THỰC HÀNH ĐỘNG LỰC HỌC SẤY

Bài 4: ĐỘNG LỰC HỌC SẤY
4.1 Mục đích thí ngiệm
Khảo sát quá trình sấy đối lưu vật liệu là giấy lọc trong thiết bị sấy bằng không khí
được nung nóng nhằm:
- Xác định đường cong sấy X = f(τ)
- Xác định tốc độ đường cong sấy N = f(X)
- Giá trị độ ẩm tới hạn Xk, tốc độ sấy đẳng tốc N, hệ số sấy K
4.2 Cách tiến hành
Sơ đồ thiết bị:

A: Quạt hướng trục


B: Điện trở gia nhiệt
C: Cân
D: Bộ điều khiển nhiệt lượng điện trở cung cấp
E: Bộ điều chỉnh tốc độ quạt
F: Thì kế
G: Lưu tốc kế
Tiến hành:
- Bật công tắc tổng
- Làm ẩm đều các tờ vật liệu
- Kiểm tra thiết bị sấy: đổ nước vào chỗ đo nhiệt độ bầu ướt
- Ghi giá trị nhiệt độ bầu ướt, bầu khô tại thời điểm ban đầu
- Điều chỉnh tốc độ quạt, bật công tắc quạt
- Cài đặt mức nhiệt lượng cua điện trở, bật công tắc điện trở để gia nhiệt
- Khi thiết bị sấy hoạt động ổn định khoang 10 phút, đặt giấy lọc vào giá đỡ, đóng
cửa phòng sấy
- Ghi các giá trị chỉ số cân, nhiệt độ bầu ướt, nhiệt độ bầu khô ở thời điểm đầu. Cứ
sau 3 phút ghi các giá trị trên
- Thực hiện đến khi khối lượng vật liệu không đổi sau 5 lần đo thì dừng

- Tiến hành thí nghiệm ở các mức điên trở và tốc độ quạt khác nhau: tiến hành làm
thí nghiệm ở các mức điện trở gia nhiệt 1( 70°C), mức 2 (60°C), mức 3 (50oC).
- Kết thúc thí nghiệm, chuyển các nút điều chỉnh về 0, đóng công tắc điện trở, đóng
công tắc quạt
4.3 Kết quả thí nghiệm: G0 =203 (g)

STT
1
2

τ
(phút
)
0
3

Mức 70°C
Gi
Tư
Tk
(g)
(°C) (°C)
249
44
66
237
45
63

Mức 60°C

Gi
Tư
Tk
(g)
(°C) (°C)
281
42
56
274
39
53

Mức 50°C
Gi
Tư
Tk
(g)
(°C) (°C)
237
41
57
231
36
56


3
4
5
6

7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24

6
9
12
15
18
21
24
27
30
33
36

39
42
45
48
51
54
57
60
63
66
69

229
222
218
214
210
209
204
203
203
203
203
203

44
44
43
43
43

42
42
42
42
42
41
42

61
59
59
59
58
58
58
58
58
59
58
58

266
261
254
249
244
239
234
230
226

223
220
217
216
212
210
208
205
203
203
203
203
203

41
42
41
44
42
42
42
42
41
42
41
42
42
41
41
42

43
42
41
41
42
41

55
56
56
56
57
58
57
56
58
57
58
57
56
57
59
58
58
57
57
58
56
57

229
226
224
215
208
203
203
203
203
203

35
41
35
35
34
34
36
35
35
34

56
57
51
50
49
52
53
51

51
50

4.4 Xử lý kết quả
Độ ẩm của giấy lọc: .100 (%)
Tốc đọ sấy: Ni = ( %/s) mà ti+1 – ti = 180s

Kết quả ở mức 70°C
Stt
1
2
3
4
5
6
7

t (s)

