Xem mẫu
- Đề tài
THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY
BĂNG TẢI
SV TỐNG THỊ HƯƠNG
GVHD TRỊNH VĂN DỦNG
- ĐAMH TK Hệ thống sấy băng tải
GVHD: Trịnh Văn Dũng
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ..................................................................................................... 2
THUYẾT MINH QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ .......................................... 3
TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT ................................................................. 4
Các thông số sử dụng tính tốn .............................................................. 4
Tính cân bằng vật chất ......................................................................... 7
Thời gian sấy ...................................................................................... 7
HẦM SẤY: .................................................................................................. 8
I. Băng tải ................................................................................... 8
II. Kích thước hầm ......................................................................... 10
III Động cơ băng tải. ...................................................................... 11
CÂN BẰNG NHIỆT ................................................................................... 14
I. Sấy lí thuyết .............................................................................. 14
II. Tổn hao nhiệt ............................................................................ 15
III. Sấy thực. ................................................................................... 23
THIẾT BỊ PHỤ ........................................................................................... 27
I. Calorifer ................................................................................... 27
II. Cyclon...................................................................................... 32
III. Quạt ......................................................................................... 33
IV. Gầu tải nhập liệu ...................................................................... 36
TÍNH KINH TẾ .......................................................................................... 38
KẾT LUẬN ................................................................................................. 39
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................... 40
SVTH: Tống Thị Hương. 2
- ĐAMH TK Hệ thống sấy băng tải
GVHD: Trịnh Văn Dũng
MỞ ĐẦU
Trà là một thức uống có tính giải khát phổ thông trong nhân dân đặc biệt là nhân dân vùng
châu Á. Trà không những có tác dụng giải khát mà còn có tác dụng chữa bệnh vì trong trà có
những dưỡng chất: vit C, B, PP, cafein, muối.. Trà làm cho tinh thần sảng khối, tỉnh táo, đỡ mệt
mỏi, dễ tiêu hố…
Trà là sản phẩm được chế biến từ là trà non & búp trà (đọt trà) của cây trà. Quá trình chế
biến trà thông qua nhiều công đoạn: làm héo, vò, sàng, lên men, sấy… Trong đó sấy là một công
đoạn hết sức quan trọng. Mục đích của sấy trà: dùng nhiệt độ cao để diệt enzyme, đình chỉ quá
trình lên men nhằm giữ lại tối đa những chất có giá trị trong lá trà giúp hình thành hương vị, màu
sắc của trà. Làm giảm hàm ẩm trong trà bán thành phẩm đến mức tối thiểu, phù hợp yêu cầu bảo
quản chất lượng trà trước khi phân loại.
Trong thời gian sấy khô, lá tràbị biến đổi cả về tính chất vật lí cũng như tính chất hóa học:
Tổng hàm lượng các chất hồ tan giảm đi so với lá chè xong.
Hàm lượng cafein giảm đi một ít. Đó là do sự bay hơi một phần và do sự thăng hoa của
các hợp chất này khi sấy khô.
Sự biến đổi của Nitơ hòa tan và Cafein trong khi sấy:
Giai đoạn chế biến Nitơ hòa tan,mg Cafein, mg Nitơ amonic, mg
Lá trà lên men 21,63 2,89 1,19
Bán thành phẩm 20,05 2,60 0,67
Nhóm chất hydratcacbon có những biến đổi như sau:
Giảm một ít hàm lượng glucose, saccharose, tinh bột.
Giảm mạnh hàm lượng hidropectin (lá trà lên men chứa 2,73% so với 1,74% của trà đen
bán thành phẩm)
Lượng protein cũng giảm đi trong thời gian sấy này
Lượng vitamin C giảm mạnh: từ 2,64 g/kg chất khô trước khi sấy còn lại 1,81 g/kg sau
khi sấy.
Trong khi sấy trà cần chú ý:
Tốc độ không khí nóng thổi vào buồng sấy quá nhỏ sẽ gây ra tình trạng ứ đọng hơi ẩm làm
giảm chất lượng trà rõ rệt.
Nhiệt độ sấy quá cao & không khí thổi vào quá lớn sẽ làm cho trà bị cháy vụn, nhiệt độ càng
cao sẽ làm giảm hương thơm của càng mạnh. Nhiệt độ quá cao sẽ gây ra hiện tượng tạo trên bề
mặt lá trà một lớp màng cứng, ngăn cản ẩm từ bên trong thốt ra ngồi, kết quả không tiêu diệt
được men triệt để & trà vẫn chứa nhiều ẩm bên trong làm cho chất lượng của trà nhanh chóng
xuống cấp trong thời gian bảo quản.
