Tài liệu Đề tài Tìm hiểu thiết kế hệ thống sấy cá: THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY
Họ và tên: Đặng Hồng Chuyên.
Khóa: K50.
Đề tài đồ án: THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY CÁ
I. Những số liệu ban đầu:
· Năng suất:
G1 = 3 tấn/ngày.
· Địa điểm xây lắp: Tỉnh Thanh Hóa.
· Nguồn năng lượng cung cấp: Hơi nước bão hòa.
II. Nội dung thiết kế:
1. Tìm hiểu và thiết kế công nghệ.
2. Tính toán nhiệt, ẩm của hệ thống sấy(HTS).
3. Thiết kế chi tiết HTS.
III. Bản vẽ:
1. Bản vẽ tổng thể hệ thống sấy.
2. Các bản vẽ chi tiết.
IV. Thời gian thiết kế:
Ngày giao đầu bài: 01/09/2009. Ngày hoàn thành: 30/10/2009.
V. Cán bộ hướng dẫn: TS. Đặng Trần Thọ
LỜI NÓI ĐẦU
Sấy là một quá trình công nghệ được sử dụng trong rất nhiều ngành công nghiệp và nông nghiệp khác nhau. Trong nông nghiệp sấy là một trong những công đoạn quan trọng của công nghệ sau thu hoạch. Trong công nghiệp cũng như nông nghiệp chế biến nông- hải sản, công nghiệp chế biến gỗ, công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng… kỹ thuật sấy cũng đóng một vai trò quan trọng trong dây truyền sản xuất.
Thực tế...
38 trang |
Chia sẻ: hunglv | Lượt xem: 1130 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang mẫu tài liệu Đề tài Tìm hiểu thiết kế hệ thống sấy cá, để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY
Họ và tên: Đặng Hồng Chuyên.
Khóa: K50.
Đề tài đồ án: THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY CÁ
I. Những số liệu ban đầu:
· Năng suất:
G1 = 3 tấn/ngày.
· Địa điểm xây lắp: Tỉnh Thanh Hóa.
· Nguồn năng lượng cung cấp: Hơi nước bão hòa.
II. Nội dung thiết kế:
1. Tìm hiểu và thiết kế công nghệ.
2. Tính toán nhiệt, ẩm của hệ thống sấy(HTS).
3. Thiết kế chi tiết HTS.
III. Bản vẽ:
1. Bản vẽ tổng thể hệ thống sấy.
2. Các bản vẽ chi tiết.
IV. Thời gian thiết kế:
Ngày giao đầu bài: 01/09/2009. Ngày hoàn thành: 30/10/2009.
V. Cán bộ hướng dẫn: TS. Đặng Trần Thọ
LỜI NÓI ĐẦU
Sấy là một quá trình công nghệ được sử dụng trong rất nhiều ngành công nghiệp và nông nghiệp khác nhau. Trong nông nghiệp sấy là một trong những công đoạn quan trọng của công nghệ sau thu hoạch. Trong công nghiệp cũng như nông nghiệp chế biến nông- hải sản, công nghiệp chế biến gỗ, công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng… kỹ thuật sấy cũng đóng một vai trò quan trọng trong dây truyền sản xuất.
Thực tế cho thấy quá trình truyền nhiệt nói chung và quá trình sấy nói riêng là những quá trình công nghệ phức tạp. Để thực hiện tốt quá trình sấy người ta sử dụng một hệ thống bao gồm các thiết bị như: Thiết bị sấy(Hầm, buồng sấy…), Calorifer, Quạt và một số thiết bị khác…
Trong đồ án này em được giao nhiệm vụ thiết kế một hệ thống sấy dùng cho việc sấy sản phẩm là cá tươi với năng suất sản lượng đầu vào là
3tấn/ngày. Hệ thống được lắp đặt tại tỉnh Thanh Hóa với nhiệt độ không khí
và độ ẩm trung bình trong năm là
t = 230 C;
j=83%
[1]. Với nhiệm vụ đó em
lựa chọn công nghệ sấy hầm với tác nhân sấy là không khí được gia nhiệt và nhờ quạt thổi vào.
Với sự hướng dẫn của TS. Đặng Trần Thọ đến nay em đã hoàn thành đồ
án này. Tuy nhiên với kiến thức còn hạn chế và nguồn tài liệu tham khảo không đầy đủ, quá trình tính toán có sai số nên không tránh khỏi các sai sót. Em mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn đọc quan
tâm.
Em xin chân thành cảm ơn!...
Hà nội, ngày… tháng… năm 2009.
Sinh viên thực hiện:
Đặng Hồng Chuyên.
CHƯƠNG I
TÌM HIỂU TÍNH CHẤT VÀ TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ
SẤY CÁ
1.1 Tính chất của Cá
Nguyên liệu đầu vào của Hệ Thống Sấy là Cá Thu.
· Cấu Trúc: Cá là một hệ keo đặc được tạo nên từ các màng ngăn, các sợi và nội mạc.
· Đặc điểm hóa học của Cá: Thành phần hóa học của Cá phụ thuộc vào từng vùng đánh bắt, thời gian đánh bắt trong năm và kích cỡ lớn nhỏ của
Cá.
+ Nước: Trung bình chiếm từ 55-85% đóng vai trò, chức
năng quan trọng trong đời sống và chất lượng cá.
+ Protein: Chia làm 3 nhóm cơ bản gồm: Nhóm hòa tan trong nước, nhóm hòa tan trong dịch muối và cuối cùng là nhóm hòa tan trong
cả dịch muối và nước.
+ Chất béo: Chia làm 2 nhóm gồm: Chất béo trung bình và
Lipoit.
+ Gluxit.
+ Muối khoáng.
+ Vitamin.
Cá Thu là một loại động vật ít mỡ, có độ ẩm từ 75-80%. Khi cá chết
thì với độ ẩm như vậy sẽ là môi trường thuận lợi cho các loại vi khuẩn phát triển, gây ra hiện tượng thối rữa, ảnh hưởng đến môi trường và chất lượng sản
phẩm.
Nếu ta làm giảm độ ẩm xuống còn 35-40% thì sẽ ngăn cản được một
số loại vi khuẩn. Nếu độ ẩm chỉ còn 10-12% thì hầu như các loại vi khuẩn không còn phát triển được nữa. Ngoài các yếu tố trên thì nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến quá trình thối rữa và phân hủy của Cá.
Cá Thu là loại Cá có ít mỡ, tra bảng ra ta được nhiệt dung riêng của
Cá Thu là C = 3, 62 kJ/kg. Thực tế khi sấy thì do lượng âm trong Cá luôn thay
đổi và giảm vì vậy giá trị nhiệt dung riêng ở trên cũng không phải là luôn không đổi, tuy nhiên giá trị này chỉ để phục vụ mục đích tính toán tổn thất nhiệt do VLS mang đi nên ta có thể chấp nhận giả thiết coi nhiệt dung riêng
của Cá là không đổi và luôn bằng giá trị lớn nhất.
1.2 Tổng quan về công nghệ sấy Cá
1.2.1 Tình hình sấy thủy sản ở nước ta hiện nay
Việt nam là nước có bờ biển dài và vùng ngư trường đánh bắt cá rất rộng. Sản lượng tôm cá hàng năm rất lớn. Cũng giống như các nước kém phát triển khác thì một phần sản lượng không nhỏ được chế biến dưới dạng khô, biện pháp chủ yếu vẫn là phơi nắng truyền thống, dùng làm thức ăn cho gia súc hoặc thực phẩm cho con người, phương pháp này rất bị động khi thời tiết biến động, chất lượng sản phẩm thấp và gây ô nhiễm môi trường. Nhu cầu sấy
cá khô làm thực phẩm là cấp thiết ở nước ta hiện nay. Cá đánh bắt được tiêu
thụ trong nước không hết cần phải được sấy khô để xuất khẩu bán ra các nước khác. Hiện nay có rất nhiều hãng lớn trên thế giới cũng đã tiếp xúc với thị trường máy nông nghiệp trong đó có máy sấy nông sản và cụ thể là máy sấy
cá, họ đem đến giới thiệu và chào hàng những dây chuyền hiện đại, năng suất lớn và hoàn toàn tự động chỉ phù hợp với quy mô công nghiệp. Trong khi đó
ở Việt nam do đặc thù của nền kinh tế là sản xuất không tập trung, nhỏ lẻ và
phân tán và quan trọng là chi phí đầu tư cho những dây chuyền như vậy rất
đắt dẫn đến gây khó khăn cho nông dân hoặc các hộ kinh tế gia đình cá thể
hay các doanh nghiệp vừa và nhỏ muốn đầu tư trang bị.
Vì vậy cần phải nghiên cứu chế tạo ra những hệ thống sấy phù hợp với điều kiện của nước ta, nhưng vẫn phải đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh, giá thành thấp nhằm giảm chi phí trong quá trình đầu tư, vận hành và bảo dưỡng.
1.2.2 Công nghệ sấy Cá
a) Chọn và xử lý Cá
* Tiêu chuẩn Chọn Cá:
- Cá dùng để sấy phải đảm bảo tươi, thịt cứng, trọng lượng mỗi con vào khoảng 200gam/con.
- Cá còn nguyên vẹn không bị tổn thương.
- Cá không bị dịch bệnh hoặc có nguồn gốc xuất xứ từ những vùng mắc dịch bệnh.
- Cá có mùi tanh tự nhiên.
* Quá trình xử lý Cá:
- Tiến hành vệ sinh Cá bằng nước sạch.
- Dùng dao mổ bụng cá nhằm loại bỏ những thành phần không cần thiết như nội tạng, bỏ vây…
- Cắt bỏ đầu , xương, vẩy…
- Rửa sạch Cá một lần nữa trước khi sấy Cá.
* Yêu cầu cảm quan về thành phẩm:
Trong quá trình sấy phải đảm bảo không làm mất chất tức là phải giữ được mùi vị của Cá.
