Đang tải... (xem toàn văn)
Trong ngành công nghiệp hóa chất, thực phẩm, vật liệu xây dựng… thì sấy là vấn đề rất quan trọng. Trong ngành hóa chất vật liệu quá trình sấy dùng để tách nước và hơi nước ra khỏi nguyên liệu và sản phẩm. Trong ngành công nghiệp và thực phẩm, sấy là công đoạn quan trọng sau thu hoạch. Để thực hiện quá trình sấy người ta sử dụng các thiết bị sấy như:buồng sấy, thùng sấy, hầm sấy… Được thầy Tiền Tiến Nam giao cho nhiệm vụ tính toán, thiết kế hệ thống sấy thùng quay với phương thức sấy xuôi chiều, sản phẩm sấy là bắp. Mặc dù đã cố gắng rất nhiều song vẫn còn rất nhiều thiếu sót vì đây là lần đầu tiên làm đồ án nên cũng chưa có kinh nghiệm. Bên cạnh đó trình độ tự nghiên cứu và khả năng tư duy còn bị giới hạn, nên đồ án của em không thể tránh nhiều thiếu sót. Qua lần làm đồ án này em kính mong thầy cô giáo chỉ bảo đề em có thể hoàn thiện tốt hơn đồ án cũng như bài tập lớn mà thầy cô giáo giao cho em vào những lần sau.
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHÊ HĨA HỌC ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY THÙNG QUAY SẤY BẮP VỚI NĂNG SUẤT 800 kg/h MỤC LỤC Lời mở đầu……………………………………………………………………………5 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN…………………………………………………… … 1.1 TỒNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU ……………………………………… 1.1.1 Nguồn gốc phân loại ngô……………………………………… 1.1.2 Đặc điểm nông sinh học ngô……………………………………6 1.1.3 Thành phần hóa học ……………………………………………… 1.1.4 Phân bố…………………………………………………………………7 1.2 TỒNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP………………………………………… 1.2.1 Bản chất trình sấy ………………………………………… 1.2.2 Phân loại trình sấy………………………………………………….9 1.2.3 Phương pháp thực hiện……………………………………………… 10 1.3 QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ……………………………………………… 13 CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT BỊ CHÍNH…………………………………… 14 2.1 CÁC THÔNG SỐ TÁC NHÂN SẤY…………………………………………14 2.2 CÁC CƠNG THỨC SỬ DỤNG………………………………………………15 2.3TÍNH THƠNG SỐ CỦA TÁC NHÂN SẤY …… 15 2.3.1 Thông số trạng thái khơng khí ngồi trời (A):…………………… 15 2.3.2 Thơng số trạng thái khơng khí sau qua caloriphe (B)…………….16 2.3.3 Thơng số trạng thái khơng khí khỏi thiết bị sấy(C)………………… 17 2.4 TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT…………………………………………… 18 2.5 CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG CHO THIẾT BỊ SẤY LÝ THUYẾT …….…19 2.6 CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG CHO THIẾT BỊ SẤY THỰC ……………….20 2.7 TÍNH TỐN THIẾT BỊ CHÍNH…………………………………………… 24 2.7.1 Đường kính thùng sấy ………………………………………… 24 2.7.2 Chiều dài thùng sấy……………………………………………………25 2.7.3 Thể tích thùng sấy………………………………………………………25 2.7.4 Cường độ bay ẩm………………………………………………… 25 2.7.5 Thời gian sấy………………………………………………………… 26 2.7.6 Thời gian lưu vật liệu:…………………………………………… 26 2.7.7 Số vòng quay thùng…………………………………………… ….27 2.7.8 Tính bề dày cách nhiệt thùng………………………… ………… 27 2.7.8.1 Hệ số cấp nhiệt từ dòng tác nhân sấy đến bên thùng sấy 28 2.7.8.2Hệ số cấp nhiệt từ thành ngồi thùng sấy đến mơi trường xung quanh ………………………………………………………………………….