Tính toán thiết kế hầm sấy mực năng suất đầu vào 500kgh cấp nhiệt bằng hơi nước

BỘ CƠNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH
––o0o—

CHUYÊN ĐỀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIỆT

ĐỀ TÀI: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HẦM SẤY MỰC NĂNG SUẤT ĐẦU
VÀO 500kg/h CẤP NHIỆT BẰNG HƠI NƯỚC

GVHD: Th.s Lê Văn Thương

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2021


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................

.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................


i

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA
TPHCM

Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh

VIỆT NAM
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

NHIỆM VỤ CHUYÊN ĐỀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIỆT

Họ và tên:
Ngành: Công nghệ kỹ thuật nhiệt

Năm học: 2018-2022

Tên đề tài
TÍNH TỐN THIẾT KẾ HẦM SẤY MỰC NĂNG SUẤT ĐẦU VÀO 500kg/h
CẤP NHIỆT BẰNG HƠI NƯỚC
I/ Nội dung đề tài:
1. Tìm hiểu về mực và sấy mực ở Việt Nam và trên thế giới.
2. Tra cứu một số vấn đề cơ bản về lý thuyết để có cơ sở thực hiện bài toán
thiết kế hầm sấy
3. Thực hiện, giải quyết bài toán thiết kế sấy mực bằng phương pháp đối lưu
4. Thực hiện giải quyết bài toán thiết kế sấy mực bằng phương pháp đối lưu
thực tế.
II/ Ngày giao nhiệm vụ: 02/2021
III/ Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 06/2021
Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh

Giảng viên hướng dẫn


ii

MỤC LỤC
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MỰC VÀ CÔNG NGHỆ SẤY MỰC..........................1
I. Tổng quan về mực:...................................................................................................1
1. Nguồn lợi mực ống:.............................................................................................1
2. Các loại mực:.......................................................................................................1
2.1 Mực ống:.......................................................................................................2
2.2. Mực thẻ:.......................................................................................................2
3. Cấu tạo thành phần khối lượng thành phần hoá học của mực ống:.......................2
3.1 Cấu tạo:.........................................................................................................2
3.2. Tổ chức cơ của mực:....................................................................................2
3.3. Thành phần trọng lượng của mực:................................................................2
3.4. Thành phần hoá học của mực:......................................................................3
3.5. Giá trị dinh dưỡng và giá trị thực phẩm của mực:.........................................3
4. Những biến đổi của mực ống trong quá trình sấy khô:.........................................3
5. Chỉ tiêu đánh giá chất lượng sản phẩm mực khô theo tiêu chuẩn Việt Nam:........4
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ SẤY VÀ PHƯƠNG PHÁP SẤY.............................5
2.1. Mục đích của sấy: để bảo đảm các yêu cầu về:.................................................5
2.2 Phân loại sấy:.....................................................................................................5
2.1.1 Sấy tự nhiên.................................................................................................5
2.2.2 Sấy nhân tạo................................................................................................5
2.3. Các giai đoạn của quá trình sấy: có 3 giai đoạn.................................................6
2.4. Các loại thiết bị sấy: gồm nhiều thiết bị sấy khác nhau:....................................6
CHƯƠNG 3 TÍNH TỐN CÂN BẰNG VẬT CHẤT.................................................9
3.1 Chọn các thơng số thiết kế.....................................................................................9
3.8 Thời gian sấy........................................................................................................25
3.8.1 Thời gian đốt nóng vật liệu sấy :...................................................................25
3.8.2 Thời gian sấy đẳng tốc...................................................................................25
3.8.3 Thời gian sấy giảm tốc:.................................................................................27
CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN THIẾT BỊ PHỤ..............................................................29

