Đồ án quá trình và thiết bị

GVHD: ThS. Phạm Thanh Hương

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .............................................................................................................................................. 2
Chương I

Tổng Quan .................................................................................................................. 3

1.1 Tổng quan về phương pháp sấy ..................................................................................................... 3
1.1.1 Bản chất của sấy ......................................................................................................................... 3
1.1.2 Phân loại ..................................................................................................................................... 3
1.1.3 Yếu tố ảnh hưởng đến q trình sấy ........................................................................................... 3
1.2 Cơng nghệ sấy khoai mì.................................................................................................................. 4
1.2.1 Giới thiệu về khoai mì ................................................................................................................. 4
1.2.2 Sơ đồ và Thuyết minh qui trình sấy: ............................................................................................ 6
1.2.2.1 Sơ đồ qui trình: ........................................................................................................................ 6
1.2.2.2 Qui trình sấy được thuyết minh như sau: ................................................................................. 7
1.2.3 Phương pháp và chế độ sấy ........................................................................................................ 7
CHƯƠNG II: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY HẦM ................................................................ 8
I. Chế độ sấy sắn .................................................................................................................................. 8
II. Tính tốn ......................................................................................................................................... 8
CHƯƠNG III: TÍNH TỐN NHIỆT HẦM SẤY ........................................................................................ 14
I.Tổn thất do vật liệu sấy mang đi Type equation here. ..................................................................... 14
II.Tổn thất do thiết bị truyền tải ......................................................................................................... 15
III.Tổn thất ra môi trường .................................................................................................................. 16
IV.Tổng tổn thất qua kết cấu rời bao che ra môi trường là: ................................................................ 20
CHƯƠNG IV: TÍNH TỐN Q TRÌNH SẤY THỰC .............................................................................. 21
I.Thông số trạng thái của tác nhân sấy sau trình sấy thực: .................................................................. 21
Lượng chứa ẩm Type equation here. ................................................................................................ 21

II.Tính lượng TNS trong q trình sấy thực ......................................................................................... 21
III.Kiểm tra lại giả thiết tốc độ tác nhân sấy ........................................................................................ 23
CHƯƠNG V: TÍNH TỐN VÀ CHỌN THIẾT BỊ PHỤ TRỢ ...................................................................... 25
I.Tính chọn caloriphe ......................................................................................................................... 25
II.Tính tốn và chọn quạt ................................................................................................................... 28
Kết luận ........................................................................................................................................... 32
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................................................... 33

1


Đồ án quá trình và thiết bị

GVHD: ThS. Phạm Thanh Hương

MỞ ĐẦU

Sấy là một q trình cơng nghệ được sử dụng rất nhiều trong sản xuất thực
phẩm. Sản phẩm sau q trình sấy có độ ẩm thích hợp, thuận tiện cho việc bảo
quản, vận chuyển, chế biến, đồng thời nâng cao chất lượng sản phẩm. Ví dụ điển
hình là khoai mì, do ứng dụng rộng rãi của nó mà khối lượng được sử dụng là rất
lớn, nhất là trong các ngành nông nghiệp và công nghiệp thực phẩm…nên việc chế
biến và bảo quản rất quan trọng. Ở trạng thái đó sản phẩm được bảo quản lâu hơn,
dễ đóng gói và vận chuyển đi xa để phục vụ cho các ngành sản xuất khác.
Và cách bảo quản phổ biến nhất hiện nay được sử dụng là sấy bằng các hệ thống
sấy khác nhau. Và trong đồ án này nhóm em chọn trình bày thiết kế hầm sấy khoai
mì.
Đầu đề đồ án
Tính tốn thiết kế máy sấy để sấy khoai mì với năng suất 1 tấn/giờ.


2


Đồ án quá trình và thiết bị

CHƯƠNG I

GVHD: ThS. Phạm Thanh Hương

Tổng Quan

1.1 Tổng quan về phương pháp sấy
1.1.1 Bản chất của sấy
Sấy là quá trình làm bốc hơi nước ra khỏi vật liệu bằng nhiệt. Mục đích của q
trình sấy là làm giảm khối lượng của vật liệu, tăng độ bền và bảo quản được tốt.
Trong quá trình sấy nước được cho bay hơi ở nhiệt độ bất kỳ do sự khuếch tán bởi sự
chênh lệch độ ẩm ở bề mặt và bên trong vật liệu và bởi sự chênh lệch áp suất hơi riêng
phần của nước tại bề mặt vật liệu và môi trường chung quanh. Sấy là q trình khơng ổn
định, độ ẩm của vật liệu thay đổi theo không gian và thời gian.
1.1.2 Phân loại
Phân loại các phương pháp sấy theo phương thức cung cấp nhiệt:
Phương pháp sấy đối lưu.
Phương pháp sấy bức xạ.
Phương pháp sấy tiếp xúc.
Phương pháp sấy bằng điện trường dòng cao tần.
Phương pháp sấy thăng hoa.
1.1.3 Yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy
Ảnh hưởng của nhiệt độ khơng khí: Trong các điều kiện khác nhau khơng đổi như
độ ẩm khơng khí, tốc độ gió…, việc nâng cao nhiệt độ sẽ làm tăng nhanh tốc độ sấy.
Nhưng nhiệt độ làm khô cao sẽ làm ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm, dễ làm cho

nguyên liệu bị chín và gây nên sự tạo màng cứng ở lớp bề ngoài cản trở tới sự chuyển
động của nước từ lớp bên trong ra bề mặt ngồi. Nhưng với nhiệt độ làm khơ q thấp,
dưới giới hạn cho phép thì q trình làm khơ sẽ chậm lại dẫn đến sự thối rữa, hủy hoại
nguyên liệu. Khi sấy ở những nhiệt độ khác nhau thì nguyên liệu có những biến đổi khác
nhau. Nếu nhiệt độ cao hơn nữa thì ngun liệu có thể bị cháy làm mất giá trị dinh dưỡng
và mất giá trị cảm quan của sản phẩm.

3


Đồ án quá trình và thiết bị

GVHD: ThS. Phạm Thanh Hương

Ảnh hưởng của tốc độ chuyển động khơng khí: Tốc độ chuyển động của khơng khí có
ảnh hưởng lớn đến q trình sấy, tốc độ gió q lớn hoặc q nhỏ đều khơng có lợi cho
q trình sấy. Vì tốc độ chuyển động của khơng khí q lớn khó giữ nhiệt lượng trên
nguyên liệu để cân bằng quá trình sấy, cịn tốc độ q nhỏ sẽ làm cho q trình sấy
chậm lại. Hướng gió cũng ảnh hưởng rất lớn đến quá trình làm khơ, khi hướng gió song
song với bề mặt ngun liệu thì tốc độ làm khơ rất nhanh.
Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối của khơng khí. Độ ẩm tương đối của khơng khí
cũng là nhân tố ảnh hưởng quyết định đến q trình làm khơ, độ ẩm của khơng khí càng
lớn thì q trình làm khơ sẽ chậm lại.
Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu: Kích thước nguyên liệu cũng ảnh hưởng
đến quá trình sấy. Nguyên liệu càng bé, càng mỏng thì tốc độ sấy càng nhanh, nhưng nếu
ngun liệu có kích thước q bé và q mỏng sẽ làm cho nguyên liệu bị cong, dễ gãy
vỡ.
Ảnh hưởng của bản thân nguyên liệu: Tùy vào bản thân nguyên liệu mà người ta chọn
chế độ làm khô cho phù hợp, cần phải xét đến thành phần hóa học của nguyên liệu như:
nước, lipit, protein, chất khoáng, Vitamin, kết cấu tổ chức chắc hay lỏng lẻo...

