Tính toán hệ thống sấy phun_Nguyễn Thị Trang| BT môn Thiết kế hệ thống sấy các sản phẩm thực phẩm| Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

THÔNG SỐ CHO TRƯỚC:
Tính đường kính và chiều cao buồng sấy phun biết:
- Không khí ngoài trời: t = 25 ̊C, φ=80%
- Năng suất vật liệu khô: G2 = 50 kg/h; w1 = 55%; w2 = 4%
- Dịch vào có: t = 50 ̊C; ρ = 120 kg/m3; Cp = 1,2 kJ/kgK, độ nhớt: ʋ = 34,85.10-6 (m2/s)
- Đầu phun ra có: p=70 at; Hệ số lưu lượng: μ = 0,65
- Đường kính lớn nhất của buồng: Dmax = 2 m
- Đường kính hạt: dh = 100 μm

Bỏ qua tổn thất nhiệt.

2 1 lượt tải Tải xuống
Chia sẻ Báo cáo tài liệu

Môn: Thiết kế hệ thống sấy các sản phẩm thực phẩm

Trường: Đại học Bách Khoa Hà Nội

Thông tin:

5 trang 3 tuần trước

Tác giả:

Profile Trịnh Thảo Anh
NGUYEN THI TRANG 20175272
9/11/21
TÍNH TOÁN HỆ THỐNG SẤY PHUN
THÔNG SỐ CHO TRƯỚC:
Tính đường kính và chiều cao buồng sấy phun biết:
Không khí ngoài trời: t = 25C, φ=80%
Năng suất vật liệu khô: G
2
= 50 kg/h; w
1
= 55%; w
2
= 4%
Dịch vào có: t = 50C; ρ = 120 kg/m
3
; C
p
= 1,2 kJ/kgK, độ nhớt: ʋ =
34,85.10
-6
(m
2
/s)
Đầu phun ra có: p=70 at; Hệ số lưu lượng: μ = 0,65
Đường kính lớn nhất của buồng: D
max
= 2 m
Đường kính hạt: d
h
= 100 μm
Bỏ qua tổn thất nhiệt.
TÍNH TOÁN
1. Cân bằng vật liệu
Ta có:
2
1 1 2 2 1 2
1
1
100 4
1 1 50. 106,667 /
1 100 55
w
G w G w G G kg h
w

→ Lượng ẩm cần tách:
12
106,667 50 56,667 /W G G kg h
2. Tác nhân sấy
Chọn nhiệt độ đầu vào tác nhân sấy là:
1
'
200
f
tC
, nhiệt độ ra:
1
''
100
f
tC
Ta có các điểm trạng thái của TNS trong quá trình sấy như sau:
Điểm
t
(C)
d
(g/kgkk)
h
(kJ/kg)
φ
(%)
0
25
16,03
65,957
80
1
200
16,03
246,78
0,162
2
100
54,48
246,78
8
Lượng không khí cần thiết làm bay hơi 1 kg ẩm là:
NGUYEN THI TRANG 20175272
9/11/21
→ Lượng không khí cần thiết cho quá trình sấy:
. .26,01 1473,86 / 56,667
lt lt
L W l kgkk h
3. Tính toán kích thước
Đường kính tiết diện ra của vòi phun.
2
0,875.
dt
vp
dt
V
d
gp
Trong đó:
43
1
106,667
2,469.10 /
3600. 3600.120
dt
dt
G
V m s
0,65
70 1 69p at
Vậy:
4
2,469.10
0,0118 11,8
2 2.9,81.69
0,875. 0,875.0,65.
120
dt
vp
dt
V
d m mm
gp
Chênh lêch nhiệt độ trung bình.
Vật liệu sau khi ra khỏi ống sấy thường có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ TNS ra (5
÷10)C. Ta chọn:
100 10 90
v
tC
Có:
200 50 150
i
tC
100 90 10
o
tC
NGUYEN THI TRANG 20175272
9/11/21
→
150 10
51,698
150
ln
ln
10
io
i
o
tt
tC
t
t
Xác định các tốc độ TNS
1
3 3 3
11
4,640.10 . 0,621 . 273 4,640.10 . 0,621 0,01603 . 200 273 1,398 /
k
v d t m kgkk

2
3 3 3
22
4,640.10 . 0,621 . 273 4,640.10 . 0,621 0,0 . 100 2 1544 73 ,18 69 /
k
v d t m kgkk

