Thiết kế hệ thống sấy thùng quay sáy đường

Thiết kế hệ thống sấy thùng quay sấy đườngSấy là phương pháp thường dùng trong công nghiệp và đời sống. Kết quả của quá trình sấy làm cho hàm lượng chất khô trong vật liệu tăng lên. Điều đó có ý nghĩa quan trọng trên nhiều phương diện khác nhau. Ví dụ: đối với các nông sản và thực phẩm nhằm tăng cường tính bền vững trong bảo quản, đối với các nhiên liệu ( than, củi) được nâng cao lượng nhiệt cháy, đối với gốm sứ làm tăng độ bền cơ học, giảm chi phí vận chuyển Nguyên tắc của quá trình sấy là cung cấp năng lượng nhiệt để biến đổi trạng thái của pha lỏng trong vật liệu thành hơi. Hầu hết các vật liệu trong quá trình sản xuất đều chứa pha lỏng là nước nên người ta thường gọi là ẩm. Tùy theo quá trình cấp nhiệt cho ẩm mà người ta phân ra các phương pháp sấy khác nhau: cấp nhiệt bằng đối lưu gọi là sấy đối lưu, cấp nhiệt bằng dẫn nhiệt gọi là sấy tiếp xúc, cấp nhiệt bằng bức xạ gọi là sấy bức xạ Hệ thống sấy thùng quay là hệ thống sấy chuyên dùng để sấy hạt, cục nhỏ. Hệ thống sấy thùng quay cũng là hệ thống sấy đối lưu. Trong đồ án này trình bày về qui trình công nghệ và thiết bị sấy thùng quay dùng để sấy đường với năng xuất đầu ra là 1200kg/h.

doc46 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 3993 | Lượt tải: 30download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Thiết kế hệ thống sấy thùng quay sáy đường, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
CHÖÔNG I: TOÅNG QUAN GIÔÙI THIEÄU ÑAÀU ÑEÀ ÑOÀ AÙN Saáy laø phöông phaùp thöôøng duøng trong coâng nghieäp vaø ñôøi soáng. Keát quaû cuûa quaù trình saáy laøm cho haøm löôïng chaát khoâ trong vaät lieäu taêng leân. Ñieàu ñoù coù yù nghóa quan troïng treân nhieàu phöông dieän khaùc nhau. Ví duï: ñoái vôùi caùc noâng saûn vaø thöïc phaåm nhaèm taêng cöôøng tính beàn vöõng trong baûo quaûn, ñoái vôùi caùc nhieân lieäu ( than, cuûi) ñöôïc naâng cao löôïng nhieät chaùy, ñoái vôùi goám söù laøm taêng ñoä beàn cô hoïc, giaûm chi phí vaän chuyeån… Nguyeân taéc cuûa quaù trình saáy laø cung caáp naêng löôïng nhieät ñeå bieán ñoåi traïng thaùi cuûa pha loûng trong vaät lieäu thaønh hôi. Haàu heát caùc vaät lieäu trong quaù trình saûn xuaát ñeàu chöùa pha loûng laø nöôùc neân ngöôøi ta thöôøng goïi laø aåm. Tuøy theo quaù trình caáp nhieät cho aåm maø ngöôøi ta phaân ra caùc phöông phaùp saáy khaùc nhau: caáp nhieät baèng ñoái löu goïi laø saáy ñoái löu, caáp nhieät baèng daãn nhieät goïi laø saáy tieáp xuùc, caáp nhieät baèng böùc xaï goïi laø saáy böùc xaï… Heä thoáng saáy thuøng quay laø heä thoáng saáy chuyeân duøng ñeå saáy haït, cuïc nhoû. Heä thoáng saáy thuøng quay cuõng laø heä thoáng saáy ñoái löu. Trong ñoà aùn naøy, em xin trình baøy veà qui trình coâng ngheä vaø thieát bò saáy thuøng quay duøng ñeå saáy ñöôøng vôùi naêng xuaát ñaàu ra laø 1200kg/h. GIÔÙI THIEÄU VEÀ NGUYEÂN LIEÄU. Nöôùc ta laø moät nöôùc nhieät ñôùi neân ñöôøng ñöôïc saûn xuaát chuû yeáu töø caây mía. Ñöôøng ñöôïc ñem ñi saáy laø nhöõng tinh theå saccharose, coù kích thöôùc trung bình laø 0,8 mm. Saccarose laø moät ñöôøng keùp coù coâng thöùc phaân töû laø C12H22O11, goàm 2 phaân töû ( - D - glucose vaø ( - D - fructose lieân keát vôùi nhau baèng lieân keát 1,2 – glucoside.  Do ñoù saccarose khoâng coøn tính khöû, khoâng taïo ñöôïc osazone. Noù bò caramel hoùa ôû nhieät ñoä noùng chaûy töø 160 ( 180 oC. Nhöng ôû nhieät ñoä lôùn hôn 1050C thì ñöôøng seõ bò caramel hoùa moät phaàn laøm ñöôøng bò saãm maøu. Trong töï nhieân, saccarose coù trong mía, cuû caûi ñöôøng, thoát noát,… CHÖÔNG 2: QUY TRÌNH COÂNG NGHEÄ SÔ ÑOÀ QUY TRÌNH COÂNG NGHEÄ: HÌNH VEÕ QUY TRÌNH COÂNG NGHEÄ: THUYEÁT MINH QUY TRÌNH COÂNG NGHEÄ Vaät lieäu: Ñöôøng sau khi ly taâm seõ ñöôïc ñöa ñeán gaàu taûi ñeå vaän chuyeån leân cao roài ñöa vaät lieäu vaøo cô caáu nhaäp lieäu vaøo thuøng saáy. Taïi thuøng saáy, ñöôøng seõ ñi saâu vaøo thuøng saáy, ñöôïc xaùo troän bôûi caùc caùnh naâng khi thuøng quay. Ñoàng thôøi seõ dieãn ra quaù trình trao ñoåi aåm vôùi TNS. Quùa trình cöù theá dieãn ra töø khi ñöôøng baét ñaàu vaøo thuøng vaø ra khoûi thuøng ñeå ñaït ñöôïc ñoä aåm theo yeâu caàu kó thuaät. ÔÛ cuoái thuøng saáy, ñöôøng sau khi ñöôïc taùch aåm seõ ñöôïc thaùo lieäu ra ngoaøi, ñöôïc vaän chuyeån baèng heä thoáng baêng taûi. Nhieät ñoä ñaàu ra cuûa ñöôøng khaù cao ( khoaûng40 0C) neân phaûi ñöôïc laøm nguoäi. Coù 2 caùch ñeå thöïc hieän quaù trình laøm nguoäi ñöôøng: Duøng luoàng khoâng khí laïnh, khoâ thoåi cöôõng böùc ñeå laøm nguoäi. Laøm nguoäi töï nhieân baèng caùch lôïi duïng ñoä daøi thích hôïp cuûa heä thoáng baêng taûi. Taùc nhaân saáy: Khoâng khí ôû ñieàu kieän bình thöôøng (270C, 85%) ñöôïc quaït ñaåy ñöa vaøo heä thoáng qua oáng daãn khí vaøo calorife ñeå tieán haønh trao ñoåi nhieät leân 920C, sau ñoù ñöôïc daãn vaøo thuøng saáy. Do coù söï maát maùt nhieät treân ñöôøng oáng daãn neân khi TNS vaøo tôùi thuøng quay nhieät ñoä coøn 900C. Taïi thuøng saáy, TNS seõ tieán haønh quaù trình truyeàn nhieät vaø daãn aåm ra khoûi vaät lieäu saáy. Nhieät ñoä TNS giaûm daàn vaø khi ra khoûi thuøng saáy chæ coøn 400C. Trong khoâng khí ra khoûi thuøng coù laãn buïi ñöôøng, hoãn hôïp khí-buïi naøy ñöôïc daãn vaøo cyclon ñeå loïc vaø thu buïi ñöôøng, khoâng khí saïch ñöôïc thaûi ra ngoaøi moâi tröôøng. Calorife ñöôïc gia nhieät baèng hôi nöôùc baõo hoøa ôû aùp suaát 2 atm laáy töø loø hôi. Nhieân lieäu duøng ñeå ñoát loø hôi laø daàu FO. PHAÀN 3: TÍNH TOAÙN CAÂN BAÈNG VAÄT CHAÁT VAØ CAÂN BAÈNG NAÊNG LÖÔÏNG CAÙC THOÂNG SOÁ: Naêng suaát nhaäp lieäu tính theo saûn phaåm G2=1200 kg/h Ñoä aåm ban ñaàu cuûa vaät lieäu saáy: u1=2%=0.02 Ñoä aåm ban ñaàu cuûa vaät lieäu saáy: u2=0.4%=0.004 Khoái löôïng rieâng theå tích cuûa ñöôøng :ρv=990+27u kg/m3 (CT2.84,tr100-[2]) Nhieät dung rieâng cuûa ñöôøng:Cñ= 996+1.6T (J/kg.K) ( tr 100-[2]) Ñöôøng kính töông ñöông haït ñöôøng: d=0,8 mm Choïn quaù trình saáy xuoâi chieàu. Choïn cöôøng ñoä saáy A=9 (kg/m3h) (Baûng 6.2,tr 179- [6]) COÂNG THÖÙC DUØNG XAÙC ÑÒNH CAÙC THOÂNG SOÁ CUÛA TAÙC NHAÂN SAÁY: AÙp suaát hôi baõo hoøa:  (bar). Haøm aåm:  (kg aåm/kg kkk). (CT VII.11-tr95-[11])  Trong ñoù: Pa - aùp suaát khí quyeån: Pa= 1.013 bar.