1.2 Công nghệ sấy khoai mì
1.2.1 Giới thiệu về khoai mì
Nguồn gốc: 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 bắt nguồn từ lưu vực sơng
Amazon ở phía Nam châu Mỹ. Từ thế kỷ 16, cây khoai mì được trồng ở châu Á, châu Phi
và Mỹ Latinh. Ở Việt Nam khoai mì được trồng từ Bắc vào Nam, nhất là ở vùng trung du
và vùng núi. Năng suất bình quân về khoai mì ở nước ta vào khoảng 8-10 tấn củ/ha.
Thành phần các chất: khoai mì giàu tinh bột, nhiều gluxit khó tiêu, nghèo chất béo, muối
khoáng, vitamin và nhất là nghèo đạm
- Trong các thành phần dinh dưỡng thì tinh bột là có ý nghĩa hơn cả, và hàm lượng tinh
bột nhiều hay ít tùy thuộc rất nhiều vào độ già (thời gian thu hoạch)

4


Đồ án quá trình và thiết bị

GVHD: ThS. Phạm Thanh Hương

- Cấu tạo: hình gậy, hai đầu vuốt nhỏ lại. Tùy theo giống, điều kiện canh tác, độ màu mỡ
của đất mà chiều dài củ dao động khoảng 300-400mm, đường kính củ 40-60mm. Củ gồm
4 phần:
-Vỏ gỗ (vỏ lụa): là phần bao ngoài, mỏng, chiếm 0.5-3% khối lượng toàn củ, thành phần
chủ yếu là xenluloza, khơng có tinh bột, giữ cho củ khỏi bị tác động từ bên ngoài.
- Vỏ cùi: chiếm 8-15% khối lượng toàn củ, thành phần chủ yếu là tinh bột, xenluloza,
hemixenluloza.
- Thịt khoai mì: là thành phần chủ yếu, chiếm 77-94% khối lượng toàn củ, thành phần
chủ yếu là tinh bột, xenluloza, protein và một số chất khác.
- Lõi: chiếm 0.3-0.4% khối lượng toàn củ, ở trung tâm, dọc suốt từ cuống đến đuôi củ,
thành phần chủ yếu là xenluloza.

- Lợi ích:
Khoai mì là loại cây trồng có nhiều cơng dụng trong chế biến cơng nghiệp, thức ăn gia
súc và chế biến lương thực, thực phẩm. Ở nước ta , củ khoai mì dùng để chế biến tinh
bột, khoai mì lát khơ, bột khoai mì hoặc dùng để ăn tươi, tạo ra nhiều sản phẩm công
nghiệp: bột ngọt, mì ăn liền, xiro, glucose, phụ gia dược phẩm và thực phẩm, kỹ nghệ
chất dính, rượu cồn, mạch nha….
Sản phẩm củ khoai mì được sử dụng một phần nhỏ dưới dạng củ tươi, còn lại được đưa
vào chế biến, gồm 2 dạng chính: dạng sơ chế thành khoai mì lát khơ, khoai mì dạng viên
hoặc tinh chế thành bột

5


Đồ án quá trình và thiết bị

GVHD: ThS. Phạm Thanh Hương

1.2.2 Sơ đồ và Thuyết minh qui trình sấy:
1.2.2.1 Sơ đồ qui trình:

Hình 1: Sơ đồ quy trình cơng nghệ
-Thiết bị: Để thực hiện quá trình sấy, người ta sử dụng hệ thống gồm nhiều thiết bị
chính và thiết bị phụ. Trong đồ án này ta sử dụng các loại thiết bị như sau:


Thiết bị chính



Hầm sấy




Xe goòng



Thiết bị phụ



Quạt đẩy



Calorifer



Quạt hút



Tời kéo

6


Đồ án quá trình và thiết bị


GVHD: ThS. Phạm Thanh Hương

1.2.2.2 Qui trình sấy được thuyết minh như sau:
Nguyên liệu: Khoai mì được xếp lên các khay, các khay lần lượt được xếp vào xe
goòng. Các xe goòng được chuyển vào trong hầm sấy (vì có bộ phận tời kéo nên việc vận
chuyển xe goòng vào hầm sẽ thuận tiện và dễ dàng hơn), đóng cửa hầm, tác nhân sấy
được đưa vào hầm và quá trình sấy bắt đầu. Sau mỗi 15 phút, mở cửa vào và cửa ra của
hầm sấy. Dùng tời kéo xe goòng ra khỏi hầm đồng thời đẩy một xe goòng mới vào hầm.
Tiếp tục tiến hành như vậy sau 10 giờ ta sấy xong 1 mẻ với năng suất 1 tấn khoai mì/giờ.
Tác nhân sấy: Khơng khí bên ngồi được đưa vào caloriphe nhờ quạt đẩy. Tại
caloriphe khơng khí được đốt nóng lên đến nhiệt độ cần thiết (caloriphe dùng chất tải
nhiệt là hơi nước). Sau đó khơng khí được dẫn vào hầm sấy. Nhiệt độ khơng khí tại đầu
hầm sấy sao cho phù hợp với vật liệu đem sấy (phải nhỏ hơn nhiệt độ cao nhất mà vật
liệu có thể chịu được). Trong hầm sấy, khơng khí nóng đi xun qua các lỗ lưới của khay
đựng vật liệu và tiếp xúc đều với vật liệu sấy. Ẩm của vật liệu sẽ bốc hơi nhờ nhiệt của
dịng khí nóng trên. Quạt hút được đặt cuối hầm sấy để hút tác nhân sấy ra khỏi hầm và
đưa vào cylone lắng bụi sau đó thảy ra ngồi.
-u cầu:
Vật liệu phải đảm bảo chất lượng cao.
Sản phẩm thu được:
Màu sắc: trắng đều, khơng có đốm nâu đen trên bề mặt.
Độ ẩm: khơng q 15%, phải giịn.
Phải sạch tạp chất, không lẫn với cát, đất, bụi bẩn…
Tiêu tốn năng lượng ít và chi phí vận hành thấp.
1.2.3 Phương pháp và chế độ sấy
- Lựa chọn phương pháp sấy: Trong mỗi phương pháp sấy sẽ có nhiều phương
thức khác nhau. Ở đồ án sấy này phương pháp sấy được sử dụng là cấp nhiệt theo cách
đối lưu (tức là việc cấp nhiệt cho vật ẩm thực hiện bằng cách trao đổi nhiệt đối lưu (tự
nhiên hay cưỡng bức), môi chất sấy làm nhiệm vụ cấp nhiệt.
- Chọn chế độ sấy: liên tục


