Thiết kế hầm sấy khoai mì

PHẦN I: MỞ ĐẦU Đầu đề đồ án : Tính toán thiết kế máy sấy để sấy khoai mì với năng suất 2 tấn/giờ. Độ ẩm ban đầu:40% (kg ẩm/kg vật liệu ướt). Độ ẩm cuối: 13% ((kg ẩm/kg vật liệu ướt). Máy sấy loại hầm sấy. v Sơ lược về phương pháp sấy : Sấy là quá trình làm bốc hơi nước ra khỏi vật liệu bằng nhiệt. Đây là quá trình quan trọng trong công nghiệp hoá học, thực phẩm giúp làm giảm khối lượng vật liệu, tăng độ bền và tăng thời gian bảo quản vật liệu. Có nhiều cách cung cấp nhiệt cho vật liệu: bằng dẫn nhiệt, đối lưu nhiệt, bức xạ hoặc bằng năng lượng điện trường có tần số cao. Trong đồ án này, ta sử dụng phương pháp sấy đối lưu. Đây cũng là phương pháp rất thông dụng công nghiệp sấy. Để thực hiện quá trình sấy, người ta sử dụng hệ thống gồm nhiều thiết bị chính và thiết bị phụ. Có nhiều loại thiết bị chính: buồng sấy, hầm sấy, tháp sấy, thùng quay, Trong đồ án này, ta sử dụng các loại thiết bị sau: A Thiết bị chính: o Hầm sấy. o Xe goòng. A Thiết bị phụ: o Quạt đẩy. o Caloriphe. o Quạt hút. o Tời kéo. v Sơ lược về nguyên liệu : a) Nguyên liệu sử dụng là khoai mì. Khoai mì có tên khoa học là Manihot Esculenta (Grantz), là loại cây lương thực phát triển ở các vùng có khí hậu nhiệt đới. Khoai mì phát nguồn từ lưu vực sông Amazon ở phía nam châu Mỹ. Từ thế kỷ 16, cây khoai mì được trồng ở châu Á, châu Phi và Mỹ La Tinh. Ở Việt Nam, khoai mì được trồng từ Bắc vào Nam nhất là ở vùng trung du và vùng núi. Trên thế giới, khoai mì trồng ở 30o vĩ tuyến Bắc cũng như Nam. Năng suất bình quân về khoai mì ở nước ta vào khoảng 8-10 tấn củ/ha. Sản phẩm củ khoai mì được sử dụng một phần nhỏ dưới dạng củ tươi, còn lạ được đưa vào chế biến, gồm 2 dạng chính: dạng sơ chế thành khoai mì lát khô, khoai mì dạng viên hoặc tinh chế thành bột.

pdf43 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 24/01/2013 | Lượt xem: 1839 | Lượt tải: 4download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Thiết kế hầm sấy khoai mì, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
THIEÁT KEÁ HAÀM SAÁY GVHD : TRAÀN HUØNG DUÕNG SVTH : TRAÀN THÒ THU HÖÔNG Trang 1 PHAÀN I: MÔÛ ÑAÀU v Ñaàu ñeà ñoà aùn : Tính toaùn thieát keá maùy saáy ñeå saáy khoai mì vôùi naêng suaát 2 taán/giôø. Ñoä aåm ban ñaàu:40% (kg aåm/kg vaät lieäu öôùt). Ñoä aåm cuoái: 13% ((kg aåm/kg vaät lieäu öôùt). Maùy saáy loaïi haàm saáy. v Sô löôïc veà phöông phaùp saáy : Saáy laø quaù trình laøm boác hôi nöôùc ra khoûi vaät lieäu baèng nhieät. Ñaây laø quaù trình quan troïng trong coâng nghieäp hoaù hoïc, thöïc phaåm giuùp laøm giaûm khoái löôïng vaät lieäu, taêng ñoä beàn vaø taêng thôøi gian baûo quaûn vaät lieäu. Coù nhieàu caùch ñeå cung caáp nhieät cho vaät lieäu: baèng daãn nhieät, ñoái löu nhieät, böùc xaï hoaëc baèng naêng löôïng ñieän tröôøng coù taàn soá cao. Trong ñoà aùn naøy, ta söû duïng phöông phaùp saáy ñoái löu. Ñaây cuõng laø phöông phaùp raát thoâng duïng trong coâng nghieäp saáy. Ñeå thöïc hieän quaù trình saáy, ngöôøi ta söû duïng heä thoáng goàm nhieàu thieát bò chính vaø thieát bò phuï. Coù nhieàu loaïi thieát bò chính: buoàng saáy, haàm saáy, thaùp saáy, thuøng quay, … Trong ñoà aùn naøy, ta söû duïng caùc loaïi thieát bò sau: Ø Thieát bò chính: o Haàm saáy. o Xe gooøng. Ø Thieát bò phuï: o Quaït ñaåy. o Caloriphe. o Quaït huùt. o Tôøi keùo. v Sô löôïc veà nguyeân lieäu : a) Nguyeân lieäu söû duïng laø khoai mì. Khoai mì coù teân khoa hoïc laø Manihot Esculenta (Grantz), laø loaïi caây löông thöïc phaùt trieån ôû caùc vuøng coù khí haäu nhieät ñôùi. Khoai mì phaùt nguoàn töø löu vöïc soâng Amazon ôû phía nam chaâu Myõ. Töø theá kyû 16, caây khoai mì ñöôïc troàng ôû chaâu AÙ, chaâu Phi vaø Myõ La Tinh. ÔÛ Vieät Nam, khoai mì ñöôïc troàng töø Baéc vaøo Nam nhaát laø ôû vuøng trung du vaø vuøng nuùi. Treân theá giôùi, khoai mì troàng ôû 30o vó tuyeán Baéc cuõng nhö Nam. Naêng suaát bình quaân veà khoai mì ôû nöôùc ta vaøo khoaûng 8-10 taán cuû/ha. Saûn phaåm cuû khoai mì ñöôïc söû duïng moät phaàn nhoû döôùi daïng cuû töôi, coøn laï ñöôïc ñöa vaøo cheá bieán, goàm 2 daïng chính: daïng sô cheá thaønh khoai mì laùt khoâ, khoai mì daïng vieân hoaëc tinh cheá thaønh boät. b) Phaân loaïi khoai mì theo haøm löôïng ñoäc toá trong khoai mì: THIEÁT KEÁ HAÀM SAÁY GVHD : TRAÀN HUØNG DUÕNG SVTH : TRAÀN THÒ THU HÖÔNG Trang 2 Khoai mì ñaéng: coù haøm löôïng HCN lôùn hôn 50mg/kg cuû, thöôøng coù laù 7 caùnh muõi maùc, caây thaáp vaø nhoû. Khoai mì ngoït (M.Dulcis): coù haøm löôïng HCN döôùi 50mg/kg, cuû thöôøng coù laù 5 caùnh muõi maùc, caây cao vaø thaân to. Khoai mì töôi: chöùa moät löôïng ñoäc toá daïng glucoxit coù coâng thöùc hoùa hoïc laø C10H17O6N goïi laø manihotoxin, döôùi taùc dung cuûa dòch vò chöùa acid clohydric hoaëc men tieâu hoùa, chaát naøy bò phaân huûy vaø giaûi phoùng ra acid cyanhydric laø chaát ñoäc ñoái vôùi con ngöôøi: C10H17O6N + H2O = C6H12O6(CH3)2O + HCN Haøm löôïng ñoäc toá trong khoai mì trong khoaûng 0,001-0,04% chuû yeáu taäp trung chuû yeáu ôû voû cuøi. Khi söû duïng khoai mì boùc voû laø ñaõ loaïi ñöôïc phaàn lôùn ñoäc toá. Lieàu gaây ñoäc cho ngöôøi lôùn laø 20mg HCN. Lieàu gaây cheát ngöôøi laø 1mg HCN/kg theå troïng. Khoai mì ñöôïc sô cheá thaønh caùc daïng saén laùt khoâ, sôïi khoâ hoaëc boät khoai mì thì chaát ñoäc trong cuû khoai mì ñaõ ñöôïc loaïi ñi raát nhieàu. c) Caáu taïo cuûa cuû Caáu taïo cuû khoai mì: caáu taïo hình gaäy 2 ñaàu vuoát nhoû laïi (cuoáng vaø ñuoâi) tuøy theo gioáng vaø ñieàu kieän canh taùc, ñoä maøu môõ cuûa ñaát maø chieàu daøi cuûa cuû dao ñoäng khoaûng 300-400mm, ñöôøng kính cuû 40-60mm. Goàm 4 phaàn chính: voû goã, voû cuøi, thòt khoai mì vaø loõi - Voû goã (voû luïa): laø phaàn bao ngoaøi, moûng, 0,5-3% khoái löôïng toaøn cuû, thaønh phaàn chuû yeáu laø xenluloza, khoâng coù tinh boät, giöõ vai troø baûo veä cuû khoûi bò taùc ñoäng töø beân ngoaøi. - Voû cuøi: chieám 8-15% khoái löôïng toaøn cuû, thaønh phaàn chuû yeáu laø tinh boät, xenluloza, hemixenluloza. Nhöïa khoai mì goàm polyphenoltanin, ñoäc toá. - Thòt khoai mì: laø thaønh phaàn chuû yeáu cuûa cuû chieám 77-94% khoái löôïng toaøn cuû, thaønh phaàn chuû yeáu laø tinh boät, xenluloza, protein vaø moät soá chaát khaùc. - Loõi: chieám 0.3-0.4% khoái löôïng toaøn cuû ôû trung taâm, doïc suoát töø cuoáng ñeán chuoâi