Với đường kính cực đại của buồng phun là D = 2 (m), ta có tốc độ trung bình
của TNS là:
12
22
0,5
0,5. 1,398 1,169 .1473,86
0,167 /
.2
3600 3600
44
kk
v v L
w m s
D

Tiêu chuẩn Phedorov Fe:
Tại nhiệt độ trung bình của TNS:
11
' ''
200 100
150
22
ff
tb
tt
tC
, tra Phụ lục 6
(tr.350) – Trấn Văn Phú ta có:
3
0,8345 /
k
kg m
2
3,565.10 /W mK
3
6
6
3
2
2
3 3.9,81 120 0,8345
100.10 . 0,953
4
4. .0,8345
lg 0,02
34,85.10
vk
v
kk
g
Fe d
Fe



Tra biểu đồ 12.6 (tr.258) – Trần Văn Phú ta tra được chuẩn số Reynol lơ lửng
tương ứng:
Re 0,35
l
Do đó, tốc độ lơ lửng là:
1
6
6
34,85.
Re
0,35.
0,122 /
100.10
10
lk
v
w m s
d
Xác định hệ số trao đổi nhiệt thể tích α
v
Giả sử TNS và vật liệu sấy chuyển động cùng chiều nhau. Khi đó:
NGUYEN THI TRANG 20175272
9/11/21
1,6 1,6
2
33
2
6
2
1
3
1 1 3,565.10 .50 1 1
6,615.10 6,615.10
. 100.10 0,122 0,167
.2
120.
4
271,951 /
k
v
vk
v
G
F d w w
kJ m hK












Nhiệt lượng tác nhân sấy nhận được Q
1 2 1
22
2500 1,842. 4,1868
56,67. 2500 1,842.100 4,1868.50 1,2.50. 90 50
14650,316 /
v v v v
Q W t t C G t t
Q
Q kJ h
Thể tích buồng
3
14650,316
10,146
. 271,951.51,698
v
Q
Vm
t
Chiều cao buồng sấy
22
4 4.10,146
3,230
.2
V
Hm
D

Thời gian sấy
1
3,230
11,175
0,122 0,167
H
s
ww

Tổng nhiệt lượng tiêu hao
Nhiệt lượng cần thiết để làm bay hơi 1 kg ẩm là:
20
. 26,01. 246,78 65,957 4703,206 /
lt
q l h h kJ kg
Nhiệt lượng cần thiết cung cấp cho quá trình sấy trong 1h là:
Năng suất tiêu hao nhiệt lượng
. 56,67.4703,206 266539,7 /Q W q kJ h
NGUYEN THI TRANG 20175272
9/11/21
2
266539,7
1,481 /
3600.50
Q
q kW kg sp
G
| 1/5
| | Tải xuống

Có thể bạn quan tâm:

Preview text:

NGUYEN THI TRANG 20175272 9/11/21
TÍNH TOÁN HỆ THỐNG SẤY PHUN
THÔNG SỐ CHO TRƯỚC:
Tính đường kính và chiều cao buồng sấy phun biết:
 Không khí ngoài trời: t = 25 ̊C, φ=80%
 Năng suất vật liệu khô: G2 = 50 kg/h; w1 = 55%; w2 = 4%
 Dịch vào có: t = 50 ̊C; ρ = 120 kg/m3; Cp = 1,2 kJ/kgK, độ nhớt: ʋ = 34,85.10-6 (m2/s)
 Đầu phun ra có: p=70 at; Hệ số lưu lượng: μ = 0,65
 Đường kính lớn nhất của buồng: Dmax = 2 m
 Đường kính hạt: dh = 100 μm
Bỏ qua tổn thất nhiệt. TÍNH TOÁN
1. Cân bằng vật liệu Ta có:   w
G 1 w   G 1 w  1 100 4 2  G G  50.
 106,667 kg / h 1 1 2 2 1 2   1 w 100  55 1
→ Lượng ẩm cần tách:
W G G  106, 667  50  56, 667 kg / h 1 2   2. Tác nhân sấy
Chọn nhiệt độ đầu vào tác nhân sấy là: t  200 C  , nhiệt độ ra: t  100 Cf ''   f '   1 1
Ta có các điểm trạng thái của TNS trong quá trình sấy như sau: Điểm t d h φ (̊C) (g/kgkk) (kJ/kg) (%) 0 25 16,03 65,957 80 1 200 16,03 246,78 0,162 2 100 54,48 246,78 8
Lượng không khí cần thiết làm bay hơi 1 kg ẩm là: NGUYEN THI TRANG 20175272 9/11/21 1 1000 l    26,01 kgkk lt   d d 54, 48 16, 03 2 1
→ Lượng không khí cần thiết cho quá trình sấy:
L W .l  56, 667.26, 01  1473,86 kgkk h lt lt  / 
3. Tính toán kích thước
Đường kính tiết diện ra của vòi phun. Vdt dvp 2g p  0,875. dt Trong đó: G 106, 667 1 4 V 2, 469.10    m s dt  3 /  3600. 3600.120 dt   0,65 p
  70 1  69 at Vậy: 4 V 2, 469.10 dt d    0,0118 m mm vp   11,8   2g p  2.9,81.69 0,875. 0,875.0, 65.  120 dt
Chênh lêch nhiệt độ trung bình.
 Vật liệu sau khi ra khỏi ống sấy thường có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ TNS ra (5 ÷10) ̊C. Ta chọn: t  100 10  90 Cv   Có: t   200  50  150 Ci   t   100  90  10 Co   NGUYEN THI TRANG 20175272 9/11/21     → t t 150 10 i o t     51,698  C   t  150 ln i ln t  10 o
Xác định các tốc độ TNS 3 v
4, 640.10 .0, 621 d .t 273 3 4, 640.10    
.0, 621 0, 01603.200  273 3
 1,398 m / kgkk k 1 1 1   3 v
4, 640.10 .0, 621 d .t 273 3 4, 640.10    
.0, 621 0, 05448.100  273 3
 1,169 m / kgkk k 2 2 2  
 Với đường kính cực đại của buồng phun là D = 2 (m), ta có tốc độ trung bình của TNS là: 0,5v v Lk k 0,5. 1,398 1,169 .1473,86 1 2    w  
 0,167 m / s 2 2    D .2 3600 3600 4 4
 Tiêu chuẩn Phedorov Fe: tt
Tại nhiệt độ trung bình của TNS: f ' f ' 200 100 1 1 t    150 C  , tra Phụ lục 6 tb   2 2
(tr.350) – Trấn Văn Phú ta có:    3 0,8345 kg / m k  2  3,565.10  W / mK  3g      v k  3.9,81 120 0,8345 6     3 Fe d  100.10 .  0,953 v 3 2 4   k k 4. 2 6 34,85.10  .0,8345  lg Fe  0  ,02
Tra biểu đồ 12.6 (tr.258) – Trần Văn Phú ta tra được chuẩn số Reynol lơ lửng tương ứng: Re  0, 35 l
Do đó, tốc độ lơ lửng là: 6 Re  0, 35.34,85.10 l k w  
 0,122 m / s 1 6    d 100.10 v
Xác định hệ số trao đổi nhiệt thể tích αv
Giả sử TNS và vật liệu sấy chuyển động cùng chiều nhau. Khi đó: NGUYEN THI TRANG 20175272 9/11/21 1,6 1,6 2
G  1   1  3, 565.10   .50  1   1  3 2k 3   6,615.10      6,615.10 v     2 6  .F d w w            vk .2 100.10 0,122 0,167 1 120.  4     271,951 kJ m hK v  3 / 
Nhiệt lượng tác nhân sấy nhận được Q Q W
 25001,842.t 4,1868t C G t t 2  v v 2 v v 1   2 1  Q  56, 67.   25001,842.1004, 
1868.50 1, 2.50.90  50
Q  14650, 316 kJ / hThể tích buồng Q 14650, 316 V    10,146  3 m   . t  271, 951.51, 698 v
Chiều cao buồng sấy 4V 4.10,146 H    3, 230 m 2 2    D .2 Thời gian sấy H 3, 230     11,175 sw w 0,122  0,167 1
Tổng nhiệt lượng tiêu hao
 Nhiệt lượng cần thiết để làm bay hơi 1 kg ẩm là:
q l .h h  26, 01. 246, 78  65,957  4703, 206 kJ / kg lt 2 0     
 Nhiệt lượng cần thiết cung cấp cho quá trình sấy trong 1h là:
Q W .q  56, 67.4703, 206  266539, 7 kJ / h
Năng suất tiêu hao nhiệt lượng NGUYEN THI TRANG 20175272 9/11/21 Q 266539, 7 q  
1, 481 kW / kg sp G 3600.50 2