- Về màu sắc: Đảm bảo màu sắc tự nhiên của Cá, không bị dính cát
sạn.
- Về mùi, vị: Mùi thơm tanh tự nhiên của cá và không có mùi lạ, Cá
phải có vị ngọt không mặn.
- Về trạng thái: Cá khô, mình còn nguyên. Hàm lượng từ 13-15%, có hàm lượng muối từ 1-2%.
b) Công nghệ sấy Cá khô
Ta lựa chọn công ghệ sấy là công nghệ sấy hầm vì phù hợp với tính chất của vật liệu sấy và yêu cầu về năng suất không quá lớn nên lựa chọn công nghệ sấy hầm là hợp lý cả về yêu cầu công nghệ với hiệu quả kinh tế, với tác nhân sấy là không khí được gia nhiệt nhờ đi qua Calorifer dạng khí -
hơi không khí có nhiệt độ vào khoảng 80 - 950 C , được quạt thổi cưỡng bức vào hầm sấy. Vận tốc của dòng không khí nóng phụ thuộc vào lượng ẩm thoát
ra trong một đơn vị thời gian.
Để tiến hành sấy Cá làm cho độ ẩm của Cá giảm xuống còn khoảng
10-12% thì nguyên liệu đầu vào là cá đã được làm sạch sẽ được xếp lên các khay sắt, các khay sắt được sắp xếp theo trật tự trên các xe goòng rồi đưa vào buồng sấy. Lượng ẩm sau khi thoát ra được thải ra môi trường.
Quy trình phân loại, lựa chọn và sấy Cá khô:
Hình 1.1: Quy trình công nghệ Sấy Cá khô
CHƯƠNG II
PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP, DẠNG VÀ CHẾ ĐỘ SẤY
2.1 Các yêu cầu đặt ra của việc thiết kế
2.1.1 Lượng ẩm cần bay hơi tính theo giờ
Với nguyên liệu là Cá đưa vào hệ thống sấy có độ ẩm
W1 = 75% và
yêu cầu của sản phẩm sấy đầu ra có độ ẩm là
W2 = 12% .
Với thời lượng làm việc của một ngày là 20tiếng(bao gồm tất cả các việc như tháo và chất tải…). Do đó ta có trong 1h thì lượng nguyên liệu đưa
vào là:
G1 = 3 tân/20h =3000 kg/20h =150 kgVLÂ/h.
+ Do vậy năng suất sản phẩm(VLK) tính theo giờ là:
G = G . 1- W1
=150.1- 0,75 »
42,5 kgVLK/h.
2
2 1 1- W 1- 0,12
+ Lượng ẩm cần bay hơi trong 1h là:
W=G1 - G 2 =150[kgVLÂ/h] - 42,5[kgVLK/h]= 107,5kgÂ/h.
2.1.2 Lựa chọn phương pháp sấy
Do sản phẩm sấy là Cá tươi và được dùng làm thực phẩm cho cả người nên để đảm bảo về yêu cầu vệ sinh. Do đó ta sử dụng phương pháp sấy dùng không khí làm tác nhân sấy. Với yêu cầu về đặc tính của loại vật liệu sấy là Cá, và năng suất sấy không quá lớn chỉ dừng ở mức trung bình nên ta
lựa chọn công nghệ sấy hầm kiểu đối lưu cưỡng bức dùng quạt thổi.
Không khí ngoài trời được lọc sơ bộ rồi qua Calorifer khí- hơi. Không
khí được gia nhiệt lên đến nhiệt độ thích hợp và có độ ẩm tương đối thấp được quạt thổi vào buồng sấy. Trong không gian buồng sấy không khí khô thực hiện việc trao đổi nhiệt- ẩm với vật liệu sấy là Cá tươi làm cho độ ẩm tương đối của không khí tăng lên, đồng thời làm hơi nước trong vật liệu sấy được rút ra ngoài. Không khí này sau đó được thải ra môi trường.
2.1.3 Chọn chế độ sấy
Với hệ thống sấy buồng và vật liệu sấy là Cá. Ta sẽ gia nhiệt cho
1
không khí lên đến nhiệt độ
t = 700 C (lựa chọn theo yêu cầu công nghệ).
Nhiệt độ của không khí ra khỏi buồng sấy ta lựa chọn là
2
t = 400 C (lựa chọn
không được quá thấp tránh hiện tượng đọng sương bên trong buồng sấy khi
không khí bị quá bão hòa).
Do yêu cầu nhiệt độ sấy không quá thấp(sấy nóng) nên ta sử dụng sơ đồ
sấy không có đốt nóng trung gian.
Để tránh làm mất mát mùi vị nhiều của Cá ta sử dụng sơ đồ sấy hồi lưu một phần. Ngoài lý do trên thì ta đã biết rằng do chất lượng yêu cầu của sản phẩm khá cao khi dùng làm thực phẩm cho con người do vậy không khí sử dụng làm tác nhân sấy cũng phải yêu cầu sạch, vì vậy tránh phải sử dụng lượng không khí tươi ngoài trời quá lớn vừa gây tăng chi phí vận hành và lọc
bụi của hệ thống các phin lọc ta cho hồi lưu lại một phần không khí đi ra từ
buồng sấy giảm bớt chi phí về năng lượng.
2.1.4 Sơ đồ công nghệ của hệ thống sấy
Tổng hợp toàn bộ các yêu cầu trên về hệ thống ta đưa ra được sơ đồ
cho hệ thống đáp ứng được các yêu cầu trên như sau:
Hình 2.1: Sơ đồ công nghệ của hệ thống
CHƯƠNG III
TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT ẨM CỦA HỆ THỐNG SẤY
A- QUÁ TRÌNH SẤY LÝ THUYẾT
3.1 Các thông số của không khí trong hệ thống
3.1.1 Thông số của không khí ngoài trời
0 0
Với các thông số của không khí ngoài trời đã cho là
t = 230 C; j
=83%
ta xác định được các thông số còn lại của không khí như sau:
0
· Phân áp suất bão hòa của hơi nước ở nhiệt độ
t = 230 C
là:
p = exp[12- 4026,42 ] = exp[12-
4026,42
] = 0, 02798[Bar].
bh 0
235,5+t 0 235,5+23
· Độ chứa hơi của không khí:
0
d = 0, 621.
j0 .pb 0
= 0, 621.
0,83.0, 02798
0,98 - j0 .pb 0 0,98 - 0,83.0, 02798
= 0, 01479[kg _ âm / kg _ KKK].
· Entanpi của không khí:
I0 = 1, 004.t 0 + d0 .(2500 + 1,842.t 0 ) = 1, 004.23 + 0, 01479.(2500 + 1,842.23)
= 60, 70[kJ / kg _ KKK].
Như vậy không khí ngoài trời (0) có:
t = 230 C;
j =83%; d
= 0, 01479[kg _ âm / kg _ KKK];
0 0 0
I0 = 60, 70[kJ / kg _ KKK].
3.1.2 Thông số của không khí sau Thiết bị sấy(thông số không khí thải ra
ngoài, cũng như không khí hồi lưu lại buồng hòa trộn)
1
Với nhiệt độ của không khí khi được thổi vào buồng sấy là
t = 700 C ,
nhiệt độ của không khí khi đi ra khỏi buồng sấy là
2
t = 400 C .
Lượng không khí lưu chuyển trong thiết bị sấy(TBS) là:
L = LH + L0 .
Cân bằng ẩm cho toàn bộ hệ thống sấy có:
L0 .d0 + G1.W1 = L0 .d2 + G 2 .W2
Þ L0 .(d2 - d0 ) = G1.W-G 2 .W2 = W (Lượng ẩm cần lấy đi của vật liệu sấy).
Þ L0
= W.
1
.
(d 2 - d0 )
Cân bằng ẩm cho riêng thiết bị sấy có:
L.dM + G1.W1 = L.d2 + G 2 .W2
Þ L.(d
2 - dM ) = G1.W-G2 .W2
= W Þ L = W.
1 . (d 2 - dM )
Ta có hệ số hồi lưu:
W
n = LH
L0
= L-L0
L0
= L - 1.
L0
Þ n =
d2 - dM
- 1 =
d 2 - d0
- 1 = dM - d0 Þ d
= d0 + n.d 2 .
W d - d d - d
M 1 + n
d2 - d0
2 M 2 M
Cân bằng năng lượng cho buồng hòa trộn có:
I0 .L0 + I2 .LH = (L0 + LH ).IM .
I .L
+ I .L
I + LH .I
0 L 2
I + n.I
M
Þ I = 0 0 2 H = 0 = 0 2 .
L0 + LH
1 + LH
1 + n
Như vậy tại điểm hòa trộn M có:
L0
d = d0 + n.d2 ; I
M 1 + n M
= I0 + n.I2 .
1 + n
Quá trình sấy lý thuyết xảy ra trong thiết bị sấy là quá trình đẳng Entanpi nên có:
I1 = I2 Û Cpk .t1 + d1.(r + Cpa .t1 ) = Cpk .t 2 + d2 .(r + Cpa .t 2 ).
Do d1 = dM (Quá trình gia nhiệt đẳng dung ẩm xảy ra trong Calorifer). Thay
vào có:
C .t
+ d0 + n.d2 .(r + C .t ) = C .t
+ d .(r + C .t ).
pk 1
1 + n
pa 1 pk 2 2 pa 2
Ta rút ra được: d2
Thay vào với:
(n + 1).C .(t - t ) + d .(r + C .t )
= pk 1 2 0 pa 1 .
(r + Cpa .t 2 ) - n.Cpa .(t1 - t 2 )
t = 700 C; t
= 400 C; d
= 0, 01479 kg_âm/kgKKK
1 2 0
r=2500 kJ/kg; Cpk = 1, 004kJ / kg.K; Cpa = 1,842 kJ / kg.K; n=1
Ta có:
· Độ chứa hơi của không khí ra khỏi thiết bị sấy là:
d = (1 + 1).1, 004.(70 - 40) + 0, 01479.(2500 + 1,842.70)
2 (2500 + 1,842.40) - 1.1,842.(70 - 40)
= 0, 04051 kg_âm/kg_KKK.
