SẤY HẠT BẮP THÙNG QUAY NĂNG SUẤTSẢN PHẨM 5000 kgh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

BỘ MÔN QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
QUÁ TRÌNH &THIẾT BỊ
SẤY HẠT BẮP THÙNG QUAY NĂNG
SUẤTSẢN PHẨM 5000 kg/h

Cán bộ hướng dẫn: Nguyễn Văn Lục
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Cường
MSSV: 1410463
Lớp: HC14DK
Chuyên ngành:Dầu khí

Năm học: 2017-2018


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………

TP.HCM, ngày .... tháng .... năm 2017
Giáo viên hướng dẫn


Lời mở đầu
Trong ngành công nghiệp hóa chất, thực phẩm, vật liệu xây dựng… thì
sấy là vấn đề rất quan trọng. Trong ngành hóa chất vật liệu quá trình sấy dùng
để tách nước và hơi nước ra khỏi nguyên liệu và sản phẩm. Trong ngành công
nghiệp và thực phẩm, sấy là công đoạn quan trọng sau thu hoạch.
Để thực hiện quá trình sấy người ta sử dụng các thiết bị sấy như:buồng
sấy, thùng sấy, hầm sấy…
Được thầy Nguyễn Văn Lục giao cho nhiệm vụ thiết kế hệ thống sấy
thùng quay với sản phẩm sấy là hạt bắp. Mặc dù đã cố gắng rất nhiều song vẫn
còn rất nhiều thiếu sót vì đây là lần đầu tiên làm đồ án nên cũng chưa có kinh
nghiệm. Bên cạnh đó trình độ tự nghiên cứu và khả năng tư duy còn bị giới hạn,
nên đồ án của em không thể tránh nhiều thiếu sót. Qua lần làm đồ án này em
kính mong thầy cô giáo chỉ bảo đề em có thể hoàn thiện tốt hơn đồ án .
Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Văn
Lục, cùng với các anh chị và bạn bè đã giúp em hoàn thành đồ án đúng hạn.

Mục lục:
Chương 1: GIỚI THIỆU.......................................................................................... 1
Chương 2: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ ....................................................................... 5
2.1.Xác định thông số trạng thái của tác nhân sấy trong sấy lý thuyết ........ 6
2.2.Cân bằng vật chất ........................................................................................ 8
2.3.Cân bằng năng lượng................................................................................... 8
2.3.1 Lượng nhiệt cung cấp cho quá trình sấy lý thuyết ........................ 9
2.3.2 Lượng nhiệt cung cấp cho quá trình sấy thực.............................. 11
Chương 3: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH....................................................... 12
3.1 Xác định các kích thước cơ bản cho thùng sấy .................................... 12
3.2 Thời gian sấy của thùng .......................................................................... 13
3.3 Kiểm tra bề dày thùng ............................................................................ 14
3.4 Tính tốc độ của tác nhân sấy trong thiết bị……………………………15
3.5 Tính trở lực qua thùng sấy .................................................................... 15
3.6 Tính chọn cánh đảo trộn......................................................................... 16
3.7 Chiều cao của lớp vật liệu chứa trong thùng ........................................ 17
3.8 Tính bề dày cách nhiệt của thùng .......................................................... 17
3.9 Chọn kích thước của các chi trong thiết bị thùng quay ....................... 21
Chương 4: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ ............................................................ 22
4.1 Tính toán caloryphe cấp nhiệt .............................................................. 22
4.2 Tính và chọn xyclon ................................................................................ 28
4.3 Thiết kế bộ phận truyền động ............................................................... 30
4.4 Tính vành đai ........................................................................................... 32
4.5 Tính tải trọng thùng ................................................................................ 33
4.6 Tính bộ truyền bánh răng....................................................................... 34
4.7 Tính con lăn đơn ...................................................................................... 37

4.8 Tính con lăn chặn ........................................................................... 38
4.9 Tính công suất và chọn quạt…………………………………… .... 39
4.10 Tính gầu tải nhập liệu ...................................................................... 40

Chương 5: TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................... 42


Chương 1: GIỚI THIỆU
1. TỒNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU
Cây ngô có tên khoa học là Zea mays L. thuộc chi Maydeae, họ hòa thảo
Gramineae, có nguồn gốc từ Trung Mỹ. Ở Việt Nam, ngô là cây lương thực
quan trọng thứ hai sau cây lúa và là cây màu quan trọng nhất được trồng ở nhiều
vùng sinh thái khác nhau, đa dạng về mùa vụ gieo trồng và hệ thống canh tác.Ở
nước ta ngô được trồng ở hầu hết các địa phương có đất cao dễ thoát hơi nước.
Những vùng trồng ngô lớn là Đông Nam Bộ, Tây Nguyên, miền núi phía Bắc,
Trung du đồng bằng Sông Hồng, Duyên hải Miền Trung.
Vấn đề bảo quản ngô nhìn chung là khó khăn vì ngô là môi trường thuận lợi
rất thích hợp cho sâu mọt phá hoại. Muốn bảo quản lâu dài thì hạt phải có chất
lượng ban đầu tốt, có độ ẩm an toàn. Vì vậy quá trình sấy hạt sau thu hoạch có
vai trò quan trọng trong bảo quản, chế biến cũng như nâng cao chất lượng hạt.
Với phương pháp này sẽ bảo quản được lâu hơn, dể dàng vận chuyển và ứng
dụng cho nhiều quá trình chế biến các sản phẩm khác.
2. TỒNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP
Sấy là qúa trình tách pha lỏng ra khỏi vật liệu bằng phương pháp nhiệt, là
quá trình khuếch tán do sự chênh lệch ẩm ở bề mặt và bên trong vật liệu, hay nói
cách khác do chênh lệch áp suất hơi riêng phần ở bề mặt vật liệu và môi trường
xung quanh.
Người ta phân biệt ra 2 loại:
➢ Sấy tự nhiên: nhờ tác nhân chính là nắng, gió ... Tuy nhiên, phơi nắng bị hạn
chế lớn là cần diện tích sân phơi rộng và phụ thuộc vào thời tiết, đặc biệt bất
lợi trong mùa mưa .
➢ Sấy nhân tạo: là quá trình cần cung cấp nhiệt, nghĩa là phải dung dến tác
nhân sấy như khói lò, không khí nóng, hơi quá nhiệt.Quá trính sấy này nhân,
dễ điều khiển và triệt để hơn sấy tự nhiên.