Các phương pháp sấy:
- sấy thường
- sấy có bổ sung nhiệt
- sấy có đốt nóng giữa chừng
- sấy tuần hồn khí thải
Trong đồ án này ta chọn phương thức sấy thường vì không yêu cầu phải giảm nhiệt độ của tác
nhân sấy. Mặt khác nếu dùng các phương pháp khác sẽ phức tạp về kết cấu thiết bị dẫn đến
không hiệu quả về mặt kinh tế.
SVTH: Tống Thị Hương. 3
- ĐAMH TK Hệ thống sấy băng tải
GVHD: Trịnh Văn Dũng
Thiết bị sấy có nhiều loại: buồng sấy, hầm sấy, máy sấy thùng quay, máy sấy tầng sôi, máy
sấy phun, máy sấy thổi khí…
Ta chọn hầm sấy với thiết bị vận chuyển là băng tải vì phương án này có những ưu điểm như
sau:
Khi qua một tầng băng tải vật liệu được đảo trộn & sắp xếp lại nên tăng bề mặt tiếp xúc pha
nên tăng tốc độ sấy.
Có thể đốt nóng giữa chừng, điều khiển dòng khí.
Phù hợp với vật liệu sấy dạng sợi như trà.
Hoạt động liên tục.
Có thể thực hiện sấy cùng chiều, chéo chiều hay ngược chiều.
Bên cạnh những ưu điểm thì phương án này cũng có nhược điểm: cồng kềnh, vận hành phức
tạp.
THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ:
Ngay khi qúa trình lên men kết thúc, tức là khi các chỉ tiêu chất lượng đã đạt yêu cầu, cần
chấm dứt hoạt động gây lên men của enzym. Muốn vậy trong công nghệ chế biến trà hiện nay
người ta dùng nhiệt độ cao vừa để đạt mục đích này vừa để làm khô trà, đồng thời tạo ra những
chuyển hóa sinh nhiệt cần thiết nhằm hồn thiện chất lượng sản phẩm.
Chè (trà) có độ ẩm đầu 60% nằm trong bồn chứa được gầu tải đưa vào bộ phận nhập liệu. Bộ
phận nhập liệu có tang quay gắn với động cơ giúp trà được đưa vào máy sấy liên tục không bị
nghẽn lại ở đầu băng tải. Sau đó tay gạt điều chỉnh độ dày của chè vào hầm sấy. Khi vào hầm sấy
chè sẽ chuyển động cùng với băng tải đến cuối băng tải thứ nhất chè đổ xuống băng tải thứ hai và
SVTH: Tống Thị Hương. 4
- ĐAMH TK Hệ thống sấy băng tải
GVHD: Trịnh Văn Dũng
chuyển động theo chiều ngược lại cứ như thế cho đến băng tải cuối cùng và theo máng tháo liệu
ra ngồi. Sau khi sấy chè có độ ẩm 5%.
Tác nhân sấy(TNS): không khí nhiệt độ 25oC đi vào quạt đẩy qua caloriphe được gia nhiệt
đến 100oC, không khí nóng theo đường ống đi vào hầm sấy. Trong hầm không khí đi qua các
băng tải. Sau cùng không khí được quạt hút ở cuối hầm sấy hút ra ngồi.
Một phần chè bị lôi cuốn bởi TNS sẽ được thu hồi bằng cyclon.
Sở dĩ ta chọn nhiệt độ đầu ra của TNS t2 = 40oC vì nhiệt độ này vừa thích hợp tránh bị tổn
hao nhiệt cũng như đảm bảo trên mặt sản phẩm không bị đọng sương
SVTH: Tống Thị Hương. 5
- ĐAMH TK Hệ thống sấy băng tải
GVHD: Trịnh Văn Dũng
PHẦN TÍNH TỐN TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT
Các thông số sử dụng tính tốn:
Vật liệu sấy:
Năng suất G2= 200 kg/h
Độ ẩm đầu theo vật liệu ướt W1=60%
W1 60
Độ ẩm đầu theo vật liệu khô 1 = = = 150%
100 W1 100 60
Độ ẩm cuối vật liệu ướt W2 = 5%
Tương tự :
5
Độ ẩm cuối theo vật liệu khô: 2 = = 5,26%
100 5
Khối lượng riêng của vật liệu khô 0 = 24 kg/m3 (suy ra từ T45[2])
Nhiệt dung riêng của vật liệu khô cvlk = 1,5 kJ/kg.độ (chọn vì nhiệt dung riêng của thực phẩm
từ 1,2 đến 1,7 theo tài liệu [1])
Tác nhân sấy: là không khí nóng với các thông số được tra và chọn như sau:
Không khí vào caloriphe t0 = 25oC, o = 85%
Không khí vào hầm sấy t1 = 100oC
Không khí ra khỏi hầm sấy t2 = 40oC.