cuû. Thaønh phaàn chuû yeáu laø xenluloza. Caøng saùt cuoáng loõi caøng lôùn vaø nhoû daàn ôû phía chuoâi cuû. d) Thaønh phaàn hoùa hoïc vaø giaù trò dinh döôõng Cuû khoai mì giaøu tinh boät vôùi nhieàu gluxit khoù tieâu nhöng laïi ngheøo chaát beùo, muoái khoaùng, vitamin vaø nhaát laø ngheøo ñaïm. Haøm löôïng caùc acid amin khoâng caân ñoái: thöøa arginin nhöng laïi thieáu acid amin chöùa löu huyønh. Trong soá caùc chaát dinh döôõng thì tinh boät coù yù nghóa cao hôn caû. Haøm löôïng tinh boät nhieàu hay ít phuï thuoäc vaøo nhieàu yeáu toá, trong ñoù ñoä giaø laø moät trong nhöõng yeáu toá quan troïng. Ñoä giaø phuï thuoäc vaøo thôøi gian thu hoaïch. Vôùi gioáng khoai mì coù thôøi gian sinh tröôûng 1 naêm thì troàng vaøo thaùng 2 vaø thu hoaïch töø thaùng 9 ñeán thaùng 4 naêm sau. Ñaøo vaøo thaùng 12 vaø thaùng gieâng thì haøm löôïng tinh boät cao nhaát vì thôøi gian naøy khoai mì giaø nhaát. Khoai mì laø loaïi caây troàng coù nhieàu coâng duïng trong cheá bieán coâng nghieäp, thöùc aên gia suùc vaø löông thöïc, thöïc phaåm. ÔÛ nöôùc ta, cuû khoai mì duøng ñeå cheá THIEÁT KEÁ HAÀM SAÁY GVHD : TRAÀN HUØNG DUÕNG SVTH : TRAÀN THÒ THU HÖÔNG Trang 3 bieán tinh boät, khoai mì laùt khoâ, boät khoai mì hoaëc duøng ñeå aên töôi, taïo haøng loaït saûn phaåm coâng nghieäp: boät ngoït, mì aên lieàn, glucose, xiro, phuï gia döôïc phaåm, kyõ ngheä chaát dính (hoà vaûi, daùn goã), röôïu coàn, baùnh keïo, maïch nha, phuï gia thöïc phaåm, … v Yeâu caàu saûn phaåm Maøu saéc: traéng ñeàu, khoâng coù loám ñoám, naâu ñen treân beà maët. Ñoä aåm khoâng quaù 15%, beû thaáy gioøn, laùt vôõ ra deã daøng coù tieáng keâu. Taïp chaát saïch khoâng laãn soûi, raùc, ñaát, reã, cuoáng, … THIEÁT KEÁ HAÀM SAÁY GVHD : TRAÀN HUØNG DUÕNG SVTH : TRAÀN THÒ THU HÖÔNG Trang 4 PHAÀN II : VEÕ VAØ THUYEÁT MINH QUY TRÌNH COÂNG NGHEÄ v Quy trình coâng ngheä saáy khoai mì laùt: Khoai mì cuû Röûa boû cuoáng Boùc voû Ngaâm, xöû lyù Thaùi laùt Ñeå raùo Saáy Saûn phaåm ` Phaân loaïi Nöôùc Nöôùc Baõ Baõ Baõ THIEÁT KEÁ HAÀM SAÁY GVHD : TRAÀN HUØNG DUÕNG SVTH : TRAÀN THÒ THU HÖÔNG Trang 5 v Thuyeát minh: · Nguyeân lieäu: Nguyeân lieäu khoai mì ñöôïc xeáp leân caùc khay. Caùc khay naøy laàn löôït ñöôïc xeáp vaøo xe gooøng. Vì coù boä phaän tôøi keùo neân vieäc vaän chuyeån xe gooøng vaøo haàm seõ thuaän tieän vaø deã daøng hôn. Sau khi caùc xe gooøng vaøo trong haàm saáy, cöûa haàm ñöôïc ñoùng laïi, taùc nhaân saáy ñöôïc ñöa vaøo haàm vaø quaù trình saáy baét ñaàu. Sau moãi 30 phuùt, môû cöûa vaøo vaø cöûa ra cuûa haàm saáy, duøng tôøi keùo keùo moät xe gooøng ra khoûi haàm ñoàng thôøi ñaåy moät xe gooøng môùi vaøo haàm. Cöù nhö vaäy sau 8 tieáng ta saáy xong 1 meû vôùi naêng suaát 2taán khoai mì/giôø. · Taùc nhaân saáy: Taùc nhaân saáy söû duïng ôû ñaây laø khoâng khí. Khoâng khí beân ngoaøi ñöôïc ñöa vaøo caloriphe nhôø quaït ñaåy. Taïi caloriphe, khoâng khí ñöôïc ñoát noùng ñeán nhieät ñoä caàn thieát (caloriphe duøng chaát taûi nhieät laø hôi nöôùc). Sau ñoù khoâng khí ñöôïc daãn vaøo haàm saáy. Nhieät ñoä khoâng khí taïi ñaàu haàm saáy phaûi ñöôïcø choïn sao cho phuø hôïp vôùi vaât lieäu ñem saáy (phaûi nhoû hôn nhieät ñoä cao nhaát maø vaät lieäu coù theå chòu ñöôïc). Trong haàm saáy, khoâng khí noùng ñi xuyeân qua caùc loã löôùi cuûa khay ñöïng vaät lieäu vaø tieáp xuùc ñeàu vôùi vaät lieäu saáy. Aåm cuûa vaät lieäu seõ boác hôi nhôø nhieät cuûa doøng khí noùng treân. Quaït huùt ñöôïc ñaët cuoái haàm saáy ñeå huùt taùc nhaân saáy ra khoûi haàm vaø ñöa ra ngoaøi. THIEÁT KEÁ HAÀM SAÁY GVHD: TRAÀN HUØNG DUÕNG GVHD : TRAÀN HUØNG DUÕNG SVTH : TRAÀN THÒ THU HÖÔNG Trang 6 1 Sa ûn pha åm ra 4 2 N guye ân lie äu va øo 3 Hình 1: Quy trình coâng ngheä 1- Quaït ñaåy – 2- Caloriphe – 3- Haàm saáy - 4- Quaït huùt. THIEÁT KEÁ HAÀM SAÁY GVHD: TRAÀN HUØNG DUÕNG SVTH : TRAÀN THÒ THU HÖÔNG Trang 7 Phaàn 3: TÍNH TOAÙN TÍNH THIEÁT BÒ CHÍNH. I. CAÙC THOÂNG SOÁ BAN ÑAÀU: 1) Vaät lieäu saáy: Baûng 1: Caùc thoânh soá vaät lieäu saáy Nhieät ñoä khoai mì vaøo haàm q1 = 27oC Nhieät ñoä khoai mì ra khoûi haàm q2 = 40oC Khoái löôïng rieâng chuoái khoâ ro =1400 (kg/m3). Nhieät dung rieâng chuoái khoâ CVLK = 1,46 (kJ/kg.K). Ñoä aåm ban ñaàu u’1 = 40% (kg aåm/kg vaät lieäu öôùt Ñoä aåm sau khi saáy u’2 =13% (kg aåm/kg vaät lieäu öôùt). Ñöôøng kính laùt khoai mì d = 50mm = 0.05m Beà daøy laùt khoai mì l = 10mm = 0,01m Ñoä aåm caân baèng u* 10% 2) Taùc nhaân saáy: Taùc nhaân saáy laø khoâng khí. Caùc thoâng soá öùng vôùi caùc traïng thaùi cuûa khoâng khí trong quaù trình saáy laø: · Traïng thaùi A: tröôùc khi vaøo caloriphe. Nhieät ñoä to = 27oC, ñoä aåm töông ñoái jo = 82%. Tra treân ñoà thò khoâng khí aåm hoaëc duøng coâng thöùc ñeå tính caùc thoâng soá coøn laïi. ÔÛ ñaây ta choïn caùch duøng coâng thöùc ñeå tính: Aùp suaát hôi baõo hoaø ôû traïnh thaùi A: Pbo = exp þ ý ü î í ì + - 0t5,235 42,402612 [(2.31),3] 4026,42=exp 12- =0,0355 235,5+27 ì ü í ý î þ (bar) Theá PPb1 vaøo coâng thöùc: j = (0,621 )b x P x+ [(2.19),3] vôùi aùp suaát khí trôøi jo = 0,82 Suy ra haøm aåm xo = 0,0184 (kg aåm/kg kkk) Aùp suaát hôi rieâng phaàn : Po = jo .Pbo [(2.20),3] = 0,82.0,0355 = 0,0291 (bar) = 22 (mmHg). THIEÁT KEÁ HAÀM SAÁY GVHD: TRAÀN HUØNG DUÕNG SVTH : TRAÀN THÒ THU HÖÔNG Trang 8 Coâng thöùc tính entanpy khoâng khí H = Cpk..t + x(r + Cpa.t) = 1,004t + x(2500 + 1,842t) [(2.25),3] Töø [(2.25),3] tính ñöôïc Ho = 74 (kJ/kgkkk) = 17,7 (kcal/kgkkk). · Traïng thaùi B: tröôùc khi vaøo haàm saáy: Choïn nhieät ñoä taùc nhaân saáy tröôùc khi vaøo haàm saáy t1 = 100oC, x1 = xo = 0,0184 (kg aåm/kg kkk) Theá vaøo [(2.31),3], tính ñöôïc Pb1 = 0,998 (bar). Theá vaøo [(2.19),3], tính ñöôïc j1 = 3% Töø [(2.25),3], ta tính ñöôïc H1 = 149 (kJ/kgkkk) = 35,64 (kcal/kgkkk). Tra treân ñoà thò khoâng khí aåm, xaùc ñònh ñöôïc nhieät ñoä baàu öôùt tö = 38,5oC. · Traïng thaùi C: sau khi ra khoûi haàm saáy: Choïn nhieät ñoä khoâng khí sau khi ra khoûi haàm saáy t2 = 45oC Vaø H2 = H1 = 149(kJ/kgkkk). Theá vaøo [(2.31),3], tính ñöôïc Pb2 = 0,0949 (bar). Coâng thöùc tính haøm aåm ñöôïc ruùt ra töø [(2.25),3] x = t842,12500 t004,1H - - [(2.26),3] x2 = 149 1,004.45 0,0403 2500 1,842.45 - = - (kg aåm/kg kkk) Töø [(2.19),3], tính ñöôïc j2 = 65% Töø [(2.20),3], tính ñöôïc P2 = 46 (mmHg) x2xo=x1 x t2 t1 to A H B C j1 Hình 2 : Ñoà thò H-x cuûa khoâng khí aåm THIEÁT KEÁ HAÀM SAÁY GVHD: TRAÀN HUØNG DUÕNG SVTH : TRAÀN THÒ THU HÖÔNG Trang 9 Baûng 2: Baûng toùm taét Traïng thaùi khoâng khíCaùc thoâng soá A B C j (%) 82 3 65 t (oC) 27 100 45 x (kg aåm/kg kkk) 0,0184 0,0184 0,0403 H (kJ/kg kkk) 74 149 149 P (mmHg) 22 22 46 II. TÍNH THÔØI GIAN SAÁY: Choïn vaän toác taùc nhaân saáy wk = 3 m/s. Heä soá trao ñoåi aåm: aP = 0,0229 + 0,0174wk [(5.64),2] = 0,0229 + 0,0174.3 = 0,0751 (kg/m2.h.mmHg) Cöôøng ñoä saáy: Jm = aP. PD [(3.60),2] 2 1 21 Pǻ Pǻ ln PǻPǻ Pǻ - = vôùi : 1b1 PPP -=ǻ 2b2 PPP -=ǻ Pb : aùp suaát hôi baõo hoaø taïi nhieät ñoä tö = 38,5oC Töø [(2.31),3] tính ñöôïc:Pb= 4026,42exp 12 0,0675( ) 235,5 38,5 barì ü- =í ý +î þ =52,735 (mmHg) 1Pǻ = 52,735-22 = 30,735 (mmHg). ǻ P2 = 52,735-22 = 6,735 (mmHg). ǻ P = 24,55 0, 43 15,809( ). 