7


Đồ án quá trình và thiết bị

GVHD: ThS. Phạm Thanh Hương

CHƯƠNG II: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY
HẦM
I. Chế độ sấy sắn

Độ ẩm ban đầu: W1 = 40%
Độ ẩm cuối: W2 = 14%
Thời gian sấy: 3h
Tác nhân sấy là khơng khí nóng
Thơng số khơng khí ngồi trời: to = 25oC và độ ẩm tương đối φ0 =85%
Nhiệt độ tác nhân sấy vào hầm: 𝑡1 = 90oC
Nhiệt độ tác nhân sấy ra khỏi hầm sấy: 𝑡2 = 37oC
II. Tính toán

1. Năng suất trong 1 giờ.
Năng suất 700kg/h tương đương khối lượng vật liệu ra khỏi hầm sấy G2 = 700 (kg/h).
Năng suất sấy tính theo giờ bằng:
𝐺1 = 𝐺2 ∗

100 − 𝑊2
100 − 14
𝑘𝑔
= 700 ∗

= 1003.33 ( )
100 − 𝑊1
100 − 40
ℎ

2. Lượng ẩm cần bốc hơi trong 1 giờ.
Theo cơng thức ta có:
𝑊 = 𝐺1 − 𝐺2 = 1003.33 − 700 = 303.33 (

𝑘𝑔
)
ℎ

3. Tính tốn q trình sấy lý thuyết.
a) Xác định độ chứa hơi d0 và Entanpy I0 của khơng khí ngồi trời:
* Xác định độ chứa hơi d0

8


Đồ án quá trình và thiết bị

GVHD: ThS. Phạm Thanh Hương

𝜑0 ∗ 𝑃𝑏ℎ0
0.85 ∗ 0.032
= 0.622 ∗
745
𝑃 − 𝜑0 ∗ 𝑃𝑏ℎ0
− 0.85 ∗ 0.032

750
𝑘𝑔
= 0.0175 (
)
𝑘𝑔𝑘𝑘𝑘ℎơ

𝑑0 = 0.622 ∗

Trong đó: P: Áp suất khơng khí ẩm =

745
750

φ0: Độ ẩm tương đối = 85%
Pbh0: Áp suất bão hòa của hơi nước ở nhiệt độ t0
4026.42
4026.42
) = exp (12.031 −
)
235.5 + 𝑡0
235.5 + 25
= 0.032(𝑏𝑎𝑟)

𝑃𝑏ℎ0 = exp (12.031 −

* Xác định Entanpy I0
𝐼0 = 𝐶𝑝𝑘 ∗ 𝑡0 + 𝑑0(𝑟 + 𝐶𝑝ℎ ∗ 𝑡0 )
𝐼0 = 1.004 ∗ 25 + 0.013 ∗ (2500 + 1.842 ∗ 25) = 69,66 (

𝑘𝐽

)
𝑘𝑔𝑘𝑘

Trong đó: Cpk = 1.004 kJ/kg.K là nhiệt dung riêng của kk khô
Cph = 1.842 kJ/kg.K là nhiệt dung riêng của hơi nước
r = 2500 kJ/kg là nhiệt ẩm hóa hơi của nước
b) Xác định Entanpy và độ chứa hơi của khơng khí (tác nhân sấy) sau calorifer
hay trước thiết bị sấy (TBS): t1 = 90oC, d1 = d0 = 0.0175 (kg/kgkkkhô)
*Xác định Entanpy
𝐼1 = 𝐶𝑝𝑘 ∗ 𝑡1 + 𝑑1 ∗ (2500 + 𝐶𝑝ℎ ∗ 𝑡1)
𝐼1 = 1.004 ∗ 90 + 0.0175 ∗ (2500 + 1.842 ∗ 90) = 137.65 (

𝑘𝐽

𝑘𝑔𝑘𝑘

*Xác định độ ẩm tương đối 𝜑1

9

)


Đồ án quá trình và thiết bị

GVHD: ThS. Phạm Thanh Hương

745
∗ 0.0175
𝑃 ∗ 𝑑1

750
𝜑1 =
=
= 0.057 = 5,7%
𝑃𝑏ℎ1 ∗ (0.622 + 𝑑1) 0.481 ∗ (0.622 + 0.0175)
Trong đó: Pbh1 là áp suất bão hòa của hơi nước ở nhiệt độ t1
4026.42
)
235.5 + 𝑡1
4026.42
= exp (12.031 −
) = 0.481(𝑏𝑎𝑟)
235.5 + 90

𝑃𝑏ℎ1 = exp (12.031 −

*Khối lượng riêng của khơng khí khơ:
𝜌1 =

99333
99333
=
(287 + 462. 𝑑1)(273 + 𝑡1) (287 + 462 ∗ 0.0175)(273 + 90)
𝜌1 = 0.954 (

𝑘𝑔
)
𝑚3

c) Xác định độ chứa hơi d20 và độ ẩm tương đối φ20 sau quá trình sấy lý thuyết

Ta chọn nhiệt độ TNS ra khỏi TBS t2 = 37oC
Do d1 = d0 nên ta có:
Nhiệt dung riêng dẫn xuất ứng với độ chứa hơi d1 là Cdx(d1).
𝐶𝑑𝑥 (𝑑1) = 𝐶𝑝𝑘 + 𝐶𝑝ℎ ∗ 𝑑1 = 1.004 + 1.842 ∗ 0.0175 = 1.036 (

𝑘𝐽
)
𝑘𝑔𝑘𝑘

*Xác định độ chứa hơi d20
𝑖2 = 𝑟 + 𝐶𝑝ℎ ∗ 𝑡2 = 2500 + 1.842 ∗ 37 = 2568.154 (

𝑘𝐽
)
𝑘𝑔

Trong đó: i2 là entanpy của hơi
𝐶𝑑𝑥 (𝑑1) ∗ (𝑡1 − 𝑡2)
1.028 ∗ (90 − 37)
= 0.0175 +
𝑖2
2568.154
𝑘𝑔
= 0.035 (
)
𝑘𝑔𝑘𝑘

𝑑20 = 𝑑1 +

*Xác định độ ẩm tương đối φ20.

