SAY CASACRAN(cam ly)

Đồ Án Môn Học

Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Sấy Cá Sặc Rằn

PHỤ LỤC
A.

GIỚI THIỆU VỀ CÁ SẶC RẰN......................................................................3

B.

LÝ THUYẾT VỀ SẤY......................................................................................4

I.

MỘT SỐ KHÁI NIỆM..................................................................................................4
1. QUÁ TRÌNH SẤY......................................................................................................4
2. VẬT ẨM.....................................................................................................................4
3. ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA QUÁ TRÌNH LÀM KHÔ VẬT
LIỆU TRONG
THIẾT BỊ SẤY...................................................................................................................5

II.

CÁC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY...................................................................5

1.
2.
3.
4.
5.

SẤY TỰ NHIÊN.........................................................................................................5
SẤY NHÂN TẠO.......................................................................................................6
MỘT SỐ CÁCH PHÂN LOẠI THIẾT BỊ SẤY.........................................................6
SƠ LƯỢC CÁC THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG SẤY ĐỐI LƯU..........................6
GIỚI THIỆU THIẾT BỊ PHÒNG SẤY......................................................................6

III.

THUYÊT MINH QUI TRÍNH SẤY.........................................................................7

C.

TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH.....................................................................8

I.

XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC VÀ KHỐI LƯỢNG CƠ BẢN CỦA THIẾT BỊ
CHÍNH...................................................................................................................................8
1.
2.

ĐỐI VỚI XE GOONG................................................................................................8
ĐỐI VỚI PHÒNG SẤY............................................................................................14

II.

LƯỢNG TÁC NHÂN SẤY TRUNG BÌNH TRONG MỘT GIỜ.........................15

III.

CÂN BẰNG VẬT CHẤT........................................................................................17

IV.

TÍNH TOÁN MHIỆT THIẾT BỊ SẤY...................................................................17

1.
2.
3.
4.

V.

NHIỆT LƯỢNG DO NƯỚC TRONG VẬT LIỆU MANG VÀO...........................19
NHIỆT TỔN THẤT ĐỂ ĐUN NÓNG VẬT LIỆU SẤY.........................................19
NHIỆT TỔN THẤT ĐỂ ĐUN NÓNG BỘ PHẬN VẬN CHUYỂN........................19
NHIỆT TỔN THẤT RA MÔI TRƯỜNG XUNG QUANH.....................................21

BIỂU DIỄN QÚA TRÌNH SẤY TRÊN ĐỒ THỊ I - X........................................37
1. NHIỆT TỔN THẤT CHUNG...................................................................................37
2. NHIỆT BỔ XUNG THỰC TẾ:.................................................................................37
3. BIỂU DIỂN QUÁ TRÌNH SẤY TRÊN ĐỒ THị I - X.............................................37
4. TÍNH LƯỢNG HƠI ĐỐT CẦN THIẾT ĐỂ GIA NHIỆT KHÔNG KHÍ TRONG
MỘT GIỜ..........................................................................................................................39

D.

TÍNH THIẾT BỊ PHỤ....................................................................................39

I.

TÍNH CALORIPHE SƯỞI.........................................................................................39
1.
2.
3.
4.
5.
6.

Đồ thị đặc trưng cho quá trình truyền nhiệt..............................................................40
Hiệu số nhiệt độ trung bình.......................................................................................40
Tính hệ số truyền nhiệt K..........................................................................................40
Tính bề mặt truyền nhiệt...........................................................................................43
Tính số ống truyền nhiệt...........................................................................................43
Tính đường kính trong của thiết bị truyền nhiệt.......................................................44

SVTH: Nguyến Hoài Phú
MSSV:2021502

Trang 1


Đồ Án Môn Học

II.
1.
2.
3.
4.

5.

E.

Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Sấy Cá Sặc Rằn

TÍNH VÀ CHỌN QUẠT........................................................................................44
Tính năng suất của quạt............................................................................................44
Tính tổn thất năng lượng trong hệ thống mạng ống của quạt...................................45
Áp suất toàn phần của quạt.......................................................................................52
Tính công suất động cơ điện.....................................................................................53
Công suất thiết lập đối với động cơ điện..................................................................53

TÍNH TOÁN CƠ KHÍ....................................................................................53

I.

ĐÁY VÀ NẮP CỦA THIẾT BỊ CALORIPHE..........................................................53

II.

THÂN HÌNH TRỤ CỦA CALORIPHE................................................................53

III.

QUẠT.......................................................................................................................54

IV.

MẶT BÍCH..............................................................................................................55

F.

BẢNG TỔNG KẾT.........................................................................................56

G.

NHÂN XÉT VÀ KẾT LUẬN...........................................................................57

SVTH: Nguyến Hoài Phú
MSSV:2021502

Trang 2


Đồ Án Môn Học

Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Sấy Cá Sặc Rằn

A. GIỚI THIỆU VỀ CÁ SẶC RẰN
Cá sặc rằn là một trong những loài thuỷ sản đặc sản của nước ta và sản phẩm khô
cá Sặc Rằn rất được ưa chuộng trên thị trường. Chúng sống ở nước ngọt và có thể sống
ở nước lợ, cá có kích thước nhỏ trung bình 100g/con. Thịt cá thơm ngon, có thể tiêu
thụ ở dạng tươi hoặc ở dạng khô.
Hiện nay giá trị kinh tế mà cá Sặc Rằn mang lại ngày càng cao. Thêm vào đó, điều
kiện môi trường và kỹ thuật nuôi cá này lại rất đơn giản dể áp dụng vì thế việc nuôi cá
Sặc Rằn hiện nay đang trên đà phát triển mạnh. Đây sẽ là nguồn nguyên liệu phong
phú cho quá trình chế biến.
Giá trị dinh dưỡng của cá: cá cung cấp dinh dưỡng rất đáng kể bao gồm: protid,
lipid, glucid, kháng chất ... ngoài ra trong thịt cá còn có nhiều nguyên tố vi lượng cần

thiết có giá trị dinh dưỡng cao.
Thành phần cơ bản của thịt cá: trong thịt có nhiều thành phần nhưng chủ yếu là 4
thành phần sau ( theo Viện Nghiên Cứu Hải Sản):
Protid

13 → 20%

Lipid

0.2 → 20%

Chất khô
H 2O

SVTH: Nguyến Hoài Phú
MSSV:2021502

1 → 2%
48 → 85%

Trang 3


Đồ Án Môn Học

Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Sấy Cá Sặc Rằn

B. LÝ THUYẾT VỀ SẤY

I.

MỘT SỐ KHÁI NIỆM

1. QUÁ TRÌNH SẤY
Sấy là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu sấy bằng phương pháp nhiệt. Vật liệu cần
tách ẩm ra để có độ khô theo yêu cầu gọi là vật liệu sấy. Lưu thể cấp nhiệt cho vật liệu
sấy và mang ẩm từ vật liệu ra môi trường xung quanh gọi là tác nhân sấy. Phương tiện
để thực hiện quá trình làm khô vật liệu gọi là thiết bị sấy.
Bản chất của quá trình sấy là quá trình khuếch tán, bao gồm quá trình khuếch tán
ẩm từ lớp bên trong ra lớp bề mặt ngoài và quá trình khuếch tán ẩm từ bề mặt vật liệu
ra môi trường xung quanh. Sấy là quá trình không ổn định, độ ẩm của vật liệu thay đổi
theo không gian và thời gian. Quá trình sấy làm giảm khối lượng của vật liệu, khía
cạnh này có ý nghĩa lớn về mặt kinh tế vì giảm khối lượng vận chuyển và giảm thể
tích kho chứa. Ngoài ra , sấy còn làm tăng độ bền và bảo quản sản phẩm được tốt hơn
vì làm giảm độ họat động của nước, ngăn cản sự phát triển của vi sinh vật và vô hoạt
được một số enzime và sấy cũng tạo ra sự đa dạng trong sản phẩm.
2. VẬT ẨM
Những vật liệu đem sấy đều là những vật liệu ẩm có chứa một khối lượng chất lỏng
đáng kể thường là nước. Trong quá trình sấy, ẩm trong vật liệu bay hơi và độ ẩm của
vật liệu giảm. Trạng thái của vật liệu ẩm được xác định bởi độ ẩm và nhiệt độ của nó.
Độ ẩm của vật liệu có thể biểu thị qua độ ẩm tuyệt đối và độ ẩm toàn phần,...
a.