( 760 mmHg) Enthalpy:  (kJ/kg). (CT VII.13-tr95-[11]) Trong ñoù: Ck = 1 kJ/kg.K - nhieät dung rieâng cuûa khoâng khí khoâ. Ch = 1.97 kJ/kg.K - nhieät dung rieâng cuûa hôi nöôùc. ro = 2493 kJ/kg - aån nhieät hoùa hôi cuûa nöôùc. t – nhieät ñoä khoâng khí (0C). x – haøm aåm (kg aåm/kgkkk).  Theå tích rieâng cuûa khoâng khí aåm:  (m3/kgkk). (CT VII.8-tr94-[11]) Trong ñoù R - haèng soá khí: R =8314 J/kmol.ñoä. M - khoái löôïng khoâng khí: M = 29 kg/kmol. P, Pb - aùp suaát khí trôøi vaø phaân aùp suaát baõo hoøa cuûa hôi nöôùc trong khoâng khí (N/m2). Khoái löôïng rieâng cuûa khoâng khí aåm:  (kg/m3) (CT VII.9-tr95-[2]) Trong ñoù: P, Pb laáy ñôn vò laø N/m2. To – nhieät ñoä tieâu chuaån: To = 273 K (o – khoái löôïng rieâng khoâng khí khoâ ôû ñieàu kieän chuaån: (o = 1,293 kg/m3. XAÙC ÑÒNH CAÙC THOÂNG SOÁ TRAÏNG THAÙI TAÙC NHAÂN SAÁY TRONG QUAÙ TRÌNH SAÁY LYÙ THUYEÁT: Thoâng soá traïng thaùi cuûa khoâng khí ngoaøi trôøi (A): Vaäy taïi ñieåm A, ta coù: to = 27oC; (0=85% AÙp suaát hôi baõo hoøa: Pb0 = 0,03548 bar. Haøm aåm: x0 = 0,0188 kg aåm/kgkkk. Enthalpy: I0 = 75.37 kJ/kg. Theå tích rieâng cuûa khoâng khí aåm: v0 = 0,879 m3/kgkk. Khoái löôïng rieâng : (0 =1,202 kg/m3. Thoâng soá traïng thaùi cuûa taùc nhaân saáy vaøo thuøng saáy (B): Khoâng khí ngoaøi trôøi töø traïng thaùi (A) ñöôïc ñöa vaøo calorife nhôø quaït huùt vaø ñöôïc ñoát noùng ñaúng aåm ñeán traïng thaùi B(x1, t1) (nghóa laø x1 = x0 = 0,0188 kgaåm/kgkk) ñeå ñöa vaøo thuøng saáy. Roõ raøng, nhieät ñoä t1 taïi ñieåm B laø nhieät ñoä cao nhaát cuûa taùc nhaân saáy, ñöôïc quy ñònh bôûi tính chaát cuûa vaät lieäu saáy vaø cheá ñoä coâng ngheä vaø ñöôïc choïn ôû phaàn treân. Do ñöôøng bò ngaû maøu khi nhieät ñoä treân 1050C neân ta caàn nhieät ñoä taùc nhaân saáy döôùi nhieät ñoä naøy. Choïn: Taïi ñieåm B: t1 = 90 oC; x1 = x0 = 0.0188 kg aåm/kgkk. Khi ñoù aùp duïng caùc coâng thöùc ñaõ neâu ôû phaàn III.1., caùc thoâng soá khaùc cuûa taùc nhaân saáy ôû traïng thaùi B ñöôïc xaùc ñònh nhö sau: AÙp suaát hôi baõo hoøa: Pb1 = 0.6908 bar. Ñoä aåm töông ñoái: (1 = 0.043 = 4.3 %. Enthalpy: I1 = 140.2 kJ/kg. Theå tích rieâng cuûa khoâng khí aåm: v1 = 2.45 m3/kgkk. Khoái löôïng rieâng : (1 = 0.784 kg/m3 Thoâng soá traïng thaùi cuûa taùc nhaân saáy ra khoûi thuøng saáy (C): Khoâng khí ôû traïng thaùi B ñöôïc ñaåy vaøo thieát bò saáy ñeå thöïc hieän quaù trình saáy. Nhieät ñoä taùc nhaân saáy ra khoûi thuøng saáy t2 tuøy choïn sao cho toån thaát nhieät do taùc nhaân saáy mang ñi laø beù nhaát nhöng phaûi traùnh hieän töôïng ñoïng söông (nghóa laø traùnh traïng thaùi C naèm treân ñöôøng baõo hoøa). Ñoàng thôøi, haøm aåm cuûa taùc nhaân saáy taïi C phaûi nhoû hôn ñoä aåm caân baèng cuûa vaät lieäu saáy taïi ñieåm ñoù ñeå vaät lieäu saáy khoâng huùt aåm trôû laïi. Vôùi quaù trình saáy lyù thuyeát ta coù: I2 = I1 = 140.2 kJ/kgkk; ( = 100 %. ( tñs = 37 0C ( choïn t2 = 40 oC. Khi ñoù aùp duïng caùc coâng thöùc ñaõ neâu, caùc thoâng soá khaùc cuûa taùc nhaân saáy ôû traïng thaùi C ñöôïc xaùc ñònh nhö sau: AÙp suaát hôi baõo hoøa: Pb2 = 0.073 bar. Haøm aåm: x2 = 0.03896 kg aåm/kgkk. Ñoä aåm töông ñoái: (2 = 0.8179 =82%. Theå tích rieâng cuûa khoâng khí aåm: v2 = 0.94535 m3/kgkk. Khoái löôïng rieâng : (1 = 1.1386 kg/m3. Traïng thaùi taùc nhaân saáy trong quaù trình saáy lyù thuyeát toùm taét ôû Baûng 1. Baûng1: Traïng thaùi taùc nhaân saáy trong quaù trình saáy lyù thuyeát: Ñaïi löôïng  Traïng thaùi khoâng khí ban ñaàu (A)  Traïng thaùi khoâng khí vaøo thieát bò saáy (B)  Traïng thaùi khoâng khí ra khoûi thieát bò saáy (C)   t (oC)  27  90  40   (  0.85  0.043  0,8179   x (kg/kgkk)  0.0188  0.0188  0,03896   I (kJ/kgkk)  74.87  140.2  140.2   Pb (bar)  0.03548  0.6908  0,073   v (m3/kgkk)  0.878  1.45  0.94535   ( (kg/m3)  1.202  0.784  1,1386   TÍNH CAÂN BAÈNG VAÄT CHAÁT: Phöông trình caân baèng vaät chaát:  Löôïng aåm boác hôi trong 1 giôø:  kg/h. Löôïng vaät lieäu khoâ tuyeät ñoái: kg/h. Naêng suaát nhaäp lieâu tính theo vaät lieäu ban ñaàu: kg/h. Löôïng taùc nhaân khoâ caàn thieát: kg/h. Löôïng taùc nhaân tieâu hao rieâng:  kgkk/kg aåm. XAÙC ÑÒNH CAÙC THOÂNG SOÁ TRAÏNG THAÙI CUÛA TAÙC NHAÂN SAÁY TRONG QUAÙ TRÌNH THÖÏC TEÁ: Caân baèng naêng löôïng chung cho quaù trình saáy: Vì quaù trình saáy khoâng coù boå sung nhieät löôïng vaø thieát bò saáy thuøng quay khoâng coù thieát bò chuyeån taûi ( Qbs = Qvc = 0. Nhö vaäy: Nhieät löôïng ñöa vaøo thieát bò saáy goàm: Nhieät löôïng do taùc nhaân saáy nhaän ñöôïc trong caloriphe: L(I1 – I0). Nhieät löôïng do vaät lieäu saáy mang vaøo: [(G1 - W)Cv1 + WCa].tv1. Nhieät löôïng ñöa ra khoûi thieát bò saáy goàm: Nhieät löôïng toån thaát do taùc nhaân saáy mang ñi: L(I2 – I0). Nhieät löôïng toån thaát qua cô caáu bao che: Qbc. Nhieät löôïng do vaät lieäu saáy mang ra: G2.Cv2.tV2. Trong ñoù: tv1 - nhieät ñoä ban ñaàu cuûa vaät lieäu saáy, thöôøng laáy baèng nhieät ñoä moâi tröôøng: tv1 = t0 = 27 oC. tv2 - nhieät ñoä cuoái cuûa vaät lieäu saáy sau khi ra khoûi thieát bò saáy: tv2 = t2 – (5oC) = 40 – 5 = 35 oC. Cv - nhieät dung rieâng cuûa vaät lieäu saáy vôùi ñoä aåm u: Cv = Cvk(1 - u) + Ca.u (kJ/kg.K). Ca - nhieät dung rieâng cuûa aåm (nöôùc): Ca = Cn = 4180 J/kg.K. Ck - nhieät dung rieâng cuûa vaät lieäu khoâ: Cvk = 996 + 1,26T (J/kg. độ).   