Và cũng có nhiều cách phân loại:
➢

Dựa vào tác nhân sấy:

- Sấy bằng không khí hay khói lò.
- Sấy thăng hoa.
- Sấy bằng tia hồng ngoại hay bằng dòng điện cao tầng.
➢

Dựa vào áp suất làm việc:
1


- Sấy chân không.
- Sấy ở áp suất thường.
➢

Dựa vào phương pháp làm việc:
- Máy sấy liên tục.
- Máy sấy gián đoạn.

➢

Dựa vào phương pháp cung cấp nhiệt cho qúa trình sấy:
- Máy sấy tiếp xúc hoặc máy sấy đối lưu.
- Máy sấy bức xạ hoặc máy sấy bằng dòng điện cao tầng

➢

Dựa vào cấu tạo thiết bị: phòng sấy, hầm sấy, sấy băng tải, sấy trục, sấy

thùng quay, sấy tầng sôi, sấy phun…
➢

Dựa vào chuyển động tương hỗ của tác nhân sấy và vật liệu sấy: sấy xuôi

chiều, ngược chiều, chéo dòng…
• Phương pháp thực hiện
Để nâng cao giá trị sử dụng nhiều mặt của ngô thì các công đoạn sau thu
hoạch như làm khô, bảo quản và chế biến nhằm làm giảm tổn thất cũng như duy
trì chất lượng ngô là việc làm vô cùng quan trọng và cần thiết.
Mục tiêu của bảo quản: giữ được đến mức tối đa số lượng và chất lượng
của đối tượng bảo quản trong suốt quá trình bảo quản. Ngô hạt không có vỏ như
vỏ trấu, nếu điều kiện bảo quản không tốt (ngô chưa chín già, phơi chưa thật
khô, dụng cụ chứa đựng không kín...)thì chim, chuột, mốc, mọt có thể phá hỏng
hoàn toàn cả kho ngô trong vòng vài ba tháng. Vì vậy cần làm ngô khô đến độ
ẩm 12-14% để có thể bảo quản an toàn, hạn chế mức độ hư hỏng.
Có thể làm khô ngô khô bằng hai cách: Phơi nắng hoặc sấy. Nhưng trong
đề tài này yêu cầu sử dụng phương pháp sấy cho nên muốn bảo quản lương thực
hoặc chế biến sản phẩm chất lượng cao, các loại hạt cần được sấy xuống độ ẩm
bảo quản hoặc chế biến. Để thực hiện quá trình sấy có thể sử dụng nhiều hệ
thống như buồng sấy, hầm sấy, tháp sấy, thùng sấy…Mỗi hệ thống đều có
những ưu, nhược điểm và phạm vi ứng dụng khác nhau. Chế độ sấy có ảnh
2


hưởng rất lớn chất lượng sản phẩm vì sấy là quá trình trao đổi nhiệt và trao đổi
chất phức tạp và không những làm thay đổi cấu trúc vật lý mà còn cả thành phần
hóa học của nguyện liệu. Để sấy ngô là nông sản dạng hạt, người ta thường dùng

thiết bị sấy tháp hoặc sấy thùng quay. Ở đồ án môn học này, em chọn thiết bị
sấy thùng quay là thiết bị chuyên dụng để sấy vật liệu dạng hạt, cục nhỏ và được
dùng rộng rãi trong công nghệ sau thu hoạch. Trong thiết bị sấy thùng quay, vật
liệu được sấy ở trạng thái xáo trộn và trao đổi nhiệt đối lưu với tác nhân sấy.
Trong quá trình sấy, hạt được đảo trộn mạnh và tiếp xúc tốt với tác nhân sấy nên
tốc độ sấy nhanh và hạt được sấy đều hơn và hệ thống sấy thùng quay có thể làm
việc liên tục với năng suất lớn.
Tác nhân sấy sử dụng cho quá trình sấy có thể là không khí nóng hoặc
khói lò . Quá trình sấy bắp đòi hỏi đảm bảo tính vệ sinh an toàn cho thực phẩm
nên ở đây ta chọn tác nhân sấy là không khí, được đun nóng bởi caloriphe, nhiệt
cung cấp cho không khí trong caloriphe là từ khói lò. Nhiệt độ tác nhân sấy phụ
thuộc vào bản của hạt. Nguyên liệu là bắp là nguyên liệu chứa nhiều tinh bột,
cho nên nhiệt độ sấy phụ thuộc vào nhiệt độ hồ hóa tinh bột, nhiệt độ hồ hóa
tinh bột là khoảng 600C, do đó cần chọn nhiệt độ tác nhân sấy phù hợp, không
cao cũng không thấp, mục đích là đẩy nhanh quá trình sấy và không làm cho
nhiệt độ của nguyên liệu vượt quá nhiệt độ hồ hóa, vì vậy em chọn nhiệt độ tác
nhân sấy đưa vào thùng sấy là 550C.
Tốc độ không khí nóng đi trong thùng không quá 5 m/s để tránh vật liệu
bị cuốn nhanh ra khỏi thùng. Vận tốc của thùng khoảng 5- 8 vòng /phút.
Ưu điểm:
+ Quá trình sấy đều đặn và mãnh liệt nhờ tiếp xúc tốt giữa vật liệu sấy và tác
nhân sấy.
+ Cường độ sấy lớn, có thể đạt 100kg ẩm bay hơi/m3h.
+ Thiết bị nhỏ gọn, có thể cơ khí và tự động hóa hoàn toàn.

3


Nhược điểm
+ Vật liệu bị đảo trộn nhiều nên dễ tạo bụi do vỡ vụn. Do đó trong nhiều trường

hợp sẽ làm giảm chất lượng sản phẩm sấy.

3. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
Hạt bắp được làm sạch trước và được cho vào buồng chứa, sau đó được
nhập liệu vào thùng sấy bằng hệ thống gầu tải. Hạt bắp khi vào thùng sấy có độ
ẩm ban đầu là 19%, chuyển động cùng chiều với tác nhân sấy. Tác nhân sấy sử
dụng là không khí được gia nhiệt bằng hệ thống caloriphe khí- hơi, dòng tác
nhân sấy được gia tốc bằng quạt đẩy. Thùng sấy có dạng hình trụ đặt nằm
nghiêng một góc 3-50 so với mặt phẳng ngang, 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 gắn các cánh đảo, dùng để đảo trộn vật liệu sấy, mục đích là tăng diện
tích tiếp xúc giữa vật liệu sấy 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, hạt
bắp được nâng lên đến độ cao nhất định, sau đó rơi xuống. Trong quá trình đó,
hạt bắp tiếp xúc với không khí nóng, thực hiện các quá trình truyền nhiệt và
truyền khối làm bay hơi ẩm. Nhờ độ nghiêng của thùng mà hạt bắp sẽ được vận
chuyển đi dọc theo chiều dài thùng. Khi đi hết chiều dài thùng sấy, hạt bắp sẽ
đạt được độ ẩm cần thiết là 14%. Sản phẩm hạt bắp sau khi sấy được đưa vào
buồng tháo liệu, được băng tải đưa ra ngoài. Dòng không khí sau khi qua buồng
sấy chứa nhiều bụi, nên cần phải đưa qua một hệ thống xyclon để tránh thải bụi
bẩn vào không khí gây ô nhiễm. Không khí sau khi lọc bụi sẽ được thải vào môi
trường, phần bụi lắng sẽ được thu hồi qua cửa thu bụi của xyclon và được xử lý
riêng.

4


Chương 2: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ
❖ Các thông số cơ bản của vật liệu sấy

• Năng suất sản phẩm: G2 = 5000 kg

h

• Độ ẩm ban đầu của vật liệu sấy: 1 = 19 %
• Độ ẩm ban đầu của vật liệu sấy: 2 = 14 %
• Chọn đường kính tương đương hạt bắp: d = 0, 75 mm [3]
• Tác nhân sấy là không khí nóng
• Chọn cường độ sấy: A = 30 kg m3 .h
• Khối lượng riêng hạt: r = 1253 kg m3

[3]

• Khối lượng riêng khối hạt (xốp):  = 850 kg m3

[3]

• Nhiệt dung riêng của vật liệu khô: CVLK = 1,5 kJ/kg.K [1]
❖ Các thông số cơ bản của tác nhân sấy
• Nhiệt độ môi trường: t0 = 27 C (Nhiệt độ trung bình ở tp Hồ Chí Minh)
• Độ ẩm môi trường: 0 = 74 %

(Độ ẩm của thành phố Hồ Chí Minh)

• Áp suất khí trời: pt = 0,981 bar
• Nhiệt độ vào sấy: t1 = 55 C
• Nhiệt độ ra khỏi sấy: t2 = 35 C
❖ Trạng thái tác nhân sấy trong qua trình sấy lý thuyết:


• Áp suất hơi bão hòa: Pb = exp 12 −


4026, 42 
, (bar). [14]
235,5 + t 

Trong đó t tính bằng ( C ).
•

dPa

=

Pb (0, 621 + d )
  Pb

Hàm ẩm: d = 0, 621
, (kg ẩm/kg kkk).  
Pt −   Pb
dPa
P =
b

 (0, 621 + d )

Trong đó:  tính bằng (%),  :là độ ẩm.
pt = 0,981 bar , pt :là áp suất khí quyển.
• Enthalpy: I = ik + d .ia [14]
Hay I = Ck .t + d ( r + Ch .t ) [14]

Trong đó:

5


ik , i j có đơn vị là ( kj kg ): Enthalpy của 1kg không khí khô và 1kg hơi
nước.
Ck = 1, 004 kj kg.K : Nhiệt dung riêng của không khí khô.
Ch = 1,842 kj kg.K : Nhiệt dung riêng của hơi nước.

r = 2500 kj kg : Ẩn nhiệt hóa hơi của nước.
 I = 1, 004  t + d ( 2500 + 1,842  t ) (kJ / kg )
I − 1, 004  t

d = 2500 + 1,842  t (kg am/kg kkk)

t = I − 2,500  d
(C )
 1, 004 + 1,842  d

• Thể tích riêng:

288  T
=
Pa −   Pb

(m3 / kg kk) [6]

Trong đó: Pa, Pb lấy đơn vị là N/m2.
2.1 Xác định các thông số trạng thái của tác nhân sấy trong quá trinh sấy lý

thuyết:
a) Thông số trạng thái của không khí ngoài trời (A):
Không khí ngoài trời có:
• Nhiệt độ: t0 = 27 C
• Độ ẩm:  = 74%


• Áp suất hơi bão hòa: Pb = exp  12 −


• Hàm ẩm: d = 0, 621
 d = 0,621

4026,42 
 = 0,0355 bar
235,5 + 27 

  Pb
Pt −   Pb

0,74  0,0355
= 0,017 kg ẩm/kg kkk
0,981 − 0,74  0,0355

• Enthalpy: I = 1,004  t + d ( 2500 + 1,842  t )
 I = 1,004  27 + 0,017 ( 2500 + 1,842  27 ) = 70,453 kJ / kg

• Thể tích riêng:  =
 =

288  T
Pa −   Pb

(m3 / kgkkk)

288  ( 27 + 273 )
(0,981 − 0,74  0,0355)  10

5

= 0,905 m3 / kgkkk

b) Tại nhiệt độ khi tác nhân sấy vào thùng sấy:

Không khí được quạt đưa vào caloriphe và được đốt nóng đẳng ẩm (d1 =d0)
đến trạng thái B( d1,t1). Trạng thái B cũng là trạng thái của tác nhân sấy vào
thùng
Nhiệt độ t1 tại điểm B là nhiệt độ cao nhất của tác nhân sấy , do tính chất của
6


vật liệu sấy và quy trình công nghệ quy định. Ngô được sấy nhằm mục đích cho
người sử dụng vì vậy phải sấy ở nhiệt độ thấp, khoảng 40 -550C nên ta chọn:
• Nhiệt độ vào thùng sấy : t1 = 55C


• Áp suất hơi bão hòa: Pb = exp  12 −


4026,42 

 = 0,156bar
235,5 + 55 

• Hàm ẩm ở trạng thái (A) bằng hàm lượng vào thùng sấy tại t1 = 55C
d1 = d = 0, 017 kg ẩm/kg kkk
• Enthanpy: I = 1,004  t + d ( 2500 + 1,842  t )

