Đề tài Sấy đường thùng quay

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 a - D - glucose vaø b - D - fructose lieân keát vôùi nhau baèng lieân keát 1,2 – glucoside. Saccarose 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: Khoâng khí Ñöôøng Quaït ñaåy Gaàu taûi Hôi nöôùc Quaït huùt Cô caáu nhaäp lieäu Calorife Xyclon Xyclon Thuøng saáy Nöôùc ngöng Buïi ñöôøng Ñöôøng sau saáy Baêng taûi 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 ro – khoái löôïng rieâng khoâng khí khoâ ôû ñieàu kieän chuaån: ro = 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; j0=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 : r0 =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: j1 = 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 : r1 = 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; w = 100 %. Þ tñs = 37 0C Þ 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: j2 = 0.8179 =82%. Theå tích rieâng cuûa khoâng khí aåm: v2 = 0.94535 m3/kgkk. Khoái löôïng rieâng : r1 = 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 j 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 r (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 Þ 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 4 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 D - 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): D = Catv1 – qbc – qv Vôùi quaù trình saáy lyù thuyeát: D = 0 Vôùi quaù trình saáy thöïc teá: D ≠ 0 vaø ñöôïc tính nhö sau: D = Ca.tv1 – qbc – qv = 112.86 – 98.18 – 672.57 = –657.89 kJ/kg aåm. Vì D < 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 w (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 r (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 b=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 Þ 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 Þ 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 = b.Fl = 0,18*0.503 =0.09 m2. Do: Þ a = 57.98o=58o Chieàu cao chöùa ñaày vaät lieäu trong thuøng: h = R(1 –cosa) = 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 [s]* N/mm2 Hình 1–2/p22-[8] 140 2 Giôùi haïn an toaøn h ñôn vò p26-[8] (coù boïc caùch nhieät) 0,95 3 Heä soá beàn moái haøn jh ñôn vò Baûng 1.7/p24-[8] 0,95 4 ÖÙng suaát cho pheùp [s] N/mm2 [s] = h[s]* CT 1.9/p23-[8] 133 5 Khoái löôïng rieâng ρs Kg/m3 p313-[2] 7900 ÖÙng suaát cuûa vaät lieäu: [s]=h [s]* =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 Þ 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: Þ 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]) Þ 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 lk W/m.K 0,0283 4 Ñoä nhôùt mk Ns/m2 2,03.10-5 5 Khoái löôïng rieâng rk kg/m3 0.947 6 Ñoä nhôùt ñoäng nk 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: b = 18% Goùc gaáp cuûa caùnh: Dj = 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 a1: 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 lk W/m.K 0,0283 4 Ñoä nhôùt mk Ns/m2 2,03.10-5 5 Khoái löôïng rieâng rk kg/m3 1,008 6 Ñoä nhôùt ñoäng nk m2/s 2,01.10-5 Chuaån soá Reynolds: . (CT V.36/p13-[11]) Vì Re > 104 Þ 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.el.Re0,8 (CT V.42/p16-[11]) Trong ñoù: = 1.252 Vôùi: Re = 39801 vaø Þ Nu = 0,018*1,252*(39801)0,8 = 107.84 (Baûng V.2/p15-[11]) Heä soá caáp nhieät a1: W/m2.K. (CT V.135/p41-[11]) Tính heä soá caáp nhieät töø thaønh ngoaøi cuûa thuøng ñeán moâi tröôøng xung quanh a2: 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 a2 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 a = 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 l0 W/m.K 0,02649 3 Ñoä nhôùt m0 Ns/m2 1,85.10-5 4 Khoái löôïng rieâng r0 kg/m3 1,1177 5 Ñoä nhôùt ñoäng n0 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. to tw4 tw1 d1 d2 d3 tk d1 : beà daøy thaân thuøng d2 : beà daøy lôùp caùch nhieät d3 : beà daøy lôùp baûo veä 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 l (W/mK) Nguoàn 1  Beà daøy lôùp caùch nhieät d2 0,003 Boâng thuûy tinh 0,04 Baûng PV.1/P266,[3] 1 Beà daøy lôùp baûo veä d3 0,001 CT3 50 Baûng XII.7/P313,[11] Ñöôøng kính ngoaøi cuûa thuøng saáy: Dng = DT + 2.( d1 + d2 + d3) = 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 a2 : 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 atb: 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: Dtñ = t1ñ – t2ñ = 90 – 27 = 63 oC Dtc = 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.a.n.rv (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. a - heä soá phuï thuoäc vaøo daïng caùnh. Vôùi caùnh naâng, heä soá chöùa ñaày b = 0,18: a = 0,059 (Baûng VII.5/p123,[11]) n - toác ñoä quay cuûa thuøng: n = 1 voøng/ph. rv - khoái löôïng rieâng theå tích cuûa vaät lieäu: r = 990 kg/m3. Þ 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: h ñc = 81 %. Coâng suaát laøm vieâc cuûa ñoäng cô: Nlv = Nñc.hñc = 2,2*0,81=1,782 kW Þ 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 [s]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 < Þ 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: s-1 -öùng suaát moûi uoán trong chu kì ñoái xöùng (N/mm2), coù theå laáy gaàn ñuùng s-1 = 0,4 . n -heä soá an toaøn. Ks -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 s-1 (N/mm2) 232 200 Choïn s-1= 0,4[s]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 ks 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] [s]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: yA = = 0,3 ¸ 0.45. Choïn yA = 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 = yA 600 = 0,3.600 = 180 mm. N/mm2. Þ 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]) Þ 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 Þ Kñ = 1,1 Þ 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 = yA = 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:ym -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 [s]u (N/mm2) 116 134,4 Baûng 12 ym 22,5 21,25 ym = vôùi m = 8 M m ³ 4,7 m ³ 4,15 CT 3.29/tr51,[5] Kieåm nghieäm laïi : (N/mm2) (CT 3.33/p51,[5]) Do doù: N/mm2 Þ thoûa ñieàu kieän . N/mm2 Þ 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 Þ 