… 29 2.7.8.3Hệ số truyền nhiệt K………………………………………………… 32 2.7.8.4 Tính bề mặt truyền nhiệt F……………………………… … …… 32 2.7.8.5 Tính hiệu số nhiệt độ trung bình tác nhâ sấy khơng khí bên ngồi ttb :………………………………………………………….………………….32 2.7.8.6 Tính nhiệt lượng mát xung quanh:……………… ………….33 2.7.9 Kiểm tra bề dày thùng:……………………………………………………33 2.7.10Trở lực qua thùng sấy:………………….…………………………………35 2.7.11 Chọn kích thước cánh đảo thùng……………………………….….37 2.7.12 Chiều cao lớp vật liệu chứa thùng……… …………………….…38 2.7.1 Chọn kích thước chi thiết bị thùng quay:…….… ………39 CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT BỊ PHỤ…………………………………… 39 3.1 TÍNH TỐN BUỒNG ĐỐT……………………………………………… …39 3.2 TÍNH CALORIPHE……………………………………………………… ….44 3.3 THIẾT KẾ BỘ PHẬN TRUYỀN ĐỘNG……………………………… ……48 3.3.1 Chọn động cơ……………………….…………………………………… 48 3.3.2 Chon tỷ số truyền động…………………………………………………….49 3.3.3 Tính truyền bánh răng…………………….…………………………….50 3.4 TÍNH VÀNH ĐAI:……………………………………….……………………55 3.5 TÍNH TẢI TRỌNG THÙNG QUAY…………………….………………… 55 3.6 TÍNH CON LĂN ĐỠ:…………………………… ………………………… 56 3.7 TÍNH CON LĂN CHẶN:…………… ………………………………………57 3.8 TÍNH GẦU TẢI NHẬP LIỆU:…………………… ………………………….58 3.8.1 Chọn chi tiết gầu tải:………… ……………………….….58 3.8.2 Xác định suất công suất gầu tải:………………… ………….59 3.9 TÍNH XYCLON…… 60 3.10 THIẾT KẾ VÀ TÍNH TRỞ LỰC ĐƯỜNG ỐNG…… …………………… 62 3.10.1 Tính trở lực ma sat đường ống:………………………………………63 3.10.2 Tính trở lực cục bộ……………………………………………………… 65 3.10.3 Tính trở lục cho hệ thống:………………………………………… …… 67 3.11 TÍNH CƠNG SUẤT VÀ CHỌN QUẠT…… …….…………… …….…… 68 CHƯƠNG KẾT LUẬN……………………………………………………………70 TÀI LIỆU THM KHẢO………………………………………………………….…72 Lời mở đầu Trong ngành cơng nghiệp hóa chất, thực phẩm, vật liệu xây dựng… sấy vấn đề quan trọng Trong ngành hóa chất vật liệu q trình sấy dùng để tách nước nước khỏi nguyên liệu sản phẩm Trong ngành công nghiệp thực phẩm, sấy công đoạn quan trọng sau thu hoạch Để thực trình sấy người ta sử dụng thiết bị sấy như:buồng sấy, thùng sấy, hầm sấy… Được thầy Tiền Tiến Nam giao cho nhiệm vụ tính toán, thiết kế hệ thống sấy thùng quay với phương thức sấy xuôi chiều, sản phẩm sấy bắp Mặc dù cố gắng nhiều song nhiều thiếu sót lần làm đồ án nên chưa có kinh nghiệm Bên cạnh trình độ tự nghiên cứu khả tư bị giới hạn, nên đồ án em khơng thể tránh nhiều thiếu sót Qua lần làm đồ án em kính mong thầy giáo bảo đề em hồn thiện tốt đồ án tập lớn mà thầy cô giáo giao cho em vào lần sau Em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn tận tình thầy Tiền Tiến Nam, với thầy cô bạn bè giúp em hoàn thành đồ án hạn CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 TỒNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU 1.1.1 Nguồn gốc phân loại ngô Cây ngô có tên khoa học Zea mays L thuộc chi Maydeae, họ hòa thảo Gramineae, có nguồn gốc từ Trung Mỹ Ngơ có nhiễm sắc thể (2n=20) Có nhiều cách để người ta phân loại ngô, cách dựa vào cấu trúc nội nhũ hạt hình thái bên ngồi hạt Ngơ phân thành lồi phụ: ngơ đá rắn, ngơ ngựa, ngô nếp, ngô đường, ngô nổ, ngô