· Entanpi của không khí ra khỏi thiết bị sấy là:
I2 = 1, 004.t 2 + d2 .(2500 + 1,842.t 2 ) = 1, 004.40 + 0, 04051.(2500 + 1,842.40)
= 144, 42[kJ / kg _ KKK].
· Phân áp suất bão hòa của hơi nước ở nhiệt độ
2
t = 400 C
là:
p = exp[12- 4026,42 ] = exp[12-
4026,42
] = 0, 07317[Bar].
bh 2
235,5+t 2 235,5+40
· Độ ẩm tương đối của không khí ra khỏi thiết bị sấy là:
2
j = d2 .pkq =
0, 04051.0, 981
» 0,82=82%.
pbh 2 (0, 621 + d 2 ) 0, 07317.(0, 621 + 0, 04051)
Như vậy không khí ra khỏi thiết bị sấy (2) có:
t = 400 C;
j =82%; d
= 0, 04051[kg _ âm / kg _ KKK];
2 2 2
I2 = 144, 42[kJ / kg _ KKK].
3.1.3 Thông số của không khí sau buồng hòa trộn:
Không khí sau buồng hòa trộn là trạng thái điểm (M) có:
· Độ chứa hơi của không khí sau buồng hòa trộn là:
d = d0 + n.d2
= 0, 01479 + 1.0, 04051 = 0, 02765 kg_âm/kg_KKK.
M 1 + n 1 + 1
· Entanpi của không khí sau buồng hòa trộn là:
I = I0 + n.I2
= 60, 70 + 1.144, 42 = 102,56 kg_âm/kg_KKK.
M 1 + n 1 + 1
· Nhiệt độ của không khí sau buồng hòa trộn là:
M
t = IM - d M .r
= 102,56 - 0, 02765.2500 = 31, 70 C.
Cpk + d M .Cpa 1, 004 + 0, 02765.1,842
· Phân áp suất bão hòa của hơi nước ở nhiệt độ
M
t = 31, 70 C
là:
p = exp[12-
4026,42
] = exp[12-
4026,42
] = 0, 04647[Bar].
bhM
235,5+t M 235,5+31,7
· Độ ẩm tương đối của không khí sau buồng hòa trộn là:
M
j = d M .pkq =
0, 02765.0,981
» 0,899=90%.
pbhM (0, 621 + dM ) 0, 04647.(0, 621 + 0, 02765)
Như vậy không khí sau buồng hòa trộn (M) có:
t = 31, 70 C; j
=90%; d
= 0, 02765[kg _ âm / kg _ KKK];
M M M
IM = 102,56[kJ / kg _ KKK].
3.1.4 Thông số của không khí sau Calorifer(đi vào thiết bị sấy)
Không khí sau Calorifer hay không khí đi vào thiết bị sấy là trạng thái
điểm (1) có:
· Độ chứa hơi của không khí sau Calorifer là:
d1 = dM = 0, 02765 kg_âm/kgKKK.
· Entanpi của không khí sau buồng hòa trộn là:
I1 = 1, 004.t1 + d1.(2500 + 1,842.t1 ) = 1, 004.70 + 0, 02765.(2500 + 1,842.70)
= 143, 0[kJ / kg _ KKK].
· Phân áp suất bão hòa của hơi nước ở nhiệt độ
M
t = 700 C
là:
p = exp[12- 4026,42 ] = exp[12-
4026,42
] = 0,30735[Bar].
bh1
235,5+t1 235,5+70
· Độ ẩm tương đối của không khí sau buồng hòa trộn là:
1
j = d1.pkq =
0, 02765.0,981
» 0,136=13,6%.
pbh1 (0, 621 + d1 ) 0,30735.(0, 621 + 0, 02765)
Như vậy không khí đi vào thiết bị sấy (1) có:
1 1 1
t = 700 C; j =13,6%; d
= 0, 02765[kg _ âm / kg _ KKK];
I1 = 143, 0[kJ / kg _ KKK].
3.2 Lưu Lượng không khí khô lý thuyết
3.2.1 Lượng không khí khô lý thuyết lưu chuyển trong thiết bị sấy là
llt =
1
d2 - d1
= 1
0, 04051 - 0, 02765
» 77,8[kg _ KKK / kg _ âm].
Lưu Lượng không khí khô lý thuyết lưu chuyển trong thiết bị sấy là:
Llt = W.llt = 107,5.77,8 » 8364[kg _ KKK / h].
Với nhiệt độ trung bình của dòng khí lưu chuyển trong thiết bị sấy là:
tb tb
t = 0,5.(70 + 40) = 55,50 C Þ r = 1, 0765 kg_KKK/m3 _KKK.
Do đó lưu lượng thể tích không khí lưu chuyển qua thiết bị sấy là:
lt
Vlt =
L
rtb
= 8364
1, 0765
» 7770 m3 / h.
3.2.2 Lượng không khí khô ngoài trời lý thuyết cấp vào cần thiết là:
lt
llt = l
= 77,8 » 39, 0[kg _ KKK / kg _ âm].
o 1 + n 1 + 1
Lưu lượng không khí khô ngoài trời lý thuyết cấp vào cần thiết là:
lt lt
Lo = W.l0
= 107,5.39, 0 » 4193[kg _ KKK / h].
Với nhiệt độ của của không khí ngoài trời là:
0
t = 230 C Þ r = 1, 202 kg_KKK/m3 _KKK.
Do đó lưu lượng thể tích không khí cấp vào cần thiết là:
lt
Vlt = L0 =
4193 » 3490 m3 / h.
0 r 1, 202
3.3 Biểu diễn các thông số trạng thái của TNS trên đồ thị I-d
a) Sơ đồ công nghệ:
Hình 3.1: Sơ đồ công nghệ và các thông số trong quá trình sấy lý thuyết
b) Đồ thị thông số trạng thái của TNS:
Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn quá trình sấy lý thuyết
Để xây dựng được đồ thị biểu diễn quá trình sấy thực ta cần tính toán
được các tổn thất của hệ thống sấy, muốn vậy ta cần tính toán thiết kế kết cấu của hầm sấy, các thiết bị đi kèm như khay sấy, xe goòng…
3.4 Xác định kích thước của thiết bị sấy(Khay sấy, xe goòng, Hầm sấy)
Để đáp ứng yêu cầu về năng suất. Thiết bị sấy của ta lựa chọn là Hầm sấy.Vật liệu sấy là cá tươi được chất lên các khay và các khay được chất lên các xe goòng để đẩy vào hầm sấy. Sau khi sấy xong thì mở cửa hầm và đưa
xe goòng ra ngoài.
3.4.1 Kích thước của khay sấy
Khay sấy dùng để xếp vật liệu sấy(Cá tươi cắt miếng dày khoảng
40mm). Khay sấy được chế tạo từ nhôm, tạo hình bằng phương pháp dập nhôm tấm bản có
chiều dày 1mm, kích
thước của khay sấy là
1100x700, như hình vẽ, tạo gờ mép ngoài khoảng 30mm để thuận tiện trong việc cầm nắm. Khối lượng của mỗi khay sấy tính
ra khoảng 3,5kg/khay.
Hình 3.3 Khay sấy
Diện tích phần khay cho phép chất tải lên là:
50x1050=0,65(m)x1,05(m) = 0,7m2.
Với kích thước như vậy khi ta chất Vật liệu sấy(Cá tươi) thành 1 lớp lên trên bề mặt lưới thép thì trên mỗi khay cho phép chất lên từ 20-25 miếng tươi, với trọng lượng mỗi miếng cá tươi là từ 450g trở lên thì trên mỗi khay cho phép chứa từ 9-11,5kg. Để tính trung bình ta lựa chọn trên mỗi khay sấy cho
phép chất lên là 10kg.
Do vậy với yêu cầu năng suất sấy là
G1 = 3 tấn trên tổng thời gian làm việc là
20h trên mỗi ngày nên số khay cần được chế tạo là:
N = 8h.3000kg
20h.10kg / khay
= 120khay.
(Chi tiết khay sấy được thể hiện trên bản vẽ KTS- No.01)
3.4.2 Kích thước của xe goòng
Xe goòng được chế tạo từ khung Inox không gỉ, các thanh Inox rỗng có
tiết diện 25x25, dày 1,5mm được hàn lại với nhau. Trên mỗi xe đặt 12 khay, mỗi khay chứa được 10kg vật liệu sấy, các khay được xếp trên mỗi tầng khay
đặt cách nhau với khoảng cách là 100mm để đảm bảo lưu thông của tác nhân
sấy(không khí nóng) được dễ dàng, dưới các chân của xe có bố trí các bánh xe
để có thể trượt được trên 2 thanh ray lắp bên trong hầm sấy.
Xe goòng được chế tạo có kích thước:
LxWxH(Leng x Width x High)=850x1250x1660mm. Kích thước xe goòng như vậy là phù hợp với điều kiện gia công cũng như chế độ làm việc của công nhân. Với kết cấu như vậy khối lượng của mỗi xe vào khoảng 28kg.
Trên mỗi xe gòng cho phép đặt 12 khay sấy, mỗi khay chứa được 10kg.
Do đó khối lượng VLS trên mỗi xe là:
G X = 12.10 = 120 kgVLS / Xe.
Với thời gian làm việc trên mỗi ngày là t = 20h , thời gian để sấy
là t = 8h . Do đó để sấy hết được
là:
G1 = 3000 kgVLS thì số xe goòng cần thiết
x
N = G1.t =
3000(kgVLS).8(h)
= 10 Xe.
G X .t 120(kgVLS / Xe).20(h)
Ta chế tạo dư ra 2 xe, do vậy tổng số xe goòng cần chế tạo là 12 Xe.