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 : Þ 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 d M 0,0016 Ñöôøng kính trong d1 M 0,0128 d1 = d2 – 2d 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 dc M 0,0005 Ñöôøng kính caùnh dc M 0,018 dc = d2 + 2h Heä soá daãn nhieät cuûa vaät lieäu laøm oáng vaø caùnh lc 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 j ñôn vò 0.64 3 Heä soá daãn nhieät l W/m.K I.134-tr144,[10] 0,0289 4 Ñoä nhôùt m 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 r kg/m3 CT V.9/p95,[11] 1,0318 7 Ñoä nhôùt ñoäng n 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: Dtñ = TC – tw1 = 119,6 – 27 = 92.6oC Dtc = TC – tw2 = 119,6 – 92 = 27.6oC t TC tw2 tw1 F 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 a2: 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). l : dieän tích phaàn caùnh cuûa moät oáng. : dieän tích phaàn khoâng caùnh cuûa moät oáng. : dieän tích ngoaøi cuûa moät oáng coù caùnh (phía khoâng khí). : dieän tích trong cuûa moät oáng coù caùnh (phía hôi nöôùc ngöng tuï). Tính heä soá caáp nhieät a2: Hình 3: Caùc dieän tích beà maët cuûa oáng coù caùnh. Böôùc caùnh: sc = tc + dc = 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 Þ = 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 Þ 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 hc: (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 a1: 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 ln W/m.K 0,685 - Laáy ôû tm - Baûng I.249/p310,[10] 6 Ñoä nhôùt mn Ns/m2 0,240.10-3 7 Khoái löôïng rieâng rn 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: ln, rn, mn - 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. Dt1 : hieäu soá nhieät ñoä: Dt1 = 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.Dttb =509,8*53,7=27378,6W/m2 q1 = a1.Dt1 = 11657*2,3 = 26811,2 W/m2 Sai soá: Vì sai soá e < 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 r = 2208.103 J/kg Cnuoc = 4180 J/kg.ñoä 14002,5 = Vh.(2207.103 + 4180.(119,6-116)) Vh = 0,0063 kg/s = 22,7 kg/h Löôïng nhieät daàu FO caàn cung caáp cho loø hôi ñeå thu ñöôïc hôi nöôùc : Q1 = Vh. (r+ Cnuoc.( tsoi – t0)) t0 : Nhieät ñoä cuûa nöôùc vaøo choïn laø 270C Q1 = 22,7.(2207.103 + 4180.(119,6 – 27)) =58885343,6 J/h Giaû söû hieäu suaát nhieät cuûa loø hôi laø η = 80% Löôïng nhieät maø daàu FO caàn cung caáp : QFO = Q1/ η =73606680 J/h = 17592,42 kcal/h Nhieät trò cuûa daàu FO laø : 9500 kcal/kg Löôïng daàu FO caàn söû duïng : MFO = QFO / 9500 = 17592,42/9500 = 1,85 kgFO/h Tính vaø choïn xyclon: Taùc nhaân saáy sau khi ñi qua thuøng saáy seõ mang theo raát nhieàu haït buïi ñöôøng. Do ñoù, chuùng ta caàn phaûi coù bieän phaùp ñeå laøm saïch khoâng khí sau saáy tröôùc khi thaûi vaøo moâi tröôøng. Trong heä thoáng saáy thuøng quay thöôøng duøng xyclon ñôn. Choïn loaïi xyclon ñôn ЦH-15Y vôùi goùc nghieâng cöûa vaøo a = 15o. Loaïi naøy ñaûm baûo ñoä laøm saïch buïi lôùn nhaát vôùi heä soá söùc caûn thuûy löïc nhoû nhaát. Löu löôïng khí vaøo xyclon chính laø löu löôïng taùc nhaân saáy ra khoûi thuøng saáy: Vxyclon = 1100 m3/h = 0,306 m3/s Caên cöù vaøo löu löôïng khí vaøo xyclon, ta choïn xyclon ЦH coù naêng suaát töø 1450-1690 m3/h vôùi ñöôøng kính xyclon D = 400mm (Baûng III.5/p524,[10]). Ta tra vaø ñöôïc caùc kích thöôùc cô baûn cuûa xyclon ЦH-15Y nhö Baûng 20. Bunke chöùa buïi: Theå tích laøm vieäc cuûa bunke ñoái vôùi xyclon ñôn: Vbunke = 0,4m3 (Baûng III.5a/p525,[1]). Goùc nghieâng cuûa thaønh bunke caàn phaûi lôùn hôn goùc nghieâng rôi töï nhieân ,thöôøng laáy töø 55 ¸ 60o (p525,[1])Þ choïn 60o. Ñoä laøm saïch cuûa xyclon: h = 90% (Baûng III.10/p531,[10]), ñöôøng kính cuûa haït buïi ñöôïc taùch ra khaù nhoû töø 5 4 20mm (Baûng III.13/p533,[5]). Baûng 20: Kích thöôùc cô baûn cuûa xyclon ñôn loaïi ЦH-15Y: STT Kích thöôùc cuûa xyclon ЦH-15 Kyù hieäu Coâng thöùc Giaù trò Ñôn vò Ghi chuù 1 Ñöôøng kính trong cuûa xyclon D 400 mm Caùc kích thöôùc lieân heä vôùi ñöôøng kính xyclon nhö ôû Baûng III.4/p524,[1] 2 Chieàu cao cöûa vaøo A 0,66D 264 3 Chieàu cao oáng taâm coù maët bích h1 1,5D 600 4 Chieàu cao phaàn hình truï h2 1.51D 604 5 Chieàu cao phaàn hình noùn h3 1,5D 600 6 Chieàu cao phaàn beân ngoaøi oáng taâm h4 0,3D 120 7 Chieàu cao chung H 3,31D 1324 8 Ñöôøng kính ngoaøi cuûa oáng ra d1 0,6D 240 9 Ñöôøng kính trong cuûa cöûa thaùo buïi d2 0,4D 160 10 Chieàu roäng cuûa cöûa vaøo b1/b 0,26D/0,2D 104/80 11 Chieàu daøi cuûa oáng cöûa vaøo L 0,6D 240 12 Khoaûng caùch töø taän cuøng xyclon ñeán maët bích h5 0,3D 120 13 Goùc nghieâng giöõa naép vaø oáng vaøo a 15 ñoä 14 Heä soá trôû löïc cuûa xyclon x 110 ñôn vò Hình 4 :Xyclon ñôn ЦH-15. Baûng21: Hieäu suaát laøm saïch cuûa xyclon loaïi ЦH-15Y Ñöôøng kính haït buïi (mm) 5 10 20 Hieäu suaát laøm saïch h (%) ñoái vôùi xyclon ñôn loaïi ЦH-15 60 88 98 Toác ñoä quy öôùc cuûa khí: (m) (CT III.47/p-522,[1]) m/s Trôû löïc qua xyclon: (CT III.50/p522,[1]) Tính trôû löïc vaø choïn quaït: Vì heä thoáng saáy daøi, trôû löïc lôùn neân ta boá trí 2 quaït ôû ñaàu vaø cuoái heä thoáng: Quaït ñaåy: ñaët ôû ñaàu heä thoáng coù nhieäm vuï cung caáp khoâng khí cho caloriphe ñeå gia nhieät sau ñoù ñaåy vaøo thuøng saáy. Quaït huùt: ñaët ôû cuoái heä thoáng coù nhieäm vuï huùt khoâng khí sau saáy ra khoûi thuøng saáy vaø qua xyclon ñeå thu hoài buïi. Vaän toác khí: (m/s) Vôùi Soáng - dieän tích tieát dieän ngang cuûa oáng (m2). Choïn quaït ly taâm aùp suaát trung bình Ц 9-57 No3 coù kích thöôùc: Maët bích cöûa ra : hình vuoâng B = 210 mm. Maët bích cöûa vaøo: hình troøn, D = 312 mm. Baûng 8: Baûng toùm taét caùc thoâng soá cuûa khoâng khí treân ñöôøng oáng 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 w (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 r (kg/m3) 1,202 0,784 1,11 Baûng 9 : Thieát keá heä thoáng ñöôøng oáng S TT Ñieåm baét ñaàu Ñoaïn oáng Ñieåm keát thuùc Vò trí Kích thöôùc (mm) Vaän toác khí v (m/s) Chieàu daøi L (m) Kích thöôùc (mm) Vaän toác khí v (m/s) Vò trí Kích thöôùc (mm) Vaän toác khí v (m/s) 1 Ñaàu oáng vaøo quaït ñaåy Æ160 16,41 0,25 Æ160 16,41 Cöûa vaøo quaït ñaåy Æ160 16,41 2 Cöûa ra quaït ñaåy º130 18,87 0,5 Æ160 