Chương 4: Quá trình sấy lý thuyết

Chương 4: Quá trình sấy lý thuyết
Chúng ta quan niệm quá trình sấy lý thuyết là quá trình không có
t
ổn thất do VLS mang đi, do đó thiết bị chuyển tải mang đi, không
có tổn thất do toả ra môi trường qua kết cấu bao che … mà chỉ có
tổn thất do TNS mang đi. Do đó bao nhiêu nhiệt lượng khói lò
cung c
ấp cho VLS hoàn toàn dùng để tách ẩm khỏi vật liệu. Do ẩm
tách khỏi lại bay vào trong khói nên ẩm lại mang toàn bộ nhiệt
lượng mà khói đ
ã mất đi trả lại cho khói dưới dạng nhiệt ẩn hoá
hơi r và nhiệt vật l
ý của hơi nước C
pa
t. Vì vậy quá trính sấy lý
thuyết bằng khói lò được xem như quá trình đẳng entanpy
Từ đặc trưng quá trính sấy lý thuyết I = const khi biết (I
11
,d
11-
); (I
12
,d
12
) và t
21
, t
22
chúng ta dễ dàng xác định được các điểm biểu
diễn trạng thái TNS C
11

và C
12
ra khỏi vùng sấy. Đồ thị của chúng
cho dưới h
ình vẽ. Từ C
11
và C
12
chúng ta xác định được trên đồ thị
I – d lượng chứa ẩm sau quá trình sấy, vùng 1 d
210
và vùng 3 d
310
,
độ ẩm tương đối
210

và
310

. Đương nhiên, các thông số này cũng có
thể tìm bằng giải tích.
+Lượng chứa ẩm d
2i0
theo (3.33)[1] ta có:
d
2i0
=
2ipa
2ipk1i

t.Cr
.tC-I

Trong đó: C
pk
, C
pa
: Nhiệt dung riêng của không khí
khô và hơi nước
C
pk
= 1,004 kJ/ kg.K; C
pa
= 1,842
(kJ/ kg.K)
r : Nhi
ệt ẩn hoá hơi ; r = 2500 kJ/kg
Thay các giá trị vào ta được:
d
210
=
21pa
21pk11
t.Cr
.tC-I

=
50.1,8422500
1,004.50-113,13


= 0,0243 (kg ẩm/
kg kk)
d
230
=
21pa
21pk11
t.Cr
.tC-I

=
53.1,8422500
1,004.53-118,62

= 0,0252 (kg ẩm/
kg kk)
+Độ ẩm tương đối
2 0i

. Để tính được
2 0i

trước hết ta tính áp
suất bão hoà tương ứng ở nhiệt độ t
2i
p
b1
=









21
t5,235
4026,42
12exp
=








505,235
4026,42
12exp
= 0,122
bar
p
b3
=









23
t5,235
4026,42
12exp
=








535,235
4026,42
12exp
= 0,141 bar
Khi đó, độ ẩm tương đối
2 0i

tính theo (2.19)[1] bằng:

210
=
)d621,0.(p

B.d
2l0b1
2l0

=
)0,0243621,0.(0,122
.0,0243
750
754

= 30,6%

230
=
)d621,0.(p
B.d
230b2
230

=
)0,0252621,0.(0,14
.0,0252
750
754

= 27,4%
Ta có b
ảng tổng kết thông số TNS vào và ra các vùng sấy nóng:
Vòng sấy
đầu

Tác nhân
s
ấy
I (kJ/kg) d (kg ẩm/kg
kk)
p
b
(bar) ử (%)
Vào vùng 113,13 0,018276 0,25 11,5
sấy 1
Vào vùng
s
ấy 3
118,62 0,018398 0,31 9,3
Ra vùng
s
ấy 1
113,13 0,0243 0,122 30,6
Ra vùng
s
ấy 3
118,62 0,0252 0,141 27,4
Tính toán tương tự ta cũng có bảng kết quả thông số TNS, vào và
ra các vùng s
ấy ở vòng sấy cuối:
Vòng sấy
cối
Tác nhân
s
ấy

I (kJ/kg) d (kg ẩm/kg
kk)
p
b
(bar) ử (%)
Vào vùng
s
ấy 1
113,13 0,018276 0,25 11,5
Vào vùng
s
ấy 3
118,62 0,018398 0,31 9,3
Ra vùng
s
ấy 1
113,13 0,0243 0,122 30,6
Ra vùng
s
ấy 3
118,62 0,0252 0,141 27,4
Đồ thị I – d :
2 3 01321 011
d
d
d
d
0
0
0