4.1 Tính chọn calorifer:..............................................................................................29


iii

4.1.3 Xác định bề mặt truyền nhiệt của calorifer....................................................29
4.2Quạt....................................................................................................................... 36
4.2.1 Lưu lượng quạt:.............................................................................................36
CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN KINH TẾ CHO HỆ THỐNG SẤY...............................42
5.1. Chi phí vật tư.......................................................................................................42
5.2 Chi phí thiết bị phụ................................................................................................42
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................45


iv

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng

Trang

Bảng 1.1 Nguồn lợi mực ở vùng biển Việt Nam dự tính

1

Bảng 1.2 Thành phần khối lượng của mực ống

3

Bảng 1.3 Thành phần hoá học của mực ống

3,4

Bảng 1.4 Chỉ tiêu hố học của mực ống khơ xuất khẩu

5,6

Bảng 4.1 Giá trị trở lực cục bộ

36

Bảng 4.2 Giá trị trở lực hình học

36

Bảng 4.3 Giá trị trở lực ma sát

37


v

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình

Tên hình

Trang

Hình 4.1 Dàn ống cánh của Calorife

28

Hình 4.2 Phân bố trở lực trong hệ thống sấy

35


vi

LỜI MỞ ĐẦU

A. Đặt vấn đề
−Năm 2006, kim ngạch xuất khẩu thuỷ sản ước đạt hơn 3,2 tỷ USD, vượt hơn
400 triệu USD so kế hoạch năm; tổng sản lượng thuỷ sản ước đạt hơn 3,7
triệu tấn.
−Kim ngạch xuất khẩu thuỷ sản năm 2006 tăng mạnh là do kim ngạch xuất
khẩu cá tra, ba sa sang các thị trường, nhất là thị trường Đông Âu và EU
tăng. Sản lượng cá tra, ba sa xuất khẩu ước đạt 210 nghìn tấn, giá trị xuất
khẩu đạt 560 nghìn USD.
−Theo Bộ trưởng Tạ Quang Ngọc, kim ngạch xuất khẩu thuỷ sản năm 2006
tăng mạnh là do kim ngạch xuất khẩu cá tra, ba sa sang các thị trường, nhất
là thị trường Đông Âu và EU tăng. Sản lượng cá tra, ba sa xuất khẩu ước
đạt 210 nghìn tấn, giá trị xuất khẩu đạt 560 nghìn USD.
−Năm 2006, tơm vẫn là sản phẩm xuất khẩu chủ lực của nước ta, chiếm hơn
44% sản lượng thuỷ sản xuất khẩu.
−Năm 2007, Bộ Thuỷ sản phấn đấu kim ngạch xuất khẩu thuỷ sản đạt 3,5 tỷ
USD. Để đạt được mục tiêu này, Bộ Thuỷ sản sẽ triển khai nhiều biện pháp
quyết liệt hơn trong việc kiểm soát chất lượng, vệ sinh an toàn thực phẩm
thuỷ sản.

−Một trong những biện pháp quan trọng để nâng cao chất lượng của sản phẩm
thuỷ sản trong quá trình vận chuyển, chế biến và bảo quản là phương pháp
sấy khô thực phẩm.
−Trong đồ án này em xin trình bày về: Sấy mực bằng phương pháp sấy đối lưu


vii

B. Mục đích đề tài
−Nghiên cứu hiệu quả của phương pháp sấy đối lưu trong sấy mực
C. Nhiệm vụ
−Kế thừa các kết quả nghiên cứu lý thuyết của các tác giả trong lĩnh vực truyền
nhiệt truyền ẩm về sấy mực và các vật liệu nhạy nhiệt khác; ứng dụng lý
thuyết tốn học, vật lý để xây dựng mơ hình vật lý, tốn học mơ tả bản chất
truyền nhiệt truyền ẩm trong vật liệu ẩm; ứng dụng phương pháp sai phân
hữu hạn để giải và tìm nghiệm của mơ hình tốn truyền nhiệt truyền ẩm, sử
dụng phương pháp thực nghiệm để xác định các thông số nhiệt vật lý của
mực ống và kiểm chứng lý thuyết
D. Kết cấu của chuyên đề


Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh

Chuyên đề thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MỰC VÀ CÔNG NGHỆ SẤY MỰC
I. Tổng quan về mực:
1. Nguồn lợi mực ống:
Nước ta ở phía đơng Thái Bình Dương có bờ biển dài trên 3200 km, nguồn
nguyên liệu thuỷ sản rất đa dạng và có cả trong 4 mùa. Ngồi nguồn nguyên liệu

cá thì nguồn nguyên liệu nhuyễn thể và sản lượng của nó được xếp vào hạng thứ
2. Mực thường tập chung ở nơi gặp nhau giữa hai vùng nước nóng và lạnh.
Sản lượng mực hàng năm của nước ta bình qn đạt 3,5 % tổng sản lượng
tồn thế giới.Mực phân bố không đều ở nước ta.
Bảng 1.1. Nguồn lợi mực ở vùng biển Việt Nam dự tính:
Vịnh Bắc Biển Trung Biển
Đông Biển Tây Nam
Nguồn lợi
Trữ
lượng
Khả

Bộ

Bộ

Nam Bộ

Bộ

16647,00 369,78

6284,76

953,4

658,80

2514,00

381,00
(Đơn vị: tấn)

năng
Mực khai
ống

thác

135,00

2. Các loại mực:
− Mực ống
− Mực thẻ

1


Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh

Chuyên đề thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt

2.1 Mực ống:
Hình dạng: Như cái ống trên lưng có một thanh mảnh, cấu tạo bởi chất sừng.
Trong bụng có chứa túi chất màu đen gọi là túi mực. Mực ống có chiều dài gấp 6
lần chiều rộng, đuôi nhọn, chúng sống ở tầng mặt và tầng giữa của vùng xa bờ.
Mực ống phân bố từ vùng Nam Nhật Bản đến Việt Nam và Malaisia. Mực ống có
chiều dài trung bình từ 200 - 400 mm khối lượng từ 20- 250 g.
2.2. Mực thẻ:
Có hình dạng tương tự như mực ống nhưng kích thước nhỏ hơn chúng có

chiều dài thân gấp 3-4 lần chiều rộng, đầu bằng không nhọn, mực thẻ sống ở tầng
mặt và tầng giữa, tính hướng quang mạnh, phân bố khắp bờ biển Việt Nam.
3. Cấu tạo thành phần khối lượng thành phần hoá học của mực ống:
3.1 Cấu tạo:
Mực là loại hải sản không xương sống, thân mềm, khơng phân đốt và có vỏ
đá vơi bị thối hố cịn lại vết tích trên da. Một phần cơ thể phát triển thành chân
(râu) dùng để bắt mồi. Tuỳ theo từng loại chúng có khối lượng khác nhau từ 90750 g/con. Cơ thể mực chia thành 3 phần rõ rệt: đầu, thân và vây.
3.2. Tổ chức cơ của mực:
Thân mực được tạo bởi 3 lớp mô, lớp chính giữa là mơ cơ, bó cơ chiềm
98% tổng số chiều dài thân mực. Hai mặt có lớp mơ cơ được che bởi lớp mô liên
kết, màng trong và màng ngồi có câu tạo bằng colagen liên kết với nhau. Lớp
bên ngồi hay gọi là lớp màng lót có chức năng liên kết màng ngoài với da.
3.3. Thành phần trọng lượng của mực:
Khái niệm: thành phần trọng lượng là tỉ lệ phần trăm về khối lượng của
các phần trong cơ thể so với toàn bộ cơ thể nguyên liệu. Sự phân chia này dựa
vào tỉ lệ phần trăm ăn được của chúng. Trong công nghệ chế biến cũng như trong
phân chia theo hình thái học. Thành phần trọng lượng của mực được chia ra : Cơ
2


Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh

Chuyên đề thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt

thịt đầu, râu, túi mực, nội tạng. Thành phần trọng lượng của mực thay đổi theo
giống loài, giới tính, thức ăn, thời tiết.
Bảng 1.2 thành phần khối lượng của mực ống
Thân
Chân
Túi mực

