TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC ☼☼☼☼☼☼☼ BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DƯỢC PHẨM BÀI: SẤY TẦNG SÔI GVHD: Nguyễn Sỹ Xuân Ân Sinh viên: Võ Như Sinh MSSV: 61002738 TPHCM, 5/2014 0 I. T 1.1 S y l qu tr nh t h m r kh i v t li u tu th o t nh h t v m v t li u tu th o yêu u v m l m kh v t li u m h n t th s n ht h m kh nh u như: phư n ph p h phư n ph p ho l phư n ph p nhi t ron qu tr nh s y t n s i t s n phư n ph p nhi t - n nhi t n n l m yh i nư r kh i v t li u 1.2 ron qu tr nh s y t n s i t s n kh n kh l m t nh n s y nên t s qu n t m n th n s s u kh n kh 1.2.1. Đ - h, kg/m3. m tuy t i kh n kh l lư n h i nư h tron m t m3 kh n kh m Đ - m tư n i kh n kh h y n i l m o ho h i nư l t s i 3 lư n h i nư h tron m kh n kh v i lư n nư h tron m3 kh n kh o ho h i nư bh n m t nhi t v p su t  h bh m m kh n kh m l lư n h i nư h tron hi u d; kg/kgkkk N Nhi t lư n riên kh n kh m l t n nhi t lư n nư tron h n h p: k kh n kh kh kh n kh kh v I  Ckkk .t  x.ih ; J/kg kkk ron : I: nhi t lư n riên kh n kh m h m m x , J/kgkkk Ckkk: nhi t un riên kh n kh kh k 0 t: nhi t kh n kh C ih: nhi t lư n riên h i nư nhi t t, J/kg ih ư x nh th o n th th n hi m: ih  r0  Ch .t ; J/kg y r0 – nhi t lư n riên Ch – nhi t un riên Đ 0 h i nư h i nư C nhi t 1 t, J/(kg.K) kkk k h i m l nh h n h p kh n kh m hư o ho h i nư tron i u ki n x onst th nhi t kh i kh i m n m tư n i kh n kh t n n n tr n th i o ho h i nư 2 = 100%). N u ti p t i m nhi t kh th tron h n h p kh t u xu t hi n nh n i t sư n m o h i nư tron h n h p kh n ưn t l i th h m m h n h p kh t u i m Nhi t h n h p kh tư n n v i tr n th i o ho h i nư i l nhi t i m sư n k hi u l ts. N Nhi t u ư t l m t th n s trưn ho kh n n p nhi t kh n kh l m y h i nư ho n khi kh n kh o ho h i nư T h t h kh n kh m t nh th o k kh n kh kh ư t nh th o n th V RT ; m3 /kg kkk P  . pbh V i: R: h n s kh i v i kh n kh th R = 287 J/(kg.0K) T: nhi t kh n kh 0K P: p su t hun h n h p kh n kh m N m2 h i lư n riên h n h p kh n kh m n t n kh i lư n riên kh v kh i lư n riên h i nư n nhi t kh n kh   kkk  h ; kg/m3 Đ –d x nh tr n L.K.Ramdin). th i kh n kh m n ư i t s 2 n th - th nhi u h ph n lo i v t li u s y h ph n lo i ư s n nhi u tron k thu t l h ph n lo i v o t nh h t v t l v t th V ư p h o hn y th v t li u m ư hi l m nh m: v t x p m o n v t k o v v t k o x p m o n. Nh n v t m tron m liên k t v i v t li u h y u n m i liên k t m o n ư il v tx pm o n h n kh n n h t m i h t l n nh ư t kh n ph thu v o th nh ph n ho h h tl n v t li u x y n th n i t th h nh l nh n v v v t li u x p m o n Nh n v t n y l m o n l n h n r t nhi u so v i tr n lư n m h tron v t v quy t nh ho n to n s l n truy n m tron v t ron trư n h p tr n lư n m n n v i l m o n h y m o qu n trư n lên khi s y kh th o l i h n l n v t x p m o n khi s y kh th n như nh m r u x nh V t k o l nh n v t t nh o o u tr h t ron v t k o m liên k t ph v th m th u V k o n v t v t li u x nlul z tinh t ts t k o i m hun l khi s y o n t kh nhi u v v n i ư t nh o 3 n h p v t n i n n vi n hiên u v t nh to n tron kỹ thu t s y n ư i t kh o s t v t k o như v t i x p m o n hi v t k o ư x m như v t x p m o n u tr m o qu n nh 1.3. Nh n v t th m tron t n t i m liên k t tron v tk ov v tx pm o n th ư il v tk ox pm o n lo i v t n y như th n n lo i h t v m t s th ph m V u tr v t n y thu lo i x p m o n nhưn v n h tl