10


Đồ án quá trình và thiết bị

𝜑20

GVHD: ThS. Phạm Thanh Hương

745
∗ 0.035
𝑃 ∗ 𝑑20
750
=
=
= 0.827 = 82.7%
𝑃𝑏ℎ2 ∗ (0.622 + 𝑑20) 0.064 ∗ (0.622 + 0.035)

Trong đó: Pbh2 là áp suất bão hòa của hơi nước ở nhiệt độ t2
𝑃𝑏ℎ2 = exp (12.031 −

4026.42
4026.42
) = exp (12.031 −
) = 0.064(𝑏𝑎𝑟)
235.5 + 𝑡2
235.5 + 37

*Khối lượng riêng của khơng khí khơ:
𝜌2 =


99333
99333
=
(287 + 462. 𝑑2)(273 + 𝑡2 ) (287 + 462 ∗ 0.035)(273 + 37)
𝑘𝑔
= 1.057 ( 3)
𝑚

Từ phương trình ta xác định được lượng khơng khí khơ cần thiết cho q trình sấy
lí thuyết bằng:
𝑙0 =

1
1
𝑘𝑔𝑘𝑘
=
= 57.14 (
)
𝑑20 − 𝑑0 0.035 − 0.0175
𝑘𝑔 ẩ𝑚

Hay:
𝐿 = 𝑙0 ∗ 𝑊 = 57.14 ∗ 186 = 10602.04 (

𝑘𝑔𝑘𝑘
ℎ

)


Lưu lượng thể tích khơng khí:
𝐿
𝐿
10602.04
𝑚3
𝑉0 = = 𝜌 + 𝜌 =
= 10544.04 ( )
0.954 + 1.057
𝜌
1
2
ℎ
2
2
4. Xác định các kích thước cơ bản của hầm sấy
4.1. Kích thước của bộ phận vận chuyển
Bộ phận vận chuyển gồm các xe goòng, trên xe để các khay đựng vật liệu.
a) Khay đựng vật liệu
Khay làm bằng nhôm có ρAl = 2700kg/m3. CAl = 0.86 kJ/kg.độ
Chọn các kích thước khay là:
Chiều dài: Lk = 800 mm
11


Đồ án quá trình và thiết bị

GVHD: ThS. Phạm Thanh Hương

Chiều rộng: Bk = 460 mm
Chiều cao: Hk = 50 mm

Chiều dày thành khay: 1,5 mm
b) Xe gng:
*Kích thước xe goòng:
Chọn mỗi xe chở 28 khay phân bố như sau: chia xe thành 14 tầng, mỗi tầng hai khay,
2 tầng cách nhau 100mm = 0.1m
Do đó ta có các kích thước như sau:
Chiều dài Lx = 1000 mm
Chiều rộng Bx = 880mm
Chiều cao Hx = 1480 mm
*Chọn vật liệu làm xe là thép CT3 có:
ρt = 7850 kg/m3, Gt =1.9 kg/m, Ct = 0.5kJ/kg.K
Thép làm khung là thép góc L đều cạnh có kích thước 40mm. Độ dày d = 5mm
*Khung xe được hàn bởi: 34 thanh thép góc L dài 880mm
4 thanh thép dài 1000mm
4 thanh thép góc L dài 1480mm
Vậy khối lượng khung là:
𝑚𝑘ℎ𝑢𝑛𝑔 = (34 ∗ 0.88 + 4 ∗ 1.48 + 4 ∗ 1) ∗ 1.9 = 75.7 (𝑘𝑔)
*Bánh xe goòng
Chiều cao phần bánh xe là 0.15m
Mỗi xe gng có 4 bánh xe có thép tròn đặc có bán kính r = 0.05m và chiều dày là l
= 0.05m
Khối lượng 4 bánh xe là:
𝑚𝑏𝑥 = 4 ∗ 0.052 ∗ 𝜋 ∗ 0.05 ∗ 7850 = 12.33 (𝑘𝑔)
Vậy khối lượng xe goòng là:
12


Đồ án quá trình và thiết bị

GVHD: ThS. Phạm Thanh Hương


𝑀𝑥𝑒 = 𝑚𝑘ℎ𝑢𝑛𝑔 + 𝑚𝑏𝑥 = 75.7 + 12.33 = 88.03 (kg)
Tổng chiều cao của xe tính ln cả bánh xe là:
𝐻𝑥𝑒 = 1.48 + 0.15 = 1.63 𝑚 (gồm cả bánh xe)
Tóm lại, kích thước của một xe gng là: (Lx; Bx; Hx) = (1; 0.88; 1.63) m
4.2.

Tính thiết bị chính

Chọn mỗi xe chở 28 khay phân bố như sau: Chia xe thành 14 tầng, mỗi tầng đặt hai
khay. Mỗi khay để 7,5 kg vật liệu.
Khối lượng vật liệu sấy (nguyên liệu ban đầu) trên mỗi xe là:
𝐺𝑣𝑙𝑠 = 28 ∗ 7,5 = 210 (𝑘𝑔)
Số xe goòng cần cho cả quá trình là:
𝐺1 ∗ 𝜏 1003.33 ∗ 3
𝑛=
=
= 14 𝑥𝑒
𝐺𝑣𝑙𝑠
210
Chọn số hầm sấy z=1
a) Chiều dài mỗi hầm sấy:
𝐿𝐻 = 𝐿𝑥 + 2 ∗ 𝐿𝑏𝑠 = 14 ∗ 880 + 2 ∗ 1000 = 14320 𝑚𝑚
Trong đó: Lbs là chiều dài bổ sung thêm để bố trí TNS vào và ra khỏi thiết bị sấy.
Có thể lấy Lbs = (1000÷1500) mm
Chọn Lbs = 1000mm.
b) Chiều rộng hầm sấy:
𝐵𝐻 = 𝐵𝑥 + 2 ∗ 𝐿𝑏𝑠 = 1000 + 2 ∗ 50 = 1100 𝑚𝑚
Trong đó: Lbs khe hở giữa tường hầm sấy và xe goòng, Lbs = 50 mm
c) Chiều cao hầm sấy:

𝐻𝐻 = 𝐻𝑥 + 𝛥𝐻 = 1630 + 70 = 1700 𝑚𝑚
Trong đó ΔH là khoảng cách bổ sung giữa trần xe và trần hầm sấy và ta lấy
ΔH=70mm
13


Đồ án quá trình và thiết bị

d)






GVHD: ThS. Phạm Thanh Hương

Các kích thước phủ bì của hầm là:
Hầm sẽ được xây bằng gạch đỏ kề nhau có bề dầy δ1= 250mm
Nền đổ một lớp bê tông dày 150 mm
Trần hầm có một lớp thép mỏng để giữ bơng thủy tinh dày δ2 = 20mm
Bề dày lớp cách nhiệt bằng bông thủy tinh δ3 =150mm,
Chiều dày của lớp bê tông cốt thép để gắn với calorifer δ4 = 80mm.

