Thiết kế hệ thống sấy thùng quay mùn cưa

Báo cáo Đồ án Quá trình – Thiết bị
LỜI CẢM ƠN
Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với những sự hỗ trợ, giúp đỡ dù ít hay
nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác. Trong suốt thời gian từ khi bắt đầu học tập ở giảng
đường đại học đến nay, em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của quý Thầy Cô, gia đình
và bạn bè.
Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý Thầy Cô ở Khoa Kỹ thuật Hóa học – Trường
Đại Học Bách Khoa TpHCM đã cùng với tri thức và tâm huyết của mình để truyền đạt vốn kiến
thức quý báu cho chúng em trong suốt thời gian học tập tại trường. Và đặc biệt, trong học kỳ này,
Khoa đã tổ chức cho chúng em được tiếp cận với môn học mà theo em là rất hữu ích đối với sinh
viên ngành Kỹ thuật Hóa học, đó là môn học “Đồ án Quá trình – Thiết bị”. Môn học này tập hợp
tất cả kiến thức mà em đã được học trong suốt thời gian, đưa đến cho em vốn kiến thức tổng hợp
từ những môn học em đã được học trước đây như: Truyền khối, Các quá trình cơ học, Truyền
nhiệt,...
Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Đình Quân đã tận tâm hướng dẫn em trong suốt thời gian
qua. Nếu không có những lời hướng dẫn, chỉ bảo của thầy thì bài báo cáo này của em rất khó có
thể hoàn thiện được. Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn thầy.
Bài thu hoạch được thực hiện trong khoảng thời gian gần 3 tháng. Bước đầu đi vào thiết kế, kiến
thức của em còn hạn chế và còn nhiều bỡ ngỡ. Do vậy, không tránh khỏi những thiếu sót là điều
chắc chắn, em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của quý Thầy Cô để kiến thức
của em trong lĩnh vực này được hoàn thiện hơn.
Sau cùng, em xin kính chúc quý Thầy Cô trong Khoa Kỹ thuật Hóa học thật dồi dào sức khỏe,
niềm tin để tiếp tục thực hiện sứ mệnh cao đẹp của mình là truyền đạt kiến thức cho thế hệ mai sau.

SINH VIÊN THỰC HIỆN
CHÂN THÀNH CẢM ƠN

Thiết kế hệ thống sấy thùng quay mùn cưa

Page 1

Báo cáo Đồ án Quá trình – Thiết bị

Mục lục
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ......................................................................................................... 6
I.

NGUYÊN LIỆU .............................................................................................................. 6

II.

CÔNG NGHỆ SẤY ......................................................................................................... 7

III.

THIẾT BỊ SẤY THÙNG QUAY ................................................................................... 8

IV.

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ .......................................................................................... 9

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG ........................ 10
I.

TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT (CBVC) ...................................................... 10

II.
TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG (CBNL) CHO THIẾT BỊ SẤY LÝ
THUYẾT................................................................................................................................... 10
2.1

Tính các thông số tác nhân sấy ................................................................................ 10

2.2

Tính toán cân bằng năng lượng ............................................................................... 15

III.

TÍNH TOÁN CBNL CHO THIẾT BỊ SẤY THỰC ................................................... 16

IV.

TÍNH THỜI GIAN SẤY .............................................................................................. 19

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THIẾT BỊ CHÍNH ................................................ 21
I.

XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CHO THÙNG SẤY...................................... 21

II.

KIỂM TRA BỀ DÀY THÙNG .................................................................................... 21

III.

KIỂM TRA VẬN TỐC TÁC NHÂN SẤY ................................................................. 22

IV.

TÍNH BỀ DÀY CÁCH NHIỆT CỦA THÙNG .......................................................... 22

V.

TÍNH TRỞ LỰC QUA THÙNG SẤY ........................................................................ 27

VI.

TÍNH CHỌN CÁNH ĐẢO TRỘN .............................................................................. 28

CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN NÂNG CAO THIẾT BỊ CHÍNH .............................................. 31
I.

THIẾT KẾ BỘ PHẬN TRUYỀN ĐỘNG ................................................................... 31

II.

TÍNH VÀNH ĐAI ......................................................................................................... 35

CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ............................................................................ 38
I.

TÍNH TOÁN BUỒNG ĐỐT ........................................................................................ 38

II.

TÍNH TOÁN BUỒNG HÒA TRỘN ........................................................................... 39

III.

TÍNH CHỌN CYCLON ............................................................................................... 41

IV.

TÍNH TRỞ LỰC ĐƯỜNG ỐNG................................................................................. 43

V.

TÍNH TOÁN CHỌN QUẠT ........................................................................................ 48

Thiết kế hệ thống sấy thùng quay mùn cưa

Page 2


Báo cáo Đồ án Quá trình – Thiết bị
CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN KINH TẾ .................................................................................... 50
CHƯƠNG VII: KẾT LUẬN ....................................................................................................... 51

Thiết kế hệ thống sấy thùng quay mùn cưa

Page 3


Báo cáo Đồ án Quá trình – Thiết bị
Danh mục hình
Hình 1: Mùn cưa gỗ ........................................................................................................................ 6
Hình 2: Viên nén mùn cưa và củi mùn cưa .................................................................................... 7
Hình 3: Thiết bị sấy thùng quay trong thực tế ................................................................................ 8
Hình 4: Sơ đồ truyền nhiệt qua vách thùng .................................................................................. 25

Hình 5: Biểu diễn kích thước cánh đảo trộn ................................................................................. 29
Hình 6: Biểu diễn lớp vật liệu trong thùng ................................................................................... 30
Hình 7: Lực tác dụng lên con đỡ .................................................................................................. 36
Hình 8: Kí hiệu buồng hòa trộn .................................................................................................... 39
Hình 9: Kí hiệu cyclon .................................................................................................................. 41