Caân baèng nhieät löôïng vaøo vaø ra heä thoáng saáy: L(I1 – I0) + [(G1 - W)Cv1 + WCa]tv1 = L(I2 – I0) + Qbc + G2.Cv2.tV2 Ñaët Qv - toån thaát nhieät do vaät lieäu saáy mang ñi: Qv = G2Cv2(tv2 –tv1) Maët khaùc: G2 = G1 – W Nhieät löôïng tieâu hao cho quaù trình saáy thöïc: Q = L(I1 – I0) = L(I2 – I0) + Qbc + Qv – W.Ca.tv1 Nhieät löôïng tieâu hao rieâng (nhieät löôïng caàn ñeå boác hôi 1kg aåm): q = l(I1 – I0) = l(I2 – I0) + qbc + qv – Ca.tv1 Trong ñoù:   Toån thaát nhieät do vaät lieäu saáy: coi Cv1 = Cv2 Qv = G2Cv2(tv2 –tv1) = 1200*1395.26*(35  27) = 13394496 J/h = 13394.5 kJ/h.  kJ/kg aåm. Nhieät do aåm trong vaät lieäu ñöa vaøo: W.Ca.tv1 = 19.59*4.18*27 = 2210.9 kJ/h. Ca.tv1 = 4.18*27 = 112.86kJ/kg aåm. Toån thaát nhieät qua cô caáu bao che: Qbc = (0.03 ( 0.05)*Qhi. Choïn Qbc = 0,040 Qhi Vôùi Qhi = W [rv1 + Ch (t2 – tv1)] - nhieät höõu ích (töùc laø nhieät caàn thieát ñeå laøm bay hôi aåm trong vaät lieäu vaø naâng nhieät ñoä aåm töø nhieät ñoä ban ñaàu ñeán nhieät ñoä cuoái thuøng saáy). Trong ñoù: rv1 - aån nhieät hoùa hôi cuûa nöôùc trong vaät lieäu saáy ôû nhieät ñoä vaøo : rv1 = 2428.99 kJ/kg. (có nội suy) (BaûngI.212-tr254-[10])  Qhi= 19.59*(2428.99 + 1,97.(40-27)) = 48085.614 kJ/h..  Qbc = 0,040 Qhi = 0,040 * 48085.614 = 1923.42 kJ/h.  kJ/kg aåm. Ñaët  nhieät löôïng rieâng caàn boå sung cho quaù trình saáy thöïc (laø ñaïi löôïng ñaëc tröng cho söï sai khaùc giöõa quaù trình saáy thöïc teá vaø saáy lyù thuyeát):Catv1 – qbc – qv Vôùi quaù trình saáy lyù thuyeát: = 0 Vôùi quaù trình saáy thöïc teá: ≠ 0 vaø ñöôïc tính nhö sau: = Ca.tv1 – qbc – qv = 112.86 – 98.18 – 672.57 = –657.89 kJ/kg aåm. Vì < 0  Catv1 < qbc + qv  I2 < I1  traïng thaùi taùc nhaân saáy sau quaù trình saáy thöïc naèm döôùi ñöôøng I1 (ñöôøng saáy thöïc teá naèm döôùi ñöôøng saáy lyù thuyeát) Xaùc ñònh haøm aåm x2 öùng vôùi quaù trình saáy thöïc thoâng qua t2 ñaõ bieát: kgaåm/kgkk (CT VII.26-tr105-[11]) Aùp duïng caùc coâng thöùc töông öùng ñaõ neâu, caùc thoâng soá khaùc cuûa taùc nhaân saáy ôû ñaàu ra cuûa thuøng saáy trong quaù trình saáy thöïc (C’) ñöôïc xaùc ñònh nhö sau: Enthalpy: kJ/kgkk. Aùp suaát hôi baõo hoøa: 0.073bar. Ñoä aåm töông ñoái: . Theå tích rieâng cuûa khoâng khí aåm:m3/kgkk. Khoái löôïng rieâng: . Löôïng taùc nhaân khoâ caàn thieát:  kg kkk/h. Löôïng taùc nhaân tieâu hao rieâng: kg kkk/kg aåm. Löôïng nhieät caàn cung caáp cho quaù trình saáy thöïc: Q’= L’ *(I1 – I’2) + Qbc + Qv – W.Ca.tv1 = 1220.56*(140.2 -98.894) + 1923.42 + 13394.5 – 2210.9 = 63523.47 kJ/h. Löôïng nhieät cung caáp rieâng:  (kJ/kg aåm). Hieäu suaát saáy: . Traïng thaùi taùc nhaân saáy trong quaù trình saáy thöïc teá ñöôïc toùm taét trong Baûng2: Traïng thaùi cuûa taùc nhaân saáy trong quaù trình saáy thöïc teá: Ñaïi löôïng  Traïng thaùi khoâng khí ban ñaàu (A)  Traïng thaùi khoâng khí vaøo thieát bò saáy (B)  Traïng thaùi khoâng khí ra khoûi thieát bò saáy (C’)   t (oC)  27  90  40   ( (ñôn vò)  0,85  0,43  0,74   x (kg/kgkk)  0,0188  0,0188  0,03485   I (kJ/kgkk)  74.87  140.2  98.894   pb (bar)  0,03548  0,6908  0,073   v (m3/kgkk)  0,878  1.45  0,972   ( (kg/m3)  1,202  0,784  1,11   TÍNH THÔØI GIAN SAÁY: Tính thôøi gian saáy  (CT 6.44 tr178-[6]) PHAÀN 4: TÍNH TOAÙN THIEÁT BÒ CHÍNH TÍNH TOAÙN THIEÁT BÒ CHÍNH: Thieát bò saáy ñöôøng söû duïng caùnh naâng. (Baûng 6.2 tr179-[6]) Choïn heä soá chöùa ñaày (=0.18 (Baûng 6.1 tr177-[6]) Choïn toác ñoä quay cuûa thuøng: n=1 voøng/ph Choïn goùc nghieâng cuûa thuøng =50 Theå tích thuøng saáy tính theo lyù thuyeát:  (CT 6.42- tr178-[6]) Thôøi gian löu cuûa vaät lieäu trong thuøng:  Trong ñoù: k1 - heä soá löu yù ñeán ñaëc tính chuyeån ñoäng cuûa vaät lieäu. Tröôøng hôïp saáy xuoâi chieàu: k1 = 0.2 – 0.7 ( choïn k1 = 0.6 ( tr 176-[1]) m - heä soá löu yù ñeán daïng caùnh trong thuøng. Ñoái vôùi caùnh naâng: m = 0,5. (tr 176-[1]) Ñeå quaù trình saáy ñaït yeâu caàu veà caùc thoâng soá ñaàu ra cuûa vaät lieäu thì  Choïn  =>  Maø  ( ñöôøng kính thuøng . Chieàu daøi thuøng  Choïn DT =0.8m; LT = 4.6m. Khi ñoù, theå tích thöïc cuûa thuøng saáy:  m3. Thôøi gian löu cuûa vaät lieäu theo thoâng soá thuøng ñaõ choïn:  (CT6.39-tr174-[6]) So saùnh giöõa thôøi gian löu vaät lieäu vaø thôøi gian saáy:  Thôøi gian löu vaät lieäu trong thuøng saáy baèng thôøi gian sấy. => Caùc thoâng soá choïn treân laø hôïp lyù. Tính toác ñoä taùc nhaân saáy Löu löôïng theå tích cuûa taùc nhaân saáy sau calorife:  Löu löôïng theå tích cuûa taùc nhaân saáy sau thuøng saáy:  Löu löôïng theå tích trung bình cuûa taùc nhaân saáy trong thuøng:  Tieát dieän töï do cuûa thuøng saáy:  Toác ñoä taùc nhaân saáy ñi trong thuøng:  Choïn toác ñoä taùc nhaân saáy trong thuøng : 1m/s CHIEÀU CAO LÔÙP VAÄT LIEÄU TRONG THUØNG:  Tyû leä chöùa ñaày vaät lieäu trong thuøng:  =0.18 Vôùi  F1 - tieát dieän ngang cuûa thuøng :  Vaø Fcñ - tieát dieän chöùa ñaày: Fcñ = .Fl = 0,18*0.503 =0.09 m2. Do:  ( ( = 57.98o=58o Chieàu cao chöùa ñaày vaät lieäu trong thuøng: h = R(1 –cos = 0,4*(1 –cos 58o) (( 0,188 m = 188 mm. Dieän tích vaät lieäu taùc duïng leân thuøng:  Khoái löôïng khoái vaät lieäu trong thuøng: Mnl= G1 = 1219,95*19.5/60=396.48kg TÍNH BEÀ DAØY THUØNG: Nhieät ñoä tính toaùn choïn 900C Do aùp suaát dö beù hôn 5.104 N/m2 neân ta tính thuøng theo tröôøng hôïp thaân chòu aùp suaát trong P= 0.1 N/m2 Choïn vaät lieäu laøm thuøng laø theùp OX18H10T Baûng3: Caùc tính chaát cuûa vaät lieäu cheá taïo thuøng: STT  Thoâng soá  Kí hieäu  Ñôn vò  Nguoàn  Giaù trò   1  ÖÙng suaát tieâu chuaån  [(]*  N/mm2  Hình 1–2/p22-[8]  140   2  Giôùi haïn an toaøn    ñôn vò  p26-[8] (coù boïc caùch nhieät)  0,95   3  Heä soá beàn moái haøn  h  ñôn vò  Baûng 1.7/p24-[8]  0,95   4  ÖÙng suaát cho pheùp  []  N/mm2  [] = ([(]* CT 1.9/p23-[8]  133   5  Khoái löôïng rieâng  ρs  Kg/m3  p313-[2]  7900   ÖÙng suaát cuûa vaät lieäu: [(]= [(]* =140*0,95 = 133 N/mm2 Kieåm tra ñieàu kieän : >25 (CT 5.1-tr130-[8]) Chieàu daøy toái thieåu cuûa thuøng :  Theo tr 128-[7] choïn S’=3mm Heä soá boå sung kích thöôùc: C = Ca + Cb + Cc + Co (CT1.10/p27,[8]) Baûng4: Caùc heä soá boå sung kích thöôùc cho beà daøy thuøng: STT  Heä soá boå sung kích thöôùc  Kí hieäu  Giaù trò (mm)  Ghi chuù   1  Heä soá boå sung do aên moøn hoùa hoïc  Ca  0  Ñoái vôùi vaät lieäu beàn trong moâi tröôøng coù ñoä aên moøn hoùa hoïc khoâng lôùn hôn 0.05mm/naêm.   2  Heä soá boå sung do baøo moøn cô hoïc  Cb  1  Do nguyeân lieäu laø caùc haït raén chuyeån ñoäng, va ñaäp trong thieát bò ( giaù trò Cb choïn theo thöïc nghieäm.   