 I1 = 1,004  55 + 0,017 ( 2500 + 1,842  55) = 99.44 kJ / kg

• Độ ẩm:  =

dPa
0, 017  0,981
=
= 0,168
Pb (0, 621 + d ) 0.156  (0, 621 + 0, 017)

• Thể tích riêng:  =
 =

288  T
Pa −   Pb

288  ( 55 + 273 )

(0,981 − 0,168  0.156)  10 5

(m3 / kgkkk)

= 0,989 m3 / kgkkk

Thông số trạng thái của không khí sau thùng sấy
Không khí ở trạng thái B được đẩy vào thiết bị để thực hiện quá trình sấy
lý thuyết(I1= I2), trạng thái không khí ở đầu ra của thiết bị sấy là C(t2,ᵩ2).

c)

Nhiệt của tác nhân sấy ra khỏi thiết bị sấy t2 tùy chọn sao cho tổn thất do
tác nhân sấy mang đi là bé nhất, nhưng phải tránh hiện tượng đọng sương,
nghĩa là tránh trạng thái C nằm trên đường bảo hòa. Đồng thời, độ chứa ẩm của
tác nhân sấy tại C phải nhỏ hơn độ ẩm cân bằng của vật liệu sấy tại điểm đó để
vật liệu sấy không hút ẩm trở lại.
Với, Enthalpy:I1=I2=99,44 kj/kgkk
• Nhiệt độ: t2 = 35 C


• Áp suất hơi bão hòa: Pb = exp  12 −


4026,42 
 = 0,0558 bar
235,5 + 35 

• Enthalpy: I = 1,004  t + d ( 2500 + 1,842  t )
• Hàm ẩm: d2 =

I 2 − 1,004  t
99,44 − 1,004  35
=
= 0,025 kg ẩm/kg kkk

2500 + 1,842  t 2500 + 1,842  35

d 2 Pa
0, 025  0,981
=
= 0, 68
Pb (0, 621 + d 2 ) 0,558  (0, 621 + 0, 025)
288  T
Thể tích riêng:  =
(m3 / kg kk)
Pa −   Pb

• Độ ẩm:  =
•

7


 =

288  ( 35 + 273 )
(0,981 − 0,68  0,0558)  10

5

= 0,941m3 / kgkk

2.2 Cân bằng vật chất:
❖ Thông số của không khí:
• Năng suất thiết bị sấy theo nhập liệu:

1 − 2
1 − 0,14
G1 = G2
= 5000
= 5308, 64 kg h
1 − 1
1 − 0,19
• Lượng ẩm bay hơi trong 1 gời:
W = G1 − G2 = 5308,64 − 5000 = 308,64 kg h
• Lượng không khí khô cần thiết trong 1 giờ:
L=

[1]
[1]

W
308, 64
=
= 38580 kg h
d 2 − d1 0, 025 − 0, 017

• Lượng tác nhân tiêu hao riêng:
L
1
1
l=
=
=
= 125 kg kkk kg ẩm bốc hơi
W d 2 − d1 0, 025 − 0, 017

❖ Thông số của vật liệu:
• Lượng vật liệu khô tuyệt đối:
GK = G1 (1 − 1 ) = G2 (1 − 2 ) = 5000(1 − 0,14) = 4300 kgVLK h

2.3 Cân bằng năng lượng
2.3.1 Lượng nhiệt cung cấp cho quá trình sấy lý thuyết:
• Cân bằng nhiệt lượng cho quá trình sấy lý thuyết:
Q = L( I 2 − I 0 ) = 38580(99, 44 − 70, 453) = 1118318, 46 kj h
• Lượng nhiệt tiêu tốn để làm bay hơi 1kg ẩm:
q = l ( I 2 − I 0 ) = 125  (99, 44 − 70, 453) = 3623,375 kj h
2.3.2 Lượng nhiệt cung cấp cho quá trình sấy thực:
• Quá trình sấy không có bổ sung nhiệt lượng do đó QBS = 0
• Thiết bị sấy thùng quay khong có thiết bị chuyển tải,do đó QCT = O
• Ngoài tổn thật nhiệt do tác nhân sấy mang đi, trong thiết bị sấy thùng quay
còn có tổn thất nhiệt ra môi trường Qm và tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang
đi QV .
• Nhiệt lượng đua vào thiết bị gồm:
✓ Nhiệt lượng do tác nhân sấy nhận được trong caloriphe: L( I1 − I 0 )
✓ Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang vào: (G1 − W)Cv1 + WCa  tv1
• Nhiệt lượng đưa ra khỏi thiết bị sấy gồm:
✓ Nhiệt lượng tổn thất do tác nhân sấy mang đi: L( I 2 − I 0 )
✓ Nhiệt lượng tổn thất qua cơ cấu bao che: QBC
✓ Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang ra: G2Cv 2tv 2

8


❖ Bảng:
Thông số

Nhiệt độ vật liệu vao
Nhiệt độ vật liệu ra
Nhiệt dung riêng ẩm
Nhiệt dung riêng VL khô
Nhiệt dung riêng hơi nước

Kí hiệu
tv1
tv 2
Ca
Ck = CVLK
Ch

Đơn vị
C
C

Giá trị
27
35-5=30
4,18
1,5
1,842

kj kg .K
kj kg .K
kj kg .K

Công thức
tv1 = t0

t1 -(5 đến 10)

• Suy ra nhiệt dung riêng của vật liệu sấy:
Cv = CVLK (1 − 2 ) + Ca .2 = 1,5  (1 − 0,14) + 4,18  0,14  1,8752 kj kg .K
• Cân bằng nhiệt lượng vào và ra hệ thống sấy:
L ( I1 − I 0 ) + ( G1 − W) CV + W  Ca  tV = L ( I 2 − I 0 ) + G2  CV  tV + Qmt


1

1

2

2

• Nhiệt lượng đun nóng vật liệu (tổn thật nhiệt do vật liệu sấy):
Qvl = G2 .Cv (tv 2 − tv1 ) = 5000 1,8752  (30 − 27) = 28128 kj h
• Nhiệt lượng đun nóng vật liệu riêng (tổn thật nhiệt riêng do vật liệu sấy):
Qvl
28128
=
= 91,14 kj kg ẩm
W 308, 64

qvl =

• Nhiệt lượng ẩm trong vật liệu đưa vào:
Qa = WCatv1 = 308,64  4,182  27 = 34850 kj h
• Nhiệt lượng riêng do ẩm trong vật liệu đưa vào:

qa =

Qa
34850
= Ca tv1 =
= 112,915 kj kg ẩm
W
308, 64

• Nhiệt lượng hữu ích:
Qhi = W(r + Ca (t2 − tv1 )) = 308,64  (2500 + 4,18  (30 − 27)) = 775470,35 kj h
• Nhiệt lượng riêng hữu ích:
Q
235311, 241
qhi = hi =
= 2972,34 kj kg ẩm
W
79,167