16,41 Loái vaøo caloriphe Æ100 42,01 3 Cöûa ra caloriphe Æ160 16,41 1.75 Æ160 16,41 Cöûa vaøo thuøng saáy Æ160 16,41 4 Cöûa ra thuøng say Æ160 16,41 0,5 Æ160 16,41 Cöûa vaøo xyclon º104*80 39,66 5 Cöûa ra cuûa cyclon Æ160 16,41 0,25 Æ160 16,41 Cöûa vaøo quaït huùt Æ160 16,41 Tính trôû löïc ñöôøng oáng: Trôû löïc ma saùt treân ñöôøng oáng: AÙp suaát caàn thieát ñeå khaéc phuïc trôû löïc ma saùt khi doøng chaûy oån ñònh trong oáng daãn thaúng : (CT II.55/p377,[10]) Trong ñoù: v, rk, mk : vaän toác (m/s); khoái löôïng rieâng (kg/m3) vaø ñoä nhôùt (Ns/m2) cuûa khoâng khí saáy taïi caùc vò trí töông öùng. L - chieàu daøi oáng daãn (m). Dtñ - ñöôøng kính töông ñöông cuûa ñöôøng oáng (m). OÁng troøn : Dtñ = Doáng OÁng hình chöõ nhaät : . Vôùi a, b - chieàu daøi 2 caïnh tieát dieän chöõ nhaät cuûa oáng (m). l - heä soá trôû löïc ma saùt cuûa oáng, phuï thuoäc vaøo cheá ñoä chuyeån ñoäng cuûa chaát loûng Re vaø ñoä nhaùm thaønh oáng. Vôùi chuaån soá Reynolds: (CT V.36/p13,[11]) Baûng 10: Keát quaû tính trôû löïc ma saùt treân ñöôøng oáng: STT Ñoaïn oáng L (m) Dtñ (m) Re l (BaûngPII.4/p244,[3] DPl (N/m2) 1 Daãn vaøo quaït ñaåy 0,25 0,16 1,44.105 0,0224 2,52 2 Töø sau quaït ñaåy ñeán tröôùc caloriphe 0,5 0,16 1,44.105 0,0224 1,26 3 Töø sau caloriphe ñeán tröôùc thuøng saáy 1,75 0,16 1,44.105 0,0224 13,09 4 Töø sau thuøng saáy ñeán xyclon 0,5 0,16 1,44.105 0,0224 1,45 5 Töø sau xyclon ñeán quaït huùt 0,25 0,16 1,44.105 0,0224 1,45 19,77 Trôû löïc cuïc boä treân ñöôøng oáng: AÙp suaát caàn thieát ñeå khaéc phuïc trôû löïc cuïc boä do đột mở trong oáng daãn: Vôùi: -A1, A2 – dieän tích oáng coù tieát dieän nhoû vaø oáng coù tieát dieän lôùn (m2). -u – vận tốc trung bình trong tiết diện nhỏ (m/s). Trôû löïc do ñoät môû ñöôïc tính toaùn vaø thu ñöôïc keát quaû nhö ôû 2 Baûng 27. Baûng 27: AÙp suaát caàn thieát ñeå khaéc phuïc trôû löïc cuïc boä do ñoät môû: S T T Vò trí trôû löïc OÁng nhoû OÁng lôùn (Baûng No11/p387,[11]) U(m/s) (m/s) (N/m2) Dtñ1 (m) A1 (m2) Dtñ2 (m) A2 (m2) 1 Cöûa ra quaït ñaåy noái vôùi ñöôøng oáng º 0,13 0,0169 0,16 0,02 0,845 0,155 19,53 29,56 2 Đường ống nối với thân calorife 100 0,00785 0,4 0,1256 0,0625 0,9375 42,04 828,45 3 Ñöôøng oáng noái vôùi buồng sấy 0,16 0,02 0,8 0,5024 0,04 0,96 16,5 130,68 4 Đường ống nối với thân xyclon 104/80 0,00832 0,4 0,1256 0,066 0,934 39,66 734,55 1723,24 Trở lực cục bộ do đột thu trong ống dẫn: Kc : hệ số đột thu A1, A2 : tiết diện ống nhỏ, ống lớn u : vận tốc trung bình trong ống có diện nhỏ. Baûng 28: AÙp suaát caàn thieát ñeå khaéc phuïc trôû lực cục bộ do đột thu: STT Vị trí trở lực Ống nhỏ Ống lớn u 1 Đường ống nối cửa vào calorife 0,1 0,00785 0,16 0,02 0,3925 0,243 42,02 214,5 2 Thân calorife nối với đường ống 0,16 0,02 0,4 0,1256 0,16 0,336 16,5 45,74 3 Thân thùng sấy nối với đường ống 0,16 0,02 0,8 0,5026 0,04 0,384 16,5 52,272 4 Thân xyclon nối với đường ống 0,16 0,02 0,4 0,1256 0,16 0,336 16,5 45,74 358,252 Trở lực cục bộ do khúc quanh trong ống dẫn (có: 5 khúc quanh) Tính cho khúc quanh 900 : Với Kf là hệ số tổn thất do