24,55ln 0,43 mmHg- = Töø [(3.60),2], Jm = 0,06031.5,96 = 1,187 (kg/m2.h). Toác ñoä saáy: N = 100.Jm.f = 100.Jm. V0 R.ȡ 1 [ (5.63),2] vôùi: f: beà maët rieâng khoái löôïng cuûa vaät lieäu r o = 1400 kg/m3: khoái löôïng rieâng cuûa khoai mì. THIEÁT KEÁ HAÀM SAÁY GVHD: TRAÀN HUØNG DUÕNG SVTH : TRAÀN THÒ THU HÖÔNG Trang 10 RV = F V0 : kích thöôùc ñaëc tröng cuûa vaät lieäu saáy V0 : theå tích laùt khoai mì (m3). F : beà maët laùt khoai mì (m2). d : ñöôøng kính laùt khoai mì (m) RV = 2 3 2 4 3,927.10 2 4 d h d dh p p p -= + (m3/m2). Töø [ (5.63),2], N = 100.1,187. 3 1 21,591 1400.3,927.10- = (%/h). Ñoä aåm cuûa vaät lieäu tính theo vaät lieäu khoâ: § Ñoä aåm ban ñaàu: uo = ' 40 66,67% 100 ' 100 40 o o u u = = - - § Ñoä aåm sau khi saáy: u2 = 2 2 ' 13 14,94% 100 ' 100 13 u u = = - - Ñoä aåm caân baèng cuûa chuoái u* = 10% [1] Ñoä aåm tôùi haïn : uth = +81 uo , u* [(3.38),2] Vì ñoä aåm tôùi haïn khoâng phuï thuoäc vaøo ñoä aåm ban ñaàu cuûa vaät lieäu neân khi aùp duïng coâng thöùc [(3.38),2], ta phaûi chaáp nhaän sai soá. uth = 66,67 10 47,04% 1,8 + = Thôøi gian saáy ñaúng toác: t1 = 66,67 47,04 0,909( ) 21,591 o thu u h N - - = = [(3.43),2] Thôøi gian saáy giaûm toác: t2 = * ** uu uu ln N uu 2 thth - -- [(3.44),2] = 47,07 10 3,456( ) 21,591 14,94 10 h- = - 47,07 -10ln Boû qua giai ñoaïn ñoát noùng vaät lieäu (vì raát ngaén), ta tính ñöôïc thôùi gian saáy: t = A(t1 + t2) [1] A : laø heä soá döï tröõ coù giaù trò töø 1,5 ¸2. ÔÛ ñaây ta choïn A = 1,8 t = 1,8.(0,909 + 3,456) = 8 (h). III. TÍNH THIEÁT BÒ CHÍNH : A- Caân baèng vaät chaát: Naêng suaát tính theo nguyeân lieäu vaøo: G1 = 22 100 ' 100 132000 2900 100 ' 100 40o uG u - - = = - - (kg/h). [10] THIEÁT KEÁ HAÀM SAÁY GVHD: TRAÀN HUØNG DUÕNG SVTH : TRAÀN THÒ THU HÖÔNG Trang 11 Naêng suaát nguyeân lieäu cho 1 meû: G = G1.t = 2900.8 = 23200 (kg/meû). [10] Löôïng aåm boác hôi: W = G1 – G2 = 2900 – 2000 = 900 (kg aåm/h). [10] Löôïng khoâng khí khoâ toån thaát: L = 2 1 900 41095,89 0,0403 0,0184 W x x = = - - (kgkkk/h). [10] Löôïng khoâng khí khoâ caàn boác hôi 1kg aåm vaät lieäu: l = 41095,89 45,6621 900 L W = = (kgkkk/kg aåm). [10] B- Tính thieát bò chính: v Xe gooøng: Choïn kích thöôùc xe gooøng: o Chieàu cao toaøn boä cuûa xe: h x = 2,4m. Chieàu cao laøm vieäc cuûa xe: h1 = 2,2m. o Chieàu daøi xe: lx = 2m. o Chieàu roäng xe: bx = 1,5m. Tính soá khay trong moãi xe gooøng: o Khoaûng caùch giöõa 2 taàng khay: h2 = 0,09m. o Soá taàng khay trong 1 xe: n = 1 2 2, 2 24 0,09 h h = = (taàng khay). o Soá khay trong 1 taàng: m = 2 khay. o Soá khay trong 1 xe gooøng: s = m.n = 2.24 = 48 khay. Moãi khay chöùa 20 kg khoai mì. Löôïng khoai mì treân moãi xe gooøng: gv = 20.48 = 960 (kg khoai mì). Soá xe gooøng caàn cho 1 meû saáy: nx = 23200 17 960v G g = » (xe). Tính khoái löôïng xe gooøng: · Khoái löôïng khung xe: Caàn 6 thanh ñöùng 2,2m, 4 thanh ngang 2m, 4 thanh doïc 1,5m. Caùc thanh laøm baèng theùp vuoâng CT3 coù kích thöôùc 30x30x1,5mm Tieát dieän caét ngang cuûa 1 thanh: (0,03.0,03) – (0,0285.0,0285) = 8,775.10-5 (m2). Theå tích theùp CT3 caàn duøng laøm khung xe: 8,775.10-5.(6.2,2 + 4.2 + 4.1,5) = 2,3868.10-3 (m3). Khoái löôïng rieâng theùp CT3: rCT3 = 7,85.103 kg/m3. Khoái löôïng khung xe: 7,85.103.2,3868.10-3 = 18,74 (kg) · Khoái löôïng baùnh xe gooøng: THIEÁT KEÁ HAÀM SAÁY GVHD: TRAÀN HUØNG DUÕNG SVTH : TRAÀN THÒ THU HÖÔNG Trang 12 Baùnh xe gooøng coù ñöôøng kính 70 mm, naëng 2kg/baùnh. Moãi baùnh caàn 2 oå bi (0,5kg/oå) vaø 1 mieáng cao su chòu va ñaäp (0,02kg/mieáng). Khoái löôïng baùnh xe gooøng: 2 + 2. 0,5 + 0,02 = 3,02 (kg). · Khoái löôïng khay: Khung khay laøm baèng theùp vuoâng CT3 kích thöôùc 15x15x2mm. Tieát dieän ngang khung khay: (0,015.0,015) – (0,013.0,013) = 5,6.10-5 (m2). Khung coù 2 thanh daøi 1,5m; 2 thanh ngang 1m Theå tích theùp CT3 caàn cho 1 khay: 1,44.10-4.(2.1,5 + 2.1) = 7,2.10-4 (m3). Khoái löôïng theùp cho 1 khay: 7,85.103. 7,2.10-4 = 5,652 (kg). Moãi khay coù taám löôùi ôû ñaùy, kích thöôùc loã 20x20mm, laøm baèng theùp khoâng gæ, kích thöôùc taám löôùi 1,5x1m, khoái löôïng 1,2kg/taám. Khoái löôïng 1 khay: Gk = 5,652 + 1,2 = 6,852 (kg). Toång khoái löôïng khay treân 1 xe: 6,852.48 = 329 (kg) Khoái löôïng 1 xe gooøng chöa chôû khoai mì: Gx = 18,74 + 329 + 3,02 = 350 (kg) Khoái löôïng xe gooøng coù chôû khoai mì: 350 + 960 = 1310 (kg). v Haàm saáy: Chieàu daøi haàm saáy: Lh = nx.lx + L1 + L2 [8] vôùi L1, L2 laø khoaûng troáng ôû 2 ñaàu haàm, thöôøng laáy L1 + L2 = 0,5lx = 0,5.2 = 1m Lh = 17.2 + 1 = 35 (m) Chieàu roäng haàm saáy: Bh = bx + 2.0,05 = 1,5 + 2.0,05 = 1,6 (m). [8] Chieàu cao haàm saáy: Hh = hx + 0,05 = 2,4 + 0,05 = 2,45 (m). [8] Haàm saáy ñöôïc xaây baèng gaïch ñoû coù chieàu daøy d1 = 0,3m, 2 lôùp hoà vöõa moãi lôùp daøy d2 = d3 =0,025m phuû 2 beân lôùp gaïch ñoû. Chieàu roäng phuû bì cuûa haàm: B = Bh + 2.(d1 + 2d2 ) = 1,6 + 2.(0,3 + 2.0,025) = 2,3 (m). [8] Traàn haàm saáy coù lôùp beâ toâng thöôøng daøy d3 = 0,4m Chieàu cao phuû bì cuûa haàm: H = Hh + d3 = 2,45 + 0,4 = 2,85 (m). [8] THIEÁT KEÁ HAÀM SAÁY GVHD: TRAÀN HUØNG DUÕNG SVTH : TRAÀN THÒ THU HÖÔNG Trang 13 CAÂN BAÈNG NAÊNG LÖÔÏNG Caân baèng nhieät cho toaøn thieát bò: LHo + Qc + GVLCVLq1 + WC H2Oq1 + GVCCVCt1 + qb = LH2 + GVLCVLq2 + GVCCVCt2 + Qm Qc = L(H2 – Ho ) + GVLCVL(q2 -q1) + GVCCVC (t2 – t1) + Qm - WC H2Oq1 - Qb vôùi: Qc : Nhieät cung caáp bôûi caloriphe, (J) GVL, GVC : Khoái löôïng vaät lieäu saáy vaø khoái löôïng thieát bò chuyeàn taûiC CVL, CVC : Nhieät dung rieâng cuûa vaät lieäu saáy vaø cuûa thieát bò chuyeàn taûi (J/kg.