Lớn hơn

Lớn hơn nhiều

7

Tuổi thọ của thiết bị trao đổi
nhiệt

Thấp hơn

Thấp hơn

Thấp hơn nhiều

8

Chi phí đầu tư ban đầu

Cao hơn

Cao hơn

Thấp hơn

9

Chi phí vận hành, bảo dưỡng

Đắt hơn

Đắt hơn

Đắt hơn nhiều

10

Hiệu suất sử dụng thiết bị

Thấp hơn

Như nhau

Thấp hơn nhiều

8

KỶ YẾU HỘI NGHỊ SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC, TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG – THÁNG 5 NĂM 2013

11

Bảo vệ môi trường

Tốt hơn

Tốt hơn

Như nhau

12

Phạm vi ứng dụng

Hẹp hơn

Hẹp hơn nhiều

Như nhau

Từ bảng so sánh tính chất của dầu truyền nhiệt với các môi chất khác ta nhận thấy: Dầu
truyền nhiệt có những ưu điểm hoàn toàn nổi trội như khả năng điều chỉnh nhiệt độ dễ dàng,
nhiệt độ làm việc cho phép cao, có thể làm việc ở áp suất thấp, đảm bảo an toàn, thiết bị nhỏ
gọn hoạt động lâu dài với hiệu suất sử dụng cao. Hơn nữa dầu truyền nhiệt có khả năng trao
đổi nhiệt rất tốt, phạm vi ứng dụng rộng và không gây ảnh hưởng đến môi trường xung quanh.
Như vậy: Khi lựa chọn môi chất tải nhiệt cho hệ thống sấy ở nhiệt độ cao mà đặc biệt ở
Việt Nam ở các nhà máy sản xuất tinh bột sắn thì dầu truyền nhiệt được xem là phương án tối

ưu và mang lại hiệu quả kinh tế lớn nhất.
2.3. Tìm hiểu hệ số tỏa nhiệt của dầu truyền nhiệt.
2.3.1. Cơ sở lý thuyết
Trong hầu hết tất cả các thiết bị trao đổi nhiệt sử dụng dầu truyền nhiệt thì dầu thường
chuyển động cưỡng bức bên trong ống dưới tác dụng của bơm dầu và trao đổi nhiệt giữa dầu
với môi chất chuyển động bên ngoài ống chủ yếu là trao đổi nhiệt đối lưu.
Xét một ống trơn nằm ngang có đường kính d 2/d1, chiều dài L làm bằng thép hợp kim.
Vách ống mỏng có chiều dày δ, hệ số dẫn nhiệt của thép λt. Dầu truyền nhiệt chuyển động
cưỡng bức trong ống với tốc độ ω1, nhiệt độ dầu khi vào ống t1’, nhiệt độ dầu khi ra khỏi ống
'

t1”, nhiệt độ trung bình của dầu theo chiều dài ống là tf1 = t1 + t1
2

"

Hình 1. Ống trao đổi nhiệt
Tiêu chuẩn Nutxen (Nu) tính toán hệ số tỏa nhiệt của dầu truyền nhiệt chuyển động bên
trong đường ống xác định theo công thức như sau:
- Ở chế độ chảy tầng Ref1 < 2300:
Nuf1 = 0,15.Ref10,33.Prf10,43.Grf10,1 .(

Pr f 1
Prw1

)0,25.ε1

(1)

- Ở chế độ chảy quá độ Ref1 ∈ [2300 ÷ 104]:

Nuf1 = 0,008.Ref10,9.Prf10,43

(2)
4

- Ở chế độ chảy rối Ref1 > 10 :

9


KỶ YẾU HỘI NGHỊ SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC, TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NĂM 2013

Nuf1 = 0,021.Ref10,8.Prf10,43.(

Pr f 1
Prw1

)0,25.ε1

(3)