Chiều rộng phủ bì của hầm là:
𝐵ℎ = 𝐵𝐻 + 2. 𝛿1 = 1100 + 2.250 = 1600𝑚𝑚
Chiều cao phủ bì của hầm là:
𝐻ℎ = 𝐻𝐻 + 𝛿2 + 𝛿3 + 𝛿4 = 1700 + 20 + 150 + 80 = 1950𝑚𝑚
Chiều dài phủ bì của hầm là:
𝐿ℎ = 𝐿𝐻 = 14320 𝑚𝑚


CHƯƠNG III: TÍNH TỐN NHIỆT HẦM SẤY
I.Tởn thất do vật liệu sấy mang đi 𝒒𝒗

Với nguyên liệu chuối ta có:
Nhiệt dung riêng: 𝐶𝑣𝑘 = 1.88 kJ/kg.K
𝐶𝑎 = 4.18 kJ/kg.K (nhiệt dung riêng của hơi nước)
Do đó, nhiệt dung riêng của chuối khi ra khỏi hầm sấy C v2 bằng:
𝐶𝑣2 = 𝐶𝑎 ∗

𝑊2
100 − 𝑊2
+ 𝐶𝑣𝑘 ∗
100
100

𝐶𝑣2 = 4.18 ∗

14
100 − 14
𝑘𝐽
+ 1.88 ∗
= 2.202 (
)
100
100
𝑘𝑔. 𝐾

Ta lấy nhiệt độ VLS ra khỏi thiết bị sấy lấy thấp hơn nhiệt độ tác nhân sấy tương
ứng 5 ÷ 10℃

Trong hệ thống sấy, vật liệu sấy và tác nhân sấy chuyển động ngược chiều nên:
14


Đồ án quá trình và thiết bị

GVHD: ThS. Phạm Thanh Hương

𝑡𝑣2 = 𝑡1 – (5 ÷ 10)°𝐶 = 90 – 10 = 80°𝐶
*Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi
𝑘𝐽
𝑄𝑣 = 𝐺2 ∗ 𝐶𝑣2 ∗ (𝑡𝑣2 − 𝑡𝑣1) = 700 ∗ 2.202 ∗ (80 − 25) = 84777 ( )
ℎ
o
Trong đó: tv1 là nhiệt độ vào của vật liệu sấy, thường lấy t v1 = t0 = 25 C
𝑞𝑣 =

𝑄𝑣 84777
𝑘𝐽
=
= 279.48 (
)
𝑊 303.33
𝑘𝑔 ẩ𝑚

II.Tổn thất do thiết bị truyền tải

*Tổn thất do xe goòng mang đi
Xe goòng làm bằng thép CT3 có khối lượng 1 xe là 88.03kg
Nhiệt dung riêng của thép là 𝐶𝑥 = 0.5 kJ/kg.K

Vì là thép nên nhiệt độ xe goòng ra khỏi hầm sấy lấy bằng nhiệt độ tác nhân. Như
vậy, 𝑡𝑥 = 𝑡1= 90℃. Do đó:
𝑄𝑥 = 𝑛 ∗

𝑚𝑥𝑒 ∗ 𝐶𝑥 ∗ (𝑡𝑥2 − 𝑡𝑥1)
88.03 ∗ 0.5 ∗ (90 − 25)
= 15 ∗
𝜏
3
𝑘𝐽
= 14304.875 ( )
ℎ

*Tổn thất do khay sấy mang đi
Khay sấy làm bằng nhơm có khối lượng mỗi khay là 2 kg.
Nhiệt độ của khay ra khỏi hầm sấy cũng bằng nhiệt độ tác nhân sấy, nghĩa là t k2=
t1=90oC. Nhiệt dung riêng của nhơm là 𝐶𝑘 = 0,86kJ/kg.K. Do đó tổn thất do khay
sấy mang đi bằng:
𝑚𝑘 ∗ 𝐶𝑘 ∗ (𝑡𝑘2 − 𝑡𝑘1 )
2 ∗ 0.86 ∗ (90 − 25)
= 15 ∗ 15 ∗
𝜏
3
𝑘𝐽
= 8385 ( )
ℎ

𝑄𝑘 = 15 ∗ 𝑛 ∗

Như vậy, tổn thất do thiết bị truyền tải là:

𝑘𝐽
𝑄𝑡𝑏 = 𝑄𝑥 + 𝑄𝑘 = 14304.875 + 8385 = 22689.875 ( )
ℎ
15


Đồ án quá trình và thiết bị

GVHD: ThS. Phạm Thanh Hương

𝑞𝑡𝑏 =

𝑄𝑡𝑏 22689.875
𝑘𝐽
=
= 74.802 (
)
𝑊
303.33
𝑘𝑔 ẩ𝑚

III.Tổn thất ra môi trường

Để tính tổn thất ra mơi trường, chúng ta giả thiết trước tốc độ TNS trong hầm.
Ta có: Kích thước của hầm: (𝐿ℎ ; 𝐵ℎ ; 𝐻ℎ ) = (14.32; 1.6; 2) 𝑚
Kích thước của khay: (𝐿𝑘 ; 𝐵𝑘 ; 𝐻𝑘 ) = (0.8; 0.46; 0.05) 𝑚
Thiết diện tự do của hầm sấy
𝐹𝑡𝑑 = (𝐵ℎ ∗ 𝐻ℎ − 17 ∗ 𝐿𝑘 ∗ 𝐻𝑘 ) = 1.6 ∗ 2. −28 ∗ 0.8 ∗ 0.05 = 2.08 𝑚2
Do đó, tốc độ tác nhân sấy tối thiểu sẽ bằng lưu lượng thể tích trong quá trình sấy
lý thuyết 𝑉0 chia cho thiết diện tự do 𝐹𝑡𝑑 :

𝑤𝑜 =

𝑉𝑜
10544
𝑚
=
= 5069.23
= 1.41 (𝑚⁄𝑠)
𝐹𝑡𝑑
2.08
ℎ

Vì lưu lượng TNS trong quá trình sấy thực phải lớn hơn lưu lượng TNS trong quá
trình sấy lý thuyết nên tốc độ TNS giả thiết để tính tốn các tổn thất cũng phải lớn
hơn 𝑤𝑜 .
Giả sử ta chọn 𝒘 = 𝟏. 𝟓 𝒎/𝒔. Chúng ta sẽ kiểm tra lại giả thiết này sau khi đã tính
được lưu lượng thể tích thực tế.
- Nhiệt độ dịch thể nóng là nhiệt độ trung bình của TNS là:
𝑡1 + 𝑡2 90 + 37
𝑡𝑓1 =
=
= 63.5℃
2
2
- Nhiệt độ dịch thể lạnh là nhiệt độ môi trường 𝑡𝑓2 = 𝑡𝑜 = 25℃
- Chiều cao tường hầm sấy 𝐻ℎ = 2 𝑚. Tường xây bằng gạch dày δ1= 250mm
và hệ số dẫn nhiệt λ1 = 0.77