3  Heä soá boå sung do sai leäch khi cheá taïo  Cc  0.5  Phuï thuoäc vaøo chieàu daøy cuûa taám theùp laøm thuøng. Vôùi thuøng baèng theùp khoâng gæ 0X18H10T daøy 5mm thì C3 = 0.5mm (Baûng XIII.9/p364-[11])   4  Heä soá quy troøn kích thöôùc  Co  0.5  Ñoái vôùi thuøng saáy S = (0.0055( 0.007)D mm töùc laø S = (4.4 ( 5.6)mm, choïn Co = 3 cho thoûa.    C = 0 + 1 + 0.5 + 0.5= 2mm Beà daøy thöïc cuûa thaân thuøng: S = S’ + C = 3 + 2 = 5mm (CT 5.9/p131,[8]) Kieåm tra caùc ñieàu kieän:  ( thoûa ñieàu kieän  (CT 5.10/p131,[8]) AÙp suaát lôùn nhaát cho pheùp trong thaân thieát bò:  N/mm2 =1,569.106 N/m2 (CT 5.11/p131,[8]) ( thoûa ñieàu kieän [p] > p = 0,1.106 N/m2. TÍNH TRÔÛ LÖÏC QUA THUØNG SAÁY: Trong heä thoáng saáy thuøng quay, taùc nhaân saáy khoâng nhöõng ñi qua lôùp haït naèm treân caùnh vaø treân maët thuøng saáy maø coøn ñi qua doøng haït rôi töø ñænh thuøng vaø caùc caùnh töø treân xuoáng. Do ñoù, trôû löïc cuûa taùc nhaân saáy trong thuøng saáy coù nhöõng ñaëc thuø rieâng vaø ñöôïc tính theo caùc coâng thöùc kinh nghieäm. Baûng 5:Caùc thoâng soá cuûa taùc nhaân saáy trong thuøng saáy: STT  Thoâng soá  Kí hieäu  Ñôn vò  Giaù trò   1  Vaän toác  vk  m/s  1   2  Nhieät ñoä trung bình  tk  oC  65   3  Heä soá daãn nhieät  (k  W/m.K  0,0283   4  Ñoä nhôùt  (k  Ns/m2  2,03.10-5   5  Khoái löôïng rieâng  (k  kg/m3  0.947   6  Ñoä nhôùt ñoäng  (k  m2/s  2,01.10-5   Chuaån soá Reynolds:  (CT V.36/p13,[11]) Khoái löôïng rieâng daãn xuaát cuûa khoái haït chuyeån ñoäng trong thuøng saáy:  (CT 10.23/p,[12])  Trôû löïc cuûa doøng taùc nhaân ñi qua lôùp vaät lieäu trong thuøng saáy: (mmH2O) (CT 10.19/p,[12]) Trong ñoù: a - heä soá thuûy ñoäng.  (CT 10.20/p,[12]) C - heä soá ñaëc tröng cho ñoä chaët cuûa lôùp haït  (CT 10.21/p,[12]) Vôùi :  (CT 10.22/p,[12])   XAÙC ÑÒNH KÍCH THÖÔÙC CAÙNH ÑAÛO: Söû duïng caùnh naâng laøm baèng theùp khoâng gæ 0X18H10T coù caùc thoâng soá ñaëc tröng nhö sau: (Baûng 6.1/P167,[6]): Heä soá chöùa ñaày:  = 18% Goùc gaáp cuûa caùnh:  = 140o  ;  Vôùi: h: chieàu cao rôi trung bình cuûa haït vaät lieäu DT : ñöôøng kính thuøng Fc : beà maët chöùa vaät lieäu cuûa caùnh. Fc = 0.122*DT2 = 0.122*0.82 = 0,078 m2.  Hình : Kyù hieäu caùc kích thöôùc caùnh ñaûo. Theo caùc kí hieäu kích thöôùc treân hình cuûa caùnh ñaûo troän, ta coù:  Choïn caùc thoâng soá cho caùnh: a = 100 mm. b = 130mm. d = 5 mm. =>  Choïn : c = 340 mm Soá caùnh treân moät maët caét : 12 caùnh. Vôùi chieàu daøi thuøng saáy LT = 4.6 m ta laép 13 ñoaïn caùnh doïc theo chieàu daøi thuøng. Oû ñaàu nhaäp lieäu cuûa thuøng laép caùnh xoaén ñeå daãn vaät lieäu vaøo thuøng vôùi chieàu daøi : lo = LT – n*c = 4.6 – 13*0.34 = 0,18 m. Khoái löôïng moät caùnh naâng: m=Fc*d* ρs = (0,1+0,13)*0,34*0,005*7900 = 3.0889 kg Khoái löôïng cuûa taát caû caùnh trong thuøng : M= 13*12*m =482 kg TÍNH TOAÙN CAÙCH NHIEÄT CHO THUØNG SAÁY : Ñeå giuùp maùy saáy khoâng bò maát maùt nhieät lôùn vaø ñeå ñaûm baûo nhieät ñoä beân ngoaøi maùy saáy khoâng quaù cao, coù theå cho pheùp coâng nhaân laøm vieäc beân caïnh ñöôïc ta neân boïc lôùp caùch nhieät cho maùy saáy. Tính heä soá caáp nhieät töø doøng taùc nhaân saáy ñeán thaønh trong cuûa thuøng (1: Baûng 6 : Caùc thoâng soá cuûa taùc nhaân saáy trong thuøng saáy: STT  Thoâng soá  Kí hieäu  Ñôn vò  Giaù trò   1  Vaän toác  vk  m/s  1   2  Nhieät ñoä trung bình  tk  oC  64   3  Heä soá daãn nhieät  (k  W/m.K  0,0283   4  Ñoä nhôùt  (k  Ns/m2  2,03.10-5   5  Khoái löôïng rieâng  (k  kg/m3  1,008   6  Ñoä nhôùt ñoäng  (k  m2/s  2,01.10-5   Chuaån soá Reynolds: . (CT V.36/p13-[11]) Vì Re > 104 ( doøng taùc nhaân chaûy roái trong thuøng saáy. Quaù trình truyeàn nhieät trong thuøng xem nhö laø quaù trình truyeàn nhieät trong oáng coù doøng chaûy xoaùy roái, coù theå boû qua söï truyeàn nhieät do ñoái löu töï nhieân.Vaäy quaù trình truyeàn nhieät giöõa taùc nhaân saáy vaø thaønh thieát bò laø truyeàn nhieät do ñoái löu cöôõng böùc, doøng chaûy trong oáng coù . Chuaån soá Nusselt: Nu = 0,018.l.Re0,8 (CT V.42/p16-[11]) Trong ñoù:  = 1.252 Vôùi: Re = 39801 vaø  ( Nu = 0,018*1,252*(39801)0,8 = 107.84 (Baûng V.2/p15-[11]) Heä soá caáp nhieät 1:  W/m2.K. (CT V.135/p41-[11]) Tính heä soá caáp nhieät töø thaønh ngoaøi cuûa thuøng ñeán moâi tröôøng xung quanh (2: Do thuøng saáy ñaët trong phaân xöôûng saûn xuaát, quaù trình truyeàn nhieät töø thaønh ngoaøi cuûa thuøng ñeán moâi tröôøng xung quanh laø quaù trình truyeàn nhieät do ñoái löu töï nhieân (boû qua quaù trình truyeàn nhieät do böùc xaï nhieät). Heä soá caáp nhieät (2 ñöôïc xaùc ñònh moät caùch gaàn ñuùng laø heä soá caáp nhieät do ñoái löu töï nhieân cuûa oáng naèm ngang (vì thuøng saáy ñaët naèm ngang vôùi goùc nghieâng nhoû  = 5o). Theo [11], trong tröôøng hôïp naøy, caùc haèng soá vaät lyù khi tính chuaån soá Nu, Gr laáy theo nhieät ñoä trung bình cuûa löu chaát ôû xa oáng (töùc laø theo nhieät ñoä trung bình cuûa khoâng khí trong moâi tröôøng xung quanh). Baûng7: Caùc thoâng soá cuûa khoâng khí beân ngoaøi thuøng saáy: STT  Thoâng soá  Kí hieäu  Ñôn vò  Giaù trò   1  Nhieät ñoä  t0  oC  27   2  Heä soá daãn nhieät  (0  W/m.K  0,02649   3  Ñoä nhôùt  (0  Ns/m2  1,85.10-5   4  Khoái löôïng rieâng  (0  kg/m3  1,1177   5  Ñoä nhôùt ñoäng  (0  m2/s  1,5710.10-5   Ñeå nhieät ñoä thaønh ngoaøi cuûa thuøng (phía tieáp xuùc vôùi khoâng khí) khoâng coøn quaù noùng, an toaøn cho ngöôøi laøm vieäc, choïn nhieät ñoä thaønh ngoaøi cuûa thuøng tw4 = 40oC. Do heä soá daãn nhieät cuûa theùp lôùn neân coù theå xem nhö nhieät ñoä khoâng ñoåi khi truyeàn qua beà daøy thaân thuøng vaø lôùp baûo veä, ta coù sô ñoà truyeàn nhieät nhö Hình 3. Hình 3: Sô ñoà truyeàn nhieät qua vaùch thuøng. Choïn caùc beà daøy cuûa thuøng theo Baûng8. Baûng8: Caùc beà daøy thuøng vaø vaät lieäu: STT  Ñaïi löôïng  Kyù hieäu  Giaù trò choïn (m)  Vaät lieäu  Heä soá daãn nhieät ( (W/mK)  Nguoàn   1   Beà daøy lôùp caùch nhieät  (2  0,003  Boâng thuûy tinh  0,04  Baûng PV.1/P266,[3]   1  Beà daøy lôùp baûo veä  (3  0,001  CT3  50  Baûng XII.7/P313,[11]   Ñöôøng kính ngoaøi cuûa thuøng saáy: Dng = DT + 2.( (1 + (2 + (3) = 0,8 + 2.(0,005 + 0,003 + 0,001) = 0.818 m. Chuaån soá Grashof:  (CT V.39/p13,[11]) . Chuaån soá Nusselt: Nu = 0.47 Gr0,25 = 0,47* (9,43.108)0,25 = 82.36 (CT V.78/p25,[11]) Heä soá caáp nhieät 2 :  W/m2K. (CT V.135/p41,[11]) Tính heä soá truyeàn nhieät cuûa thuøng K: Heä soá truyeàn nhieät K ñoái vôùi töôøng hình oáng coù chieàu daøy khoâng daøy laém so vôùi ñöôøng kính, khi boû qua nhieät trôû cuûa lôùp caùu:  W/m2.K (CT V.5/p3,[11]) Tính beà maët truyeàn nhieät cuûa thuøng F: Ñöôøng kính trung bình cuûa maùy saáy: m Beà maët truyeàn nhieät goàm dieän tích xung quanh thuøng vaø dieän tích hai maët ñaàu cuûa thuøng: m2 Tính hieäu soá nhieät ñoä trung bình giöõa taùc nhaân saáy vaø moâi tröôøng xung quanh (tb: Goïi: t1ñ, t1c - nhieät ñoä ñaàu vaø cuoái cuûa taùc nhaân saáy khi ñi qua thuøng saáy tñ1 = t1 = 90 oC tc1 = t2 = 40 oC t2ñ, 2c - nhieät ñoä moâi tröôøng xung quanh : t2ñ = t2c = to = 27 oC Hieäu soá nhieät ñoä cuûa 2 doøng löu chaát ôû ñaàu vaøo vaø ra cuûa thuøng saáy: tñ = t1ñ – t2ñ = 90 – 27 = 63 oC tc = t1c – t2c = 40 – 27 = 13 oC Hieäu soá nhieät ñoä trung bình giöõa taùc nhaân saáy vaø khoâng khí beân ngoaøi: oC Tính löôïng nhieät maát maùt ra moâi tröôøng xung quanh: Ta xem quaù trình truyeàn nhieät töø beân trong thuøng saáy qua lôùp caùch nhieät, ñeán moâi tröôøng beân ngoaøi laø oån ñònh. Löôïng nhieät ñöôïc truyeàn chính laø löôïng nhieät maát maùt ra moâi tröôøng xung quanh Qxq. Vaø löôïng nhieät maát maùt ra moâi tröôøng xung quanh khi boác hôi 1 kg aåm qxq chính baèng löôïng nhieät toån thaát qua cô caáu bao che qbc. Theo phöông trình truyeàn nhieät:  kJ/kg aåm So saùnh vôùi löôïng nhieät toån thaát qua cô caáu bao che giaû thieát ban ñaàu  => Beà daøy lôùp caùch nhieät choïn thoûa. THIEÁT KEÁ BOÄ PHAÄN TRUYEÀN ÑOÄNG CHO THUØNG: Xaùc ñònh coâng suaát ñoäng cô duøng quay thuøng: Coâng suaát caàn thieát ñeå quay thuøng: Nthuøng = 0,0013.DT3.LT..n.vkW) (CT VII.54/p123,[11]) Vôùi: DT - ñöôøng kính trong cuûa thuøng: DT = 0.8 m. LT - chieàu daøi thuøng: LT = 4.6 m. - heä soá phuï thuoäc vaøo daïng caùnh. Vôùi caùnh naâng, heä soá chöùa ñaày  = 0,18:  = 0,059 (Baûng VII.5/p123,[11]) n - toác ñoä quay cuûa thuøng: n = 1 voøng/ph. v - khoái löôïng rieâng theå tích cuûa vaät lieäu:  = 990 kg/m3. ( Nthuøng = 0,0013.0,83.4,6.0,059.1.990 = 0.18 kW Ñeå quay ñöôïc thuøng thì coâng suaát laøm vieäc cuûa ñoäng cô phaûi lôùn hôn coâng suaát caàn thieát ñeå quay thuøng moät löôïng nhaát ñònh ñeå coù theå thaéng löïc ma saùt giöõa thuøng vôùi ñeäm (choã cô caáu bích kín ôû ñaàu thuøng), hay do hieäu suaát cuûa caùc boä truyeàn khoâng ñaït 100%,…Ngoài ra, công suất động cơ còn dùng để thắng lực ma sát nghỉ ban đầu hay mômen mở máy nên sẽ chọn dư nhiều so với công suất quay thùng. Theo Baûng 2P-tr32-[5], choïn ñoäng cô kieåu A02-41-8 laø ñoäng cô xoay chieàu ba pha khoâng ñoàng boä roâto ngaén maïch, coù caùc soá lieäu kyõ thuaät sau: Coâng suaát ñoäng cô: Nñc = 2,2 kW. Vaän toác quay: nñc =720 voøng/ph. Hieäu suaát:  ñc = 81 %. Coâng suaát laøm vieâc cuûa ñoäng cô: Nlv = Nñc.ñc = 2,2*0,81=1,782 kW ( Nlv > N thoûa ñieàu kieän ñeå quay thuøng. Phaân phoái tyû soá truyeàn ñoäng cho heä thoáng truyeàn ñoäng: Tyû soá truyeàn chung cuûa toaøn boä heä thoáng:  (tr30,[5]) Do tyû soá truyeàn quaù lôùn neân phaûi söû duïng hoäp giaûm toác ñeå giaûm soá voøng quay vaø truyeàn coâng suaát töø ñoäng cô ñeán truïc coâng taùc cuûa thuøng. Choïn tæ soá truyeàn cuûa boä truyeàn baùnh raêng ngoaøi hoäp giaûm toác: i23 = 6 Tæ soá truyeàn cuûa hoäp giaûm toác:  Choïn hoäp giaûm toác kieåu truïc vít-baùnh raêng. Choïn tæ soá truyeàn cho caùc boä truyeàn trong hoäp giaûm toác: Ñoái vôùi hoäp giaûm toác truïc vít-baùnh raêng thöôøng laáy tæ soá truyeàn giöõa hai baùnh raêng truï ib.rg = (0,03 – 0,06) ih Choïn ib.rg = i12 = 0,03ih = 0,03.120 = 4 Tæ soá truyeàn ñoäng töø ñoäng cô sang truïc vít:  Vaän toác quay:  (voøng/ph) Coâng suaát:  (kW) Coâng suaát caàn ñeå quay thuøng:  (kW) Theo baûng 2.1/tr27-[5], ta choïn hieäu suaát caùc boä truyeàn nhö sau: Boä truyeàn baùnh raêng truï hôû:  Boä truyeàn baùnh raêng truï kín trong hoäp giaûm toác:  Boä truyeàn truïc vít:  Ta coù baûng keát quaû tính toaùn sau: Baûng9: Sô ñoà truyeàn ñoäng Truïc Thoâng soá  Ñoäng cô  Truïc I  Truïc II  Truïc III   Tyû soá truyeàn i   30  4  6    Vaän toác quay n (voøng/ph)  720  24  6  1   Coâng suaát N (kW)  0.22  0.2002  0.1922  0.0179   Baùnh raêng nhoû duøng chæ soá “1”, baùnh raêng lôùn duøng chæ soá “2” Choïn vaät lieäu laøm baùnh raêng: Choïn nhoùm baùnh raêng coù ñoä raén HB ( 350, ñöôïc caét goït chính xaùc sau nhieät luyeän (do ñoä raén töông ñoái thaáp), khoâng ñoøi hoûi phaûi qua caùc nguyeân coâng tu söûa ñaét tieàn nhö maøi, maøi nghieàn … Baùnh raêng coù khaû naêng chaïy moøn toát. Ñeå traùnh dính beà maët laøm vieäc cuûa raêng, laáy ñoä raén cuûa baùnh raêng nhoû lôùn hôn baùnh raêng lôùn 30–50HB. Baùnh raêng nhoû coù chu kyø laøm vieäc lôùn hôn baùnh raêng lôùn neân choïn vaät lieäu laøm baùnh raêng nhoû toát hôn. Baûng 10: Caùc thoâng soá cô tính cuûa caùc vaät lieäu duøng cheá taïo caùc baùnh raêng:  Nhaõn hieäu theùp  Giôùi haïn beàn keùo [(]bk  Ñoä raén HB  Ñöôøng kính phoâi   Baùnh raêng lôùn  Theùp 35 thöôøng hoùa  480 N/mm2  160  300 ( 500 mm   Baùnh raêng nhoû  Theùp 45 thöôøng hoùa  580 N/mm2  200  100 ( 300 mm   Ñònh öùng suaát moûi tieáp xuùc vaø öùng suaát moûi uoán cho pheùp: Öùng suaát tieáp xuùc cho pheùp: (N/mm2) (CT 3.1/tr38,[5]) Trong ñoù:  -öùng suaát tieáp xuùc cho pheùp khi baùnh raêng laøm vieäc laâu daøi (N/mm2) -heä soá chu kì öùng suaát tieáp xuùc, tính theo coâng thöùc:  (CT 3.2/tr42-[5]) No -soá chu kì cô sôû cuûa ñöôøng cong tieáp xuùc moûi. Ntñ -soá chu kì töông ñöông. Tröôøng hôïp baùnh raêng chòu taûi troïng khoâng ñoåi Ntñ = N = 60unT. Vôùi: n -soá voøng quay trong 1 phuùt cuûa baùnh raêng (voøng/ph). T -toång soá giôø laøm vieäc cuûa baùnh raêng (giôø). u -soá laàn aên khôùp khi baùnh raêng quay 1 voøng (laàn). Baûng 11: Baûng keát quaû tính toaùn öùng suaát tieáp xuùc cho pheùp:  Baùnh raêng nhoû  Baùnh raêng lôùn  Ghi chuù     2,6 HB  2,6 HB  Baûng 3.9/tr43-[5]   No  107  107  Baûng 3.9/tr43-[5]   n (voøng/ph)  6  1  Baûng 9   T (giôø)  26400  26400  Giaû söû laøm vieäc 10 naêm, 330 ngaøy/naêm vaø 8 giôø/ngaøy   u (laàn)  1  1  Baùnh raêng truï raêng thaúng   Ntñ  9504000  1584000  Tröôøng hôïp baùnh raêng chòu taûi troïng khoâng ñoåi Ntñ = N = 600unT     1,0085  1,36  Ntñ >No:  tính theo CT 3.2/tr42,[5]    (N/mm2)  524,42  565.76  CT 3.1/tr38-[5]   Vì < ( ta choïn  =  = 524.42 N/mm2 ñeå tính toaùn. ÖÙng suaát uoán cho pheùp: Khi raêng laøm vieäc hai maët (raêng chòu öùng suaát thay ñoåi ñoåi chieàu):  (N/mm2) (CT 3.5/tr42-[5]) Trong ñoù: (-1 -öùng suaát moûi uoán trong chu kì ñoái xöùng (N/mm2), coù theå laáy gaàn ñuùng (-1 = 0,4 . n -heä soá an toaøn. K( -heä soá taäp trung ôû chaân raêng.  -heä soá chu kì öùng suaát uoán, tính theo coâng thöùc:  (CT 3.7/tr44,[5]) No -soá chu kì cô sôû cuûa ñöôøng cong moûi uoán, coù theå laáy No = 5.106. Ntñ -soá chu kì töông ñöông. m –baäc ñöôøng cong moûi uoán. Baûng 12: Baûng keát quaû tính toaùn öùng suaát uoán cho pheùp:  Baùnh raêng nhoû  Baùnh raêng lôùn  Ghi chuù     580  500    (-1 (N/mm2)  232  200  Choïn (-1= 0,4[(]bk   Heä soá an toøan n  1,5  1,5  Baùnh raêng baèng theùp reøn thöôøng hoùa   n (voøng/ph)  6  1  Baûng 11   T (giôø)  26400  26400  Giaû söû laøm vieäc 10 naêm, 330 ngaøy/naêm vaø 8 giôø/ngaøy   k(  1,8  1,8  Baùnh raêng baèng theùp thöôøng hoùa   M  6  6  Baùnh raêng baèng theùp thöôøng hoùa   u (laàn)  1  1  Baùnh raêng truï raêng thaúng   Ntñ  9504000  1584000  Tröôøng hôïp baùnh raêng chòu taûi troïng khoâng ñoåi Ntñ = N = 60unT     0,9  1,21  CT 3.7/tr44,[5]   [(]u (N/mm2)  116  134,4  CT 3.6/tr42,[5]   Choïn sô boä heä soá taûi troïng K: Coù theå choïn sô boä K = 1,3 ( 1,5 (trong ñoù trò soá nhoû duøng cho caùc boä truyeàn coù khaû naêng chaïy moøn). Choïn K sô boä = 1,4. Choïn heä soá chieàu roäng cho baùnh raêng: Ñoái vôùi baùnh raêng truï raêng thaúng chòu taûi troïng trung bình: (A =  = 0,3 ( 0.45. Choïn (A = 0,3. Xaùc ñònh khoaûng caùch truïc A: Ñoái vôùi baùnh raêng truï raêng thaúng aên khôùp ngoaøi, khoaûng caùch truïc A: A  (mm) (CT 3.9/tr45,[5]) Trong ñoù: n2 – soá voøng quay trong 1 phuùt cuûa baùnh raêng bò daãn n2 = 1 voøng/ph. N –coâng suaát truyeàn cuûa boä truyeàn: N=0,22*0,93*0,96=0,1964  mm. Choïn Asô boä = 600 mm. Kieåm nghieäm laïi :  (N/mm2) (CT 3.13/tr45,[5]) Trong ñoù: b –chieàu daøi raêng (mm): b = (A 600 = 0,3.600 = 180 mm.  N/mm2. ( thoûa ñieàu kieän  . Vaän toác voøng cuûa boä truyeàn baùnh raêng truï raêng thaúng vaø caáp chính xaùc cheá taïo baùnh raêng: Vaän toác voøng cuûa baùnh raêng truï: < 3 m/s (CT 3.17/tr46,[5]) ( caáp chính xaùc cuûa baùnh raêng truï raêng thaúng laø 9 (Baûng 3.11/p46,[5]). Ñònh chính xaùc heä soá taûi troïng K vaø khoaûng caùch truïc A: Heä soá taûi troïng K tính theo coâng thöùc: K = KttKñ (CT 3.19/tr47,[5]) Ktt –heä soá taäp trung taûi troïng.Vì baùnh raêng coù khaû naêng chaïy moøn (HB ( 350 vaø v < 15 m/s), taûi troïng khoâng thay ñoåi neân Ktt = 1. Kñ - heä soá taäp trung taûi troïng ñoäng, choïn theo caáp chính xaùc cheá taïo, vaän toác voøng vaø ñoä raén maët raêng (Baûng 3.13/p48,[5]). Vaän toác voøng < 1 vaø HB < 350, caáp chính xaùc laø 9 ( Kñ = 1,1 ( K = 1.1,1 = 1,1. Vì  > 5% neân caàn ñieàu chænh laïi khoaûng caùch truïc A theo (CT 3.21 tr 49-[5])  mm Choïn A = 560 mm. Xaùc ñònh moâñun, soá raêng, chieàu roäng baùnh raêng: Xaùc ñònh moâñun: Ñoái vôùi baùnh raêng truï, moâñun choïn theo khoaûng caùch A: mn = (0,01 ( 0,02)A = (0,01 ( 0,02).560 = (5,6(11,2) mm. Ñoái vôùi baùnh raêng truï raêng thaúng phaûi laáy mn theo tieâu chuaån, choïn: m = mn = 8 (Baûng 3.1/tr34,[5]) Soá raêng baùnh raêng daãn (baùnh raêng nhoû):  raêng (CT3.24/tr49,[5]) Choïn heä soá dòch dao = 0 => soá raêng toái thieåu laø 14,3 => Soá raêng tính ra laø phuø hôïp. Soá raêng baùnh raêng bò daãn (baùnh raêng lôùn) :Z2 = iZ1 = 6.20 = 120 raêng. Chieàu roäng baùnh raêng : b = (A = 0,3.560= 168 mm. Choïn chieàu roäng cuûa baùnh raêng lôùn b2 = 170 mm. Ñoái vôùi baùnh raêng truï, neân choïn chieàu roäng cuûa baùnh raêng nhoû b1 lôùn hôn baùnh raêng lôùn khoaûng (5 ( 10) mm. Choïn b1 = 180 mm. Kieåm nghieäm söùc beàn uoán cuûa raêng: Ñoái vôùi baùnh raêng truï raêng thaúng:  (mm) (CT 3.29/tr51,[5]) Trong ñoù:m -heä soá chieàu daøi raêng; Z -soá raêng; y - heä soá daïng raêng ñöôïc choïn theo soá raêng töông ñöông cuûa baùnh raêng. Baûng13: Keát quaû xaùc ñònh giaù trò moâñun:  Baùnh raêng nhoû  Baùnh raêng lôùn  Ghi chuù   Ztñ = Z  20  120  Baùnh raêng truï raêng thaúng   Y  0,392  0,461  Baûng 3.18/tr52,[5]   N (voøng/ph)  6  1  Baûng 9   [(]u (N/mm2)  116  134,4  Baûng 12   m  22,5  21,25  m =  vôùi m = 8   M  m ( 4,7  m ( 4,15  CT 3.29/tr51,[5]   Kieåm nghieäm laïi :  (N/mm2) (CT 3.33/p51,[5]) Do doù:  N/mm2 ( thoûa ñieàu kieän .  N/mm2 ( thoûa ñieàu kieän . Tính kích thöôùc chuû yeáu cuûa caëp baùnh raêng: Döïa vaøo Baûng 3.2/p36,[5], ta seõ xaùc ñònh caùc quan heä hình hoïc chuû yeáu cuûa boä truyeàn baùnh raêng raêng truï raêng thaúng khoâng dòch chænh aên khôùp ngoaøi. Baûng 14: Caùc quan heä hình hoïc chuû yeáu cuûa boä truyeàn: S T T  Thoâng soá  Kyù hieäu  Coâng thöùc tính  Baùnh raêng daãn  Baùnh raêng bò daãn   1  Khoaûng caùch truïc  A (mm)   560   2  Moâñun phaùp  mn (mm)  mn = m  8   3  Chieàu cao raêng  h (mm)  h = 2,25m  18   4  Chieàu cao ñaàu raêng  hñ (mm)  hñ = m  8   5  Ñoä hôû höôùng taâm  c (mm)  c = 0,25m  2   6  Ñöôøng kính voøng chia  dc (mm)  dc = mZ  160  960   7  Ñöôøng kính voøng laên  d (mm)  d = dc  160  960   8  Ñöôøng kính voøng ñænh raêng  Dñ (mm)  Dñ = dc + 2m  172  972   9  Ñöôøng kính voøng chaân raêng  Dc (mm)  Dc = dc - 2m -2c  132  944   PHAÀN 5: TÍNH TOAÙN THIEÁT BÒ PHUÏ TÍNH VAØNH ÑAI VAØ CON LAÊN: Vaønh ñai laép töï do vaøo thaân thuøng, duøng caùc chaân ñeá, giöõa chaân ñeá vaø thuøng coù ñaët caùc taém caêng cöùng daøy 5-20mm. giöõa chaân ñeá vaø maët trong cuûa thuøng coù ñaët caùc taám theùp caêng baèng theùp moûng. Choïn beà daøy tấm caêng :5mm. Choïn beà daøy taám theùp moûng: 5mm Choïn kích thöôùc vaønh ñai: Ñöôøng kính trong cuûa vaønh ñai phuï thuoäc vaøo ñöôøng kính ngoaøi cuûa thuøng: Dv = (1,1 ( 1,2)DT ( Choïn Dv = 1,1DT = 880 mm. (tr251 saùch HLV) Choïn sô boä beà roäng vaønh ñai: B = 40 mm. Beà daøy vaønh ñai: Ñoái vôùi thuøng taûi troïng naëng :  ( Choïn h = 20 mm. Ñöôøng kính ngoaøi ñai: DN = DT+2h =818+2.20=858mm Tính taûi troïng thuøng: Khoái löôïng thuøng saáy: Tieát dieän cuûa thuøng saáy laø hình vaønh khaên Theå tích cuûa vaät lieäu laøm thuøng saáy:  Khoái löôïng thuøng:  Töông töï ta tính ñöôïc khoái löôïng cuûa lôùp caùch nhieät vaø lôùp baûo veä Baûng 15:Khoái löôïng thuøng saáy vôùi LT =4.6 m: Thoâng soá  Vaät lieäu  Khoái löôïng rieâng (kg/m3)  Ñöôøng kính trong (m)  Ñöôøng kính ngoaøi (m)  Khoái löôïng (kg)   Thaân thuøng  0X18H10T  7900  0.8  0.818  831   Lôùp caùch nhieät  Boâng thuûy tinh  200  0.818  0.821  3.55   Lôùp baûo veä  CT3  7850  0.821  0.822  46.59   Khoái löôïng caùnh naâng      482   Mthuøng(kg)  1363   Khoái löôïng boä phaän baùnh raêng: baèng theùp coù khoái löôïng rieâng 7850 kg/m3. Baùnh raêng xem nhö töông ñöông vaät coù tieát dieän hình vaønh khaên vôùi: Ñöôøng kính ngoaøi = Ñöôøng kính voøng laên = 972mm. Ñöôøng kính trong = Ñöôøng kính voøng chaân raêng = 882mm. Roäng b=170 mm. Khoái löôïng raêng: Mraêng= Khoái löôïng vaønh ñai: Mvd = Khoái löôïng caùnh nhaäp lieäu: giaû söû khoái löôïng caùnh nhaäp lieäu treân 1 m2 baéng vôùi khoái löôïng caùnh naâng treân 1m2 thuøng, ta tính ñöôïc khoái löôïng caùnh nhaäp lieäu: Mcnl= Toång khoái löôïng thuøng:  Toång taûi troïng cuûa thuøng: Q= Taûi troïng taùc duïng leân moät vaønh ñai= Q/2=13985,8 (N) Phaûn löïc taùc duïng lên moãi con laên ñôõ:  (N) Kieåm tra laïi beà roäng vaønh ñai: cm= 3,36mm (thoûa) (CT5.34-tr250-[9]) Do thuøng naêng quay chaäm neân choïn Pr =24000 N/cm Tính con laên ñôõ: Beà roäng con laên ñôõ: Choïn Bc=B+5=4+5=9cm Ñöôøng kính con laên theùp:  Maët khaùc :  (CT5.37-tr250[9]) Choïn dc=400mm TÍNH CALORIFE CAÁP NHIEÄT: Trong kó thuaät saáy thöôøng söû duïng hai loaïi caloriphe ñeå ñoát noùng khoâng khí caloriphe khí –hôi vaø caloriphe khí – khoùi . Calorife ñöôïc choïn ñeå gia nhieät cho taùc nhaân saáy ôû ñaây laø calorife khí – hôi loaïi thieát bò truyeàn nhieät kieåu oáng chuøm : hôi nöôùc baõo hoøa ngöng tuï ñi trong oáng vaø khoâng khí chuyeån ñoäng ngoaøi oáng. Vì heä soá truyeàn nhieät cuûa nöôùc ngöng lôùn hôn nhieàu so vôùi heä soá trao ñoåi nhieät ñoái löu giöõa maët ngoaøi cuûa oáng vôùi khoâng khí neân beân ngoaøi oáng (phía khoâng khí) ñöôïc laøm theâm caùnh taûn nhieät ñeå taêng cöôøng truyeàn nhieät. Vaäy calorife söû duïng laø loaïi oáng chuøm vôùi oáng coù caùnh ñaët ñöùng. Baûng16: Caùc thoâng soá cuûa caùc taùc nhaân qua calorife : Taùc nhaân saáy (Khoâng khí)  Nhieät ñoä vaøo tw1 = to  27 oC    Nhieät ñoä ra tw2 = t1  92 oC   Hôi ñoát (Hôi nöôùc baõo hoøa)  AÙp suaát p  2 at    Nhieät ñoä ngöng tuï TC  119,6 oC   Choïn moät soá kích thöôùc cuûa calorife ñeå söû duïng trong tính toaùn ôû Baûng 19. Baûng 17: Moät soá kích thöôùc cuûa calorife: Thoâng soá  Kyù hieäu  Ñôn vò  Giaù trò  Ghi chuù    Chieàu daøi oáng  L  M  1  Theo tieâu chuaån (tr159-[1]).    Ñöôøng kính ngoaøi  d2  M  0,016  Theo tieâu chuaån: oáng 16 x 1,6 (tr159-[1]).    