2.3.2. Ảnh hưởng của một số đại lượng đến hệ số tỏa nhiệt của dầu truyền nhiệt.
Để tìm hiểu ảnh hưởng của một số đại lượng như nhiệt độ truyền nhiệt, tốc độ dầu
truyền nhiệt, kích thước hình học đến hệ số tỏa nhiệt của dầu truyền nhiệt ta tiến hành tính
toán xác định hệ số tỏa nhiệt của dầu truyền nhiệt chảy trong ống và tính toán với các dữ liệu
cụ thể như sau:
- Nhiệt độ truyền nhiệt tf1: 200, 220, 240, 260, 280 và 3000C
- Tốc độ dầu truyền nhiệt ω1: 0,5; 1,2; 1,8; 2,5 và 3 m/s
- Đường kính trong của ống d1: 40, 52, 68, 84, 97, 110 và 125mm
Các kết quả tính toán được thể hiện trên các bảng 7, 8 và 9 theo nhiệt độ truyền nhiệt,

tốc độ dầu truyền nhiệt và đường kính trong của ống.
Bảng 7. Hệ số tỏa nhiệt của dầu theo nhiệt độ truyền nhiệt (W/m2K)
Nhiệt độ truyền nhiệt của dầu tf1 [0C]

Giả thiết
ω1 [m/s]

d1 [m]

200

220

240

260

280

300

1,8

0,084

1375,95

1443,38

1514,73

1572,12

1622,76

1669,11

Hình 2. Hệ số tỏa nhiệt theo nhiệt độ truyền nhiệt của dầu truyền nhiệt
Bảng 8. Hệ số tỏa nhiệt của dầu truyền nhiệt theo tốc độ ω1 (W/m2K)
Tốc độ dầu truyền nhiệt ω1 [m/s]

Giả thiết
tf1 [0C]

d1 [m]

0,5

1,2

1,8

2,5

3

260

0,084

561,2

1135,21

1572,12

2046,06

2368,21

10


KỶ YẾU HỘI NGHỊ SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC, TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG – THÁNG 5 NĂM 2013

Hình 3. Hệ số tỏa nhiệt theo tốc độ ω1 của dầu truyền nhiệt
Bảng 9. Hệ số tỏa nhiệt của dầu truyền nhiệt theo đường kính trong của ống d1 (W/m2K)
Giả thiết
ω1
tf1
0
[m/s] [ C]
1,8

260

Đường kính trong của ống d1 [mm]
40

52

68

84

97

110

125

1814,02

1721,48

1631,89

1572,12

1544,15

1518,28

1485,87

Hình 4. Hệ số tỏa nhiệt theo đường kính trong ống d1 của dầu truyền nhiệt

11

KỶ YẾU HỘI NGHỊ SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC, TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NĂM 2013