Độ ẩm của vật liệu

 Độ ẩm tuyệt đối
Là tỉ số giữa khối lượng ẩm chứa trong vật liệu với khối lượng khô tuyệt đối của
vật liệu. Ký hiệu w0
w0 = Ga/Gk.100%
Trong đó:

Ga: khối lượng ẩm chứa trong vật liệu, kg.
Gk: khối lượng vật khô tuyệt đối, kg.
 Độ ẩm tương đối
Độ ẩm tương đối là tỉ số giữa khối lượng ẩm chứa trong vật liệu với khối lượng của
vật ẩm.Ký hiệu là w
w = Ga/G.100%
Trong đó:
Ga: khối lượng ẩm chứa trong vật liệu, kg.
G: khối lượng vật ẩm, kg.
 Độ ẩm cân bằng
Là độ ẩm của vật liệu ở trạng thái cân bằng với môi trường xung quanh. Ở trạng
thái này ẩm trong vật là đồng đều và áp suất hơi nước trên bề mặt vật ẩm cân bằng với
áp suất hơi nước trong không khí ẩm. Lúc này không có sự trao đổi ẩm giữa vật ẩm và
môi trường. Trong kỹ thuật sấy độ ẩm cân bằng có ý nghĩa quan trọng, nó xác định
giới hạn cho quá trình sấy, và xác định độ ẩm bảo quản của mỗi vật liệu trong những
điều kiện môi trường khác nhau.
SVTH: Nguyến Hoài Phú
MSSV:2021502

Trang 4


Đồ Án Môn Học

Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Sấy Cá Sặc Rằn

b. Phân loại vật liệu ẩm
Vật liệu ẩm có khả năng hấp thu nước do đó vật ẩm phải là những vật có cấu trúc
xốp, mao dẫn. Tuỳ theo cấu trúc của vật ẩm người ta chia ra làm các loại sau: vật keo,
vật xốp mao dẫn, vật keo xốp mao dẫn...

c. Các dạng liên kêt ẩm trong vật liệu
Trong vật liệu có các dạng liên kết ẩm sau:
 Liên kết hoá học
Liên kết hoá học giữa ẩm và vật khô rất bền vững. Loại ẩm này chỉ có thể tách ra
khi có phản ứng hoá học và thường phải đun nóng đến nhiệt độ cao, sau khi tách ẩm
thì tính chất hoá lý của vật liệu bị thay đổi.
 Liên kết hoá lý
Ẩm liên kết hoá lý với vật liệu theo những tỉ lệ khác nhau, không cố định. Liên kết
này có thể tách được bằng nhiệt nhưng tương đối khó thực hiện.
 Liên kết cơ lý
Loại ẩm này liên kết yếu với vật liệu, nó có thể tách ra dễ dàng bằng mà không làm
thay đổi cấu trúccủa vật liệu. Trong quá trình sẩy chủ yếu ta tách ẩm liên kết hoá lý và
liên kết cơ lý trong vật liệu.
3.

ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA QUÁ TRÌNH LÀM KHÔ VẬT
LIỆU TRONG THIẾT BỊ SẤY

a. Tốc độ sấy
Là lượng ẩm bay hơi trên 1 m2 bề mặt vật liệu sấy trong một đơn vị thời gian, đơn
vị kg/m2.h. Tốc độ sấy phụ thuộc vào các yếu tố: vật liệu sấy, tác nhân sấy và cấu tạo
của máy sấy...
b. Thời gian sấy
Là khoảng thời gian mà thiết bị dùng để làm khô vật liệu sấy đến độ ẩm theo yêu
cầu. Việc tính thời gian sấy đối với mỗi vật liệu sấy là rất phức tạp vì thế có thể dựa
vào thực tế của một số thiết bị sấy công nghiệp đang hoạt động trong những điều kiện
tương tự để tính thời gian sấy sao cho phù hợp.
c. Chế độ sấy
Chế độ sấy quyết định chất lượng của sản phẩm, năng lượng tiêu hao và kích thước
của thiết bị. Chế độ sấy thông thường bao gồm các thông số cơ bản sau: nhiệt độ, độ

ẩm của tác nhân sấy, tốc độ của tác nhân sấy...
II.
CÁC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY
Dựa vào phương thức cung cấp nhiệt người ta phân chia thiết bị sấy ra: sấy đối lưu ,
sấy tuần hoàn, sấy tiếp xúc, sấy bức xạ v.v...
Sấy là quá trình phức tạp, về nguyên tắc có thể phân thành hai loại: sấy tự nhiên và
sấy nhân tạo.
1. SẤY TỰ NHIÊN
Sấy tự nhiên (phơi nắng ) được tiến hành ở ngoài trời, không có quá trình đốt nóng
nhân tạo. Sấy tự nhiên thì thời gian sấy rất dài, không điều khiển được quá trình sấy,
sản phẩm sau sấy có độ ẩm khá cao nhất là điều kiện ở khí hậu nhiệt đới.
SVTH: Nguyến Hoài Phú
MSSV:2021502

Trang 5


Đồ Án Môn Học

Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Sấy Cá Sặc Rằn

Nhược điểm của quá trình sấy tự nhiên là phụ thuộc rất nhiều vào thời tiết, độ ẩm
sau khi sấy còn cao, thời gian sấy lâu. Nhung nó có ưu điểm là tiện lợi không tốn
nhiên liệu, yêu cầu kỹ thuật đơn giản.

2. SẤY NHÂN TẠO
Quá trình sấy cần cung cấp năng lượng nghĩa là dùng tác nhân sấy như: không khí
nóng, khói lò, hỗn hợp không khí nóng và khói lò...để làm khô vật liệu sấy. Đây là quá
trình phổ biến vì chủ động được trong mọi điều kiện thời tiết, sấy nhanh và tiện lợi
hơn so với sấy tự nhiên. Quá trình sấy nhân tạo tiếp diễn theo 3 giai đoạn: đốt nóng

nguyên liệu, sấy với tốc độ không đổi, sấy với tốc độ sấy giảm dần.
3. MỘT SỐ CÁCH PHÂN LOẠI THIẾT BỊ SẤY
Dựa vào tác nhân sấy: thiết bị sấy bằng không khí nóng, thiết bị sấy bằng khói lò…
Dựa vào phương pháp cung cấp nhiệt cho quá trình sấy: thiết bị sấy tiếp xúc, thiết
bị sấy đối lưu, sấy tuần hoàn...
Dựa vào cấu tạo của thiết bị: phòng sấy, hầm sấy, sấy băng tải, sấy thùng quay, sấy
phun, sấy tầng sôi, sấy đĩa ...
Dựa vào chiều chuyển động của tác nhân sấy và vật liệu sấy: sấy cùng chiều , sấy
ngược chiều, sấy giao chiều.
4. SƠ LƯỢC CÁC THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG SẤY ĐỐI LƯU
Trong hệ thống sấy đối lưu có thể có các thiết bị sau đây:
a. Caloriphe
Nhiệm vụ của caloriphe là đốt nóng không khí đến một nhiệt độ theo yêu cầu để
cung cấp nhiệt lượng cho vật liệu sấy đồng thời giảm độ ẩm tương đối để tăng khả
năng thu nhận ẩm của nó. Tuỳ vào nguồn cung cấp nhiệt lượng mà chúng ta có:
caloriphe điện, caloriphe hơi nước, caloriphe khí - khói ...
b. Buồng đốt
Dùng để đốt nóng và tạo ra nguồn nhiên liệu ( khói lò, hơi nươc...).
c. Thiết bị sấy
Thiết bị sấy có thể là buồng sấy, hầm sấy, sấy băng tải, sấy thùng quay...Căn cứ vào
hình dáng vật liệu, năng suất sấy cũng như kinh phí đầu tư cho phép và trình độ tổ
chức sản suất của từng nơi mà chọn thiết bị sấy sao cho phù hợp.
d. Cyclon
Dùng để thu hồi sản phẩm sấy bay theo tác nhân sấy. Trong hệ thống sấy dối lưu
bình thường như buồng sấy, hầm sấy thì không có cyclon.
5.
GIỚI THIỆU THIẾT BỊ PHÒNG SẤY
Phòng sấy có dạng khối hộp chữ nhật nằm ngang. Thành của phòng sấy được làm
bằng vật liệu cách nhiệt và cách ẩm, có cửa để nạp và lấy sản phẩm ra. Vật liệu sấy
được đặt đều trên các khay của xe goong trong phòng sấy. Bộ phận gia nhiệt cho tác

