TÍNH TOÁN, KIỂM TRA MÁY SẤY THÙNG QUAY

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO


BÁO CÁO MÔN HỌC

THỰC TẬP SẤY
Chủ đề : TÍNH TOÁN KIỂM TRA
MÁY SẤY THÙNG QUAY
Giảng viên
Thành viên

Ths. NGUYỄN LÊ HỒNG SƠN
Nguyễn Trường Giang
16147023
Đặng Gia Huy
16141355
Lai Nguyễn Hoàng Phúc
16147073

Năm học 2019 - 2020


Báo Cáo Môn Học Thực Tập Sấy

Chủ đề : Tính Toán Kiểm Tra Máy Sấy Thùng Quay

NỘI DUNG
TÍNH TOÁN, KIỂM TRA MÁY SẤY THÙNG QUAY

I. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÍ :

Hình 1 : Sơ Đồ Nguyên Lý
II. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG :
Tác nhân sấy (không khí) được quạt thổi qua bộ calorife, tại đây không khí đươc gia
nhiệt sau đó được đưa vào buồng sấy. Khi nhiệt độ buồng sấy đạt yêu cầu, bộ phận cấp vật
liệu sấy hoạt động cấp vật liệu sấy vào buồng sấy (thùng quay). Trong buồng sấy có bố trí
các cánh đảo để khi quay vật liệu sấy được xới tung và tiếp xúc nhiều với không khí nóng.
Động cơ thùng quay có bộ giảm tốc nhằm giảm tốc độ quay của thùng, từ đó làm tăng thời
gian lưu lại của vật liệu trong buồng sấy để đảm bảo hiệu quả của quá trình sấy. Vật liệu
đạt được độ ẩm mong muốn được đưa ra ngoài bằng phểu phía dưới và không khí được
thoát ra phía trên

GVHD : Ths. NGUYỄN LÊ HỒNG SƠN

Trang 1


Báo Cáo Môn Học Thực Tập Sấy

Chủ đề : Tính Toán Kiểm Tra Máy Sấy Thùng Quay

III.THỰC NGHIÊM TRÊN MÁY SẤY THÙNG QUAY :
- Vật liệu sấy: Lúa
- Năng suất: 12,7 kg/mẻ
Chế độ sấy lúa
- Từ độ ẩm ban đầu sấy đến khi đạt độ ẩm 22% sấy nhiệt độ 100 ÷120oC
- Để nguội 30 ÷ 45 phút
- Từ 22% đến khi đạt yêu cầu.
+ Lúa ăn, sấy ở nhiệt độ 45÷50oC.
+ Lúa giống,sấy ở nhiệt độ bé hơn hoặc bằng 42oC.

1. Thực nghiệm xác định thời gian sấy
2. Thực nghiệm xác định đường cong sấy
3. Thực nghiệm đánh giá tiêu hao điện năng
IV. TÍNH TOÁN KIỂM TRA, HỆ THỐNG SẤY THÙNG QUAY :
1) Các Thông Số Tác Nhân Sấy:
Các ký hiệu:
- G1, G2: lượng vật liệu trước và sau khi sấy (kg/h).
- Gk: lượng vật liệu khô tuyệt đối đi qua máy sấy (kg/h).
- W1, W2: độ ẩm của vật liệu trước và sau khi sấy, tính trên căn bản ướt (%).
- W: lượng ẩm được tách ra khỏi vật liệu (kg/h).
- L: lượng không khí khô (kkk) tuyệt đối qua máy sấy (kg/h).
- do: hàm ẩm của không khí ngoài trời (kg ẩm/kg kkk).
- d1: hàm ẩm của không khí trước khi vào buồng sấy (kg ẩm/kg kkk).
- d2: hàm ẩm của không khí sau khi sấy (kg ẩm/kg kkk).