Hình dáng của xe goòng được trình bày trong hình dưới đây:
Hình 3.4 Xe goòng
(Chi tiết xe goòng được thể hiện qua bản vẽ KTS- No.02).
3.4.3 Kích thước của Hầm sấy
Hầm sấy được xây dựng theo kích thước đảm bảo thuận lợi việc di chuyển của các Xe goòng, thuận tiện cho việc đẩy xe vào cũng như kéo xe ra khỏi hầm sấy. Hầm sấy được xây dựng theo các kích thước sơ bộ sau:
a) Chiều rộng của hầm sấy Bh:
Chiều rộng của hầm phụ thuộc vào chiều rộng của xe goòng. Ta lấy dư
ra 2 phía mép trái và mép phải của xe là 100mm để xe di chuyển dọc theo
hầm sấy được dễ dàng:
Bh = Bx + 2.100 = 1250 + 2.100 = 1450mm.
b) Chiều cao của hầm sấy Hh:
Chiều cao của hầm phụ thuộc vào chiều cao của xe goòng. Ta lấy dư ra
phía mép trên của xe là 150mm để xe di chuyển dọc theo hầm sấy được dễ
dàng:
H h = Hx + 150 = 1650 + 150 = 1800mm.
c) Chiều dài của hầm sấy Lh:
Chiều dài của hầm phụ thuộc vào chiều dài và số lượng của xe goòng làm việc trong hầm. Ta lấy dư ra phía cửa vào và cửa ra mỗi phía là 1000mm giúp cho việc đẩy xe goòng cũng như kéo ra khỏi hầm được thuận lợi:
Lh = N x .Lx + 2.1000 = 10.850 + 2.1000 = 10500mm.
Trong hệ thống sấy của ta bố trí một kênh dẫn gió nóng(nhiệt độ 700C), một kênh dẫn gió thải và một kênh dẫn gió hồi. Các kênh được xây dựng với chiều rộng hợp lý giúp cho việc lắp đặt thiết bị, vận hành và bảo dưỡng được
thuận tiện. Ta có được bản vẽ mặt bằng xây dựng hầm sấy như sau:
A
B Giã t¬i ngoµi trêi
Cöa Giã håi
bª t«ng trÇn b«ng thñy tinh c¸ch nhiÖt
Cöa Giã th¶i ra ngoµi
Qu¹t híng trôc
Calorifer khÝ - h¬i
cöa vµo xe goßng
A
cöa ra xe goßng
bª t«ng nÒn
B
Hình3.5: Mặt cắt đứng xây dựng của hầm sấy.
Với kết cấu xây dựng như trên, tốc độ
của tác nhân sấy nóng đi trong kênh dẫn vào khoảng 2,5m/s. Tốc độ này là hợp lý để giảm tổn thất áp suất cho quạt.
Trên nền của hầm có lắp 2 thanh ray để xe goòng có thể di chuyển tự do dọc theo hầm
sấy.
Cöa l¾p van giã håi
Kªnh giã nãng
Xe goßng
(Chi tiết mặt bằng xây dựng được thể hiện
qua bản vẽ KTS- No.03).
Hình 3.6: Mặt cắt bên của hầm sấy
B- QUÁ TRÌNH SẤY THỰC
3.5 Tổng các tổn thất nhiệt trong hệ thống sấy
Khi vận hành làm việc hầm sấy thì tổn thất nhiệt của HTS bao gồm các tổn thất sau:
· Tổn thất do vật liệu sấy mang đi:
QV [kJ / h ]; qV [kJ / kg _ âm].
· Tổn thất do thiết bị truyền tải(khay sấy, xe goòng):
QTBTT [kJ / h ]; qTBTT [kJ / kg _ âm].
· Tổn thất ra môi trường của kết cấu bao che:
QMT [kJ / h ]; qMT [kJ / kg _ âm].
Ta lần lượt xác định các tổn thất này như sau:
3.5.1 Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi qV [kJ / kg _ âm] :
Theo kinh nghiệm vận hành hệ thống sấy với sản phẩm sấy là nông sản thực phẩm thì sản phẩm sấy(SPS) đi ra khỏi thiết bị sấy(TBS) có nhiệt độ
thấp hơn nhiệt độ của TNS đi vào từ
5 ¸ 100 C . Do đó VLS sấy đi ra có nhiệt
độ là:
t v 2
= 70 - 100 C = 600 C .
Nhiệt độ VLS đi vào đúng bằng nhiệt độ môi trường:
t v1
= 230 C.
Nhiệt dung riêng của Cá khô là
CVK = 3, 62kJ / kg.K , với sản phẩm đầu
ra là Cá khô có độ ẩm
hầm sấy là:
W2 = 12% , do đó nhiệt dung riêng của Cá đi ra khỏi
CV 2 = CVK .(1 - W2 ) + Ca .W2 = 3, 62.(1 - 0,12) + 4,18.0,12 » 3, 7kJ / kg.K
Do vậy: Tổn thất nhiệt do sản phẩm sấy mang đi là:
QV = G 2.Cv 2 .(t v 2 - t v1 ) = 42,5.3, 7.(60 - 23) = 5820 kJ/h.
q = QV
= 5820
» 55 kJ/kg_âm.
V W 107,5
3.5.2 Tổn thất nhiệt do thiết bị truyền tải: qTBTT [kJ / kg _ âm] :
Ta có:
QTBTT = QKh + QX . Với
QKh ; QX
lần lượt là tổn thất do khay sấy
và xe goòng mang đi.
Nhiệt độ của khay sấy và xe goòng khi đi vào hầm sấy lấy bằng nhiệt độ
môi trường là: t
= t = t
= 230 C.
Kh1 X1 0
Nhiệt độ của khay sấy và xe goòng khi đi ra khỏi hầm sấy lấy gần bằng
nhiệt độ sấy: t
= t = t
= 700 C.
Kh 2 X 2 1
Khay sấy và xe goòng có khối lượng lần lượt là:
G Kh = 3, 5kg; G X = 28kg.
Nhiệt dung riêng của vật liệu chế tạo xe và khay(Inox và Nhôm) là:
CKh = 0,86kJ / kg.K; CX = 0, 42kJ / kg.K.
· Tổn thất nhiệt do khay sấy mang đi là:
Với số lượng khay là
NKh = 120 khay;
Thời gian sấy là
t = 8h.
Ta có:
Q = NKh .G Kh .CKh .(t Kh 2 - t Kh1 ) = 120.3,5.0,86.(70 - 23) » 2125kJ / h.
Kh t 8
· Tổn thất nhiệt do xe goòng mang đi là:
Với số lượng xe là
NX = 10 Xe; Thời gian sấy là
t = 8h.
Ta có:
Q = NX .G X .CX .(t X 2 - t X1 ) = 10.28.0, 42.(70 - 23) » 695kJ / h.
X t 8
Do vậy tổng tổn thất nhiệt do thiết bị truyền tải mang đi là:
QTBTT = QKh + QX = 2125 + 695 = 2820 kJ/h.
q = QTBTT
= 2820
» 27,5 kJ/kg_âm.
TBTT
W 107, 5
3.5.3 Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che: qMT [kJ / kg _ âm] :
Với kết cấu xây dựng của hầm sấy như đã thiết kế ta có:
Tiết diện tự do của TNS nóng đi trong hầm là:
Ftd = FH - FX .
Với: FX : là tiết diện của xe goòng(3 thanh thẳng đứng 25x1650, 12 thanh
X
nằm ngang 25x1200), do đó
F = 3.(0, 025x1, 65) + 12.(0, 025x1, 2) » 0, 5m2 .
2
FH : là tiết diện của hầm sấy(1450x1800), do đó
FH = 1, 45x1,8 » 2, 6m .
Vì vậy tiết diện tự do là:
Ftd
= 2, 6 - 0,5 = 2,1m2 .
Sau khi tính toán quá
trình sấy lý thuyết ta đã xác định được lưu lượng TNS đi qua hầm là Llt=7770m3/h =2,2m3/s , tuy nhiên trong quá trình sấy thực thì lượng TNS này phải lớn hơn đề bù lại các tổn thất. Do đó tốc độ TNS tối thiểu đi trong hầm
L 2, 2m3 / s
sấy là:
w = lt = » 1,1m / s. Ta giả thiết tốc độ của TNS trong quá
td
lt F 2,1m2
trình sấy thực là
w = 1, 2m / s , ta sẽ kiểm tra lại giả thiết này.
Tổn thất qua kết cấu bao che phụ thuộc vào kết cấu xây dựng của hầm sấy và bao gồm các thành phần sau:
· Tổn thất qua 2 tường bên:
QT .
· Tổn thất qua trần:
· Tổn thất qua nền:
QTR .
QN .
· Tổn thất qua 2 cửa vào và ra của hầm:
QC .
Do đó
QMT = QT + QTR + Q N + QC
Các tổn thất này được xác định qua cùng một dạng biểu thức sau:
Q = F.k.(t tb - t 0 ) .
Trong đó:
t tb : Nhiệt độ trung bình của TNS trong hầm được lấy trung bình như sau
tb 1 2
t = 0,5.(t + t ) = 0,5.(70 + 40) = 550 C.
0
t 0 : Nhiệt độ của môi trường
t 0 = 23 C.
F: Diện tích của các bề mặt tính tổn thất tương ứng.
k: Hệ số trao đổi nhiệt, tính qua biểu thức
k = 1
a1
1 .
+ å di + 1
li a2
Với
a1 ,
a2 : lần lượt là hệ số trao đổi nhiệt đối lưu của TNS với bề mặt
trong tường của hầm sấy và hệ số trao đổi nhiệt đối lưu của bề mặt ngoài
tường hầm sấy với môi trường.
a1 , a2
có thể được tính gần đúng theo tốc độ
của dòng không khí và TNS lưu chuyển qua biểu thức sau:
a = 6,15 + 4,17.w [W/m2 .K].
Với TNS đi trong hầm với
w = 1,5m / s
2
nên
a1 = 6,15 + 4,17.1, 2
» 11,2 W/m .K.