ñoä). q1, q2 : Nhieät ñoä vaät lieäu saáy tröôùc vaø sau khi saáy, (oC). Qb : Nhieät löôïng cung caáp theâm taïi haàm saáy, (J). Qm : Nhieät toån thaát ra moâi tröôøng, (J). C H2O : Nhieät dung rieâng cuûa nöôùc, (J/kg.ñoä) . Xeùt treân 1kg aåm: qc = l(H2 – Ho) + qVL + qVC + qm – CH2Oq1 - qb Thoâng thöôøng, khi saáy ñöôøng haàm caàn phaûi thieát keá caloriphe söôûi ñaùp öùng ñuùng yeâu caàu kyõ thuaät neân khoâng caàn boå sung nhieät cho haàm saáy nöõa, töùc laø qb = 0. qc = l(H2 – Ho) + qVL + qVC + qm – CH2Oq1 [10] qc = l(H2 – Ho) - ǻ [10] ǻ : löôïng nhieät boå sung thöïc teá, baèng hieäu soá cuûa löôïng nhieät boå sung do nöôùc mang vaøo (CH2Oq1) vaø löôïng nhieät toån thaát chung ( qå = qVL + qVC + qm). ǻ = CH2Oq1 - (qVL + qVC + qm). [10] ǻ = CH2Oq1 - qå [10] 1) Nhieät toån thaát do vaät lieäu saáy mang ñi: qVL = W CG VL2 )( 12 q-q [10] CVL = CVLK.(1-u’2) + CH2O.u’2 [10] CVL : nhieät dung rieâng cuûa chuoái sau khi ra khoûi haàm saáy (J/kg.ñoä). CVLK : nhieät dung rieâng cuûa chuoái khoâ, CVLK = 1,88 kJ/kg.ñoä. CH2O : nhieät dung rieâng cuûa nöôùc, CH2O = 4,18 kJ/kg.ñoä. Töø (17), ta coù : CVL = 1,88.(1-0,13) + 4,18.0,13 = 2,179 (kJ/kg.ñoä). Töø (16), ta coù : qVL = 2000.2,179.(45 27) 62,949 900 - = (kJ/kg aåm). 2) Nhieät toån thaát do thieát bò chuyeàn taûi: Ø Nhieät toån thaát do xe gooøng mang ñi: Xe gooøng laøm baèng theùp CT3, khoái löôïng 1 xe Gx = 350kg, nhieät dung rieâng cuûa theùp CCT3 = 0,5 kJ/kg.ñoä. Nhieät ñoä cuûa xe khi vaøo haàm saáy: tx1 = 27oC. THIEÁT KEÁ HAÀM SAÁY GVHD: TRAÀN HUØNG DUÕNG SVTH : TRAÀN THÒ THU HÖÔNG Trang 14 Nhieät ñoä cuûa xe khi ra khoûi haàm saáy: tx2 = 45oC. Soá xe trong haàm saáy: nx = 17 xe. Nhieät toån thaát do xe gooøng mang ñi: qx = t - W nttCG x1x2x3CTx )(' = 350.0,5.(45 27).17 7,553 900.8 - = (kJ/kg aåm). [8] Ø Nhieät toån thaát do khay saáy: Khoái löôïng moãi khay : Gk = 6,852kg, nhieät dung rieâng Ck = 0,5kJ/kg.ñoä Nhieät ñoä cuûa khay luùc vaøo haàm saáy: tk1 = 27oC. Nhieät ñoä cuûa khay khi ra khoûi haàm saáy: tk2 = 45oC. Nhieät toån thaát do khay saáy: qk = 2 1 . . . .( ) 17.48.6,852.0,5.(45 27) 3,747 . 900.8 x k k k kn s G C t t W - - = = t (kJ/kg aåm). [8] Nhieät toån thaát do thieát bò chuyeàn taûi: qCT = qx + qk = 7,553 + 3,747 = 11,3 (kJ/kg aåm). 3) Nhieät toån thaát ra moâi tröôøng qm: Nhieät toån thaát ra moâi tröôøng xung quanh bao goàm: o Nhieät toån thaát qua töôøng: qt o Nhieät toån thaát qua traàn haàm saáy: qtr o Nhieät toån thaát qua neàn: qn o Nhieät toån thaát qua cöûa: qc o Nhieät toån thaát do môû cöûa: qmc o Nhieät toån thaát ñoäng hoïc: qñh Nhö vaäy: qm = qt + qtr + qn + qc + qmc + qñh [8] 3.1) Tính nhieät toån thaát qua töôøng: Giaû thieát nhieät ñoä cuûa taùc nhaân saáy thay ñoåi theo khoâng gian, khoâng thay ñoåi theo thôøi gian, töùc laø truyeàn nhieät bieán nhieät oån ñònh. Heä soá truyeàn nhieät Kt : Kt = 1 1 1 12 2 1 2 1 2 d d + + + a l l a [8] vôùi: a1 : heä soá caáp nhieät töø taùc nhaân saáy ñeán töôøng nhaùm (W/m2.ñoä). a2 : heä soá caáp nhieät töø maët ngoaøi töôøng haàm saáy ra moâi tröôøng (W/m2.ñoä). d1, d2 : beà daøy lôùp gaïch vaø lôùp hoà vöõa (m). l1, l2 : heä soá daãn nhieät cuûa gaïch, lôùp vöõa traùt töôøng. l1 = 0,75 W/mK, l2 = 1 W/mK. v Tính heä soá caáp nhieät a1 : THIEÁT KEÁ HAÀM SAÁY GVHD: TRAÀN HUØNG DUÕNG SVTH : TRAÀN THÒ THU HÖÔNG Trang 15 a1 = A.( a’1 + a’’1) [8] vôùi: A : heä soá phuï thuoäc cheá ñoä chueån ñoäng cuûa khoâng khí. Khi cheá ñoä chaûy xoaùy vaø töôøng nhaùm thì A = 1,2 ¸ 1,3; choïn A = 1,2 a’1 : heä soá caáp nhieät cuûa khoâng khí noùng chuyeån ñoäng cöôõng böùc (W/m2.ñoä). a’’1 : heä soá caáp nhieät do ñoái löu töï nhieân (W/m2.ñoä). a’1 = hL Nu Tl'. [8] vôùi: lT : heä soá daãn nhieät cuûa taùc nhaân saáy ôû nhieät ñoä trung bình ttb = (t1 + t2)/2 = 72,5oC laø lT = 0,0299 W/mñoä. Lh : chieàu daøi haàm saáy, Lh = 35m Nu’1 : chuaån soá Nusselt Ñoái vôùi khoâng khí ta coù coâng thöùc sau: Nu’1 = c.Ren [8] vôùi c, n laø heä soá phuï thuoäc vaøo cheá ñoä chuyeån ñoäng cuûa taùc nhaân saáy. Re = T T m rktñ wd [8] vôùi : dtñ laø ñöôøng kính töông ñöông cuûa haàm saáy dtñ = 2 2.1,6.2,45 4,579 1,6 2, 45 h h h h B H B H = = + + (m) wk = 3 m/s : toác ñoä taùc nhaân saáy. rT = 1,02175 kg/m3 : khoái löôïng rieâng taùc nhaân saáy ôû ttb = 72,5oC. mT = 2,07.10-5 Ns/m2 : ñoä nhôùt cuûa taùc nhaân saáy tra ôû ttb = 72,5oC. ĺ Re = 5 45 4,579.3.1,02175 6,77.10 4.10 2,07.10- = > ĺ choïn c = 0,032 vaø n = 0,8 ĺ Nu’1 = 0,032.(6,77.105)0,8 = 1480 ĺ a’1 = 1480.0,0299 1,26 35 = (w/m2ñoä). Heä soá caáp nhieät cuûa taùc nhaân saáy chuyeån ñoäng töï nhieân: a’’1 = h 1 H Nu Tl" [8] Nu’’1 = e.(Gr.Pr)m [8] e, m laø caùc heä soá phuï thuoäc vaøo tích soá (Gr.Pr) Chuaån soá Grashof: Gr = tb 3 23 h T TǻgH T T m r [8] vôùi: g : gia toác troïng tröôøng, g = 9,81 m/s2 Ttb : nhieät ñoä trung bình cuûa taùc nhaân saáy (K) THIEÁT KEÁ HAÀM SAÁY GVHD: TRAÀN HUØNG DUÕNG SVTH : TRAÀN THÒ THU HÖÔNG Trang 16 tT1 : nhieät ñoä beà maët töôøng phía tieáp xuùc vôùi taùc nhaân saáy, ôû ñaây choïn tT1 = 72,18oC. ǻ T : hieäu soá nhieät ñoä giöõa nhieät ñoä trung bình cuûa taùc nhaân saáy vôùi nhieät ñoä beà maët töôøng phía tieáp xuùc vôùi taùc nhaân saáy (K). ǻ T = 72,5 – 72,2= 0,3 oC = 0,3(K). tm : nhieät ñoä maøng tm = 1 72,5 72, 2 72,34 2 2 tb Tt t+ += = oC rT, mT : khoái löôïng rieâng, ñoä nhôùt cuûa taùc nhaân saáy tra ôû nhieät ñoä maøng. rT = 1,044965 (kg/m3). mT = 20,3425.10-6 (Ns/m2). Hh : chieàu cao haàm, Hh = 2,45m. ĺ Gr = 3 2 13 6 3 9,81.2,45 .0,32.(1,044965) 1, 47.10 (20,3425.10 ) .(72,5 273)- = + Chuaån soá Prandtl theo ttb = 72,5oC cuûa taùc nhaân saáy: Pr = 0,685 [6] ĺ Gr.Pr = 1,47.1013.0,685 = 1,01.1013 ĺ e = 0,135 vaø m= 1/3 [1] ĺ Nu’’1 = 0,135.(1,01.1013)1/3 = 2910 ĺ a’’1 = 2910.0,0299 35,6 2, 45 = (W/m2.ñoä). ĺ a1 = A.( a’1 + a’’1) = 1,2.(1,26 + 35,6) = 44,2(W/m2ñoä). Nhieät taûi rieâng truyeàn töø taùc nhaân saáy ñeán töôøng haàm saáy: q1 = a1(ttb – tT1) = 44,2.(72,5 – 72,2) = 13,3 (J/kg). [8] v Tính heä soá caáp nhieät a2 : Nhieät caáp töø beà maët cuûa töôøng haàm saáy ra moâi tröôøng xung quanh goàm caáp nhieät do ñoái löu töï nhieân vaø do böùc xaï. a2 = a’2 + a’’2 [8] vôùi: a’2 : heä soá caáp nhieät do khoâng khí ñoái löu töï nhieân (W/m2ñoä). a’’2 : heä soá caáp nhieät do böùc xaï nhieät töø maët töôøng ngoaøi cuûa haàm saáy ra moâi tröôøng xung quanh. (W/m2ñoä). Tính a’2 : a’2 = 1,98. 