nhân sấy được đặt ngoài phòng sấy, đó là thiết bị truyền nhiệt loại ống chùm. Tác nhân
sấy được đối lưu nhờ quạt. Quá trình sấy được thực hiện gián tiếp theo chu kỳ.
Phòng sấy được ứng dụng rất rộng rãi trong công nghiệp chế biến các nông, lâm,
thuỷ hải sản và chế biến thực phẩm, dược phẩm, thức ăn chăn nuôi. Nó có thể sấy các
SVTH: Nguyến Hoài Phú
MSSV:2021502

Trang 6


Đồ Án Môn Học

Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Sấy Cá Sặc Rằn

vật sấy ở bất kể dạng nào và có cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo và lắp đặt, dễ vận hành,
vốn đầu tư ít.

SVTH: Nguyến Hoài Phú
MSSV:2021502

Trang 7


Đồ Án Môn Học

III.

Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Sấy Cá Sặc Rằn

THUYÊT MINH QUI TRÍNH SẤY

Cá G1=83.33kg
vào θ1 = 300C

Hơi
nước
vào

QUẠT

P =200KPa

Không khí nóng

t1 = 300C
RH1 =80%

t2 = 700C
RH2=7.87%

i1 =84.9

Hơi
nước
ra

Không khí ra
t3 = 580C

x2 =21.74
i2=124.88

Qm

G’2=
θ’2 = 280C

PHÒNG SẤY

CALORIPHE

Không khí vào

x1 =21.74

W1= 75%

Phương
tiện
đi
vào

Phương
tiện
đi ra

G2=30.64kg

θ2 = 300C
W2= 32%

Cá
ra

RH3=19.52%

x3 =26.48
i3=124.88
G2’’=
θ2’’ = 300C

SƠ ĐỒ BIỂU DIỄN QUÁ TRÌNH SẤY

Để sấy cá Sặc Rằn với năng suất 1 tấn/mẻ trong chu kỳ 12 giờ ta chọn thiết bị sấy
là phòng sấy. Tác nhân sấy là không khí đối lưu không tuần hoàn dước tác dụng của
quạt.
Ban đầu không khí ngoài trời có nhiệt độ t 1 = 300C, RH1 = 80%, hàm ẩm
x1
3
= 21.74 gẩm/kgk , i1 = 84.9 kj/kg (tương ứng với trạng thái 1 trong phòng sấy). Không
khí này nếu đưa vào phòng sấy và thực hiện quá trính sấy sẽ tiến hành rất lâu do độ ẩm
tương đối cao, khả năng lấy nước từ nguyên liệu kém, vì thế ta sẽ nâng nhiệt độ không
khí lên đến trạng thái thứ hai có nhiệt độ t2 = 700C (trong điều kiên hàm ẩn không thay
đổi x2 = x1 = 21.74 gẩm/kgk3) nhằm làm giảm độ ẩm tương đối xuống còn RH 2=
7.87% , i2 = 124.88 kj/kg, độ ẩm tương đối giảm làm tăng khả năng hút ẩm và quá
trình sấy được tiến hành nhanh hơn.
Thiết bị dùng để nâng nhiệt độ không khí là thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm, nhiên
liệu là hơi nước ở áp suất p = 200KPa. Tại thiết bị ống chùm hơi đốt được đi bên ngoài
ống còn không khí đi bên trong ống truyền nhiệt. Căn cứ vào nhiệt độ của hơi đốt và
nhiệt độ vào, ra của không khí ta có thể tính được diên tích truyền nhiệt và số ống
truyền nhiệt trong thiết bị ống chùm. Lượng hơi đốt tiêu tốn để đun nóng không khí

có thể tính được thông qua lượng nhiệt tiêu tốn cho hệ thống sấy và ẩn nhiệt hoá hơi
của nó.
Không khí từ trạng thái thứ I sau khi qua thiết bị trao đổi nhiệt ta được không khí
nóng ở trạng thái thứ II với các thông số như trên.Không khí ở trạng thái thứ II sẽ được
đưa vào phòng và tiến hành quá trình sấy. Tại đây không khí nóng sẽ tiếp xúc trực tiếp
với cá, do trên bề mặt cá và không khí có sự chênh lệch ẩm nên nước trong cá sẽ
khuếch tán ra ngoài đi vào không khí. Không khí sau khi lấy ẩm đi ra khỏi phòng sấy
thì độ ẩm tương đối và hàm ẩm tăng lên, nhiệt độ giảm, trạng thái này của không khí
tương ứng với trạng thái thứ 3 trên dãn đồ , các thông số được chọn như sau: t 3 = 580C,
RH3 = 19.52 %, x3 = 26.48 gẩm/kgk3 và i3=i2=124.8 kj/kg. Cần chú ý nhiệt độ cuối của
SVTH: Nguyến Hoài Phú
MSSV:2021502

Trang 8


Đồ Án Môn Học

Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Sấy Cá Sặc Rằn

không khi không được thấp hơn nhiệt độ điểm sương để ttránh hiện tượng nước ngưng
tự lại trên bề mặt cá. Ba trạng thái không khí trong quá trính sấy được tóm tắc như sau:
Trạng thái
1
2
3

Nhiệt độ 0C
30
70

58

RH %
80
7.87
19.52

x g/kg
21.74
21.74
26.48

Entanpi kj/kg
84.9
124.88
124.88

Trong quá trình sấy cá thì ẩm trong cá sẽ khuếch tán ra bên ngoài không khí.Ở đây
một chu kỳ sấy là 12 giờ, thời gian sấy tương đối dài nên ta có thể xem tốc độ sấy chỉ
phụ thuộc vào hệ số khuếch tán ẩm từ bề mặt cá ra môi trương xung quanh và xem quá
trình khếch tán ẩm từ bên trong ra bề mặt cá là không thay đổi và đủ để bốc hơi. Khi
đó các giai đoạn sấy được thực hiện như sau:
+ Giai đoạn nung nóng cá từ nhiệt độ ban đầu lên đến nhiệt độ bay hơi của nước
trong cá (hay còn gọi là nhiệt độ bầu ướt). Nhiệt lượng cung cấp trong giai đoạn này
chỉ để nâng nhiệt độ cá chứ không làm ẩm trong cá bốc hơi. Xét về mặt nhiệt lượng thì
phần năng lương cung cấp trong giai đoạn này là năng lượng tiêu hao.
+ Giai đoạn sấy đẳng tốc : nhiệt lượng cung cấp cho cá trong giai đoạn này giúp
ẩm trong cá khuếch tán ra môi trường không khí. Trong giai đoạn này thì tốc độ sấy
không phụ thuộc vào hệ số khuếch tán của ẩm từ trong thịt ra bên ngoài bề mặt cá mà
chỉ phụ thuộc vào hệ số khuếch tán từ bề mặt cá ra ngoài không khí.