I CÁC THÔNG SỐ TÍNH TỐN CỦA KHÔNG KHÍ:
I ( kJ/ kgkk)
B
I1
t1 = I
2
C0
t A
2
t0
d0= d1 d2
d ( kg aå / kgkk)
m
1. Không khí trước khi vào caloriphe (điểm A):
Chọn nhiệt độ không khí trước khi vào caloriphe: to=25oC.
Đây là nhiệt độ thấp nhất trong năm ở Tp. HCM. Chọn như trên đảm bảo thiết bị hoạt động
bình thường quanh năm.
Chọn độ ẩm không khí trước khi vào caloriphe: o= 85%.
Aùp suất hơi bão hòa:
4026,42
Pb exp(12 ) ,bar (2.31[1])
235,5 t
SVTH: Tống Thị Hương. 6
- ĐAMH TK Hệ thống sấy băng tải
GVHD: Trịnh Văn Dũng
4026,42
Pbo exp(12 ) = 0,0315 bar
235,5 25
Pb
Hàm ẩm: d 0,621 (2.18[1])
B Pb
Trong đó B là áp suất khí trời nơi các định độ ẩm, lấy B= 1 atm lấy B=1,013bar.
0.85 0,0315
d o 0,621 = 0,0167 kg ẩm/kg kk khô
1,013 0.85 0,0315
enthalpy Io: I= 1,004t + d(2500 + 1,842t) (2.25[1])
Io= 1,004x25 + 0,0167(2500 + 1,842x25) = 67,613 kJ/kg kk khô.
vậy do= 0,0167 kg ẩm/ kg kk khô.
Io = 67,613 kJ/kg kk khô.
2. Không khí sau khi đi qua caloriphe (điểm B):
Chọn nhiệt độ không khí sau caloriphe là: t1= 100oC.
Hàm ẩm d1= do = 0,0167 kg ẩm/ kg kk khô.
4026,42
Aùp suất hơi bão hồ: Pb exp(12 )
235,5 t
4026,42
Pb1 exp(12 ) = 0,9987 bar.
235,5 100
Độ ẩm của không khí:
Bd
(2.19[1])
Pb (0,621 d )
1 0,0167
1 = 0,0266=2,66%
0,9987(0,621 0,0167)
Enthalpy I1:
I= 1,004t + d(2500 + 1,842t) (2.25[1])
I1=1,004x100 + 0,0167(2500 + 1,842x100) =145,226 kJ/kg kk khô.
Vậy:d1=do = 0,0167kg ẩm/kg kk khô.
I1 = 145,226 kJ/kg kk khô.
1 = 2,66%.
3. Không khí ra khỏi hầm sấy (điểm Co):
Nhiệt độ không khí ra khỏi hầm sấy: t2 = 40oC.
Enthalpy I2 = I1 = 146,300 kJ/kg kk khô.
Aùp suất hơi bão hòa:
4026,42
Pb exp(12 ) ,bar (2.31[1])
235,5 t
SVTH: Tống Thị Hương. 7
- ĐAMH TK Hệ thống sấy băng tải
GVHD: Trịnh Văn Dũng
4026,42
Pb 2 exp(12 ) = 0,0732 bar
235,5 40
Hàm ẩm d20 :
(2.26[1])
I 2 1,004t 2
d 20
2500 1,842t 2
145,226 1,004 40
d 20 = 0,0408 kg ẩm/kg kk khô.
2500 1,842 40
Độ ẩm không khí:
(2.19[1])
1 0,0408
20 = 85,32%
0,0732(0,621 0,0408)
vậy:d2 = 0,0408 kg ẩm/kg kk khô.
I2 = I1 = 145,226 kJ/kg kk khô.
20 = 85,32%
BẢNG 1:
Trạng thái Điểm A (0) Điểm B (1) Điểm C (2)
toC 25 100 40
% 85 2,68 85,32
d, kgẩm/kgkkkhô 0,0167 0,0408 0,0408
I, kJ/kgkkkhô 67,613 145,26 145,226
, m3/kg 0,8865 1,1124 0,966
: thể tích riêng của không khí được tra trong bảng Phụ lục 5 tài liệu [1].
II CÂN BẰNG VẬT CHẤT:
Giả thiết quá trình sấy không có tổn thất vật liệu sấy: G1(1 – W1) = G2 (1 – W2)
1 W2 1 0,05
Khối lượng vật liệu sấy vào thiết bị: G1 = G2 = 200 = 475 (kg/h)
1 W1 1 0,60
Lượng ẩm bốc hơi: W= G2 – G1 = 475 – 200 = 275 kg/h
Cân bằng ẩm: W = L(d2 – d1) = L (d2 – d0)
Lượng không khí khô cần để bốc hơi 1 kg ẩm vật liệu:
L 1 1
l= = = = 41,494 kg kk khô/kg ẩm
W d2 d0 0,0408 0,0167
Lượng không khí khô cần: Lo= lxW = 41,494x275 = 11410,85 kg kk khô/h
THỜI GIAN SẤY
Theo tài liệu “ Kĩ thuật chế biến chè” của I.A.Khotrolava. (Ngô Hữu Hợp & Nguyễn Năng
Vinh dịch).