il v tk o n h l th nh m o n hun t nh o khi h t m m o qu n trư n lên khi s y kh th o l i g N ut v t li u m ti p x v i kh n kh m th th x y r m t tron h i qu tr nh: 1) u tr nh t h m r kh i v t li u qu tr nh s y n u ph < pvl y ph l p su t h i riên ph n kh n kh m n pvl l p su t h i riên ph n kh n kh n y s t trên m t v t li u 2) u tr nh h t m t kh n kh m v o v t li u n u ph > pvl ron qu tr nh s y th p su t h i trên m t v t li u i m n ho n khi ph = pvl hi h t tr n th i n n n m v t li u t m n n cb m n n ph thu v o p su t h i riên ph n kh n kh xun qu nh t l ph thu v o m tư n i kh n kh  n h l cb = f() Nư tron v t li u m th hi l m nh m: nư t o v nư liên k t - Nư t o n m m t v t li u p su t riên n p su t h i nư o ho n v i nhi t hi n t i v t li u m Nư t o n m tron v t li u m l lư n nư t o r trên m t v t m h i nư p su t riên t i tr o ho nhi t hi n t i v t m. - Nư liên k t t o r trên v t m h i nư p su t nh h n p p su t o ho v i nhi t hi n t i v t m o kh n n ph n n ho h v ho t n m nh h t nên tron kh i v t li u m kh n nư n uyên h t m ư i n un h u n t h nư r kh i v t li u m th n n n lư n n h y l n h n n n lư n liên k t nư v i v t li u m o t n i t ư n liên k t v t li u m a) Liên iên k t ho h v t h t v i nư r t n v n tron ph n t nư tr th nh m t ph n tron th nh ph n ho h ph n t v t m o i n y h th ư t h r khi ph n n ho h v h n n n lư n r t o i khi ph i 4 nun v t li u n nhi t o S u khi t h m th t nh h t ho l t s t h nư m t tinh th n m nư : CuSO4.5H2O  CuSO4 + 5H2O u tr nh n y i l qu tr nh nun v n nhi t r t o v t th y i b) ron liên k t ho l n ư i t hi l m h i lo i liên k t: liên k t h p ph v liên k t th m th u  iên k t h p ph : liên k t h p ph nư n li n v i hi n tư n x y r trên m t i i h n ph Nh t l tron v tk o ut o n h t n k nh tư n ư n nh kho n t -0,1)m u t o n v t li u m n y m t riên kh l n nên n n lư n t o m nh hi ti p x v i m xu hư n h t nư v o m tt o h t t o r liên k t h p ph i nư v m t F = U – T.S ron : : n n lư n t o ph n t :n in n : nhi t tuy t i S: entropi N n lư n t o trên m t n v m t i i h n th h nh n s n m th t   iên k t th m th u: liên k t th m th u l liên k t m n t nh li u t nh k o – x p m o v n m tron kh n n uyên h t m n ư n Nh n v t li u n y i n ư i khun n un Nư h Vi n n hi nư th p s n l p m t un h nư tron s th m r n o i N ư nư th m qu m n n n th m v o ht un o un l i khi t khun v iv t th m t n o i v o tron v t h y n n y h i th n n u tr nư tron v t th n y kh n ph i l nư l i t tron v t th r n o i i n như nư h h h t n lên v nư t v t th v o tron nư th nư s u ên s th m v o ên tron c) n liên k t n y v i v t th - Nư n v t o m nư trên s n tron qu tr nh h nh th nh v t m v t h trư n h p liên k t n y 5 m t v nư nư tron n l m ho nư tron m o qu n t o th v t yh i n n pv t h y ph v u tr v t S u khi t h nư h t v th m h th y - Nhi u v t m m o qu n v t th u tr hi v t th n y - th o yh i n th i n nhi u m o qu n như v i tron nư tron kh n kh nư tron th th y i t nh y h i ho nh ư t lên th t h n v t th n y m th h i nư y mr m t v t th n v s s th o m o qu n th m nh p v o m o qu n th m nh p v o v t th n l m ho m iên k t i n tr n th i ph v t th n y khi m o qu n v th o th t i v t s n ưn t trên u nt h h t m lo i n y p su t l n h n p su t m o iên k t m t n n y ễt h n n h h l u h i th m th i ly t m 1 - ron qu tr nh s y h t m ư huy n t trun t m r m tn o i h t t m th t m ư h i v o m i trư n s