Gan
Phần còn lại
51,9 - 54,6g
17,6 - 20,1g
6,3 - 10,6g 2,4 - 4,6g 12,2 - 15,6g
3.4. Thành phần hố học của mực:
Thịt mực có đủ các thành phần hoá học như nước, protein, lipit, gluxit,
muối khoáng và vitamin. Các thành phần này có các tỷ lệ khác nhau giữa các
thành phần trong cơ thể, khác nhau giữa độ thành thục sinh lý, ngư trường khai
thác.
Bảng 1.3 Thành phần hóa học của mực ống (Trần Thị Luyến, 1996)
Loại mực
Nước (%)
Lipit (%)
Protein (%) Gluxit (%) Khống (%)
Mực ống
78 ÷ 82,5
) 0,2 ÷ 1,4 14,8 ÷ 18,8 2,7
1,2 ÷ 1,7
3.5. Giá trị dinh dưỡng và giá trị thực phẩm của mực:
Tỷ lệ phần ăn được của mực rất cao khoảng 70-80% khối lượng thân, phế
phẩm của mực có thể làm thức ăn cho gia súc, chúng chứa tất cả các axit amin
khơng thay thế và có tỷ lệ gần giống với tỷ lệ của thịt (theo FAO). Mực có chứa
nhiều thành phần rất cần thiết cho cơ thể, giá trị dinh dưỡng và giá trị thực phẩm
của mực rất cao, có ý nghĩa quan trọng trong việc thiết lập chế độ dinh dưỡng hợp
lý trong thực phẩm tiêu dùng.
4. Những biến đổi của mực ống trong q trình sấy khơ:
1. Biến đổi về trạng thái
2. Biến đổi về khối lượng
3. Biến đổi về thể tích

4. Biến đổi về màu sắc mùi vị
5. Biến đổi về tổ chức nguyên liệu
6. Biến đổi về khoa học:

3


Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh

Chuyên đề thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt

+ Sự thối rữa và oxy hoá của lipít.
+ Sự oxy hố lipit làm ơi hố học, ơi sinh học.
+ Sự đơng đặc biến tính protein.
+ Sự biến đổi thành phần chất ngấm sa.
5. Chỉ tiêu đánh giá chất lượng sản phẩm mực khô theo tiêu chuẩn Việt
Nam:
Bảng 1.4 Chỉ tiêu hố học của mực ống khơ xuất khẩu:
Tên chỉ tiêu
Giới hạn cho phép
Hàm lượng muối
NaCl
Hàm lượng nước

≤ 2,2 - 2,5 %
≤ 25%

4

Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh

Chuyên đề thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt

CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ SẤY VÀ PHƯƠNG PHÁP SẤY
Khái niệm: sấy là q trình làm khơ các vật thể, các vật liệt, các sản phẩm bằng
phương pháp bay hơi nước. Sấy là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu bằng cách
cấp cho nó một lượng nhiệt.
2.1. Mục đích của sấy: để bảo đảm các yêu cầu về:
− Bảo quản.
− Chế biến.
− Vận chuyển.
2.2 Phân loại sấy:
2.1.1 Sấy tự nhiên
Tiến hành bay hơi bằng năng lượng tự nhiên như mặt trời, năng lượng gió…
cịn gọi là phơi sấy tự nhiên. Phương pháp này đỡ tốn nhiệt năng, nhưng
khơng chủ động điều chỉnh được vận tốc q trình theo yêu cầu kỹ thuật,
năng suất thấp,…
2.2.2 Sấy nhân tạo
Thường được tiến hành trong các loại thiết bị sấy để cung cấp nhiệt cho các
vật liệu ẩm. Sấy nhân tạo có nhiều dạng, tùy theo phương pháp truyền nhiệt
mà trong kỹ thuật sấy có thể được phân loại như sau:
− Sấy đối lưu (nhiệt nóng): là phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp vật
liệu sấy với tác nhân sấy là khơng khí nóng, khói lị,…