SVTH: Tống Thị Hương. 8
- ĐAMH TK Hệ thống sấy băng tải
GVHD: Trịnh Văn Dũng
Độ ẩm đầu, % Độ ẩm cuối, % Thời gian sấy, h
U’(vl ướt) U (vl khô) U’ U
63,5 173,97 20,1 25,16 0,32
14,3 16,69 5,72 6,07 0,25
63,5 173,97 5,72 6,07 0,52
Gọi Uth: độ ẩm tới hạn, U*: độ ẩm cân bằng.
Thay vào phương trình thời gian sấy:
U o U th U th U * U th U *
= ln
N N U2 U *
Ta được:
173,97 U th U th U * U U *
0,32 = ln th
N N 25,16 U *
16,69 U th U th U * U th U *
0,25 = ln
N N 6,07 U *
173,97 U th U th U * U th U *
0,52 = ln
N N 6,07 U *
Giải hệ 3 phương trình trên ta được:
Uth = 79,57%
U* = 0,38%
N = 5282,52 kg ẩm/(kg vật liệu khôxh)
Muốn tính thời gian sấy từ độ ẩm từ Uo= 150% xuống U2 = 5,26% (vật liệu sấy của đề tài) thì
tốn khoảng thời gian là:
150 U th U th U * U th U *
= ln
N N 5, 26 U *
150 79,57 79,57 0,38 79,57 0,38
= ln
582,52 582,52 5,26 0,38
= 0,4997 h = 29,98 ph 30 ph = 0,5h
vậy thời gian sấy là 30 phút.
SVTH: Tống Thị Hương. 9
- ĐAMH TK Hệ thống sấy băng tải
GVHD: Trịnh Văn Dũng
TÍNH KÍCH THƯớC THIếT Bị SấY
I BĂNG TẢI:
1. Số lượng băng tải:
Khối lượng riêng của chè có W1= 60%:
1 W1 1 W1
1 n o
khối lượng riêng của nước :n = 998 kg/m3
khối lượng riêng của chè khô:o = 24 kg/m3
thay vào công thức ta được:
1 0,6 1 0,6
1 998 24
1 = 57,91 kg/m3
Thể tích vật liệu chứa trong thiết bị:
G
V= V1 = 1 (6.28[2])
1
V1, G1, 1: thể tích, khối lượng và khối lượng riêng của vật liệu vào thiết bị:
: thời gian sấy.
G 475
V1= 1 = = 8,202 m3/h.
1 57,91
Năng suất của thiết bị sấy băng tải:
BLb
V1 = (6.29[2])
: chiều dày lớp vật liệu trên băng tải, m
= 0,03m.
B: chiều rộng băng, m
Lb: chiều dài băng tải, m
Chọn B = 2 m. Thay số vào phương trình trên ta được:
V 8,202 0,5
Lb = 1 = = 68,35 69 m
B 0,03 2
Ta chia băng tải thành nhiều băng tải ngắn
Số tầng băng tải chọn là i = 3.
69
Chiều dài của mỗi băng tải là: lb = = 23 m.
3
2. Tính con lăn đỡ băng:
Khoảng cách giữa 2 con lăn ở nhánh có tải:
lt = A – 0,625B (5.8[2])
A: hằng số phụ thuộc khối lượng riêng của vật liệu
= 57,91< 1000 kg/m3 A= 1750mm
Vậy: lt = 1,75 – 0,625 x 2 = 0,45 m
Khoảng cách giữa hai con lăn ở nhánh không tải:
lo = 2lt = 2 x 0,45 = 0,9 m
SVTH: Tống Thị Hương. 10
- ĐAMH TK Hệ thống sấy băng tải
GVHD: Trịnh Văn Dũng
Số con lăn bằng:
lb 23
Nhánh không tải: n1= = = 25,6 chọn 26
lo 0,9
l 23
Nhánh có tải: n2 = b = = 51,1 chọn 52
lt 0,45
tổng số con lăn cần dùng là:
n = (n1 + n2 ) x i
= (26 + 52) x 3 = 234 con.
Kích thước con lăn:
Đường kính 120mm
Chiều dài 2000mm
Làm bằng thép CT3
Kích thước bánh lăn:
Đường kính 300mm = 2
Chiều dài 2000mm
Làm bằng thép CT3
II KÍCH THƯớC THÂN THIếT Bị
Chiều dài: Lh = lb + 2 Lbs = 23 + 2.0,5 = 24 m
Chiều cao: chọn khoảng cách giữa 2 băng là 0,9 m
Hh = i dbăng + (i-1)d + 2dbs = 3x0,3 + 2x0,9 + 2x0,9= 4,5 m
Chiều rộng: Bh = B + 2Bbs = 2 + 2x0,3 = 2,6 m
Kích thước phủ bì:
- tường xây bằng gạch, bề dày tường 1= 250 mm.
