NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MÁY SẤY BẮP GIỐNG NĂNG SUẤT 200 TẤNMẺ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU - THIẾT KẾ MÁY SẤY BẮP GIỐNG
NĂNG SUẤT 200 TẤN/MẺ

Họ và tên sinh viên : PHAN NHẬT LONG
Ngành : CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH
Niên khóa : 2005 – 2009

Tp. HỒ CHÍ MINH
Tháng 05/2009


NGHIÊN CỨU – THIẾT KẾ MÁY SẤY BẮP GIỐNG
NĂNG SUẤT 200 TẤN/MẺ

Tác giả

PHAN NHẬT LONG

Khóa luận đƣợc đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng kỹ sƣ ngành
Công nghệ nhiệt lạnh

Giáo viên hƣớng dẫn:
Thạc sĩ NGUYỄN HÙNG TÂM


LỜI CẢM ƠN

Để có kết quả nhƣ ngày hôm nay đầu tiên tôi xin chân thành cảm ơn cha mẹ và
những ngƣời thân trong gia đình chính họ đã nuôi dƣỡng và dìu dắt tôi đến ngày hôm
nay.
Với tất cả lòng biết ơn, tôi xin gởi lời cảm ơn đến ban giám hiệu Trƣờng Đại học
Nông Lâm Tp. HCM và quý thầy cô, đặc biệt là quí thầy cô Khoa Cơ Khí – Công
Nghệ đã tận tình dạy dỗ, truyền đạt những kiến thức quí báu cho tôi trong suốt quá
trình học tập tại trƣờng.
Xin chân thành cảm ơn thầy Thạc sĩ Nguyễn Hùng Tâm đã tận tình hƣớng dẫn,
giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài.
Sau cùng tôi xin cảm ơn Kỹ sƣ Trần Quang Thái, chú Hiếu ( xƣởng cơ khí Gò Vấp)
và các bạn đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài.

Sinh viên thực hiện :
Phan Nhật Long

i


NGHIÊN CỨU – THIẾT KẾ MÁY SẤY BẮP GIỐNG
NĂNG SUẤT 200 TẤN/MẺ

Sinh viên

Giáo viên hƣớng dẫn

Phan Nhật Long

Thạc sĩ Nguyễn Hùng Tâm

TÓM TẮT

Đề tài “ NGHIÊN CỨU – THIẾT KẾ MÁY SẤY BẮP GIỐNG NĂNG SUẤT 200
TẤN/MẺ ”.
* Địa điểm thực hiện:
Khoa Cơ Khí Công Nghệ, Công ty Sản Xuất và Thƣơng Mại Lƣơng Nông, Công ty
giống cây trồng Miền Nam, Công ty giống Đồng Nai và xƣởng cơ khí Gò Vấp.
* Thời gian thực hiện : Từ tháng 3 - 2009 đến tháng 5 -2009.
Đề tài chủ yếu nghiên cứu sự chênh lệch ẩm độ, sự phân bố gió trong buồng sấy và
độ ồn của các quạt trong hệ thống sấy tĩnh dạng vỉ ngang dùng để sấy bắp giống, từ đó
tính toán thiết kế hệ thống sấy bắp trái giống năng suất 200 tấn/mẻ.
Qua quá trình thực hiện đạt đƣợc kết quả nhƣ sau:
- Chênh lệch ẩm giữa lớp trên và lớp dƣới là 9 – 10 % trong thời gian sấy 84 giờ.
- Độ ồn quạt giảm từ 97 dB(A) xuống còn 86 dB(A).
- Thiết kế lý thuyết một hệ thống sấy bắp trái giống năng suất 200 tấn/mẻ có 4 buồng
sấy với kích thƣớc 9 x 5 x 2,9 m/buồng.

ii


RESEARCHING – DESIGNING THE CORN SEED DRYER WITH
CAPACITY OF 200 TON PER BATCH

Student:

Supervisor

Phan Nhat Long

Master Nguyen Hung Tam

SUMMARY

* Location:
Faculty of engineering and technology, company production and trade Luong
Nong, southern seed company, Dong Nai seed company and workshop Go Vap.
* Duration : From 3 – 2009 to 5 – 2009.
The subject focus on reseaching the difference moisture and the noise of fan in the
bin dryer system which use to dry corn seed. Based on the results to design the corn
seed dryer with capacity of 200 ton per bath.
* The result:
- The moisture difference between the top and the bottom layer are 9 – 10 %.
The drying time is 84 hours.
- The noise of fan reduce from 97 dB(A) to 86 dB(A).
- The corn seed dryer with capacity of 200 ton per bath was designed. The
system have 4 bin with size 9 m long x 5 m wide x 2,9 m hight/bin.