Tốc độ của gió ngoài trời ngày làm lấy là
2
w = 1, 0m / s
nên
a2 = 6,15 + 4,17.1, 0 =10,5 W/m .K
30%).
(khi tính tổn thất với trần ta tăng a2
lên
Ta lần lượt xác định các tổn thất nhiệt như đã kể trên như sau:
· Tổn thất qua 2 tường bên:
Tường bên có kích thước:
QT .
2
H h xLh = 1800x10500 Þ FT = 2.(1,8x10,5) » 38m .
Tường được xây bằng gạch dày
dT = 200mm = 0, 2m , có hệ số dẫn nhiệt
lT = 0, 75W / m.K. Ta xác định được
k T =
1
1 + 0, 2 + 1
11,5 0, 75 10, 5
» 2,3W / m2 .K.
Do đó:
QT = FT .k T .(t tb - t 0 ) = 38.2, 3.(55 - 23) » 2785W.
· Tổn thất qua trần:
QTR .
Trần có kích thước
B xL
= 1450x10500 Þ F
= 1, 45x10, 5 » 15, 5m2 .
h h TR
Trần được đổ bằng bêtông cốt thép dày
d1 = 150mm = 0,15m , bọc thêm
một lớp bông thủy tinh cách nhiệt có chiều dày
d2 = 100mm = 0,1m
có hệ số
dẫn nhiệt lần lượt là
l1 = 1,55W / m.K và
l2 = 0, 06W / m.K . Ta xác định được
k TR
= 1
1 + 0,15 + 0,1 + 1
11, 5 1, 55 0, 06 1,3.10, 5
» 0, 6W / m2.K.
Do đó:
QTR = FTR .k TR .(t tb - t0 ) = 15, 5.0, 6.(55 - 23) » 300W.
· Tổn thất qua nền:
QN .
Nền có kích thước
B xL
= 1450x10500 Þ F
= 1, 45x10, 5 » 15,5m2 .
h h N
Với nhiệt độ trung bình của TNS là 550C ta có thể lấy tổn thất trên mỗi
N
m2 nền là
q = 30W / m2 .
Do đó:
QN = FN .q N = 15, 5.30 » 465W.
C
· Tổn thất qua 2 cửa vào và ra của hầm sấy:
QC .
Ở 2 phía đầu vào và đầu ra của hầm sấy có lắp cửa với kích thước
1450x1700 nên diện tích của cửa là
F = 2.(1, 45x1, 7) » 5m2 .
Cửa được làm bằng thép dày
dC = 5mm = 0, 005m , có hệ số dẫn nhiệt
lC = 0, 5W / m.K. ta xác định được
k C =
1
1 + 0, 005 + 1
11,5 0, 5 10, 5
» 5, 5W / m2 .K.
Do đó:
QC = FC .k C .(t tb - t 0 ) = 5.5,5.(55 - 23) » 880W.
Như vậy tổng các tổn thất nhiệt của hệ thống sấy qua kết cấu bao che là:
QMT = QT + QTR + Q N + QC
Þ QMT = 2785 = 300 + 465 + 880 = 4430W = 4430.3, 6kJ / h » 16000kJ / h.
Þ q = QMT
= 16000 » 150kJ / kg _ âm.
MT W 107, 5
Vì vậy tổng tất cả các tổn thất của HTS là:
D = Ca .t 0 - qV - qTBTT - qMT .
Với:
Ca .t 0 : là thành phần nhiệt vật lý do bản thân TNS đưa vào. Thay
vào ta có tổng tổn thất của HTS là:
D = 4,18.23 - 55 - 27 - 150 = -135,86 » -140kJ / kg _ âm.
3.6 Tính toán quá trình sấy thực:
Ta lần lượt xác định các thông số của TNS ở các điểm nút trong quá trình sấy thực như sau:
3.6.1 Thông số của không khí sau Thiết bị sấy(thông số không khí thải ra
ngoài, cũng như không khí hồi lưu lại buồng hòa trộn) (2t):
· Độ chứa hơi của không khí ra khỏi thiết bị sấy là:
Độ chứa hơi sau quá trình sấy thực được tính qua:
CPk .(t1 - t 2 ) +
d = i2 - D
do .(i1 - D)
(1 + n).(i2 - D)
2 t n.(i
- D)
Trước hết ta tính:
1 - 1
(1 + n).(i2 - D)
i1 = r + Cpa .t1 = 2500 + 1,842.70 = 2628, 94kJ / kg _ KKK.
i2 = r + Cpa .t 2 = 2500 + 1,842.40 = 2573, 68kJ / kg _ KKK.
Thay vào với:
1 2 0
t = 700 C; t = 400 C; d = 0, 01479kg âm/kg_KKK; n=1; D=-140kJ/kg_âm.
Ta có:
1, 004.(70 - 40)
+ 0, 01479.(2628,94 - (-140))
d2 t =
2573, 68 - (-140) (1 + 1).(2573, 68 - (-140))
1 - 1.(2628,94 - (-140))
(1 + 1).(2573, 68 - (-140))
= 0, 03807kg_âm/kg_KKK.
· Entanpi của không khí ra khỏi thiết bị sấy là:
I2 t = 1, 004.t 2 + d2 .(2500 + 1,842.t 2 ) = 1, 004.40 + 0, 03807.(2500 + 1,842.40)
= 138,15[kJ / kg _ KKK].
· Phân áp suất bão hòa của hơi nước ở nhiệt độ
2
t = 400 C
là:
p = exp[12- 4026,42 ] = exp[12-
4026,42
] = 0, 07317[Bar].
bh 2
235,5+t 2 235,5+40
· Độ ẩm tương đối của không khí ra khỏi thiết bị sấy là:
2 t
j = d2 .pkq =
0, 03807.0, 981
» 0,78=78%.
pbh 2 (0, 621 + d 2 ) 0, 07317.(0, 621 + 0, 03807)
Như vậy không khí ra khỏi thiết bị sấy (2t) có
t = 400 C; j
=78%; d
= 0, 03807[kg _ âm / kg _ KKK];
2 t 2 t 2t
I2t = 138,15[kJ / kg _ KKK].
3.6.2 Thông số của không khí sau buồng hòa trộn (Mt):
Không khí sau buồng hòa trộn là trạng thái điểm (Mt) có:
· Độ chứa hơi của không khí sau buồng hòa trộn là:
d = d0 + n.d2 t
= 0, 01479 + 1.0, 03807 = 0, 02643 kg_âm/kg_KKK.
Mt 1 + n 1 + 1
· Entanpi của không khí sau buồng hòa trộn là:
I = I0 + n.I2 t
= 60, 70 + 1.138,15 = 99,50 kg_âm/kg_KKK.
Mt 1 + n 1 + 1
· Nhiệt độ của không khí sau buồng hòa trộn là:
t = IMt - dMt .r
= 99, 50 - 0, 02643.2500 » 31, 70 C.
Mt C
pk + d Mt .Cpa 1, 004 + 0, 02643.1,842
· Phân áp suất bão hòa của hơi nước ở nhiệt độ
t Mt
= 31, 70 C
là:
p = exp[12-
4026,42
] = exp[12-
4026,42
] = 0, 04647[Bar].
bhM
235,5+t M 235,5+31,7
· Độ ẩm tương đối của không khí sau buồng hòa trộn là:
Mt
j = d Mt .pkq =
0, 02643.0,981
» 0,86=86%.
pbhM (0, 621 + dMt ) 0, 04647.(0, 621 + 0, 02643)
Như vậy không khí sau buồng hòa trộn (M) có:
t = 31, 70 C; j
=86%; d
= 0, 02643[kg _ âm / kg _ KKK];
Mt Mt Mt
IMt = 99,50[kJ / kg _ KKK].
3.6.3 Thông số của không khí sau Calorifer(đi vào thiết bị sấy)(1t)
Không khí sau Calorifer đi vào thiết bị sấy là trạng thái điểm (1t) có:
· Độ chứa hơi của không khí sau Calorifer là:
d1t = dMt = 0, 02643 kg_âm/kgKKK.
· Entanpi của không khí sau buồng hòa trộn là:
I1t = 1, 004.t1 + d1t .(2500 + 1,842.t1 ) = 1, 004.70 + 0, 02643.(2500 + 1,842.70)
» 140, 0[kJ / kg _ KKK].
· Phân áp suất bão hòa của hơi nước ở nhiệt độ
M
t = 700 C
là:
p = exp[12- 4026,42 ] = exp[12-
4026,42
] = 0,30735[Bar].
bh1
235,5+t1 235,5+70
· Độ ẩm tương đối của không khí sau buồng hòa trộn là:
1t
j = d1t .pkq =
0, 02643.0,981
» 0,130=13,0%.
pbh1 (0, 621 + d1t ) 0,30735.(0, 621 + 0, 02643)
Như vậy không khí đi vào thiết bị sấy (1t) có:
t = 700 C; j
=13%; d
= 0, 02643[kg _ âm / kg _ KKK];
1t 1t 1t
I1t = 140, 0[kJ / kg _ KKK].
3.7 Lưu Lượng không khí khô thực tế cần dùng
3.7.1 Lượng không khí khô thực tế lưu chuyển trong thiết bị sấy là:
L = W
d 2t - d1t
= 107,5
0, 03807 - 0, 02643
» 9245[kg _ KKK / h].
Với nhiệt độ trung bình của dòng khí lưu chuyển trong thiết bị sấy là:
tb tb
t = 0,5.(70 + 40) = 55,50 C Þ r = 1, 0765 kg_KKK/m3 _KKK.
Do đó lưu lượng thể tích không khí lưu chuyển qua thiết bị sấy là:
V = L
rtb
= 9245
1, 0765
» 8588 m3 / h » 2, 4m3 / s.
Do đó tốc độ của TNS trong buồng sấy trong quá trình sấy thực là:
L 2, 4m3 / s
F
wt = =
td
2,1m2
» 1,15m / s. Sai khác so với tốc độ giả thiết 1,2m/s không
nhiều(khoảng 4%)nên ta chấp nhận kết quả này.