Nhận xét:
1. Dầu truyền nhiệt có hệ số tỏa nhiệt lớn hơn nhiều so với các môi chất tải nhiệt khác như hơi
nước quá nhiệt, khói lò.
2. Ở trong cùng một điều kiện cụ thể:
- Khi nhiệt độ truyền nhiệt hoặc tốc độ dầu truyền nhiệt càng tăng thì hệ số tỏa nhiệt của dầu
truyền nhiệt càng tăng.
- Khi đường kính trong của ống càng tăng thì hệ số tỏa nhiệt của dầu truyền nhiệt càng giảm.
3. Xét đến độ biến thiên hệ số tỏa nhiệt:
- Các hệ số tỏa nhiệt của dầu truyền nhiệt thay đổi khá ít khi thay đổi chế độ nhiệt. Vì vậy
trong quá trình trao đổi nhiệt, dầu truyền nhiệt duy trì được tính năng truyền nhiệt cao nên các
thiết bị gia nhiệt dùng dầu thường có hiệu suất sử dụng nhiệt rất cao.
- Khi thay đổi tốc độ của dầu truyền nhiệt hệ số tỏa nhiệt thay đổi khá nhiều. Vì thế nếu coi hệ
số tỏa nhiệt là hằng số thì không thể tránh khỏi sai số, trong nhiều trường hợp sẽ vượt quá
mức cho phép.
- Các hệ số tỏa nhiệt thay đổi khá ít khi thay đổi đường kính trong của ống. Đặc biệt khi d 1 >
80mm thì các hệ số tỏa nhiệt thay đổi rất ít.
4. Các kết quả tính toán đưa ra ở các bảng số có thể sử dụng để tính toán một cách khá chính
xác hệ số truyền nhiệt thực tế của các thiết bị gia nhiệt dùng dầu truyền nhiệt. Ngoài ra, mặc
dù mật độ dòng nhiệt qα phụ thuộc vào nhiệt độ vách tw, nhưng hệ số tỏa nhiệt của dầu truyền
nhiệt phụ thuộc rất ít vào nó.
5. Độ chênh nhiệt độ của dầu truyền nhiệt khi vào và ra khỏi ống ∆t1 tỉ lệ thuận với tỉ số L/d1.
Trong quá trình tính toán ta nhận thấy rằng ∆t1 khá thấp, vì vậy nhiệt độ của dầu truyền nhiệt
thay đổi rất ít trong suốt quá trình trao đổi nhiệt.
6. Qua quá trình tính toán còn cho thấy, với các dữ liệu tính toán như trên, hầu hết các trường
hợp dầu truyền nhiệt chảy rối trong ống. Hơn nữa hệ số tỏa nhiệt của dầu truyền nhiệt phụ
thuộc rất ít vào nhiệt độ vách t w1. Như vậy ta có thể khái quát thành công thức tổng quát để
xác định gần đúng hệ số tỏa nhiệt của dầu truyền nhiệt chuyển động trong ống trơn nằm
ngang cụ thể như sau:

0,021.ω1 (C pf 1 ρ f 1 ) 0, 43 λ f 1
0,8

α1 =

d1 .ν f 1
0, 2

(Giả sử ε1 ≈ 1; (

0 ,37

Pr f 1
Prw1

0 , 57

, W/m2K

(4)

)0,25 ≈ 1)

Trong đó:
ω1 – Tốc độ dầu truyền nhiệt, m/s
d1 – Đường kính trong của ống, m
Cpf1, ρf1, λf1, νf1 là các thông số vật lý của dầu ở nhiệt độ truyền nhiệt tf1
2.4. Tính toán thiết kế lò dầu truyền nhiệt công suất 1,8 triệu kCal/h
2.4.1. Giới thiệu các loại lò dầu truyền nhiệt.

Lò dầu truyền nhiệt sử dụng rộng rãi tại nước ta từ năm 1990 trong công nghiệp chế
biến hải sản, thực phẩm, rau quả… Thiết bị này sử dụng môi chất mang nhiệt là dầu chuyên
dụng (môi chất không chịu nén), quá trình trao đổi nhiệt xảy ra trong các cụm ống trao đổi
12


KỶ YẾU HỘI NGHỊ SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC, TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG – THÁNG 5 NĂM 2013

nhiệt bên trong lò. Dầu truyền nhiệt sau khi nhận nhiệt lượng do đốt nhiên liệu, được đưa đến
thiết bị trao đổi nhiệt khác bằng bơm tuần hoàn, với áp suất dầu khí quyển chuyên dụng
không bị hóa hơi ở nhiệt độ làm việc
Nhiên liệu đốt trong các lò này thường là dầu, than đá hoặc gas. Các lò dầu truyền
nhiệt đốt dầu (FO, DO) hoặc khí gas có hiệu suất làm việc rất cao tuy nhiên từ khi giá dầu và
gas tăng kéo theo chi phí sản xuất tăng, các nhà máy bắt đầu chuyển sang dùng than đá, chi
phí sản xuất giảm hơn một phần ba do vậy giá thành sản phẩm thấp hơn. Lò dầu truyền nhiệt
đốt than được sử dụng chủ yếu ở các nhà máy tinh bột sắn là lò đốt than ghi ngang và lò đốt
than ghi xích. Lò ghi ngang được sử dụng trong các nhà máy có công suất nhỏ và vừa còn lò
ghi xích sử dụng trong các nhà máy có công suất lớn.

