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

1. YÊU CẦU
Tính toán bề mặt truyền nhiệt của bình thăng hoa biết:
- Vật liệu sấy là khoai lang tím, năng suất 200kg/mẻ, có độ ẩm là 80% xuống độ
ẩm 7%.
- Thời gian sấy 12h.
- Thời gian đưa VLS vào và ra bình thăng hoa là 14h.

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:

3 trang 3 tuần trước

Tác giả:

Profile Trịnh Thảo Anh
NGUYEN THI TRANG 20175272
1/12/2021
1
Họ và tên: Nguyễn Thị Trang
MSSV: 20175272
TÍNH TOÁN HỆ THỐNG SẤY THĂNG HOA
1. YÊU CẦU
Tính toán bề mặt truyền nhiệt của bình thăng hoa biết:
Vật liệu sấy là khoai lang tím, năng suất 200kg/mẻ, có độ ẩm là 80% xuống độ
ẩm 7%.
Thời gian sấy 12h.
Thời gian đưa VLS vào và ra bình thăng hoa là 14h.
Thời gian và lượng ẩm theo giai đoạn:
o Quá trình làm lạnh là 1,5h lượng ẩm thoát ra là 20% tổng lượng ẩm.
o Quá trình thăng hoa là 7,5h và lượng ẩm thoát ra là 65%.
o Quá trình thải ẩm dư là 3h và lượng ẩm chiếm 15%. Nhiệt độ thăng hoa
là -10C.
Nhiệt độ tấm đốt nóng là 40C. Nhiệt độ môi trưởng là 20C.
VLS nguyên liệu chứa trên một m
2
là 4kg.
Độ chênh nhiệt độ của nước vào ra khỏi bình thăng hoa là 5C.
2. TÍNH TOÁN
1) Khối lượng ẩm cần bốc hơi trong cả quá trình sấy là G
a
. Ta tính được:
12
1
1
80 7
200. 81,111
1 100 80
kk
a
k
G G kg


2) Lượng ẩm cần thiết bốc hơi trong một giờ của các giai đoạn. Theo đầu bài ta có:
Giai đoạn làm lạnh:
1
1
1
20%.81,111
10,815 /
1,5
a
G
W kg h
Giai đoạn thăng hoa:
2
2
2
65%.81,111
7,030 /
7,5
a
G
W kg h
Giai đoạn bốc hơi ẩm dư:
NGUYEN THI TRANG 20175272
1/12/2021
2
3
3
3
15%.81,111
4,056 /
3
a
G
W kg h
3) Nhiệt lượng cần thiết trong giai đoạn thăng hoa
Theo đầu bài, ta có nhiệt độ thăng hoa là -10C. Khi đó nhiệt ẩn thăng hoa là:
680 / 2843,488 /
th
r kcal h kJ h
→ Nhiệt lượng cần thiết cho quá trình thăng hoa trong một gườ q
th
bằng:
2
2843,488.7,030 19989,721
th th
q r W kW
Như vậy, nhiệt lượng cần thiết cho cả giai đoạn thăng hoa Q
th
bằng:
2
. 19989,721.7,5 179922,905
th th
Q q kW
4) Nhiệt lượng cần thiết trong giai đoạn bay hơi ẩm dư.
Như chúng ta biết, trong giai đoạn này, ẩm còn tổn tại dưới dạng lỏng. Do đó,
nếu lấy nhiệt ẩn hóa
thì nhiệt lượng cần thiết để
bay ẩm dư trong một giờ bằng:
3
. 2471,326.4,056 10023,698
bh bh
q r W kW
→
3
. 10023,698.3 30071,095
bh bh
Q q kW
5) Tổng nhiệt lượng cần thiết cho cả quá trình sấy Q.
179922,905 30071,095 209994
th bh
Q Q Q kW
Hay:
209994
2588,971 /
81,111
a
Q
q kW kg
G
6) Hệ số bức xạ quy dẫn ε
qd
. Lấy độ đen của tấm đột nóng và độ đen của khoai lang
tím (VLS) tương ứng bằng:
12
0,96; 0,9


. Khi đó:
12
11
0,867
1 1 1 1
11
0,96 0,9
qd

NGUYEN THI TRANG 20175272
1/12/2021
3
7) Diện tích đốt nóng của bình thăng hoa F
1
. Theo kinh nghiệm, hệ số thực nghiệm
kể đến ảnh hưởng của dẫn nhiệt và đối lưu là:
1,20 1,25k 
→ Chọn:
1,20k
2
1
4 4 4 4
19989,721
70,397 70
40 273 10 273
1,20.5,67.0,867.
.5,67.
100 100
100 100
th
dn th
qd
q
Fm
TT
k








8) Diện tích cần thiết chứa VLS F
2
.
Theo đầu bài, một m
2
khay sấy chứa 4kg VLS, tức:
2
’ 4 /G kg m
. Khi đó:
2
1
2
200
50
'4
G
Fm
G
Trong khi:
2
12
70F m F
→ Ta trải VLS mỏng hơn, lấy:
22
1
12
2
200
70 ' 2,857 /
70
G
F F m G kg m
F
9) Số lượng bình thăng hoa cần thiết n
Giả sử tổng diện tích của các khay trong một bình thăng hoa là:
2
14fm
.
Thì số bình thăng hoa cần thiết:
2
70
5
14
F
n
f
10) Lưu lượng nước nóng cần thiết cho quá trình thăng hoa G
n
.
3
19989,7
/956,08 0,96 /
4, 8
21
1 16.5
th
n
pn n
q
G kg h m h
Ct
| 1/3
| | Tải xuống