Tường được phủ lớp cách nhiệt 2 = 50 mm.
- trần đổ bêtong dày 3 = 100 mm
có lớp cách nhiệt 4 = 50 mm
Chiều dài hầm: L = 24 + 2x(0,1+0,25) = 24,7m
Chiều rộng hầm: B = 2,6 + 2x(0,05+ 0,25) = 3,2m
Chiều cao hầm: H = 4,5 + 0,1 + 0,05 = 4,65 m
Tính vận tốc dòng khí trong quá trình sấy lí thuyết:
V
k 0
Ftd
với k: vận tốc TNS trong hầm sấy.
Vo: lưu lượng thể tích TNS
Ftd: tiết diện tự do giữa hai tầng băng tải:
Ftd= Bhd = 2,6x0,9 = 2,34 m2
Lưu lượng thể tích tại điểm B và Co
VB = LoB = 11410,85x 1,1124 = 12693,43 m3/h
VC0 = LoB = 11410,85x 0,966 = 11022,88 m3/h
Lưu lượng thể tích trung bình:
Vo = ½( VB + VCo) = ½ (12693,43 + 11022,88) = 11858,15 m3/h
vận tốc dòng khí:
SVTH: Tống Thị Hương. 11
- ĐAMH TK Hệ thống sấy băng tải
GVHD: Trịnh Văn Dũng
11858,15
k = 1,41 m/s
2,34 3600
Tác nhân sấy trong quá trình sấy thực sẽ có tốc độ lớn hơn ta giả sử k = 1,5 m/s
III ĐỘNG CƠ BĂNG TẢI
Vì băng tải di chuyển với vận tốc thấp (số vòng quay của tang nhỏ).
Vận tốc băng tải:
Lb 69
v 0,038 m/s
3600 0,5 3600
Vận tốc của tang:
60v 60 0,038
n tang 2,42 v/ph
D 0,3
cần chọn nhiều bộ truyền để có tỉ số truyền lớn.
Ñoäg cô
n
a) Chọn động cơ điện:
Để chọn động cơ điện, tính công suất cần thiết:
N
N ct
N: công suất trên băng tải
Pv
N
1000
P: lực kéo băng tải.
P = (mbăng + mvl )g
Tính mbăng ta chọn băng là thép không rỉ có = 7900 kg/m3, bề dày = 1 mm.
mbăng = LbB
= 69 x 0,001 x 2 x 7900 = 1090,2 kg.
mvl = G1 = 475 x 0,5 = 237,5 kg.
P = (1090,2 + 237,5)x 9,81 = 13024,737 N
13024,737 0,038
N 0,495 kW
1000
SVTH: Tống Thị Hương. 12
- ĐAMH TK Hệ thống sấy băng tải
GVHD: Trịnh Văn Dũng
: hiệu suất chung
= 12233
= 0,97 hiệu suất bộ truyền bánh răng
= 0,995: hiệu suất của một cặp ổ lăn.
= 1: hiệu suất của khớp nối.
= 0,972x 0,9953x1 = 0,927.
Để đảm bảo cho băng tải trên cùng quay đúng vận tốc đặt ra ta phải nhân thêm 0,942 vào hiệu
suất chung (hiệu suất của bộ truyền đai) (vì cơ cấu truyền động giữa các băng tải).
0,495
N ct 0,604 kW
0,927 0,94 2
ta chọn động cơ loại A02-41-8, bảng 28[9] T323 ta có các thông số sau:
công suất động cơ: Nđc = 2,2 kW.
Số vòng quay động cơ: nđc = 720 v/ph.
b) Phân phối tỉ số truyền:
n 720
Tỉ số truyền động chung i ñc 297,52
n tang 2,42
i = ibnibt
ibn: tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng cấp nhanh.
ibt: tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng cấp chậm.
Chọn ibn = 16,65.
Để tạo điều kiện bôi trơn hộp giảm tốc bằng phương pháp ngâm dầu:
ibn = (1,21,3)ibt
i 297,52
i bt 17,87
i bn 16,65
Bảng hệ thống:
Trục Trục động cơ I II
Thông số
i ibn = 16,65 ibt = 17,87
n (v/ph) 720 42,24 2,42
N (kW) 0,604 0,583 0,560
1. Cơ cấu truyền động bằng đai giữa 2 tầng băng tải: tính theo tài liệu [9]
Chọn loại đai vải cao su.
Đường kính bánh đai dẫn.