GVHD : Ths. NGUYỄN LÊ HỒNG SƠN

Trang 2


Báo Cáo Môn Học Thực Tập Sấy

Chủ đề : Tính Toán Kiểm Tra Máy Sấy Thùng Quay

2) Các Công Thức Sử Dụng:
Dùng tác nhân sấy là không khí.
- Phân áp suất bảo hòa của hơi nước trong không khí ẩm theo nhiệt độ:
[bar]
- Độ chứa ẩm:
[kg/kgkkk]

Với: B: áp suất khí trời, B = 1 at = 0,981 bar.
- Enthapy của không khí ẩm:
[kJ/kgkkk]

Với: * Cpk: nhiệt dung riêng của không khí khô, Cpk= 1,004 kJ/kg0K.
* Cpa: nhiệt dung riêng của hơi nước, Cpa= 1,842 kJ/kg0K.
* r: ẩn nhiệt hóa hơi của nước, r = 2500 kJ/kg.
- Thể tích riêng của không khí ẩm:
[m3/kgkkk]

Với: * R: hằng số khí, R = 8314 J/kmol.độ.
* M: khối lượng không khí, M = 29 kg/kmol.
* B, p b: áp suất khí trời và phần áp suất bão hòa của hơi nước trong không
khí, N/m2.

GVHD : Ths. NGUYỄN LÊ HỒNG SƠN

Trang 3


Báo Cáo Môn Học Thực Tập Sấy

Chủ đề : Tính Toán Kiểm Tra Máy Sấy Thùng Quay

- Lưu lượng không khí ẩm:
V = v.L

[m3/kg]

Với: * L: lưu lượng không khí khô, kg/h.
* v: thể tích riêng của không khí ẩm, m3/h.
- Khối lượng riêng của không khí ẩm:
[kg/m3]

Với : * o = 1,293 kg/m : khối lượng riêng của không khí khô ở điều kiện chuẩn.
3

* T0 = 2730K: nhiệt độ không khí ở điều kiện chuẩn.
3) Tính Toán Tác Nhân Sấy:
Trạng thái không khí ngoài trời: được biễu diễn bằng trạng thái A, xác định bằng cặp
thông số (t0, o).
Do vật liệu sấy là tiêu hạt có thể được trồng và thu hoạch nhiều vụ trong một năm, tuy
nhiên tính theo mùa mưa, ít nắng thì thiết bị sẽ làm việc tốt quanh năm. Vì vậy, ta chọn trạng thái
A theo giá trị nhiệt độ và độ ẩm trung bình của Thành phố Hồ Chí Minh.
A:

to= 27oC
o

= 84%
[bar]
[kg/kgkk]

[kJ/kgkk]

[m3/kgkk]

- Không khí được đưa vào caloriphe và được đốt nóng đẳng ẩm (d 1 = do) đến trạng thái
B (d1, t1). Trạng thái B cũng là trạng thái của tác nhân sấy vào thùng sấy.

GVHD : Ths. NGUYỄN LÊ HỒNG SƠN

Trang 4


Báo Cáo Môn Học Thực Tập Sấy

Chủ đề : Tính Toán Kiểm Tra Máy Sấy Thùng Quay

- Không khí được quạt đưa vào caloriphe và được đốt nóng đẳng ẩm (d 1 = do) đến trạng
thái B (d1, t1). Điểm B là điểm nhiệt độ sấy sao cho nguyên liệu sấy không bị cháy. Trạng thái B
cũng là trạng thái của tác nhân sấy vào thùng sấy.
- Nhiệt độ t1 tại điểm B là nhiệt độ cao nhất của tác nhân sấy, do tính chất của vật liệu
sấy và chế độ công nghệ quy định. Nhiệt độ của tác nhân sấy ở B được chọn phải thấp hơn nhiệt
độ hồ hóa của tinh bột. Do hạt tiêu chứa khoảng 36% tinh bột, ban đầu độ ẩm của vật liệu sấy cao,
nếu vật liệu tiếp xúc với tác nhân sấy nhiệt độ cao thì lớp bề mặt của hạt tinh bột bị hồ hóa và tạo
thành một lớp keo mỏng bịt kín bề mặt thoát ẩm từ trong lòng vật liệu ra ngoài.
Do đó chọn điểm B: t1 = 65oC
d1 = do = 0,019459 (kg/kgkkk)
�
4026, 42 �
4026, 42 �
�
pb1  exp �
12 
12 
� exp �
� 0, 2468
� 235,5  65 �
� 235, 5  t1 �

[bar]

 d1.B = 0,621..+ d1..
 d1.B = .(0,621 + d1)
1 

d1.B
0, 019459.0,981

 0,12076
pb1 (0, 621  d1 ) 0, 2468.(0, 621  0, 019459)

H1  1, 004.t1  d1.(2500  1,842.t1 )

[kJ/kgkkk]

 1, 004.65  0, 019459.(2500  1,842.65)  116, 24
v1 

288.T1
288(65  273)

 1, 0223
5
B  1. pb1 0,981.10  0,12076.0, 2468.105

[m3/kgkkk]

- Không khí ở trạng thái B được đẩy vào thiết bị sấy để thực hiện quá trình sấy lý thuyết

(H1 = H2). Trạng thái không khí ở đầu ra của thiết bị sấy là C (t2, 2).
- Nhiệt độ của tác nhân sấy ra khỏi thiết bị sấy t 2 tùy chọn sao cho tổn thất nhiệt độ 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 bão 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 C: H1= H2= 116,24 (kJ/kgkk)
= 100%
GVHD : Ths. NGUYỄN LÊ HỒNG SƠN



tđs

≈

o

31 C
Trang 5


Báo Cáo Môn Học Thực Tập Sấy

Chủ đề : Tính Toán Kiểm Tra Máy Sấy Thùng Quay

Chọn t2= 35oC
[bar]

d2 

H 2  1, 004.t2
116, 24  1, 004.35

 0, 03162
2500  1,842.t2
2500  1,842.35

2 

d 2 .B
0, 03162.0,981

 0,8511
pb2 (0, 621  d 2 ) 0, 055849.(0, 621  0, 03162)

v2 

288.T2
288(35  273)

 0,95
5
B  2 . pb2 0,981.10  0,8511.0, 055849.105

GVHD : Ths. NGUYỄN LÊ HỒNG SƠN

[kg/kgkk
]

[m3/kgkk]

Trang 6


Báo Cáo Môn Học Thực Tập Sấy

Đại lượng
o

t ( C)

(%)
d (kg/kgkk)

H (kJ/kgkk)
pb (bar)
(m3/kgkk)

Chủ đề : Tính Toán Kiểm Tra Máy Sấy Thùng Quay

Trạng thái không khí Trạng thái không khí
ban đầu (A)

vào thiết bị sấy (B)

27
0,84
0,019459
76,723
0,035482

0,90833

65
0.12076
0,019459
116,24
0,2468
1,0223

GVHD : Ths. NGUYỄN LÊ HỒNG SƠN

Trạng thái không khí
ra khỏi thiết bị sấy
(B)
35
0.8511
0,03162
116,24
0,055849
0,95

Trang 7


Báo Cáo Môn Học Thực Tập Sấy

Chủ đề : Tính Toán Kiểm Tra Máy Sấy Thùng Quay

V. TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT:
- Năng suất thiết bị sấy theo nhập liệu:

G1  G2 .

1  2
1  0, 08
 12, 7.
 19, 47
1  1
1  0, 4

[kg/h]

- Lượng ẩm cần tách:
W = G1 – G2 = 19,47-12,7 = 6,77
- Lượng tác nhân khô cần thiết:
L

W
6, 77

 556, 69
d 2  d1 0, 03162  0.019459

[kg/h]
[kg/h]

- Lượng tác nhân tiêu hao riêng:
l

L
1

1


 82, 23
W d 2  d1 0, 03162  0, 019459

[kgkk/kg ẩm]

- Nhiệt lượng tiêu hao cho quá trình sấy lý thuyết:
Qc = L.(H2 - Ho) = 556,69.(116,24– 76,723) = 21998,71
qc = l.(H2 - H0) = 82,23.(116,24– 76,723) = 3249,48