𝑊
𝑚.𝐾


- Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu của khí trong buồng tới tường là 𝛼1
Để tính α1 có thể sử dụng phương pháp cổ điển theo Nu như truyền nhiệt đã
học. Ở đây tính α1 theo cơng thức kinh nghiệm với vận tốc tác nhân là 1.2 m/s <
5m/s.
𝛼1 = 6.15 + 4.17 ∗ 𝑣 = 6.15 + 4.17 ∗ 1.5 = 12.405 (

16

𝑊
)
𝑚2. 𝐾


Đồ án quá trình và thiết bị

GVHD: ThS. Phạm Thanh Hương

Coi TNS chuyển động đối lưu cưỡng bức với tốc độ 𝑤 = 1.45𝑚/𝑠, khơng khí phía
ngồi đối lưu tự nhiên chảy rối.
*Tính mật độ dịng nhiệt truyển qua 2 tường bên hầm sấy
Bằng phương pháp tính lặp, ta giả thiết trước nhiệt độ tường phía nóng và tính được
dịng nhiệt truyền từ tác nhân cho tường q’. Từ dòng nhiệt này và từ 𝑡𝑤1 ta tìm được
nhiệt độ mặt ngoài của tường là 𝑡𝑤2 . Từ nhiệt độ t và nhiệt độ môi trường 𝑡𝑓2 ta xác
định được nhiệt lượng do truyền nhiệt đối lưu tự nhiên giữa tường ngồi của hầm
sấy và mơi trường q’’’ sai khác nhau khơng q 5% thì xem kết quả tính tốn là chấp
nhận được.
Chọn 𝒕𝒘𝟏 = 𝟔𝟎. 𝟑°𝑪
Dòng nhiệt truyền từ tác nhân cho tường 𝑞′
𝑊

𝑞 ′ = 𝛼1 ∗ (𝑡𝑓1 − 𝑡𝑤1 ) = 12 ∗ (63.5 − 60.3) = 38.4( 2 )
𝑚
Mà:
𝑞′ =

𝜆
𝛿
∗ (𝑡𝑊1 − 𝑡𝑊2) → 𝑡𝑊2 = 𝑡𝑊1 − 𝑞′ ∗
𝛿
𝜆

Trong đó, λ là hệ số dẫn nhiệt của gạch 𝜆1 = 0.77

𝑊
𝑚.𝐾

δ là chiều dày của tường gạch 𝛿 = 𝛿1 = 250𝑚𝑚 = 0.25𝑚
𝑡𝑊2 = 60.3 −

38.4 ∗ 0.25
= 47.8℃
0.77

Như vậy độ chênh lệch nhiệt độ giữa tường ngồi và mơi trường là:
∆𝑡2 = 𝑡𝑊2 − 𝑡𝑓2 = 47.8 − 25 = 27.8℃
Nhiệt độ xác định tm bằng:
𝑡𝑚 =

𝑡𝑊1 + 𝑡𝑓2 60.3 + 25
=

= 42.65℃
2
2

Từ nhiệt độ này ta được các thơng số khơng khí:
𝛽=

1
1
1
=
=
𝑡𝑚 273 + 42.65 315.65

Tra sổ tay hóa cơng tập 1 trang 318 và nội suy ở khoảng [40;50]:
17


Đồ án quá trình và thiết bị

GVHD: ThS. Phạm Thanh Hương

𝜆 = 2.75 ∗ 10−2(𝑊/𝑚. độ)
𝑚2
𝑣 = 16.95 ∗ 10 ( )
𝑠
−6

𝑃𝑟 = 0.6990
Do đó:

1
3
𝑔 ∗ 𝛽 ∗ 𝑙3 ∗ 𝛥𝑡2 9.81 ∗ 312.6 ∗ (1.75) ∗ 13.2
𝐺𝑟 =
=
= 7.73 ∗ 109
2
−6
2
(16.95 ∗ 10 )
𝑣
Tiêu chuẩn Nu trong truyền nhiệt đối lưu tự nhiên bằng:
𝑛

𝑁𝑢 = 𝐶 ∗ (𝐺𝑟 ∗ 𝑃𝑟)

1

= 0.135 ∗ (7.73 ∗ 109 ∗ 0.669)3 = 233.43

Trong đó: C và n phụ thuộc vào chế độ chuyển động của vật chất ở chế độ chảy rối.
Do 𝐺𝑟. 𝑃𝑟 € [2. 107 ; 1013 ] nên 𝐶 = 0.135 , 𝑛 =

1
3

Vì vậy hệ số truyền nhiệt 𝛼2 bằng:
𝑁𝑢 ∗ 𝜆 233.43 ∗ 2.75 ∗ 10−2
𝑊
𝛼2 =

=
= 3.67( 2 )
𝑙
1.75
𝑚 .𝐾
Dòng nhiệt do truyền nhiệt đối lưu giữa mặt ngồi của tường và mơi trường bằng:
𝑊
𝑞 ′′′ = 𝛼2 ∗ ∆𝑡2 = 3.67 ∗ 27.8 = 102.03( 2 )
𝑚
Như vậy sai số giữa 𝑞′ 𝑣à 𝑞′′′ là:
𝑞′ − 𝑞′′′ 49.08 − 48.44
𝛥𝑞% =
=
= 1.3% < 5% (𝑡ℎỏ𝑎 𝑚ã𝑛)
𝑞′
49.08
Sai số này cho phép chúng ta xem kết quả tính trên là đáng tin cậy.
Vậy ta có được hệ số truyền nhiệt là:
𝐾𝑡 =

1
1
𝑊
=
= 1.456 ( 2 )
1
0.25
1
1 𝛿
1

𝑚 .𝐾
+ +
+
+
𝛼1 𝜆 𝛼2 11.154 0.77 3.67

Như vậy tổn thất qua 2 tường bên là:

18


Đồ án quá trình và thiết bị

GVHD: ThS. Phạm Thanh Hương

𝑄𝑡 = 3.6 ∗ 𝐾 ∗ 𝐹 ∗ (𝑡𝑓1 − 𝑡𝑓2) = 3.6 ∗ 1.456 ∗ 57.96 ∗ (58.5 − 25)
𝑘𝐽
= 10177.4 ( )
ℎ
Trong đó, F là diện tích 2 bên tường của hầm sấy là:
𝐹 = 2 ∗ 𝐿ℎ ∗ 𝐻ℎ = 2 ∗ 14 ∗ 2.07 = 57.96(𝑚2)
Tổn thất qua trần:
𝛼1′ = 𝛼1 = 11.154 (