bột, ngô nửa ngựa Từ loài phụ dựa vào màu hạt màu lõi ngô phân chia thành thứ Ngồi ngơ phân loại theo sinh thái học, nông học, thời gian sinh trưởng thương phẩm Có nhiều giả thuyết nguồn gốc ngô châu Mỹ ngô sản phẩm thuầ n dưỡng trực tiếp từ cỏ ngô (Zea mays ssp parviglumis) năm Trung Mỹ, có nguồn gốc từ khu vực thung lũng sông Balsas miền nam Mexico Cũng có giả thuyết khác cho ngơ sinh từ q trình lai ghép ngơ hóa nhỏ (dạng thay đổi không đáng kể ngô dại) với cỏ ngô thuộc đoạn Luxuriantes Song điều quan trọng hình thành vơ số lồi phụ, thứ nguồn dị hợp thể ngô , dạng biến dạng chúng tạo cho nhân loại lồi ngũ cốc có giá trị đứng cạnh lúa mì lúa nước 1.1.2 Đặc điểm nông sinh học ngô Cơ quan sinh dưỡng ngô gồm: rễ, thân làm nhiệm vụ trì đời sống cá thể Hạt coi quan khởi đầu Hạt ngô thuộc loại dĩnh gồm phân chính: vỏ hạt, lớp alơron, phơi nội nhũ Phía hạt có gốc hạt gắn liền với lõi ngô Vỏ hạt bao bọc xung quanh, màu sắc vỏ hạt tùy thuộc vào giống, nằm sau lớp vỏ hạt lớp aleron bao bọc lấy nội nhũ phôi Nội nhũ thành phần 70-78% trọng lượng hạt, thành phần chủ yếu tinh bột, ngồi có protein, lipid, vitamin, khống enzyme để ni phơi phát triển Phơi ngơ lớn (chiếm -15%) nên cần trọng bảo quản 1.1.3 Thành phần hóa học Các chất hạt ngơ dễ bị đồng hóa nên có giá trị dinh dưỡng cao Hạt ngô chứa tinh bột, lipid, protein, đường (chiếm khoảng 3,5%), chất khoáng (chiếm khoảng 1– 2,4%), vitamin (gồm vitamin A, B1, B2, B6, C lượng nhỏ xenlulo (2,2%) Hạt ngô chứa phần lớn tinh bột, hàm lượng tinh bột hạt thay đổi giới hạn 60 - 70% Hàm lượng lipid cao thứ hai loại ngũ cốc sau lúa mạch, chiếm khoả ng (3,5 – 7%) Hàm lượng protein dao động từ 4,8 đến 16,6,% tùy vào giống Bảng 1.1 Thành phần hố học hạt ngơ gạo (Phân tích 100g) Thành phần hóa học Gạo trắng Ngô vàng Tinh bột (g) 65,00 68,20 Protein (g) 8,00 9,60 Lipid (g) 2,50 Vitamin A (mg) Vitamin B1 (mg) 0,20 0,28 Vitamin B2 (mg) 0,08 Vitamin C (mg) 7,70 Nhiệt lượng (Kalo) 340 350 5,20 0,03 (Cao Đắc Điểm, 1988) 1.1.4 Phân bố Trên giới, ngô ngũ cốc quan trọng, diện tích đứng thứ sau lúa mì lúa nước; sản lượng thứ hai suất cao ngũ cốc Một số nước Trung Quốc, Mỹ, Braxin chủ yếu sử dụng ngô lai gieo trồng nước có diện tích trồng ngơ lớn.Tình hình sản xuất ngơ số quốc gia giới thể qua bảng 1.2 Bảng 1.2 Tình hình sản xuất ngơ số quốc gia giới năm 2007 Tên nước Italy Mỹ Hy lạp Canada Trung Quốc Ấn Độ Diện tích Năng suất Sản lượng (Triệu ha) (Tạ/ha) (triệu tấn) 1,06 93,15 10,62 30,08 100,64 280,22 0,84 80,95 6,80 1,08 77,43 8,39 26,22 50,01 131,15 7,40 19,60 14,50 (Nguồn: Số liệu thống kê FAO, 2008) Qua bảng 1.2 cho thấy, Mỹ nước có diện tích, suất, sản lượng lớn đạt 30,08 triệu ha, với tổng sản lượng đạt 280,22 triệu tấn, suất bình quân đạt 100,64 tạ/ha Ở Việt Nam, ngô lương thực quan trọng thứ hai sau lúa màu quan trọng trồng nhiều vùng sinh thái khác nhau, đa dạng mùa vụ gieo trồng hệ thống canh tác.