5


Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh

Chuyên đề thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt

− Sấy tiếp xúc: là phương pháp sấy không cho tác nhân sấy tiếp xúc trực tiếp
vật liệu sấy, mà tác nhân sấy truyền nhiệt cho vật liệu sấy gián tiếp qua một
vách ngăn.
− Sấy bằng tia hồng ngoại: là phương pháp sấy dùng năng lượng của tia
hồng ngoại do nguồn nhiệt phát ra truyền cho vật liệu sấy.
− Sấy bằng dòng điện cao tần: là phương pháp sấy dùng năng lượng điện
trường có tần số cao để đốt nóng trên tồn bộ chiều dày của lớp vật liệu.
− Sấy lạnh: là phương pháp sấy trong điều kiện nhiệt độ và ẩm của tác nhân
sấy thấp hơn nhiều so với môi trường Nhiệt độ thấp để đảm bảo đặc tính
cảm quan của sản phẩm, cịn ẩm thấp để tạo ra chênh lệch ẩm, do đó ẩm
trong vật liệu sẽ thốt ra ngồi dễ dàng. Ở đây ta có sấy lạnh nhiệt độ từ
0oC trở lên và sấy lạnh đơng sâu hay cịn gọi là sấy thăng hoa.
− Sấy thăng hoa: là phương pháp sấy trong điều kiện môi trường có độ chân
khơng cao, nhiệt độ rất thấp, nên ẩm tự do trong vật liệu đóng băng và bay
hơi từ trạng thái rắn thành hơi không qua trạng thái lỏng (nên gọi là thăng
hoa).
− Sấy chân không: Là phương pháp sấy được vật liệu không chịu được nhiệt
độ cao hay dễ bị oxy hoá, vật liệu dễ bị bụi hay vật liệu thốt ra dung mơi
q cần thu hồi và vật liệu dễ nổ.
2.3. Các giai đoạn của quá trình sấy: có 3 giai đoạn
− Giai đoạn nung nóng vật liệu
− Giai đoạn sấy đẳng tốc
− Giai đoạn sấy giảm tốc
2.4. Các loại thiết bị sấy: gồm nhiều thiết bị sấy khác nhau:

6

Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh

Chuyên đề thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt

+ Thiết bị sấy phòng.
+ Thiết bị sấy chân không tiếp xúc.
+ Thiết bị sấy trục.
+ Thiết bị sấy hầm.
+ Thiết bị sấy tầng sôi
+ Thiết bị sấy thùng quay.
+ Thiết bị sấy bức xạ hồng ngoại.
+ Thiết bị sấy bằng dong điện cao tầng.
+ Thiết bị sấy chân khơng thăng hoa.
• Thiết bị sấy hầm:
Thiết bị sấy hầm sử dụng nguồn nhiệt hơi nước để gia nhiệt cho khơng khí làm
tác nhân sấy có độ ổn định cao, giữ được màu sắc và chất lượng sản phẩm sau
sấy.
Thiết bị được thiết kế để sấy liên tục, gồm nhiều xe goòng, mỗi xe gồm nhiều
khay sấy, mỗi khay sấy được sử dụng để chứa vật liệu sấy. Công suất sấy mỗi
ngày đối với các loại dược liệu, nông sản từ 5 đến 10 tấn, diện tích mặt bằng
chiếm chỗ nhỏ.
Toàn bộ hệ thống sử dụng các thiết bị điện hiện đại nên linh hoạt trong điều chỉnh
nhiệt độ và tiết kiệm năng lượng.
Một số ưu điểm, đặc tính của thiết bị:
+ Vận hành đơn giản, thời gian sấy nhanh, cơng suất có thể điều chỉnh linh
hoạt theo u cầu sấy thực tế của doanh nghiệp.
+ Sử dụng hơi để tạo nguồn nhiệt cung cấp cho quá trình sấy nên tính ổn định
cao, chất lượng sản phẩm sấy đảm bảo.
+ Sấy đa dạng các loại sản phẩm sấy