+ Giai đoạn sấy với tốc độ sấy giảm dần: trong giai đoạn này lượng ẩm trên bề
mặt cá không đủ để bốc hơi ra ngoài không khí. tốc độ sấy trong giai đoạn này phụ
thuộc nhiều vào hệ số khuếch tán ẩm từ trong thịt ra bề mặt của cá. Nhưng như đã nói
ở trên thì ta xem như giai đọan này không ảnh hưởng do thời gian sấy tương đối dài.
Lưu lượng không khí được quạt hút vào caloripphe có thể tính thông qua hàm ẩm
của không khí lúc trước và sau khi ra kỏi caloriphe. Dựa vào lưu lượng của không khí
ta có thể tính toán và chọn quạt, công suất động cơ cho phù hợp.
C. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH

I.

XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC VÀ KHỐI LƯỢNG CƠ BẢN CỦA
THIẾT BỊ CHÍNH
Chọn thiết bị sấy là phòng sấy, các thiết bị dùng để chứa các vật liệu sấy là các xe
goong.
1.

ĐỐI VỚI XE GOONG
a. Kích thước cơ bản của xe goong
* Chiều cao: Hgoong = 1.5 m (chưa kể chiều cao của bánh xe)
* Chiều dài : Lgoong = 1.2 m
* Chiều rộng: Rgoong = 1 m.
 Vật liệu làm xe goong
Chọn vật liệu làm xe goong bằng thép không rỉ CT3 có khối lượng riêng
ρ = 7850kg/m3
 Số lượng xe goong
Số lượng của xe goong nhiều hay ít tùy thuộc vào năng suất trong một chu kì sấy.
Do thiết bị sấy là phòng và vật liệu nằm bất động trong suốt quá trình sấy nên số lượng
SVTH: Nguyến Hoài Phú
MSSV:2021502

Trang 9


Đồ Án Môn Học

Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Sấy Cá Sặc Rằn

xe goong phải dủ chứa hết vật liệu vì thế cần phải tính toán sao cho phù hợp, ngoài ra
số lượng của xe goong còn phụ thuộc vào:
* Năng suất nhập liệu trong 1 mẻ.
* Hình dạng và đặc tính của vật liệu sấy.
* Diện tích của các khay ( vĩ ) .
* Cách sắp xếp vật liệu trên khay.
Với vật liệu là cá Sặc Rằn ta không được xếp cá chồng lên nhau trong quá trính sấy
nên dựa vào diện tích bề mặt của cá mà ta tính toán số lượng các xe goong cho phù
hợp. Một tấn cá Sặc Rằn tương đương với diện tích bề mặt trên các vĩ là 150 m 2
(
Trung bình 10 con/kg, 1 con chiếm diện tích khoảng 0.015m2 ). Từ đó ta chọn:
* Số lượng xe goong: 10 chiếc.
* Số tầng khay trên 1 xe goong: 14 khay.
* Kích thước của khay:
* Dài: Lkhay = 1.18 m
* Rộng: Rkhay= 0.98m
* Khoảng cách giữa hai khay: h2k= 0.1 m.
b. Xác định thể tích và khối lượng của khung xe goong
Vật liệu làm xe goong chọn loại thép CT3 có khối lượng riêng:
ρ1 =7850 kg/m3
( II - 3.13)
Khung xe gồm:



Bốn thanh thép rỗng có tiết diệnhình vuông làm thành
chiều cao của xe goong
Bề dày: δ = 0.002m.
Bề rộng: Rc = 0.03m
Chiều dài:L c = 1.5m
Thể tích của 1 thanh:
V1tc = 4 x Rc x Lc x δ = 4 x 0.03 x 1.5 x 0.003
= 3.6x10-4 m3.
Thể tích của 4 thanh:
V4t = 4xV1t = 4x3.6x10-4
= 1.44x10-3 m3.



Bốn thanh thép hình L làm thành chiều dài của xe
Bề dày: δ = 0.002m.
Bề rộng: Rd = 0.03m
Chiều dài:L d = 1.2m
Thể tích của 1 thanh:
V1td = 2 x Rd x Ld x δ =2 x 0.03 x 1.2 x 0.002
= 1.44x10-4 m3.
Thể tích của 4 thanh:
V4td = 4xV1td = 4 x 1.44x10-4
= 5.76x10-4 m3.



SVTH: Nguyến Hoài Phú
MSSV:2021502

Bốn thanh thép hình vuông làm thành chiều rộng của xe
Bề dày: δ = 0.002m.
Bề rộng: Rr = 0.03m
Chiều dài:L r = 1m
Trang 10


Đồ Án Môn Học

Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Sấy Cá Sặc Rằn

Thể tích của 1 thanh:
V1r = 4 x Rr x Lr x δ =4 x 0.03 x 1 x 0.002= 2.4x10-4 m3.
Thể tích của 4 thanh theo chiều rộng:
V4r = 4xV1r = 4x 2.4x10-4 =9.6x10-4 m3.


Bốn
thanhthanh thép hình I làm thành 2 đường chéo của xe
( 2 thanh phía trên và 2 thanh phía dưới)
Bề dày: δ = 0.002m.
Bề rộng: Rch1 = 0.03m
Chiều dài: L ch1 = Ld 2  Lr 2 = 1.2 2  12 ≈ 1.56 m
Thể tích của 1 thanh:
V1tch = Rch1 x Lch1 x δ = 0.03 x 1.56 x 0.002
= 9.36x10-5 m3.
Thể tích của 4 thanh:

V4tch = 4xV1tch =4 x 9.36x10-5 = 3.744x10-4m3.



Hai thanh thép hình I làm thành 2 đường chéo của xe
( đường chéo mặt đứng phía trong)
Bề dày: δ = 0.002m.
Bề rộng: R’ch1 = 0.03m
Chiều dài: L’ch1 = Lc 2  Lr 2 = 1.5 2  12 ≈ 1.8 m
Thể tích của 1 thanh:
V’1tch = R’ch1 x L’ch1 x δ = 0.03 x 1.8 x 0.002
= 1.08x10-4 m3.
Thể tích của 2 thanh:
V2tch = 2xV’1tch = 2 x 1.08x10-4
= 2.16x10-4 m3.



Thể tích của 28 thanh thép làm thành giá đỡ các khay
Số lượng : 28 thanh.
Bề dày: δ = 0.002m.
Bề rộng: Rg = 0.03m
Chiều dài:L g = 1.2m
Thể tích của 1 thanh:
V1tg = Rg x Lr x δ = 0.03 x 1.2 x 0.002
= 7.2x10-5 m3.
Thể tích của 28 thanh:
V28tg = 28 x V1tg = 28 x 7.2x10-5
= 2.016x10-3 m3.
Thể tích của toàn bộ các thanh sắt làm khung của xe goong là:

V1 = V4tc + V4td +V4r + V4tch + V2tch + V28tg
= 1.44x10-3 +5.76x10-4 +9.6x10-4 + 3.744x10-4 + 2.16x10-4 + 2.016x10-3
= 5.582x10-3 m3.
Vậy:
Khối lượng của các thanh sắt làm khung xe goong:
m1 = V1 x ρ =5.582x10-3x7850 =43.82 kg.
SVTH: Nguyến Hoài Phú
MSSV:2021502

Trang 11


Đồ Án Môn Học

Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Sấy Cá Sặc Rằn

Thể tích và khối lượng của bộ phận bánh xe

Toàn bộ vật liệu làm nên bánh xe được làm bằng thép CT3.
Các bộ phận bao gồm:
○ 2 thanh trục để gắn 2 bánh xe.
○ 4 ổ bánh xe.
 Thể tích của trục gắn 2 bánh xe
Trục làm bằng thép hình chữ nhật có kích thước như sau:
Chọn:
Bề dài miếng thép: δ = 3x10-3 m
Chiều rộng của tiết diện trục: Rt = 2 × 10-2 m
Chiều dài của tiết diện trục Dt = 4 × 10-2 m
Chiều dài của trục: Ht = 1 m
Thể tích của 1 trục:

V1trục = 2( Dt +Rt) × Lt × δ = 2 × (4× 10-2 + 2× 10-2) × 1 × 3× 10-3
= 3.6× 10-4 m3
Thể tích của 2 thanh trục
V2trục = 2V1trục = 2 × 3.6 × 10-4
= 7.2x10-4 m3
 Thể tích của 4 ổ bánh xe
Một ổ bánh xe cấu tạ○ gồm:
* Bánh xe.
* Đế đỡ.
* Đế chêm.
* Trục gắn bánh xe vào đế đỡ.