4 2tǻ [8] vôùi 2tǻ : hieäu soá nhieät ñoä giöõa beà maët töôøng vaø khoâng khí xung quanh. tT2 : nhieät ñoä beà maët töôøng phía tieáp xuùc vôùi khoâng khí xung quanh. choïn tT2 = 29oC. txq : nhieät ñoä khoâng khí xung quanh, choïn txq = 27oC. 2tǻ = tT2 – txq = 29 – 27 = 2 oC. THIEÁT KEÁ HAÀM SAÁY GVHD: TRAÀN HUØNG DUÕNG SVTH : TRAÀN THÒ THU HÖÔNG Trang 17 ĺ a’2 = 1,98. 4 2 2,3546= (W/m2ñoä). Tính a’’2 : a’’2 = o2T 4 t 4 2T 21 TT 100 T 100 T C - ú ú û ù ê ê ë é ÷ ø ö ç è æ -÷ ø ö ç è æ - (W/m2ñoä) [8] vôùi : C1-2 : heä soá böùc xaï chung, thöôøng coù giaù trò trong khoaûng 4,15 ¸4,25 W/m2K4, choïn C1-2 = 4,2 W/m2K4. TT2 : nhieät ñoä töôøng haàm saáy phía tieáp xuùc vôùi khoâng khí beân ngoaøi. TT2 = 29 + 273 = 302 (K). Tt : nhieät ñoä töôøng nhaø phaân xöôûng (K). Tt = 27 + 273 = 300 (K). To : nhieät ñoä khoâng khí beân ngoaøi (K). To = 25 + 273 = 298 (K). ĺ a’’2 = 4 4302 3004,2. 100 100 4,5816 302 298 é ùæ ö æ ö-ê úç ÷ ç ÷ è ø è øê úë û = - (W/m2ñoä). ĺ a2 = a’2 + a’’2 = 2,3546 + 4,5816 = 6,9362 (W/m2ñoä). Nhieät taûi rieâng truyeàn töø maët ngoaøi töôøng haàm saáy ra moâi tröôøng xung quanh: q2 = a2. 2tǻ = 6,9362.2 = 13,872 (J/kg). [8] ĺ Kt = 1 2,1158 1 2.0,025 0,3 1 44,2 1 0,75 6,9362 = + + + (W/m2ñoä). Ƈ Kieåm tra laïi giaû thieát veà nhieät ñoä: o So saùnh nhieät taûi rieâng q1 vaø q2 : 1 2 1 13,3 13,872.100% 4,62% 5% 13,3 q q q - - = = < ĺ ñaït. o So saùnh nhieät ñoä maët töôøng haàm saáy vôùi caùc nhieät ñoä tT1, tT2 giaû thieát ban ñaàu: Tính nhieät ñoä beà maët töôøng phía tieáp xuùc vôùi taùc nhaân saáy: t’T 1 = 1a - - )( ktbt tb ttK t [8] vôùi tk : nhieät ñoä khoâng khí trong phaân xöôûng, tk = 27oC. ttb : nhieät ñoä trung bình cuûa taùc nhaân saáy trong haàm, ttb = 72,5oC. ĺ t’T 1 = 2,1158.(72,5 27)72,5 70,3 44,2 - - = oC. So saùnh vôùi tT 1 = 64,68oC. 1 1 1 ' 72,2 70,3 .100% 2,6% 5% 72, 2 T T T t t t - - = = < ĺ ñaït. Tính nhieät ñoä beà maët töôøng phía tieáp xuùc vôùi khoâng khí beân ngoaøi: THIEÁT KEÁ HAÀM SAÁY GVHD: TRAÀN HUØNG DUÕNG SVTH : TRAÀN THÒ THU HÖÔNG Trang 18 t’T 2 = 2a - + )( ktbt k ttK t [8] ĺ t’T 2 = 2,1158.(72,5 27)27 30,132 6,9362 - + = oC. So saùnh vôùi tT 2 = 29oC: 2 2 2 ' 29 30,132.100% 3,9% 5% 29 T T T t t t - - = = < ĺ ñaït. Nhö vaäy caùc giaû thieát ban ñaàu veà nhieät ñoä coù theå chaáp nhaän ñöôïc. Nhieät toån thaát qua töôøng: W 3600FK q ttt ... tbtǻ= (J/kg) [8] vôùi :Kt : heä soá truyeàn nhieät, W/m2ñoä. W : löôïng aåm boác hôi trong haàm saáy, kg aåm/h. Ft : beà maët 2 töôøng haàm saáy, m2. Ft = 2.Lh.Hh = 2.35.2,45 = 171,5 (m2). tbtǻ : hieäu soá nhieät ñoä trung bình. tbtǻ = c ñ cñ t t ln tt ǻ ǻ ǻǻ - [8] ñtǻ = t1 – tk = 100 – 27 = 73 oC. ctǻ = t2 – tk = 45 – 27 = 18 oC. ĺ tbtǻ = 73 18 39, 28373ln 18 - = oC. ĺ qt = 2,1158.171,5.39, 283.3600 57016,87 900 = (J/kg) = 57,016 (kJ/kg). 3.2) Tính nhieät toån thaát qua traàn haàm saáy: Quaù trình caáp nhieät qua traàn ñöôïc tính toaùn gioáng nhö caáp nhieät qua töôøng, chæ khaùc ôû ñaây laø töôøng naèm ngang. v Tính heä soá caáp nhieät a1 : Nhö coâng thöùc (20), ta coù: a1 = A.( a’1 + a’’1) a’1 = 1,26 gioáng trong tröôøng hôïp tính toaùn vôùi töôøng. Tính a’’1 caàn giaûm ñi 30% so vôùi tröôøng hôïp tính toùan vôùi töôøng. a’’1 = 70 B Nu h 1 ,." Tl [8] Nu’’1 = e.(Gr.Pr)m [8] e, m laø caùc heä soá phuï thuoäc vaøo tích soá (Gr.Pr) Chuaån soá Grashof: THIEÁT KEÁ HAÀM SAÁY GVHD: TRAÀN HUØNG DUÕNG SVTH : TRAÀN THÒ THU HÖÔNG Trang 19 Gr = tb 3 23 h T TǻgH T T m r [8] vôùi : ǻ T = ttb – tTR1 = 72,5 – 72,1 = 0,4oC = 0,4K tTR1 : nhieät ñoä cuûa traàn phía tieáp xuùc vôùi taùc nhaân saáy, choïn tTR1 = 72,1oC. tm : nhieät ñoä maøng tm = 1 72,5 72,1 72,3 2 2 tb TRt t+ += = oC. rT, mT : khoái löôïng rieâng, ñoä nhôùt cuûa taùc nhaân saáy tra ôû nhieät ñoä maøng. rT = 1,02175 (kg/m3). mT = 2,07.10-5 (Ns/m2). ĺ Gr = 3 2 13 5 3 9,81.2, 45 .0,4.(1,02175) 1,9588.10 (2,07.10 ) .(72,5 273)- = + Pr = 0,685 Gr.Pr = 1,3417.1013 ĺ choïn e = 0,135 vaø m = 1/3. Töø (25), ta coù: Nu’’1 = 0,135.(1,3417.1013)1/3 = 3207,935 ĺ a’’1 = 3207,935.0,0299 .0,7 41,964 1,6 = (W/m2ñoä). Ta tính ñöôïc: a1 = A.( a’1 + a’’1) = 1,2.(1,26 + 41,964) = 51,9 (W/m2ñoä). Nhieät taûi rieâng truyeàn töø taùc nhaân saáy vaøo traàn haàm saáy: q1 = a1. 1tǻ = a1.(ttb – tTR1) = 51,9.(72,5 – 72,1) = 20,7 (J/kg). v Tính heä soá caáp nhieät a2 : Heä soá caáp nhieät do ñoái löu töï nhieân ñöôïc tính thep coâng thöùc: a’2 = 2,5. 31t4 2 ,.ǻ = 3,25. 4 2tǻ [8] vôùi 2tǻ : hieäu soá nhieät ñoä giöõa beà maët ngoaøi traàn vaø khoâng khí xung quanh. 2tǻ = tTR2 – txq = 31 – 27 = 4 oC = 4 K ĺ a’2 = 3,25. 4 4 4,5962= (W/m2ñoä). Heä soá caáp nhieät do böùc xaï: a’’2 = o2TR 4 t 4 2TR 21 TT 100 T 100 T C - ú ú û ù ê ê ë é ÷ ø ö ç è æ -÷ ø ö ç è æ - (W/m2ñoä) [8] vôùi C1-2 = 0,42 TTR2 = 31 + 273 = 304 K. Tt = 27 + 273 = 300 K. TTR2 – To = 4 K. THIEÁT KEÁ HAÀM SAÁY GVHD: TRAÀN HUØNG DUÕNG SVTH : TRAÀN THÒ THU HÖÔNG Trang 20 ĺ a’’2 = 4 4304 3000, 42. 100 100 0, 4628 4 é ùæ ö æ ö-ê úç ÷ ç ÷ è ø è øê úë û = (W/m2ñoä). Ta coù : a2 = a’2 + a’’2 = 4,5962 + 0,4628 = 5,059 (W/m2ñoä). Nhieät taûi rieâng truyeàn töø maët ngoaøi traàn haàm saáy ra moâi tröôøng xung quanh: q2 = a2. 2ǻ 5,059.4 20,236t = = (J/kg). Traàn haàm saáy goàm 1 lôùp betoâng thöôøng daøy d1’=0,4m Heä soá truyeàn nhieät qua traàn : Ktr = 1 '1 1 ' 1 1 1 2 d + + a l a [8] Ktr = 1 0,6053 1 0, 4 1 51,9 0, 2787 5,059 = + + (W/m2ñoä). v Kieåm tra laïi giaû thieát veà nhieät ñoä: 1 2 1 20,7 20,236 2,47% 20,7 q q q - - = = < 5% ĺ ñaït. Nhieät ñoä beà maët traàn phía tieáp xuùc vôùi taùc nhaân saáy: t’TR1 = ( ) 0,6053.(72,5 27)72,5 72 51,9 tr tb k tb K t tt 1 - - - = - = a oC. So vôùi tTR1 = 72,1oC. 1 1 1 ' 72,1 72 0,18% 5% 72,1 TR TR TR t t t - - = = < ĺ ñaït. Nhieät ñoä beà maët traàn phía tieáp xuùc vôùi khoâng khí ngoaøi: t’TR2 = tk + ( ) 0,6053.(72,5 27)27 32, 44 5,059 TR tb kK t t 2 - - = + = a oC. So vôùi tTR2 = 31oC. 2 2 2 ' 31 32, 44 4,65% 5% 31 TR TR TR t t t - - = = < ĺ ñaït. Nhö vaäy, caùc giaû thieát veà nhieät ñoä ñeàu thoaû. Nhieät toån thaát qua traàn: qtr = W 3600tǻFK tbtrtr ... [8] vôùi : Ftr laø dieän tích beà maët traàn haàm saáy. Ftr = Lh.Bh = 35.1,6 = 56 (m2). : tbtǻ = 39,283 oC ñöôïc tính theo (33). THIEÁT KEÁ HAÀM SAÁY GVHD: TRAÀN HUØNG DUÕNG SVTH : TRAÀN THÒ THU HÖÔNG Trang 21 ĺ qtr = 0,6053.56.39,283.3600 5326, 272 900 = (J/kg). 