Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ TÍNH TOÁN – THI ẾT KẾ MÁY S ẤY COPPER – ZINC, NĂNG SU ẤT 500 KG/MẼ ...

Tài liệu TÍNH TOÁN – THI ẾT KẾ MÁY S ẤY COPPER – ZINC, NĂNG SU ẤT 500 KG/MẼ

.PDF
59
93
140

Mô tả:

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ MÁY SẤY COPPER – ZINC NĂNG SUẤT 500 KG/ MẼ CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Nguyễn Bồng SINH VIÊN THỰC HIỆN Hồ Trung Hiếu (MSSV: 1065732) Trần Thị Cẩm Tú ( MSSV: 1065800) Ngành: Cơ khí chế biến – Khóa 32 Tháng 12/2010 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ ---oOo--- PHIẾU ĐĂNG KÍ ĐỀ TÀI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Năm học: 2010 – 2011 1. Tên đề tài: TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ MÁY SẤY COPPER – ZINC, NĂNG SUẤT 500 KG/MẼ 2. Họ và tên cán bộ hướng dẫn: Nguyễn Bồng. 3. Địa điểm thực hiện: Khoa Công nghệ - Trường Đại Học Cần Thơ. 4. Số lượng sinh viên thực hiện: 02. 5. Họ và tên sinh viên thực hiện: Hồ Trung Hiếu MSSV: 1065732 Trần Thị Cẩm Tú MSSV: 1065800 Lớp: Cơ Khí Chế Biến Khóa 32. 6. Mục đích của đề tài: Thiết kế máy sấy 7. Các nội dung chính và giới hạn đề tài: - Giới thiệu sơ lược các loại máy sấy đang được sử dụng ở nước ta. - Đo đạc lấy số liệu thực tế từ một máy có sẵn. - Nghiên cứu- thiết ké toàn bộ một máy sấy. - Hoàn thành báo cáo gồm bản thuyết minh và bản vẽ hoàn chỉnh. 8. Công cụ mô phỏng máy: Phần mềm Autodesk Inventor. 9. Kinh phí dự trù: 250.000 đồng. Cần Thơ, ngày 16 tháng 08 năm 2010 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN ĐĂNG KÝ Hồ Trung Hiếu Trần Thị Cẩm Tú KHOA DUYỆT BỘ MÔN DUYỆT TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ……..  …….. BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ Cần Thơ, ngày….tháng….năm 2010… NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Họ và tên cán bộ hướng dẫn: ThS. Nguyễn Bồng Tên đề tài: TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ MÁY SẤY COPPER – ZINC, NĂNG SUẤT 500 KG/MẼ Họ và tên sinh viên thực hiện : Hồ Trung Hiếu MSSV:1065732 Trần Thị Cẩm Tú MSSV:1065800 Lớp: CK0685A1 Nội dung nhận xét: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… …………………….. Kết luận và đề nghị điểm: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ………………………………… Cần Thơ, ngày…..tháng….. năm 2010 Cán bộ hướng dẫn TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ……  …….. BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ Cần Thơ, ngày….tháng….năm 2010 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN Họ và tên cán bộ chấm phản biện: ……………………………………………… Tên đề tài: TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ MÁY SẤY COPPER – ZINC, NĂNG SUẤT 500 KG/MẼ Họ và tên sinh viên thực hiện : Hồ Trung Hiếu MSSV:1065732 Trần Thị Cẩm Tú MSSV:1065800 Lớp: CK0685A1 Nội dung nhận xét: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………….... Điểm đánh giá: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… …………………………………………. Cần Thơ, ngày…..tháng….. năm 2010 Cán bộ chấm phản biện Lời cảm tạ LỜI CẢM TẠ  Sau bốn tháng thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp “Tính toán – thiết kế máy sấy Copper – zinc, năng suất 500 kg/mẽ” chúng em gặp không ít khó khăn về tài liệu, kinh nghiệm cũng như kiến thức thực tế còn nhiều hạn chế. Đến nay đề tài đã được hoàn thành đúng thời hạn, không biết nói gì hơn ngoài lòng biết ơn sâu