Thiết kế hệ thống sấy thùng quay mùn cưa

Page 4


Báo cáo Đồ án Quá trình – Thiết bị
Danh mục bảng
Bảng 1: Thành phần than .............................................................................................................. 11
Bảng 2: Thông số trạng thái của tác nhân sấy trong quá trình sấy lý thuyết ................................ 15
Bảng 3: Thông số trạng thái của tác nhân sấy trong quá trình sấy thực ....................................... 18
Bảng 4: Các thông số tác nhân sấy trong thùng sấy ..................................................................... 23
Bảng 5: Các thông số không khí bên ngoài thùng sấy .................................................................. 24
Bảng 6: Chọn bề dày thùng và vật liệu ......................................................................................... 25
Bảng 7: Bảng sơ đồ truyền động ................................................................................................... 32
Bảng 8: Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền ................................................................. 35
Bảng 9: Các thông số cyclon ........................................................................................................ 42
Bảng 10: Kích thước đường ống ................................................................................................... 43
Bảng 11: Các thông số đường ống ................................................................................................ 45
Bảng 12: Các vị trí trở lực đột mở ................................................................................................ 45
Bảng 13: Trở lực cho cyclon......................................................................................................... 47
Bảng 14: Tính toán kinh tế hệ thống ............................................................................................. 50

Thiết kế hệ thống sấy thùng quay mùn cưa

Page 5


Báo cáo Đồ án Quá trình – Thiết bị
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
I. NGUYÊN LIỆU
 Định nghĩa
Mùn cưa là phế phẩm của các quá trình chế biến gỗ, bao gồm các quá trình cắt, mài, khoan,… tạo
thành các hạt gỗ mịn.

Hình 1: Mùn cưa gỗ
 Đặc điểm mùn cưa
Rẻ, dễ kiếm, khả năng giữ nước tốt, tạo độ ẩm, độ thông thoáng cao.
 Công dụng:
- Công dụng lớn nhất của mùn cưa là nguyên liệu sản xuất viên nén mùn cưa. Viên nén mùn cưa
là một viên nén nhiên liệu, một loại nhiên liệu sinh khối làm bằng mùn cưa được ép trong quá trình
vận tốc cao làm cho nó nén thành dạng viên nhỏ có đường kính 6 – 8 mm và chiều dài 10 – 50 mm.
Viên nén mùn cưa được xem như là một giải pháp thay thế tuyệt vời dành cho các nguồn nhiên
liệu hóa thạch hiện nay. Tuy xuất hiện không lâu nhưng nhu cầu về viên nén mùn cưa ngày càng
gia tăng và mang lại nhiều lợi ích khác nhau, cả trong dân dụng và công nghiệp. Ở thị trường trong
nước thì loại nhiên liệu này được sử dụng khá phổ biến ở nông thôn, mục đích ban đầu là chất đốt
công việc nhóm bếp lửa, về sau cũng được sử dụng làm chất độn chuồng trong các trang trại chăn
nuôi giúp cho việc giữ ẩm, tạo một môi trường thông thoáng, sạch sẽ cho động vật. Ngoài ra trong
lĩnh vực công nghiệp, viên nén mùn cưa là nhiên liệu thay thế quan trọng trong các hoạt động là ủi
ở xưởng may, dùng trong công đoạn thanh trùng, hấp, sấy tại các doanh nghiệp sản xuất đồ uống,
thực phẩm. Ngoài ra viên nén mùn cưa còn được sử dụng rộng rãi để làm chất đốt trong các lò sưởi
dân dụng, thay thế điện, than đá, dầu, củi, do vậy chúng thường được xuất khẩu đến các thị trường
của nhiều nước có khí hậu lạnh. Bởi lượng nhiệt mà chúng tỏa ra gấp hơn hai lần so với gỗ, mà
lượng tro sinh ra cũng thấp hơn, không có nhiều khói, do vậy loại nhiên liệu này khá thân thiện với
môi trường.

Thiết kế hệ thống sấy thùng quay mùn cưa

Page 6


Báo cáo Đồ án Quá trình – Thiết bị
- Ngoài ra, mùn cưa còn là nguyên liệu sản xuất củi mùn cưa và than mùn cưa phục vụ cho nhu
cầu đun nấu hằng ngày cũng như công nghiệp.

Hình 2: Viên nén mùn cưa và củi mùn cưa
II. CÔNG NGHỆ SẤY
- Nguyên liệu mùn cưa trong ngành chế biến gỗ ở nước ta thường có độ ẩm không đều, 30 –
50%, mà trong dây chuyền sản xuất viên nhiên liệu cũng như các loại gỗ và củi thì yêu cầu nguyên
liệu đầu vào phải đạt độ ẩm từ 10 – 15%. Do đó trước khi tạo viên thì mùn cưa phải qua công đoạn
sấy giảm ẩm để đạt yêu cầu đầu vào.
- Sấy là một quá trình làm bốc hơi nước ra khỏi vật liệu bằng phương pháp nhiệt. Ngày xưa
người ta đã biết sử dụng phương pháp sấy tự nhiên rất đơn giản là phơi nắng. Tuy nhiên phơi nắng
cũng bị hạn chế do diện tích sân phỏi cần phải lớn, vả lại còn phụ thuộc vào thời tiết, đặc biệt bất
lợi trong mùa mưa. Vì vậy trong các lĩnh vực sản xuất của nền kinh tế xã hội người ta phải áp dụng
biện pháp sấy nhân tạo.
- Kết quả của quá trình sấy: hàm lượng chất khô trong vật liệu tăng lên, điều đó có ý nghĩa quan
trọng trên phương diện khác nhau. Ví dụ như đối với các nông sản và thực phẩm nhằm tăng cường
tính bền vững trong bảo quản; đối với các nhiên liệu (than, củi) được nâng cao lượng nhiệt cháy;
đốt với gốm sứ làm tăng độ bền cơ học,.... và nói chung các vật liệu sau sấy đều được giảm giá
thành trong vận chuyển.
- Đối tượng của quá trình sấy thật đa dạng: bao gồm nguyên liệu bán thành phần và thành phẩm
trong các giai đoạn khác nhau của quá trình sản xuất và chế biến, thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau.
Nói một cách khác, kỹ thuật sấy được ứng dụng rỗng rãi trong các ngành công và nông nghiệp.
- Phân loại quá trình sấy: do điều kiện sấy trong mỗi trường hợp sấy rất khác nhau nên có nhiều

kiểu thiết bị sấy khác nhau:
• Dựa vào tác nhân sấy: thiết bị sấy bằng không khí hoặc thiết bị sấy bằng khói lò. Ngoài ra
còn có các thiết bị sấy bằng phương pháp đặc biệt như 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, thiết bị sấy ở áp suất thường.
• Dựa vào phương thức làm việc: sấy liên tục hay sấy gián đoạn.