3.3) Nhieät toån thaát qua neàn: Coâng thöùc thöïc nghieäm tính nhieät toån thaát qua neàn: qn = 3600W Fq n o n . [8] vôùi : Fn laø dieän tích neàn. Fn = Lh.Bh = 35.1,6 = 56 (m2). o nq : toån thaát rieâng cuûa1m 2 neàn, phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä trung bình cuûa taùc nhaân saáy vaø vò trí ñaët haàm saáy trong phaân xöôûng. ttb (oC) onq (W/m 2) 40 24,5 60 34,2 Töø giaù trò trong baûng treân, ta noäi suy taïi ttb = 72,5oC thì onq = 40,26 W/m 2. Töø (40), tính ñöôïc: qn = 40, 26.56 .3600 9018,24 900 = (J/kg). 3.4) Nhieät toån thaát qua cöûa: qc = 3600W FK cc .. tbǻt [8] Haàm saáy goàm 2 cöûa vaøo vaø ra, moãi cöûa goàm 3 lôùp: o 2 lôùp phía ngoaøi cuûa cöûa laøm baèng theùp coù beà daøy s1 = s3 = 2mm, heä soá daãn nhieät ltheùp = 0,5 W/mK. o 1 lôùp ôû giöõa laøm baèng boâng thuûy tinh ñeå caùch nhieät, beà daøy s2 = 70mm, heä soá daãn nhieät lb = 0,035 W/mñoä. Choïn nhieät ñoä cöûa phía tieáp xuùc vôùi taùc nhaân saáy: tc1 = tT1 = 72,2oC. Nhieät ñoä cöûa phía tieáp xuùc vôùi khoâng khí xung quanh: tc2 = tT2 = 29oC. Heä soá truyeàn nhieät qua cöûa: Kc = 2 21 1 a + l s + l s + a 121 1 btheùp . [8] a1, a2 laáy baèng giaù trò heä soá caáp nhieät trong tröôøng hôïp tính toaùn vôùi töôøng. ĺ Kc = 1 0,4598 1 0,002 0,07 12. 44,2 0,5 0,035 6,9362 = + + + (W/m2ñoä). THIEÁT KEÁ HAÀM SAÁY GVHD: TRAÀN HUØNG DUÕNG SVTH : TRAÀN THÒ THU HÖÔNG Trang 22 v Kieåm tra laïi giaû thieát veà nhieät ñoä: t’c1 = ttb - ( ) 0,4598.(72,5 27)72,5 72 44, 2 c tb kK t t 1 - - = - = a oC. 1 1 1 ' 72,2 72 0, 24% 5% 72, 2 c c c t t t - - = = < ĺ ñaït. tc2 = .( ) 0, 4598.(72,5 27)27 30,02 6,9362 c tb k k K t tt 2 - - + = + = a oC %%, ,' 5034 27 092827 t tt 2c 2c2c <= - = - ĺ ñaït. Cöûa coù chieàu roäng 1,1m; chieàu cao 1,25m. Haàm saáy coù 2 cöûa. Dieän tích taát caû caùc cöûa cuûa haàm saáy: Fc = 2.1,1.1,25 = 2,75 (m2). ¨ttb = ttb – tK = 65 – 25 = 40oC laø hieäu soá nhieät ñoä trung bình cuûa taùc nhaân saáy vaø khoâng khí ngoaøi haàm saáy. Töø (41), tính ñöôïc: qc = 0,4598.7,84.45,5 .3600 656,079 900 = (J/kg). 3.5) Nhieät toån thaát do môû cöûa: Theo kinh nghieäm, nhieät toån thaát do môû cöûa thöôøng khoaûng 10% toång toån thaát nhieät qua töôøng vaø qua neàn. qmc = 0,1.(qt + qn) = 0,1.(57016,87 + 9018,24) = 6603,511 (J/kg). Nhieät toån thaát ra moâi tröôøng xung quanh: qm = qt + qtr + qn + qc + qmc = 57016,87 + 5326,272 + 9018,24 + 656,079 + 6603,511 = 78620,972 (J/kg) = 78,62 (kJ/kg). Löôïng nhieät toån thaát chung: qå = qVL + qVC + qm = 62,949 + 11,3 + 78,62 = 152,869 (kJ/kg). Töø (15), ta tính ñöôïc löôïng nhieät boå sung thöïc teá: ǻ = CH2Oq1 - (qVL + qVC + qm). = 4,18.27 – 152,869 = -40,01 (kJ/kg). THIEÁT KEÁ HAÀM SAÁY GVHD: TRAÀN HUØNG DUÕNG SVTH : TRAÀN THÒ THU HÖÔNG Trang 23 TÍNH TOAÙN QUAÙ TRÌNH SAÁY THÖÏC Veõ ñoà thò saáy thöïc: to t1 t2 H xo=x1 x2 x A C' C B H'2 j1 Ta coù: H2 = H1 + ¨(x'2 – x1) [3] vôùi: x'2 laø haøm aåm cuûa khoâng khí sau khi ra khoûi haàm saáy cuûa quaù trình saáy thöïc. H laø entanpy cuûa khoâng khí aåm ñöôïc tính theo coâng thöùc sau: H = hk + x.ha [3] hk, ha : entanpy cuûa 1kg khoâng khí khoâ vaø cuûa 1kg hôi nöôùc. hk = Cpk.t [3] ha = r + Cpa.t [3] ĺ x'2 = ǻtCr ǻtCrxttC 2pa 1pao21pk -+ -++- )()( Cpk, Cpa, r: nhieät dung rieâng cuûa khoâng khí khoâ, cuûa hôi nöôùc vaø aån nhieät hoaù hôi. Cpk = 1,004 kJ/kg.K Cpa = 1,842 kJ/kg.K r = 2500 kJ/kg THIEÁT KEÁ HAÀM SAÁY GVHD: TRAÀN HUØNG DUÕNG SVTH : TRAÀN THÒ THU HÖÔNG Trang 24 ĺ x'2 = 1,004(100 45) 0,017(2500 1,842.100 40,01) 0,0402 2500 1,842.45 40,01 - + + + = + + Caùc thoâng soá cuûa quaù trình saáy thöïc: H’2 = Cpk.t2 + x2.(r + Cpa.t2) = 1,004.45 + 0,0403.(2500 + 1,842.45) = 149,2705 (kJ/kgkkk). Pb2 = exp 2 4026, 42 4026, 4212 exp 12 0,0949 235,5 235,5 45t ì ü ì ü - = - =í ý í ý+ +î þî þ (bar) ' ' 2 2 ' 2 0,0402 64,07% (0,621 ) 0,0949.(0,621 0,0402) Bx Pb x j = = = + + Löôïng khoâng khí caàn thieát ñeå boác hôi 1 kg aåm trong quaù trình saáy thöïc: l’ = ' 2 1 1 45,8716 0,0402 0,0184ox x = = - - (kgkkk/kg aåm). Löôïng khoâng khí khoâ caàn trong quaù trình saáy thöïc: L’ = W.l’ = 900 . 45,8716 = 41284,44 (kgkkk/h). v Tính toaùn ñeå laäp baûng caân baèng nhieät: Löôïng nhieät tieâu hao q: q = l’(H1 – Ho) = 45,8716. (149 – 74) = 3440,37 (kJ/kg aåm). Löôïng nhieät coù ích: q1 = i2 – Ca.q1 = (r + Cpa.t2) – Ca.q1 = (2500 + 1,842 . 45) – 4,18 . 27 = 2470,03 (kJ/kg aåm). Toån thaát nhieät do taùc nhaân saáy mang ñi: q2 = l’.CTNS.(t2 – to) [3] CTNS = Cpk + Cpa.xo = 1,004 + 1,842 . 0,0184 = 1,03789 (kJ/kg.K). Töø (49), tính ñöôïc: q2 = 45,8716 . 1,03789 . (45 – 27) = 856,9765 (kJ/kg aåm). Toång löôïng nhieät coù ích vaø caùc toån thaát: q’ = q1 + q2 + qå = 2470,03 + 856,9765 + 152,869 = 3479,8765 (kJ/kg aåm). Theo nguyeân taéc caân baèng nhieät thì q = q’, nhöng do sai soá trong quaù trình tính toaùn neân q ¹ q’ Sai soá e = ' 3440,37 3479,8765 1,15% 5% 3440,37 q q q - - = = < ĺ Sai soá chaáp nhaän ñöôïc. THIEÁT KEÁ HAÀM SAÁY GVHD: TRAÀN HUØNG DUÕNG SVTH : TRAÀN THÒ THU HÖÔNG Trang 25 Baûng 3:Baûng caân baèng nhieät: STT Ñaïi löôïng Kyù hieäu kJ/kg aåm % 1 Nhieät löôïng coù ích q1 2470,03 71,79 2 Toån thaát nhieät do taùc nhaân saáy q2 856,9765 24,91 3 Toån thaát nhieät do vaät lieäu saáy qVL 62,949 1,83 4 Toån thaát nhieät do thieát bò chuyeàn taûi qVC 11,3 0,33 5 Toån thaát nhieät ra moâi tröôøng qm 78,62 2,28 6 Toång löôïng nhieät tính toaùn q' 3479,8765 7 Toång löôïng nhieät tieâu hao q 3440,37 8 Sai soá e 1,15 Töø baûng caân baèng nhieät treân, ta nhaän thaáy hieäu suaát cuûa thieát bò saáy: hT = 71,79% Trong caùc toån thaát, toån thaát do taùc nhaân saáy gaây ra laø lôùn nhaát (24,91%), toån thaát do vaät lieäu saáy vaø thieát bò chuyeàn taûi raát beù, coi nhö khoâng ñaùng keå. THIEÁT KEÁ HAÀM SAÁY GVHD: TRAÀN HUØNG DUÕNG SVTH : TRAÀN THÒ THU HÖÔNG Trang 26 TÍNH VAØ CHOÏN THIEÁT BÒ PHUÏ A – Tính caloriphe: Caloriphe laø thieát bò duøng ñeå ñoát noùng khoâng khí tröôùc khí ñöa khoâng khí vaøo haàm saáy. Trong kyõ thuaät saáy thöôøng duøng 2 loaïi caloriphe: caloriphe khí-hôi vaø caloriphe khí-khoùi. ÔÛ ñaây, ta saáy chuoái baèng haàm saáy vôùi nhieät ñoä taùc nhaân saáy khoâng quaù 120oC neân ta choïn loaïi caloriphe khí-hôi. Caloriphe khí hôi laø thieát bò trao ñoåi nhieät coù vaùch ngaên. Trong oáng laø hôi baõo hoaø ngöng tuï, ngoaøi oáng laø khoâng khí chuyeån ñoäng. Do heä soá trao ñoåi nhieät khi ngöng cuûa hôi nöôùc an raát lôùn so vôùi heä soá trao ñoåi nhieät ñoái löu giöõa maët ngoaøi cuûa oáng vôùi khoâng khí ak.Vì vaäy, phía khoâng khí thöôøng ñöôïc laøm caùnh ñeå taêng cöôøng truyeàn nhieät. Hôi nöôùc trong oáng coù aùp suaát 1,46 at, nhieät ñoä baõo hoaø cuûa hôi nöôùc laø ts = 110oC. Ñoä cheânh nhieät ñoä trung bình ¨ttb: ¨ttb = min max minmax tǻ tǻ ln tǻtǻ - [8] ¨tmax = ts – to = 110 - 27 = 83oC ¨tmin = ts – t1 = 110 – 100 = 10oC vôùi to, t1 laø nhieät ñoä khoâng khí vaøo vaø ra khoûi caloriphe. ĺ ¨ttb = 83 10 34,49583ln 10 - = oC. Nhieät löôïng caàn cung caáp cho caloriphe trong 1 giôø: Q = L.