iii


MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................................i
TÓM TẮT....................................................................................................................... ii
MỤC LỤC ......................................................................................................................iv
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ......................................................................... vii
DANH SÁCH CÁC BẢNG ........................................................................................ viii
DANH SÁCH CÁC HÌNH .......................................................................................... viii
Chƣơng 1 MỞ ĐẦU ........................................................................................................1
1.1 Dẫn nhập ...................................................................................................................1
1.2 Mục đích ...................................................................................................................3
Chƣơng 2 TỔNG QUAN.................................................................................................4
2.1 Một số vấn đề bắp trái ..............................................................................................4

2.1.1 Cấu tạo của bắp trái ...............................................................................................5
2.1.2 Những tính chất vật lý của trái bắp .......................................................................5
2.2 Đại cƣơng về sấy .......................................................................................................5
2.2.1 Khái niệm ..............................................................................................................5
2.2.2 Các đặc trƣng trạng thái ẩm của vật liệu ...............................................................5
2.2.4 Đƣờng cong sấy và đƣờng cong tốc độ sấy............................................................6
2.2.5 Các yếu tố cơ bản ảnh hƣởng đến quá trình sấy ....................................................6
2.3 Xác định trở lực đối với sự chuyển động của tác nhân sấy ......................................7
2.3.1 Trở lực của khối bắp ...............................................................................................7
2.3.2 Trở lực qua sàn đục lỗ ...........................................................................................7
2.3.3 Trở lực do ma sát với hệ thống ống ........................................................................8
2.3.4 Trở lực cục bộ ........................................................................................................9
2.3.5 Trở lực do áp suất động đầu quạt ...........................................................................9
2.3.6 Trở lực toàn hệ thống .............................................................................................9
2.4 Máy sấy tĩnh vỉ ngang ...............................................................................................9
2.4.1 Cấu tạo ...................................................................................................................9
iv


2.4.2 Nguyên lý hoạt động ...........................................................................................10
2.5 Sơ lƣợc về quạt .......................................................................................................10
2.5.1 Khái niệm chung và phân loại quạt .....................................................................10
2.5.2 Các thông số của quạt ..........................................................................................11
2.5.3 Quạt ly tâm ..........................................................................................................12
2.5.4 Quạt hƣớng trục ...................................................................................................13
2.6 Tiếng ồn của quạt ...................................................................................................14
2.6.1 Ồn do khí động. ....................................................................................................14
2.6.2 Ồn cơ học :............................................................................................................14
2.7 Vật liệu và phƣơng pháp giảm ồn: ..........................................................................14
2.7.1 Khái niệm tiếng ồn ...............................................................................................14

2.7.2 Các đặc trƣng cơ bản của âm thanh ......................................................................15
2.7.3 Ảnh hƣởng của tiếng ồn .......................................................................................16
2.7.4 Vật liệu hút âm ....................................................................................................16
2.7.5 Các biện pháp chống ồn . .....................................................................................17
2.7.6 Một số kết cấu hút âm ..........................................................................................17
2.8 Tính toán độ ồn quạt ...............................................................................................19
Chƣơng 3 NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................................21
3.1 Phƣơng pháp ............................................................................................................21
3.1.1 Khảo nghiệm quạt ................................................................................................21
3.1.2 Sấy .......................................................................................................................23
3.2 Phƣơng tiện .............................................................................................................25
Chƣơng 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......................................................................26
4.1 Khảo sát một số mẫu máy sấy ................................................................................26
4.1.1 Khảo sát máy sấy bắp giống tại Công ty giống cây trồng Miền Nam..................26
4.1.2 Khảo sát máy sấy bắp giống Công ty Sản Xuất và Thuơng Mại Lƣơng Nông ...27
4.1.3 Khảo sát máy sấy bắp giống Công ty cây giống Đồng Nai ..................................28
4.2 Khảo nghiệm quạt gắn bộ tiêu âm với bông thủy tinh ............................................28
4.3 Thí nghiệm sấy bắp giống LNS 222 ........................................................................32
4.3.1 Mục đích thí nghiệm ............................................................................................32
v


4.3.2 Kết quả thí nghiệm ...............................................................................................32
4.4 Khảo sát ẩm độ tại máy sấy bắp giống Công ty Sản Xuất và Thƣơng Mại Lƣơng
Nông: .............................................................................................................................33
4.4.1 Mục đích ..............................................................................................................33
4.4.2 Kết quả khảo sát ...................................................................................................33
4.5 Tính toán thiết kế máy sấy bắp trái giống năng suất 200 tấn/mẻ ...........................35
4.5.1 Mục đích thiết kế ..................................................................................................35
4.5.2 Lựa chọn mô hình ................................................................................................35