Ở nước ta ngô trồng hầu hết địa phương có đất cao dễ nước Những vùng trồng ngơ lớn Đơng Nam Bộ, Tây Ngun, miền núi phía Bắc, Trung du đồng Sông Hồng, Duyên hải Miền Trung Bảng 1.3 Tình hình sản xuất ngơ Việt Nam từ năm 2004 đến năm 2006 Năm 2004 2005 2006 Diện tích (1000 ha) 991,10 1052,60 1031,60 Năng suất (Tạ/ha) 34,6171 35,6859 37,024 Sản lượng (1000 tấn) 343,09 375,63 381,94 Vấn đề bảo quản ngơ nhìn chung khó khăn ngơ mơi trường thuận lợi thích hợp cho sâu mọt phá hoại Muốn bảo quản lâu dài hạt phải có chất lượng ban đầu tốt, có độ ẩm an tồn Vì q trình sấy hạt sau thu hoạch có vai trò quan trọng bảo quản, chế biến nâng cao chất lượng hạt Với phương pháp bảo quản lâu hơn, dể dàng vận chuyển ứng dụng cho nhiều trình chế biến sản phẩm khác 1.2 TỒNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP 1.2.1 Bản chất trình sấy Sấy qúa trình tách pha lỏng khỏi vật liệu phương pháp nhiệt, trình khuếch tán chênh lệch ẩm bề mặt bên vật liệu, hay nói cách khác chênh lệch áp suất riêng phần bề mặt vật liệu mơi trường xung quanh 1.2.2 Phân loại q trình sấy Người ta phân biệt loại: Sấy tự nhiên: nhờ tác nhân nắng, gió Tuy nhiên, phơi nắng bị hạn chế lớn cần diện tích sân phơi rộng phụ thuộc vào thời tiết, đặc biệt bất lợi mùa mưa Sấy nhân tạo: trình cần cung cấp nhiệt, nghĩa phải dung dến tác nhân sấy khói lò, khơng khí nóng, q nhiệt.Q trính sấy nhân, dễ điều khiển triệt để sấy tự nhiên Và có nhiều cách phân loại: Dựa vào tác nhân sấy: - Sấy khơng khí hay khói lò - Sấy thăng hoa - Sấy tia hồng ngoại hay dòng điện cao tầng Dựa vào áp suất làm việc: - Sấy chân không - Sấy áp suất thường Dựa vào phương pháp làm việc: - Máy sấy liên tục - Máy sấy gián đoạn Dựa vào phương pháp cung cấp nhiệt cho qúa trình sấy: - Máy sấy tiếp xúc máy sấy đối lưu - Máy sấy xạ máy sấy dòng điện cao tầng Dựa vào cấu tạo thiết bị: phòng sấy, hầm sấy, sấy băng tải, sấy trục, sấy thùng quay, sấy tầng sôi, sấy phun… Dựa vào chuyển động tương hỗ tác nhân sấy vật liệu sấy: sấy xuôi chiều, ngược chiều, chéo dòng… 1.2.3 Phương pháp thực Để nâng cao giá trị sử dụng niều mặt ngơ công đoạn sau thu hoạch làm khô, bảo quản chế biến nhằm làm giảm tổn thất trì chất lượng ngơ việc làm vơ quan trọng cần thiết Khi bảo quản ngô hạt phải đặc biệt quan tâm tới tình trạng phơi ngơ phơi ngơ dễ hút ẩm, có sức hấp dẫn mọt cao, dễ hư hỏng Đặc biệt xảy q trình hơ hấp q trình bảo quản Mục tiêu bảo quản: giữ đến mức tối đa số lượng chất lượng đối tượng bảo quản suốt q trình bảo quản Ngơ hạt khơng có vỏ vỏ trấu, điều kiện bảo quản khơng tốt (ngơ chưa chín già, phơi chưa thật khơ, dụng cụ chứa đựng khơng kín )thì chim, chuột, mốc, mọt phá hỏng hồn tồn kho ngơ vòng vài ba tháng Vì cần làm ngơ khơ đến độ ẩm 12-13% để bảo quản an tồn, hạn chế mức độ hư hỏng Có thể làm khô ngô khô hai cách: Phơi nắng sấy Nhưng đề tài yêu cầu sử dụng phương pháp sấy muốn bảo quản lương thực chế biến sản phẩm chất lượng cao, loại hạt cần sấy xuống độ ẩm bảo quản chế biến Để thực q trình sấy sử dụng nhiều hệ thống buồng sấy, hầm sấy, tháp sấy, thùng sấy…Mỗi hệ thống có ưu, nhược điểm Ta chọn d= 10 (cm) 3.7 TÍNH CON LĂN CHẶN: Lực dọc thùng U xác định sau: U=Q.sin𝛼= 64359,466 sin 30=3368,314(N) Lực U có khuynh hướng kéo thùng tụt xuống, ta đăt lăn sát vành đai đề giữ thùng vị trí ổn định Trên thùng quay, ta lắp hai lăn chặn nằm hai phía vành đai đặt gần bánh vòng Khi lắp đặt, lắp cho trục lăn vng với mặt đất Góc nghiên lăn: sin d Dđai Trong d: đường kính lăn 𝛼 =30: góc nghiên thùng quay sin 30 d 0,0523 d 82,529(mm) 1578 Vậy chọn d=85mm Lực tác dụng lớn lên lăn: Fmax Q( f sin ) Trong đó, f hệ số ma sát vành đai lăn, chọn f =0.1 Fmax Q( f sin ) 64359,466.