Họ và tên: Trần Quang Phi MSSV: 20170190
Đề bài: Sấy thăng hoa khoai lang tím. Đề bài -
Độ ẩm ban đầu: W1 = 80%. - Độ ẩm sau sấy: W2 = 7%. -
Năng suất làm việc (tính theo khối lượng nguyên liệu đầu vào): G1 = 200kg/mẻ. -
Thời gian đưa VLS vào và ra bình thăng hoa: t = 14h. -
Nhiệt độ thăng hoa: -10 . ℃ -
Nhiệt độ môi trường: 20 . ℃ -
Nhiệt độ tấm đốt nóng: 40 . ℃ -
Thời gian và lượng ẩm theo giai đoạn:
● Quá trình làm lạnh: 1.5h; lượng ẩm thoát ra là 20% (tổng lượng ẩm).
● Quá trình thăng hoa: 7.5h;lượng ẩm thoát ra là 65%.
● Quá trình thải ẩm dư: 3h; lượng ẩm chiếm 15%. -
Độ chênh nhiệt độ của nước vào - ra khỏi bình thăng hoa: 5 . ℃ Tính toán: - Năng suất nguyên liệu: 1 + 𝑊 𝐺1 = 𝐺𝑎. 1
= 𝐺𝑎× 1 + 0.8 = 200 (𝑘𝑔/𝑚ẻ) 𝑊 − 𝑊 0.8 −0.07 1 2
→ Tổng lượng ẩm tách được:
𝐺𝑎 = 200× 0.8 −0.07 = 81. 11 (𝑘𝑔/𝑚ẻ) 1 + 0.8 -
Lượng ẩm tách được trong từng quá trình sấy là: ● Quá trình làm lạnh: 𝐺
𝑊1 = 𝑎1 = 81.11×0.2 = 10. 81 (𝑘𝑔/ℎ) 𝑡 1.5 1 ● Quá trình thăng hoa: 𝐺
𝑊2 = 𝑎2 = 81.11×0.65 = 7. 03 (𝑘𝑔/ℎ) 𝑡 7.5 2
● Quá trình thải ẩm dư: 𝐺
𝑊3 = 𝑎3 = 81.11×0.15 = 4. 06 (𝑘𝑔/ℎ) 𝑡 3 3
1. Nhiệt lượng cần cho quá trình thăng hoa. -
Ẩn nhiệt thăng hoa ở -10℃ là: 𝑟 = 680 𝑘𝑐𝑎𝑙/𝑘𝑔 = 2843. 488 𝑘𝐽/𝑘𝑔. 𝑡ℎ -
Nhiệt lượng cần thiết cho quá trình thăng hoa trong 1h là:
𝑞 = 𝑟 . 𝑊 = 2843. 488×7. 03 = 19989. 72 (𝑘𝐽/ℎ) = 5. 55 (𝑊) 𝑡ℎ 𝑡ℎ 2 -
Nhiệt lượng cần cho cả giai đoạn thăng hoa:
𝑄 = 𝑞 . 𝑡 = 19989. 72 × 7. 5 = 149922. 90 (𝑘𝐽) 𝑡ℎ 𝑡ℎ 2
2. Nhiệt lượng cần cho quá trình bay hơi ẩm dư. -
Ẩn nhiệt hóa hơi là: 𝑟 = 591 𝑘𝑐𝑎𝑙/𝑘𝑔 = 2471. 326 𝑘𝐽/𝑘𝑔. -
Nhiệt lượng cần thiết cho quá trình thăng hoa trong 1h là:
𝑞 = 𝑟. 𝑊 = 2471. 326×4. 06 = 10033. 58 (𝑘𝐽/ℎ) = 2. 79 (𝑊) 𝑏ℎ 3 -
Nhiệt lượng cần cho cả giai đoạn thăng hoa:
𝑄 = 𝑞 . 𝑡 = 10033. 58 × 3 = 30100. 75 (𝑘𝐽) 𝑏ℎ 𝑏ℎ 3
3. Tổng nhiệt lượng cần cho cả quá trình sấy. - Ta có:
𝑄 = 𝑄 + 𝑄 = 149922. 90 + 30100. 75 = 180023. 65 (𝑘𝐽) 𝑡ℎ 𝑏ℎ
→ 𝑞 = 𝑄 = 180023.65 = 2219. 50 (𝑘𝐽/𝑘𝑔 ẩ𝑚) 𝐺 81.11 𝑎 -
Hệ số bức xạ quy dẫn ε : 𝑞𝑑
● Lấy độ đen của tấm đốt nóng và độ đen của VLS tương ứng là: ε = 0. 96 𝑣à ε = 0. 9. 1 2 ● Vậy có: ε = 1 = 1 = 0. 867 𝑞𝑑 1 − 1 −1 1 − 1 −1 ε ε 0.96 0.9 1 2 -
Diện tích đốt nóng của bình thăng hoa: 𝑞 𝐹1 = 𝑡ℎ 𝑇 𝑇 ⎤ 𝑘×5.67×ε × 𝑑𝑛 ( ⎥ ⎢ )4− 𝑡ℎ ( )4 ⎡ ⎢ 𝑞𝑑 100 100 ⎥ ⎣ ⎦ = 10033.58 1.2×5.67×0.867× 273 + 40 ( )4− 273 −10 ( )4 ⎡ ⎤ ⎢ 100 100 ⎥ ⎣ ⎦ = 35.33 (m2)
(Với k = 1.2 là hệ số tính đến ảnh hưởng của dẫn nhiệt và đối lưu)