Thiết kế hệ thống sấy thùng quay mùn cưa

Page 7


Báo cáo Đồ án Quá trình – Thiết bị
• Dựa vào phương pháp cung cấp nhiệt cho quá trình sấy: thiết bị sấy tiếp xúc, hoặc thiết bị
sấy đối lưu, thiết bị sấy bức xạ,...
• Dựa vào cấu tạo thiết bị: phòng sấy, hầm sấy, sấy băng tải, sấy trục, sấy thùng quay, sấy
phun, sấy tầng sâu,...
• Dựa vào chiều chuyển động của tác nhân sấy và vật liệu sấy: cùng chiều, nghịch chiều và
giao chiều.
Trong bài này, em tập trung trình bày đề tài: “Thiết kế thiết bị sấy mùn cưa thùng quay”, do vậy
em tập trung giới thiệu và tính toán thiết bị sấy thùng quay với tác nhân sấy là khói lò.
III. THIẾT BỊ SẤY THÙNG QUAY
Thiết bị sấy thùng quay là hệ thống sấy làm việc liên tục chuyên dùng để sấy vật liệu hạt, cục nhỏ
như cát, than đá, các loại quặng. Thiết bị làm việc ở áp suất khí quyển, tác nhân sấy có thể là không
khí hoặc khói lò.
Thiết bị sấy thùng quay bao gồm một thùng hình trụ đặt nghiêng, có 2 vành đai đỡ, vành đai tỳ vào
con lăn đỡ khi thùng quay. Vật liệu vào sấy qua phễu nạp liệu. Vật liệu trong thùng không quá 20
– 25% thể tích thùng. Sau khi sấy xong, vật liệu khô được tháo ra ở đầu thấp của thùng. Khí thải
được dẫn để thu hồi các hạt vật liệu rắn bị dòng khí lôi cuốn theo. Vận tốc chuyển động của tác
nhân sấy trong thùng giữ vào khoảng 2 – 3 m/s, còn thùng quay với vận tốc 1 – 8 vòng/phút.

Ưu điểm của loại thiết bị sấy thùng quay là quá trình sấy đều đặn và mãnh liệt nhờ tiếp xúc tốt giữa
vật liệu và tác nhân sấy, cường độ làm việc tính theo lượng ẩm đạt được cao. Tuy nhiên do vật liệu
bị đảo trộn nhiều dễ bị gãy vụn, tạo ra bụi, nên trong một số trường hợp làm giảm phẩm chất của
sản phẩm.

Hình 3: Thiết bị sấy thùng quay trong thực tế

Thiết kế hệ thống sấy thùng quay mùn cưa

Page 8


Báo cáo Đồ án Quá trình – Thiết bị
IV. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
Vật liệu sấy là mùn cưa được cho vào buồng chứa, sau đó được nhập liệu vào thùng sấy nhờ hệ
thống gầu tải. Mùn cưa khi vào thùng sấy có độ ẩm 30%, chuyển động cùng chiều với tác nhân sấy.
Tác nhân sấy sử dụng là khói lò, tạo từ nhiên liệu đốt là than, sau khi qua buồng đốt được hòa trộn
với không khí bên ngoài để đạt nhiệt độ thích hợp cho quá trình sấy. Dòng tác nhân sấy được gia
tốc bằng quạt đẩy đặt ở trước thiết bị, và quạt hút đặt cuối thiết bị.
Thùng sấy có dạng hình trụ đặt nằm nghiêng, được đặt trên một hệ thống các con lăn đỡ và chặn.
Chuyển động quay của thùng được thực hiện nhờ bộ truyền động từ động cơ sang hộp giảm tốc
đến bánh răng gắn trên thùng. Bên trong thùng có các cánh đảo, dùng để nâng và đảo trộn vật liệu
sấy, mục đích là tăng diện tích tiếp xúc giữa vật liệu sáy và tác nhân sấy, do đó tăng bề mặt truyền
nhiệt, tăng cường trao đổi nhiệt để quá trình sấy diễn ra triệt để.
Trong thùng sấy, mùn cưa được nâng lên đến độ cao nhất định, sau đó rơi xuống. Trong quá trình
đó, vật liệu tiếp xúc tác nhân sấy, thực hiện các quá trình truyền nhiệt và truyền khối làm bay hơi
ẩm. Nhờ độ nghiêng của thùng mà vật liệu sẽ được vận chuyển đi học theo chiều dài thùng. Khi đi
hết chiều dài thùng sấy, vật liệu sấy sẽ đạt được độ ẩm cần thiết là 15%.
Sản phẩm mùn cưa sau khi sấy được đưa xuống băng tải tháo liệu vận chuyển vào kho. Khí thải
được quạt hút vào hệ thống cyclone để giữ lại những hạt vật liệu bị kéo theo, rồi theo quạt hút ra

ngoài qua ống khói.

Thiết kế hệ thống sấy thùng quay mùn cưa

Page 9


Báo cáo Đồ án Quá trình – Thiết bị
CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG
Thông số ban đầu

-

-

 Tác nhân sấy: khói lò
Nhiệt độ khói trước thùng sấy: 2100C
 Vật liệu sấy: mùn cưa
Độ ẩm ban đầu của vật liệu trước khi vào thùng sấy (tính theo vật liệu ướt): 1 = 30%
Độ ẩm ban đầu của vật liệu sau khi ra khỏi thùng sấy (tính theo vật liệu ướt): 2 = 15%
Năng suất đầu vào: G1 = 6 tấn/h
Khối lượng riêng vật liệu: r = 300 kg/m3
Nhiệt dung riêng vật liệu: Cp = 2,72 kJ/kgK
I. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT (CBVC)
Lượng ẩm bốc hơi trong suốt quá trình sấy:

   2 
 30  15 
W  G1   1
  6000  

  1058,82 kg/h
 100  15 
 100  2 
Năng suất thiết bị sấy theo sản phẩm
G2  G1  W  6000  1058,82  4941,18 kg/h

(Trang 127 – [1])

(Trang 127 – [1])

TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG (CBNL) CHO THIẾT BỊ SẤY LÝ
THUYẾT
2.1 Tính các thông số tác nhân sấy
 Thông số trạng thái không khí ngoài trời (A)
Không khí ngoài trời có nhiệt độ 270C, độ ẩm 75%
II.