(0.1 sin30 ) 9804,261( N ) 3.8 TÍNH GẦU TẢI NHẬP LIỆU: Ta chọn cấu nhập liệu gầu tải chúng có ưu điểm sau: cấu tạo đơn giản, kích thước gọn, có khả vận chuyển vật liệu lên độ cao lớ, suất cao Do vật liệu sấy bắp hạt có đường kính trung bình 7,5mm, dạng hạt, ẩm, ta chọn gầu tải băng vận tốc cao, gầu nông, gắn cố định Bắp vật liệu có ma sát nhỏ, dó ta chọn phương pháp nhập liệu sau: đổ vật liệu xuống đáy gầu, dùng gầu múc, vận chuyển lên 3.8.1 Chọn chi tiết gầu tải: - Bộ phận kéo: Băng làm vải cao su Chọn chiều rộng băng 400mm, chọn số lớp vải z=5(do vật liệu dạng hạt), theo bảng 5.9/227-[2]) - Gầu: Chọn loại gầu nông đáy tròn có kích thước sau: A=65mm; B=125mm; h=85mm: chiều cao gầu; R=30mm; i=0,2lít =0,0002m3: dung tích gầu - Các gầu đáy tròn lắp phận kéo cách khoảng: a (2,5 3).h 3.85 255(mm) - Khi bắt đầu gắn vào băng, ta đập lõm phần kim loại xung quanh lỗ bắt vít, để ghép gầu vào băng, mặt băng bu long nằm mặt phẳng, băng ơm khít với tang + Tan dẫn động: tang gầu tải băng chế tạo cách hàn Đường kính tan xác định: D 125 150 z 150 750 (mm) ,chọn đường kính theo tiêu chuẩn D=800mm, theo bảng 3.11/201-[2] 3.8.2 Xác định suất công suất gầu tải: + Năng suất gầu tải: i Q 3,6 .. v(T / h) a Trong đó: v=2m/s: vận tốc cấu kéo băng b:khối lượng riêng xốp khối hạt =0.6: hệ số chứa đầy vật liệu gầu, cho vật liệu dạng hạt 0,2.10 3 0,6.750.2 2,541 Q 3,6 (tấn/h) 255.10 3 + Công suất gầu tải: Công suất cần thiết động truyền chuyển động cho gầu tải dùng băng: N đc Q.H 2.541.2,5 0,0247(kw) 367. 367.0,7 Trong đó: H=2,5m: chiều cao nâng vật liệu gầu tải = 0,7: hiệu suất gầu tải băng, H 30m 3.9 TÍNH XYCLON Khi tác nhân sấy khơng khí nóng qua máy sấy hường có mang theo nhiều hạt bụi nhỏ, chúng cần thu hồi đề làm môi trường khơng khí thải Trong hệ thống sấy thùng quay dùng xyclon đơn Chọn loại xyclon đơn ЦH-15 với góc nghiên cửa vào 𝛿=150 Loại đảm bảo độ làm bụi lớn nhât với hệ số sức cản thủy lực nhỏ Đối với xyclon ЦH-15 chọn đường kính từ 40 800mm Hệ làm bụi tăng bán kính xyclon bé, nên dùng xyclon có bán kính nhỏ Năng suất xyclon đơn xyclon đơn lớ, muốn tăng suất ghép nhiều xyclon làm việc song song Lưu lượng khí vào xyclon lượng tác nhân sấy khỏi thùng sấy: Vxyclon=V2= 9424,565(m3 / h) 2,618(m3 / s) Đường kính xyclon: Chòn xyclon, đường kính D=650mm, dùng suất xyclon ЦH-15 từ 7650 8920 m3/h (bảng III.5/524-[6]) Kích thước xyclon ЦH-15 Bảng 3.6 : Kích thước xyclon đơn loại ЦH-15(bảng III.5/524-[6]) STT Kích thước xyclon ЦH-15 10 11 12 13 14 Đường kính xyclon Chiều cao cửa vào Chiều cao ống tâm có mặt bích Chiều cao phần hình trụ Chiều cao phần hình nón