Thể tích của một bánh xe
Bánh xe hình trụ tròn có khoét lổ nhỏ ở giữa để gắn trục vào.
Bán kính ngoài của bánh xe: R = 0.05 m
Bán kính tromg của bánh xe: r = 0.005 m
Bề dày của bánh xe: δ = 0.03m.
Thể tích của một bánh xe:
Vbx = π (R2- r2)δ= 3.14 × (0.052-0.0052)x0.03
= 2.33 × 10-4 m3

Thể tích của đế đỡ
Đế đỡ có dạng hình chữ nhật ở giữa và hai bên có fạng hình tam giác cân có
Bề dài: δ = 5x10-3m
a

h

HCN có kích thước:
Chiều rộng Rđế = 4 × 10-2 m

SVTH: Nguyến Hoài Phú
MSSV:2021502

Trang 12


Đồ Án Môn Học

Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Sấy Cá Sặc Rằn

Chiề dài
Dđế = 8× 10-2 m
Hình tam giác cân có kích thước:
Cạnh đáy:
a = 8 × 10-2 m
Chiều cao:
h = 9 × 10-2 m
Thể tích của đế đỡ:
Vđế = VHCN + 2Vtg
= Rđế × Dđế × δ + 1/2 (a x h) δ
= 4x10-2× 8x10-2× 5x10-3 x {(8x10-2× 9x10-2)/2}× 5x10-3
= 3.4x10-5 m3

Thể tích của đế chêm
Đế chêm dùng để gắn vào đế đỡ của bánh xe.
Kích thước cơ bản của đế chêm:
δ = 5x10-3m
Dài L = 8x10-2 m
Rộng R= 4x10-2 m
Thể tích của đế chêm:

Vđế chêm = δ x LxR= 5x10-3 × 8x10-2 × 4x10-2
= 1.6x10-5 m3
Ngoài ra còn có trục gắn đế chêm vào đế đỡ có thể tích không đáng kể.

Thể tích của trục gắn bánh xe vào đế đỡ
Kích thước của trục:
Đường kính: d trục = 0.01 m
Chiều dài: Ltrục = 0.07m
Thể tích của trục:
V trục = π x (d2 trục/4)Ltrục = 3.14 × 0.012/4 × 0.07
= 5.5x 10-6 m 3
Ngoài ra còn có hai đai ốc gắn vào hai đầu trục có thể tích không đáng kể
Vậy thể tích của một ổ bánh xe là:
VổBX = VBX + Vđế đỡ + V đế chêm + Vtrục
= 2.33 × 10-4 +3.4x10-5 +1.6x10-5 + 5.5x10-6
= 2.885x10-4 m3
Thể tích của 4 ổ bánh xe:
V4ổ = 4 VổBX = 4 × 2.885x10-4
= 1.154x10-3 m3
Vậy :
Thể tích của bộ phận di chuyển của bánh xe ( 2 trục và 4 ổ bánh xe ):
V2 = V2trục + V4ổ = 7.2x10-4 + 1.154x10-3
= 1.874x10-3 m3
Khối lượngg của bộ phận di chuyển của bánh xe ( 2 trục và 4 ổ bánh xe ):
m2 = V2 × 7850 = 14.71 kg.
c. Thể tích và khối lượng của các khay chứa vật liệu
Vật liệu làm khay đựng vật liệu chọn loại nhôm cứng có khối lượng riêng
ρ2 =2700 kg/m3
* Số lượng khay:14 khay.
* kích thước khay :

SVTH: Nguyến Hoài Phú
MSSV:2021502

Trang 13


Đồ Án Môn Học

Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Sấy Cá Sặc Rằn

◦ Dài: L khay = 1.18m.
◦ Rộng: Bkhay = 0.98m
◦ Diện tích bề mặt 1 khay:
Skhay = Lkhay × Bkhay
= 1.18 × 0.98= 1.1564 m2/khay.
Cấu tạo một khay bao gồm:
* Khung khay
* Lưới có đục lỗ
 Thể tích của khung khay
Hai thanh nhôm làm chiều rộng của khay:
Bề dày: δ = 0.003m.
Bề rộng: Br = 0.02m
Chiều dài:Lr = 1.18m
Thể tích của 2 thanh:
V2r = 2 x Br x Lr x δ =2 x 0.02 x 0.98 x 0.003
=1.176-4 m3.
Hai thanh nhôm làm thành chiều dài của khay:
Bề dày: δ = 0.003m.
Bề rộng: Bd = 0.02m
Chiều dài:Ld = 1.18m

Thể tích của 2 thanh:
V2d = 2xBd x Ld x δ =2x 0.02 x 1.18 x 0.003
=1.416-4 m3
Vậy thể tích của khung khay
V khung khay = V2r + V2d =1.176-4 + 1.416-4
=2.592x10-4 m3


Thể tích một tấm lưới nhôm có đục lỗ

Chọn:
Kích thước của lỗ : 5x5 mm.
Khoảng cách giữa hai lỗ: 2 mm
Bề dày của tấm lưới: δ3 = 0.001m.
Bề rộng của tấm lưới: R = 0.98m
Chiều dài của tấm lưới:L = 1.18m
Số lỗ tính theo chiều rộng của khay:
n1 

R
0.98

140 lỗ.
d 1  d 2 0.005  0.002

Số lỗ tính theo chiều rộng của khay:
n1 

L
1.18


168.6 169 lỗ
d1  d 2 0.005  0.002

Số lỗ của một khay:

n n1 n2 23660.

lỗ
Thể tích của 1 tấm lưới chưa đục lỗ:
Vng = R x L x δ2 = 0.98 x 1.18 x 0.001
= 1.1564x10-3 m3.
Thể tích của 1 lỗ:
Vl lỗ = r2 x δ3 = 0.0052 x0.001
SVTH: Nguyến Hoài Phú
MSSV:2021502

Trang 14


Đồ Án Môn Học

Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Sấy Cá Sặc Rằn

= 2.5x10-8 m3.
Thể tích của n lỗ:
Vn lỗ = n x Vl lỗ = 23660 x 2.5x10-8
= 5.9x10-4 m3 .
Thể tích của tấm lưới có đục lỗ:
Vlưới = Vng - Vn lỗ = 1.1564x10-3 - 5.9x10-4

= 5.664x10-4 m3
Thể tích của toàn bộ vật liệu làm nên 1 khay:
V1khay = Vkhung khay + Vlưới
= 2.592x10-4 +5.664x10-4
= 8.256x10-4 m3
Vậy:
Khối lượng của một khay:
m1k = 8.256x10-4 x ρ2 = 8.256x10-4 x 2700 = 2.23 kg
Khối lượng của 14 khay:
gnh = 31.22 kg
Như vậy khối lượng tổng cộng của một xe goong chưa có khay:
gt = m1+ m2 = 43.82 + 14.71 =58.53 kg
Khối lượng tổng cộng của một xe goong có khay:
g1 = m1+ m2 +mkhay= 58.53+31.22
= 89.75 kg
Khối lượng của xe goong khi có vật liệu:
M = g1 + 100 ≈ 189.75 kg.
d. Thể tích và khối lượng của đường ray
Ngoài xe goong trong phòng sấy còn có các đường ray để giúp xe vận chuyển, vì
thế ta cần phải tính khối lượng và thể tích của ray để tính nhiệt tổ thất để đun nóng
đường ray.
Ray được làm bằng thép CT3
Cấu tạ○ của đường ray, ray hình chữ U
* Bề dài: δ = 2 mm
* Rộng : b = 0.03 m ( 3 cạnh bằng nhau )
* Chiều dài tương đương 4 đường: dtd = 4 x 9 = 36 m
Thể tích của đường ray:
Vray = 3 × δ × b × dtd = 3× 2x10-2 × 3x10-2 × 36
= 6.48x10-3m3
Khối lượng của đường ray:

mray = Vray × ρ = 6.48x10-3 × 7850
= 50.9 kg.
2.