-

Áp suất hơi bão hòa

-


4026, 42 
4026, 42 

pb  exp 12 
  exp 12 
  0, 0355 bar

0
235,5

t
(
C
)
235,5

27




Độ chứa ẩm
  pb
d0  0, 621
pa    pb
 0, 621

-

(CT 2.31/31 – [1])

(CT 2.18/28 – [1])

0, 75  0, 0355
 0, 0173 kg ẩm/kg kk
0,981  0, 75  0, 0355

Enthalpy
I  1,004  t  d0  (2500  1,842t )

(CT 2.24/29 – [1])

 1,004  27  0,0173  (2500  1,842  27)  71, 22 kJ/kg kk
-

Thể tích riêng
288  T
288  (27  273)


 0,9053 m3/kg kk
pa    pb 0,981  0, 75  0, 0355

Thiết kế hệ thống sấy thùng quay mùn cưa

(CT VII.8/94 – [3])

Page 10


Báo cáo Đồ án Quá trình – Thiết bị
 Thông số trạng thái của khói lò sau lò đốt (B’), buồng hòa trộn (B)
 Tính toán quá trình cháy
Thành phần nhiên liệu than sử dụng:
Bảng 1: Thành phần than

-

-

Nguyên tố
Hàm lượng (%)
C
57
H
4,6
O
2,6
N
0,2
S
1,6
T (Tro)
19
A (Nước)
15
Nhiệt trị cao của nhiên liệu:
(CT 3.2/53 – [1])
Q  33858  C  125400  H  10868  (O  S )
c
 33858  0,57  125400  0,046 10868  (0,026  0,016)  24958,78 kJ/kg nhiên liệu
Nhiệt trị thấp của nhiên liệu:
Qt  Qc  2500  (9H  A)

(CT 3.4/28 – [1])

 24958,78  2500  (9  0,046  0,15)  23548,78 kJ/kg nhiên liệu

-

Lượng không khí khô lý thuyết cho quá trình cháy:
L0  11,6  C  34,8  H  4,3  (S  O)
 11,6  0,57  34,8  0,046  4,3  (0,016  0,026)  8,17 kg kkk/kg nhiên liệu

Trong thực tế do tùy thuộc vào việc tổ chức quá trình cháy và độ hoàn thiện của lò đốt mà không
khí khô thực tế L để cháy hết 1 kg nhiên liệu lớn hơn lượng không khí khô lý thuyết. Do đó ta có:

 lñ 

L
: hệ số không khí thừa của buồng đốt
L0

(CT 3.14/56 – [1])

Đối với các lò đốt nhiên liệu lấy khói như trong kỹ thuật sấy thì lđ = 1,2  1,3
Chọn lđ = 1,2
Lượng không khí khô thực tế cho quá trình cháy:
L  lñ  L0  1,2 × 8,17 = 9,804 kg kkk/kg nhiên liệu

Tuy nhiên do nhiệt độ khỏi lò sau lò đốt rất lớn so với yêu cầu, do đó tác nhân sấy là khói lò trước
khi đi vào thùng sấy cần phải qua quá trình hòa trộn với không khí ngoài trời để có một nhiệt độ
thích hợp.

Thiết kế hệ thống sấy thùng quay mùn cưa

Page 11

Báo cáo Đồ án Quá trình – Thiết bị
Gọi  là hệ số không khí thừa của buồng hòa trộn, là tỉ số giữa lượng không khí khô cần cung cấp
thực tế cho lò đốt cộng với lượng không khí khô đưa vào buồng hòa trộn chia cho lượng không khí
khô lý thuyết cần cho quá trình cháy.



Qclñ  Cnl tnl  ia  9H  A   C pk t1 1   9H  A  T 



(CT 3.15/57 – [1])



L0  d0 ia  ia  C pk  t1  t0 
0



Trong đó:
- Chọn hiệu suất lò đốt lđ = 0,6
- Nhiệt dung riêng của than Cnl = 1,3 kJ/kg.K
- Nhiệt dung riêng của không khí khô Cpk = 1,004 kJ/kg.K
Enthalpy của hơi nước: i  2500  1,842t (kJ/kg)

(CT 3.16/57 – [1])

•

Trong không khí ngoài trời: ia  2500  1,842  27  2549,734 kJ/kg

•

Trong hơi nước chứa trong khói sau buồng hòa trộn

0

ia  2500  1,842  210  2886,82 kJ/kg

24958,78  0,6  1,3  27  2886,82   9  0,046  0,15   1,004  210  1   9  0,046  0,15  0,19  



8,17   0,0173   2886,82  2549,734   1,004   210  27  

= 8,608
 Xác định các thông số của khói lò
-

Lượng hơi nước trong khói lò:
• Sau lò đốt
Ga'   9H  A    lñ  L0  d0

(CT 3.20/58 – [1])

  9  0,046  0,15  1,2  8,17  0,0173  0,734 kg ẩm/kg nhiên liệu
•

Sau buồng hòa trộn

Ga   9H  A     L0  d0

(CT 3.21/58 – [1])

  9  0,046  0,15  8,608  8,17  0,0173  1,781 kg ẩm/kg nhiên liệu
-

Khối lượng khói khô:
• Sau lò đốt

L'k   lñ  L0  1  Tr  9H  A 

(CT 3.23/59 – [1])

 1,2  8,17  1   0,19  9  0,046  0,15  10,05 kg khói/kg nhiên liệu
•

Sau buồng hòa trộn

Lk    L0  1  Tr  9H  A 

Thiết kế hệ thống sấy thùng quay mùn cưa

(CT 3.24/59 – [1])

Page 12

Báo cáo Đồ án Quá trình – Thiết bị
  8,608  8,17  1   0,19  9  0,046  0,15  70,57 kg khói/kg nhiên liệu
-

Độ chứa ẩm của khói lò:
• Sau lò đốt

d1' 
•

'
k

L



0,734
 0,073 kg ẩm/kg khói
10,05

(CT 3.26/59 – [1])

Sau buồng hòa trộn

d1 
-

Ga'

Ga 1,781

 0,025 kg ẩm/kg khói
Lk 70,57

(CT 3.27/59 – [1])

Enthalpy của khói lò:
• Sau lò đốt
Qclñ  Cnl tnl   lñ  L0  d0

I1' 


•

L'k

(CT 3.31/60 – [1])

24958,78  0,6  1,3  27  1,2  8,17  0,0173
 1493,59 kJ/kg khói
10,05
Sau buồng hòa trộn
Qclñ  Cnl tnl    L0  d0
Lk

I1 

(CT 3.32/60 – [1])