Chiêu cao phần bên ngồi ống tâm Chiều cao chung Đường kính ngồi ống Đường kính cửa tháo bụi Chiều rộng cửa vào Chiều dài ống cửa vào Khoảng cách từ tận xyclon đến mặt bích Góc nghiên giửa nắp ống vào Hệ số trở lực xyclon Kí hiệu Công thức Giá trị D a h1 h2 h3 0,66D 1,74D 2,26D 2,0D 650 429 1131 1469 1300 h4 0,3D 195 H d1 4,56D 0,6D 2964 390 d2 0,3D 195 b1/b l 0,26D/0,2D 0,6D 169/130 390 h5 0,32D 208 𝛼 15 105 Đơn vị mm Độ Đơn h1 a h4 vị D h5 h3 h2 a l Hình 3.4: Xyclon đơn Bunke chứa bụi: - Thể tích làm việc bunke dối với nhóm xychon Vbunke=1,1 m3(bảng III.5a[6]) - Góc nghiên thành bunke: chọn 600 - Để giảm chiều cao chung bunke, ta đặt bunke chung cho nhóm xyclon - Xem lưu lượng khí vào xyclon nhóm xyclon bằng: V V xyclon 2,618 1,309(m / s) - Tốc độ quy ước khí: D V V 1,309 q 3,947(m / s) (CTIII.47/522-[6]) 0,785. q 0,785.D 0,785.0,65 - Trở lực qua xyclon: p q2 2 (CTIII.50/522-[6]) 3,947 1,1465 105 937,708( N / m ) 95,587(mmH O) Trong đó, =1,1465kg/m3: khối lương riêng khơng khí t2=350C 3.10 THIẾT KẾ VÀ TÍNH TRỞ LỰC ĐƯỜNG ỐNG Do hệ thống sấy dài, có trở lực lớn, nên ta sử dụng quạt để vận chuyển khơng khí tác nhân sấy qua hệ thống, thực hiên trình sấy Quạt đặt cuối hệ thống- quạt hút, có nhiệm vụ hút tác nhân sấy qua thùng sấy, sau thổi vào xyclon để trình lắng diễn nhanh Đường ống từ sau thùng sấy đến cửa vào xyclon hình chữ nhật tiết diện cửa vào xyclon, đường có chỗ uốn 900, rẽ nhánh vào xyclon Chọn quat ly tâm áp suất trung bình Ц 9-57,N05 có kích thước: - Mặt bích cửa ra: hình tròn, B=350mm - Mặt bích cửa vào: hình tròn, D=509mm Bảng 3.7: Bảng thiết kế đường ống Kết thúc đoạn ống Bắt đầu đoạn ống Đoạn ống Kích Điểm bắt thước đầu (mm) Chiều Kích dài l thước (m) (mm) Cửa 350 quạt đẩy 500 Cửa 250 caloriphe 250 STT 429 x169 (nhánh chính) Cửa thùng 1,5x2 tháo liệu (2 429 x169 nhánh rẽ) Cửa 400 Lưu Vận tốc lượng Điểm kết khí v khí V thúc (m/s) (m /s) Lối vào 2,562 13,055 caloriphe Cửa vào 2,81 22,373 thùng nhập liệu Kích thước (mm) 250 250 429 x169 2,618 26,109 429 x169 1.309 18,055 Cửa vào 429 xyclon x169 400 2,618 20,844 Cửa vào 509 nhóm cyclon quạt hút 3.10.1 Tính trở lực ma sát đường ống: Chế độ dòng chảy xác định: Re v.Dtđ k k , đó: + v, k , k : vận tốc (m/s), khối lượng riêng(kg/m3), độ nhớt(Ns/m2) khơng khí sấy vị trí tương ứng + Dtđ: đường kính tương đương ống(m) Ống tròn: Dtđ=Dống Ống hình chữ nhật: Dtñ 4S 4.a.b ,với 2.(a b) a, b: chiều dài cạnh tiết diện ống,(m) S: diện tích tiết diện ống,(m) : chu vi tiết diện,(m) Khi Re>4000: dòng khí chế độ chảy xốy, xem dòng chảy khu vực nhẵn thủy lực Từ xác định hệ số trở lực ma sát theo bảng II.12/379-[6] Pms L v k2 k (N / m2 ) Dtđ L v k2 k (mmH O) Dtđ 2.g (CT II.56/377-[6]) Bảng 3.8: Kết tính trở lực ma sát đường ống STT Đoạn ống L Dtđ Re Pl Pl (N/m2) (m) (m) Từ sau quạt đầy đến trước caloriphe Từ sau caloriphe đến thiết bị sấy Từ sau Nhánh thùng sấy đến nhánh xyclon rẽ Từ sau xyclon đến quạt hút 0,5 421530,654 0,01378 13,915 1,418 0,25 485330,67 1,806 0,2425 532541,951 0,01267 40,816 4,165 0,2425 266270,976 0,01534 11,816 1,206 