N
D1 (1100 1300)3 1 ,mm (5-6[9])
n1
1,025
D1 11003 826 mm
2,42
Theo bảng 5.1[9], ta chọn D1 = 900 mm
n D 2,42 3,14 900
Vận tốc vòng: v 1 1 0,114m / s (5-7[9])
60 1000 60 1000
Nằm trong phạm vi cho phép
- ĐAMH TK Hệ thống sấy băng tải
GVHD: Trịnh Văn Dũng
Đường kính bánh đai bị dẫn.
D2 = iD1 = D1 vì tỉ số truyền bằng 1
n1 = n2 = 2,42 vòng/ph.
Chiều dài đai
Khoảng cách trục A = 1,26 m
Chiều dài đai:
( D D1 ) 2
L 2A (D1 D 2 ) 2 (5-2[9])
2 4A
2 1,26 (0,9 0,9) = 5,35 m
2
Gốc ôm:
1 = 2 180o vì D1 = D2
Định tiết diện đai:
1
Chiều dày đai bảng 5-2[9] đối với đai vải cao su
D1 40
D 900
Vậy 1 22,5mm
40 40
Theo bảng 5-3[9], ta chọn đai có chiều dày 13,5mm.
Lấy ứng suất căng ban đầu o 1,8 N/mm2
D1 900
Theo trị số 66,7 . Tra bảng 5-5[9] tìm được [p]o = 2,35 N/mm2.
13,5
Các hệ số: Ct = 0,8 (bảng 5-6[9])
C = 1 (bảng 5-7[9])
Cv = 1,03 (bảng 5-8[9])
Cb = 1 (bảng 5-9[9])
Chiều rộng b của bánh đai tính theo công thức:
1000N 1000 0,495
b 166 mm
v[ p ] o Ct C Cv Cb 0,114 13,5 2,35 0,8 1 1,03 1
tra bảng 5-4[9] ta chọn b = 175mm
Định chiều rộng bánh đai (bảng 5-10[9]) B= 200 mm
Lực căng ban đầu:
So o b 1,8 13,5 175 4252,5 N = 4,252 KN (5-16[9])
Lực tác dụng lên trục:
180 o
R 3So sin 1 3 4,2525 sin 12,757 KN (5-17[9])
2 2
2. Tính tốn trục băng tải:
Ta có công thức:
N
d C3 , mm (7-2[9])
n
C= 130-110 đối với thép CT5, ta chọn C=110
0,495
d 1103 64,8 mm
2,42
SVTH: Tống Thị Hương. 14
- ĐAMH TK Hệ thống sấy băng tải
GVHD: Trịnh Văn Dũng
vậy ta chọn đường kính trục là 65mm.
Để đảm bảo cho lưới inox không bị trượt trên tang dẫn ta gắn thêm những mấu nhỏ trên tang
dẫn, kích thước của mấu được chọn như sau: dài 20mm, rộng 10mm, cao 10mm.
Trên vòng tang ta sẽ bố trí 6 mấu như trên, suy ra khoảng cách giữa các mấu cũng chính là
khoảng cách giữa các lỗ trên lưới là:
d tan g 3,14 300
157 mm
6 6
SVTH: Tống Thị Hương. 15
- ĐAMH TK Hệ thống sấy băng tải
GVHD: Trịnh Văn Dũng
CÂN BẰNG NHIỆT
I SấY LÍ THUYếT:
Năng lượng tiêu hao cho quá trình sấy lí thuyết:
Qo = Lo (I1 – Io) = 11409,75( 145,226 – 67,613) (7.15[1])
= 885630,3011 kJ/h
= 246,008 W
Năng lượng tiêu hao tính cho 1 kg ẩm bay hơi:
Qo 885630,3011
qo = =3220,474 kJ/kg ẩm. (7.16[1])
W 275
II TổN HAO NHIệT TRONG QUÁ TRÌNH SấY THựC:
1. Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang ra khỏi hầm:
GC
qvl 2 vl (tvlc tvlñ )
W
với G2: khối lượng vật liệu đầu ra, kg/h
W: lượng ẩm cần tách, kg/h
Cvl: nhiệt dung riêng của vật liệu ra khỏi hầm sấy, kJ/kg.độ
tvlđ, tvlc : nhiệt độ vật liệu lúc vào và ra khỏi hầm sấy.
tvlđ = to = 25oC
tvlc = t2 = 40oC ( sấy cùng chiều, vật liệu dễ hấp thụ nhiệt)
Nhiệt dung riêng của khoai mì ra khỏi hầm sấy:
Cvl = Cvlk ( 1-W2) + CaW2
Với
Cvlk: nhiệt dung riêng của vật liệu khô tuyệt đối.
Cvlk = 1,5 kgJ/kgđộ
(theo TL [1] thì đối với vật liệu thực phẩm thì Cvl = 1,2 –1,7 kJ/kgđộ)
Ca : nhiệt dung riêng của nước
Ca = 4,18 kJ/kgđộ.