4.5.3 Chọn lựa các thông số thiết kế ............................................................................36
4.5.4 Tính toán nhiệt cho quá trình sấy ........................................................................36
4.5.5 Chọn quạt hƣớng trục hai tầng cánh .....................................................................40
4.5.6 Chọn bộ giảm ồn .................................................................................................41
Chƣơng 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ..........................................................................42
5.1 Kết luận....................................................................................................................42
5.2 Đề nghị ....................................................................................................................42
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

vi


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34

KÝ HIỆU
ωO
ω
u
ΔPb
ΔPlo
Re
ρ
μ

V
d
ΔPong
f
ε
ΔPcb
β
g
R
H
Q
PLT
Ptt
ηt
n
Lc
Lp
r
δ
KW
Tdb
TW
I
Rh
Nq
Ndc

TÊN GỌI
Độ ẩm tuyệt đối
Độ ẩm toàn phần

Độ chứa ẩm
Trở lực khối bắp
Trở lực qua sàn lỗ
Số Reynold
Khối lƣợng riêng thể tích không khí
Độ nhớt không khí
Vận tốc
Đƣờng kính ống
Trở lực qua hệ thống ống
Hệ số ma sát
Độ nhám tuyệt đối
Trở lực cục bộ
Hệ số trở lực cục bộ
Gia tốc trọng trƣờng
Bán kính quạt
Trở lực toàn hệ thống
Lƣu lƣợng gió
Công suất lý thuyết
Công suất thực tế
Hiệu suất tĩnh
Số vòng quay
Mức cƣờng độ âm
Mức áp suất âm
Sức cản thổi khí
Chiều dày vật liệu
Mức cƣờng độ âm
Nhiệt độ bầu khô
Nhiệt độ bầu ƣớt
Enthanlpy
Ẩm độ tƣơng đối

Công suất quạt
Công suất động cơ

vii

ĐƠN VỊ
%
%
kg ẩm/kg vật khô
Pa
Pa
kg/m3
N.s/m2
m/s
m
Pa
mm
mmH2O
m/s2
m
mmH2O
m3/s
Kw
kW
%
v/ph
dB
dB
N.S/cm4
cm

dB
O
C
O
C
kJ/kgkkk
%
kW
kW


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Hệ số ...............................................................................................................7
Bảng 2.2 : Trị số KW của các loại quạt. ........................................................................20
Bảng 4.1: Đối với máy sấy sử dụng quạt ly tâm:..........................................................26
Bảng 4.2 : Kết quả đo trở lực lớp bắp tại Công ty Lƣơng Nông. .................................26
Bảng 4.3: Kết quả khảo nghiệm quạt hƣớng trục không có bộ giảm ồn. .....................29
Bảng 4.4: Kết quả khảo nghiệm quạt hƣớng trục có bộ giảm ồn. ................................30
Bảng 4.5: Kết quả khảo nghiệm quạt hƣớng trục có bộ giảm ồn và lớp bông thủy tinh.
.......................................................................................................................................30
Bảng 4.6: So sánh 3 bƣớc thực hiện .............................................................................30
Bảng 4.7: Trở lực theo vận tốc gió bề mặt: ..................................................................32
Bảng 4.8: Kết quả sấy thí nghiệm .................................................................................32
Bảng 4.9: Kết quả ẩm độ hạt sau khi sấy mẻ 1. ............................................................34
Bảng 4.10: Kết quả ẩm độ hạt sau khi sấy mẻ 2. ..........................................................34
Bảng 4.11 : Số liệu các thông số thiết kế: .....................................................................36
Bảng 4.12 : Kết quả tính toán và chọn thiết bị. ............................................................41

DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1: Trái bắp ...........................................................................................................4

Hình 2.2 : Đƣờng cong sấy và đƣờng cong tốc độ sấy...................................................6
Hình 2.3 : Sơ đồ bố trí ống phân phối gió ....................................................................10
Hình 2.4 : Đồ thị đƣờng đặc tính quạt ..........................................................................11
Hình 2.5 : Cấu tạo quạt ly tâm ......................................................................................12
Hình 2.6 : Quạt dạng ống..............................................................................................13
Hình 2.7 : Quạt hƣớng trục 2 tầng cánh .......................................................................13
Hình 2.8 : Cấu tạo bộ phận giảm âm ............................................................................18
viii


Hình 2.9 : Tấm dao động cộng hƣởng hút âm ..............................................................18
Hình 2.10 :Vật liệu xốp đặt sau tấm đục lỗ ..................................................................19
Hình 3.1 : Sơ đồ hệ thống ống khảo nghiệm ................................................................22
Hình 3.2 : Sơ đồ bố trí thí nghiệm ................................................................................24
Hình 4.1: Mặt bẳng máy sấy Công ty Lƣơng Nông .....................................................27
Hình 4.2 : Mặt bằng máy sấy Công ty cây giống Đồng Nai ........................................28
Hình 4.3 : Bộ hƣớng dòng âm ......................................................................................29
Hình 4.4 : Đƣờng đặc tính quạt HT_900_1T ...............................................................31
Hình 4.5 : Đồ thị so sánh mức độ ồn của ba bƣớc thực hiện........................................31
Hình 4.6 : Đồ thị mô tả diễn biến nhiệt độ của quá trình sấy .......................................33

