Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
5 Tổng các tổn thất nhiệt trong hệ thống sấy

5 Tổng các tổn thất nhiệt trong hệ thống sấy

Tải bản đầy đủ - 0trang

Đồ án q trình và thiết bị - Tính tốn thiết kế hệ thống s ấy chu ối

3.5.2 Tổn thất nhiệt do thiết bị truyền tải qTBTT [kJ/kg_ẩm]

Ta có: QTBTT = Qkh + Qx. Với Qkh và Qx lần lượt là tổn thất do khay sấy và xe

gòong mang đi.

Nhiệt độ của khay sấy và xe goòng khi đi vào hầm sấy lấy bằng nhiệt độ môi

trường là: tkh1 = tx1 = to = 27.

Nhiệt độ của khay sấy khay sấy và xe goòng khi đi ra khỏi khay sấy lấy bằng

nhiệt độ sấy : tkh2 = tx2 = t1 = 80.

Khay sấy và xe gng có khối lượng lần lượt là:

Gkh = 4kg; Gx = 28kg.

Nhiệt dung riêng của vật liệu chế tạo xe và khay (Inox và Nhôm) là:

Ckh = 0,86 kJ/kg.K ; Cx= 0,42 kJ/kg.K.

 Tổn thất nhiệt do khay sấy mang đi là:

Với số lượng khay là Nkh=160 khay; Thời gian sấy là

 Tổn thất nhiệt do xe goòng mang đi là:

Với số lượng xe là Nx = 10 xe. Thời gian sấy là Ta có:

Do vậy tổng tổn thất nhiệt do thiết bị truyền tải mang đi là:

QTBTT = Qkh + Qx = + 779,1= 4425,5kJ/h

qTBTT = =

4.5.3 Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che qMT[kJ/kg_ẩm]

Với kết cấu xây dựng của hầm sấy như đã thiết kế ta có:

Tiết diện tự do của tác nhân sấy nóng đi trong hầm là: Ftd = FH + FX.

Với FX: là tiết diện của xe goòng (4thanh thẳng đứng 25 × 1740), 12 thanh

nằm ngang 25×1200), do đó FX = 4.(0,025 × 1,74) + 16.(0,025 × 1,2) = 0,654m2.

FH: là tiết diện của hẩm sấy (1870 × 1890), do đó FH = 1,87 × 1,89 ≈

3,5343 m2.

Vì vậy tiết diện tự do là: Ftd= 3,5343 − 0,654 = 2,8803 m2. Sau khi tính tốn q

trình sấy lý thuyết ta đã xác đinh được lưu lượng tác nhân sấy đi qua hầm là: V lt =



GVHD:Nguyễn Thị Xuân Mai



Trang 28



Đồ án q trình và thiết bị - Tính toán thiết kế hệ thống s ấy chu ối

11380,5 m3/h = 3,16 m3/s, tuy nhiên trong quá trình sấy thực thì lượng TNS này

phải lớn hơn để bù lại các tổn thất. Do đó, tốc độ TNS tối thiểu đi trong hầm sấy là:

ta sẽ kiểm tra lại giả thiết này.

Tổn thất do kết cấu bao che phụ thuộc vào kết cấu xây dựng của hầm sấy và bao

gồm các thành phần sau:











Tổn thất qua 2 tường bên: QT.

Tổn thất qua trần: QTr.

Tổn thất qua nền: Qn.

Tổn thất qua 2 cửa vào và ra của hầm: Qc.



Do đó, QMT = QT + QTr + Qn + Qc

4.5.3.1 Tổn thất qua 2 tường bên: QT

Vì lưu lượng tác nhân sấy tối thiểu trong quá trình sấy thực phải lớn hơn lưu lượng

tác nhân sấy trong quá trình sấy lý thuyết nên tốc độ tác nhân sấy giả thiết để tính

tốn các tổn thất cũng phải lớn hơn vlt. Giả sử ta lấy v = 1,2 m/s.

Ta có:

α1= 6,15 + 4,17v = 6,15 + 4,17 × 1,2 = 11,154 W/m2.độ

Bằng phương pháp lặp giả thuyết trước nhiệt độ tường phía trong t w1 và tính

được dòng nhiệt q truyền qua tường. Từ dòng nhiệt này ta tìm được nhiệt độ mặt

truyền nhiệt bằng đối lưu giữa tác nhân với tường trong q’ và dòng nhiệt truyền từ

mặt ngồi của tường vào mơi trường q” sai khác nhau khơng q 10% thì kết quả

tính tốn là chấp nhận được.

Ta giả thiết tw1 = 59,5oC.