Cvl = 1,5(1-0,05) + 4,18 x 0,05
= 1,634 kJ/kgđộ.
Thay số ta được:
200
q vl 1,634 (40 25) = 17,825 kJ/kg ẩm
275
2. Tổn thất để đun nóng bộ phận vận chuyển chiếm khoảng 2%qo
qvc = 2%qo = 0,02 x 3220,474 = 64,409 kJ/kg ẩm.
3. Nhiệt tổn thất ra môi trường:
Nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh bao gồm:
Nhiệt tổn thất qua tường: qt
Nhiệt tổn thất qua trần: qtr
SVTH: Tống Thị Hương. 16
- ĐAMH TK Hệ thống sấy băng tải
GVHD: Trịnh Văn Dũng
Nhiệt tổn thất qua nền: qn
Nhiệt tổn thất qua cửa: qc
Nhiệt tổn thất do mở cửa: qmc
Nhiệt tổn thất động học: qđh
qxq = qt + qtr + qn + qc + qmc + qđh
3.1 Tổn thất nhiệt qua tường:
Giả thiết quá trình truyền nhiệt từ TNS ra ngồi không khí là truyền nhiệt biến thiên ổn định,
nghĩa là nhiệt độ TNS thay đổi theo không gian chứ không thay đổi theo thời gian.
t
t1
t2
tT1 q tT2
t0 t0
1 2
Hệ số truyền nhiệt tính theo công thức:
1
Κτ
1 δ1 δ 2 1
α1 λ1 λ 2 α 2
với:
1: hệ số cấp nhiệt từ TNS vào tường, W/m2.độ
2: hệ số cấp nhiệt từ mặt ngồi hầm sấy ra môi trường, W/m2.độ
i : hệ số dẫn nhiệt của các vật liệu làm tường, W/mđộ.
Tường gồm 2 lớp:
- một lớp gạch 1= 250mm
- một lớp cách nhiệt 2= 50mm (bông thuỷ tinh)
Tra bảng T416, TL [5] ta được: 1 = 0,77 W/m2độ
2 = 0,058 W/m2độ
a) Tính hệ số cấp nhiệt 1:
1 = A(’1 + ”1) W/m2độ (VI-38[3])
với A = 1,2 –1,3 : hệ số tùy thuộc chế độ chuyển động của khí. Ơû chế độ chảy xốy và tường
nhám A= 1,2
’1: hệ số cấp nhiệt của không khí chuyển động cưỡng bức, W/m2độ.
SVTH: Tống Thị Hương. 17
- ĐAMH TK Hệ thống sấy băng tải
GVHD: Trịnh Văn Dũng
”1: hệ số cấp nhiệt do đối lưu tự nhiện, W/m2độ
Như vậy không khí nóng được vận chuyển bằng quạt thì hệ số cấp nhiệt sẽ bao gồm ảnh
hưởng của đối lưu tự nhiên & đối lưu cưỡng bức.
Tính hệ số cấp nhiệt của không khí nóng chuyển động cưỡng bức:
Công thức tổng quát cho khí chảy dọc theo tường phẳng:
'
Nu 1λ t
’1= , W/m2độ (VI-39[3])
Lh
với:
t : hệ số dẫn nhiệt của không khí ở nhiệt độ trung bình, W/mđộ
40 100
ttb = = 70oC
2
t = 0,0297 , W/m2độ
Nu1’= c Ren (VI- 41[3])
c, n: hệ số phụ thuộc vào chế độ chuyển động của khí.
Chuẩn số Re được tính theo công thức:
d ω
Re= tñ t t (VI-42[3])
μt
Với: t = 1,5 m/s : vận tốc dòng khí trong hầm
t = 1,029 kg/m3: khối lượng riêng của không khí ở nhiệt độ trung bình
t = 20,6.10-6 Pa.s: độ nhớt của khí ở nhiệt độ trung bình
Các thông số của khí tra ở T.318 tài liệu [4]
dtđ : đường kính tương đương của hầm sấy.
2B h H h
dtđ = (VI-43[3])
Bh H h
2 2,6 4,5
= =2m
2,6 4,5
2 1,5 1,029
Re= = 149854
20,6.10-6
Re > 4.104 thì c= 0,032 và n = 0,8
Nu1’= 0,032 x (149854)0,8 = 442,27
442,27 0,0297
’1= = 0,547 W/m2độ.