ix


Chƣơng 1
MỞ ĐẦU

1.1 Dẫn nhập :
Nhu cầu tiêu thụ bắp hạt hiện nay đang trở thành vấn đề thời sự không chỉ trong
nƣớc mà cả thế giới. Trƣớc đây các nhà máy chế biến thức ăn gia súc nƣớc ta thƣờng

nhập khẩu bắp hạt với giá bình quân 100 USD/tấn do nguồn nguyên liệu này trong
nƣớc không đáp ứng đủ, nhƣng hiện nay, cuộc khủng hoảng lƣơng thực toàn cầu đã tác
động không nhỏ đến nguồn cung của thế giới, giá bắp hạt đã tăng lên gấp 3-4 lần.
Không chỉ trƣớc mắt mà về lâu dài, thị trƣờng tiêu thụ bắp vẫn còn rất rộng mở, bởi lẽ
bắp không chỉ là lƣơng thực, nguyên liệu cơ bản để chế biến thức ăn gia súc mà còn là
nguồn nguyên liệu cho năng lƣợng sinh học - nguồn năng lƣợng sạch. Chỉ riêng chế
biến thức ăn gia súc mỗi năm gần 100 nhà máy chế biến thức ăn gia súc loại lớn ở
nƣớc ta tiêu thụ khoảng hơn 4 triệu tấn bắp nguyên liệu, trong khi đó nguồn cung nội
địa chỉ đáp ứng khoảng 30% nhu cầu, trong năm 2008 nhu cầu nguyên liệu khoảng
gần 6 triệu tấn, vì thế thị trƣờng nội địa vẫn đang rất hấp dẫn đối với ngƣời trồng bắp.
Nhƣng để hạt bắp trở thành hàng hoá có giá trị trên thị trƣờng thì ngay từ bây giờ phải
thay đổi thói quen canh tác đã quá lạc hậu của ngƣời dân. Đứng trƣớc thực trạng trên,
việc đƣa hạt giống bắp vừa đạt năng suất cao vừa có chất lƣợng tốt vào sản xuất là hết
sức cần thiết.
Với điều kiện khí hậu nhiệt đới nhƣ nƣớc ta, bắp đƣợc thu hoạch về có độ ẩm rất
cao (30% - 38%). Nếu không kịp làm khô thì hạt sẽ mau bị nảy mầm và bị nấm mốc.
Khi đổ đống trong kho hoặc trên sân phơi ủ bạt trong mùa mƣa thì với sự hô hấp của
hạt sẽ tạo ra nhiệt độ thuận lợi cho nấm mốc phát triển, còn vào mùa nắng khi phơi
trên sân thì nhiệt độ có thể tăng lên trên 45 OC điều này không tốt đối với bắp giống sẽ
làm giảm tỷ lệ nảy mầm và khả năng nảy mầm, giả sử nếu phơi sấy ở nhiệt độ thích
1


hợp tỷ lệ nảy mầm là 95% trong vòng 12 tháng còn nếu nhiệt độ quá cao thì sau 5 đến
6 tháng tỷ lệ nảy mầm chỉ còn 75% đến 80%. Nếu phơi trên sân tỷ lệ rạn nứt hạt gia
tăng 3 đến 6 %. Ngoài ra để bảo quản hạt tốt trong thời gian dài thì độ ẩm của hạt phải
đạt xấp xỉ 10% tức nhỏ hơn ẩm độ cân bằng của nó trong điều kiện môi trƣờng là 25
O