0,4 1,648 0,01315 17,2359 507111,852 0,01298 16,164 3.10.2 Tính trở lực cục Áp suất cần thiết đề khắc phục trở lực cuc ống dẫn: Pcb vk2 k v k k (CT II.56/377-[6]) 2.g Trong đó: : hệ số trở lưc cục Hệ số trở lực đơt mở: Với + A1,A2: diện tích tiết diện ống nhỏ ống mở rộng,m2 + (mmH2O) Theo bảng N11/387–[6],xác định Bảng 3.9: Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực cục đột mở S T Vị trí trở lực T Ống nhỏ Ống mở rộng Dtđ1 (m) A1 (m2) Dtđ2 (m) A2 (m2) 0,0962 0,4 0,1257 0,0491 0,25 0,1257 0,509 Từ cửa quạt đẩy đến đường 0,35 ống Từ cửa caloriphe đến 0,25 đường ống Từ ống đến cửa vào quạt 0,4 hút Pl Pl (N/m ) (mmH2O) 0,065 6,5643 0,669 0,1256 0 0,2035 0,16 39,849 4,062 Hệ số trở lực đột thu: - Vị trí có trở lực dột thu từ đường ống vào caloriphe + A1=0,0491: diện tích tiết diện ống nhỏ,m2 + A2=0,1257: diện tích tiết diện ống mở rộng,m2 + Theo bảng N13/387–[6],xác định + Ta có A1/A2=0,0491/0,1257=0,391=> =0,0686 v k2 k 57,273 1,128 P 0,0686 => 2 126,912( N / m ) 12,937(mmH O) Hệ số trở lưc đoạn ống uốn 900: Đối với ống tiết diện hình chữ nhật, vị trí uốn sau thùng sấy, trước vào xyclon Hệ số tồn thất cột áp cục dòng chảy chỗ uốn cong 900: w A.B.C Trong đó: = 90 : A=1 (Bảng N24/393–[6]) Chọn R : B= 0,11 Dtd (Bảng N25/393–[6]) a 182 0,39 : C 1,6 b 462 (Bảng N26/393–[6]) 1.0,11.1,6 0,176 => p cb5 0,176 18,055 2.1,1465 3,353(mmH 0) 32,893( N / m ) 2.9,81 Trở lực ống thẳng - v 18,055 0,5 => =0,1 Ta có v1 36,109 Pcb => v k2 k 18,055 2.1,1277 2 0,1 2 18,369( N / m ) 1,872(mmH O) 3.10.3 Tính trở lục cho hệ thống: Tổn thất cột áp động cửa quạt: - Vận tốc khí cửa quạt: v quạt v ốn g S ốn g S quạt (m/s) - Tổn thất cột áp động: Pđ vquat v quat. (N / m ) (mmH2O) 2g Tổn thất cột áp tinh toán: ptt pt pđ (N/m2) Tổn thất cột áp toàn phần P Ptt 273 t 760 k ,(N/m2) 293 B (CT II.238a/463-[6]) Với: + t: nhiệt độ làm việc khí,0C + B: áp suất chỗ đặt quạt,B= 760 mmHg + 1,293kg / m : khối lương riêng khí làm việc điều kiện tiêu chuẩn Bảng 3.10: Tổn thất cột áp mà quạt phải khắc phục Tồn thất ma sát Pms Tổn thất cục bô Pcb Công thức Giá trị (N/m2) Công thức Giá trị (N/m2) Tổn thất cột áp tĩnh Tổn thất cột áp động Tổn thất cốt áp tính tốn Tổn thất cơt áp toàn phần Pt Quạt đẩy P1 + P2 31,151 P1 + P2 + P4 + P6 148,845 Quạt hút P3 + P4 68,796 P3 + P5 72,742 Gổm Pms + Pcb + Pcaloriphe+ Phạt Pms + Pcb + Pxyclon Giá trị (N/m2) 839,662 1079,246 Pđ (N/m2) 97,7 86,788 Ptt (N/m2) 937,362 1166,034 P (N/m2) 912,993 1086,628 3.11 TÍNH CƠNG SUẤT VÀ CHỌN QUẠT - Năng suất quạt V (m3/h): khơng khí kít bẩn suất quạt lấy lưu lượng khí theo tính tốn điều kiện làm việc - Trở lực mà quạt phải khắc phục: lấy tổn thất cột áp toàn phần điều kiện làm việc - Công suất trục động điện vận chuyển khí là: N V P. g ,KW, (CT II.239a/463, [6]) 1000. q tr Với: tr=0,9: hiệu suất truyền động quạt với động bánh ma sát q :hiệu suất quạt(tra giản đổ đặc tuyến quạt ly tâm Ц 9–57, N5 (H.II.58/489-[6]) - Công suất động điện: Nđc = k3.N,kw Với, k3: hệ số trữ (CT II.240/464, [6]) Bảng 3.11: Tính cơng suất chọn quạt STT Đại lượng Năng