sắc của chúng em đối với quý Thầy Cô, bạn bè và người thân. Trước hết, chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Bồng đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn chúng em trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Chúng em xin chân thành cảm ơn quí Thầy Cô Bộ Môn Kỹ Thuật Cơ Khí, quí Thầy Cô trong khoa Công Nghệ cùng các cán bộ, giảng viên của Trường Đại Học Cần Thơ đã truyền đạt cho chúng em những kiến thức quí báu trong suốt khóa học. Chúng em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến gia đình cùng các bạn sinh viên đã tận tình giúp đỡ và động viên trong suốt khóa học cũng như trong quá trình thực hiện đề tài. Cần Thơ, 2010 Nhóm sinh viên thực hiện Hồ Trung Hiếu Trần Thị Cẩm Tú Nhóm SVTH : Hồ Trung Hiếu – Trần Thị Cẩm Tú i Mục lục MỤC LỤC  CHƯƠNG1: GIỚI THIỆU CHUNG ........................................................................ 1 1.1. Đặt vấn đề ........................................................................................................ 1 1.2 Mục tiêu của đề tài............................................................................................. 1 1.2.1. Mục tiêu chung .............................................................................................. 1 1.2.2. Mục tiêu cụ thể .............................................................................................. 1 2.1 Phương pháp và phương tiện ................................................................................... 2 2.1.1 Phương tiện .................................................................................................... 2 2.1.2 Phương pháp ................................................................................................... 2 CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU .................................................................. 4 2.1. Cơ sở lý thyết của quá trình sấy ........................................................................ 4 2.1.1 Khái niệm chung về sấy .................................................................................. 4 2.1.2 Tĩnh học và động học của quá trình sấy ......................................................... 4 2.1.3. Nguyên lý sấy tiếp xúc (sấy rang) .................................................................. 5 2.1.4. Những yếu tố liên quan đến quá trình sấy ...................................................... 7 2.1.5.Vật liệu sấy ................................................... 1Error! Bookmark not defined. 2.1.6 Cấu trúc nguyên lý của một hệ thống sấy ...................................................... 15 2.2. Mô tả vật liệu sấy ........................................................................................... 21 2.2.1. Tên gọi ........................................................................................................ 21 2.2.2. Lý tính ......................................................................................................... 21 2.2.3. Hóa tính ....................................................................................................... 23 2.2.4. Điều chế ...................................................................................................... 24 2.2.5 Công dụng .................................................................................................... 