y u tr nh trên h th hi n ư tron i u ki n p su t h i riên ph n h t l n h n p su t riên ph n m i trư n hi m t h t s kh i v s xu t hi n r i nt m i lõi v m t h t v y nên s h huy n m t ph n trun t m h tr m t h t u tr nh s y th t n ư n n h: n p su t h i riên ph n h t i m p su t h i riên ph n m i trư n n th i h i i n ph p trên Nhưn i v i m i lo i h t t i m t h m m nh t nh n o t h th t n nhi t t i m t nhi t ho ph p nh t nh i l nhi t t n n ho ph p h t N u vư t qu i i h n s y nh hư n x u t i h t lư n l m i n ho l m lư n th h t như l m i m n ym m t n t l r n y o nư h i trên m t qu m nh i m p su t m i trư n n ht n ư n i lưu t n t t nh n s y nhưn t n h t n t t nh n s y t i m t tr s nh t nh n u vư t tr s lư n kh n kh n n ho kh i l s kh n t n n h t l m kh h t hi u su t s y s th p h n kh n n ho h n h p kh n kh v i kh i l l m nhi m v huy n nhi t tn n v h i m h t n th i l m nhi m v huy n h i m r ên n o i v h n ư i l t nh n s y 1.5 1.5 6 Cho mét líp vËt liÖu d¹ng h¹t lªn l-íi n»m ngang n»m bªn trong èng ®Æt th¼ng ®øng ,tiÕt diÖn ngang cña èng cã thÓ lµ h×nh trô, h×nh vu«ng, h×nh ch÷ nhËt. H¹t kh«ng lät l-íi. Thæi kh«ng khÝ qua líp h¹t tõ d-íi lªn trªn, tr¹ng th¸i cña c¸c h¹t vµ c¶ líp h¹t phô thuéc vµo vËn tèc dßng khÝ ®i xuyªn qua líp h¹t vµ cã thÓ cã c¸c tr¹ng th¸i sau: Khi tèc ®é khÝ nhá, th× líp h¹t ë trang th¸i bÊt ®éng (h×nh 5a), c¸c ®Æc tr-ng cña nã nh- bÒ mÆt riªng, ®é xèp kh«ng thay ®æi khi thay ®æi vËn tèc dßng khÝ. Lóc nµy dßng khÝ ®i qua líp h¹t tu©n theo qu¸ tr×nh läc, chiÒu cao líp h¹t kh«ng thay ®æi (®o¹n AB trªn h×nh 6a) vµ trë lùc cña líp h¹t tÜnh t¨ng lªn cïng víi sù t¨ng vËn tèc dßng khÝ tu©n theo quy luËt hµm sè mò : ΔP = f ( v n ) NÕu líp h¹t gåm c¸c h¹t nhá, cïng kÝch th-íc, kh«ng bÞ dÝnh kÕt vµo nhau th× trë lùc t¨ng theo ®-êng OA( h×nh 5b). NÕu h t cã kÝch th-íc lín, gi÷a c¸c h¹t cã sù kÕt dÝnh th× ®Ó th¾ng lùc kÕt dÝnh nµy cÇn ph¶i tiªu tèn thªm n¨ng l-îng, th× trë lùc sÏ t¨ng theo ®­êng cong OA’ v¯ cã cùc ®¹i nh­ ®­êng 2 hoÆc 3. T¨ng vËn tèc khÝ ®Õn mét gi¸ trÞ tíi h¹n nµo ®ã th× líp h¹t b¾t ®Çu trë nªn linh ®éng, chiÒu cao líp h¹t b¾t ®Çu t¨ng lªn, c¸c h¹t dÇn dÇn chuyÓn ®éng vµ ®-îc khuÊy trén víi nhau, trë lùc ®¹t ®Õn mét gi¸ trÞ nhÊt ®Þnh vµ gi÷ nguyªn kh«ng ®æi (®o¹n BE trªn h×nh 5a, ®o¹n AB trªn h×nh 6b ).§ã lµ tr¹ng th¸i tÇng s«i, c¸c h¹t r¾n l¬ löng trong pha khÝ vµ chuyÓn ®éng hçn lo¹n, ®é xèp cña h¹t t¨ng lªn theo sù t¨ng cña vËn tèc khÝ. Tr¹ng th¸i nµy duy tr× trong giíi h¹n tõ vËn tèc b¾t ®Çu s«i (cßn gäi lµ vËn tèc s«i tèi thiÓu) vs tíi vËn tèc phôt (cßn gäi lµ vËn tèc kÐo theo) vf . TiÕp tôc t¨ng vËn tèc dßng khÝ cho ®Õn khi v-ît qu¸ gi¸ trÞ vf th× tr¹ng th¸i s«i chÊm døt, c¸c h¹t r¾n bÞ dßng khÝ cuèn theo ra khái thiÕt bÞ. Lóc nµy x¶y ra qu¸ tr×nh vËn chuyÓn h¹t r¾n bÞ dßng khÝ thæi, vf cßn gäi lµ vËn tèc treo tù do v× t¹i ®©y ®é xèp cña líp h¹t rÊt lín. Thùc tÕ lµ c¸c h¹t bÞ treo l¬ löng trong kh«ng khÝ, t nh kh n träng l-îng cña h¹t (cã tÝnh ®Õn lùc ®Èy Acsimet) vµ søc c¶n cña dßng khÝ chØ cÇn t¨ng vËn tèc khÝ v-ît qu¸ vf mét chót lµ c¸c h¹t r¾n bÞ kÐo theo ( h×nh I.1c, ®o¹n BC h×nh 6b ) 7 a) b) c) d) H×nh 5: nh h-ëng cña vËn tèc dßng khÝ ®Õn tr¹ng th¸i líp h¹t trªn l-íi a. H¹t ®øng yªn; b. ThÓ tÝch khèi h¹t lín lªn; c. C¸c h¹t vµ khÝ chuyÓn ®éng gièng hiÖn t-îng s«i, gäi lµ tÇng s«i; d. Ph©n líp NÕu vËn tèc dßng khÝ gi¶m xuèng vËn