Ta có: q’ = α1(tTB − tw1) (cơng thức 6.11, trang 74, [8]

Với:

Vậy q’= 11,154(65 – 59,5) = 61,347 W/m2

Nhiệt độ mặt ngoài của tường tw2, theo hệ quả của định luật Furier ta có:

Ở đây λ1 là hệ số dẫn nhiệt của gạch, λ1= 0,77 W/m2.độ ( tra bảng I.126, trang 128,



[9]).

GVHD:Nguyễn Thị Xuân Mai



Trang 29



Đồ án quá trình và thiết bị - Tính tốn thiết kế hệ thống s ấy chu ối

δ1 là bề dày của tường δ1= 0,2m.

Vì vậy

Như độ chênh lệch nhiệt độ Δt = tw2 – to = 43,56 – 27 = 16,56oC

Nhiệt độ tính

Từ nhiệt độ tm = 35,3 tra bảng I.255, trang 318, [9], ta có:

λ1= 2,73.10-2 W/m.độ



ν= 16,48. 10-6 m2/s

Pr= 0,7

Do đó, chuẩn số Gratkov (công thức V.39, trang 13, [10]):

Với β – hệ số giãn nở thể tích:

g – là gia tốc trọng trường g = 9,81m/s

l = HΣ là chiều cao phủ bì, HΣ + δTr + δbơng = 1,89 + 0,15 + 0,1= 2,14m

Chuẩn số Nuyxen (công thức V.68, trang 23, [10]):

Nu = C(Gr.Pr)n

Hệ số C và n phụ thuộc vào tích số Gr.Pr

Gr.Pr = 2,02.1010 0,7 = 1,417.1010 > 2. 107 (chế độ xoáy)

Nên ta xác định được C=0,135; n = 0,33

Nu = 0,135(Gr.Pr)0,33 = 0,135(1,417.1010)0,33 = 302,2

Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu

(cơng thức trang 23, [10])

Dòng nhiệt truyền từ bề mặt ngồi của tường vào mơi trường:

q”= α2 (tw2 – to) = 3,855(43,56-27)=63,84 W/m2

Sai số giữa q’ và q”:

Với qmax=q”=63,84oC.

GVHD:Nguyễn Thị Xuân Mai



Trang 30



Đồ án quá trình và thiết bị - Tính tốn thiết kế hệ thống s ấy chu ối

Sai số này nằm trong phạm vi cho phép.

Tường bên có kích thước là:

Ft=(Hh.Lh).2= (1,89.14).2=53m2

Tường được xây bằng gạch dày δt=200mm=0,2m, có hệ số dẫn nhiệt λt=0,77

W/m.độ (tra bảng I.126, trang 128, [9]). Ta xác định được:

Do đó tổn thất qua 2 tường bên Qt bằng:

Qt= Ft.kt(ttb - to) =53.1,79(65 - 27) = 3605,06W

4.5.3.2 Tổn thất qua trần QTr

Trần có kích thước FTr= Bh.Lh = 1,87.14= 26,2m2

Trần được đổ bằng bê tông cốt thép dày δ2 = 150mm = 0,15m và bọc thêm 1 lớp

bông thủy tinh cách nhiệt có bề dày δ3 = 100mm = 0,1m. Tra bảng I.126, trang

128, [9]) ta có hệ số dẫn nhiệt của bê tông cốt thép và bông thủy tinh cách nhiệt lầm

lượt là: λ2=1,55 W/m.độ và λ3=0,06 W/m.độ. Ta xác định được:

Do đó tổn thất qua trần QTr bằng

QTr= Ftr.ktr(ttb - to) =26,2.0,5(65 - 27) = 495,7W

4.5.3.3 Tổn thất qua nền: Qn

Nền có kích thước Fn= Bh.Lh = 1,87.14= 26,2m2

Nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy bằng 65oC và giả sử phòng cấy cách tường bao

che phân xưởng 2 mét. Theo bảng 6.1, trang 74, [8]), ta có:

qn= 40W/m.

Do đó tổn thất qua nền bằng:

Qn= Fn.qn=26,2.40=1048W

4.5.3.4 Tổn thất qua 2 cửa vào và ra của hầm sấy: Qc

Ở 2 phía đầu vào và ra của hầm sây có lắp cửa với kích thước: 1300×1850(mm).

Nên diện tích của cửa là: Fc= 2×(1,87.1,89)=7,0686 m2

Cửa được làm bằng thép dày δc = 10mm = 0,01m. Tra bảng I.126, trang 128, [9]),

ta có hệ số dẫn nhiệt của cửa là: λc = 0,5 W/m.độ.