24 2.3 Chọn phương pháp sấy .................................................................................... 25 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CẦN THIẾT CHO QUI TRÌNH SẤY ...................................................................... 2Error! Bookmark not defined. 3.1. Mô tả nguyên lý sấy đề nghị ........................................................................... 28 3.2. Quá trình truyền nhiệt và chuyển ẩm .............................................................. 29 3.3. Tính toán số liệu thiết kế mô hình máy ........................................................... 32 3.4 Tính toán quạt.................................................................................................. 34 Nhóm SVTH : Hồ Trung Hiếu - Trần Thị Cẩm Tú ii Mục lục 3.5 Tính toán điện trở ............................................................................................ 36 3.6 Bố trí thí nghiệm.............................................................................................. 38 3.7 Tính toán truyền nhiệt...................................................................................... 40 CHƯƠNG 4: GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ PHẦN MỀM AUTODESK INVENTOR .......................................................................................................... 42 4.1. Tổng quan về Autodesk inventor .................................................................... 42 4.2. Sơ lược các thao tác với Autodesk Inventor .................................................... 42 4.2.1. Mô hình hóa chi tiết ..................................................................................... 43 4.2.2. Tạo khối 3D solid ........................................................................................ 43 4.2.3. Tính toán, thiết kế chi tiết ............................................................................ 44 4.2.4. Lắp ráp các chi tiết....................................................................................... 44 4.2.5. Mô phỏng trình tự lắp ráp ............................................................................ 45 4.2.6. Tạo bản vẽ 2D ............................................................................................. 46 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ ............................................................. 47 5.1. Kết luận .......................................................................................................... 47 5.2. Kiến nghị ....................................................................................................... 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 48 Nhóm SVTH : Hồ Trung Hiếu - Trần Thị Cẩm Tú iii Mục lục DANH MỤC HÌNH  Hình 2.1. Đường cong sấy ........................................................................Trang 5 Hình 2.2. Ý nghĩa các đường trên đồ thị không khí ẩm ............................ Trang 10 Hình 2.3 : Đốt nóng không khí theo nhiệt cảm. ………………………….Trang 11 Hình 2.4. Làm mát không khí theo nhiệt cảm ......................................... Trang 11 Hình 2.5. Tiến trình làm mát bằng cách thêm hơi nước vào ..................... Trang 11 Hình 2.6. Tiến trình làm nóng không khí ................................................. Trang 12 Hình 2.7. Làm mát và khử ẩm .................................................................Trang 12 Hình 2.8 Các loại dây điện trở ................................................................ Trang 16 Hình 2.9. Áp kế chữ U dùng để đo áp suất khí sấy...................................Trang 17 Hình 2.10. Quạt hai tầng cánh .................................................................Trang 17 Hình 2.11 Quạt hướng trục dùng cho máy sấy vĩ ngang........................... Trang 18 Hình 2.12 Quạt ly tâm ............................................................................. Trang 18 Hình 2.13. Các kiểu rô to của quạt ly tâm ................................................ Trang 19 Hình 2.14. Các kiểu quạt ly tâm cửa ra hình chữ nhât, ............................. Trang 19 Hình 2.15 Các kiểu buồng sấy của máy sấy tháp .....................................Trang 20 Hình 2.16. Dạng liên kết của đồng sulfate ............................................... Trang 22 Hình 2.17 Tinh thể đồng sulfate............................................................... Trang 22 Hình 2.18. Đồng sulfate dạng hạt rời ....................................................... Trang 22 Hình 2.19. Đồng sulfate dạng cục ............................................................ Trang 23 Hình 2.20. Đồng sulfate dạng bột nhuyễn ................................................ Trang 23 Hình 2.21. Điều chế sulfate đồng ............................................................. Trang 24 Hình 2.22. Máy sấy vĩ ngang ...................................................................Trang 26 Hình 2.23. Máy sấy rang kiểu tháp đĩa..................................................... Trang 26 Hình 2.24. Tủ sấy điện trở hai cửa ........................................................... Trang 27 Hình 2.25. Tủ sấy cà phê ......................................................................... Trang 27 Hình 2.26. Tủ sấy tĩnh ............................................................................. Trang 27 Hình 2.27. Bố trí điện trở trong tủ sấy ..................................................... Trang 27 Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý quá trình sấy ................................................... Trang 28 Hình 3.2 Sơ đồ tính toán quạt ..................................................................Trang 34 Nhóm SVTH : Hồ Trung Hiếu - Trần Thị Cẩm Tú iv Mục lục Hình 3.3 Bố trí thí nghiệm sau 20 phút .................................................... Trang 38 Hình 3.4 Thí nghiệm sau 6 giờ 30 phút .................................................... Trang 38 Hình 3.5 Sơ đồ vách máy sấy ..................................................................Trang 40 Nhóm SVTH : Hồ Trung Hiếu - Trần Thị Cẩm Tú ii Luận văn cơ khí chế biến K32 CHƯƠNG 1 Tính toán- thiết kế máy sấy COPPER - ZINC GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Đặt vấn đề Như chúng ta đã biết, nước ta là một nước nông nghiệp có khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩm. Vì thế việc chế tạo ra các loại máy sấy để phục vụ cho nông nghiệp là hết sức cần thiết. Tuy nhiên, trên bước đường công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước thì việc sản suất ra các loại máy sấy để phục vụ cho công nghiệp cũng rất cần thiết. Sấy là quá trình công nghệ rất quan trọng và phức tạp. Công nghệ sấy không những được ứng