3.7.2 Lượng không khí khô ngoài trời thực tế cấp vào cần thiết là:
0
L = W =
107, 5
» 4623[kg _ KKK / h].
(1+n).(d2t -d1t ) (1 + 1).(0, 03807 - 0, 02643)
Với nhiệt độ của của không khí ngoài trời là:
0
t = 230 C Þ r = 1, 202 kg_KKK/m3 _KKK.
Do đó lưu lượng thể tích không khí cấp vào cần thiết là:
V = L0
0 r
= 4623 » 3846 m3 / h.
1, 202
3.8 Nhiệt lượng cần cung cấp cho TNS từ Calorifer
Nhiệt lượng cần cung cấp cho HTS(cung cấp qua Calorifer khí - hơi) là:
q = I1t - IMt
d2 t - dMt
= 140, 0 - 99, 50
0, 03807 - 0, 02643
» 3480kJ / kg _ âm.
Þ Q=W.q=107,5kg_âm/h.3480kJ/kg_âm=374100kJ/h » 105kW.
Bảng cân bằng nhiệt của HTS:
STT
Đại lượng
Ký
hiệu
Giá trị
[kJ/kg_ẩm]
%
1
Nhiệt lượng có ích
q1
2281,0
65,73
2
Tổn thất do TNS
q2
957,0
27,59
3
Tổn thất do VLS
qV
55,0
1,58
4
Tổn thất do TBTT
qTBTT
27,0
0,78
5
Tổn thất ra môi trường
qMT
150,0
4,32
6
Tổng nhiệt lượng tính toán
q’
3470,0
100
7
Tổng nhiệt lượng tiêu hao
q
3480,0
100
8
Sai số tương đối
0,28
Nhận xét: Qua bảng cân bằng nhiệt ta nhận thấy tổn thất nhiệt do VLS
mang đi chỉ chiếm một phần rất nhỏ(khoảng 2%), tổn thất ra môi trường và
do thiết bị truyền tải cũng chiếm không đáng kể tổng tổn thất. Tổn thất chủ
yếu là do VLS mang đi, vì vậy khi tính toán thực tế ta có thể lấy gần đúng
tổng tổn thất này vào khoảng 10%, từ đó đơn giản hóa việc tính toán thiết kế
rất nhiều.
3.9 Biểu diễn các thông số trạng thái của TNS trên đồ thị I-d
Hình 3.7: Sơ đồ công nghệ và các thông số vào ra(sấy thực)
Các giá trị lưu lượng TNS vào và ra của HTS ở trên được tính với không khí khô, tuy nhiên với không khí ẩm thì sự sai khác này là không nhiều.
Để khắc phục sự sai khác không nhiều đó ta chọn quạt có lưu lượng lớn
hơn so với lưu lượng yêu cầu ở trên vào khoảng 5%.
Hình 3.8: Đồ thị biểu diễn quá trình sấy thực
CHƯƠNG IV
TÍNH TOÁN CÁC THIẾT BỊ PHỤ
THIẾT KẾ CALORIFER - CHỌN QUẠT- CHỌN NỒI HƠI
4.1 Tính toán thiết kế Calorifer
Với nguồn năng lượng cung cấp là hơi nước bão hòa do đó ta sẽ thiết kế một Calorifer kiểu khí- hơi ống cánh. Với nước bão hòa ngưng trong ống và TNS là không khí chuyển động bên ngoài cắt các chùm ống nhận nhiệt để đạt được nhiệt độ yêu cầu.
4.1.1 Các thông số cơ bản yêu cầu để thiết kế Calorifer:
Với yêu cầu của HTS cần nâng nhiệt độ của TNS sau điểm hòa trộn M
từ 31,70C lên đến 700C, do vậy để đảm bảo yêu cầu đặt ra ta chọn nhiệt độ
của hơi bão hòa vào là
t W1
= 1000 C.
N
Do đó nhiệt độ ngưng tụ là
t = 1000 C.
Áp suất ngưng tụ là
p N = 1at = 1, 0132Bar.
Với công suất nhiệt của Calorifer yêu cầu trong quá trình tính toán sấy
thực ở trên ta đã có
QCalorifer =105kW. Coi hiệu suất của Calorifer là 90% (10%
tổn thất là kể đến bám bụi bẩn, vật liệu chế tạo lâu ngày bị ăn mòn… ), do vậy công suất nhiệt mà hơi nước cần truyền cho TNS là:
QC =1,1.QCalorifer =1,1.105kW=115,5kW.
N
Nhiệt ẩn ngưng tụ của hơi nước ở nhiệt độ ngưng
r = 2257kJ / kg.
Lượng hơi vào Calorifer yêu cầu là:
t = 1000 C là
G = Qc
= 115, 5 = 0, 0512kg / s = 185kg / h.
h r 2257
4.1.2 Tính toán thiết kế Calorifer:
a) Tính diện tích trao đổi nhiệt F của Calorifer:
Chọn ống thép dẫn hơi có
d2 = 28mm , ống xếp so le với bước ống
d1 26mm
ngang S1 = 1,8.d2 » 50mm , bước ống dọc là
S1 = 1, 6.d2 » 45mm.
Cánh được làm bằng đồng có hệ số dẫn nhiệt
lC = 110W / m.K .
Chiều dày cánh lấy là
cánh là SC = 3, 5mm.
dC = 1mm.
Đường kính cánh là
dC = 49mm. Bước
Hình 4.1: Dàn ống cánh của Calorifer
Ta cần xác định diện tích bề mặt ngoài các ống có cánh là
F2 =
QC .
F
k .Dt
2
Độ chênh lệch nhiệt độ trung bình giưã hơi nước ngưng trong ống với không khí chuyển động ngoài ống
được biểu diễn trên đồ thị bên cạnh: Với:
Dt1 = t N - t M = 100 - 31, 7 = 68,3K.
Dt 2 = t N - t1 = 100 - 70 = 30K.
Do tỷ
số Dt1
Dt 2
= 68, 3 = 2,3 > 1,8
30
Hình 4.2: Đồ thị thay đổi nhiệt độ
Vì vậy ta phải tính độ chênh nhiệt độ trung bình Logarith như sau:
Dt = Dt1 - Dt 2
ln Dt1
Dt 2
= 68, 3 - 30 = 46, 5K.
ln 68,3
30
Hệ số trao đổi nhiệt với diện tích mặt ngoài có cánh F2 được tính khi bỏ
qua nhiệt trở dẫn nhiệt của vách ống ( d » 0) là:
l
k F2 =
1 .
eC + 1
Trong đó:
a1 a2
eC : là hệ số làm cánh, với cánh tròn thì được xác định qua biểu thức sau:
d 2 - d2
492 - 282
C
e = 1 + C 2
= 1 + = 9,885.
2.d1.SC 2.26.3, 5
a1 : là hệ số trao đổi nhiệt đối lưu giữa hơi ngưng với bề mặt trong của
0,25
æ l3 .r2 .g.r ö
ống, được xác định qua biểu thức sau:
a1 = 1, 2.a N = 1, 2.ç m.Dt .H ÷
è N ø
N
Với hơi nước bão hòa ngưng ở nhiệt độ
lý của nước ngưng bão hòa như sau:
t = 1000 C. ta có các thông số vật
l = 68,3.10-2 W/m.K r=2257kJ/kg
r=958,5kg/m3
m=282,5.10-6 Ns / m2 .
H: Chiều cao của ống. Do Calorifer được bố trí trên kênh dẫn TNS nóng
có độ cao là 700mm, nên ta thiết kế Calorifer có chiều cao ống là
H = 600mm = 0, 6m.
Dt N = t N - t w : Là độ chênh nhiệt độ giữa hơi ngưng với nhiệt độ vách
trong của ống, do
a1 rất lớn nên
Dt N rất nhỏ. Ta giả thiết
Dt N = 0, 4K (sau đó
ta sẽ kiểm tra lại giả thiết này).
0,25
3 2
æ 0, 683 .958, 5 .9,81.2257 ö
Có:
a = 1, 2.ç ÷
= 4464, 5W / m2.K.
1 è 282, 5.10-6.0, 4.0, 6 ø
a2 : Hệ số tỏa nhiệt của không khí bên ngoài ống được tính qua biểu thức
a2 = aC .hS . Với
qua biểu thức:
aC là hệ số tỏa nhiệt của không khí với cánh, được xác định
-0 ,375
a = C. lkk .Re0,625 .æ F2 ö
.Pr 0,33 .
C d ç F ÷
2 è 02 ø
· Do ống bố trí so le nên hệ số C lấy bằng: C = 0, 45.
· Tiêu chuẩn Reynoild được xác định qua:
Re = w.d2 . Tốc độ không
n
khí tại khe hẹp của cánh được xác định qua biểu thức: w =
w0 .
1 - [ d2 + 2.h.dC ]
Tốc độ của TNS(không khí) đi vào Calorifer là:
V 8588m3 / h 2, 4m3 / s
S1 S1.SC
w0 =
= =
F 1, 45x0, 7m 1, 015m2
= 2, 36m / s..
Thay vào ta xác định được:
w = 2,36
1 - [ 28 + 2.10,5.1,0 ]
50 45.3, 5
» 7,3m / s.
Với nhiệt độ trung bình của không khí qua Calorifer
0
t kk = 0,5.(31, 7 + 70) = 50,8 C.
khí như sau:
Ta tra ra được các thông số vật lý của không
l = 2, 9.10-2 W/m.K
r=1,06kg/m3
n=18,97.10-6m2 / s
Pr=0,696.
Do vậy:
Re = w.d2
n
= 7,3.0, 028
18,97.10-6
= 10, 78.103.
· F02 : Là diện tích bề mặt ống trơn không cánh với chiều dài 0,6m:
2
F02 = p.d2 .l = p.0, 028.0, 6 = 0, 0528m .