(H1 – Ho) =41095,89 .(149 – 74) = 3082192 (kJ/h) [8] Q = 856146,4 (W). Caloriphe coù oáng laøm baèng theùp coù: o Heä soá daãn nhieät ltheùp = 55 W/m.K. o Ñöôøng kính trong d1 = 48mm. o Ñöôøng kính ngoaøi d2 = 50mm. o Chieàu daøi oáng l = 1,5m. o Böôùc oáng ngang s1 = 0,3m. o Böôùc oáng doïc s2 = 0,2m. Caùnh laøm baèng ñoàng coù: o Heä soá daãn nhieät lc = 150 W/m.K. o Ñöôøng kính caùnh dc = 0,055m. o Chieàu daøy moãi caùnh dc = 1 mm. o Khoaûng caùch giöõa 2 caùnh t = 40mm. THIEÁT KEÁ HAÀM SAÁY GVHD: TRAÀN HUØNG DUÕNG SVTH : TRAÀN THÒ THU HÖÔNG Trang 27 Chieàu daøy vaùch oáng: d = 0,5(d2 – d1) = 0,5(0,05 – 0,048) = 0,001(m). [8] Böôùc caùnh: sc = t + dc = 0,04 + 0,001 = 0,041(m). [8] Chieàu cao caùnh: h = 0,5(dc – d2) = 0,5(0,055 – 0,05) = 0,0025(m). [8] Soá caùnh treân 1 oáng: nc = 37 041,0 5,1 s l c == (caùnh). [8] Ta coù 4,105,1 38 40 d d 1 2 <== Do ñoù coù theå tính heä soá truyeàn nhieät qua oáng öùng vôùi beà maët khoâng laøm caùnh F1 theo coâng thöùc tính heä soá truyeàn nhieät qua vaùch phaúng: KF1 = ctheùp 11 1 ea + l d + a 21 [8] vôùi : a1 : heä soá toaû nhieät cuûa hôi nöôùc trong oáng, W/m2ñoä. a2 : heä soá toaû nhieät cuûa toaøn boä beà maët ngoaøi cuûa vaùch coù caùnh, W/m2ñoä. ec : heä soá laøm caùnh. Ta choïn loaïi caùnh laø caùnh troøn treân oáng neân aùp duïng coâng thöùc sau: ec = 2 2 2 2 2 1 0,055 0,051 1 1,1334 2 2.0,048.0,041 - - + = + =c c d d d s [8] v Tính ac: ac = E f d Nu l [8] Ta choïn loaïi oáng xeáp so le: Nuf = 0,251.Re0,67 2,0 21 2,0 2 21 1 t ds d ds - - ÷ ø ö ç è æ + - ÷÷ ø ö çç è æ - [8] Tieâu chuaån Reynold tính theo toác ñoä taïi khe heïp qua caùnh wmax vaø ñöôøng kính töông ñöông dE: Re = g w Emaxd [8] dE = 1 c 1 o c 1 c1 c2 1 o FF n2 F FdF + + [8] vôùi: 1cF : dieän tích caùnh cuûa 1 oáng, m 2. 1 cF = ( ) 2 2 2 2c 2d d2 0,05 0,04 .37 0,0523 4 4 2c n æ ö p p - p = - =ç ÷ è ø (m2). [8] 1 oF : dieän tích maët ngoaøi oáng phía khoâng laøm caùnh, m 2. THIEÁT KEÁ HAÀM SAÁY GVHD: TRAÀN HUØNG DUÕNG SVTH : TRAÀN THÒ THU HÖÔNG Trang 28 1 oF = pd2.t.nc = p .0,05 .0,04. 37 = 0,2355 (m 2). ĺ dE = 0,0466(m). Choïn vaän toác doøng khí vaøo caloriphe laø 30,268 m/s, toác ñoä taïi khe heïp qua caùnh: wmax = 2 1 1 35,508 42,63 0,05 2.0,0025.0,0012 11 0,3 0,3.0,041 w = = æ ö æ öd - +- + ç ÷ç ÷ è øè ø c c hd s s s (m/s). [8] Caùc thoâng soá vaät lyù l, g laáy theo nhieät ñoä trung bình cuûa khoâng khí beân ngoaøi oáng. Nhieät ñoä trung bình cuûa khoâng khí ngoaøi oáng: ttb = 1 27 100 63,5 2 2 ot t+ += = oC. l = 2,8825.10-2 W/mK. [6] g = 18,715.10-6 m2/s. [6] ĺ Re = 56 42,63.0,0466 1,06.10 18,715.10- = ĺ Nuf = 0,251. (1,06.105)0,67 0,2 0,20,3 0,05 0,1 0,05 285, 215 0,05 0,04 - - - -æ ö æ ö =ç ÷ ç ÷ è ø è ø ĺ ac = 2285,215.2,8825.10 176 0,0466 - = (W/m2ñoä). v Tính a2: a2 = k)+ha c1 2 1 c c (F F [8] k = 1 c 1 o F F [8] vôùi : ac : heä soá toaû nhieät töø beà maët caùnh tôùi khoâng khí, W/m2ñoä. 1 2F : dieän tích toaøn boä maët ngoaøi oáng. 1 2F = 1oF + 1cF = 0,2325 + 0,0305 = 0,263 (m 2). [8] hc : hieäu suaát caùnh, xaùc ñònh nhö sau: b = 2 2.176 48,5006 150.0,001 a = = l d c c c [8] ĺ bh = 48,5006. 0,0025 = 0,1213 Tra treân ñoà thò 2-31 öùng vôùi loaïi caùnh troøn, ta coù: hc = 0,77 [8] ĺ k = 0, 2325 7,623 0,0305 = ĺ a2 = 0,0305176. (0,77 7,623) 171,7185 0, 263 + = (W/m2ñoä). THIEÁT KEÁ HAÀM SAÁY GVHD: TRAÀN HUØNG DUÕNG SVTH : TRAÀN THÒ THU HÖÔNG Trang 29 v Tính a1: a1 = 0,725 4 1dt r m rl 23 ǻ [8] Caùc thoâng soá cuûa nöôùc ngöng tuï: [6] r = 2234 kJ/kg. m = 2,56.10-4 N.s/m2. l = 0,685 W/mK. r = 951 kg/m3. tǻ : cheânh leäch nhieät ñoä giöõa hôi trong oáng vaø vaùch oáng. Vì ta chöa bieát nhieät ñoä vaùch neân choïn tǻ = 0,35oC. ĺ a1 = 3 2 4 4 2234.1000.0,685 .9510,725 14291,56 0,35.2,56.10 .0,048- = (W/m2ñoä). ĺ KF1 = 1 191,3429 1 0,001 1 14291,56 55 171,7185.1,1334 = + + (W/m2ñoä). Kieåm tra laïi cheânh leäch nhieät ñoä tǻ = 0,55oC. q1 = KF1. tbtǻ = 191,3429. 34,495 = 6600,373 (W/m 2). [8] 1 1 6600,373 ǻ ' 0,35 14291,56 = = = a qt oC. [8] ' 0,35 0,35 0% 5% 0,35 t t t D - D - = = < D ĺ Giaû söû veà cheânh leäch nhieät ñoä treân coù theå chaáp nhaän ñöôïc. Dieän tích beà maët trong cuûa caùc oáng: F1 = 1 856164,4 130 191,3429.34, 495 = = DF tb Q K t (m2). [8] Toång soá oáng trong caloriphe: n = 1 1 130 575= = p p.0,048.1,5 F d l (oáng). [8] m = 29: soá oáng trong moâi haøng. Soá haøng oáng: z = 575 20(haøng). 29 n m = = [8] Kích thöôùc caloriphe: b = m.s1 = 29. 0,3 = 8,7 (m). [8] c = z.s2 = 20. 0,2 = 4 (m). [8] Trôû löïc cuûa caloriphe: ¨Pc = 2 z2maxrwx [8] r = 1,06825 kg/m3 khoái löôïng rieâng cuûa khoâng khí tra ôû nhieät ñoä t = 57,5oC. x : heä soá trôû khaùng. THIEÁT KEÁ HAÀM SAÁY GVHD: TRAÀN HUØNG DUÕNG SVTH : TRAÀN THÒ THU HÖÔNG Trang 30 x = 0,72.Re-0,245 1,0 22 21 9,0 2 E 9,0 2 21 9,0 c 21 ds ds d d d ds 2 s ds -- ÷÷ ø ö çç è æ - - ÷÷ ø ö çç è æ ÷÷ ø ö çç è æ - ÷÷ ø ö çç è æ + - [8] = 0,72. 