dụng trong sấy các sản phẩm nông nghiệp như rau, củ, quả, … mà còn được ứng dụng trong công nghiệp như sấy hóa chất. Tùy theo mỗi loại vật liệu sấy, mỗi lĩnh vực sản xuất đòi hỏi cần có một loại máy sấy phù hợp, như sấy chân không, sấy tấng sôi, sấy tĩnh, sấy động,…Và tùy theo yêu cầu kĩ thuật mà ta lựa chọn nguồn cung cấp nhiệt cho quá trình sấy như : than đá, trấu, điện trở,… Việc sấy hóa chất copper- zinc đòi hỏi phải có nguồn nhiệt ổn định, không lẫn tro bụi, không đảo trộn gây bụi cho môi trường xung quanh. Do đó việc thiết kế một máy sấy bằng điện trở là hợp lý. Xuất phát từ yêu cầu đó, chúng tôi đã tính toán, thiết kế máy sấy copper-zinc năng suất 500kg/mẽ với nguồn cung cấp nhiệt từ điện trở. 1.2 Mục tiêu của đề tài Đề tài “Tính toán, thiết kế máy sấy copper-zinc năng suất 500kg/mẽ” sẽ nghiên cứu và tính toán thiết kế những thông số cụ thể một máy sấy và quá trình sấy hóa chất copper –zinc (sulfate đồng II). 1.2.1 Mục tiêu chung Xác định phương pháp và qui trình sấy loại vật liệu nhão, dạng cục có kích thước biến thiên từ cục lớn (có đường kính d  2cm) đến hạt nhỏ rời. 1.2.2 Mục tiêu cụ thể - Xác định phương pháp và qui trình sấy Sulfate đồng II. Nhóm SVTH : Trần Thị Cẩm Tú Trang 1 Luận văn cơ khí chế biến K32 Tính toán- thiết kế máy sấy COPPER - ZINC - Thực hiện thí nghiệm về sấy tiếp xúc. - Đưa ra các giải pháp về sấy tiếp xúc. 2.1 Phương pháp và phương tiện 2.1.1 Phương tiện Sử dụng mô hình sấy tiếp xúc thí nghiệm để làm thí nghiệm với đồng sulate. Sử dụng phần mềm Autodesk Inventor để mô phỏng máy sấy. 2.1.2 Phương pháp Thực hiện thí nghiệm để tìm quá trình biến đổi nhiệt, độ ẩm và thời gian sấy Tiến hành thí nghiệm để xác định khối lượng thể tích và độ ẩm của hóa chất COPPER-ZINC. Xác định trạng thái không khí Khí hậu ở Cần Thơ là khí hậu nhiệt đới với 2 mùa rõ ràng: mùa mưa (tháng 5 đến tháng 11) và mùa khô (tháng 12 đến tháng 4). Độ ẩm trung bình là 85%, lượng mưa trung bình 1.635 mm, nhiệt độ trung bình 28°C. ( http://vi.wikipedia.org/wiki/C%E1%BA%A7n_Th%C6%A1) Xác định khối lượng thể tích Dụng cụ thí nghiệm: -Hóa chất COPPER-ZINC (sulfate đồng) -Cân -Ly thủy tinh chứa đầy nước có chia vạch nhỏ Cơ sở để tiến hành thí nghiệm: Khối lượng riêng của COPPER-ZINC được xác định theo công thức:   m v Xác định khối lượng bằng phương pháp cân một lượng vừa phải hóa chất COPPER-ZINC. Khối lượng được xác định là: 84,35g Nhóm SVTH : Trần Thị Cẩm Tú Trang 2 Luận văn cơ khí chế biến K32 Tính toán- thiết kế máy sấy COPPER - ZINC Xác định thể tích của 84,35g: cho lượng hóa chất trên vào trong ly thủy tinh chứa đầy nước, xem lượng nước tràn ra chính là thể tích của lượng hóa chất trên. Thể tích xác định được là 70cm3. Khối lượng riêng của COPPER-ZINC là:  m 84,35   1,205 g / m3 v 70 Xác định độ ẩm của COPPER-ZINC. Tiến hành thí nghiệm: Cho lượng hóa chất trên vào máy để tiến hành đo độ ẩm. Khối lượng hóa chất ban đầu được xác dịnh là 27,052g. Nhiệt độ sấy trong thí nghiệm là 1000C. Sau khi kết thúc quá trình sấy ta thấy đồng hồ chỉ độ ẩm không còn tăng và độ ẩm xấp xỉ là 2%. Khối lượng hóa chất còn lại khi độ ẩm đạt 2% là 13,14g. Nhóm SVTH : Trần Thị Cẩm Tú Trang 3 Luận văn cơ khí chế biến K32 CHƯƠNG 2 Tính toán – thiết kế máy sấy COPPER - ZINC LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Cơ sở lý thuyết của quá trình sấy 2.1.1 Khái niệm chung về sấy Sấy là quá trình tách