24
Tính hệ số cấp nhiệt của không khí nóng chuyển động tự nhiên:
''
Nu 1 λ t
’’1= , W/m2độ (VI-44[3])
Hh
với Nu1’’= (Gr.Pr)m (VI-45[3])
, m: hệ số phụ thuộc vào tích số (Gr.Pr). Công thức này được dùng khi Pr>0,7
Công thức tính Grassholf (Gr)
SVTH: Tống Thị Hương. 18
- ĐAMH TK Hệ thống sấy băng tải
GVHD: Trịnh Văn Dũng
gH 3 ΔTρ 2
h t
Gr= 3
(VI-46[3])
μ t Ttb
Ttb= 70+ 273 = 343K, nhiệt độ trung bình của TNS, K
g = 9,81 m2/s : gia tốc trọng trường.
T= ttb – tT1, K
ttb : nhiệt độ trung bình của TNS
tT1: nhiệt độ tường tiếp xúc với TNS.
Các thông số sử dụng trong công thức tính Gr lấy theo nhiệt độ của màng tm
t t
tm = tb T1
2
chọn tT1 = 69,45 oC
T = 70- 69,45 = 0,55oC
70 69,5
tm = = 69,725oC
2
t = 1,029 kg/m3
t = 20,6.10-6 Pa.s
9,81 4,5 3 0,5 1,029 2
Gr = 6 3
= 1,73622.1014
(20,6 10 ) 343
Công thức tính chuẩn số Pr:
C μ
Pr = T T (VI-47[3])
λT
CT: nhiệt dung riêng đẳng áp, J/kgđộ
CT = 1010 J/kgđộ
1010 20,6.10 6
Pr = = 0,7005 > 0,7 dùng công thức (VI-44) được
0,0297
Gr.Pr =1,73622.1014x0,7005 = 1,21622.1014.
Theo bảng T.173- [3], ta có = 0,135 và m= 1/3
Nu1’’= 0,135(1,12622.1014)1/3 = 6688,641
6688,641 0,0297
’’1= = 44,145 W/m2độ
4,5
1 =1,2(0,547 +44,145) = 53,630 W/m2độ
Nhiệt tải riêng truyền từ tác nhân sấy vào tường sấy:
q1= 1T= 53,630x 0,55 = 29,497 W/m2
b) Tính hệ số cấp nhiệt 2:
2 = 2’ + 2”
2’: hệ số cấp nhiệt do đối lưu tự nhiên
2”: hệ số cấp nhiệt do bức xạ nhiệt từ tường ngồi của hầm sấy ra môi trường.
Tính 2 ’:
Không khí chuyển động tự do bên ngồi tường hầm sấy thẳng đứng thì:
2’= 1,98 4 t 2
Với:
SVTH: Tống Thị Hương. 19
- ĐAMH TK Hệ thống sấy băng tải
GVHD: Trịnh Văn Dũng
t2 = tT2 – txq : hiệu số giữa nhiệt độ tường và không khí xung quanh, oC
chọn tT2 = 29oC
txq = 25oC
t2 = 29 – 25 = 4oC
2’= 1,98 4 4 = 2,8 W/m2 độ
Tính 2”
T T
C1 2 [( T 2 ) 4 ( t ) 4 ]
'' 100 100
2
TT 2 T2
với:
TT2 = 29 + 273 = 302K
TT2: nhiệt độ của tường hầm sấy phía tiếp xúc với không khí bên ngồi.
Tt = 25 + 273 = 298 K : nhiệt độ của tường phân xưởng
T2 = 25 + 273 = 298 K : nhiệt độ của không khí bên ngồi.
C1-2 = 4,15 – 4,25 W/m2 K4: hệ số bức xạ chung. Chọn C1-2= 4,15 W/m2 K4
302 4 298 4
4,15[( ) ( ) ]
''
2 100 100 = 4,482
302 298
2 = 2,8 + 4,482 = 7,282
Nhiệt tải riêng truyền từ mặt ngồi tường hầm sấy ra môi trường xung quanh:
q2= 2t2 = 7,282 x 4 = 29,128 W/m2
Vậy hệ số truyền nhiệt Kt là:
1
Kt = 0,745 W/m2 độ.
1 0,25 0.05 1
53,024 0,77 0.058 7,282
c) Kiểm tra giả thiết về nhiệt độ:
Bằng cách kiểm tra nhiệt tải riêng q1 và q2:
q1 q 2 29,497 29,128
100 100 = 1,24%< 5% ( chấp nhận)
q1 29,497
Tính nhiệt độ mặt tường hầm sấy rồi so sánh với nhiệt độ tT1= 69,45oC và tT2= 29oC đã giả
thiết ban đầu.
K (t t ) 0,745(70 25)
tT1 = ttb - t tb k = 70 - = 69,375oC
1 53,024
K t (t tb t k ) 0,745(70 25)
tT2 = tk + = 25 + = 29,602oC
2 7,282
với tk: nhiệt độ không khí trong phân xưởng.
Kiểm tra sai số:
SVTH: Tống Thị Hương. 20
nguon tai.lieu . vn