Số cánh trên chiều dài 0,6m ống được là:
C
n = l
= 600mm » 170 Cánh/1ống.
SC 3, 5mm
Diện tích phần ống trơn không phủ cánh là:
2
F0 = p.d 2.t.n C = p.0, 028.0, 0025.170 = 0, 0378m .
Diện tích cánh:
2 2 2 2
æ p.d p.d ö
F = 2. C - 2 .n
æ p.0, 049
= 2.
- p.0, 028
ö
.170 = 0, 4368m2 .
C ç 4 4 ÷ C
ç 4 4 ÷
è ø è ø
· Tổng diện tích bề mặt trao đổi nhiệt của ống với dòng không khí
chuyển động cắt ngang qua là: F = F
+ F = 0, 0528 + 0, 4368 = 0, 4896m2 .
2 02 C
Vì vậy là hệ số tỏa nhiệt của không khí với cánh
aC là:
-2
a = 0, 45. 2, 9.10
-0 ,375
ç ÷
.(10, 78.103 )0,625 .æ 0, 4896 ö
.0, 6960,33 » 59, 0W / m2 .K.
C 0, 028
è 0, 0528 ø
FC
hS : Là hệ số hiệu quả làm cánh
hS = 1 - (1 - hC ). .
F2
Tỷ số
FC = 0, 4368 » 0,88. F2 0, 4869
dC 49
Hiệu suất cánh
hC được tra trên đồ thị theo
= = 1, 75 , và tích số
d2 28
b.h với: b =
2.aC =
lC .dC
2.59, 5
110.0, 001
» 32,9. Þ b.h = 32, 9.0, 0105 » 0,35 .
Tra ra ta được
hC = 0,92. Do vậy:
2
hS = 1 - (1 - 0, 92).0,88 = 0, 93.
Þ a2 = aC .hS = 59.0, 93 = 54,8W / m .K
Ta kiểm tra lại giả thiết về
Dt N = 0, 4K do
Dt N
phải thỏa mãn
a1Dt N = a2 .Dt kk
Coi
Dt kk = Dt = 46,5K
nên ta có
Dt N
= a2 .Dt kk
a1
= 54,8.46, 5 = 0,55 (sai lệch so với
4464,5
Dt N
= 0, 4K không nhiều nên
ta chấp nhận kết quả này ).
Hệ số trao đổi nhiệt với diện tích mặt ngoài có cánh F2 được tính khi bỏ
qua nhiệt trở dẫn nhiệt của vách ống ( d » 0) là:
l
k = 1 = 1
= 48,8W / m2 .K.
F2 e
1 9, 985 1
C + +
a1 a2
4464, 4 54,8
Khi kể tới bám bụi bẩn ở cánh cũng như đóng cặn của hơi nước bên
trong ống ta có hệ số trao đổi nhiệt tính với hệ số bám bẩn
F F
k t = k .j = 48,8.0,85 = 41, 5W / m2 .K.
2 2
j = 0,85 là:
Do vậy diện tích trao đổi nhiệt bề mặt ngoài của cánh là:
3
F2 =
QC
k t .Dt
= 115,5.10
41, 5.46, 5
» 60m2 .
F2 kk
Diện tích trao đổi nhiệt bề mặt trong của các ống là:
1
F = F2
eC
= 60
9,885
» 6,1m2 .
b) Tính thiết kế kích thước hình học của Calorifer:
Với chiều cao ống hay chiều dài ống đã chọn ở trên là H = l = 0, 6m ta có
tổng số các ống n là:
n = F1 =
p.d1.l
6,1
p.0, 026.0, 6
= 124, 5 » 125 (ống).
Do giới hạn chiều rộng của kênh dẫn TNS để đặt Calorifer là 1450mm nên ta chọn số ống trên một hàng tối đa sao cho không vượt quá kích thước trên, cụ thể với đường kính của cánh là 49mm nên ta có thể bố trí được số ống trong một dãy ống là:
m = 1450mm / 49mm = 29,5 (ống) ta chọn m = 25 (ống/1dãy).
Số dãy ống dễ dàng xác định được qua tổng số ống và số ống trên mỗi
hàng là: z = n
= 125 = 5 (dãy ống).
m 25
Ở phía 2 đầu của chùm ống có đặt các ống góp hơi và ống góp lỏng. Ta
lựa chọn đường kính của 2 ống góp này có đường kính trong và đường kính
ngoài lần lượt là:
di = 100mm; d0 = 105mm .
c) Tính toán tổn thất áp suất(trở lực) của dòng không khí(TNS)
chuyển động cắt ngang qua Calorifer:
Trở lực của không khí bao gồm trở lực ma sát và trở lực cục bộ được tính gần đúng theo quan hệ sau:
Trong đó:
Z: Số hàng ống, ở đây Z = 5.
w2
Dp = x.r. .Z
2
w : Tốc độ của dòng không khí qua khe hẹp của Calorifer, ở đây
w = 7,3m / s.
r : Khối lượng riêng của không khí, ở đây
r = 1, 06kg / m3.
x : Hệ số trở lực, với chùm ống so le được xác định gần đúng qua biểu thức sau:
x = 0, 72.Re-0 ,245 .æ S1 - d 2 + 2 ö
0,9 0 ,9
æ S - d ö
. 1 2
æ S - d ö
. 1 2
-0,4
ç ÷ ç ÷ ç ÷
è SC
ø è d2
ø è S2 - d 2 ø
0,9 0 ,9
-0 ,4
x = 0, 72.(10, 78.103 )-0 ,245 .æ 50 - 28 + 2 ö
.æ =50 - 28 ö
.æ =50 - 28 ö
ç 3, 5
÷ ç 28
÷ ç 45 - 28 ÷
Þ x = 0, 36.
è ø è ø è ø
w2 7, 32
Thay vào ta có:
Dp = x.r. .Z = 0,36.1, 06. .5 » 60Pa.
2 2
d) Bản vẽ thể hiện Calorifer(chi tiết trong bản vẽ KTS- No.04):
4.2 Tính toán chọn quạt:
Để lựa chọn được quạt đáp ứng được yêu cầu làm việc của HTS ta cần
xác định được Lưu lượng V và cột áp Dp .
4.2.1 Lưu lượng quạt:
Quạt được bố trí trên kênh dẫn TNS sau điểm hòa trộn (M), có lưu
lượng qua quạt là(ta lấy dư là 5%)
V = 1, 05.8588 m3 / h » 9000m3 / h.
4.2.2 Cột áp của quạt(tổng trở lực mà quạt cần khắc phục):
Tổng trở lực của hệ thống mà quạt cần khắc phục được tính qua biểu thức sau:
Trong đó:
Dp = å Dpcb + å Dpms + å Dphh + DpCalorifer .
· Dpcb : Là trở lực cục bộ, xảy ra tại những vị trí mà dòng TNS bị
chuyển hướng, đột mở hoặc đột thu…Được xác định qua biểu thức:
w2 æ
t[0C] ö
Dpcb = xcb .r0 .
2 .ç1 +
273
÷ Pa .
è ø
Khối lượng riêng của không khí ở điều kiện chuẩn là
0
r = 1, 293kg / m3 .
· Dpms : Là trở lực ma sát, xảy ra dọc theo kênh dẫn TNS, phụ thuộc
vào độ nhám bề mặt của kênh dẫn…Được xác định qua biểu thức:
L w2 æ
t[0C] ö
Dpms = lms . d
r0 .
2 .ç1 +
273
÷ Pa .
td è ø
Đường kính tương đương của kênh dẫn được xác định qua biểu thức:
0,25
d = 4F . Hệ số trở lực ma sát
æ K ö
l = 0,11.
, độ nhám mặt trong tường
td U
ms ç
d
è
÷
td ø
lấy là K = 5mm = 0, 005m.
· Dphh : Là trở lực hình học, do trọng lượng của dòng không khí gây
ra, phụ thuộc vào hướng chuyển động của dòng TNS. Giá trị của
Dphh
lấy dấu
“+” nếu dòng TNS đi từ trên xuống dưới và lấy dấu “-” trong trường hợp
ngược lại. Được xác định qua biểu thức:
æ 1
Dp = ±H.g.r
- 1 ö Pa.
è t mt ø
hh 0 ç + 273 t + 273 ÷
· DpCalorifer : Là trở lực qua Calorifer, đã xác định được ở trên là
DpCalorifer = 60Pa.
Cöa Giã th¶i ra ngoµi Giã t¬i ngoµi trêi
t= 23,0 0C
F A
Cöa Giã håi
Qu¹t híng trôc
t= 31,7 0C
B Calorifer khÝ - h¬i
C t= 70,0 0C
t= 40,0 0C
E
cöa vµo xe goßng
t= 70,0 0C
D
cöa ra xe goßng
Hình 4.3: Phân bố các loại trở lực trong hệ thống Sấy
Ta xác định lần lượt các trở lực trên như sau:
a) Tổng trở lực cục bộ å Dpcb :
å Dpcb = Dpcb
+ Dpcb
+ Dpcb
+ Dpcb
+ Dpcb
( A ) ( B) ( D ) ( E ) ( F)
Ta có bảng kết quả tính toán như sau:
Điểm nút
x
Tốc độ
w[m/s]
Nhiệt độ
t[0C]
Trở lực cục bộ
Dpcb[Pa]
(A)
0,30
1,65
31,7
0,60
(B)
0,25
2,35
31,7
1,00
(D)
0,25
1,65
70,0
0,55
(E)
0,25
2,05
40,0
0,78
(F)
0,30
6,95
40,0
10,75
Tổng trở lực cục bộ å Dpcb
13,68
b) Tổng trở lực hình học å Dphh :
å Dphh = Dphh
+ Dphh
( AB) ( EF)
Ta có bảng kết quả tính toán như sau:
Đoạn
Chiều cao H[m]
Nhiệt độ t[0C]
Trở lực hình học Dpms[Pa]
(AB)
2,8
31,7
+3,5.10-3
(CD)
2,8
40,0
-6,5.10-3
Tổng trở lực hình học å Dphh
-3,0.10-3
c) Tổng trở lực ma sát å Dpms :
å Dpms = Dpms
+ Dpms
+ Dpms
+ Dpms
( AB) ( CD ) ( DE ) ( EF)
Ta có bảng kết quả tính toán như sau:
Đoạn
lms
L[m]
dtđ
w[m/s]
t[0C]
Trở lực ma sát
Dpms[Pa]
(AB)
0,30
2,8
1,18
1,65
31,7
1,40
(CD)
0,25
9,0
0,95
2,35
70,0
10,62
(DE)
0,25
10,5
1,61
1,1
55,5
1,54
(EF)
0,25
3,8
1,03
2,05
40,0
2,87
Tổng trở lực ma sát å Dpms
16,42
Do vậy tổng trở lực mà quạt cần khắc phục của hầm sấy là:
Dp = 13, 68 + 16, 42 + (-3, 0.10-3 ) + 60 » 90Pa .