suất trung bình Khối lượng riêng tác nhân sấy Tổn thất cột áp toàn phần Hiệu suất quạt Kí hiệu Quạt hút Quạt đẩy V (m3/s) 2,618 2,81 (kg/m3) 1,146 1,125 P (N/m2) 1086,628 912,993 q 0,5 0,5 3,622 3,205 4,165 3,685 36,7 26,4 Công suất trục N (kW) động điện Công suất động Nđc (kW) điện Tốc độ vòng n(m/s) bánh guồng Do N>5KW thỉ k3=1,15 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN Thiết bị sấy thùng quay thiết kế làm việc với thơng số kỷ thuật sau: - Năng suất 800kg/h - Độ ẩm từ 22% xuống 13% - Thời gian sấy mẻ 81,0973( phút ) - Nhiệt độ tác nhân sấy vào thiết bị: 550C - Nhiệt độ tác nhân sấy khỏi thiết bị: 350C Nhìn chung, với hệ thống sấy thùng quay này, có thề đảm bảo suất độ ẩm yêu cầu với thời gian sấy phù hợp Tuy nhiên, hệ thống số nhược điểm sau: chi phí đầu tư nhiên liệu lớn, nhiệt độ khói lò kho6mg ổn định, khó điều chỉnh, thiết bị cồng kềnh, chi phí chế tạo cao Tài liệu tham khảo: [1] Trần Văn Phú, Tính tốn thiết kế hệ thống sấy, NXB Giáo dục, 2002 [2] Nguyễn Văn Lụa, Kĩ thuật sấy vật liệu, NXB Đại Học Quốc Gia TPHCM, 2001 [3]Nguyễn Văn Lụa, Kĩ thuật sấy nông sản thực phẩm, NXB Khoa Học Kĩ Thuật, 2002 [4] Cao Văn Hùng, Nguyễn Hữu Dương, Sấy bảo quản thóc ngơ giống gia đình, NXB Nơng nghiệp, 2001 [5] Hồng Văn Chước, Thiết kế hệ thống thiết bị sấy, NXB Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội, 2006 [6] Trần Xoa tác giả, Sổ tay trình- thiết bị cơng nghệ hóa chất, tập 1, NXB Khoa Học Kĩ Thuật, 1999 [7] Trần Xoa tác giả, Sổ tay q trình- thiết bị cơng nghệ hóa chất, tập 2, NXB Khoa Học Kĩ Thuật, 1999 [8] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm, Thiết kế chi tiết máy, NXB Giáo dục, 2000 [9] Phạm Thanh, Giáo trình lò cơng nghiệp, Trường đại hoc Bách Khoa Đà Nẵng, 2007 [10] Hồ Lệ Viên, Thiết kế- tính tốn chi tiết thiết bị hóa chất, tập 1, NXB Khoa Học Kĩ Thuật, 1978 [11] Vũ Bá Minh, Hoàng Minh Nam, Cơ học vật liệu rời, NXB Khoa Học Kĩ Thuật, 1998 [12] Phạm Thị Tải, Trương Đích, Kỹ thuật trồng ngô giống suất cao,NXB Lao Động-Xã Hội,2005 [13] Phạm Xuân Vượng, Trần Như Khuyên,Giáo trình kỹ thuật sấy nông sản, Hà Nội, 2006 [14] Trần Văn Phú,Kỹ thuật sấy, NXB Giáo dục,2008 [15] Phan Văn Thơm, Số tay thiết kế thiết bị hóa chất chế biến thực phẩm, Viện đào tạo mở rộng, 1992 [16] Hồ Lệ Viên, Thiết kế- Tính tốn chi tiết thiết bị hóa chất, tập 1, NXB Khoa học kỹ thuật,1978 [17] Hồ Lệ Viên, Thiết kế- Tính tốn chi tiết thiết bị hóa chất, tập 2, NXB Khoa học kỹ thuật,1978 ... thực trình sấy người ta sử dụng thiết bị sấy như:buồng sấy, thùng sấy, hầm sấy Được thầy Tiền Tiến Nam giao cho nhiệm vụ tính tốn, thiết kế hệ thống sấy thùng quay với phương thức sấy xuôi chiều,... Máy sấy tiếp xúc máy sấy đối lưu - Máy sấy xạ máy sấy dòng điện cao tầng Dựa vào cấu tạo thiết bị: phòng sấy, hầm sấy, sấy băng tải, sấy trục, sấy thùng quay, sấy tầng sôi, sấy phun… Dựa vào... tác nhân sấy nên tốc độ sấy nhanh hạt sấy hệ thống sấy thùng quay làm việc liên tục với suất lớn Tác nhân sấy sử dụng cho q trình sấy khơng khí nóng khói lò Q trình sấy bắp đòi hỏi đảm bảo tính