ĐỐI VỚI PHÒNG SẤY
a. Cách sắp xếp của các xe goong trong phòng sấy
Số lượng xe goong tương đối nhiều nên cần bố trí sao cho không khí có thể đối lưu,
tiếp xúc dễ dàng và hoàn toàn với VLS, mặt khác cần bố trí xe goong sao cho phòng
cân xứng và gọn gàng.
Cách sắp xếp:
Các xe goong được xếp thàh hai hàng, mỗi hàng năm chiếc.
* Khoảng cách giữa hai xe goong trong 1 hàng là: 0.3m.
SVTH: Nguyến Hoài Phú
MSSV:2021502

Trang 15


Đồ Án Môn Học

Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Sấy Cá Sặc Rằn

* Khoảng cách giữa hai hàng là: 0.5m.
* Khoảng cách giữa xe goong và tường bên là: 0.25m.
* Khoảng cách giữa hai đầu tường với xe goong là: 1 m.
b. Kích thước cơ bản của phòng sấy
Từ kích thước của xe goong và số lượng xe goong trong phòng ta xác định kích
thước của phóng sấy như sau:
Chiều rộng của phòng:
Rphòng = 2x Rxe goong +2 x 0.25 + 0.5

= 2 x 1 + 2 x 0.25 + 0.5
=3m
Chiều cao của phòng:
Hphòng = Hxe goong + Hbánh xe + 0.15
= 1.5 + 0.15 +0.15
= 1.8m
Với: Hbánh xe: là chiều cao của bánh xe.
Chiều dài của phòng:
Lphòng = 5 x Lxe goong+ 2 x 1+4 x 0.25
= 5 x 1.2 +2 +1
=9m
Ở đây ta đã lấy thêm hai đầu của phòng một khoảng 1m để bố trí ống tác nhân đi
vào và ra ngoài.
c. Cấu tạo tường của phòng sấy
Tường được cấu tạo bởi 3 lớp: 2 lớp vôi vữa ở hai bên, và lớp gạch ở giữa với độ
dày như sau:
○ Chiều dày của hai lớp vôi vữa: δ1 = δ3 = 0.05m.
○ Chiều dày của lớp gạch: δ2 = 0.2m

δ1

δ2

δ3

d. Cửa của phòng sấy
Dùng để đưa xe vật liệu vào và lấy vật liệu ra khi sấy xong.
Cấu tạo của cửa:
* Lớp thứ I và lờp thứ III làm bằng thép CT3 có bề dày δ1 = δ3 = 0.003m, có hệ
số dẫn nhiệt: λ1= 50 w/m2 .độ

(
tâp 2
313)
* Lớp giữa làm bằng gỗ thông có bề dày δ2 = 0.2m, hệ số dẫn nhiệt
λ2 = 0.35 w/m2 .độ
phụ lục 2 ( phú dương)
Kích thước của cửa:
Chiều cao của cửa: Hcửa = 1.8m
Chiều rộng của cửa: Bcửa = 1.4m
SVTH: Nguyến Hoài Phú
MSSV:2021502

Trang 16


Đồ Án Môn Học

II.

Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Sấy Cá Sặc Rằn

LƯỢNG TÁC NHÂN SẤY TRUNG BÌNH TRONG MỘT GIỜ

Các thông số không khí ngoài trời là:
t1 = 300C
RH1 = 80 %
Tra giản đồ không khí ẩm ta được:
x1 = 21.74g/kg
i1 = 84.9kj/kg
Không khí này được nâng nhiệt lên ứng với trạng thái thứ 2 trên giản đồ i- x đây

là trạng thái của không khí khi vào phóng sấy. Mục đích của việc nâng nhiệt độ nhằm
làm giảm độ ẩm của không khí và làm tăng khả năng hút ẩm của nó.
Chọn:
t2 = 700C
x2 = x1 = 21.74g/kg
Tra giản đồ không khí ẩm ta được:
RH2 = 7.87%

i2 = 124.88 kj/kg
Do thiết bị sấy với tác nhân sấy là không khí đối lưu không tuần hoàn, nên trạng
thái thứ 3 ứng với trạng thái của không khí ra khỏi thiết bị sấy được chọn là:
t3 = 580C
i2 = i3 =124.88kj/kg
Tra giản đồ không khí ẩm ta được:
RH3 = 19.52%

x3 = 24.02 g/kg
AH

DATA: DBT RH WBT ENTHALPY
1: 30.0°C 80.00% 27.0°C 84.904kJ /kg
2: 70.0°C 7.87% 34.8°C 124.899kJ /kg
3: 58.0°C 19.52% 34.7°C 124.880kJ /kg

30

3.

25

1.

2.

20

15

10

5

DBT(°C)

15

20

25

30

SVTH: Nguyến Hoài Phú
MSSV:2021502

35

40

45

50

55

60

65

70

75

Trang 17


Đồ Án Môn Học

Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Sấy Cá Sặc Rằn

Quá trình sấy lý thuyết được biểu diễn bởi đường 2 -3 trên đồ thị
Bảng tổng hợp

Trạng thái
Nhiệt độ 0C
RH %
x g/kg
Entanpi kj/kg
1
30

80
21.74
84.9
2
70
7.87
21.74
124.88
3
58
19.52
26.48
124.88
Với các số liệu trên ta có thể tính được lượg không khí khô cần thiết để bốc hơi 1
kg ẩm là:
l

1000
1000

210.97 kgkk/kg ẩm
x 3  x 2 26.48  21.74

Trong thực tế không khí là không khí ẩm nên lượng không khí cần dùng phải lớn
hơn so với ly thuyết, giả sử lượng không khí khô trong không khí ẩm đạt 65% thì:
Lượng không khí thực tế cần dùng trong quá trình sấy là:
l' 

l
210.97


324.57 kgKK/kg ẩm
0.65
0.65

Vậy lượng không khí cần thiết để bốc hơi ẩm trong 1giờ là:
Lkk = Wx l’= 52.69x 324.57= 17101.59 kgkk/h.

III.

CÂN BẰNG VẬT CHẤT
Thiết bị làm việc theo chu kì 12 giờ, với các số liệu như sau:
Năng suất nhập liệi theo một chu kì: F = 1000 kg/12 giờ.
Ẩm của vật liệu vào:
w1 = 75 %
Ẩm của vật liệu ra:
w2 = 32 %
Năng suất nhập liệu trong 1 giờ:
G1 = F/ 12 = 1000/12
≈ 83.33 kg
 100  w 

1

Năng suất tính theo sản phẩm trong 1 giờ: G 2 G1 
100

w

2 

 100  75 
83.33

 100  32 
30.64kg / h

Lượng ẩm bốc hơi trong 1 giờ:
W = G1 - G2 = 83.33 - 30.64 = 52.69 kg/h.

Lượng ẩm bốc hơi trong 1 chu kì:
W’ = 12 x W = 12 x 52.69 = 632.28 kg

IV.