[kJ/h]
[kJ/kg ẩm]

Với quá trình sấy thực tế tổn thất nhiệt là 10%:
Qc

thực

tế

= Qc + 10%Qc = 21998,71+

10%.21998,71
= 24198,591

GVHD : Ths. NGUYỄN LÊ HỒNG SƠN

[

kJ/h]

Trang 8


Báo Cáo Môn Học Thực Tập Sấy

Chủ đề : Tính Toán Kiểm Tra Máy Sấy Thùng Quay

- Tính hiệu suất sấy:
Gọi Qhi: nhiệt hữu ích, là nhiệt lượng cần thiết để làm bay hơi ẩm trong vật liệu

Trong đó: rtv1: ẩn nhiệt hóa hơi của nước trong vật liệu sấy ở nhiệt độ
vào; rtv1 = 2500.
Ca: là nhiệt dung riêng của ẩm.
Với ẩm là hơi nước thì Ca = Cpa = 1,842 (kJ/kg.K).
t2: nhiệt độ không khí ra khỏi thiết bị sấy.
t v1: nhiệt độ ban đầu của vật liệu sấy, thường
lấy bằng nhiệt độ môi trường:
tv1= to = 27oC.
[
Q hi = 6,77. [2500+1,842.(35-27)] = 17024,76

kJ/h]

Hiệu suất sấy:
[
=

Qhi

17024, 76

.100% = 70,35%
Q
24198,591

GVHD : Ths. NGUYỄN LÊ HỒNG SƠN

%]

Trang 9


Báo Cáo Môn Học Thực Tập Sấy

Chủ đề : Tính Toán Kiểm Tra Máy Sấy Thùng Quay

VI. TÍNH THỜI GIAN SẤY:
1) Tính Cường Độ Sấy:
- Nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy trong thiết bị sấy:
tk 

t1  t2 65  35

 50
2
2

[oC]

- Độ ẩm trung bình của tác nhân sấy trong thiết bị sấy:
k 

1  2 0,12076  0,8511

 0, 48593
2
2

- Phân áp suất bão hòa của hơi nước trong tác nhân sấy:
4026, 42 �
� 4026, 42 �
�
pb  exp �
12 
 exp �
12 
�
� 0,122
� 235,5  t �
� 235, 5  50 �

[bar]

- Khối lượng riêng của tác nhân:
oTo � 0, 378.k . pb �
1
�
T �
B

�
�
1, 293.273 � 0,378.0, 48593.0,122 �

1
� 1, 06788
(50  273) �
0,981
�
�

k 

[kg/m3]

2) Tính Thời Gian Sấy



W1  W2
 0, 27
11,1.M

[h]

Trong đó M là hệ số được xác định theo bảng (GS.TSKH Trần Văn Phú, Kĩ thuật sấy,
NXB giáo dục, 2008, trang 116)

GVHD : Ths. NGUYỄN LÊ HỒNG SƠN

Trang 10


Báo Cáo Môn Học Thực Tập Sấy

Chủ đề : Tính Toán Kiểm Tra Máy Sấy Thùng Quay

Xác định hệ số M: theo phụ lục 7 ta có đường kính trung bình d = 2,76 mm. Do đó hệ
số M bằng

Vậy thời gian sấy:


W1  W2
0, 40  0, 08
 0, 27 
 0, 27  2,72
11,1.M
11,1.1,06.102
h

3) Kết Quả Thực Nghiệm
- Độ ẩm ban đầu:
- Thời gian sấy  = 3h

GVHD : Ths. NGUYỄN LÊ HỒNG SƠN

Trang 11

Báo Cáo Môn Học Thực Tập Sấy

Chủ đề : Tính Toán Kiểm Tra Máy Sấy Thùng Quay

- Độ ẩm sau khi sấy = 18,5%

GVHD : Ths. NGUYỄN LÊ HỒNG SƠN

Trang 12