• Tổn thất nhiệt ra môi trường:
Qmt = Qbc =Qhi  (0,03  0,05)
Qmt = Qbc =Qhi  0,05 = 775470,35  0,05 = 38773,5175 kj h
• Tổn thất nhiệt riêng ra môi trường:
qmt =

Qmt 38773,5175
=
= 125, 627 kj kg ẩm
W
308, 64

• Nhiệt lượng tổn thất chung:
 Q = Qvl + Qmt = 28128 + 38773,5175 = 66901,5175 kj h
• Nhiệt lượng riêng tổn thất chung:

 q = W

Q

=

66901,5175
= 216, 76 kj kg ẩm
308, 64

• Nhiệt lượng cung cấp cho quá trình sấy:
Q = L( I 2 − I 0 ) + Qvl + Qmt − W.Ca .tv1
9


Q = 38580(99, 44 − 70, 453) + 28128 + 38773,5175 − (308,64  4,18  27) = 1150386,867 kj h

• Nhiệt lượng cung cấp riêng cho quá trình sấy:
Q 1150386,867
q=
=
= 3727, 28 kj kg ẩm
W
308, 64

• Nhiệt lượng bổ sung thực tế:
 = Catv1 −  q = 4,18  27 − 216,76 = −103,9 kj kg ẩm

Vì  = −103,9  0  Catv1   q  I 2  I1 . Suy ra trạng thái tác nhân sấy sau quá trình
sấy thực nằm dưới đường I1 (Đường sấy thực tế nằn dưới đường sấy lý thuyết).
❖ Các thông số của tác nhân sấy sau quá trình sấy thực:
•
Xác định hàm ẩm d '2 ứng với quá trình sấy thực thông qua t2 đã biết:
Trong đó: I2 = I1 +  ( d2 − d1 ) [1]
 d '2 =

C pk ( t1 − t2 ) + d0 ( i1 −  )
i2 − 

(kga/kgkk)

Trong đó:
C pk = Ck = 1,004 kj kg.K

d0 = 0, 017 kg ẩm/ kg kkk

t1 = 55 C

t2 = 35 C
ihi1 = r + Ch .t1 = 2500 + 1,842  55 = 2601,31kj kg
ihi 2 = r + Ch .t2 = 2500 + 1,842  35 = 2564, 47 kj kg

 = −103,9kj kg .ẩm
 d '2 =

1, 004 ( 55 − 35) + 0, 017 ( 2601,31 − (−103,9) )
2564, 47 − (−103,9)

= 0, 0248kgam/kg kk

• Engthanpy: I '2 = CPK t2 + d '2 ih 2
[7]
 I '2 = 1, 004  35 + 0, 0248  2564, 47 = 98, 74 kj kg.kkk
• Áp suất hơi bão hòa:
P '2 = exp(12 −

4026, 42
4026, 42
) = exp(12 −
) = 0, 0558 bar
235, 5 + t2
235, 5 + 35

• Hàm ẩm:
 '2 =

Pa .d '2
0,981 0, 0248
=
= 0, 675   '2 = 0, 675  100 = 67, 5%
P 'b 2 (0, 621 + d '2 ) 0, 0558(0, 621 + 0, 0248)

• Thể tích:

v '2 =

288  ( 35 + 273)
288  T2
=
10−5 = 0,9403 m3 kg.kkk
Pa − P 'b 2  '2 0,981 − (0, 0558  0, 675)

10


❖ Tóm lại, trạng thái của tác nhân sấy trong quá trình sấy thực tế:
Bảng : trạng thái của tác nhân sấy trong quá trình sấy thực.
Đại
Đơn vị
lượng

Trạng thái không
khí vào TB (B)

T

d

55
16,8
0,017
99,44
0,1558
0,989

Trạng thái
không khí ban
đầu (A)
C
27
%
74
kg ẩm/kg kkk 0,017
kj/kg kk
70,453
bar
0,0355
3
0,905
m kg kk

I
Pb
v

Trạng thái không
khí ra khỏi TB
(C)
35
67,5
0,0248
98,74
0,0558
0,9403

• Lượng không khí khô cần thiết trong 1 giờ:
L' =

W
308, 64
=
= 39569, 23 kg h
d − d1 0, 0248 − 0, 017
'
2

• Lượng không khí khô riêng cần thiết trong 1 giờ:
L 39569, 23
l' =
=
= 128, 213 kg kkk/kg ẩm bốc hơi
W
308, 62
• Lượng nhiệt cần cung cấp cho quá trình sấy thực
Q ' = L '( I '2 − I 0 ) + Qmt + Qvl − W.Ca .tv1
'

Q ' = 39569,23  (98,74 − 70,453) + 388773,5175 + 28128 − (308,64  4,18  27) = 1501363,216 kj h

• Lượng nhiệt cung cấp riêng:
q' =

Q ' 1501363, 216
=
= 4864, 45 kj kg ẩm

W
308, 64

• Hiệu suất sấy:
Q
775470,35
1 = hi =
= 0,5165   = 51, 65%
Q ' 1501363, 216

11


Chương 3: Tính toán thiết bị chính:
3.1 Xác định các kích thước cơ bản cho thùng sấy:
• Đường kính của thùng sấy

Dt =

0, 0188
V


1− 

[7]

Trong đó:
 : Hệ số chứa, giá trị từ 18%  30%
vk k : Vận tốc của khí ra khỏi thùng sấy, vk k = 2 m / s  4 m / s

V: lưu lượng của khí ẩm ra khỏi thùng sấy ( m3 / h )
 V '2 = L ' v '2 = 39569,23  0,9403 = 37206,95 m / h
3

• Chọn: hệ số chứa  = 20%, vận tốc vk =4m/s
 Dt =

0, 0188 37206,95
.
= 2, 027 m
4
1 − 0, 2

Dựa vào kích thước chuẩn [7], ta chon Dt =2 m.
• Tính lại vk :
Ta có: Dt =
 vk k =

