Truyền khối - chương 4.1 Sấy

CHƯƠNG 6

SẤY VẬT LIỆU

1


Mục tiêu
- Tác nhân sấy và các thông số của TNS.
- Phân biệt được độ ẩm tuyệt đối và độ ẩm tương đối.
- Giải thích được biểu đồ Ranzim
- Giải thích được vai trò của tác nhân sấy.
- Đưa ra được một số ví dụ về quá trình sấy.
- Phân biệt được các loại thiết bị sấy
- Vẽ được nguyên lý cấu tạo của các thiết bị sấy.
- Hiểu cách vận hành thiết bị sấy.
- Hiểu các sự cố thường gặp trong quá trình vận hành.

2


Tại sao cần phải sấy?
- Vật liệu khô bảo quản tốt hơn.
- Giảm năng lượng và chi phí tiêu tốn trong
vận chuyển.
- Đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cho các khâu
gia công tiếp theo.

3

1. Các phương pháp làm khô vật liệu
•Phương pháp cơ học
•Phương pháp hóa lý
•Phương pháp nhiệt

4


Khái niệm sấy
Quá trình làm thoát hơi nước ra khỏi vật
liệu bằng nhiệt gọi là sấy.
•sấy tự nhiên (dùng ánh sáng mặt trời)
•sấy nhân tạo (dùng thiết bị sấy)
Vật liệu chứa ẩm gọi là vật liệu sấy, tác
nhân dùng để tách ẩm ra khỏi vật liệu gọi là
tác nhân sấy.

5


Mục đích sấy
Mục đích của quá trình sấy là:
•Làm giảm khối lượng của vật liệu (giảm
công chuyên chở).
•Làm tăng độ bền (các vật liệu gốm sứ, gỗ).
•Bảo quản được tốt, hạn dùng lâu hơn.

6

Tác nhân sấy
•Không khí ẩm (sử dụng rộng rãi).
•Khói lò (dùng trong trường hợp sản phẩm
không cần độ tinh khiết cao).
•Điện trở…

7


Không khí ẩm và các thông số đặc trưng.
1. Hỗn hợp không khí ẩm.
Hỗn hợp không khí và hơi nước còn gọi là hỗn
hợp không khí ẩm.
4 thông số cơ bản đặc trưng cho trạng thái của
không khí ẩm: t, ϕ, Y, H
•t: nhiệt độ (độ C)
∀ϕ: độ ẩm tương đối (%)
• (Y): hàm ẩm (kg hơi nước / kg không khí khô)
• (H): nhiệt lượng riêng của không khí ẩm (kJ/kg
không khí khô)
8


2. Độ ẩm tuyệt đối của không khí.
Độ ẩm tuyệt đối của không khí là lượng hơi
nước chứa trong 1m3 không khí ẩm.
ký hiệu:
ρ h ,[kg/m3].

9

3. Độ ẩm tương đối của không khí.
Độ ẩm tương đối của không khí hay còn gọi
là độ bão hòa hơi nước là tỷ số giữa lượng hơi
nước chứa trong 1m3 không khí đó với lượng
hơi nước trong không khí đã bão hòa hơi
nước ở cùng nhiệt độ và áp suất, thường ký
hiệu: ϕ

ρh
ϕ=
ρ bh

10


4. Hàm ẩm của không khí ẩm.
Hàm ẩm của không khí là lượng hơi nước
chứa trong 1 kg không khí khô
Ký hiệu: Y¯, {kg/kg kk khô}

ρh
Y=
ρ kkk

11


5. Nhiệt lượng riêng của không khí ẩm

Nhiệt lượng riêng của không khí ẩm được
xác định bằng tổng số nhiệt lượng riêng của
không khí khô và hơi nước ở trong hỗn hợp.
Vậy nhiệt lượng riêng của không khí ẩm
trong đó chứa 1 kg không khí khô là:
H= Ckkk .t + Y¯ih, j/kgkkk