tèc vs th× sù phô thuéc cña trë lùc vµo vËn tèc lín h¬n khi ch-a s«i ( h×nh I.2b).SÏ kh«ng theo ®-êng 1,2,3 n÷a mµ theo ®-êng 4. Cßn chiÒu cao líp h¹t theo ®-êng CD ( h×nh 5a) vµ lín h¬n khi ch-a s«i. §é xèp cña líp h¹t lín h¬n ban ®Çu. NÕu t¸c nh©n g©y láng gi¶ lµ chÊt khÝ th× th-êng x¶y ra hiÖn t-îng s«i kh«ng ®Òu, mét phÇn khÝ trong líp s«i d-íi d¹ng bät khÝ, tói khÝ ( chø kh«ng ph¶i lµ d¹ng pha liªn tôc ), c¸c tói khÝ nµy khi lªn bÒ mÆt líp s«i th× vì ra, lµm cho chiÒu cao líp s«i dao ®éng ( ®-êng CE vµ CF trªn h×nh 5a). Khi sè tÇng s«i ch-a lín th× hiÖn t-îng nµy kh«ng g©y ¶nh h-ëng xÊu ®Õn qu¸ tr×nh mµ chØ lµm t¨ng møc ®é khuÊy trén cu¶ líp mµ th«i.Tuy nhiªn, nÕu t¨ng sè tÇng s«i lªn thi cã bät khÝ lín xuÊt hiÖn nhiÒu trong líp s«i vµ lµm c¸c h¹t b¾n tung lªn cao. NÕu tiÕp tôc t¨ng lªn n÷a th× c¸c bät khÝ lín lªn vµ 8 hßa tan vµo nhau t¹o thµnh hiÖn t-îng ph©n tÇng trong thiÕt bÞ, lµm t¨ng l-îng h¹t bÞ b¾n tung lªn vµ bÞ kÐo theo khái thiÕt bÞ. HiÖn t-îng nµy cµng dÔ x¶y ra khi t¨ng kÝch th-íc h¹t, t¨ng vËn tèc dßng khÝ, gi¶m ®-êng kÝnh thiÕt bÞ. ChÕ ®é s«i ph©n tÇng cã ¶nh h-ëng xÊu ®Õn qu¸ tr×nh nh-: Lµm sù tiÕp xóc cña c¸c h¹t r¾n vµ pha kÐm ®i, trë lùc cña tÇng s«i bÞ dao ®éng. V× vËy,cÇn tr¸nh kh«ng ®Ó hiÖn t-îng nµy x¶y ra. Trong thùc tÕ s¶n xuÊt, th-êng gÆp c¸c h¹t cã kÝch th-íc kh¸c nhau, nh-ng h×nh d¹ng th× nh- nhau hoÆc cïng kÝch th-íc vµ h×nh d¹ng nh-ng khèi l-îng riªng kh¸c nhau th× sÏ t¹o nªn sù ph©n líp. Nh÷ng h¹t lín h¬n hoÆc nÆng h¬n sÏ ë d-íi, cßn nh÷ng h¹t nhá h¬n, nhÑ h¬n sÏ ë líp trªn. H¹t cµng nhá vµ cµng nhÑ sÏ ë xa l-íi ph©n khèi khÝ. 9 H×nh 6: Quan hÖ gi÷a trë lùc vµ chiÒu cao líp h¹t vµo vËn tèc khÝ a. Sù phô thuéc cña chiÒu cao l¬p s«i vµo vËn tèc khÝ b. Sù thay ®éi trë lùc cña líp s«i vµo vËn tèc khÝ Qua nghiªn cøu cho thÊy, vËt liÖu d¹ng h¹t cã kÝch th-íc trong d¶i 0,001÷65 mm ®Òu cã thÓ t¹o ®-îc líp s«i. Nh-ng ®Ó t¹o ®-îc líp s«i ®ång ®Òu th× h¹t cã kÝch th-íc (0,010,20) mm lµ dÔ cã kh¶ n¨ng nhÊt. Nh÷ng h¹t lín g©y ra sù dao ®éng chiÒu cao líp s«i rÊt lín, cßn nh÷ng h¹t nhá l¹i dÔ dÝnh víi nhau vµ t¹o nªn hiÖn t-îng vßi rång. Tr¹ng th¸i láng gi¸ cßn cã thÓ t¹o ra nhê t¸c ®éng c¬ häc, vÝ dô nh- khuÊy trén hoÆc rung. Khi ®ã cã hiÖn t-îng gi¶ láng c¬ häc ( ph©n biÖt víi tr-êng hîp láng gi¶ khÝ ®éng ). Do trong tÇng s«i c¸c h¹t ®-îc khuÊy trén ®Òu nªn qu¸ tr×nh truyÒn nhiÖt còng nh- truyÒn chÊt x¶y ra rÊt m¹nh mÏ §Ó ®Æc tr-ng cho c-êng ®é khuÊy trén cña h¹t trong líp s«i, ng-êi ta ®-a ra ®¹i l-îng Ks (h sè tÇng s«i), lµ tû lÖ gi÷a vËn tèc lµm viÖc ( Vlv) vµ vËn tèc s«i tèi thiÓu: Ks = Vlv Vs 1.5 a.VËn tèc s«i tèi thiÓu 10 (1) §Ó x¸c ®Þnh vËn tèc tèi thiÓu ( vËn tèc tíi h¹n d-íi ), ng-êi ta cho r»ng, t¹i thêi ®iÓm b¾t ®Çu s«i, trë lùc thñy lùc cña dßng khÝ b»ng träng l-îng cña líp s«i. NÕu tiÕt diÖn cña thiÕt bÞ lµ kh«ng ®æi theo chiÒu cao th× ®iÒu kiÖn trªn cã thÓ viÕt nh- sau: (§é chªnh ¸p qua líp s«i)x(tiÕt diÖn ngang cña thiÕt bÞ)=(thÓ tÝch cña líp s«i)x(phÇn h¹t trong líp s«i)x(träng l-îng riªng cña h¹t) KÕt hîp víi ph-¬ng tr×nh m« t¶ sù chªnh ¸p trªn líp h¹t ®¬n ph©n t¸n ë tr¹ng th¸i tÜnh ergun rót ra ®-îc c«ng thøc tÝnh vËn tèc s«i nh- sau: Khi Re < 20: Vs = (F h .d)2 (r h - r k ) e . .g( ) 150 m 1- e (2) Vs2 = F h. .d (r h - r k ) . .g.e 3 1,75 rk (3) Khi Re > 1000 §¹i l-îng ε vµ Ф h ®-îc tÝnh theo Wen vµ Yu: 1 1- e = 14 vµ 2 3 = 11 3 F h .e F h .e (4) Khi ®ã, (1) vµ (2) cã d¹ng: Vs = d2 .