𝑊
)
𝑚2 𝐾

𝛼2′ = 1.2 ∗ 𝛼2 = 1.2 ∗ 3.67 = 4.40 (


𝑊
)
𝑚2𝐾

Tương tự hai tường bên, hệ số truyền nhiệt qua trần là:
𝐾𝑡𝑟 =

1
1 𝛿2 𝛿3
1
′ +𝜆 +𝜆 + ′
𝛼1
𝛼2
2
3

=

1
𝑊
= 0.262 ( 2 )
1
0.07
0.2
1
𝑚 𝐾
+
+
+
11.154 1.55 0.058 4.4


Trong đó 𝜆2 và 𝜆3 tương ứng là hệ số dẫn nhiệt của bê tông và bơng thủy tinh cách
nhiệt. Ta có 𝜆2 = 1.55 𝑊/𝑚𝐾 và 𝜆3 = 0.058 𝑊/𝑚𝐾.
(Theo phụ lục 2 – tr347, TT&TKHTS – PGS. Trần Văn Phú)
Diện tích trần nhà là:
𝐹𝑡𝑟 = 𝐿ℎ ∗ 𝐵ℎ = 14 ∗ 1.6 = 22.4𝑚2
Do đó:
𝑄𝑡𝑟 = 3.6 ∗ 𝐾𝑡𝑟 ∗ 𝐹𝑡𝑟 ∗ (𝑡𝑓1 − 𝑡𝑓2 )
𝑘𝐽
𝑄𝑡𝑟 = 3.6 ∗ 0.262 ∗ 22.4 ∗ (58.5 − 25) = 707.78 ( )
ℎ
*Tổn thất qua cửa
Hai đầu hầm sấy có cửa làm bằng thép dày 𝛿𝑐 = 5 𝑚𝑚, 𝜆𝑐 = 0.5 (𝑊/𝑚. 𝐾). Tổn
thất nhiệt qua cửa hầm 𝑄𝑐 được tính theo cơng thức:
𝑄𝑐 = 3.6 ∗ 𝐾𝑐 ∗ 𝐹𝑐 ∗ [(𝑡1 − 𝑡𝑓1) + (𝑡2 − 𝑡𝑓2)]
Trong đó: 𝐹𝑐 = 2 ∗ 𝐵ℎ ∗ 𝐻ℎ = 2 ∗ 1.6 ∗ 2.07 = 6.624 (𝑚2 )
19


Đồ án quá trình và thiết bị

𝐾𝑐 =

GVHD: ThS. Phạm Thanh Hương

1
1
𝑊
=
= 2.69 ( 2 )

1
0.005
1
1 𝛿𝑐
1
𝑚 𝐾
+
+
+ +
0.5
3.67
𝛼1 𝜆𝑐 𝛼2 11.154

Vậy:
𝑘𝐽
𝑄𝑐 = 3.6 ∗ 2.69 ∗ 6.624 ∗ [(80 − 58.5) + (37 − 25)] = 2148.9 ( )
ℎ
*Tổn thất qua nền
Nhiệt độ trung bình của TNS là 58.5 và giả sử tường hầm sấy cách tường bao che
của phân xưởng 2m. ta có: 𝑞𝑛 = 37.8 𝑊/𝑚2
(Theo bảng 7.1 – tr142, TT&TKHTS – PGS. Trần Văn Phú)
𝑘𝐽
𝑄𝑛 = 3.6 ∗ 𝑞𝑛 ∗ 𝐹𝑛 = 3.6 ∗ 37.8 ∗ 22.4 = 3048.2 ( )
ℎ
IV.Tổng tổn thất qua kết cấu rời bao che ra môi trường là:

𝑄𝑚𝑡 = 𝑄𝑡 + 𝑄𝑡𝑟 + 𝑄𝑐 + 𝑄𝑛
kJ
𝑄𝑚𝑡 = 10177.4 + 707.78 + 2148.9 + 3048.2 = 16082.28 ( )
h

𝑞𝑚𝑡 =

𝑄𝑚𝑡 16082.28
𝑘𝐽
=
= 86.46 (
)
𝑊
186
𝐾𝑔 ẩ𝑚

Tổng tất cả các tổn thất bằng:
𝑄𝑡ổ𝑛𝑔 = 𝑄𝑣 + 𝑄𝑡𝑏 + 𝑄𝑚𝑡
𝑄𝑡ổ𝑛𝑔 = 6193.8 + 5943.7 + 16082.28 = 28219.78 (
𝑞𝑡ổ𝑛𝑔 =

𝑄𝑡ổ𝑛𝑔 28219.78
𝑘𝐽
=
= 151.72 (
)
𝑊
186
𝐾𝑔 ẩ𝑚

Tổng tổn thất Δ:

20

𝑘𝐽

)
ℎ


Đồ án quá trình và thiết bị

GVHD: ThS. Phạm Thanh Hương

CHƯƠNG IV: TÍNH TỐN Q TRÌNH SẤY THỰC

𝛥 = 𝐶𝑎 ∗ 𝑡𝑣1 − 𝑞𝑣 − 𝑞𝑡𝑏 − 𝑞𝑚𝑡 = 𝐶𝑎 ∗ 𝑡𝑣1 − 𝑞𝑡ổ𝑛𝑔 = 4.18 ∗ 25 − 151.72
𝑘𝐽
= −47.22 (
𝑘𝑔 ẩ𝑚
∆ = −47.22 (

𝑘𝐽
)
𝐾𝑔 ẩ𝑚

∆ < 0 → 𝐼2 < 𝐼1
I.Thông số trạng thái của tác nhân sấy sau trình sấy thực:
Lượng chứa ẩm 𝒅𝟐

𝑑2 = 𝑑1 +

𝐶𝑑𝑥(𝑑1) ∗ (𝑡1 − 𝑡2)
1.036 ∗ (80 − 37)
= 0.0175 +
𝑖2 − ∆

2568.154 + 47.22
𝑘𝑔
→ 𝑑2 = 0.0385 (
)
𝑘𝑔𝑘𝑘

Entanpi 𝐼2
𝐼2 = 𝐼1 − ∆ ∗ (𝑑2 − 𝑑1) = 126.65 − 47.22 ∗ (0.0385 − 0.0175)
𝑘𝐽
→ 𝐼2 = 125.85 (
)
𝑘𝑔𝑘𝑘
Độ ẩm tương đối 𝜑2
745
∗ 0.0345
𝑃 ∗ 𝑑2
750
𝜑2 =
=
= 0.8156
𝑃𝑏ℎ2 ∗ (0.622 + 𝑑2) 0.064 ∗ (0.622 + 0.0345)
= 81.56%
II.Tính lượng TNS trong q trình sấy thực

Lượng khơng khí khơ thực tế:
𝑙=

1
1
𝑘𝑔𝑘𝑘𝑘

=
= 57.14 (
)
𝑑2 − 𝑑𝑜 0.035 − 0.0175
ℎ
21


Đồ án quá trình và thiết bị

GVHD: ThS. Phạm Thanh Hương

𝐿 = 𝑊. 𝑙 = 186 ∗ 57.14 = 10602.04 (

𝑘𝑔𝑘𝑘𝑘
)
ℎ

Nhiệt lượng tiêu hao 𝑞:
𝑞 = 𝑙. (𝐼1 − 𝐼0) = 57.14 ∗ (114.97 − 69.66) = 2589.01 (

𝑘𝐽
)
𝐾𝑔 ẩ𝑚

Nhiệt lượng có ích 𝑞1:
𝑞1 = 𝑖2 − 𝐶𝑎 . 𝑡𝑣1 = 2568.154 − 4.18 ∗ 25 = 2463.65 (

𝑘𝐽
)