12


6. Điểm sương.
Hỗn hợp không khí ẩm chưa bão hòa hơi nước. cho
làm lạnh hhkk này với điều kiện là hàm ẩm không đổi.
Nhiệt độ của hh giảm dần xuống đến một mức nào
đó thì hh đạt được trạng thái bão hòa (ϕ = 1).
Nếu ta tiếp tiếp tục giảm nhiệt độ thì hh bắt đầu xuất
hiện những giọt sương do hơi nước bão hòa gọi điểm
sương, nhiệt độ tại đó gọi là nhiệt độ điểm sương, ts.
vậy, điểm sương là giới hạn của quá trình làm lạnh
không khí ẩm với hàm ẩm không đổi.

13


7. Nhiệt độ bầu ướt.
Cho nước bay hơi trong không khí với điều
kiện đoạn nhiệt, tức là quá trình bay hơi nước
chỉ xảy ra do nhiệt của không khí cung cấp, ta
không cấp thêm nhiệt và cũng không rút bớt
nhiệt đi, thì trong suốt quá trình bay hơi nhiệt

độ của không khí giảm dần, hàm ẩm tăng
dần, đến khi không khí bão hòa hơi nước thì
nước ngừng bay hơi, nhiệt độ này gọi là nhiệt
độ bầu ướt, thường ký hiệu là tư.
14


8. Nhiệt độ bầu khô.
Là nhiệt độ không khí ẩm ở trạng thái bình
thường, t.
Hiệu nhiệt độ bầu khô và bầu ướt gọi là thế
sấy.
ε = t - tư
Muốn đo nhiệt độ bầu ướt người ta dùng ẩm
kế. ta cũng có thể dùng nhiệt kế thường có bọc
vải ướt ở bầu thủy ngân để đo nhiệt độ bầu
ướt.
15


9. Thể tích của không khí ẩm.
Thể tích không khí ẩm tính theo 1 kg không
khí khô được xác định theo công thức:

v =

RT
p − ϕpbh

3

m / kgkkk

16


10. Khối lương riêng của không khí ẩm
Khối lượng riêng của không khí ẩm bằng
tổng khối lượng riêng của không khí khô và
của hơi nước ở cùng một nhiệt độ.

ρ = ρ kk + ρ h , kg / m

3

17


Biểu đồ H-Y của không khí ẩm
Đồ thị thành lập ở áp suất khí quyển bằng
745mmHg, góc hợp bởi hai trục chính của đồ
thị là 135o cấu tạo theo góc tù như vậy để sử
dụng đồ thị được dể hơn (xem hinh 7-1).

18


19

Ví dụ 1
Xác định trạng thái của không khí có t =
50OC, hàm ẩm Y = 0,03kg/kg kkk

20


21


Ví dụ 2
Sử dụng đồ thị I-x xác định nhiệt độ điểm
sương ts
Nhiệt độ điểm sương ts là giới hạn của quá
trình làm lạnh hỗn hợp không khí ẩm trong
điều kiện x = const.

22


Điểm A biểu diễn
một trạng thái khí
ẩm. Xác định ts
của khí này.

Kéo đường x = const cắt đường
ϕ = 1.
Đường t đi qua giao điểm này là
nhiệt độ điểm sương của trạng
thái không khí ẩm có x = xA

23


Ví dụ 3
Sử dụng đồ thị I-x xác định nhiệt độ bầu ướt
tư
Nhiệt độ bầu ướt tư là một thống số đặc
trưng cho khả năng cấp nhiệt của không khí
để làm bay hơi nước cho đến khi không khí
bão hoà hơi nước.

24


Điểm A biểu diễn
một trạng thái khí
ẩm. Xác định ts của
khí này.

Kéo đường x = const cắt
đường ϕ = 1.
Đường ts đi qua giao điểm này
là đường nhiệt độ điểm sương
của mọi trạng thái không khí
ẩm có x = xA

25