0, 0188
V

vk k
1− 

0, 01882  V2 ' 0, 01882  37206,95
=
= 4,11 m / s
Dt 2  (1 −  )
22  (1 − 0, 2)

• Tiết diện tự do của thùng sấy:
Ftd = (1 −  ).Ft = (1 − 0, 2)   

DT2
22
= (1 − 0, 2)    = 2,512 m2
4
4

V1 = L '.v1 = 39569, 23.0,989 = 39133,97(m3 / h) = 10,87(m3 / s)
V2 = L.v2 = 30569, 23.0,9403 = 37206,95(m3 / h) = 10,33(m3 / s)

• Lượng tác nhân sấy trung bình trong thùng sấy:
Vtb =

V1 + V2 10,87 + 10,33
=
= 10, 6(m3 / s )
2
2

• Vận tốc tác nhân sấy:
vk =

Vtb
10, 6
=
= 4, 22 m / s
F 2,512

12


• Sai số so với vận tốc chọn
=

vk − vk k
4, 22 − 4,11
 100% =
 100% = 2, 6 %
vk
4, 22

Sai số nhỏ nên ta vẫn chấp nhận vận tốc ban đầu là vk k = 4,11m / s
• Quan hệ giữa đường kính và chiều dài:
L
L
 3,5 : 7  
= 4  L = 4 DT
DT
DT

•

Chiều dài của thùng sấy:
L = 4 DT = 4.2 = 8 m
Vậy ta chọn Lt= 8m

• Thể tích thùng sấy:
DT 2

3,14  22
 LT =
 8 = 25,12 m3
Ta có: VT =
4
4

[7]

• Cường độ bay hơi ẩm:
Ta có: A =

308, 64
W
= 12, 288 kg ẩm/ m3 h
=
25,12
VT

[7]

3.2 Thời gian sấy của thùng:
• Thời gian sấy

Ta có:  =

(1 −  2 )
− 0,27
11.1.M

[14]

Trong đó:Hệ số M phụ thuộc vào đường kính trung bình của hạt cho bảng sau:
Bảng 2.2 Hệ số M
d(mm) 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

M.102

1,25

1,00

0,83

0,70

0,60

0,53

0,47

0,43

0,38

1,43

Ta có d=7,5mm, theo bảng trên ta có M=0,5.10-2
=>  =

1 =

0,19 − 0,14
− 0, 27 = 0, 63(h) = 37,8( phút )
11,1.0,5.10−2

• Thời gian vật liệu lưu trú trong thùng:
VT     v 25,12  0, 2  850
G1

=

5308, 64

 60 = 48, 265 phút

• Số vòng quay của thùng:
13


n=

m.k.L
(vòng phút )
 .DT .tg
[7]

Trong đó:
m: hệ số lưu ý đến dạng cánh trong thùng, ta chọn cánh nâng m=0,5
K: hệ số lưu ý đặc tính chuyển động của vật liệu k =[0,5-2]; chọn
k=0,8
 : gốc nghiêng của thùng 2  3 ; chọn  = 3

n=

m.k.L
0,5  0,8  8
=
= 0,808 vòng / phút
 .DT .tg 37,8  2  tg 3o

Chọn n=1 vòng/phút
3.3 Kiểm tra bề dày thùng:
Thùng được chế tạo bằng thép không rỉ, mác thép X18H10T, có các thông số sau:
- Khối lượng riêng
:
 = 7900 kg/m3
[7]
- Hệ số dẫn nhiệt
:
 = 16,3 W/m.K
[7]
*
2
- Ứng suất cho phép tiêu chuẩn : [] = 116 N/mm
[10]
6
2
- Giới hạn bền kéo
:
k = 540 x 10 N/mm
[7]
6
2
- Giới hạn bền chảy
:
ch = 220 x 10 N/mm
[7]
✓ 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,
Suy ra mình chọn h = 0,95
[10]
✓ Hệ số hiệu chỉnh  : đối với thiết bị có bọc cách nhiệt, chọn  = 0,95.
• Ứng suất cho phép:

  =     = 0,95 116 = 110, 2 N / mm2
   = 110, 2  0,95 = 1067,1764  25 , do đó bề dày tối thiểu thùng
• Xét
h
P
9,8110−2
được xác định theo công thức:
S =

DT  P
2  9,8110−2
=
= 8,9 10−4 m  0,89 mm
2    h 2 116  0,95

[10]

• Các hệ số bổ sung kích thước:
- Ca : hệ số bổ sung do ăn mòn hóa học của môi trường. Đối với môi trường
chứa vật liệu là bắp, hầu như không có ăn mòn thiết bị, do đó Ca = 0. [10]
- Cb : hệ số bổ sung do bào mòn cơ học của môi trường. Do môi trường
chứa nhiều hạt rắn, chọn Cb = 1 mm. [10] ( xét 10 năm)
- Cc : hệ số bổ sung do sai lệch khi chế tạo, lắp ráp. Theo bảng XIII.9/364–
[4], đối với thép X18H10T, chọn Cc = 0.8mm. [10]

- C0 : hệ số bổ sung để quy tròn kích thước, chọn C0 = 5,7 mm.
 C = Ca + Cb + Cc + C0 = 0 + 1 + 0,8 + 5,7 = 7,5 mm
• Bề dày thực của thùng:

S = S  + C = 0,89 + 7,5 = 8,39 mm

Mình chọn S=8 mm.
14


❖ Kiểm tra bề dày thùng:

S − Ca
8−0
 0,1 
= 0, 004  0,1
DT
2000

•

 P =

(thỏa điều kiện)

• Áp suất tính toán cho phép bên trong thiết bị:
2    h  ( S − Ca )
P

DT + ( S − Ca )

  P =

2 116  0,95  ( 8 − 0 )
2000 + ( 8 − 0 )

= 0,878 N / mm 2  P = 0, 0981 N / mm 2

Suy ra thỏa điều kiện. Vậy bề dày của thùng sấy: S = 8 mm.
3.4 Tính tốc độ của tác nhân sấy trong thiết bị:
• Tốc độ trung bình của tác nhân sấy trong buồng sấy:
vk =