C và độ ẩm 60% đến 90%. Điều kiện này không thể đạt đƣợc nếu sử dụng phƣơng

pháp làm khô truyền thống do đó buộc phải sấy cƣỡng bức bằng không khí nóng.
Để sấy bắp giống ngƣời ta thƣờng áp dụng phƣơng pháp sấy tĩnh vì có ƣu điểm đơn
giản, dễ chế tạo, giá thành thấp bên cạnh đó nó có những nhƣợc điểm nhƣ ẩm độ đạt
không đều giữa các vị trí trong cùng một lớp nếu diện tích sàn lớn, chênh lệch ẩm còn
khá cao giữa các lớp nếu bề dày lớp bắp quá lớn và nếu là một nhà máy có công suất
lớn lắp đặt nhiều quạt hƣớng trục thì độ ồn còn lớn.
Việc nghiên cứu và cải tiến hệ thống máy sấy tĩnh này đã đƣợc tiến hành tại trƣờng
ĐHNL Tp HCM do Thạc sĩ Nguyễn Hùng Tâm bƣớc đầu áp dụng tại một số nơi nhƣ
tại công ty sản xuất và thƣơng mại Lƣơng Nông, công ty cây giống Đồng Nai nhằm
giảm sự chênh lệch ẩm và tăng độ đồng đều về ẩm độ trên một diện tích rộng, sấy với
bề dày 2 m đến 2,2 m trong thời gian tƣơng đƣơng với máy sấy dạng cũ, thời gian sấy
có thể tùy biến theo ẩm độ của lớp bắp trên cùng. Bằng những mô hình thí nghiệm và
khảo nghiệm tại xƣởng về bộ chuyển ồn đã bƣớc đầu giảm đáng kể lƣợng ồn phát ra từ
quạt và có thể áp dụng cho các máy sấy trong tƣơng lai gần.
Đƣợc sự đồng ý của khoa cơ khí công nghệ trƣờng ĐH Nông Lâm Tp HCM, bộ
môn Công Nghệ Nhiệt Lạnh. Với sự hƣớng dẫn của thầy Th.s Nguyễn Hùng Tâm và
thừa kế những kinh nghiệm từ việc nghiên cứu trên.Tôi đã thực hiện đề tài:
“ NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ MÁY SẤY BẮP GIỐNG NĂNG SUẤT 200
TẤN/MẺ ”

2


1.2 Mục đích :
Nghiên cứu và thiết kế máy sấy bắp năng suất 200 tấn/mẻ. Cụ thể gồm :
 Khảo sát một số máy sấy bắp giống, quan tâm về trở lực, độ ồn và sự chênh lệch
ẩm độ hạt.
 Khảo nghiệm quạt để xác định đƣờng đặc tính của một quạt hƣớng trục và bộ
phận giảm ồn đã có sẵn.

 Thí nghiệm sấy bắp giống loại SLN 222, xác định trở lực lớp bắp, diễn biến
nhiệt độ và sự chênh lệch ẩm của hạt giữa các lớp.
 Tính toán thiết kế một hệ thống máy sấy năng suất 200 tấn/mẻ.

3


Chƣơng 2
TỔNG QUAN

2.1 Một số vấn đề bắp trái : /1/
Râu bắp

Hạt bắp

Lá bắp

Cuống bắp
Hình 2.1: Trái bắp

4


2.1.1 Cấu tạo của bắp trái : hình 2.1
2.1.2 Những tính chất vật lý của trái bắp :
Kích thƣớc hình học của trái bắp:
- Chiều dài trái : 18 ÷ 22 cm
- Đƣờng kính : 3 ÷ 7 cm
- Mỗi trái : 10 ÷ 16 hàng hạt
- Mỗi hàng : 30 ÷ 50 hột

- Tỷ lệ hạt trên trái : 75 ÷ 85 %
2.2 Đại cƣơng về sấy : /9/
2.2.1 Khái niệm :
Quá trình sấy là quá trình lấy ẩm ra khỏi vật liệu sấy, bản chất của quá trình sấy là
bao gồm quá trình khuếch tán ẩm từ bên trong ra lớp bề mặt bên ngoài của vật liệu và
quá trình chuyển hơi nƣớc từ bề mặt bên ngoài vật liệu ra môi trƣờng xung quanh.
2.2.2 Các đặc trƣng trạng thái ẩm của vật liệu :
Trạng thái của vật liệu ẩm đƣợc xác định bởi nhiệt độ và ẩm độ của nó. Độ ẩm của
vật liệu có thể biểu thị qua : độ ẩm tuyệt đối, độ ẩm toàn phần, độ chứa hơi và nồng độ
ẩm.
a) Độ ẩm tuyệt đối: là tỉ số giữa khối lƣợng ẩm chứa trong vật với khối lƣợng vật khô
tuyệt đối – ký hiệu : ωo %
0

Gn
.100
Gk

[%]

(1)

ωo có giá trị từ 0  α (vật có ωo = 0 là vật khô tuyệt đối, vật có ωo = α là vật chứa toàn
nƣớc)
b) Độ ẩm toàn phần: là tỉ số giữa khối lƣợng ẩm chứa trong vật với khối lƣợng của vật
ẩm – ký hiệu ω %
Gn
.100
G

Gn
.100
Gn Gk

[%]

(2)

có giá trị từ 0 ÷ 100% (vật có ω = 0 là vật khô tuyệt đối, vật có ω = 100% là vật
chứa toàn nƣớc).
c) Độ chứa ẩm: là tỉ số giữa lƣợng ẩm chứa trong vật với khối lƣợng vật khô tuyệt đối
Ký hiệu u kg ẩm/kg vật khô
5


u

Gn
kg ẩm/kg vật khô
Gk

(3)

d) Nồng độ ẩm : là khối lƣợng ẩm chứa trong một m3 vật thể.
Ký hiệu : Na kg/m3.
Na =