24958,78  0,6  1,3  27  8,608  8,17  0,0173
 212,72 kJ/kg khói
70,57
Nhiệt độ của khói lò:
• Sau lò đốt


-

t1' 
•

1,004  1,842  d

'
1



1493,59  2500  0,073
 1151,63 0C
1,004  1,842  0,073

Sau buồng hòa trộn

t1 
-

I1'  2500  d1'

I1  2500  d1
212,72  2500  0,025

 143,06 0C
1,004  1,842  d1 1,004  1,842  0,025

Áp suất hơi bão hòa:
• Sau lò đốt



4026,42
pb' 1  exp  12 
  8931,16 bar
235,5  1151,63 

• Sau buồng hòa trộn

-


4026,42 
pb1  exp  12 
  3,91 bar
235,5  143,06 

Độ ẩm tương đối:

Thiết kế hệ thống sấy thùng quay mùn cưa

Page 13


Báo cáo Đồ án Quá trình – Thiết bị
Sau lò đốt
0,981
1' 
 1,15 105
 0, 621 
8931,16 1 

 0, 073 

•

•

Sau buồng hòa trộn
0,981
1 
 0, 0097
 0, 621 
3,911 

 0, 025 

-

Thể tích riêng:
• Sau lò đốt

1' 
•

288  T1'
288  (1151, 63  273) 105

 4, 67 m3/kg khói
pa    pb' 1 0,981  8931,16 1,15 105

Sau buồng hòa trộn

1' 

288  T1
288  (143, 06  273) 105

 1, 27 m3/kg khói
pa    pb1
0,981  0, 0097  3,91

 Thông số trạng thái của khói lò sau buồng sấy (C)
Trong thiết bị sấy dùng khói lò làm chất vừa cung cấp nhiệt lượng cho vật liệu sấy vừa thải ẩm ra
môi trường, quá trình sấy lý thuyết là quá trình không có tổn thất do vật liệu sấy, do thiết bị chuyền
tải mang đi, không có tổn thất do tỏa ra môi trường qua các kết cấu bao che,... mà chỉ có tổn thất
do tác nhân sấy mang đi. Do đó, bao nhiêu nhiệt lượng khói lò cung cấp cho vật liệu sấy hoàn toàn
dùng để tách ẩm khỏi vật liệu. Khi ẩm tách khỏi vật liệu, lại bay vào trong khói, do đó ẩm đã mang
toàn bộ nhiệt lượng mà khói đã mất trả lại dưới dạng ẩn nhiệt hóa hơi r và nhiệt vật lý của hơi nước

Cpat. Vì vậy quá trình sấy lý thuyết bằng khói lò được xem là quá trình đẳng enthalpy.
Ta có các thông số của tác nhân sấy sau quá trình sấy lý thuyết được xác định như sau:
-

Enthalpy: I20 = I1 = 212,72 kJ/kg khói
Chọn nhiệt độ đầu ra của tác nhân sấy là t20 = 480C
Áp suất hơi bão hòa:

-


4026,42 
pb  exp  12 
  0,1105 bar
2
235,5  48 

Độ chứa ẩm:

-

212,72  1,004  48
 0,0636 kg ẩm/kg khói
2500  1,842  48
Độ ẩm tương đối:
d20 

2 

0,981

 0,8248

0,621 
0,1105  1 

 0,0636 

Thiết kế hệ thống sấy thùng quay mùn cưa

Page 14


Báo cáo Đồ án Quá trình – Thiết bị
-

Thể tích riêng:

288  (48  273)  105
2 
 1,039 m3/kg khói
0,981  0,8248  0,1105
Bảng 2: Thông số trạng thái của tác nhân sấy trong quá trình sấy lý thuyết

Điểm
A:
Thông số
không khí
ngoài trời
0
Nhiệt độ ( C)

27
Độ ẩm tương đối (%) 75
Áp suất hơi bão hòa 0,0355
(bar)
Độ chứa ẩm (kg ẩm/ 0,0173
kg tác nhân sấy)
Enthalpy (kJ/kg tác 71,22
nhân sấy)
Vận tốc riêng (m3/kg 0,9053
tác nhân sấy)

Điểm
B’: Điểm B: Khói
Khói lò sau lò sau buồng
lò đốt
hòa trộn
1151,63
143,06
0,00115
0,97
8931,16
3,91

Điểm C: Khói
lò sau buồng
sấy
48
82,48
0,1105

0,073

0,025

0,0636

1493,59

212,72

212,72

4,67

1,27

1,039

2.2 Tính toán cân bằng năng lượng
'

Giả sử lượng khói vào, ra thiết bị là không đổi, kí hiệu L0 (kg/h)
Theo phương trình cân bằng vật chất:

L'0 d1  G11  L'0 d20  G22
 Lượng khói lò cần thiết cho quá trình sấy:
L'0 

G2 2  G11
W

1058,82


 27430,57 kg/h
d1  d20
d20  d1 0,0636  0,025

(CT 7.14/131 – [1])

Lượng khói cần thiết để bốc hơi 1 kg ẩm:

L'0
1
1
l 


 25,91 kg khói/kg ẩm
W d20  d1 0,0636  0,025
'
0

Phương trình cân bằng nhiệt cho thiết bị sấy lý thuyết:
Q0  L'0  I1  I 0   L'0  I 20  I 0 

(CT 7.15/131 – [1])

Nhiệt lượng tiêu hao trong quá trình sấy lý thuyết:

Thiết kế hệ thống sấy thùng quay mùn cưa

Page 15


Báo cáo Đồ án Quá trình – Thiết bị
Q0  27430,57   212,72  71,22   3881425,65 kJ/h

Nhiệt lượng tiêu hao riêng:
q0 

Q0 3881425,65

 3665,8 kJ/kg ẩm
W
1058,82

III. TÍNH TOÁN CBNL CHO THIẾT BỊ SẤY THỰC
Trong thiết bị sấy thực, ngoài tổn thất nhiệt do tác nhân sấy mang đi, trong thiết bị sấy thùng quay,
còn có tổn thất nhiệt môi trường Qmt và tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi Qv.
Trong thiết bị sấy thùng quay, không sử dụng nhiệt bổ dung và thiết bị không có bộ phân vận
chuyển, do đó QBS = 0, QCT = 0.
 Nhiệt lượng mang vào thiết bị:
-

Nhiệt lượng do tác nhân sấy nhận được trong lò đốt: L '(I1  I 0 )