𝑘𝑔 ẩ𝑚

Tổn thất nhiệt do TNS mang đi 𝑞2 :
𝑘𝐽
𝑞2 = 𝑙 ∗ 𝐶𝑑𝑥 (𝑑1) ∗ (𝑡2 − 𝑡0) = 57.14 ∗ 1.036 ∗ (37 − 25) = 710.36 (
)
𝑘𝑔 ẩ𝑚
Vậy tổng nhiệt lượng có ích và các tổn thất nhiệt 𝑞′ là:
𝑞′ = 𝑞1 + 𝑞2 + 𝑞𝑡ổ𝑛𝑔 = 2463.65 + 710.36 + 151.72 = 3325.73 (

𝑘𝐽
)
𝐾𝑔 ẩ𝑚

Ta thấy nhiệt lượng tiêu hao q và tổng nhiệt lượng có ích và các tổn thất 𝑞′ phải bằng
nhau. Tuy nhiên do trong q trình tính tốn chúng ta đã làm tròn hoặc do sai số của
q trình tính tốn các tổn thất mà ta đã phạm sai số.
Sai số tương đối:
𝑞 − 𝑞′ 3352.15 − 3346.62
𝜀=
=
= 0.16% ≤ 5% (chấp nhận được)
𝑞
3352.15
Vậy ta có bảng cân bằng nhiệt lượng:
STT

Đại lượng

Kí hiệu


kJ/Kg ẩm

1

Nhiệt lượng có ích

𝑞1

2463.65

2

Nhiệt lượng tởn thất do tác nhân sấy

𝑞2

731.25

22


Đồ án quá trình và thiết bị

GVHD: ThS. Phạm Thanh Hương

3

Tổn thất do vật liệu sấy


𝑞𝑣𝑙𝑠

33.3

4

Tổn thất do thiết bị trùn nhiệt

𝑞𝑡𝑏

31.96

5

Nhiệt tởn thất ra ngồi mơi trường

𝑞𝑚𝑡

86.46

6

Tởng nhiệt lượng tiêu hao

q

3352.15

7


Tởng nhiệt lượng tính tốn

𝑞′

3346.62

Hiệu suất nhiệt hầm sấy:
ŋ=

𝑞1 2463.65
=
= 73.5%
𝑞
3352.15

III.Kiểm tra lại giả thiết tốc độ tác nhân sấy

Thể tích của tác nhân sấy ở điểm A, B, C lần lượt là:
* Tại A (tức ngồi khơng khí): 𝑡𝑜 = 25°𝐶:
𝑚3
𝜑 = 85% → 𝑣𝐴 = 0.888 (
)
𝐾𝑔𝑘𝑘
𝑚3
𝑉𝐴 = 𝐿 ∗ 𝑣𝐴 = 10940.52 ∗ 0.888 = 9715.18 ( )
ℎ
* Tại B (tức sau calorife, trước khi vào hầm sấy): 𝑡1 = 80℃:
𝑚3
𝜑1 = 5.7% → 𝑣𝐵 = 1.045 (
)

𝑘𝑔𝑘𝑘
𝑚3
𝑉𝐵 = 𝐿𝑜 ∗ 𝑣𝐵 = 10940.52 ∗ 1.045 = 11432.84 ( )
ℎ
* Tại C: 𝑡2 = 37℃:
𝑚3
𝜑2 = 81.56% → 𝑣𝐶 = 0.946 (
)
𝑘𝑔𝑘𝑘
𝑚3
𝑉𝐶 = 𝐿 ∗ 𝑣𝐶 = 10940.52 ∗ 0.946 = 10349.73 ( )
ℎ
Thể tích trung bình của tác nhân sấy trước và sau hầm sấy là:
23


Đồ án quá trình và thiết bị

GVHD: ThS. Phạm Thanh Hương

𝑉𝐵 + 𝑉𝐶 11432.84 + 10349.73
𝑚3
𝑉̅ =
=
= 10891.3 ( )
2
2
ℎ
3
𝑚

= 3.03 ( )
𝑠
Như vậy vân tốc trung bình của tác nhân sấy trong hầm bằng:
𝑉=

𝑉̅
𝐹𝑡𝑑

Diện tích thực mà tác nhân đi qua là:
𝐹𝑡𝑑 = (𝐵ℎ ∗ 𝐻ℎ − 17 ∗ 𝐿𝑘 ∗ 𝐻𝑘 ) = 1.6 ∗ 2.07 − 17 ∗ 1 ∗ 0.04 = 2.632 𝑚2
𝑉̅
3.03
𝑚
𝑉=
=
= 1.15 ( )
𝐹𝑡𝑑 2.632
𝑠
So với giả thiết 𝑣 = 1.2 𝑚/𝑠 , sai số là:
1.2 − 1.15
|
| = 4.17%
1.2
Nhận thấy sai số vận tốc tác nhân là 4.17%, sai số này nằm trong phạm vi ứng
dụng công thức hệ số truyền nhiệt 𝛼1.

24


Đồ án quá trình và thiết bị


GVHD: ThS. Phạm Thanh Hương

CHƯƠNG V: TÍNH TỐN VÀ CHỌN THIẾT BỊ PHỤ TRỢ
I.Tính chọn caloriphe

Caloriphe là thiết bị dùng để đốt nóng khơng khí trước khi đưa khơng khí vào hầm
sấy. Trong kĩ thuật sấy thường dùng hai loại caloriphe là caloriphe khí - hơi và
caloriphe khí - khói.
Ở hệ thống này em dùng hệ thống caloriphe khí - hơi.
Caloriphe là thiết bị trao đổi nhiệt có vách ngăn. Trong ống là hơi bão hòa
ngưng tụ và ngồi ống là khơng khí chuyển động. Do hệ số trao đổi nhiệt khí
ngưng của hơi nước là 𝛼𝑛 rất lớn so với hệ thống trao đổi nhiệt đối lưu giữa mặt
ngoài của ống so với khơng khí 𝛼𝑘 . Vì vậy caloriphe sử dụng là loại ống chùm có
cánh khuấy được bố trí nằm ngang.
a) Nhiệt lượng mà caloriphe cần cung cấp cho tác nhân sấy Q là:
𝑘𝐽
𝑄 = 𝐿 ∗ (𝐼1 − 𝐼0 ) ( )
ℎ
Trong đó:
L: là lượng khơng khí khơ cần thiết cho quá trình sấy thực tế (kg/h)
25