(r h - r k ).g víi Re < 20 1650.m 11 (5) d.(r h - r k ).g víi Re > 1000 24,5.r h Vs2 = (6) Trong ®ã : + d lµ ®-êng kÝnh t-¬ng ®-¬ng cña h¹t, m + ρh , ρk lµ khèi l-îng riªng cña h¹t vµ khÝ, kg/m3 +μ ®é nhít cña khÝ, N.s/m2 +ε ®é xèp cña líp h¹t ë tr¹ng th¸i s«i Trong giíi h¹n Re = 0,001  4000 c¸c c«ng thøc cã sai sè 3,4%. §Ó x¸c ®Þnh vËn tèc s«i tèi thiÓu ng-êi ta cßn cã thÓ dùa vµo quan hÖ gi÷a vËn tèc s«i tèi thiÓu vµ vËn tèc treo Vs. VËn tèc treo lµ vËn tèc mµ t¹i ®ã, h¹t ë tr¹ng th¸i l¬ löng do cã sù c©n b»ng cña ngo¹i lùc ( vÝ dô: träng lùc vµ thñy lùc ) t¸c dông lªn nã. Romancov vµ c¸c céng sù th× ®-a ra quan hÖ sau: Vs 0,1046 = 0,1175 Vl 1 + 0, 00373. Ar 0,6 (7) ë ®©y, vËn tèc treo ®-îc x¸c ®Þnh b»ng thùc nghiÖm. b.VËn tèc phôt Ng-êi ta coi vËn tèc phôt xÊp xØ b»ng vËn tèc treo cña h¹t. Tõ ®iÒu kÞªn trªn, Kunni vµ c¸c céng sù ®· ®-a ra c«ng thøc tÝnh vËn tèc phôt nh- sau: 1 2 æ4.g.d(r - r ) ö h k ÷ çç ÷ Vf = ç ÷ ÷ è 3.C.r ø k 12 ( 8) ë ®©y, C lµ hÖ sè, x¸c ®Þnh b»ng thùc nghiÖm. §èi víi d¹ng h×nh cÇu, ng-êi ta x¸c ®Þnh ®-îc hÖ sè C nh- sau: Víi Re < 0,4 th× : C = 24/Re Víi 0,4 < Re < 500 th× : C = 10/Re0,5 Víi Re > 500 th× : C = 0,43 Khi ®ã, c«ng thøc (7) sÏ cã d¹ng: Víi Re < 0,4 th× : Vf = g.d 2 (r h - r k ) 18m (9) Víi 0,4 < Re < 500 th×: 1 3 æ 4 ( r - r )2 g 2 ö ÷ ÷ . h k .d Vf = ççç ÷ r m ÷ è225 ø (10) k Víi Re > 500 th×: 1 2 æ3.1.g(r - r ).d ö ÷ h k ÷ Vf = ççç ÷ ÷ r è ø (11) k c. Trë lùc cña líp s«i §Ó líp h¹t tån t¹i ë chÕ ®é s«i, cÇn ph¶i cung cÊp mét n¨ng l-îng cho líp h¹t ®ã. N¨ng l-îng nµy dïng ®Ó th¾ng c¸c lùc ma s¸t gi÷a c¸c h¹t víi nhau, gi÷a h¹t víi 13 m«i tr-êng , gi÷a h¹t víi thµnh thiÕt bÞ vµ n¨ng l-îng cho sù biÕn ®æi ®éng l-îng cña dßng khÝ. Ngoµi ra, cßn ph¶i kÓ ®Õn n¨ng l-îng ®Ó t¨ng thÓ tÝch líp h¹t, trong ®ã phÇn lín n¨ng l-îng dïng ®Ó th¾ng lùc ma s¸t gi÷a m«i tr-êng vµ bÒ mÆt h¹t ( trë lùc líp h¹t ). Tõ ®iÒu kiÖn c©n b»ng lùc gi÷a ¸p suÊt thñy ®éng cña h¹t vµ lùc c¶n cña dßng khÝ, ta cã: Dp = g ò s dM (12) Trong ®ã: S – MÆt c¾t tiÕt diÖn s«i M – Khèi l-îng líp s«i dM = (r h - r k )(1 - e).S.dZ (13) Thay dM vµo (12) ta cã: H ΔP=g( ρ h- ρk). ò (1 - e ).dz (14) 0 NÕu nh- ®é xèp cña líp h¹t kh«ng ®æi suèt thêi gian lµm viÖc, biÓu thøc trªn cã d¹ng: ΔP = (r h - r k )(1 - e).g.H (15) BiÓu thøc ( 15) ®óng c¶ tr-êng hîp khi líp h¹t ë tr¹ng th¸i tÜnh chuyÓn sang tr¹ng th¸i s«i. NghÜa lµ: 14 ΔP = (r h - r k )(1 - e0 ).g.H0 (16) Khi ¸p dông cho thiÕt bÞ cã thµnh ®øng hoÆc h¬i nghiªng, c¸c c«ng thøc (15), (16) cho kÕt qu¶ s¬ víi thùc nghiÖm th-êng lín h¬n (1015)%. H×nh 7: M« t¶ mét ph©n bè líp h¹t s«i d. Tèc ®é lµm viÖc vµ giíi h¹n lµm viÖc §Ó ®Æc tr-ng cho giíi h¹n tån t¹i cña líp s«i, ng-êi ta ®-a ra ®¹i l-îng: Kmax = Vf Vs (17) Theo Kunni, khi : Re < 0,4 th× Vf ®-îc tÝnh theo ph-¬ng tr×nh (9) vµ Vs ®-îc tÝnh theo ph-¬ng tr×nh (5 Re > 1000 th× Vs ®-îc tÝnh theo ph-¬ng tr×nh (16), Vf ®-îc tÝnh theo ph-¬ng tr×nh (7) Theo Todex víi mäi chÕ ®é chuyÓn ®éng vµ Vf ®-îc tÝnh theo ph-¬ng tr×nh (10), Vs tÝnh theo ph-¬ng tr×nh (6) th×: 15 Kmax = 1400 + 5, 22 Ar 18 + 0, 61 Ar (18) Trong vïng ch¶y dßng th× Kmax = 77,7 Trong vïng ch¶y xo¸y th× Kmax = 8,56 Th-êng Kmax n»m gi÷a 10 vµ 90 §èi víi hÖ sè tÇng s«i: Ks = Vlv Vs (19) C¸c nghiªn cøu thùc nghiÖm ®· chØ ra r»ng, møc ®é khuÊy trén m·nh liÖt nhÊt øng víi sè tÇng s«i b»ng 2 ( Ks = 2). Gi¸ trÞ tèi -u Ks cña mçi qu¸ tr×nh c«ng nghÖ tiÕn hµnh ë tr¹ng th¸i tÇng s«i dao ®éng rÊt lín. Khi tÝnh to¸n chÕ ®é sÊy tÇng s«i cã thÓ chän tèc ®é lµm viÖc theo c«ng thøc sau: Re = 0,19Fe1,560,28Fe1,56 (20) Re = 0,22ar0,520,33 ar0,52 (21) Fe – ChuÈn sè Phª®«rèp, thùc hiÖn lùc n©ng gi÷a kh«ng khÝ vµ vËt liÖu sÊy, ®-îc tÝnh theo c«ng thøc: Fe= 3 4.d3 (r h - r k ).g n 2 .r k e. Trë lùc cña líp l-íi ph©n phèi khÝ 16 (22) KÕt cÊu cña líp ph©n phèi giã cã ¶nh h-ëng rÊt lín ®Õn chÕ ®é thñy ®éng cña líp s«i. Trong thùc tÕ, rÊt nhiÒu lo¹i l-íi kh¸c nhau, song chóng cÇn ph¶i tháa m·n c¸c yªu cÇu sau: - Ph©n phèi ®Òu dßng khÝ qua líp s«i. - Cã trë lùc thñy lùc nhá. - DÔ chÕ t¹o vµ l¾p r¸p, bÒn trong sö dông. Groshe ®· nghiªn cøu ¶nh h-ëng cña ba d¹ng l-íi ph©n phèi khÝ ®Õn cÊu tróc líp s«i, ®ã lµ d¹ng tÊm máng ®ét lç, l-íi ®an vµ l-íi xèp. KÕt qu¶ cho thÊy: Líp xèp cho líp s«i cã cÊu tróc ®Òu nhÊt ( ®é xèp cña líp thùc tÕ hÇu nh- kh«ng thay ®æi trong toµn líp), cßn l-íi ®an th× cho kÕt qu¶ tåi nhÊt. D¹ng tÊm máng ®ét lç còng cho kÕt qu¶ kh¸ tèt. Trõ líp gÇn s¸t l-íi th× kh«ng cã ®é gi·n në (®é xèp rÊt nhá ) khi vËn tèc khÝ nhá. L-íi xèp tuy ®¶m b¶o ph©n phèi ®Òu dßng khÝ trong líp h¹t, nh-ng trong s¶n xuÊt c«ng nghiÖp nã l¹i rÊt Ýt ®-îc sö dông v× nã ®ßi hái lµm s¹ch khÝ ( t¸ch bôi ) hÕt søc nghiªm ngÆt. Kh¸ phæ biÕn trong thùc tÕ lµ l-íi ph©n phèi d¹ng lç. Chóng cã thÓ chia lµm 3 lo¹i: (a) (b) 17 (c) (a)L-íi lç h-íng th¼ng ®øng; (b)L-íi lç h-íng nghiªng; (c)L-íi kÕt hîp H×nh 8: CÊu t¹o l-íi ph©n phèi khÝ d¹ng d-íi lç * L-íi lç høíng th¼ng ®øng: §-êng t©m c¸c lç vu«ng gãc víi mÆt ph¼ng l-íi vµ trïng víi h-íng th¼ng ®øng cña dßng khÝ. L-íi d¹ng nµy khi tû sè H0/D kh«ng lín (H0 lµ chiÒu cao líp h¹t ë tr¹ng th¸i tÜnh, D lµ ®-êng kÝnh thiÕt bÞ). Nh-îc ®iÓm c¬ b¶n cña lo¹i nµy lµ vïng chÕt gi÷a c¸c lç ngay phÝa trªn l-íi. * L-íi lç nghiªng: C¸c lç ®-îc bè trÝ nghiªng mét gãc so víi mÆt ph¼ng l-íi. Do ®ã, dßng khÝ kh«ng chØ ®i lªn vµ chuyÓn ®éng xo¸y, lµm cho líp s«i ®Òu h¬n. L-íi nµy thÝch hîp khi tû sè H0/D kh¸ lín. * L-íi kÕt hîp: Lµ d¹ng trung gian cña 2 lo¹i l-íi trªn. KÝch th-íc lç trªn l-íi phô thuéc vµo kÝch th-íc cña h¹t r¾n, d¹ng l-íi vµ lo¹i vËt liÖu chÕ t¹o l-íi. Tû lÖ tiÕt diÖn tù do cña lç l-íi th«ng th-êng tõ (0,710)% ( lín h¬n 10% th× kh«ng ¶nh h-ëng l¬n tíi trë lùc cña l-íi). Ckoblo vµ c¸c céng sù ®· ®-a ra c«ng thøc ®Ó x¸c ®Þnh trë lùc cña l-íi ph©n ph©n phèi khÝ d¹ng d-íi lç nh- sau: ΔP1 = 0,5 Trong ®ã: 18 V12 r k (1 - V) x2 (23) Vl - VËn tèc khÝ qua l-íi ®-îc tÝnh nh- sau: Vl = V  :  HÖ sè phô thuéc vµo ®-êng kÝnh lç vµ chiÒu dµy cña l-íi. Gi¸ trÞ cña nã ®-îc x¸c ®Þnh b»ng thùc nghiÖm.  : Tû sè tiÕt diÖn cña l-íi ph©n phèi khÝ. §èi víi l-íi h-íng lç th¼ng ®øng cã tû sè tiÕt diÖn kho¶ng 7% th× vËn tèc khÝ sau: Vl (m/s) 0,44 1,06 2,04 3,06 3,53 3,9 ∆Pl(mmH2O) 1 2 5 11 25 27 1.6 nhi u lo i thi t s y t n s i kh nh u tu thu v o qu tr nh h t lư n s n ph m n to n v n h nh yêu u m i trư n ti t ki m n n lư n hi t ư h n s o ho qu tr nh s n xu t t hi u qu o v ti t ki m hi ph s n xu t iêu hu n o i thi t s y h nh p li u v th o li u  s i n o n qu tr nh  s n liên t  FBDs liên t h n h yh t  s ho tr n t t w ll – mixed)  FBDs th o n plu low  s tu n ho n  s ph i h p i phư n ph p trên hydrid) p su t l m vi  s p su t th p  s p su t kh quy n ph i n nh t  s p su t o h n h y t nh n s y  iên t  h o hu k puls s Nhi t t nh n s y  h n i  h thu th i i n s y h un p nhi t  i lưu 19  n nhi t  i n kh  i n ph n l y j t low  tr n  Paste/slurry  h n n kh th i kh t tr ti p  n h i qu nhi t ht ol pt n s i V t li u t n s i nh n t o t n s i 20 . (a) : ; (b) . (a) ; (b) 21 ; (b) 22 II. 2.1. 