7


Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh

Chuyên đề thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt

+ Tiết kiệm năng lượng do sử dụng biến tần và cơ cấu ngưng nước tự động,
bảo ôn thiết bị đảm bảo.
+ Cơng nghệ hồn tồn được nghiên cứu, tích hợp và chế tạo trong nước nên
chủ động trong sử dụng, phù hợp với điều kiện khí hậu của Việt Nam.
Nguyên lý hoạt động:
Dựa trên sự đối lưu hơi nước bão hòa cưỡng bức do quạt hút và quạt đẩy tạo
ra. Hơi bão hòa đi qua các dàn trao đổi nhiệt cấp nhiệt cho hầm sấy

8


Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh

Chuyên đề thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt

CHƯƠNG 3 TÍNH TỐN CÂN BẰNG VẬT CHẤT
A. Q TRÌNH SẤY LÝ THUYẾT

3.1 Chọn các thơng số thiết kế
•
•
•
•

•
•
•
•
•

Lượng nguyên liệu đầu vào G1 = 500 kg/h
Lượng nguyên liệu đầu ra G2 (kg/h)
Độ ẩm nguyên liệu đầu vào W1= 80% (Theo [9])
Độ ẩm nguyên liệu đầu ra W2= 20%(Theo [9])
Lượng ẩm được tách ra khỏi nguyên liệu W(kg/h)
Lượng khơng khí khơ (kkk) tuyệt đối qua thiết bị sấy L(kg/h)
Hàm ẩm khơng khí ngồi trời d0 (kgẩm/kgkkk)
Hàm ẩm khơng khí trước khi vào hầm sấy d1 (kgẩm/kgkk)
Hàm ẩm khơng khí sau khi sấy d2 (kgẩm/kgkk)

3.2 Tính tốn thơng số tác nhân sấy
Độ ẩm trung bình của khơng khí ngồi trời tại Thanh Hóa dao động từ 85%
đến 87%, để phù hợp cho tính tốn ta có thể chọn độ ẩm khơng khí ngồi trời là
. Nhiệt độ khơng khí ngoài trời t0 = 250C (Theo [10])

9


Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh

Chuyên đề thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt

3.2.1Thơng số của khơng khí ngồi trời (trước khi vào calorifer):
 Áp suất bão hòa của hơi nước ở nhiệt độ to = 25oC:

pbh0 = exp = exp

= 0,0315 bar

(công thức 2.11, trang 14, [6])
 Theo công thức độ chứa hơi của khơng khí:
do = 0,621

= 0,621

= 0,0174 kgẩm/kgkkk

 Enthanpy của khơng khí được tính theo cơng thức:
h0 = 1,004t0 +d0.(2500+1,842t0)
(công thức 2.18, trang 15, [6])
h0 = 1,004. 25 + 0,0174.(2500 + 1,842. 25) = 69,4 (kJ/kgkkk)
Như vậy, khơng khí ngồi trời có:
to= 25oC,
, do = 0,0174 kgẩm/kgkkk, h=ho= 69,4 kJ/kgkkk
3.2.2 Thơng số của khơng khí sau thiết bị sấy (thơng số khơng khí thải ra
ngồi, cũng như khơng khí hồi lưu lại buồng hịa trộn)
10


Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh

Chuyên đề thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt

Với nhiệt độ của khơng khí khi được thổi vào hầm sấy là t 1 = 55oC, nhiệt độ
của khơng khí khi đi ra khỏi hầm sấy là t2 = 40oC. (Theo [13])

 Lượng khơng khí lưu chuyển trong thiết bị sấy (TBS) là: L = LH + L0
 Cân bằng ẩm cho toàn bộ hệ thống sấy:
L0.d0 + G1. W1 = L0.d2 + G2. W2


L0. (d2 – d0) = G1.W1 – G2.W2 = W



L0 =

(công thức 5.7, trang 57, [6])

 Cân bằng ẩm cho riêng thiết bị sấy có:
L.dM + G1.W1 = L.d2 + G2. W2 (cơng thức 5.28, trang 57, [6])
 L.(d2 – dM) = G1 .W1 – G2 .W2 = W
 L=
 Ta có hệ số hồn lưu là
n=

 n=

=

=

– 1 (cơng thức 5.25, trang 64, [6])