Gn
kg/m3
V

(4)

e) Độ ẩm cân bằng : là độ ẩm của vật khi ở trạng thái cân bằng với môi trƣờng xung
quanh vật.
2.2.4 Đƣờng cong sấy và đƣờng cong tốc độ sấy:
Đƣờng biểu diễn mối quan hệ giữa độ ẩm vật liệu với thời gian sấy gọi là đƣờng
cong sấy.
Đƣờng biểu diễn mối quan hệ giữa độ ẩm vật liệu với tốc độ sấy gọi là đƣờng cong
tốc độ sấy.
t,

%
A

U= d
F.d
B
K

Umax

tk

B

tö
t1

cb

K
M

C

N

C

A
cb

Hình 2.2 :Đƣờng cong sấy và đƣờng cong tốc độ sấy
2.2.5 Các yếu tố cơ bản ảnh hƣởng đến quá trình sấy :
 Vật liệu sấy :
 Bản chất vật liệu sấy: cấu trúc, thành phần hóa học, đặc tính liên kết ẩm.
 Hình dáng vật liệu : kích thƣớc, chiều dày, bề mặt vật liệu.
 Độ ẩm đầu, độ ẩm cuối và độ ẩm tới hạn của vật liệu.
 Trạng thái của vật liệu khi sấy : tĩnh, động, tầng sôi.

6

%


 Tác nhân sấy :
 Loại tác nhân sấy: không khí, khói lò.
 Ẩm độ, nhiệt độ, vận tốc tác nhân sấy.
 Điều kiện tiếp xúc (gián tiếp, trực tiếp) giữa tác nhân sấy và vật liệu sấy.

 Sự chênh lệch nhiệt độ ban đầu và cuối của tác nhân sấy.
 Cấu tạo máy sấy
 Phƣơng thức sấy
 Chế độ sấy
2.3 Xác định trở lực đối với sự chuyển động của tác nhân sấy :
2.3.1 Trở lực của khối bắp:/12/
Khi dòng tác nhân sấy có áp, đƣợc thổi cƣỡng bức xuyên qua lớp bắp thì sự sụt áp
nhất định xảy ra. Sự mất mát năng lƣợng này, là do ma sát của sự chuyển động hỗn
loạn, dòng tác nhân sấy khi va chạm với bề mặt của lớp bắp và chủ yếu mất mát dƣới
dạng tĩnh áp. Sự sụt tĩnh áp này phụ thuộc chủ yếu vào lƣu lƣợng không khí xuyên qua
lớp hạt. Phƣơng trình tính toán của Shedd dƣới đây đƣợc sử dụng để tính độ sụt áp.
Pb
L

a *Vm 2
Pa
ln(1 b *Vm )

(5)

Trong đó :
L Bề dày lớp vật liệu sấy, m
Vm Vận tốc gió bề mặt, m3/s/m2
a, b Hệ số phụ thuộc vào bản chất vật liệu.
Theo Shedd thì ta có bảng số liệu sau:
Bảng 2.1: Hệ số
Hệ số
Bắp trái

a

b

1,04*104

325

2.3.2 Trở lực qua sàn đục lỗ :/12/
Plo

1, 07 *

Vm
* OL

2

Pa

Vm Vận tốc qua sàn lỗ, m/s
7

(6)


ε Tỷ lệ khoảng trống của khối bắp.
OL Tỷ lệ lỗ của sàn.
2.3.3 Trở lực do ma sát với hệ thống ống:/3/
Với dòng chảy trong ống, thƣờng tính theo chuẩn số Reynold
V * *d

Re

(7)

Trong đó:
ρ Khối lƣợng riêng thể tích không khí, ρ = 1,2 kg/m3
μ Độ nhớt không khí, μ = 1,845*10 Ns/m2
V Vận tốc trung bình trong ống, m/s
d Đƣờng kính ống, m
Trở lực trong ống:
∆Pong

f*

*V 2 * L
Pa
2* d

(8)

Trong đó :
L Chiều dài ống, m
f Hệ số ma sát, tùy trƣờng hợp có thể tính theo công thức sau:
Chế độ chảy tầng, Re< 2300, f =

64
Re

Chế độ chảy rối trong ống trơn khi 104 < Re < 5*104

f=

0,316
Re0,25

(9)

Chế độ chảy rối với ống có độ nhám
Phƣơng trình Colbrook
1
f

2*lg

3, 7 * d

2,51
Re* f

Trong đó :
ε Độ nhám tuyệt đối, mm
ε = 0,05 mm với ống thép thƣờng
ε = 0,3 ÷ 3 mm với ống bê tông
Thực tế xác định f bằng đồ thị Moody.
8

(10)


Trị số tiêu biểu : f = 0,02 ÷ 0,03 với không khí trong ống.

f = 0,04 với khói lò trong ống.
2.3.4 Trở lực cục bộ :/3/
Do thay đổi tiết diện, hƣớng chảy , phân dòng.
∆Pcb =