4.2.3 Chọn quạt và tính công suất điện tiêu thụ của quạt:
Với yêu cầu của quạt cần chọn đảm bảo Lưu lượng và cột áp là
V = 9000m3 / h; Dp=90Pa. Sử dụng phần mềm chọn quạt của hãng Fantech
[4] ta lựa chọn được quạt có thông số như sau:
Hình 4.4: Kết quả chọn quạt bằng phần mềm FansTech
Các thông số của quạt chọn được gồm:
· Model: SCE564
· Lưu lượng: 2,5m3/s(9000m3/h)
· Cột áp: 90Pa
· Nhiệt độ không khí làm việc: 32 0C
· Độ cao lắp quạt: 3m
· Đường kính đầu đẩy: 560mm
· Tốc độ cánh quạt: 22vòng/s (1320 vòng/phút)
· Trọng lượng: 22kg
· Công suất động cơ: 0,75kW(1HP)
· Nguồn điện cung cấp: 220-240V/50Hz
· Động cơ có 4 cực(2 cặp cực)
4.3 Tính chọn nồi hơi:
Với yêu cầu của Calorifer hơi vào có nhiệt độ bão hòa 1000C(áp suất bão hòa tương ứng là 1,0132Bar), lưu lượng hơi vào là 185kg/h. Ta lựa chọn nồi hơi của hãng NỒI HƠI ĐÔNG ANH [5] ra được loại nồi đáp ứng được các yêu cầu trên như sau:
Các thông số kỹ thuật của nồi hơi như sau:
Loại nồi NHOL kiểu đứng
NHOL 0.5/8
Năng suất sinh hơi D[kg/h]
500
Áp suất làm việc p[Bar]
8
Nhiệt độ bão hòa t[0C]
173
Loại nhiên liệu
Than
(Để có được nhiệt độ(áp suất) cũng như sản lượng hơi ra ta cần bố trí các loại van điều chỉnh áp suất, điều chỉnh lưu lượng hơi để đáp ứng đúng yêu cầu mong muốn).
Hình 4.5: Hình ảnh lò hơi NHOL 0,5/8
4.4 Các bản vẽ chi tiết chế tạo, xây lắp và thi công:
Toàn bộ các bản vẽ chi tiết của từng thiết bị(Khay sấy, xe goòng, Calorifer), bản vẽ mặt bằng xây dựng cũng như kết cấu của hầm sấy được cho trong các bản vẽ KTS- No.01, KTS- No.02, KTS- No.03 và KTS- No.04, bản report của việc chọn quạt hãng Fantech đều được đính kèm trong phần cuối của bản Đồ án.
-------------------------o0o--------------------------
Kết luận:
Sau khi tính toán và thiết kế chi tiết hệ thống sấy để đáp ứng yêu cầu sấy
Cá với sản lượng 3tấn/ngày, địa điểm xây lắp tại tỉnh Thanh hóa. Các thiết bị được lựa chọn đều được tính dư ra để đảm bảo các điều kiện làm việc, vận hành thay đổi…Kết cấu xây dựng của hầm sấy trên thực tế khi thi công có thể phát sinh dẫn đến các kích thước hình học có thể sai lệch, tuy nhiên các sai lệch này là không nhiều vì vậy kết quả tính toán hoàn toàn đáp ứng được cho việc xây lắp.
All right reserved, Copyright © by Đặng Hồng Chuyên, October, 2009
Tài liệu tham khảo:
[1]. Tính toán và thiết kế hệ thống Sấy- PGS. TSKH. Trần Văn Phú, NXB
Giáo dục 2005.
2]. Kỹ thuật Sấy - PGS. TSKH. Trần Văn Phú, NXB Giáo dục 2008.
[3]. Tính toán thiết kế thiết bị trao đổi nhiệt - PGS. Bùi Hải, NXB Giao thông
Vận tải 2008.
[4] Hệ thống cung cấp nhiệt- PGS. Hoàng Văn Chước, NXB Bách khoa- Hà nội, 2006.
[5]. Phần mềm Fans by Fantech Ver 4.0.0 – Fantech Cooperation. Copyright
Ó 2004.
[6]. Catalogue Nồi hơi Đông Anh.
[7]. …
Mục lục
Trang
Lời nói đầu...................................................................................................... 4
Chương I: Tìm hiểu tính chất và tổng quan về công nghệ sấy Cá ............... 5
1.1 Tính chất của Cá:................................................................................ 5
1.2 Tổng quan về công nghệ sấy Cá: ........................................................ 5
1.2.1 Tình hình sấy thủy sản ở nước ta hiện nay: ..................................6
1.2.2 Công nghệ sấy Cá: ....................................................................... 6
Chương II: Phân tích, lựa chọn phương pháp, dạng và chế độ Sấy ............ 8
2.1 Các yêu cầu đặt ra của việc thiết kế: ................................................... 8
2.1.1 Lượng ẩm cần bay hơi tính theo giờ: ........................................... 8
2.1.2 Lựa chọn phương pháp Sấy: ........................................................ 8
2.1.3 Chọn chế độ Sấy: ......................................................................... 8
2.1.4 Sơ đồ công nghệ của hệ thống Sấy:.............................................. 9
Chương III: Tính toán cân bằng Nhiệt ẩm của hệ thống Sấy ..................... 10
A- Quá trình sấy lý thuyết..................................................................... 10
3.1 Các thông số của không khí trong hệ thống: ...................................... 10
3.1.1 Thông số của không khí ngoài trời:............................................. 10
3.1.2 Thông số của không khí sau Thiết bị sấy(thông số không khí thải
ra ngoài, cũng như không khí hồi lưu lại buồng hòa trộn): .............................. 10
3.1.3 Thông số của không khí sau buồng hòa trộn: .............................. 12
3.1.4 Thông số của không khí sau Calorifer(đi vào thiết bị sấy): ......... 13
3.2 Lưu lượng không khí khô lý thuyết: .................................................. 13
3.2.1 Lượng không khí khô lý thuyết lưu chuyển trong thiết bị sấy: ....13
3.2.2 Lượng không khí khô ngoài trời lý thuyết cấp và cần thiết: ........ 13
3.3 Biểu diễn các thông số trạng thái của TNS trên đồ thị I-d: ................. 14
3.4 Xác định kích thước của thiết bị sấy(Khay sấy, Xe goòng, Hầm sấy):15
3.4.1 Kích thước của khay sấy: ............................................................ 15
3.4.2 Kích thước của xe goòng: ........................................................... 16
3.4.3 Kích thước của hầm sấy:............................................................. 17
B- Quá trình sấy thực ............................................................................ 18
3.5 Tổng các tổn thất nhiệt trong hệ thống Sấy: ....................................... 18
3.5.1 Tổn thất do vật liệu sấy mang đi: ................................................ 18
3.5.2 Tổn thất do thiết bị truyền tải:..................................................... 19
3.5.3 Tổn thất qua kết cấu bao che:...................................................... 20
3.6 Tính toán quá trình sấy thực: ............................................................. 22
3.6.1 Thông số của không khí sau Thiết bị sấy(thông số không khí thải
ra ngoài, cũng như không khí hồi lưu lại buồng hòa trộn): .............................. 22
3.6.2 Thông số của không khí sau buồng hòa trộn: .............................. 23
3.6.3 Thông số của không khí sau Calorifer(đi vào thiết bị sấy): ......... 24
3.7 Lưu lượng không khí khô thực tế:...................................................... 24
3.7.1 Lượng không khí khô thực tế lưu chuyển trong thiết bị sấy: ....... 24
3.7.2 Lượng không khí khô ngoài trời thực tế cấp vào cần thiết:.......... 25
3.8 Nhiệt lượng cần cung cấp cho TNS từ Calorifer: ............................... 25
3.9 Biểu diễn các thông số trạng thái của TNS trên đồ thị I-d: ................. 26
Chương IV: Tính toán các thiết bị phụ, thiết kế Calorifer- chọn quạt-
chọn nồi hơi ...................................................................................................27
4.1 Tính toán thiết kế Calorifer:............................................................... 27
4.1.1 Các thông số cơ bản yêu cầu để thiết kế Calorifer:...................... 27
4.1.2 Tính toán thiết kế Calorifer: ........................................................ 27
4.2 Tính toán chọn quạt: .......................................................................... 33
4.2.1 Lưu lượng quạt: .......................................................................... 33
4.2.2 Cột áp của quạt(tổng trở lực quạt cần khắc phục): ...................... 33
4.2.3 Chọn quạt và tính công suất điện tiêu thụ của quạt: .................... 35
4.3 Tính toán nồi hơi: .............................................................................. 35
4.4 Các bản vẽ chi tiết chế tạo, xây lắp và thi công..................................37
Kết luận: ........................................................................................................ 37
Các bản vẽ đính kèm ....................................................................................... Tài liệu tham khảo: ....................................................................................... 38
Mục lục: ......................................................................................................... 39
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- Do_an_KT_Say_A4.doc