9 1. u t 2. Caloriphe 3. V i phun 4. il 5. u n s y 6. n tho t t nh n s y 7. h n h v t li u s y 8. h n hư h t k t nh 9. m ph n ph i kh 2.2. N h n kh ư qu t h t h t v o loriph nhi t ư x inh trư S u kh n n 23 9 i y kh n kh ư tn n n i v o u n s y qu t m ph n ph i kh i u n s y kh n n ti p x v i v t li u s y v th i v t li u s y lên trên t o th nh m t l p i l n V i phun phun h t k t nh v o u n s y h t nh k t nh v i nh u t o h t l n, qu tr nh s y v t o h t iễn r ho n khi v t li u s y t ư m mon mu n v h t t ư k h thư th o yêu u rư khi kh n n tho t r n o i n s qu t il l h t v t li u u n th o n kh s u tho t r n o i qu n tho t kh III. - ư : v t li u s y l t p ư n m n m y o mh n n o i - ư : i m tr h th n s y x m x t u o n t t kn h t l h tron thi t s y - ư : Nh p li u v ki m tr m t l n n x m l h kh h tron thi t s y ư t k n h y hư - ư : hi t l p th n s thi t s y: nhi t t nh n s y v n t n kh th n qu n i u khi n - ư : t n t h nh kh i n qu tr nh s y - ư : t v i phun phun nư v o t o h t - ư : ym uv o m N u t m v k h thư h t mon mu n th n ưn qu tr nh s y - ư : h o li u v v sinh thi t IV. N - nh h-ëng cña vËn tèc t¸c nh©n sÊy lªn qu¸ tr×nh sÊy lµ kh«ng ®ång ®Òu ë tõng vïng. §èi víi giai ®o¹n ®Çu cña qu¸ tr×nh sÊy, khi ®é Èm cao th× tèc ®é giã t¨ng lµm t¨ng tèc ®é sÊy. VÒ cuèi cña qu¸ tr×nh sÊy khi ®é Èm vËt liÖu nhá th× ¶nh h-ëng cña nã kh«ng râ rµng. - ChiÒu cao líp h¹t chØ ¶nh h-ëng lín trong giai ®o¹n ®Çu cña qu¸ tr×nh sÊy, khi ®é Èm vµ vËn tèc sÊy lín .ChiÒu cao líp h¹t cµng lín th× tèc ®é sÊy cµng nhá. Cµng vÒ sau qu¸ tr×nh sÊy khi ®é Èm nhá ®i th× sù ¶nh h-ëng nµy kh«ng ®¸ng kÓ . 24 [...]... 8,56 Th-ờng Kmax nằm giữa 10 và 90 Đối với hệ số tầng sôi: Ks = Vlv Vs (19) Các nghiên cứu thực nghiệm đã chỉ ra rằng, mức độ khuấy trộn mãnh liệt nhất ứng với số tầng sôi bằng 2 ( Ks = 2) Giá trị tối -u Ks của mỗi quá trình công nghệ tiến hành ở trạng thái tầng sôi dao động rất lớn Khi tính toán chế độ sấy tầng sôi có thể chọn tốc độ làm việc theo công thức sau: Re = 0,19Fe1,560,28Fe1,56 (20) Re =... tốc tác nhân sấy lên quá trình sấy là không đồng đều ở từng vùng Đối với giai đoạn đầu của quá trình sấy, khi độ ẩm cao thì tốc độ gió tăng làm tăng tốc độ sấy Về cuối của quá trình sấy khi độ ẩm vật liệu nhỏ thì ảnh h-ởng của nó không rõ ràng - Chiều cao lớp hạt chỉ ảnh h-ởng lớn trong giai đoạn đầu của quá trình sấy, khi độ ẩm và vận tốc sấy lớn Chiều cao lớp hạt càng lớn thì tốc độ sấy càng nhỏ... phân biệt với tr-ờng hợp lỏng giả khí động ) Do trong tầng sôi các hạt đ-ợc khuấy trộn đều nên quá trình truyền nhiệt cũng nh- truyền chất xảy ra rất mạnh mẽ Để đặc tr-ng cho c-ờng độ khuấy trộn của hạt trong lớp sôi, ng-ời ta đ-a ra đại l-ợng Ks (h số tầng sôi) , là tỷ lệ giữa vận tốc làm việc ( Vlv) và vận tốc sôi tối thiểu: Ks = Vlv Vs 1.5 a.Vận tốc sôi tối thiểu 10 (1) Để xác định vận tốc tối thiểu... đầu sôi, trở lực thủy lực của dòng khí bằng trọng l-ợng của lớp sôi Nếu tiết diện của thiết bị là không đổi theo chiều