các công thức tính toán quá trình sấy lý thuyết
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (128.11 KB, 4 trang )
Điều kiện thiết kế:
Vật liệu: khoai tây có độ ẩm ban đầu W1 = 80%, độ ẩm cuối W2 = 7%, khối lượng bị
mất đi do quá trình tách vỏ 30 kg khoai tây tươi không đáng kể.
Môi chất sấy là không khí ẩm, chất tải nhiệt là hơi nước có áp suất 5 bar. Thời gian
sấy 24 h ứng với các điều kiện sau:
Chế độ sấy có 3 giai đoạn:
Giai đoạn 1: Thời gian τ1 = 8 giờ, nhiệt độ môi chất sấy vào t1 = 650C
Giai đoạn 2: Thời gian τ2 = 8 giờ, nhiệt độ môi chất sấy vào t2 = 800C
Giai đoạn 3: Thời gian τ3 = 8 giờ, nhiệt độ môi chất sấy vào t3 = 900C
Tốc độ môi chất sấy cả ba giai đoạn là v = 2- 3 m/s
Trạng thái không khí bên ngoài t0 = 300C, = 80%
I. TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CỦA VẬT LIỆU
Xác định lượng ẩm bốc hơi: Ga = G1 = 30 = 23,6 kg/mẻ
Khối lượng sản phẩm ra: G2 = G1 - W = 30 – 23,6 = 6,4 kg/mẻ
Chia ẩm bốc hơi theo các giai đoạn như sau:
M1 = 14,16 kg
G1 = 30 kg
W1 = 80%
GĐ1
M2 = 7,08 kg
G21 = 15,84 kg
W21 (%)
M3 = 2,36 kg
GĐ2 G22 = 8,76 kg
W22 (%)
GĐ3
G2 = 6,4 kg/mẻ
W23= W2 = 7%
SẤY
Giai đoạn 1: M1 = 14,16 kg ; W1= 80%
Độ ẩm vật liệu ra khỏi giai đoạn 1:
M1 = G1 14,16 = 30 W21 = 62,1%
Các đại lượng trên được tính trung bình cho 1 giờ của giai đoạn 1 là:
M11h = = = 1,77 kg/h
G211h = = = 1,98 kg/h
Giai đoạn 2: M2 = 7,08 kg ; W21 = 62,1%
Độ ẩm vật liệu ra khỏi giai đoạn 2 là:
W22 = = = 31,5%
Các đại lượng tính toán trung bình cho 1 giờ của giai đoạn 2 là:
M21h = = = 0,885 kg/h
G221h = = = 1,095 kg/h
Giai đoạn 3: M3 = 2,36 kg ; G23 = G2 = 6,4 kg
Tương tự như trên ta có độ ẩm của vật liệu ra khỏi giai đoạn 3 là W 23 = W2 = 7%
được kiểm tra bằng công thức:
W23 = = = 6,3%
Các đại lượng tính trung bình cho 1 giờ của giai đoạn 3 là:
M31h = = = 0,295 kg/h
G231h = = = 0,8 kg/h
II. TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH SẤY LÝ THUYẾT
1. Giai đoạn 1
Giai đoạn này năng suất bốc hơi ẩm lớn nhất, ấm bốc hơi nhiều nên nhiệt độ môi
chất ra khỏi buồng sấy thấp vì vậy không cần hồi lưu. Quá trình sấy được biểu diễn
trên đồ thị I-d ( Hình 3.1).
Áp suất hỗn hợp hơi:
P01 = 0,042 bar
P11 = 0,247 bar
P21 = 0,073 bar
Trạng thái không khí bên ngoài: được xác định bởi t0 = 300C, = 80%
do = 0,622 = 0,622
= 0,022 (kg/kg KKkhô)
I0t00t0)30 + 0,02 81,16 (kJ/kgKKkhô)
ρk01 = = = 1,11 kg/m3
Trang thái không khí sau calorife:được xác định bởi t11= 650 và d11 = do
I11t110t11)65 + 0,022(2500 + 1,93.65)= 122,76 kJ/kgKKkhô
= 100% = 100% = 13,83%
ρk11 = = = 0,996 kg/m3
Trạng thái không khí cuối quá trình sấy: được xác định bởi I21=I11 và t21 = 400C
Giai đoạn này là giai đoạn sấy tốc độ không đổi, nhiệt độ vật liệu không đổi và bằng
nhiệt độ nhiệt kế ướt, tức là: t m = tM1 = const. Nhiệt độ và độ ẩm không khí vào
buồng là t = 65°C, l1 =10,75%. Nhiệt độ nhiệt kế ướt t = 32°C. Nhiệt độ vật liệu
l1
M1
đưa vào buồng tm1=tM0 (tM0 là nhiệt độ nhiệt kế ướt ở điều kiện không khí bên ngoài,
tMD ≈ 23°C). Như vậy, vật liệu vào được gia nhiệt từ t m1 = 23°C đến tm = 32°C. Để
đảm bảo việc truyền nhiệt tốt từ không khí đến vật liệu, ta chọn nhiệt độ khí ra khỏi
buồng sấy t21 = tm21 + t ( t = 5 ~ 10°C). Vậy t21 = 32 + 8 = 40°C. ps2 = 0,07375 bar.
d21 =
= = 0,032 (kg/kgKKkhô)
= 100% = 100% = 67,03%
ρk21 = = = 1,06 kg/m3
Tiêu hao không khí lý thuyết
== 1.105(kg/kg ẩm)
L01 = l01.M1 = 1.105.14,16 = 1416000 kg = 177000 kg/h
V1 =
= = 177710,8 m3/h
Vtb1 =
= = 172179 m3/h
Tiêu hao nhiệt lý thuyết
= = 1155,6 (kW/kg ẩm)
Q01 = q01M1 = 1155,6.14,16 = 16363,3 kW
Q011h = = 2045,4 kW
Cân bằng nhiệt lý thuyết của giai đoạn 1
Nhiệt đưa vào:
Qv = Q5 + Q0 = Q01 + Q0
Ở đáy Q0 là nhiệt do không khí đưa vào:
Qn = G0L0 = L01I0 = 6750.69 = 465750 kJ/h = 3726000 kJ
Vậy Qv = 2234520+ 3726000 =5960520 kJ
Nhiệt đưa ra khỏi hệ thống:
QR = Q1 + Q’2
Ở đây:
Q1 là nhiệt hữu ích:
Q1 W [( r C p t 2 ) Cn t m1 ]
= 540[(2500 + 1,9.40) - 4,18.23] = 1339124 kJ
= 167390 kJ/h = 46,497 kW
Q’2 là tổn thất nhiệt do khí thoát:
Q'2 L01 I '2 L01 [t 2 d 0 (r C pht 2 )]
= 570812 kJ/h = 4.566.499 kJ
QR = 59005623 kJ
Q = 54897 kJ
Q% = 0,92%
Hiệu suất nhiệt của buồng sấy
s
Q1
Qs =
= 6750[40 + 0,0173(2500 +1,9.40)]