Vtb
10, 6
=
= 4, 22 m / s
F 2,512

3.5 Tính trở lực qua thùng sấy:
❖ Chuẩn số Reynolds:
Tính chất của khói lò cũng tương tự như tính chất của không khí khô, do đó
có thể sử dụng các số liệu của không khí khô cho khói lò.
55 + 35
= 45C ,
• Ở nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy t f =
2
• Các thông số của không khí theo [2]
- Độ nhớt
:  k = 19,35x 10–6 m2/s

1

- Khối lượng riêng

:

 k = 1,1105 kg/m3

- Đường kính trung bình của bắp: d=7,5mm
v tb  d   k 4,11 7,5 10−3 1,1105
Re =
=
= 1769, 05
k
19,35 10−6
• Hệ số thủy động a:
490 100
+
Re
Re
490
100
= 5,85 +
+
= 8,5
1769, 05
1769, 05

a = 5,85 +

 dx =

[1]

• Hệ số đặc trưng cho độ chặt của lớp hạt C1:
1−
C1 = 2

 −  dx
Trong đó:  = V
V
Mà  v = 850 kg/m3
0, 25 ( G1 + G2 )  0, 25 ( 5308, 64 + 5000 ) 0, 2
=

0, 75  2  VT
0, 75  2  25,12
850 − 13, 68
 =
= 0,9839
850
1 − 0,9839
 C1 =
= 0, 0166
0,98392

[1]
[1]

= 13, 68 kg / m3 [1]

• Trở lực qua lớp hạt:
15


phaït =

a  LT  v k 2   k  C1 8,5  8  4,112 1,1105  0, 0166
=
2  g  dtd
2  9,81 7,5 10 −3

= 143,9 mmH 2O

Trong đó: theo: [1]
Lt : chiều dài của thùng sấy (m)
vk : tốc độ tác nhân sấy ( m / s )

 k : mật độ hay khối lượng riêng của tác nhân sấy ( kg m3 )
g: gia tốc trọng trường ( m / s 2 )
d: đường kính trung bình của đường hạt (m)
c: hệ số đặc trưng cho độ chặt của hạt
a: hệ số thủy động
3.6 Tính chọn cánh đảo trộn:
• Một số thông số cơ bản của cánh nâng đã được chọn ở trên:
• Chiều cao rơi trung bình của hạt vật liệu: [1]
h
= 0,576  h = 0,576  DT = 0,576  2 = 1,152 m
DT

• Diện tích bề mặt chứa vật liệu của cánh:
FC
= 0,122  FC = 0,122  DT2 = 0,122  22 = 0, 488 m 2
DT2

• Theo các kí hiệu kích thước trên hình của cánh đảo trộn, ta có:
FC = a  c + b  c = ( a + b ) c
• Chọn các thông số cho cánh:
- a = 80 mm
- b = 150 mm
c=

-

FC
0, 488
=
= 2,122 m
a + b 0, 08 + 0,15

d = 4 mm
Vật liệu chế tạo cánh là thép không rỉ X18H10T,  = 7900 kg/m3.
Số cánh trên một mặt cắt: 16 cánh.
Số cánh cần lắp:

16


 LT
 c

- z = z0  

 8 

 = 16   2,122  = 60,32  60 cánh




• Khối lượng 1 cánh đảo trộn:
m =  VC =   FC  d = 7900  0, 448  4 10−3 = 14,1568 kg
• Khối lượng của cánh trong thùng:
M = z  m = 60 14,1568 = 849, 408 kg

3.7 Chiều cao của lớp vật liệu chứa trong thùng:



• Phần tiết diện chứa vật liệu:
Fcd =   Ft = 0, 2  3,14 = 0,628m2

Trong đó:
Ft : tiết diện ngang trong thùng sấy
Fcd : tiết diện chứa đầy vật liệu
Rt : bán kính thùng sấy
h: chiều cao lớp vật liệu trong thùng

1
 Fcd =

  R 2 − R 2 sin 2
180

 0, 628 =
 sin 2 =

2



1
  12 − 12 sin 2
180
2


90

  − 0, 628  2

Giải phương trình này, ta được  = 60,525. Suy ra mình chọn  = 60.
• Chiều cao chứa đầy vật liệu trong thùng:
h = R(1 − cos ) = 1000 (1 − cos60 ) = 500 mm

3.8 Tính bề dày cách nhiệt của thùng:
Hệ số cấp nhiệt từ dòng tác nhân sấy đến thành trong của thùng:
Thông số
Vận tốc

Kí hiệu

vtb

Đơn vị
ms

Gía trị
4,11

Nhiệt độ chung bình

tk

C

45

Hệ số dẫn nhiệt

k

W m.K

0,02795

[1]

Độ nhớt

k
k

N .s m2

1,935.10-5

[1]

kg m3

1,1105

[1]

Khối lượng riêng

TLTK

17


Độ nhớt động cơ

m2 s

vk

❖ Chuẩn số Re =

1,746.10-5

[1]

vtb  DT
4,11 2
=
= 470790,378  Re  104 nên dòng tác nhân
−6
vk
17, 46 10

trong thùng sấy chảy rối. Qúa trình truyền nhiệt trong thùng xem như là quá
Thông số
Nhiệt độ

Đơn vị
C

Gía trị
27

TLTK

W m.K

0,02622
1,83.10-5

[1]
[1]

Hệ số dẫn nhiệt
Độ nhớt

Kí hiệu
t0



Áp suất hơi bão hòa

Pb 0

N .s m
bar

Khối lượng riêng

0

kg m3

1,189

[1]

Độ nhớt động

0

m2 s

18,3 10−6

[1]

2

0,0335

thình 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 (trang 65-[9]). Vậy quá trình truyền
nhiệt giữa 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: trong điều kiện đối lưu cưỡng bức, tác nhân sấy là không khí,
Nu = 0,018  1  Re0,8 [7]
L
L
Trong đó: 1 = f ( Re , ) với Re = 470790,378 và
= 4  1 = 1, 2 [7]
D

D

Nu = 0,018 1, 2  470790,3780,8 = 745,96

❖ Hệ số cấp nhiệt 1 =

Nu  k 745,96  0, 02622
=
= 9, 78 W m3 .K
DT
2

❖ Tính toán hệ số dẫn nhiệt từ thùng sấy sang ra ngoài môi trường  2
Bảng: Các thông số không khí ngoài thùng tại trạng thái nhiệt độ trung bình:

18


Nhiệt độ thành ngoài

C

tw 4

An toàn lao động

35

Chọn các bề
dày thùng

Kí
hiệu

Đơn
vị

Gía trị Vật liệu

Bề dày thùng

1
2

m

0,01

Hệ số dẫn
nhiệt 
( W m.K )

OX18H1OT 16,3

Khối lượng
riêng 
(kg m3 )
7900

Bề dày lớp
m
0,007 Bông thủy
0,05

200
cách nhiệt
tinh
Bề dày lớp bảo  3
m
0,002 OX18H1OT 16,3
7900
vệ
Chọn lớp cách nhiệt là bông thủy tinh, lớp thép bảo vệ là thép OX18H1OT Cần thiết
kế các lớp cách nhiệt và bảo vệ sao cho giá trị lượng nhiệt thất thoát ra môi trường
xung quanh gần bằng giá trị nhiệt thất thoát do kết cấu bao che của thiết bị đã tính
đươc. Gỉa sử bề dày cho lớp vật liệu như sau:  2 = 0,007m;  3 = 0,002m .
Thiết bị sấy đặt trong xưởng, chọn nhiệt độ lớp ngoài cùng của thiết bị là tT 4 = 35C

Bảng: Truyền nhiệt qua vách thùng

• Lập hệ phương trình, từ các giá trị biết được
q = 1  (t1 − tT 1 ) = 9, 78  (55 − tT 1 )

1
16,3
 (tT 1 − tT 2 ) =
 (tT 1 − tT 2 )
1
0, 01

0, 05
q = 2  (tT 2 − tT 3 ) =
 (tT 2 − tT 3 )
2

0, 007

16,3
q = 3  (tT 3 − tT 4 ) =
 (tT 3 − 35)
3
0, 002
q =  2  (tT 4 − t2 ) =  2  (35 − 30)

q=

❖ Đường kính ngoài của thùng sấy:
Dng = DT + 2(1 +  2 + 3 ) = 2 + 2  (0,01 + 0,007 + 0,002) = 2,038 m
❖ Chuẩn số Grashof: Từ thành thùng sấy ra môi trường là đối lưu nhiệt tự nhiên:
3
gDng
T gDng3 T gDng3 (tT 4 − t0 ) 9,81 2, 0383  (35 − 27)
Gr =
=
= 2
=
= 6612232246
0 2
0 2T
0 (t0 + 273) (18,3 10−6 )2  ( 27 + 273)
❖ Chuẩn số Nussel: Từ thành thùng sấy ra môi trường là đối lưu nhiệt tự nhiên
19


Nu = C (Gr  Pr)n

Trong đó:
Pr -Chuẩn số Prandtl theo giá trị tra bảng [7]
tại 35C → Pr = 0, 721
C,n- [9]  C = 0,135; n = 0,333
1

 Nu = 0,135  (6612232246  0, 72) 3 = 227,1

❖ Hệ số cấp nhiệt từ thành ngoài thiết bị ra môi trường
Nu0 227,1 0, 02622
2 =
=
= 2,922 W / m2 .K
Dng
2, 038

- Hệ số cấp nhiệt do bức xạ nhiệt  2 :
"

 T  4  T  4 
 1  −  2  
 100 
 100  
Q bx

 2 =
= 5,7. 1−2 .
F (T1 − T 2 )
(T1 − T 2 )

Trong đó:
+Qbx: nhiệt trao đổi do bức xạ, W
+ F: bề mặt bức xạ,m2
+ T1: nhiệt độ của vật thề nóng, 0K, T1= Tw4
+ T2: nhiệt độ của vật thể nguội là nhiệt độ không khí bao quanh
thùng,0K,T2=T0
+  1−2 : độ đen của hệ.
Đối với bức xạ giữa khí và bề mặt vật thề, do bề mặt của khí lớn hơn bề mặt
vật thể nên độ đen của hệ xem như bằng độ đen của vật thề :  1−2 =0,8-1
=>C

Qbx
 2 =
= 5, 7.1− 2 .
F (T1 − T2 )

= 5, 7.0,8.

 T1 4  T2 4 

 −
 
 100   100  
(T1 − T2 )

 35 + 273  4  27 + 273  4 

 −
 

 100   100  
(35 − 27)

= 5,1(W / m 2 .K )

họn
:  1−2

=0,8

20


Hệ số cấp nhiệt chung:
 2 =  2 +  2
= 2,922 + 5,1 = 8, 022(W / m 2 .K )
K=

K=

1


1
+ i +
1 i =1 i  2
3

1

, (W m2 .K )

[7]

1
 2, 72 W m 2 .K
1
0, 01 0, 007 0, 002
1
+
+
+
+
9, 78 16,3 0, 05
16,3 8, 022

➢ Dường kính trung bình
Dtb =

DT + Dng
2

=

2 + 2, 038
= 2, 019 m
2

➢ Bề mặt truyền nhiệt gồm diện tích xung quanh và diện tích 2 mặt cầu của thùnh
 D 2tb

3,14  2, 0192
F =  Dtb LT + 2
= 3,14  2, 019  8 + 2 
= 57,117 m 2
4

4

➢ Hiệu số nhiệt độ trung bình giữa tác nhân sấy và không khí bên ngoài ttb
ttb =

t1 − t2
t
ln 1
t2

(CT.8/5-[7])

Trong đó: t1 , t2 -Hệ số nhiệt độ lớn và nhỏ giữa chất tải nhiệt
t1 = t1 − t0 = 55 − 27 = 28 C
t2 = t2 − t0 = 35 − 27 = 8 C
 ttb =

t1 − t2 27 − 8
=
= 15, 62 C  16C
t1
27
ln
ln

8
t2

Lượng nhiệt Q truyền qua môi trường xung quanh theo phương trình truyền nhiệt
Qxq = K .F .ttb =

2, 72  57,117 16  3600
= 8948, 635 kj h  Qmt = 38773,5175 kj h
1000

Suy ra thỏa, Vậy thông số lớp cách nhiêt và bảo vệ là hợp lý.
3.9 Chọn kích thước của các chi trong thiết bị thùng quay:
➢
-

Thân thùng trước và sau của thùng quay:
Chiều dài thùng trước d=1000mm
Chiều rộng thùng trước r=800mm
Chiều cao thùng trước h=2800mm

➢ Kích thước thùng sau:
- Chiều dài thùng trước d=1000mm
21