Ni (%/s)
0
180
360
540
720
900
1080

22.6601
16.74877

12.80788
9.359606
7.389163
5.418719
3.448276

0.032841
0.021894
0.019157
0.010947
0.010947
0.010947
0.002737


8
9
10
11
12
13
14

1260
1440
1620
1800
1980
2160
2340

2.955665
0.492611
0
0
0
0
0

0.013684
0.002737
0
0
0
0
0

Kết quả ở mức 60°C
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

t (s)

Ni (%/s)
0
180
360
540
720
900
1080
1260
1440
1620
1800
1980
2160

2340
2520
2700
2880
3060
3240
34203
3600
3780
3960
4140

38.42365
34.97537
31.03448
28.57143
25.12315
22.6601
20.19704
17.73399
15.27094
13.30049
11.33005
9.852217
8.374384
6.896552
6.403941
4.433498
3.448276
2.463054

0.985222
0
0
0
0
0

0.019157
0.021894
0.013684
0.019157
0.013684
0.013684
0.013684
0.013684
0.010947
0.010947
0.00821
0.00821
0.00821
0.002737
0.010947
0.005473
0.005473
0.00821
0.005473
0
0
0
0

0

Kết quả tính ở mức 50°C
Stt

t (s)

Ni (%/s)


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

0
180
360
540
720
900
1080

1260
1440
1620
1800
1980

16.74877
13.7931
12.80788
11.33005
10.34483
5.91133
2.463054
0
0
0
0
0

0.01642
0.005473
0.00821
0.005473
0.024631
0.019157
0.013684
0
0
0
0

0

Kết quả tính toán thời gian sấy
Độ ẩm tới hạn: =
Ta có tưtb, tra bảng 38-quá trình cơ học truyền nhiệt, truyền khối để tìm pbh: áp suất
hơi bảo hòa
Ta có tktb, tra bảng 38-quá trình cơ học truyền nhiệt, truyền khối để tìm ph: áp
suất hơi riêng phần
Thời gian sấy đẳng tốc: t1=
Trong giai đoạn giảm tốc: t2 =
Thời gian sấy tổng cộng: t= t1 + t2 (s)
Cường độ bay hơi ẩm: Jm=α m.( Pbh- Ph).(kg/m2.h)
với αm= 0.04075.vk0.8= 0.0475x 2.90,8 = 0.0955 (kg/m2.h.mmHg)
Tốc độ sấy lý thuyết: Nlt=100.Jm .f (%/h) với f = F/Go =0.36/203 = 0.0018 m2
Ntn được xác định trên đoạn đẳng tốc của đường cong tốc độ sấy
Hệ số K trong giai đoạn giảm tốc: =
Bảng kết quả:
Thông số
(%)
(%)
(°C)

Mức 70°C
12.59
0
42.79

Mức 60°C
21.35
0

41.63

Mức 50oC
9.30
0
35.92


(°C)
Pbh (mmHg)
Ph (mmHg)
αm (kg/m2.h.mmHg)
Jm (kg/m2.h)
Nlt (%/h)
Ntn (%/h)
K (1/h)
(h)
(h)
(h)

59.43
45.64
37.98
0.0955
0.73153
0.131675
0.008992
0.010459
0.047803
0.00758

0.055383

56.80
52.91
47.39
0.0955
0.52716
0.094889
0.008894
0.004444
0.112481
0.0309
0.143381

52.75
47.66
46.81
0.0955
0.081175
0.014611
0.007754
0.001571
0.318408
0.0697
0.388108

4.4 Đồ thị
Mức 70°C

Thay đổi độ ẩm theo thời gian

25
20

Độ ẩm

15
Thay đổi độ ẩm theo thời gian

10
5
0

0

18

0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
36 54 72 90 108 126 144 162 180 198 216 234