nước khỏi vật liệu ẩm bằng cách cấp nhiệt cho vật liệu để ẩm bay hơi. 2.1.2. Tĩnh học và động học của quá trính sấy a. Tĩnh học của quá trình sấy Quá trình trao đổi ẩm giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy phụ thuộc vào tính chất cơ lý của vật liệu và môi trường (tác nhân sấy). Vật liệu sấy thường có tính háo nước tức là tính chất hút hoặc nhả ẩm với môi trường bên ngoài cho đến khi đạt trạng thái cân bằng. Quá trình thoát ẩm khỏi vật liệu xảy ra khi áp suất riêng phần của hơi nước trên bề mặt vật liệu lớn hơn áp suất hơi nước trong tác nhân sấy (môi trường) và ngược lại vật liệu sấy sẽ hút ẫm từ môi trường vào làm tăng độ ẩm của nó. Tóm lại, quá trình sấy chỉ có thể xảy ra khi môi trường xung quanh vật liệu phải khô ráo đến một mức (RH%) nhất định và ở một nhiệt độ nào đó. b. Động học của quá trình sấy Động học của quá trình sấy khảo sát tác động qua lại giữa vật liệu ẩm và tác nhân sấy có tính đến tác nhân sấy. Đặc trưng cho quá trình sấy được biểu thị bởi đường cong sấy, nó biểu diễn sự thay đổi của độ ẩm vật liệu M theo thời gian sấy. Dạng của đường cong sấy phụ thuộc vào nhiều yếu tố như dạng liên kết giữa ẩm và vật liệu, hình dạng, kích thước và tính chất của vật liệu sấy. Trên hình biểu diễn đường cong sấy, trục hoành biểu thị thời gian sấy t (sec) và trục tung biểu thị độ ẩm M của vật liệu. Trong khoảng thời gian từ 0 đến t1 là giai đoạn đầu của quá trình sấy thực hiện việc đốt nóng vật liệu, nếu nhiệt độ của tác nhân sấy cao hơn nhiệt độ của vật liệu sấy thì Nhóm SVTH : Trần Thị Cẩm Tú Trang 4 Luận văn cơ khí chế biến K32 Tính toán – thiết kế máy sấy COPPER - ZINC M% ẩm bốc hơi và chủ yếu là ẩm bề mặt, độ ẩm giảm nhẹ theo thời gian vì vật liệu chưa nóng lắm (đoạn AB). Vận tốc sấy A tăng từ 0 đến giá trị cực đại. B Trong khoảng thời gian từ t1 đến t2 là giai đoạn hai của quá trình sấy, ẩm bề mặt tiếp C tục bốc hơi nhanh hơn giống như nước bốc D hơi từ mặt thoáng, do đó tất cả nhiệt cung t cấp dùng để bốc hơi nước nên nhiệt độ vật t1 t2 t3 liệu không tăng, độ ẩm vật liệu giảm (đoạn BC). Tốc độ sấy dM không đổi nên gọi là dt dM dt giai đoạn sấy có tốc độ không đổi. Trong khoảng thời gian từ t2 đến t3 là giai đoạn sấy chính của quá trình sấy, độ ẩm giảm chậm vì chủ yếu là ẩm bên trong vật liệu khuếch tán dần ra ngoài. Nhiệt độ vật liệu tăng dần đến mức qui định không làm hư vật liệu do nhiệt. Hình 2.1 Đường cong sấy 2.1.3. Nguyên lý sấy tiếp xúc (sấy rang) Vật liệu sấy được đặt trên bề mặt được đốt nóng (khay, thùng quay,…) nhiệt từ bề mặt nóng truyền vào vật liệu làm cho ẩm bốc ra. Hình thức sấy này giống như phơi vật liệu trên sân nóng hoặc rang vật liệu trên chảo nóng (nên gọi là sấy rang). Hình dạng bề mặt nóng tiếp xúc trực tiếp với vật liệu có thể là mặt phẳng (sấy trong khay), mặt trụ (trống quay) hay chỏm cầu (chảo rang). Phương thức này được ứng dụng rộng rãi trong dân dụng và công nghiệp để sấy các vật liệu dạng rắn rời ( các loại hạt; rau, củ, quả, cây băm nhỏ), các loại bột nhão (dạng kem), các loại dung dịch ( nước hoa quả ép, sữa,…). Nhóm SVTH : Trần Thị Cẩm Tú Trang 5 Luận văn cơ khí chế biến K32 Tính toán – thiết kế máy sấy COPPER - ZINC Quá trình truyền nhiệt và chuyển ẩm trong sấy rang diễn ra như sau: Nhiệt lượng từ nguồn nhiệt cấp cho bề mặt nóng (vật nóng) rồi truyền cho vật sấy. Nhiệt lượng mà vật sấy nhận được bằng nhiệt lượng cần để