Beà daøy oáng    M  0,0016     Ñöôøng kính trong  d1  M  0,0128  d1 = d2 – 2    Böôùc oáng ngang  s1  M  0,05  Choïn    Böôùc oáng doïc  s2  M  0,0433  Tröôøng hôïp xeáp oáng so le tam giaùc ñeàu s2 =.s1   Caùnh  Chieàu daøi caùnh  H  M  0,001  Choïn    Khoaûng caùch giöõa 2 caùnh lieân tieáp  tc  M  0,005     Beà daøy caùnh  c  M  0,0005     Ñöôøng kính caùnh  dc  M  0,018  dc = d2 + 2h   Heä soá daãn nhieät cuûa vaät lieäu laøm oáng vaø caùnh  c  W/mK  50  Thép CT20 (Baûng XII.7-tr313-[11])   Baûng18: Caùc thoâng soá cuûa khoâng khí di chuyeån ngoaøi oáng: STT  Thoâng soá  Kí hieäu  Ñôn vò  Nguoàn – Coâng thöùc  Giaù trò   1  Nhieät ñoä trung bình  T  oC    59,5   2  Ñoä aåm trung bình    ñôn vò    0.64   3  Heä soá daãn nhieät  (  W/m.K  I.134-tr144,[10]  0,0289   4  Ñoä nhôùt  (  Ns/m2  I.114/p118,[10]  1,9946.10-5   5  AÙp suaát hôi baõo hoøa  pb  Bar  CT 2.31/p31,[6]  0,1923   6  Khoái löôïng rieâng  (  kg/m3  CT V.9/p95,[11]  1,0318   7  Ñoä nhôùt ñoäng  (  m2/s    1,9331.10-5   Tính hieäu soá nhieät ñoä trung bình: Hieäu soá nhieät ñoä cuûa 2 doøng löu chaát ôû ñaàu vaøo vaø ra cuûa calorife: tñ = TC – tw1 = 119,6 – 27 = 92.6oC tc = TC – tw2 = 119,6 – 92 = 27.6oC Vì hieäu soá nhieät ñoä trung bình giöõa taùc nhaân saáy vaø hôi nöôùc caáp nhieät:   oC Hình 2: Bieán thieân nhieät ñoä doïc theo chieàu daøi calorife. Tính heä soá caáp nhieät phía khoâng khí ngoaøi oáng (2: Caùc thoâng soá cuûa khoâng khí ngoaøi oáng: Taùc nhaân saáy laø khoâng khí ôû nhieät ñoä moâi tröôøng tw1 = to = 27 oC sau khi qua calorife seõ ñöôïc gia nhieät leân tw2 = t1 = 92 oC (ñeå tröø hao toån thaát nhieät ñaûm baûo doøng taùc nhaân vaøo thuøng saáy coù nhieät ñoä t1 = 90 oC). Tính heä soá caáp nhieät 2: Hình 3: Caùc dieän tích beà maët cuûa oáng coù caùnh. Böôùc caùnh: sc = tc + (c = 0,005 + 0,0005 = 0,0055m Soá caùnh toái ña coù theå coù treân moät oáng:  caùnh Choïn soá caùnh: nc = 181 caùnh. Dieän tích phaàn khoâng laøm caùnh cuûa moät oáng:  m2 Dieän tích phaàn caùnh cuûa moät oáng:  (CT 2.127/p103,[4])  Ñöôøng kính töông ñöông cuûa oáng: Do ta boá trí oáng so le tam giaùc ñeàu neân böôùc oáng cheùo s2’ = s1 (  = 1 neân:  (CT 2.126/p103,[4])  Löu löôïng khoâng khí vaøo calorife: Vo = vo.L =0.878*1220.56 m3/h=1171.65m3/h = 0,298 m3/s. Trong ñoù: vo - theå tích rieâng cuûa khoâng khí taïi 27oC (m3/kg). L - löu löôïng taùc nhaân khoâ (kg/h). Choïn ñöôøng kính cuûa oáng daãn khí trong heä thoáng laø D = 0,16m ( Vaän toác doøng khí ñi trong ñöôøng oáng:  m/s Choïn ñöôøng kính cöûa vaøo cuûa calorife laø d = 0,1 m. Khi ñoù seõ coù söï taêng vaän toác cuûa doøng khí taïi cöûa vaøo calorife do ñoät môû, vaø giaù trò cuûa vaän toác ñoù laø:  m/s Vaän toác khoâng khí taïi khe heïp nhaát cuûa calorife:  (CT 2.129/p104,[4])  m/s Chuaån soá Reynolds:  (CT V.36/p13,[11]) Vôùi oáng xeáp so le, chuaån soá Nusselt:  (CT 2.125/p102,[4])  Heä soá caáp nhieät cuûa caùnh:  W/m2.K Heä soá caáp nhieät töông ñöông phía phía ngoaøi oáng coù caùnh:  (CT 2.118/p101,[4]) Trong ñoù:  : dieän tích ngoaøi cuûa moät oáng coù caùnh  m2  (CT 2.119/p101,[4]) Hieäu suaát caùnh troøn (c:  (CT 2.122/p102,[4]) Vôùi:  (CT 2.123/p102,[4])    (CT 2.121/p102,[4])  Vaäy heä soá caáp nhieät phía ngoaøi oáng:  W/m2.K Heä soá laøm caùnh:  (CT 2.136/p107,[4])  Tính heä soá caáp nhieät phía trong oáng 1: Söï caáp nhieät phía trong oáng laø caáp nhieät do hôi nöôùc baõo hoøa ngöng tuï trong oáng ñöùng. Baûng19: Caùc thoâng soá cuûa hôi nöôùc baõo hoøa ngöng tuï trong oáng: STT  Thoâng soá  Kyù hieäu  Ñôn vò  Giaù trò  Ghi chuù   1  AÙp suaát cuûa hôi nöôùc ngöng tuï  p  At  2  Choïn   2  Nhieät ñoä nöôùc ngöng  T  oC  119,6  Baûng I.251/p315,[10]   3  Nhieät ñoä thaønh oáng phía tieáp xuùc hôi nöôùc ngöng tuï  tw  oC  117.3  Choïn   4  Nhieät ñoä trung bình cuûa maøng nöôùc ngöng tuï  tm  oC  118.45     5  Heä soá daãn nhieät  (n  W/m.K  0,685  - Laáy ôû tm - Baûng I.249/p310,[10]   6  Ñoä nhôùt  (n  Ns/m2  0,240.10-3    7  Khoái löôïng rieâng  (n  kg/m3  947.8    9  AÅn nhieät ngöng tuï  R  J/kg  2207.103  - Laáy ôû TC. - Baûng 57/p443,[13]   Heä soá caáp nhieät khi ngöng tuï hôi nöôùc baõo hoøa treân oáng ñöùng, khi maøng chaát ngöng tuï chaûy taàng:  (W/m2.K) (CT 2.33/p135,[4]) Trong ñoù: (n, (n, (n - laàn löôït laø heä soá daãn nhieät, ñoä nhôùt vaø khoái löôïng rieâng laáy ôû nhieät ñoä trung bình cuûa maøng nöôùc ngöng tuï. L - chieàu daøi oáng: L = 1m. t1 : hieäu soá nhieät ñoä: t1 = TC – tw = 119,6 – 118 =1.6 oC => W/m2.K Heä soá truyeàn nhieät K: Tyû soá giöõa ñöôøng kính ngoaøi vaø ñöôøng kính trong cuûa oáng:  Vôùi d2/d1 < 1,4 thì heä soá truyeàn nhieät K ñöôïc tính nhö vôùi vaùch phaúng:  W/m2.K (CT 2.117/p100,[4])  W/m2.K Kieåm tra laïi vieäc choïn tw: Theo phöông trình truyeàn nhieät, ta coù maät ñoä doøng nhieät truyeàn qua töôøng phaúng:  Vôùi: q = K.ttb =509,8*53,7=27378,6W/m2 q1 = 1.t1 = 11657*2,3 = 26811,2 W/m2 Sai soá:  Vì sai soá  < 5% neân vieäc choïn tw = 117,3 oC laø chaáp nhaän ñöôïc. Tính dieän tích beà maët truyeàn nhieät vaø kích thöôùc calorife: Nhieät löôïng caàn cung caáp cho calorife: Q = L(I1 – Io) = 1220,56.(140,2-98,9) = 50410 kJ/h = 14002,5 J/s. Dieän tích beà maët trong caùc oáng: m2 Toång soá oáng trong calorife: oáng Choïn theo tieâu chuaån, laáy n = 19 oáng. (Baûng 3.6/tr221,sachTN]) Vôùi kieåu boá trí oáng treân maïng oáng theo hình saùu caïnh ñeàu, ta coù caùc thoâng soá nhö sau (Baûng V.11/p48,[11]): Toång soá oáng cuûa thieát bò: n = 19 oáng. Soá hình saùu caïnh: 2 Soá oáng treân ñöôøng xuyeân taâm cuûa hình saùu caïnh: b = 5 oáng. Ñöôøng kính trong cuûa calorife: D = s1(b – 1) + 4d2 = 0,05(5 – 1) + 4.0,0128 = 0,2512 m Choïn theo tieâu chuaån, laáy D = 0,4m (p159,[1]). Choïn ñaùy vaø naép ellips theo Baûng XIII.10/P382,[11]: Dt = 400 mm ht = 100 mm h = 25 mm s = 4 mm Trôû löïc qua calorife: Heä soá trôû löïc:  Trôû löïc cuïc boä qua calorife: N/m2 (CT 2.117/p100,[4]) Tính löôïng daàu FO caàn söû duïng: Löôïng hôi nöôùc Vh caàn söû duïng ñeå cung caáp nhieät cho calorife : Q= Vh(r+Cnuoc.( tnt – tra) Giaû söû nhieät ñoä cuûa nöôùc ngöng ra khoûi calorife laø 1160C

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docmaitrangdoan.doc
  • dwgDrawing1.dwg
  • dbThumbs.db
Luận văn liên quan