T hời gian sấy


Độ ẩm thay đổi theo tốc độ sấy
25
20
15

Độ ẩm thay đổi theo tốc độ sấy

10
5
0
0.03 0.02 0.02 0.01 0.01 0.01 0 0.01 0

0

0

0

0

0

Mức 60°C

Thay đổi dộ ẩm theo thời gian
45
40
35
30
Độ ẩm

25
20

Thay đổi dộ ẩm theo thời gian

15
10
5
0
0

0
36

72

0

10

80

40 00 60 20 80 40 00 60
1 4 1 8 21 25 28 3 2 3 6 39

T hời gian sấy


Độ ẩm thay đổi theo tốc độ sấy
45
40
35
30
Độ ẩm

25
20

Độ ẩm thay đổi theo tốc độ sấy

15
10
5
0
02 .01 .01 .01 .01 .01 .01 .01 .01 .01
0.
0
0
0
0
0
0
0
0
0

0

0

Tốc độ sấy

Mức 50oC

Thay đổi độ ẩm theo thời gian

18
16
14

Độ ẩm

12
10

Thay đổi độ ẩm theo thời gian

8
6
4
2
0

0

180 360 540 720 900 1080 1260 1440 1620 1800 1980
T hời gian sấy


Độ ẩm thay đổi theo tốc độ sấy
18
16
14

Độ ẩm

12
10

Độ ẩm thay đổi theo tốc độ sấy

8
6
4
2
0
0.02 0.01 0.01 0.01 0.02 0.02 0.01 0

0

0

0

0

Tốc độ sấy

4.5 Nhận xét
1. Nhận xét đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy.
- Đường cong sấy:
+ Ở giai đoạn đẳng tốc: Đường cong sấy giảm đều như một đường thẳng do
hàm ẩm của vật liệu giảm đều theo thời gian.
+ Ở giai đoạn giảm tốc: Đường cong sấy chuyển từ đường thẳng sang
đườngcong, sự giảm không đều nhau. Hàm ẩm giảm theo nhiệt độ, ở 600C là thấp
nhất rồi ở 500C và ở 400C hàm ẩm cuối cao nhất, do nhiệt độ sấy khác nhau, nhiệt

độ càng cao thì khả năng bay hơi càng cao, vật liệu càng khô.
- Đường cong tốc độ sấy:
+ Ở giai đoạn đẳng tốc: Đường cong tốc độ sấy là một đường thẳng song song
với trục x của đồ thị, độ ẩm vật liệu giảm nhanh
+ Giai đoạn giảm tốc: tốc độ sấy giảm dần nhưng không đều.
2. Ở các chế độ khác nhau thì thời gian sấy thay đổi như thế nào? Giải thích?
Thời gian sấy ở các giai đoạn khác nhau thì khác nhau. Thời gian sấy càng tăng thì
độ ẩm càng giảm, nhiệt độ càng cao thì thời gian sấy càng giảm.
Trong giai đoạn đẳng tốc, thời gian sâý tương đối ngắn.
3. Cho biết một số ứng dụng của quá trình sấy trong thực tế:
- Quá trình sấy được ứng dụng trong công nghê hóa học và thực phẩm:
+ Trong hóa học dùng để sấy các lượng ẩm trong các chất hóa học.
+trong thực phẩm dùng để sấy khô các vật liệu, sấy thực phẩm, ngũ cốc, hoa quả.


+ Trong sinh hoạt dùng để sấy khô quần áo ướt, sấy các vật liệu, đồ dùng ẩm.
+ Trong công nghệ vi sinh dùng để sấy các vi khuẩn, mô, tế bào động vật.
Tuy nhiên quá trình sấy là quá trình không ổn định, độ ẩm thay đổi theo thời gian
và không gian sấy. Do vậy, cần vận dụng sấy đúng lúc và đúng cách để mang lại
hiệu quả cao.
4. Nêu các sự cố có thể gặp phải trong quá trình vận hành ?
- Khoảng thời gian giữa 2 lần cân không đều nhau.
- Nhiệt độ thay dổi không theo giá trị cài đặt
+ Cân không chính xác do khối lượng vật liệu giảm liên tục.
+ Thiết bị trong phòng thí nghiệm quy mô còn nhỏ và có hư hỏng.