khớp nối và van, trường hợp khúc quanh 900 Kf = 0,9 u: Vận tốc trung bình của dòng chảy trong ống qua khớp nối. u=16,5 m/s Khi ñoù ta tính ñöôïc trôû löïc cuïc boä treân ñöôøng oáng: = = 1723,24 + 358,252 + 612,56 = 2694,06N/m2. Toån thaát coät aùp qua caùc thieát bò cuûa heä thoáng: Coät aùp toaøn phaàn caàn thieát ñeå khaéc phuïc taát caû söùc caûn thuyû löïc trong heä thoáng: (CT II.53/p.376,[9]) Toån thaát coät aùp toaøn phaàn, ôû ñieàu kieän laøm vieäc (do söû duïng ñaëc tuyeán thaønh laäp cho ñieàu kieän tieâu chuaån): ,N/m2 (CT II.238a, [1]) Vôùi: t - nhieät ñoä laøm vieäc cuûa khí: tk = 65 oC. B - aùp suaát taïi choã ñaët quaït: B = 760 mmHg. rk - khoái löôïng rieâng cuûa khí ôû ñieàu kieän laøm vieäc: rk = 1,032 kg/m3. r - khoái löôïng rieâng cuûa khí ôû ñieàu kieän tieâu chuaån: r = 1,293 kg/m3. Tính coâng suaát ñoäng cô quay quaït: Trôû löïc maø quaït phaûi khaéc phuïc DPquaït: Do ta söû duïng 2 quaït huùt vaø ñaåy ôû 2 ñaàu heä thoáng neân ñoái vôùi moãi quaït: DPquaït = N/m2 = 355 mmH2O. Coâng suaát treân truïc ñoäng cô ñieän khi vaän chuyeån khoâng khí ôû nhieät ñoä cao: (kW) (CT II.239b/p463,[11]) Vôùi: V - naêng suaát quaït, laáy baèng löu löôïng khoâng khí trong heä thoáng ôû ñieàu kieän laøm vieäc: V = 3642m3/h = 1,012 m3/s hq - hieäu suaát quaït, laáy theo ñaëc tuyeán: hq = 0,5 (Hình II.56a/p488,[11]) htr : hieäu suaát truyeàn ñoäng. Khi noái quaït truïc ñoäng cô baèng khôùp truïc: htr = 0,98 (p463,[11]) Coâng suaát ñoäng cô ñieän:Nñc = k3.N (kW) (CT II.240/p464,[11]) Vôùi k3 - heä soá döï tröõ: k3 = 1 (Baûng II.48/p464,[11]). Þ Nñc =11,44kW. Choïn ñoäng cô coù coâng suaát Nñm = 12 kW. Taøi lieäu tham khaûo [1]. Phaïm Vaên Boân, Nguyeãn Ñình Thoï, “Quaù trình vaø Thieát bò Coâng ngheä Hoùa hoïc, taäp 5, Quaù trình vaø Thieát bò Truyeàn nhieät”, NXB ÑHQG TPHCM, 2000. [2]. Phaïm Vaên Boân, “Soå tay daãn nhieät khoâng oån ñònh (phoûng theo A.V.Luikov) – Thoâng soá nhieät lyù cuûa thöïc phaåm vaø nguyeân lieäu (phoûng theo A.S.guizbour”, TPHCM, 2004. [3]. Hoaøng Vaên Chöôùc, “Kyõ thuaät saáy”, NXB KHKT, 1997. [4]. Buøi Haûi, Döông Ñöùc Hoàng, Nguyeãn Ñình Thoï, “Thieát bò trao ñoåi nhieät”, NXB KHKT, 1999. [5]. Nguyeãn Troïng Hieäp, Nguyeãn Vaên Laãm, “Thieát keá chi tieát maùy”, NXBGD, 2000. [6]. Nguyeãn Vaên Luïa, “Kyõ thuaät saáy vaät lieäu”, NXB ÑHQG TPHCM, 2001. [7]. Vuõ Baù Minh, Hoaøn minh Nam, “Cô hoïc vaät lieäu rôøi”, NXB KHKT, 1998. [8]. Hoà Leâ Vieân, “Thieát keá tính toaùn caùc chi tieát thieát bò hoùa chaát, taäp 1”, NXB KHKT, 1978. [9]. Hoà Leâ Vieân, “Thieát keá tính toaùn caùc chi tieát thieát bò hoùa chaát, taäp 2”, NXB KHKT, 1978. [10]. Caùc taùc giaû, “Soå tay Quaù trình vaø Thieát bò Coâng ngheä Hoùa chaát, taäp I”, NXB KHKT, 1999. [11]. Caùc taùc giaû, “Soå tay Quaù trình vaø Thieát bò Coâng ngheä Hoùa chaát, taäp II”, NXB KHKT, 1999. [12]. Phaïm Vaên Thôm, “Soå tay thieát keá thieát bò hoùa chaát vaø coâng ngheä thöïc phaåm”,2000. [13]. Phaïm Vaên Boân, “Quaù trình vaø Thieát bò Coâng ngheä Hoùa chaát, taäp 10, Ví duï vaø Baøi taäp”, TPHCM.