–1=

1=

 dM =

 Cân bằng năng lượng cho buồng hịa trộn có:
h0.L0 = h2. LH = (L0 + LH). hM

 hM =

=

=

(công thức 5.32, trang 65, [6])

Như vậy tại điểm hịa trộn M có:
dM =

; hM =

Q trình sấy lý thuyết xảy ra trong thiết bị sấy là quá trình đẳng enthapy nên có:
11


Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh

Chuyên đề thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt

h1 = h2
Cpk.t1 + d1. (r + Cpa.t1) = Cpk.t2 + d2. (r + Cpa.t2)

Do d1 = dM (Quá trình gia nhiệt đẳng dung ẩm xảy ra trong calorifer). Thay vào
có:
Cpk.t1 +

. (r + Cpa.t1) = Cpk.t2 + d2. (r + Cpa.t2)

Ta rút ra được:
d2 =
Thay vào với:
t1 = 55oC; t2 = 40oC, = 0.0174 kgẩm/kgkkk
r = 2500 kJ/kg; Cpk = 1,004 kJ/kg.K; Cpa= 1,842 kJ/kg.K; n=1
Ta có:
 Độ chứa hơi của khơng khí ra khỏi thiết bị sấy:
d2 =

= 0,0296 kgẩm/kgkkk

 Enthanpy của khơng khí ra khỏi thiết bị sấy:
h2 = 1,004t2 +d2.(2500+1,842.t2) = 1,004.40+0,0296.(2500+1,842.40)
= 116,34 (kJ/kg KKK)
 Áp suất bão hòa của hơi nước ở nhiệt độ t2 = 40 oC:
pbh2 =exp

= exp

= 0,07317 bar

(công thức 2.11, trang 14, [6])
 Độ ẩm tương đối của không khí ra khỏi thiết bị sấy:
=

= 61%

Với giá trị độ ẩm của khơng khí sau khi ra khỏi hầm sấy

% phù hợp về

mặt kinh tế kĩ thuật (không xảy ra hiện tượng đọng sương) nên có thể chọn nhiệt
độ sản phẩm sau sấy là 400C.
Như vậy, khơng khí ra khỏi thiết bị sấy (2) có:
t2= 40oC,
, d2 = 0,0296 kgẩm/kgkkk, h=h2= 116,34kJ/kgkkk

12


Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh

Chuyên đề thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt

3.2.3 Thơng số của khơng khí sau buồng hịa trộn
Thơng số của khơng khí sau buồng hịa trộn là trạng thái điểm (M):
 Độ chứa hơi của không khí sau buồng hịa trộn:
dM =

=

= 0,0235 kgẩm/kgkkk

 Enthanpy của khơng khí sau buồng hịa trộn:

hM =

=

= 92,87 kJ/kgkkk

 Nhiệt độ của khơng khí sau buồng hịa trộn:
tM =

= 32,58oC

=

 Áp suất bão hòa của hơi nước ở nhiệt độ t = 32,58oC:
pbhM =exp

= exp

= 0,0488 bar

(công thức 2.11, trang 14, [6])
 Độ ẩm tương đối của khơng khí sau buồng hịa trộn:
=

= 0,7864 = 73.3%

(cơng thức 5.6, trang 56, [6])
Như vậy, khơng khí sau buồng hịa trộn(M) có:
tM= 32,58oC,
, dM = 0,0235 kgẩm/kgkkk, h=hM= 92.87 kJ/kgkkk

3.2.4 Thông số của khơng khí sau Calorifer:
Khơng khí sau Calorifer hay khơng khí đi vào thiết bị sấy là trạng thái điểm (1)
với t1=55oC có:
 Độ chứa hơi của khơng khí sau Calorifer là:
d1 = dM= 0,0235 kgẩm/kgkkk
 Enthanpy của khơng khí sau buồng hòa trộn:
h1= 1,004t1+ d1.(2500+1,842.t1) = 116,35kJ/kgkkk
 Áp suất bão hòa của hơi nước ở nhiệt độ t1 = 55oC là:
13


Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh

Chuyên đề thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt

pbh1 = exp

= 0,1556 bar (công thức 2.11, trang 14, [6])

 Độ ẩm tương đối của khơng khí sau buồng hịa trộn:
= 0,2343 = 23,43% (cơng thức 5.6, trang 56, [6])
Như vậy, khơng khí đi vào thiết bị sấy (1) có:
t1= 55oC,
, d1 = 0,0235 kgẩm/kgkkk, h=h1= 116,35kJ/kgkkk
3.2.4 Tính tốn cân bằng vật chất
 Lượng ngun liệu ra G2 được tính theo cơng thức:
G2 =

=

= 125 kg/h

(cơng thức 5.3, trang 56, [6])
 Lượng ẩm cần bay hơi trong 1 giờ
W
kg/h
3.2.5 Lưu lượng khơng khí khơ lý thuyết lưu chuyển trong thiết bị
sấy:
llt =

=

= 163,93 kgkkk/kgẩm

(công thức 5.18, trang 64, [6])
 Lưu lượng khơng khí khơ lý thuyết lưu chuyển trong thiết bị sấy:
Llt = W. llt = 375. 163,93= 61473,75 kgkkk/h (công thức 5.8, trang 58, [6])
 Với nhiệt độ trung bình của dịng khí lưu chuyển trong thiết bị sấy:
ttb = 0,5.(55+40) = 47,5oC =>

tb

= 1,293.

= 1,101 kgKKK/m3KKK

 Do đó lưu lượng thể tích khơng khí lưu chuyển qua thiết bị sấy:
Vlt =

=

= 55834,47m3/h

3.2.6 Lưu lượng không khí khơ lý thuyết ngồi trời cấp vào thiết bị
sấy:

14


Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh

Chuyên đề thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt

l0lt =

=

= 81,965 kgkkk/kgẩm

 Lưu lượng khơng khí khơ ngồi trời lý thuyết cấp vào cần thiết:
L0lt = W. l0lt = 375. 81,965= 30736,88 kgkkk/h
 Với nhiệt độ của khơng khí ngồi trời là:
to = 25oC =>

= 1,293.

= 1,184 kgKKK/m3KKK

 Do đó lưu lượng thể tích khơng khí cấp vào cần thiết:
Volt =

=

= 25960,2 m3/h

3.3 Tính tốn thiết bị chính (khay sấy, xe gng, hầm sấy)
3.3.1 Kích thước của khay sấy
 Vật liệu chế tạo: Nhơm, tạo hình bằng phương pháp dập nhơm tấm bảng.
 Kích thước khay sấy: 750 x 1100 mm, tạo gờ mép ngoài khoảng 30 mm để
thuận tiện trong việc cầm nắm.
 Diện tích phần khay cho phép chất tải lên: 0,72 x 1,07 = 0,77 m2
Với kích thước này, chúng ta sẽ chất vật liệu sấy lên trên bề mặt khay như sau:
- Mỗi con mực có chiều dài trung bình là 40 cm, chiều rộng trung bình là 20
cm.
- Ta có số hàng thu được là 3 hàng. Trong đó mỗi hàng 3 con, tổng cộng là: 9
con mực.
- Mà con mực khi sấy có khối lượng trung bình 0,25 kg => Trên mỗi khay sẽ
chứa khoảng 2,25 kg vật liệu sấy.
Do vậy, với yêu cầu về năng suất sấy G1 = 500 kg/h nên số khay cần được chế tạo
là:
N = khay
3.3.2 Kích thước của xe gịong
 Vật liệu: Khung inox SUS 304. Các thanh nối (rỗng bên trong) với tiết diện
25 x 25 mm, dày 1,5 mm được hàn lại với nhau. Các khay được xếp trên mỗi tầng
và đặt cách nhau 100 mm để đảm bảo lưu thông tác nhân sấy (khơng khí nóng)
được dễ dàng, dưới các chân của xe được bố trí các bánh xe để có thể trượt được
trên 2 thanh ray lắp bên trong hầm sấy
15