Hình 5. Lò dầu truyền nhiệt đốt dầu và đốt than
Ưu điểm của lò dầu truyền nhiệt đốt than đá
Để gia nhiệt cho không khí, lò dầu truyền nhiệt đốt than đá có nhiều ưu điểm hơn so với lò
hơi:
- Độ an toàn cao, chế độ thủy động tốt: Dùng lò dầu truyền nhiệt có thể đạt nhiệt độ cao mà
áp suất môi chất thấp, an toàn cho người sử dụng.
- Hiệu suất cao, khởi động nhanh.
- Giá thành lắp đặt thấp
- Dễ sử dụng và bảo trì, bảo dưỡng.
- Tuổi thọ cao do không có sự ăn mòn trong ống.
- Ổn định với mọi chế độ phụ tải.

- Thân lò được cách nhiệt tốt bằng bông thủy tinh có mật độ cao. Bên ngoài bọc bằng tôn sơn
tĩnh điện đảm bảo độ bền và tính mỹ thuật.
Ngoài ra còn có các lò dầu truyền nhiệt sử dụng chế độ đốt khí biogas kết hợp với đốt
than đá. Công nghệ này khá đơn giản, chủ yếu là lắp vào lò đốt than một số ống dẫn biogas
rồi đốt biogas này thay thế cho than. Hiệu quả mang lại là giúp các nhà máy tinh bột sắn có
thể tiết kiệm được nhiên liệu trong quá trình vận hành lò dầu truyền nhiệt.
Bên cạnh đó lò dầu truyền nhiệt loại này cũng có những điểm hạn chế:
+ Khí biogas được sản xuất tại các nhà máy tinh bột sắn có hàm lượng metan thấp
13


KỶ YẾU HỘI NGHỊ SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC, TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NĂM 2013

(60%) và hàm lượng H2O cao (10%). Đặc điểm này làm cho nhiệt trị của biogas giảm xuống
còn khoảng 20.000kJ/m3tc, làm giảm hiệu suất và công suất của lò.
+ Do trong biogas còn chứa một hàm lượng H 2S đáng kể (khoảng 10%) nên quá trình ăn
mòn thiết bị xảy ra nhanh làm giảm tuổi thọ và khả năng làm việc của thiết bị.
+ Lượng biogas sinh ra không đều về hàm lượng và lưu lượng làm ảnh hưởng đến quá
trình vận hành. Nếu biogas bị thiếu hụt trong một thời gian ngắn cũng làm cho quá trình làm
việc của lò bị gián đoạn.
2.4.2. Thiết kế lò dầu truyền nhiệt công suất công suất 1,8 triệu kCal/h
Thông số và phương pháp tính toán
Trong các nhà máy sản xuất tinh bột sắn thì lò dầu truyền nhiệt được dùng rất phổ
biến. Ở đây chúng tôi đã tiến hành tính toán thiết kế một lò dầu truyền nhiệt cụ thể với công
suất 1,8 triệu kCal/h.
Dầu truyền nhiệt được chọn sử dụng là loại dầu Shell Thermia B là đã được tinh chế
có khả năng chống sự phân hủy nhiệt cao, bay hơi thấp và có đặc tính nhiệt nhớt tốt đảm
bảo hiệu suất truyền nhiệt cao và tuổi thọ dài lâu.
Nhiên liệu đốt là khí biogas kết hợp với than Antraxit để đề phòng trường hợp thiếu
nhiên liệu khí. Than antraxit có nhiệt trị cao, dễ cháy, nguồn nguyên liệu sẵn có, ổn định, và

giá thành rẻ nên tiết kiệm được chi phí sản xuất hiệu quả kinh tế cao.
Do yêu cầu thiết bị nhỏ gọn, nhiên liệu đốt chính là than để tiết kiệm chi phí vì vậy ta
chọn kiểu lò đứng. Lò có cấu tạo gồm có 3 pass với hai dãy vòng ống, với kết cấu vòng ngoài
trước sau đó vòng vòng trong. Nhiên liệu khí biogas được đốt cháy trong buồng lửa hoặc than
đá được đốt trên ghi. Qúa trình cháy sẽ diễn ra trong pass thứ nhất, sản phẩm cháy sau khi ra
khỏi pass này tiếp tục đi vào pass thứ hai và sản phẩm cháy ra khỏi pass này tiếp tục đi vào
pass thứ 3 sau đó đi qua ống khói và được thải ra ngoài.