Có thể bạn quan tâm:

Preview text:

NGUYEN THI TRANG 20175272 1/12/2021
Họ và tên: Nguyễn Thị Trang MSSV: 20175272
TÍNH TOÁN HỆ THỐNG SẤY THĂNG HOA 1. YÊU CẦU
Tính toán bề mặt truyền nhiệt của bình thăng hoa biết:
 Vật liệu sấy là khoai lang tím, năng suất 200kg/mẻ, có độ ẩm là 80% xuống độ ẩm 7%.  Thời gian sấy 12h.
 Thời gian đưa VLS vào và ra bình thăng hoa là 14h.
 Thời gian và lượng ẩm theo giai đoạn:
o Quá trình làm lạnh là 1,5h lượng ẩm thoát ra là 20% tổng lượng ẩm.
o Quá trình thăng hoa là 7,5h và lượng ẩm thoát ra là 65%.
o Quá trình thải ẩm dư là 3h và lượng ẩm chiếm 15%. Nhiệt độ thăng hoa là -10 ̊C.
 Nhiệt độ tấm đốt nóng là 40 ̊C. Nhiệt độ môi trưởng là 20 ̊C.
 VLS nguyên liệu chứa trên một m2 là 4kg.
 Độ chênh nhiệt độ của nước vào ra khỏi bình thăng hoa là 5 ̊C. 2. TÍNH TOÁN
1) Khối lượng ẩm cần bốc hơi trong cả quá trình sấy là Ga. Ta tính được:    k k 80 7 1 2 G G  200.  81,111 kg a 1   1  100  80 k1
2) Lượng ẩm cần thiết bốc hơi trong một giờ của các giai đoạn. Theo đầu bài ta có:  Giai đoạn làm lạnh: Ga 20%.81,111 1 W  
 10,815 kg / h 1    1, 5 1  Giai đoạn thăng hoa: Ga 65%.81,111 2 W  
 7,030 kg / h 2    7, 5 2
 Giai đoạn bốc hơi ẩm dư: 1 NGUYEN THI TRANG 20175272 1/12/2021 Ga 15%.81,111 3 W  
 4,056 kg / h 3    3 3
3) Nhiệt lượng cần thiết trong giai đoạn thăng hoa
Theo đầu bài, ta có nhiệt độ thăng hoa là -10 ̊C. Khi đó nhiệt ẩn thăng hoa là:
r  680 kcal / h  2843, 488 kJ / h th
→ Nhiệt lượng cần thiết cho quá trình thăng hoa trong một gườ qth bằng:
q r W  2843, 488.7, 030  19989, 721 kW th th 2  
Như vậy, nhiệt lượng cần thiết cho cả giai đoạn thăng hoa Qth bằng:
Q q .  19989, 721.7, 5  179922, 905 kW th th 2  
4) Nhiệt lượng cần thiết trong giai đoạn bay hơi ẩm dư.
Như chúng ta biết, trong giai đoạn này, ẩm còn tổn tại dưới dạng lỏng. Do đó,
nếu lấy nhiệt ẩn hóa r  591 kcal / h  2471,326 kJ / h thì nhiệt lượng cần thiết để bh
bay ẩm dư trong một giờ bằng: q
r .W  2471,326.4,056 10023,698 kW bh bh 3  
→ Q q .  10023,698.3  30071,095 kW bh bh 3  
5) Tổng nhiệt lượng cần thiết cho cả quá trình sấy Q.
Q Q Q  179922, 905  30071, 095  209994 kW th bh   Hay: Q 209994 q  
 2588,971 kW / kgG 81,111 a
6) Hệ số bức xạ quy dẫn εqd. Lấy độ đen của tấm đột nóng và độ đen của khoai lang
tím (VLS) tương ứng bằng:   0,96 ;   0,9 . Khi đó: 1 2 1 1     0,867 qd 1 1 1 1  1  1   0, 96 0, 9 1 2 2 NGUYEN THI TRANG 20175272 1/12/2021
7) Diện tích đốt nóng của bình thăng hoa F1. Theo kinh nghiệm, hệ số thực nghiệm
kể đến ảnh hưởng của dẫn nhiệt và đối lưu là: k  1, 20 1, 25 → Chọn: k  1, 20 q 19989, 721 th F    70,397  70  2 m 1 4 4 4 4 
 T   T      40  273  1  0  273    k.5, 67. dn th         1,20.5,67.0,867.   qd     100 100    100   100   
8) Diện tích cần thiết chứa VLS F2.
Theo đầu bài, một m2 khay sấy chứa 4kg VLS, tức: G   2
’ 4 kg / m . Khi đó: G 200 1 F    50 m 2  2 G ' 4
Trong khi: F  70  2 m
F → Ta trải VLS mỏng hơn, lấy: 1  2 G
F F  70  200 2 m  1  G '  
 2,857 kg / m 1 2  2  F 70 2
9) Số lượng bình thăng hoa cần thiết n
Giả sử tổng diện tích của các khay trong một bình thăng hoa là: f   2 14 m  .
Thì số bình thăng hoa cần thiết: F 70 2 n    5 f 14
10) Lưu lượng nước nóng cần thiết cho quá trình thăng hoa Gn. q 19989, 721 th G    956,08 kg h m h n  /  0,96  3 /  C t  4, 8 1 16.5 pn n 3