cao thì điều kiện trên có thể viết nh- sau: (Độ chênh áp qua lớp sôi) x(tiết diện ngang của thiết bị)=(thể tích của lớp sôi) x(phần hạt trong lớp sôi) x(trọng l-ợng riêng của hạt) Kết hợp với ph-ơng trình mô tả sự chênh áp trên lớp hạt đơn phân tán ở trạng thái tĩnh ergun rút ra đ-ợc công. .. tốc khí a Sự phụ thuộc của chiều cao lơp sôi vào vận tốc khí b Sự thay đội trở lực của lớp sôi vào vận tốc khí Qua nghiên cứu cho thấy, vật liệu dạng hạt có kích th-ớc trong dải 0,001ữ65 mm đều có thể tạo đ-ợc lớp sôi Nh-ng để tạo đ-ợc lớp sôi đồng đều thì hạt có kích th-ớc (0,010,20) mm là dễ có khả năng nhất Những hạt lớn gây ra sự dao động chiều cao lớp sôi rất lớn, còn những hạt nhỏ lại dễ dính... đ-ơng của hạt, m + h , k là khối l-ợng riêng của hạt và khí, kg/m3 + độ nhớt của khí, N.s/m2 + độ xốp của lớp hạt ở trạng thái sôi Trong giới hạn Re = 0,001 4000 các công thức có sai số 3,4% Để xác định vận tốc sôi tối thiểu ng-ời ta còn có thể dựa vào quan hệ giữa vận tốc sôi tối thiểu và vận tốc treo Vs Vận tốc treo là vận tốc mà tại đó, hạt ở trạng thái lơ lửng do có sự cân bằng của ngoại lực (... hiện lực nâng giữa không khí và vật liệu sấy, đ-ợc tính theo công thức: Fe= 3 4.d3 (r h - r k ).g n 2 r k e Trở lực của lớp l-ới phân phối khí 16 (22) Kết cấu của lớp phân phối gió có ảnh h-ởng rất lớn đến chế độ thủy động của lớp sôi Trong thực tế, rất nhiều loại l-ới khác nhau, song chúng cần phải thỏa mãn các yêu cầu sau: - Phân phối đều dòng khí qua lớp sôi - Có trở lực thủy lực nhỏ - Dễ chế tạo... là: 14 P = (r h - r k )(1 - e0 ).g.H0 (16) Khi áp dụng cho thiết bị có thành đứng hoặc hơi nghiêng, các công thức (15), (16) cho kết quả sơ với thực nghiệm th-ờng lớn hơn (1015)% Hình 7: Mô tả một phân bố lớp hạt sôi d Tốc độ làm việc và giới hạn làm việc Để đặc tr-ng cho giới hạn tồn tại của lớp sôi, ng-ời ta đ-a ra đại l-ợng: Kmax = Vf Vs (17) Theo Kunni, khi : Re < 0,4 thì Vf đ-ợc tính theo ph-ơng... thì : C = 10/Re0,5 Với Re > 500 thì : C = 0,43 Khi đó, công thức (7) sẽ có dạng: Với Re < 0,4 thì : Vf = g.d 2 (r h - r k ) 18m (9) Với 0,4 < Re < 500 thì: 1 3 ổ 4 ( r - r )2 g 2 ử ữ ữ h k d Vf = ỗỗỗ ữ r m ữ ố225 ứ (10) k Với Re > 500 thì: 1 2 ổ3.1.g(r - r ).d ử ữ h k ữ Vf = ỗỗỗ ữ ữ r ố ứ (11) k c Trở lực của lớp sôi Để lớp hạt tồn tại ở chế độ sôi, cần phải cung cấp một năng l-ợng cho lớp hạt đó Năng... dM (12) Trong đó: S Mặt cắt tiết diện sôi M Khối l-ợng lớp sôi dM = (r h - r k )(1 - e).S.dZ (13) Thay dM vào (12) ta có: H P=g( h- k) ũ (1 - e ).dz (14) 0 Nếu nh- độ xốp của lớp hạt không đổi suốt thời gian làm việc, biểu thức trên có dạng: P = (r h - r k )(1 - e).g.H (15) Biểu thức ( 15) đúng cả tr-ờng hợp khi lớp hạt ở trạng thái tĩnh chuyển sang trạng thái sôi Nghĩa là: 14 P = (r h - r k )(1 - ... hệ số tầng sôi: Ks = Vlv Vs (19) Các nghiên cứu thực nghiệm rằng, mức độ khuấy trộn mãnh liệt ứng với số tầng sôi ( Ks = 2) Giá trị tối -u Ks trình công nghệ tiến hành trạng thái tầng sôi dao... thiết bị Chế độ sôi phân tầng có ảnh h-ởng xấu đến trình nh-: Làm tiếp xúc hạt rắn pha đi, trở lực tầng sôi bị dao động Vì vậy,cần tránh không để t-ợng xảy Trong thực tế sản xuất, th-ờng gặp... khí động ) Do tầng sôi hạt đ-ợc khuấy trộn nên trình truyền nhiệt nh- truyền chất xảy mạnh mẽ Để đặc tr-ng cho c-ờng độ khuấy trộn hạt lớp sôi, ng-ời ta đ-a đại l-ợng Ks (h số tầng sôi) , tỷ lệ