14


KỶ YẾU HỘI NGHỊ SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC, TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG – THÁNG 5 NĂM 2013

Hình 6. Cấu tạo lò dầu truyền nhiệt
Chú thích:
1 - Nắp trên lò.
2 - Đường dầu ra.
4 - Đường dầu vào.
5 - Buồng đốt lò.
7 - Cửa buồng đốt.
8 - Cửa xả tro.
10 - Lớp bảo ôn.
11 - Vòng ống ngoài.
Các thông số tính toán của lò dầu truyền nhiệt như sau:
+ Công suất nhiệt
Q = 1.800000 kCal/h
+ Nhiệt độ không khí lạnh tkk = 300C
+ Nhiệt độ dầu truyền nhiệt ra khỏi lò θ r = 2900C

3 - Thân lò.

6 - Ghi lò.
9 - Vòi phun Biogas.
12 - Vòng ống trong.

+ Nhiệt độ dầu truyền nhiệt vào lò θ v = 2600C
+ Nhiệt dung riêng của dầu truyền nhiệt Cp = 2100 J/kgK
+ Áp suất làm việc P = 10 kg/cm2
Để tính toán nhiệt của lò ta tiến hành tính toán cho từng pass một. Pass thứ nhất cũng
chính là buồng lửa nên trao đổi nhiêt chủ yếu lá trao đổi kiểu bức xạ, ở pass 2 và pass 3 nhiệt
độ vẫn cao nên trao đổi nhiệt đồng thời cả hai bức xạ và đối lưu.
Do nhiệt trị của khí biogas lớn hơn của than nhiều nên ta chỉ cần tính toán nhiệt của lò
cho nhiên liệu than đủ là khí biogas cũng sẽ đủ.
Cấu trúc lò dầu truyền nhiệt
Lò dầu truyền nhiệt cấu tạo gồm buồng đốt và phần trao đổi nhiệt. Thân lò là lớp thép
tấm CT3 dày 8mm. Diện tích trao đổi nhiệt gồm hai dãy vòng ống xoắn dang lò xo xếp sát
nhau. Buồng lửa hình trụ tròn xây bằng gạch chịu nhiệt dày 230 mm có đường kính bằng
đường kính của vòng ống trao đổi nhiệt phía trong của lò. Diện tích đáy buồng lửa bằng diện
tích mặt ghi lò.
- Chiều cao của lò:

H = 5,517 m

- Chiều rộng của lò:

L = 2,2 m

- Đường kính ống trao đổi nhiệt:

d = 0,09 m

- Đường kính vòng ống trao đổi nhiệt phía trong thân lò:

D1 =1,58 m

- Đường kính vòng ngoài của ống:

D2 =1,9 m

- Đường kính vòi phun biogas:

dv = 0,074 m

- Đường kính ống thải khói:

dk = 0,6 m

- Thể tích buồng lửa:

Vbl = 5,004 m3

- Diện tích bề mặt ghi:

R = 2,7 m2

-

Vật liệu làm ống:

Thép C20

Thông số khói
- Nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa (pass 1):

θ bl" = 644,630C

- Tốc độ khói đi trong pass 1:

ω1 = 8.5 m/s

- Nhiệt độ khói ra khỏi pass 2:

θ p" 2 = 4160C
15


KỶ YẾU HỘI NGHỊ SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC, TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NĂM 2013

- Tốc độ khói đi trong pass 2:

ω2 = 12,49 m/s

- Nhiệt độ khói ra khỏi pass 3:

θ p" 3 = 299,250C

- Tốc độ khói đi trong pass 3:

ω1 = 7,81 m/s

Kết quả tính toán

- Tổng công suất nhiệt của lò than:

Q = 2085,31 kW

- Lưu lượng dầu:

V = 70 m3/h

- Lượng nhiên liệu tiêu hao khi đốt than:

Bt = 348,05 kg/h

- Lượng nhiên liệu tiêu hao khi đốt khí biogas:

Bb = 499,57 m3/h

- Số vòi phun biogas:

nv = 2

- Số vòng ống trao đổi nhiệt:

no = 40 vòng

- Hiệu suất của lò:

η = 71,94 %

3. Kết luận
Qua kết quả nghiên cứu các môi chất tải nhiệt dùng trong kỹ thuật sấy ở nhiệt độ cao,

chúng tôi có một số kết luận và đề xuất như sau:
- Với ưu điểm nổi bật là giảm được thời gian sấy và không gian sấy, nhu cầu về thiết bị sấy sử
dụng nhiệt độ cao ngày càng tăng, đặc biệt là trong ngành công nghiệp sản xuất và chế biến
tinh bột sắn, ngành công nghiệp xuất khẩu mà nước ta đứng hàng thứ 3 trên thế giới.
- Dầu truyền nhiệt là môi chất tải nhiệt tối ưu mang lại hiệu quả kinh tế cho hệ thống sấy
trong các nhà máy sản xuất tinh bột sắn ở Việt Nam. Điểm nổi trội của dầu là sau khi truyền
nhiệt được thu hồi triệt để và tái sử dụng. Hơn nữa dầu truyền nhiệt có hệ số tỏa nhiệt lớn và
duy trì được tính năng truyền nhiệt cao, khả năng bền oxy hóa và bền nhiệt cũng rất tốt nên
đảm bảo an toàn cháy nổ trong quá trình sử dụng ở nhiệt độ cao.
- Với những kết quả đạt được ban đầu, trong thời gian tới chúng ta có thể tiếp tục có những
nghiên cứu để lựa chọn các môi chất tải nhiệt ở nhiệt độ cao dùng cho các hệ thống khác như
điều hòa không khí, hệ thống sản xuất hơi, nước nóng và các hệ thống gia nhiệt khác trong
các phân xưởng, nhà máy.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.1. Phạm Lê Dần, Đặng Quốc Phú, Cơ sở kỹ thuật nhiệt, Nhà Xuất Bản Giáo Dục.
1.2. Hoàng Văn Chước, Kỹ thuật sấy, NXB khoa học kỹ thuật.
1.3. Hoàng Ngọc Đồng, Giáo trình lò hơi.
1.4. Trần Thanh Kỳ, Thiết kế lò hơi, NXB khoa học kỹ thuật.
[5] Hoàng Ngọc Đồng, Tính nhiệt thiết bị lò hơi, Trường ĐH Bách khoa Đà Nẵng.
16


KỶ YẾU HỘI NGHỊ SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC, TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG – THÁNG 5 NĂM 2013

[6] Hoàng Kim Cơ, Tính toán kỹ thuật nhiệt luyện kim, Nhà Xuất Bản Giáo Dục.
[7] Bùi Hải, Trần Văn Vang, Ống nhiệt và ứng dụng của ống nhiệt, NXB Bách khoa Hà Nội.
[8] Nguyễn Bốn, Giáo trình Thiết bị trao đổi nhiệt.
[9] Phạm Xuân Toản, Các quá trình và thiết bị trao đổi nhiệt, NXB khoa học kỹ thuật.
[10] PGS.TSKH.Trần Văn Phú, Tính toán và thiết kế hệ thống sấy, NXB khoa học kỹ thuật.

[11] Kristensen, High temperature drying of organically grown bread rye.
[12] Tiemann, The Kiln Drying of Lumber.

17