Ta xác định được:

GVHD:Nguyễn Thị Xuân Mai



Trang 31



Đồ án q trình và thiết bị - Tính tốn thiết kế hệ thống s ấy chu ối



Do đó Qc= Fc.qc=7,0686.3,147.(65 – 27) = 845,31W

Như vậy tổng các tổn thất nhiệt của các hệ thống sấy qua kết cấu bao che là:

QMT = QT+QTr+Qn+Qc= 3605,06+495,7+1048+845,31= 5723,9W

= 5994,07×3,6 kJ/h = 21578,65 kJ/h

Vì vậy tổng các tổn thất của hệ thống sấy là:

∆= Ca.to – qvl – qTBTT – qMT

Với Ca.to – thành phần nhiệt vật lý do TNS đưa vào, thay vào ta có tổng tổn thất

của hệ thống sấy là:

∆= 4,18.27 – 60,2 – 30,43 – 148,26 = -126,03 kJ/kg_ẩm

Với tvl = to = 27oC

4.6 Tính tốn q trình sấy thực

Ta lần lượt xác định các thông số của tác nhân sấy ở các điểm nút trong quá

trình sấy thực như sau:

4.6.1 Thơng số của khơng khí sau thiết bị sấy (thơng số khơng khí

thải ra ngồi, cũng như khơng khí hồi lưu tại buồng hòa trộn) (2t)

 Độ chứa hơi của khơng khí ra khỏi thiết bị sấy là:

 Độ chứa hơi sau q trình sấy thực:

(Cơng thức 5.36, trang 65, [8])

Trước hết ta tính:

i1= r + Cpa.t1 = 2500 + 1,842.80 = 2647,36 kJ/kg_kkk

i2= r + Cpa.t2 = 2500 + 1,842.50 = 2592,1 kJ/kg_kkk

Thay vào với:

t1=80 oC, t2=50 oC, do=0,0185kg_ẩm/kg_kkk, n=1, Δ= -119,34 kJ/kg_ẩm

Ta có:

 Entapi của khơng khí ra khỏi thiết bị sấy là:

I2t = 1,004t2 + d2t(2500 + 1,842t2) = 1,004.50 + 0,041(2500 + 1,842.50)

= 156,476 kJ/kg_kkk

GVHD:Nguyễn Thị Xuân Mai



Trang 32



Đồ án quá trình và thiết bị - Tính tốn thiết kế hệ thống s ấy chu ối

 Phân áp suất bão hòa của hơi nước ở nhiệt độ t2=50 oC tra bảng 3, trang

192, [1] ta có: pbh2=0,12335 bar

 Độ ẩm tương đối của khơng khí ra khỏi thiết bị sấy:

So với điều kiện đã chọn 2 = (51,5±5%) là hoàn toàn thỏa mãn. Như vậy, chọn

t2=50 oC là hợp lý.

Như vậy, khơng khí ra khỏi thiết bị sấy (2t) ta có:

t2t=50 oC, 2 = 50,4%, d2t=0,041 kg_ẩm/kg_kkk, I2t=156,476 kJ/kg_kkk.

4.6.2 Thơng số của khơng khí sau buồng trộn (Mt)

Khơng khí sau buồng trộn là trạng thái điểm (Mt) có:

 Độ chứa hơi của khơng khí sau buồng trộn là:

 Entapi của khơng khí sau buồng hòa trộn là:

(công thức 5.32, trang 65, [8])

 Nhiệt độ của khơng khí sau buồng hòa trộn là:

(cơng thức 5.33, trang 65, [8]).

 Phân áp suất bão hòa của hơi nước ở nhiệt độ tMt=38,7oC là

pbhM=0,0737 bar (tra bảng 3, trang 192, [1]).

 Độ ẩm tương đối của khơng khí sau buồng hòa trộn



Như vậy khơng khí sau buồng hòa trộn (M) có: tMt=38,7oC, Mt= ,

dMt=kg_ẩm/kg_kkk, IMt 115,373 kJ/kg_kkk.

4.6.3 Thơng số khơng khí sau khi ra khỏi Calorifer (đi vào thiết bị

sấy) (1t)

Khơng khí sau khi ra khỏi Calorifer đi vào thiết bị sấy là trạng thái điểm (1t)

có:

 Độ chứa hơi của khơng khí sau khi ra khỏi Calorifer là:

d1t = dMt= 0,02975 kg_ẩm/kg_kkk

 Entapi của khơng khí sau khi ra khỏi Calorifer là:

I1t = 1,004t1t + d1t(2500 + 1,842 t1t)

= 1,004.80 + 0,02975(2500 + 1,842.80)= 159,08 kJ/kg_kkk

 Phân áp suất bão hòa của hơi nước ở nhiệt độ t1t=80oC là

pbh1=0,4736bar (tra bảng 3, trang 192, [1]).

GVHD:Nguyễn Thị Xuân Mai



Trang 33



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

5 Tổng các tổn thất nhiệt trong hệ thống sấy

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×