0
V
ï
n
g

s
Ê
y

n
ã
n
g

3
V
ï
n
g

s
Ê
y

n
ã
n
g

1
d
d
I
I
B
t
1
3

=
7
0


C
t
2
3

=
5
3


C
C 0 1
C 0 1
t
2

1

=
5
0


C
t
1
1

=
6
5


C
B
Lượng tác nhân sấy lý thuyết cần để bốc hơi 1 kg ẩm của
từng vùng tương ứng bằng:
l
01
=
11210
1
dd 
=
018398,00252,0
1


= 166 (kg/kg ẩm)
l
03
=
13230
1
dd 
=
0199,003,0
1

= 147 (kg/kg ẩm)
Lượng tác nhân sấy lý thuyết cần thiết để bốc hơi lượng ẩm
của từng vùng:
L
01
= l
01
.W
1
= 166.127 = 21084 (kg/h)
L
03
= l
03
.W
3
= 147.136 = 19994 (kg/h)
III.6. Tính các tổn thất nhiệt:

Trong quá trình sấy thực tế HTS bị tổn thất nhiệt cho rất
nhiều tác nhân như: Tổn thất nhiệt cho thiết bị chuyên trở (TBCT);
cho VLS mang đi và tổn thất qua kết câu bao che. Chính những tổn
thất này mà quá trình sấy thực tế không phải là đẳng entanpy I =
const.
M
ục đích của phần này là tìm ra được nhữ tổn thất, từ đó tìm
ra được lượng TNS thực tế cần cung cấp cho HTS đảm bảo yêu
c
ầu.
III.6.1 Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi:
Để tính lượng nhiệt này trước hết chúng ta tính nhiệt dung
riêng C
vi
của thóc ra khỏi các vùng sấy. Theo (1.48)[1] ta xác định
được:
C
vi
= C
k
+ (C
a
– C
k
).
2i

Trong đó:
C
k

: Nhiệt dung riêng của vật liệu khô. Theo phụ lục
1[1] thì C
vi
của thóc là: C
k
= 1,5 (kJ/ kg.K)
C
a
: Nhiệt dung riêng của ẩm (nước) C
a
= 4,1816
(kJ/kg.K)
2i

: Độ ẩm đầu ra của VLS ở các vùng sấy nóng
Thay các giá trị vào ta được nhiệt dung riêng của VLS ra
khỏi các vùng là:
C
v1
= 1,5 + (4,1816 – 1,5).0,23 = 2,118 (kJ/kg.K)
C
v3
= 1,5 + (4,1816 – 1,5).0,20 = 2,037 (kJ/kg.K)
Khi đó lượng nhiệt tổn thất do VLS mang ra khỏi các vùng
s
ấy.
Vòng sấy đầu:
Q
v1
= G

21
.C
v1
.(t
v21
- t
0
) = 5991.2,118.(42- 33) = 114200,4
(kJ/h)
Q
v3
= G
23
.C
v3
.(t
v23
- t
v22
) = 5789.2,037.(45- 37) =
141506,3 (kJ/h)
Vòng s
ấy cuối:
Q
v1
= G
21
.C
v1
.(t

v21
- t
0
) = 5526.2,118.(45- 33) =
99381,3 (kJ/h)
Q
v3
= G
23
.C
v3
.(t
v23
- t
0
) = 5333.2,037.(46- 33) =
133053 (kJ/h)
Hay
Vòng s
ấy đầu:
q
v1
=
1
v1
W
Q
=
144
114200,4

= 793 (kJ/kg ẩm)
q
v3
=
3
v3
W
Q
=
137
141506,3
= 1033 (kJ/kg ẩm)
Vòng sấy cuối:
q
v1
=
1
v1
W
Q
=
136
99381,3
= 730,7 (kJ/kg ẩm)
q
v3
=
3
v3
W

Q
=
127
133053
= 1047 (kJ/kg ẩm)
Ta có bảng tổng kết:
V
ị trí tổn thất Q
vi
(kJ/h) q
v1
(kJ/kg ẩm)
Vòng sấy đầu
Vùng sấy nóng 1 114200,4 793
Vùng sấy nóng 3 141506,3 1033
Tổng 255706,8 1826
Vòng sấy cuối
Vùng sấy nóng 1 99381,3 730,7
Vùng sấy nóng 3 133053 1047