* *V 2
mmH2O
2* g

(11)

Trong đó :
β Hệ số trở lực cục bộ.
g Gia tốc trọng trƣờng, g = 9,81 m/s2
V Vận tốc chuyển động của không khí trong ống, m/s
ρ Khối lƣợng riêng thể tích không khí, ρ = 1,2 kg/m3
2.3.5 Trở lực do áp suất động đầu quạt:/3/
∆Pdq =

*V 2
mmH2O
2* g

(12)

Trong đó :
V=

Q
Vận tốc gió đầu quạt m/s

* R2

ρ Trọng lƣợng riêng thể tích của không khí, ρ = 1,2 kg/m3
2.3.6 Trở lực toàn hệ thống:
H = ∆Pb + ∆Plo + ∆Pong + ∆Pcb + ∆Pdq
2.4 Máy sấy tĩnh vỉ ngang:/7/
2.4.1 Cấu tạo :
Một máy sấy tĩnh vỉ ngang bao gồm :
- Lò đốt : cung cấp nhiệt cho máy sấy.
- Quạt: hút khí nóng từ lò đốt và hòa trộn với khí trời tạo thành khí sấy và phân
bố chúng đều khắp mặt sàn.
- Buồng sấy : có dạng hình hộp với lƣới sàn nằm ngang và vách đủ cao để chứa
vật liệu sấy. Riêng ống gió hông có hai kiểu nằm ngang và dọc.

9


Buồng chứa
ống
gió

Buồng chứa
ống
gió

Quạt
Lò đốt

Quạt
Hình 2.3 :Sơ đồ bố trí ống phân phối gió

Lò đốt

2.4.2 Nguyên lý hoạt động :
Vật liệu sấy đƣợc đổ trên mặt sàn lƣới lỗ. Không khí nóng tạo nên bởi lò đốt, đƣợc
quạt sấy hút và thổi vào ống gió, sau khi hòa trộn với không khí môi trƣờng đạt đến
nhiệt độ khí sấy cần thiết. Sau đó từ ống gió hông, khí sấy chuyển hƣớng qua buồng
gió chính nằm phía dƣới sàn lƣới và đi hƣớng lên xuyên qua lớp hạt mang ẩm thoát ra
ngoài. Quá trình sấy tiếp diễn cho đến khi lớp vật liệu ở dƣới và ở trên đạt ẩm độ yêu
cầu.
2.5 Sơ lƣợc về quạt :
2.5.1 Khái niệm chung và phân loại quạt :/4/
Quạt là máy dùng để vận chuyển không khí hoặc các khí khác khi áp suất nhỏ hơn
1500 mmH2O.
Trong hệ thống sấy quạt có 2 nhiệm vụ :
- “Mang” nhiệt đến vật liệu sấy để làm nóng vật liệu sấy và bốc ẩm từ vật liệu
sấy.
- “Mang” hơi nƣớc ra khỏi vật liệu sấy.
Phân loại quạt:
Theo nguyên tắc làm việc : có hai loại quạt chính là quạt ly tâm và quạt hƣớng trục,
ngoài ra còn có các loại quạt Mixedflow.
Theo áp suất :
10


Áp suất thấp

H < 100 mmH2O

Áp suất trung bình 100 < H < 300 mmH2O

Áp suất cao

H > 300 mmH2O

2.5.2 Các thông số của quạt :/4/
Các thông số chủ yếu của quạt là lƣợng gió, tĩnh áp, công suất và hiệu suất. Liên hệ
giữa các thông số trên đƣợc biểu diễn trên cùng một đồ thị gọi là “đƣờng đặc tính”
quạt .

Hình 2.4 : Đồ thị đƣờng đặc tính quạt
- Lƣợng gió Q : Còn gọi là “chi phí không khí”, là thể tích không khí chuyển
động qua một đơn vị thời gian. Đơn vị đo là m3/s, m3/giờ hoặc cfm trong hệ Anh, Mỹ
qui đổi 1000 cfm = 0,47 m3/s = 0,5 m3/s.
- Tĩnh áp H là áp suất cần thiết để thắng sức cản của đƣờng ống và của khối hạt.
Đơn vị tĩnh áp là pascal hoặc mmH2O.
- Công suất quạt P : ta phân biệt
Công suất lý thuyết PLT: là công suất tối thiểu để tạo lƣợng gió và tĩnh áp trên
giả sử hiệu suất là 100%
PLT

Q(m3 / s ) * H (mmH 2O)
102

(13)

Công suất thực tế Ptt : là công suất do động cơ cần kéo quạt nhƣ vậy bao gồm
các hao hụt khí động, hao hụt do bộ truyền động từ động cơ đến quạt. Để khách quan,
11

không tính hao hụt do bản thân động cơ, ta thƣờng dùng động cơ điện để đo và trừ
công suất chạy không tải.
Hiệu suất tĩnh ηt :
ηt = (công suất lý thuyết/công suất thực tế)*100%.
2.5.3 Quạt ly tâm :/6/

