TÍNH TỐN THIẾT KẾ MÁY SẤY HẠT BÍ GIỐNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẤY BƠM NHIỆT Tác giả TRẦN CAO HUY Khóa luận đệ trình để đáp ứng u cầu cấp kỹ sư ngành Công Nghệ Nhiệt Lạnh Giáo viên hướng dẫn: Thạc sỹ: LÊ QUANG GIẢNG Kỹ sư: ĐINH CƠNG BÌNH Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 06/2011 i LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập trường Đại Học Nơng Lâm TP Hồ Chí Minh ngày hồn thành luận văn tốt nghiệp, tơi nhận quan tâm dạy giúp đỡ tận tình q thầy, giáo Qua luận văn tơi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến: Ban giám hiệu trường Đại Học Nông Lâm TP HCM Ban chủ nhiệm khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Q thầy tận tình dạy, hướng dẫn giúp đỡ suốt thời gian học tập trường Tôi xin chân thành cảm ơn thầy Th.S Lê Quang Giảng KS Đinh Cơng Bình trực tiếp hướng dẫn, theo dõi giúp đỡ thực đề tài Cuối xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cha mẹ, người thân bạn bè động viên giúp đỡ thời gian học tập thời gian thực đề tài Xin chân thành gửi đến quý thầy cơ, gia đình bạn bè lời chúc sức khỏe lời cảm ơn chân thành Trân trọng cảm ơn SVTH: Trần Cao Huy ii TÓM TẮT Đề tài: “TÍNH TỐN THIẾT KẾ MÁY SẤY HẠT BÍ GIỐNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẤY BƠM NHIỆT” Với đề tài thí nghiệm, đánh giá lựa chọn phương án thiết kế cho đạt mục tiêu: kết cấu máy đơn giản, dễ sử dụng, chi phí lượng thấp, đạt suất chất lượng sản phẩm cao Nội dung sau: Chương 1: MỞ ĐẦU Chương 2: TỔNG QUAN Giới thiệu sơ lược bí, nguồn gốc xuất xứ tác dụng bí hạt bí Tình hình sản xuất trạng hạt rau giống nói chung hạt bí giống nói riêng Đồng thời đưa phương pháp sấy khác để lựa chọn phương án thiết kế tốt Chương 3: PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Chương trình bày cụ thể phần tính tốn thiết kế máy sấy hạt bí giống theo yêu cầu đặt từ ban đầu Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ iii MỤC LỤC Trang Trang tựa i Lời cảm ơn ii Tóm tắt iii Mục lục iv Danh sách hình vii Danh sách bảng viii Chương 1: MỞ ĐẦU 1.1.Đặt vấn đề 1.2.Mục đích đề tài Chương :TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan hạt rau giống 2.1.1 Nguồn gốc xuất xứ, đặc điểm phân loại hạt bí 2.1.2 Quả hạt bí đỏ 2.1.3 Tính chất vật lý thành phần hóa học hạt bí 2.1.4 Tình hình sản xuất bảo quản hạt giống 2.1.5 Tình hình sấy hạt rau giống 2.1.6 Hiện trạng sau thu hoạch ngành sản xuất hạt giống Việt Nam 2.2 Giới thiệu số phương pháp sấy 2.2.1 Phương pháp nhiệt độ cao- sấy nóng 2.2.2 Phương pháp sấy nhiệt độ thấp 10 2.2.2.1 Phương pháp sấy lạnh 10 2.2.2.2 Phương pháp sấy thăng hoa 14 2.2.2.3 Phương pháp sấy chân không 15 2.2.2.4 Sấy bơm nhiệt 16 2.3 Những vấn đề hệ thống lạnh 17 2.3.1 Chu trình lạnh 17 2.3.2 Các vấn đề liên quan đến dàn lạnh 18 2.3.3 Các vấn đề liên quan đến dàn nóng 19 iv 2.3.4 Một số điều máy nén 20 Chương : PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN 21 3.1 Phương pháp 21 3.1.1 Phương pháp sấy thí nghiệm 21 3.1.2 Phương pháp tính tốn 21 3.2 Phương tiện 21 Chương : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 22 4.1 Các kết thí nghiệm 22 4.1.1 Xác định ẩm độ đầu hạt bí 22 4.1.2 Xác định khối lượng thể tích hạt bí 22 4.1.3 Kết sấy thí nghiệm 23 4.2 Tính tốn sơ 25 4.3 Lựa chọn nguyên lý cấu tạo nguyên lý hoạt động máy 26 4.3.1 Nguyên lý cấu tạo 26 4.3.2 Nguyên lý hoạt động 27 4.4 Tính tốn thiết kế buồng sấy 27 4.5 Xây dựng trình sấy lý thuyết đồ thị I-d 28 4.5.1 Đồ thị I – d 28 4.5.2 Tính tốn q trình sấy 34 4.6 Tính tốn dàn bay 31 4.7 Các thơng số chu trình lạnh 33 4.8 Tính tốn máy nén 34 4.9 Tính tốn chọn dàn ngưng tụ 35 4.10 Tính tốn trở lực chọn quạt 36 Chương : KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 40 5.1 Kết luận 40 5.2 Đề nghị 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC v DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2.1: Quả bí đỏ Hình 2.2: Hạt bí đỏ Hình 2.3: Cây bí đỏ Hình 2.4: Máy sấy lạnh gia nhiệt TNS điện trở 12 Hình 2.5: Máy sấy lạnh CRD2 13 Hình 2.6: Máy sấy lạnh CCRD 14 Hình 2.7: Máy sấy thăng hoa 15 Hình 2.8: Máy sấy chân khơng kiểu tủ 15 Hình 2.9: Máy sấy chân khơng trụ tròn 16 Hình 2.10: Sơ đồ nguyên lý máy sấy bơm nhiệt 16 Hình 4.1: Sơ đồ nguyên lý hoạt động 26 Hình 4.2: Giản đồ trắc ẩm I-d 28 Hình 4.3: Sơ đồ chu trình 33 vi DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 1: Diện tích sản lượng rau Việt Nam qua năm Bảng 2: Bảng tiêu chuẩn hạt giống Bảng 3: Danh sách đơn vị vay vốn hỗ trợ để đầu tư thiết bị chế biến.7 Bảng 4: Xác định ẩm độ đầu hạt bí 22 Bảng 5: Xác định khối lượng hạt bí 22 Bảng 6: Kết sấy thí nghiệm 23 Bảng 7: Kết thí nghiệm nảy mầm 24 Bảng8: Các số liệu chu trình 34 vii Chương MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Nước ta nằm khu vực khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, có điều kiện khí hậu thổ nhưỡng thuận lợi cho nông nghiệp Đặc biệt loại lương thực, nông sản loại rau củ Tuy sản lượng sản phảm nông nghiệp tương đối lớn chất lượng sản phẩm chưa cao, đặc biệt khâu chế biến bảo quản sau thu hoạch để chống thất thoát nâng cao chất lượng sản phẩm nhiều hạn chế Để tạo nhiều sản phẩm nơng nghiệp có chất lượng cao phục vụ nhu cầu nước xuất khẩu, nước ta cần áp dụng công nghệ tiên tiến thay cho phương pháp truyền thống vào khâu chế biến bảo quản sản phẩm sau thu hoạch, có cơng nghệ sấy Với sản phẩm hạt rau, sấy nhiệt độ cao phá huỷ hoạt tính sinh học hoocmôn, màu sắc, mùi vị, giảm chất lượng sản phẩm khả nảy mầm hạt Phương pháp làm khơ đơn giản truyền thống phơi nắng, có ưu điểm tận dụng lượng mặt trời nhiên thời gian làm khơ kéo dài, thất q trình phơi, khơng đảm bảo chất lượng giảm khả nảy mầm hạt, đặc biệt phụ thuộc vào thời tiết Khả nảy mầm chất lượng hạt giống yếu tố quan trọng đảm bảo cho vụ mùa bội thu Chính yếu tố quan trọng nên cần thiết phải áp dụng công nghệ tiên tiến thay cho phương pháp truyền thống vào khâu xử lý bảo quản hạt giống Phương pháp sấy lạnh với nhiệt độ thấp, tác nhân sấy tuần hồn khép kín đảm bảo màu sắc, mùi vị đặc biệt khả nảy mầm hạt phương pháp cần thiết cần áp dụng thay cho phương pháp truyền thống 1.2 Mục đích đề tài Tính tốn thiết kế máy sấy hạt bí giống suất 100 kg/mẻ phương pháp sấy bơm nhiệt Chương TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan hạt rau giống 2.1.1 