TÍNH TOÁN MHIỆT THIẾT BỊ SẤY

Mục đích của việc tính toán nhiệt thiết bị sấy là ta tính toàn bộ quá trinh nhiệt trong
,G1, θsấy,
đó có nhiệt tổn thất và nhiệt bổ xung trong W
phòng
từ đó tính được lượng nhhiệt cầ
1
1
C’
,G’1, θ’1
cung cấp cho hệ thốngqsấy.
1
Ta có sơ đồ sau
Khí vào

s

L, t2, x2, φ2

L, t3, x3, φ3

L, t1, x1, φ1
SVTH: Nguyến Hoài Phú
MSSV:2021502

qm

W2, G2

,

C’2, G’2

,

θ’2

θ2

Trang 18


Đồ Án Môn Học

Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Sấy Cá Sặc Rằn

Dựa vào sơ đồ trên ta thấy:
● Dòng nhiệt đưa vào thiết bị bao gồm:
* Do không khí mang vào: LI1
* Do caloriphe cung cấp: Qs = L(I2 - I1)
* Do vật liệu mang vào: C1G1θ1
* Do bộ phận vận chuyển mang vào:C’1G’1 θ’1
● Dòng nhiệt mang ra khỏi thiết bị bao gồm:
* Do không khí màng ra: LI3
* Do mất mát ra môi truờng xung quanh:Qm
* Do vật liệu mang ra khỏi thiết bị sấy:C2 G2 θ2
* Do bộ phận vận chuyển mang ra:C’2 G’2 θ’2
Khi đó phương trình cân bằng vật chất được viết:
LI1 + Qs + G1C1θ1 + C’1G’1θ’1 = LI3 + Qm + G2C2θ2 + C’2G’2θ’2
Trong đó:
G1,G2: khối lượng của vật liệu vào và ra khỏi thiết bị sấy, kg.
G’1 = G’2: khối lượng của bộ phận vận chuyển, kg.
C’1,C’2: nhiệt dung riêng của vật liệu làm bộ phận vận chuyển, kj/kg.độ.
θ1, θ2 : nhiệt độ của vật liệu sấy vào và ra khỏi thiết bị sấy, 0C.
θ’1, θ’2: nhiệt độ vật liệu làm bộ phận vận chuyển vào và ra khỏi thiết bị sấy, 0C.
Ta có:
W = G1 - G2

→ G 1 = G2 + W
→ C1G1θ1 =G2C1θ1 + WCnθ1
Do đó phương trình trên có thể viết lại như sau:
L(I1 - I3) + Qs = Qm + G2C2θ2 - C1G1θ1 + C’2 G’2 θ’2 - C’1G’1 θ’1
Thay C1G1θ1 =G2C1θ1 + WCnθ1 ta được
L(I1 - I3)+Qs = Qm + G2C2θ2 - (G2C1θ1 +WCnθ1)+C’2 G’2 θ’2 - C’1G’1 θ’1

→ L(I1 - I3)+Qs = Qm+G2CVLS(θ2-θ1)+G’2Cvlc+(θ’2 - θ’1)-WCnθ1
Chia phương trên cho lượng ẩm bay hơi trong một giờ W ta được:
l(i1-i3) +qs = qm+q1+q2- cnθ1
Vậy nhiệt lượng tiêu hao riêng cho thiết bị sấy:
q = qs = (i1-i3) +q1+q2+qm-cnθ1
đặt: Σq = q1 + q2 +qm: gọi là nhiệt tổn thất chung
Δ = cnθ1 - Σq : gọi là nhệt bổ xung thực tế
Với:
q1: nhiệt tổn thất để đun nóng vật liệu, kj/kg.
q2: nhiệt tổn thất để đun nóng bộ phận vận chuyển, kj/kg.
qm: nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh, kj/kg.
Khi đó:
SVTH: Nguyến Hoài Phú
MSSV:2021502

Trang 19


Đồ Án Môn Học

Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Sấy Cá Sặc Rằn

qs = l(i1-i3) -Δ
Như vậy muốn tính được qs ta phải biết được Δ , khi biết được Δ ta biểu diễn quá
trính sấy trên đồ thị I-x từ đó xác định các giá trị x1, x2, i1,i2 và từ đó tính được qs.
Như vậy các quá trình nhiệt cần phải tính:
* Nhiệt lượng do nước trong vật liệu mang vào cnθ1.
* Nhiệt tổn thất để đun nóng vật liệu sấy q1.
* Nhiệt tổn thất để đun nóng bộ phận vận chuyển q2.
* Nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh qm

1. NHIỆT LƯỢNG DO NƯỚC TRONG VẬT LIỆU MANG VÀO
Vật liệu ẩm luôn có chưa một lượng ẩm nhất định, nhiệt lượng do 1 kg ẩm mang
vào trong phòng sấy:
qnvl = cn × tvlđ
(V - 166)
Với:
cn: nhiệt dung riêng của nước ở nhiệt độ ban đầu trước khi đưa vào
phòng sấy kj/kg.độ.
tvlđ = θ1: nhiệt độ ban đầu của vật liệu sấy 0C.
Ta có:
θ1 = 300C
cn = 4.178 kj/kgđộ.
( V - 37)
qnvl = 1 × 4.178 × 30 = 125.34 kj/kg.
2.

NHIỆT TỔN THẤT ĐỂ ĐUN NÓNG VẬT LIỆU SẤY
G C vl  2   1 
q1  2
(VI - 68)
W

Với:
G2: năng suất tính theo sản phẩm của VLS, kg/h.
Cvl: nhiệt dung riêng của vật liệu, j/kgđộ.
θ1,θ2: nhiệt độ vào và ra của VLS, 0C.
W: lượng ẩm thoát ra từ VLS trong 1 giờ, kg/h
Ta có:
G2 = 30.64 kg/h
W = 52.69 kg/h

θ1 = 300C
θ2 = 550C
Cvl: tra theo thành phần của cá Sặc Rằn ở nhiệt độ trung bình.
1   2 30  55
0
t tb 

2



2

42.5 C

Thành phần của cá:( theo Viện Nghiên Cứu Hải Sản)
Prôtêin: 13 → 20%
Lipid:
0.2 → 30%
Nước:
48 → 85%
Chất khô: 1 → 2%
Ngoài ra còn có các thành phần khác như vitamin và khóang chất khác.
→ Cvl= 3.808 kj/kg0C.
( />SVTH: Nguyến Hoài Phú
MSSV:2021502

Trang 20

Đồ Án Môn Học

q1 

Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Sấy Cá Sặc Rằn

G 2 C vl  2   1  30.64 3.808 (55  30)

55.36 kj/kg
W
52.69

3. NHIỆT TỔN THẤT ĐỂ ĐUN NÓNG BỘ PHẬN VẬN CHUYỂN
Phương tiện vận chuyển gồm xe goong làm bằng thép CT3 và khay làm bằng nhôm
cứng.Ngoài ra còn có đường ray giúp xe di chuyển cũng làm bằng thép CT3.

a.

Nhiệt tổn thất để đun nóng xe goong

N x t vc
j/kg
W 
i 3
N t vc
Hay : q vc ( g t c t  g nh  c nh ) x
j/kg
W 
n

q vc  g i c i

(V - 167)

Với:
gt,gnh: khối lượng tổng cộng của thanh thép CT3 và các khay nhôm của
một xe goong, kg.
gt = 58.53 kg
gnh = 31.22 kg
ct, cnh: nhiệt dung riêng của thép và nhôm, j/kg.độ.
ct = 0.5 × 103 j/kg.độ
cnh = 0.95 × 103 /kg.độ
Nx: số xe goong, Nx = 10
τ : chu kỳ sấy, τ =12h.
Δtvc= tc - tđ
Tđx = tkk = 28 0C
Tcx = tcvl = 55 0C
→ Δtvc= 55 -28 = 270C
Vậy ta được:
58.53 0.5 10 3  31.22 0.92 10 3  10 27
3 j/kg
q vc 

24.76 10

52.69 12

= 24.76 kj/kg.
b. Nhiệt tổn thất để đun nóng đường ray
Công thức tính tương tự như công thức tính tổn thất nhiệt để đun nóng xe goong

n

q  g i c i
i 3

N x t vc
W 

(V - 167)

Hay:
qray = mray × cray ×Δtray/(W × τ )
Với:
mray = 50.9 kg
cray = 0.5x103 j/kg .độ
Δtray = Δtvc = 55 - 28 = 270C

50.9 0.5 10 27 1.087 10
3

Vậy: q ray 

52.69 12
SVTH: Nguyến Hoài Phú
MSSV:2021502

3

j/kg =1.087 kj/kg
Trang 21

Đồ Án Môn Học

Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Sấy Cá Sặc Rằn

Nhiệt tổn thất để đun nóng xe goong và đường ray là:
q2 = qvc + qray = 24.76x103 + 1.087x103
= 25.85x103 j.kg
= 25.85 kj/kg

SVTH: Nguyến Hoài Phú
MSSV:2021502

Trang 22


Đồ Án Môn Học

4.

Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Sấy Cá Sặc Rằn

NHIỆT TỔN THẤT RA MÔI TRƯỜNG XUNG QUANH

Nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh bao gồm:
* Nhiệt tổn thất qua tường:qtường.
* Nhiệt tổn thất qua trần của phòng sấy: qtrần.
* Nhiệt tổn thất qua nền:qnền
* Nhiệt tổn thất qua cửa: qcửa

* Nhiệt tổn thất động học: qđhọc
Nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh được tính
qm = qtường+qtrần+qnền+qcửa+qđhọc
a.

Nhiệt tổn thất qua tường của phòng sấy

Tường bao gồm tường ở hai bên và tường ở hai đầu. Như đã mô tả ở phần trước ,
tường được cấu tạ○ gồm 3 lớp:

δ1

δ2

δ3

Các số liệu của tường:
Lớp 1 và 3
Bề dày: δ1 = δ3 = 0.05m
Hệ số dẫn nhiệt: λ1 = λ3 = 0.778w/m.độ
Lớp 2
Bề dài: δ2 = 0.2 m
Hệ số dẫn nhiệt: λ2 = 0.28w/m.độ


( V - 52)
( V - 52)

Diện tích truyền nhiệt của bề mặt tường

Fphòng = 2(Hphòng × Lphòng )+2 (Hphòng × Rphòng )- Hcửa × Lcửa

Fphòng = 2 ( 1.8 × 9) + 2 ( 1.8 × 3) -1.8 × 1.4
= 40.68 m2


Vận tốc của tác nhân sấy
ωTNS = Lkk/F≈

(V - 170)
Với:
Lkk: lưu lượng không khí cần thiết để bốc ẩm trong 1 giây, m3.s
Ftd: tiết diện tự do của phòng sấy, m2.
Như đã tínhdược ở phần trước Lkk =17101.59 kgkk/h = 17.1 x103 kgkk/h
Ta đổi ra m3/s.
Nhiệt độ và độ ẩm trung bình trong phòng sấy:
ttb = (t2 + t3) /2 = (70 + 58)/2 = 64 0C
φtb = ( RH2 + RH3) /2 = (7.87+19.52)/2 =13.695 %
Ta tìm được thể tích riêng của không khí ẩm trong không khí khô là:
v = 1.003 m3/kg
(III - 134)
SVTH: Nguyến Hoài Phú
MSSV:2021502

Trang 23


Đồ Án Môn Học

Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Sấy Cá Sặc Rằn

Hay:
Lkk = (17.1x103 x 1.003) /3600 = 4.765 m3/s
Tính tiết diện tự do của phòng sấy:
Ftd = Rp.Hp - 2.n’.Lk.Hk – Fkhung xe
= Rp.Hp - 2.n’.Lk.Hk – 2x( Hkhung đứng x 1.18 + Hkhung ngang x 098)
Với:
Rphòng = 3 m
Hp
= 1.8m
Rk
=1m
n’ = 14 khay.
H khay = ( δ thanh đỡ + δ tấm lưới + δ khung khay + δcá)
= 2x10-3 + 1x10-3 + 3x10-3 + 3x10-2 = 3.6x10-2 m
Trong đó
δcá: bề dài của cá xếp trên khay.
Vậy:
Ftd = 3x1.8 – 2x14x1x3.6x10-2 – 2(3x10-2x1.5 + 3x10-2 x 1)
= 4.242 m2
Vậy vận tốc tác nhân sấy là:
vTNS = Lkk/ Ftd = 4.765/4.242 =1.123 m/s
 Tính hệ số truyền nhiệt
Giả thuyết quá trình truyền nhiệt từ TNS ra ngoài không khí là truyền niệt biến
nhiệt ổn định, nghĩa là nhiệt độ tác nhân sấy thay đổi theo không gian chứ không thay
đổi theo thời gian.
.t

.tT2

.t 1= ttb

t1

.tT1
t2

q

.tkk

tk

tk
F
Truyền nhiệt qua tường của phòng sấy

* Tính hệ số cấp nhiệt từ TNS đến tường của phòng sấy
Do không khí nóng được vận chuyển bằng quạt nên hệ số cấp nhiệt bao gồm ảnh
hưởng của đối lưu cưỡng bức và đối lưu tự nhiên dọc theo tường của buồng sấy.
Ta có:
α1 = A ( α1’ + α1”) w/m2 độ
( V - 171)
Trong đó:
A: hệ số phụ thuộc vào chế độ chuyển động của khí. Khi chế độ chảy xoáy
và tường nhám thì: A = 1,2 è1,3
α1’: hệ số cấp nhiệt của tác nhân sấy chuyển động cưỡng bức, w/m2 độ.
α1’’: hệ số cấp nhiệt do đối lưu tự nhiên., w/m2 độ.
+Tính hệ số cấp nhiệt của TNS chuyển động cưỡng bức
SVTH: Nguyến Hoài Phú

MSSV:2021502

Trang 24


Đồ Án Môn Học

Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Sấy Cá Sặc Rằn

Ta có:
Nu1' .T
 
Lp
'
1

(V - 172)

Trong đó:
λt: hệ số dẫn nhiệt của không khí,w/m. độ. T = 0,02924 ,w/m.độ.
Lp: là chiều dài của phòng sấy, ( Lp = 9 m)
Nu1’: là chuẩn số nuy-xen
Nu1’ = c. Ren
c, n: các hệ số phụ thuộc vào chế độ chuyển động của tác nhân sấy.
Re: chuẩn số Reynold được tính theo công thức:
d . .
Re  td t t
( V - 172)
t
Với:

wt: tốc độ tác nhân sấy trong phòng sấy, m/s
wt = 1.123 m/s
μt, ρt: độ nhớt và khối lượng riêng của TNS tra theo nhiệt độ trung
bình (ttb =640C)
Ta có:
μt = 20.3x10-6 Ns/m2
ρt = 1.014 kg/m3
dtd: đường kính tương đương của phhòng sấy, m
2 .B p .H p

2.(3 1,8)
2.25m
Bp  H p
3 1.8
Bp,Hp: chiều rộng và chiều cao của phòng sấy, m
d td 



Thay các số liều trên vào ta tính được chuẩn số reynold là:
d . .
2.25 1.123 1.014
Re  td t t 
t
20.3 10  6
Re 126213.029
Ta có: Re > 4x104

chọn c = 0.032, n = 0.8
Nu’1 = c . Ren = 0,032 × 126213.0290.8 =385.5

Vậy:
Nu1' .T 385.5 0.02924
 

1.253 w/m2 .độ
Lh
9
'
1

+ Tính hệ số cấp nhiệt của TNS chuyển động tự nhiên
Nu '' .
 "1  1 T , W/m2 .độ
( V - 172)
Hh

Trong đó:

Nu’’1 =  .( Gr . Pr) m
( V - 172)
, m : các hệ số phụ thuộc vào tích số ( Gr . Pr )
T: hệ số dẫn nhiệt của TNS tra theo nhiệt độ trung bình của TNS 640C.
T = 0,02924 ,w/m. độ.
Hh = 1,8 m chiều cao của phòng.

SVTH: Nguyến Hoài Phú
MSSV:2021502

Trang 25