đun nóng vật sấy đến nhiệt độ bay hơi của ẩm và cấp cho quá trình bay hơi ẩm.Quá trình trên phụ thuộc vào các thông số như: nhiệt độ, vật liệu và cấu tạo của bề mặt nóng; diện tích tiếp xúc giữa vật sấy với bề mặt nóng; độ chứa ẩm của vật sấy; nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí (tác nhân sấy) thổi trên bề mặt lớp vật sấy. Trong sấy tiếp xúc vật liệu có thể ở trạng thái tĩnh (trong khay) hoặc động (trong thùng quay). Để tăng vận tốc bốc ẩm ta nên dùng quạt hút hơi ẩm để giảm áp suất trên bề mặt vật liệu làm cho ẩm bốc ra nhanh hơn. Để đốt nóng bề mặt ta có thể đốt trực tiếp bởi ngọn lửa hay khói của lò đốt, bằng điện trở, hơi nước nóng hay nước nóng. Vật liệu làm bề mặt sấy cần phải có tính bền cơ nhiệt cao nhất là không bị ăn mòn bởi hóa chất, hơi nóng và ẩm và có hệ số truyền nhiệt cao, tốt nhất là sử dụng thép không gỉ. Nhiệt độ bề mặt nóng tiếp xúc với vật liệu sấy tùy thuộc vào vật liệu và yêu cầu sấy cho phép Sấy rang cũng có thể kết hợp với sấy đối lưu để làm tăng vận tốc bốc ẩm. Khi sấy với lớp vật liệu dày nằm yên trên bề mặt nóng, thì quá trình truyền nhiệt và ẩm phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ tm của bề mặt được đốt nóng: Khi tm  65  850 C thì nhiệt lượng từ vật nóng truyền cho vật sấy chủ yếu bằng dẫn nhiệt. Khi tm lớn hơn nhiệt độ bay hơi của ẩm thì: lớp vật sấy tiếp xúc trực tiếp với lớp vật nóng sẽ nhanh chóng đạt nhiệt độ bay hơi của ẩm. Hơi ẩm đi xuyên vào lớp vật sấy phía trên có nhiệt độ còn thấp, chúng sẽ ngưng lại và truyền nhiệt cho lớp vật sấy đó. Khi nhiệt độ của toàn lớp vật sấy tăng lên bằng nhiệt độ bay hơi ẫm thì sự ngưng đọng chấm dứt. Đây là thời điểm bắt đầu giai đoạn thứ nhất (vận tốc sấy không đổi). Hơi ẩm bay lên sẽ được tác nhân cuốn đi. Do truyền nhiệt từ vật nóng sang vật sấy không đủ mà cường độ bay hơi ẩm lớn, làm cho nhiệt độ t của vật sấy ở cuối giai đoạn sấy thứ nhất giảm xuống một ít. Nhóm SVTH : Trần Thị Cẩm Tú Trang 6 Luận văn cơ khí chế biến K32 Tính toán – thiết kế máy sấy COPPER - ZINC Giai đoạn sấy thứ hai cũng tương tự như các quá trình sấy khác. 2.1.4. Những yếu tố liên quan đến quá trình sấy a. Môi trường không khí Không khí ẩm là hỗn hợp gồm không khí khô và hơi nước. Không khí khô bao gồm một số chất khí chủ yếu là oxigen (O2, 20,95 %) vaf Nitrogen (N2, 70,08 %) cộng với một lượng nhỏ các khí khác như argon (Ar, 0,93%), carbon dioxide (CO2, 0,03%), và neon (Ne, 0,0018%), các tỉ lệ phần trăm này tính theo trọng lượng và có thể thay đổi ít nhiều tùy điều kiện môi trường, vị trí địa lý,… Trong không khí tự nhiên luôn luôn có chứa một lượng hơi nước nhất định. Lượng hơi nước này được diễn tả bằng độ ẩm. Tỷ trọng lượng hơi nước chứa trong không khí sấy luôn luôn nhỏ hơn 1/10. b. Độ ẩm riêng H (Specific Humidity, kg/kg kkk) Độ ẩm riêng H của không khí, tính bằng kg/kg không khí khô (kkk), là trọng lượng của nước (hơi ẩm) tính bằng kg, chứa trong 1 kg kkk. Độ ẩm riêng của không khí đôi khi còn được gọi là độ ẩm tuyệt đối hay tỷ số ẩm. c. Độ ẩm tương đối của không khí RH (Relative Humidity, %) Độ ẩm tương đối của không khí RH là tỷ số của áp suất hơi nước thực sự (P w) trong vùng đang xét với áp suất của hơi nước trong không khí đã bảo hòa ẩm (Pwsat) ở cùng một nhiệt độ. RH được tính bằng %. RH% = 100 Pw / Pwsat Không khí bảo hòa ẩm tức có RH = 100%, không khí ở trạng thái này coi như đã “no” hơi nước. d. Thể tích riêng của không khí Là thể tích của 1 kg không khí khô, thể tích riêng tính bằng m 3/kg kkk. Nhóm SVTH : Trần Thị Cẩm Tú Trang 7 Luận văn cơ khí chế biến K32 Tính toán – thiết kế máy sấy COPPER - ZINC e. Nhiệt độ của không khí Hỗn hợp hơi nước - không khí có thể được diễn tả bằng nhiệt độ bầu khô hoặc bằng nhiệt độ bầu ướt hoặc bằng nhiệt độ điểm sương. - Nhiệt độ bầu khô (dry bulb temperature) là nhiệt độ được đo bằng một nhiệt kế hay một cặp nhiệt độ thông thường. - Nhiệt độ bầu ướt (wet bulb temperature) là nhiệt độ mà tại đó nước, do bốc hơi thành không khí ẩm, có thể đưa không khí đến bảo hòa trong điều kiện trạng thái ổn định. Để đo nhiệt độ bầu ướt bằng phương pháp đơn giản, lấy một miếng vải bấc có tẩm nước quấn quanh bầu một nhiệt kế thủy tinh, sau thời gian 5-10 phút ta quay nhiệt kế trong không khí vài ba vòng rồi đọc trị số chỉ bởi nhiệt kế, đó là nhiệt độ bầu ướt, nó nhỏ hơn nhiệt độ bầu khô vài ba độ. - Nhiệt độ điểm sương (dew point temperature) là nhiệt độ mà tại đó hơi ẩm trong không khí bắt đầu ngưng tụ thành sương hay còn gọi là đọng sương. f. Enthalpy (h) Là lượng nhiệt năng chứa trong hổn hợp hơi nước - không khí. Năng lượng này là một kết hợp bởi hai loại nhiệt: Nhiệt cảm và nhiệt ẩn. Enthalpy được đo bằng kJ/ kg kkk. - Nhiệt cảm (sensible heat) là nhiệt được thêm vào không khí mà không làm thay đổi độ ẩm tuyệt đối của nó hoặc nhiệt tạo ra sự biến đổi nhiệt độ khi có sự truyền nhiệt. Ví dụ nhiệt truyền qua tường nhà làm nóng căn phòng. Nhiệt cảm được ứng dụng vào việc sấy hạt bằng không khí nóng và sưởi ấm phòng trong mùa đông ở xứ lạnh. - Nhiệt ẩn (latent heat) là nhiệt tạo ra một sự biến đổi về trạng thái của vật chất nhưng không làm thay đổi về nhiệt độ. Ví dụ, nhiệt hấp thu làm nước đá tan chảy thành nước nhưng vẫn ở 00C hoặc khi nước đang sôi biến thành hơi nước vẫn ở 1000C nhưng thay đổi trạng thái từ lỏng thành hơi. Nhóm SVTH : Trần Thị Cẩm Tú Trang 8 Luận văn cơ khí chế biến K32 Tính toán – thiết kế máy sấy COPPER - ZINC g. Đồ thị không khí ẩm (Psychrometric Chart) Đồ thị không khí ẩm hay còn gọi là đồ thị trắc ẩm là đồ thị diễn tả các tính chất nhiệt động của không khí ẩm. Nó rất có ích cho việc giải quyết các bài toán kỹ thuật trong tính toán thiết kế các thiết bị nhiệt như sấy, máy lạnh, lò đốt, v.v. Khi ứng dụng trong nông nghiệp, đồ thị này được hiệu chỉnh đến áp suất khí quyển tiêu chuẩn bằng 101,325 kPa. Ngoài ra còn có các đồ thị được thiết lập ở các độ cao khác để sử dụng khi cần. h. Cách sử dụng đồ thị không khí ẩm Việc làm điều hoà không khí có liên quan đến các quá trình gồm: đốt nóng, làm mát, tăng ẩm, khử ẩm hoặc một vài kết hợp của các yếu tố trên. Các quá trình này có thể được minh họa bởi các đường trên đồ thị không khí ẩm như sau (Hình 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6 và 2.7): Các tính chất của không khí ẩm được cho trên đồ thị gồm: - Nhiệt độ bầu khô Tdb, 0 C, - Nhiệt độ bầu ướt Twb , 0C, - Nhiệt độ điểm sương Tdp , 0C , - Enthalpy h , kJ/kg không khí khô - Độ ẩm tương đối RH% - Độ ẩm tuyệt đối hay độ ẩm riêng hay tỷ số ẩm, kg hơi nước/kg không khí khô - Thể tích riêng , m3 không khí khô/kg không khí khô - Thể tích ẩm, m3 hỗn hợp/kg không khí khô Ý nghĩa các đường trong đồ thị: Nhóm SVTH : Trần Thị Cẩm Tú Trang 9
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan

Tài liệu vừa đăng