-

Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang vào: G2CV  WCa tV





1

1

 Nhiệt lượng đưa ra khỏi thiết bị
-

Nhiệt lượng tổn thất do tác nhân sấy mang đi: L '(I 2  I 0 )

-

Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang đi: G2CV tV
2

2

- Nhiệt lượng tổn thất ra môi trường: Qmt
 Phương trình cân bằng năng lượng cho thiết bị sấy:





L '  I1  I 0   G2CV  WCa tV  L '  I 2  I 0   G2CV tV  Qmt
1

1

2

2

Xem CV  CV  CV
2

1



Đặt QV  G2CV tV  tV
2

1

 : tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi

Vậy nhiệt lượng tiêu hao trong quá trình sấy thực:

Q  L '  I1  I 0   L '  I 2  I 0   QV  Qmt  WCatV

1

Xét cho 1 kg ẩm cần bốc hơi:

q  l '  I1  I 0   l '  I 2  I 0   qV  qmt  Ca  tV

1

Trong đó: qV 

QV
Qmt
1
; qmt 
; l' 
W
W
d2  d1

Thiết kế hệ thống sấy thùng quay mùn cưa

Page 16


Báo cáo Đồ án Quá trình – Thiết bị
Đặt   Ca  tV  qV  qmt
1



Xác định qV:
CV  Ck 1  2   Ca  2

(CT 7.40/141 – [1])

Trong đó:

CV

kJ/kg.K: nhiệt dung riêng của vật liệu sấy với độ ẩm 2

Ck = 2,3

kJ/kg.K: nhiệt dung riêng của vật liệu khô

Ca = 4,186 kJ/kg.K: nhiệt dung riêng của ẩm
 CV  2,3 1  0,15  4,186  0,15  2,583 kJ/kg.K

tV  t0  270 C : nhiệt độ vật liệu sấy vào thiết bị, lấy bằng nhiệt độ môi trường
1

tV  t2  4  48  4  440 C : nhiệt độ ra khỏi thiết bị của vật liệu sấy. Ta chọn nhỏ hơn nhiệt độ đầu
2

ra của tác nhân sấy 350C.
Vậy qV 


4941,18 2,583  44 27
1058,82

  204,92

kJ/kg ẩm

Xác định Ca.tV1:

Ca  tV  4,186  27  113,02 kJ/kg ẩm
1

 Xác định qmt:
Tổn thất nhiệt ra môi trường qmt thường chiếm khoảng 35% nhiệt lượng tiêu hao hữu ích.
qmt   0,03  0,05 qhi

Trong đó nhiệt lượng hữu ích được xác định:





qhi  2500  1,9 t2  tV  2500  1,9   48  27  2539,9 kJ/kg ẩm
1

 qmt  0,05  qhi  0,05  2539,9  126,995 kJ/kg ẩm
Vậy   113,02  204,92 126,995  218,895 kJ/kg ẩm < 0
 I2 < I1: trạng thái của tác nhân sấy sau quá trình sấy thực nằm dưới đường I = I1
 Các thông số của tác nhân sấy sau quá trình sấy thực
 Độ chứa ẩm của tác nhân sấy

Thiết kế hệ thống sấy thùng quay mùn cưa

Page 17


Báo cáo Đồ án Quá trình – Thiết bị
d2 

C pk  t1  t2   d1  i1   
i2  

kg ẩm/kg khói

(CT 7.31/138 – [1])

Trong đó
i1  2500  1,842 143  2763,41 kJ/kg
i2  2500  1,842  48  2588,42 kJ/kg

 d2 


1,004 143  48  0,025  2763,41  218,895
2588,42  218,895

 0,0605 kg ẩm/kg khói

Enthalpy:

I 2  1,004  48  0,0605  2588,42  204,79 kJ/kg khói



(CT 2.24/29 – [1])

Độ ẩm tương đối

2 

0,981
 0,7881

0,621 
0,1105  1 

 0,0605 

Bảng 3: Thông số trạng thái của tác nhân sấy trong quá trình sấy thực
Điểm A:
không khí
ngoài trời
0
Nhiệt độ ( C)
27
Độ ẩm tương đối (%) 75
Áp suất hơi bão hòa 0,0355
(bar)
Độ chứa ẩm (kg ẩm/ 0,0173
kg tác nhân sấy)
Enthalpy (kJ/kg tác 71,22
nhân sấy)
Vận tốc riêng (m3/kg 0,9053
tác nhân sấy)

Điểm B’:
Khói lò sau
lò đốt
1151,63

0,00115
8931,16

Điểm B: Khói
lò sau buồng
hòa trộn
143,06
0,97
3,91

Điểm C: Khói
lò sau buồng
sấy
48
78,81
0,1105

0,073

0,025

0,0605

1493,59

212,72

204,79

4,67

1,27

1,039

Lượng khói cần thiết để bốc hơi 1 kg ẩm trong quá trình sấy thực:
l' 

1
1

 28,17 kg khói/kg ẩm
d2  d1 0,0605  0,025

Thiết kế hệ thống sấy thùng quay mùn cưa

Page 18


Báo cáo Đồ án Quá trình – Thiết bị
Lượng khói cần thiết cho quá trình sấy:

L '  l ' W  28,17 1058,82  29826,96 kg/h = 8,28 kg/s
Nhiệt lượng tiêu hao để bốc hơi 1 kg ẩm
q '  l '  I1  I 0   28,17   212,72  71,22   3986,05 kJ/kg ẩm

 Lưu lượng thể tích của tác nhân sấy trong quá trình sấy thực:
Lưu lượng thể tích của tác nhân sấy ở trạng thái trước khi vào buồng sấy:
V1  1  L '  1,27  8,28  10,52 m3/s

Lưu lượng thể tích của tác nhân sấy ở trạng thái sau khi ra khỏi buồng sấy:
V2  2  L '  1,039  8,28  8,6 m3/s

Lưu lượng thể tích trung bình của tác nhân sấy:

Vtb 

V1  V2 10,52  8,6

 9,56 m3/s
2
2

 Lượng nhiên liệu tiêu hao
Lượng nhiên liệu (than) tiêu hao để bốc hơi 1 kg ẩm
b

q
3986,05

 0,28 kg than/kg ẩm
QC lñ 23548,78  0,6

Lượng nhiên liệu tiêu hao trong 1 giờ

B  b  W  0,28 1058,82  296,47 kg than/h
 Hiệu suất thiết bị sấy:

TBS 

qhi
2539,9
 100% 
 100%  63,72%
q
3986,05

IV. TÍNH THỜI GIAN SẤY
Trong thiết bị, chọn cánh đảo trộn có dạng cánh nâng, có các thông số sau: (Bảng 6.1/177 – [2])
-

Hệ số điền đầy:  = 0,18

-

0
Góc gấp của cánh nâng:   140

-

Thông số đặc trưng cho cấu trúc cánh:

-

Cường độ bay hơi thể tích của vật liệu: A = 30  40 kg/m3h, chọn A = 32 kg/m3h

F
h
 0,576; C2  0,122
DT

DT

Thiết kế hệ thống sấy thùng quay mùn cưa

Page 19


Báo cáo Đồ án Quá trình – Thiết bị
- Khối lượng riêng vật liệu V = 300 kg/m3.
Thời gian sấy được xác định theo:
2    V 1  2 



A 200  1  2  



2  0,18  300   30  15
35  200   30  15

 0,3 h = 18 phút

(CT 6.44/178 – [2])

Thời gian vật liệu đi hết chiều dài thùng sấy:

1 

mk1LT

nDT tg

(CT 6.39/174 – [2])

Trong đó:
n: số vòng quay của thùng (1  8 vòng/phút), chọn n = 2 vòng/phút
m: hệ số lưu ý đến dạng cánh trong thùng, với cánh nâng m = 0,5
k1: hệ số lưu ý đặc tính chuyển động của vật liệu, trong sấy xuôi chiều, chọn k1 = 0,5
: góc nghiêng của thùng ( = 1,5  1,7), chọn  = 1,5
 1 

0,5  0,5 10
 47,74 phút (thỏa điều kiện 1  )
2  2  tg1,5

Thiết kế hệ thống sấy thùng quay mùn cưa

Page 20


Báo cáo Đồ án Quá trình – Thiết bị
CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THIẾT BỊ CHÍNH
I. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CHO THÙNG SẤY
- Thể tích thùng quay:

VT 
-

W 1058,82


 30,252 m3
A
35

Chọn đường kính thùng theo tiêu chuẩn DT = 1,8 m
Chiều dài của thùng:
LT 

4VT
2
T

D



(CT 10.2/207 – [1])
(Bảng XIII.6/359 – [4])

4  30,252
 11,89 m
  1,82

Chọn chiều dài thùng LT = 12 m


LT 12

 6,67   4;8 (thỏa tỉ lệ giữa chiều dài và đường kính thùng)
DT 1,8

-

Tiết diện thùng sấy

-

 2,54 m2
4
4
Thể tích thực của thùng
FT 

VT 

 DT2



 DT2

L

4

  1,82

  1,82
4

 12  30,54 m3

II. KIỂM TRA BỀ DÀY THÙNG
Thùng được chế tạo bằng thép không gỉ, mác thép X18H10T, có các thông số sau:
- Khối lượng riêng
:  = 7900 kg/m3
(Bảng XII.7/313 – [4])
- Hệ số dẫn nhiệt
:  = 16,3 W/m.độ
(Bảng XII.7/313 – [4])
*
6
2
- Ứng suất cho phép tiêu chuẩn : [] = 14010 N/m
(Hình 1-2/22 – [6])
6
2
- Giới hạn bền kéo
: k = 54010 N/m
(Bảng XII.7/313 – [4])
6
2
- Giới hạn bền chảy
: ch = 22010 N/m
(Bảng XII.7/313 – [4])
Thùng sấy có dạng hình trụ nằm ngang, chế tạo bằng phương pháp hàn, thùng làm việc ở áp suất
khí quyển.
-

Hệ số bền mối hàn h: chọn hàn tự động dưới lớp thuốc, hàn giáp mối, 2 phía. Với đường kính

D  700 mm, chọn h = 0,95
(Bảng 1-7/25 – [6])
Hệ số hiệu chỉnh: đối với thiết bị có bọc cách nhiệt, chọn  = 0,95
Ứng suất cho phép:
*

        0,95 140 106  133 106 N/m2

Thiết kế hệ thống sấy thùng quay mùn cưa

Page 21


Báo cáo Đồ án Quá trình – Thiết bị

-

 
133  106
 0,95  1288  25 do đó bề dày tối thiểu thùng được xác định theo
Xét   h 
p
0,981 105
công thức:
S' 

p.DT
0,981 105  1,8

 7  104 m  0,7mm

2   h 2 133  106  0,95

(CT 5-3/130 – [6])

Các hệ số bổ sung bề dày tính toán:
Ca: hệ số bổ sung do ăn mòn hóa học của môi trường, do vật liệu là thép không gỉ, Ca = 0
Cb: hệ số bổ sung do bào mòn cơ học của môi trường, tính trong trường hợp nguyên liệu có
chứa các hạt rắn chuyển động với tốc độ lớn ở trong thiết bị, chọn Cb = 1 mm
- Cc: hệ số bổ sung do sai lệch khi chế tạo, lắp ráp. Theo bảng XIII.9/364 - [3], chọn Cc= 0,8 mm
- Co: hệ số bổ sung để quy tròn kích thước, chọn Co =5,5 mm
 C = Ca + Cb + Cc + Co = 0 + 1 + 0,8 + 5,5 = 7,3 mm
-

Bề dày thực của thùng:

S  S ' C  0,7  7,3  8 mm
Kiểm tra điều kiện
S  Ca 8  0

 0,004  0,1  thỏa
DT
1800

Kiểm tra áp suất tính toán cho phép bên trong thiết bị:

2     S  Ca  2 133.106  0,95  8.103
 p     h

 1,12.106 N / m2  0,981.105 N / m2  thỏa
3

DT   S  Ca 
1,8  8.10
Vậy bề dày thùng sấy: S = 8 mm
III. KIỂM TRA VẬN TỐC TÁC NHÂN SẤY
Tốc độ trung bình của tác nhân sấy trong buồng sấy:
vtb 

Vtb 9,56

 3,8 m/s
Ftd 2,54

IV. TÍNH BỀ DÀY CÁCH NHIỆT CỦA THÙNG
Để tránh mất mát nhiệt trong thiết bị sấy và để đảm bảo nhiệt độ bên ngoài thiết bị có thể cho phép
công nhân làm việc bên cạnh thì thường bọc lớp cách nhiệt cho thiết bị sấy
4.1 Hệ số cấp nhiệt từ dòng tác nhân sấy thành trong của thùng sấy 1:
 Tính toán khối lượng riêng tác nhân sấy:

Thiết kế hệ thống sấy thùng quay mùn cưa

Page 22


Báo cáo Đồ án Quá trình – Thiết bị
Độ ẩm trung bình của tác nhân sấy trong thiết bị sấy:

k 

1  2
2



0,97  78,81
 39,89%
2

Phân áp suất bão hòa của hơi nước trong tác nhân sấy:



4026,42 
4026,42 
pb  exp  12 
  exp  12 
  0,848
235,5  t 
235,5  95,5 


Khối lượng riêng của tác nhân sấy:

k 

0T0 

1 
T 

0,378    pb  1,293  293  0,378  0,3989  0,848 


1 
  0,833
B
0,981

 95,5  273 

STT
1
2
3

Bảng 4: Các thông số tác nhân sấy trong thùng sấy
Thông số
Kí hiệu
Đơn vị
Giá trị
Vận tốc
vk
m/s
4,94
0
Nhiệt độ trung bình
tk
C
95,5
0
Hệ số dẫn nhiệt
W/m. K

0,0322
k

4

Độ nhớt động lực học

k

Ns/m2

4,91.10-5

5

Khối lượng riêng

k

kg/m3

0,833

6

Độ nhớt động học

k

2

m /s

5,89.10-5

 Chế độ chảy của tác nhân sấy trong thiết bị
Chuẩn số Reynolds:
Re 

vk DT

k



4,94  1,8
 1,5.105
5
5,89.10

(CT V.36/13 – [4])

Re > 104  dòng tác nhân chảy rối trong thùng. Quá trình truyền nhiệt trong thùng xem như là quá
trình truyền nhiệt trong ống có dòng chảy xoáy rối, là quá trình truyền nhiệt do sự trộn lẫn của các
lớp lưu chất trong và ngoài xa trục của dòng chảy. Có thể bỏ qua sự truyền nhiệt do đối lưu tự
nhiên.
Vậy quá trình truyền nhiệt giứa tác nhân sấy và thành thiết bị là truyền nhiệt do đối lưu cưỡng bức,
dòng chảy trong ống có

L

 50
D

Chuẩn số Nusselt:

Nu  0,018.1.Re0,8

Thiết kế hệ thống sấy thùng quay mùn cưa

(CT V.42/16 – [4])

Page 23


Báo cáo Đồ án Quá trình – Thiết bị
Re  1,5.105 

Với L
  1  1,09
 6,67 
D




 Nu  0,018 1,09  1,5.105



0,8

(Bảng V.2/15 – [4])

 271,38

Hệ số cấp nhiệt 1:

1 

Nu.k 271,38  0,0322

 48,55 (W/m2K)
DT
1,8

4.2 Hệ số cấp nhiệt từ thành ngoài của thùng sấy đến môi trường xung quanh 2
Quá trình truyền nhiệt từ thành ngoài của thiết bị sấy đến môi trường xung quanh là quá trình truyền
nhiệt do đối lưu tự nhiên và do bức xạ nhiệt.
 Hệ số cấp nhiệt do đối lưu ’2
- Do thùng sấy đặt nằm ngang với góc nghiêng 1,50 nên việc xác định hệ số cấp nhiệt do đối lưu
tự nhiên xem như xác định hệ số cấp nhiệt của ống nằm ngang khi không khí có thể tích lớn chuyển
động tự do. Trong trường hợp này, các hằng số vật lý khi tính chuẩn số Nu, Gr lấy theo nhiệt độ
trung bình của không khí môi trường.
Bảng 5: Các thông số không khí bên ngoài thùng sấy
STT
Thông số
Kí hiệu
Đơn vị
Giá trị
1

Áp suất hơi bão hòa pb
bar
0,0355
0
2
Nhiệt độ
T0
C
27
0
Hệ số dẫn nhiệt
W/m. K
0,0262
3
0
4
5
6

Độ nhớt động lực k
học
Khối lượng riêng
k
Độ nhớt động học
k

Ns/m2

1,85.10-5

kg/m3

1,16

2

m /s

1,59.10-5

- Chọn nhiệt độ thành ngoài của thùng sấy (phía tiếp xúc với không khí): tw4 = 350C  là nhiệt
độ thích hợp để nhiệt từ tác nhân sấy sau khi truyền qua vách thùng và lớp cách nhiệt đến phía thành
ngoài của thùng thì không còn quá nóng, an toàn cho người làm việc.
- Do hệ số dẫn nhiệt của thép lớn nên xem như nhiệt độ không đổi khi truyền qua bề mặt dày
thân thùng và lớp bảo vệ. Sơ đồ truyền nhiệt:

Thiết kế hệ thống sấy thùng quay mùn cưa

Page 24


Báo cáo Đồ án Quá trình – Thiết bị



1: bề dày thân thùng
2: bề dày lớp cách nhiệt
3: bề dày lớp bảo vệ

Hình 4: Sơ đồ truyền nhiệt qua vách thùng

-

Chọn bề dày thùng

1

Bề dày thùng

1

0,008

X18H10T

Hệ số dẫn nhiệt 
(W/mK)
15

2

Bề dày lớp cách nhiệt

2

0,01

Bông thủy tinh

0,05

3

3
Đường kính ngoài của thùng sấy:

0,002

CT3

50

Đại lượng

STT

-

Bảng 6: Chọn bề dày thùng và vật liệu
Ký hiệu Giá trị chọn Vật liệu
(m)

Bề dày lớp bảo vệ

Dng  DT  2 1   2   3   1,8  2  0,008  0,03  0,012   1,9 m

-

Chuẩn số Grashof

Gr 



3
g.Dng
. .T

 02



3
g.Dng
.T

 02 .T

9,811,93   35  27 



1,59.10  . 27  273
5

2



3
g.Dng

.  tw4  t0 

 02 .  t0  273

 7,1.109 Chuẩn số Nusselt

Nu  0,47.Gr 0,25  0,47. 7,1.109
-

(CT V.39/13 – [4])



0,25

 136,43

(CT V.78/24 – [4])

Hệ số cấp nhiệt ’2

 '2 

Nu.0 136,43  0,0262

 1,88 W/m2K
Dng
1,9

 Hệ số cấp nhiệt do bức xạ nhiệt ’’2

Thiết kế hệ thống sấy thùng quay mùn cưa

Page 25