0,9 0,9 0,9 0,1 5 0,245 0,3 0,05 0,3 0,05 0,0466 0,3 0,05(1,06.10 ) 2 0,041 0,05 0,05 0,2 0,05 - - - - - -æ ö æ ö æ ö æ ö+ç ÷ ç ÷ ç ÷ ç ÷-è ø è ø è ø è ø = 0,0582 ĺ ¨Pc = 242,63 .1,06825.260,0582 1468,824 2 = (N/m2). B- Tính vaø choïn quaït: Quaït laø thieát bò vaän chuyeån taùc nhaân saáy trong heä thoáng saáy. Ñeå choïn loaïi quaït coù soá hieäu bao nhieâu caàn phaûi xaùc ñònh ñöôïc: · Trôû löïc maø quaït phaûi khaéc phuïc å Pǻ . · Naêng suaát cuûa quaït Q. A, B, C laø traïng thaùi cuûa khoâng khí khi vaøo caloriphe, khi vaøo haàm saáy vaø khi ra khoûi haàm saáy. rA, rB, rC laø khoái löôïng rieâng cuûa khoâng khí öùng vôùi caùc traïng thaùi treân. nA, nB, nC laø ñoä nhôùt ñoäng hoïc cuûa khoâng khí öùng vôùi caùc traïnh thaùi treân. QA, QB, QC laø naêng suaát cuûa quaït öùng vôùi caùc traïng thaùi treân cuûa khoâng khí. Naêng suaát quaït tính theo coâng thöùc sau: Q = r L (m3/h) [3] L = 41095,89 (kgkkk/h) : löôïng khoâng khí khoâ caàn. Traïng thaùi khoâng khí t(oC) r (kg/m3) n (m2/s) Q (m3/h) A 27 1,136 1,63.10-5 36175,96 B 100 0,946 2,32.10-5 43441,74 C 45 1,1105 1,75.10-5 37006,66 1) Trôû löïc töø quaït ñeán caloriphe: Choïn oáng daãn ñaàu ra cuûa quaït coù ñöôøng kính d = 0,65m Tieát dieän maët caét ngang cuûa oáng daãn: fo = 2 0,283 4 4 d 20,6 p = p = (m2). [9] Vaän toác doøng khí ra khoûi quaït: vA = 36175,96 35,508 3600. 3600.0,283 A o Q f = = (m/s). [9] Chieàu daøi oáng daãn töø quaït ñeán caloriphe l = 1,5m. Trôû löïc do ma saùt töø quaït ñeán caloriphe: THIEÁT KEÁ HAÀM SAÁY GVHD: TRAÀN HUØNG DUÕNG SVTH : TRAÀN THÒ THU HÖÔNG Trang 31 ¨Pms1 = l1 2 v d l 2 A Ar (N/m2) [9] v Xaùc ñònh heä soá ma saùt l1 : Xaùc ñònh caùc chæ soá: Re = 65 35,508.0,6 1,31.10 1,63.10 A A v d -= =n [9] Regh = 6 8/ 78/ 7 6006 160987,7 0,08 d æ öæ ö = =ç ÷ ç ÷eè ø è ø [9] e = 0,08mm ñoä nhaùm tuyeät ñoái cuûa oáng daãn laø loaïi oáng môùi khoâng haøn. Ren = 9 / 89 / 8 600220 220 5033460 0,08 d æ öæ ö = =ç ÷ ç ÷eè ø è ø [9] ĺ Regh < Re < Ren : khu vöïc quaù ñoä naèm giöõa khu vöïc nhaün thuyû löïc vaø khu vöïv nhaùm. Heä soá ma saùt ñöôïc tính theo coâng thöùc: l1 = 0,250,25 2 6 100 0,08 1000,1 1,46 0,1 1,46 1,28.10 Re 600 1,31.10d -e æ öæ ö+ = + =ç ÷ ç ÷ è ø è ø [9] ĺ ¨Pms1 = 2 2 1,5 35,508 .1,1361,28.10 . . 23 0,6 2 - = (N/m2). 2) Trôû löïc caloriphe: Nhö ñaõ tính ôû treân: ¨Pc = 242,63 .1,06825.260,0582 1468,824 2 = (N/m2). 3) Trôû löïc töø caloriphe ñeán haàm: OÁng daãn töø caloriphe ñeán haàm coù ñöôøng kính d’ = 0,6m; daøi l = 3m; ñoä nhaùm e = 0,08mm. Tieát dieän ngang cuûa oáng daãn: f1 = 0,6 0,283 4 2 p = (m2). [9] Vaän toác doøng khí ra khoûi caloriphe: vB = 1 43441,74 42,64 3600. 3600.0,283 BQ f = = (m/s). [9] v Xaùc ñònh heä soá ma saùt l2 : Tính caùc chæ soá: Re = 65 ' 42,64.0,6 1,11.10 2,32.10 B B v d -= =n [9] Regh = 6 8/ 78/ 7' 6006 160987,7 0,08 d æ öæ ö = =ç ÷ ç ÷eè ø è ø [9] Ren = 9 /89 /8' 600220 220 5033460 0,08 d æ öæ ö = =ç ÷ ç ÷eè ø è ø [9] THIEÁT KEÁ HAÀM SAÁY GVHD: TRAÀN HUØNG DUÕNG SVTH : TRAÀN THÒ THU HÖÔNG Trang 32 ĺ Regh < Re < Ren ĺ l2 = 0,250,25 2 6 100 0,08 1000,1 1,46 0,1 1,46 1,3.10 ' Re 600 1,11.10d -e æ öæ ö+ = + =ç ÷ ç ÷è ø è ø [9] Trôû löïc töø caloriphe ñeán haàm: ¨Pms2 = l2 2 2 2 3 42,64 .0,9461,3.10 37,2 ' 2 0,6 2 Bvl d -Br = = (N/m2). [9] 4) Trôû löïc do aùp ñoäng ñaàu ra cuûa quaït: ¨Pr = 2 235,508 .1,136 716,145 2 2 Av Ar = = (N/m2). [9] 5) Trôû löïc ñoät môû khi vaøo haàm saáy: Vaän toác doøng khí trong haàm: wk = 3m/s. f1’ laø tieát dieän maët caét ngang cuûa phaàn môû roäng vaøo haàm saáy: Ta coù: ' 1 1 B k f f v w = [9] ĺ ' 11 42,64.0,283 4,0224 3 B k v ff w = = = (m2). Heä soá trôû löïc cuïc boä: x1 = 2 2 1 ' 1 0,2831 1 0,8642 4,0224 f f æ ö æ ö- = - =ç ÷ ç ÷ è øè ø [9] Trôû löïc ñoät môû khi vaøo haàm saáy: ¨Pcb1 = x1 2 242,64 .0,9460,8642. 743,207 2 2 Bv Br = = (N/m2). [9] ø Toång trôû löïc töø quaït ñaåy ñeán tröôùc haàm saáy: å¨P1 = ¨Pms1 + ¨Pms2 + ¨Pc + ¨Pr + ¨Pcb1 [2] = 23 + 55,9 + 1468,824 + 716,145 + 743,207 = 3010 (N/m2) 6) Trôû löïc haàm saáy : Ñöôøng kính töông ñöông cuûa haàm saáy: dtñ = = = + + 2 2.1,6.2,45 1,9358 1,6 2,45 h h h h B H B H (m). [9] THIEÁT KEÁ HAÀM SAÁY GVHD: TRAÀN HUØNG DUÕNG SVTH : TRAÀN THÒ THU HÖÔNG Trang 33 Tính caùc chæ soá : Re = -= =n 6 3.1,9358 297892 19,495.10 k tñw d [9] vôùi n = 19,495.10-6 m2/s laø ñoä nhôùt ñoäng hoïc cuûa khoâng khí taïi nhieät ñoä trung bình trong haàm saáy t = 72,5oC. Regh = 6æ ö æ ö= =ç ÷ ç ÷eè ø è ø 8/ 7 8/ 71935,86 21543 1,5 tñd [9] e = 1,5mm : ñoä nhaùm cuûa haàm saáy. Ren = æ ö æ ö= =ç ÷ ç ÷eè ø è ø 9 /8 9 /81935,8220 220 695085 1,5 tñd [9] ĺ Regh < Re < Ren ĺ Tính heä soá ma saùt theo coâng thöùc: l3 = æ öe æ ö+ = + =ç ÷ ç ÷ è øè ø 0,25 0,25100 1,5 1000,1 1,46 0,1 1,46 0,0196 Re 1935,8 297892tñd [9] Trôû löïc haàm saáy: ¨Ph = l3 r = = 2 235 3 .1,04450,0196. . 1,666 2 1,9358 2 h k tñ L w d (N/m2). [9] 7) Trôû löïc xe gooøng: á Khi khoâng coù xe gooøng: Löu löôïng theå tích trong haàm: Qh = + + = = 43441,74 37006,66 40224,2 2 2 B CQ Q (m3/h). [9] Vaän toác khoâng khí trong haàm khi khoâng coù xe: vh = = = 40224,2 2,85 3600. 3600.2,45.1,6 h h h Q H B (m/s). [9] Tính caùc chæ soá: Re = -= =n 6 2,85.1,9358 282997 19,495.10 h tñv d [9] Regh = 6æ ö æ ö= =ç ÷ ç ÷eè ø è ø 8/ 7 8/ 71935,86 21543 1,5 tñd [9] Ren = æ ö æ ö= =ç ÷ ç ÷eè ø è ø 9 /8 9 /81935,8220 220 695085 1,5 tñd [9] ĺ Regh < Re < Ren ĺ Tính heä soá ma saùt theo coâng thöùc: l4 = æ öe æ ö+ = + =ç ÷ ç ÷ è øè ø 0,25 0,25100 1,5 1000,1 1,46 0,1 1,46 0,0196 Re 1935,8 282997tñd [9] Trôû löïc : THIEÁT KEÁ HAÀM SAÁY GVHD: TRAÀN HUØNG DUÕNG SVTH : TRAÀN THÒ THU HÖÔNG Trang 34 ¨ ohP = l4 r = = 2 235 2,85 .1,04450,11697. . 1,5033 2 1,9358 2 h h tñ L v d (N/m2). [9] á Khi coù xe gooøng: ¨Pxe = ¨Ph - ¨ ohP = 1.666 – 1,5033 = 0,1627 (N/m 2). 8) Trôû löïc ñoät thu taïi haàm vaø oáng huùt: OÁng huùt coù ñöôøng kính d’ = 0,6m Tieát dieän oáng huùt f1 = 0,2827 m2 Tieát dieän haàm saáy: Fh = Bh.Hh = 1,6. 2,45 = 3,92 (m2). Vaän toác doøng khí trong oáng huùt: vC = 1 37006,66 36,362 3600. 3600.0,2827 CQ f = = (m/s). Heä soá toån thaát: x4 = 2 11 ÷ ø ö ç è æ - e [9] e : heä soá co heïp. Vì 1 0,2827 0,072 0,6 3,92h f F = = < neân ta coù coâng thöùc sau: e = 0,57 + 1 0,043 0,0430,57 0,6756 1,1 . 1,1 0,2827.3,92hf F = + = - - [9] ĺ x4 = 21 1 0,2306 0,6756 æ ö- =ç ÷ è ø Trôû löïc ñoät thu taïi haàm vaø oáng huùt: ¨Pcb4 = x4 2 236,362 .1,11050,2306. 169,295 2 2 C Cv r = = (N/m2). 9) Trôû löïc oáng cong 90oC Ñöôøng kính oáng cong: d’ = 0,6m Baùn kính cong : Ro = 0,3m ĺ ' 0,6 1 2. 2.0,3o d R = = [9] Theo baûng b7, trang 216, taøi lieäu “cô löu chaát”, ta choïn x5 = 0,5874 Trôû löïc oáng cong 90oC: ¨Pcb5 = x5 2 236,362 .1,11050,5874. 431,239 2 2 C Cv r = = (N/m2). [9] 10)Trôû löïc aùp ñoäng ñaàu vaøo cuûa quaït huùt: ¨Pv = 2 236,362 .1,128 734,149 2 2 C Cv r = = (N/m2). [9] 11)Trôû löïc oá

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfban thuyet minh.pdf
  • dwgbanve.dwg