Hình 2.5 : Cấu tạo quạt ly tâm
Quạt ly tâm đƣợc dùng để vận chuyển chất khí và tạo nên áp suất toàn phần không
quá 1500 kG/m2.
- Cấu tạo : nhƣ hình 2.5
- Nguyên lý : Dòng khí đi vào bánh công tác qua ống vào theo hƣớng dọc trục, sau
đó sẽ quay theo góc 90O và chuyển động trong rãnh cánh từ tâm ra ngoài. Sau khi ra
khỏi bánh công tác, dòng khí đi vào vỏ xoắn ốc và đi ra ống ra.
Những loại quạt này tạo ra áp suất cao, phù hợp với điều kiện khắc nghiệt nhƣ hệ
thống làm việc ở nhiệt độ cao, ẩm độ cao hoặc dòng không khí bẩn.
Ƣu điểm : Hiệu suất cao, ít ồn, cột áp cao.
Nhƣợc điểm :Giá thành chế tạo cao, phức tạp, khó bố trí lắp đặt.

12


2.5.4 Quạt hƣớng trục :/6/

Hình 2.6 : Quạt dạng ống
2 Stage VAF

2 Stage TAF

Hình 2.7 : Quạt hƣớng trục 2 tầng cánh
Quạt hƣớng trục hai tầng cánh nhằm nâng cao cột áp của quạt và có hiệu suất

chung cao hơn. Hai rôto có thể quay cùng chiều với cánh hƣớng dòng ở giữa hoặc
quay ngƣợc chiều mà không cần hƣớng dòng.
Quạt hƣớng trục thuộc loại quạt đẩy chạy nhanh ( n > 1000 v/ph).
Nguyên lý làm việc : Dòng khí vào và ra khỏi quạt song song với trục quạt. Quạt
hƣớng trục đƣợc ứng dụng để truyền một thể tích lớn khi áp suất nhỏ (so với quạt ly
tâm) có thể dùng cho nhiệm vụ chung và nhiệm vụ đặc biệt ( hút khói, hút bụi trong
công nông nghiệp…)
Ƣu điểm : Lƣu lƣợng lớn, hiệu suất tƣơng đối cao, nhỏ gọn, dễ lắp đặt.
Nhƣợc điểm : ồn.

13


2.6 Tiếng ồn của quạt :/4/
Tiếng ồn của quạt có 2 dạng là ồn khí động và ồn do cơ học.
2.6.1 Ồn do khí động.
Ồn khí động do các chi tiết của quạt tác động lên sự chuyển động của dòng khí.Yếu
tố chính gây ra ồn khí động là vận tốc vòng lớn vì cƣờng độ ồn tỷ lệ bậc 6 với vận tốc,
bậc 2 với số đo tuyến tính cánh và bậc 2 với sức cản của đỉnh cánh.Yếu tố thứ hai là
dạng cánh, dạng vỏ quạt, số cánh, chế độ làm việc của quạt và cấu trúc buồng đặt quạt.
Tiếng ồn gây ra do chuyển động xoáy của không khí với guồng động tạo ra các sóng
không khí và rung động các bộ phận. Không khí đi qua cửa hút và cửa ra cũng gây ồn
do không khí tạo xoáy.
Cánh cong về phía trƣớc ồn nhiều hơn cong về phía sau.
2.6.2 Ồn cơ học :
Do độ vững chắc của cánh, do quạt lắp công xôn, do cân bằng tĩnh và cân bằng
động không tốt, do ổ bi, do động cơ điện gây ra.
Muốn tránh ồn cần loại bỏ các nguyên nhân gây ra:
- Cánh quạt nên cong về phía sau nếu có thể.
- Giới hạn vận tốc gió trong các ống dẫn: v = 5 m/s

- Cân bằng tĩnh và cân bằng động tốt.
- Ổ trục đủ độ cứng vững, vận tốc gió trong ống dẫn nên nhỏ, vỏ quạt phải vững
chắc, nối ống với vỏ đúng cách.
- Lắp đặt đế với móng đủ cứng vững.
- Vận tốc vòng chọn: Quạt hƣớng trục: v = 80 -100 m/s
Quạt li tâm:

v = 50 m/s.

Mọi chỗ, mọi nơi nếu có thể nên chọn quạt làm việc ở chế độ quạt đẩy sẽ có hiệu
quả cao.
2.7 Vật liệu và phƣơng pháp giảm ồn:
2.7.1 Khái niệm tiếng ồn:/5/
Tiếng ồn là tập hợp những âm thanh có cƣờng độ và tần số khác nhau sắp xếp
không có trật tự, gây khó chịu cho ngƣời nghe, cản trở con ngƣời làm việc và nghỉ
14