Tài liệu Thiết kế hệ thống sấy trên băng tải

  • Số trang: 41 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 194 |
  • Lượt tải: 4
tranvantruong

Đã đăng 3224 tài liệu

Mô tả:

thiết kế hệ thống sấy trên băng tải
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% Độ ẩm đầu theo vật liệu khô 1 = W1 60 = = 150% 100  W1 100  60 Độ ẩm cuối vật liệu ướt W2 = 5% Tương tự : 5 = 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. Độ ẩm cuối theo vật liệu khô: 2 = CÁC THÔNG SỐ TÍNH TỐN CỦA KHÔNG KHÍ: I ( kJ/ kgkk) I B t1 I1 = I 2 C0 t A 2 t0 d0= d1 d2 d ( kg aå m/ kgkk) 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 Pbo  exp(12  4026,42 ) = 0,0315 bar 235,5  25 Pb (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 Hàm ẩm: d  0,621 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  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) I1=1,004x100 + 0,0167(2500 + 1,842x100) =145,226 kJ/kg kk khô. (2.19[1]) (2.25[1]) 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 235,5  t SVTH: Tống Thị Hương. (2.31[1]) 7 ĐAMH TK Hệ thống sấy băng tải GVHD: Trịnh Văn Dũng Pb 2  exp(12  4026,42 ) = 0,0732 bar 235,5  40 Hàm ẩm d20 : (2.26[1]) d 20  I 2  1,004t 2 2500  1,842t 2 145,226  1,004  40 = 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% d 20  BẢNG 1: Trạng thái toC % d, kgẩm/kgkkkhô I, kJ/kgkkkhô , m3/kg Điểm A (0) 25 85 0,0167 67,613 0,8865 Điểm B (1) 100 2,68 0,0408 145,26 1,1124 Điểm C (2) 40 85,32 0,0408 145,226 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  0,60 1  W1 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: 1 L 1 l= = = = 41,494 kg kk khô/kg ẩm W 0,0408  0,0167 d2  d0 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, % U’(vl ướt) U (vl khô) 63,5 173,97 14,3 16,69 63,5 173,97 Độ ẩm cuối, % U’ U 20,1 25,16 5,72 6,07 5,72 6,07 Thời gian sấy, h 0,32 0,25 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 = = 25,6 chọn 26 0,9 lo l 23 Nhánh có tải: n2 = b = = 51,1 chọn 52 0,45 lt  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 Nhánh không tải: n1= 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 = LoB = 11410,85x 1,1124 = 12693,43 m3/h VC0 = LoB = 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 = 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 k  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. Ñoä ng cô 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 = LbB = 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 = 12233 = 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 = (1,21,3)ibt i 297,52 i bt    17,87 i bn 16,65 Bảng hệ thống: Trục Trục động cơ I Thông số i ibn = 16,65 n (v/ph) 720 42,24 N (kW) 0,604 0,583 II ibt = 17,87 2,42 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 (5-6[9]) D1  (1100  1300)3 1 ,mm n1 1,025  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 60  1000 60  1000 Nằm trong phạm vi cho phép <30 m/s D1  11003 SVTH: Tống Thị Hương. (5-7[9]) 13 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 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 (5-2[9]) D1 900   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 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 Theo trị số    2. 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) = 885630,3011 kJ/h = 246,008 W Năng lượng tiêu hao tính cho 1 kg ẩm bay hơi: qo  Qo 885630,3011 = =3220,474 kJ/kg ẩm. W 275 (7.15[1]) (7.16[1]) 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 tT2 q t0  1  t0 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 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. a) 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 1' λ 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 , 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) ’’1= SVTH: Tống Thị Hương. 18 ĐAMH TK Hệ thống sấy băng tải GVHD: Trịnh Văn Dũng gH 3h ΔTρ 2t (VI-46[3]) μ 3tTtb 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 = = 1,73622.1014 6 3 (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= 1T= 53,630x 0,55 = 29,497 W/m2 Gr= 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: b) 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 ) ( ) ] '' 100 100 2  = 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= 2t2 = 7,282 x 4 = 29,128 W/m2 4,15[( 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 53,024 1 K t (t tb  t k ) 0,745(70  25) = 25 + = 29,602oC 7,282 2 với tk: nhiệt độ không khí trong phân xưởng. Kiểm tra sai số: tT2 = tk + SVTH: Tống Thị Hương. 20
- Xem thêm -