Nguồn gốc xuất xứ, đặc điểm phân loại hạt bí Cây bí đỏ có tên khoa học: Cucurbita pepo Cucurbita moschata, thuộc họ bầu bí: Cucurbitaceae Bí đỏ có nguồn gốc từ Trung Mỹ, gồm 25 loài phổ biến vùng nhiệt đới C pepo C moschata, C maxima thích hợp vùng khí hậu mát Hạt bí lấy từ bí đỏ, bí ngơ bí rợ Các loại bí có nguồn gốc từ Châu Mỹ, du nhập vào nước ta dùng làm thực phẩm làm thuốc chữa bệnh Để làm thực phẩm thu hái non già, dùng bí làm rau Nếu muốn sử dụng hạt phải thu hái già, sau bổ lấy hạt rửa đem phơi khô để dùng dần để làm giống cho vụ sau 2.1.2 Quả hạt bí đỏ Bí đỏ loại phổ biến, dễ trồng có suất cao Quả bí đỏ loại thực phẩm ngon bổ dưỡng Các nhà khoa học chứng minh bí đỏ có lợi việc đề phòng trăm bệnh Các loại bí đỏ màu vàng - da cam có hàm lượng beta-carotin cao gan đến ba lần, cà rốt năm lần Trong thể, beta-carotin chuyển thành vitamin A khơng kiểm sốt q trình lớn lên phát triển thể, trì thị giác phản ứng kháng thể mức độ cần thiết, mà chất chống oxy hóa tự nhiên tốt nhất, giúp bảo vệ thể trước công môi trường xung quanh Điều chủ yếu bí đỏ ngăn chặn q trình biến tế bào thành dạng ác tính Ruột bí đỏ có nhiều chất pectin, có tác dụng cải thiện chức ruột bị táo bón Do để khơng gặp vấn đề tiêu hóa nên ăn bí đỏ nhiều Bí đỏ đứng đầu loại rau lượng sắt Ngồi bí đỏ có khơng muối đồng phoostpho, có tác dụng tốt tới việc tạo máu Do đó, ăn từ bí đỏ chất tốt để phòng thiếu máu thiếu sắt Trên toàn giới, việc trị liệu bí đỏ ngày áp dụng nhiều Sử dụng thường xun bí đỏ thức ăn có khả ngăn chặn nhiều bệnh nghiêm trọng nhồi máu tim, thiểu tim ung thư Bên cạnh đó, bí đỏ người Nhật Bản ví khơng thể thiếu giúp kéo dài tuổi thọ Ngoài từ lâu người ta biết dùng hạt bí đỏ rang ăn chơi bên cạnh hạt dưa, hạt hướng dương không hẳn biết chất tẩy giun sán Người ta lấy hạt bí đỏ để chế tạo loại dầu chưa nhiều carotenoid (beta-caroten,alpha-caroten,zeaxanthine,lutein) chất chống oxy hóa mạnh giúp phòng ngừa bệnh đục thủy tinh thể, bệnh tim mạch số loại ung thư Hình 2.1: Quả bí đỏ Hình 2.2: Hạt bí đỏ (Nguồn:http://bacsytructuyen.com/upload_images/image/Hong/11_29/14_bi%2 0do.jpg) Hình 2.3: Cây bí đỏ (Nguồn: http://www.chseeds.vn/images/stories/sanpham/bi_do_2.jpg) 2.1.3.Tính chất vật lý thành phần hóa học hạt bí a Tính chất vật lý Ẩm độ: - Ẩm độ đầu hạt bí thu hoạch W1 = 40% - Ẩm độ cuối hạt bí sau sấy Khối lượng riêng hạt bí 570 kg/m3 W2 = 12% Điểm 2: Trạng thái khơng khí sau dàn nóng Điểm 3: Trạng thái khơng khí sau thiết bị sấy Điểm 4: Trạng thái khơng khí dàn lạnh 1-2: Q trình gia nhiệt đẳng dung ẩm dàn nóng 2-3: Quá trình sấy đẳng Entanpi thiết bị sấy 0-4-1: Quá trình làm lạnh khơng khí ngưng tụ ẩm dàn lạnh 4.5.2 Tính tốn q trình sấy Ta chọn tác nhân sấy khơng khí với thơng số sau: Thơng số ngồi trời: theo tài liệu, thơng số trung bình năm khơng khí Thành Phố Hồ Chí Minh: Nhiệt độ trung bình: t0 = 30 0C Độ ẩm trung bình:  = 80 % Thơng số khơng khí trước vào thiết bị buồng sấy Nhiệt độ tác nhân sấy vào thiết bị sấy: t2 = 40 0C Tốc độ gió 0,5  m/s Ta chọn  = m/s Thông số khơng khí sau khỏi thiết bị buồng sấy phải cao nhiệt độ đọng sương khơng khí để tránh tượng đọng sương buồng sấy Từ điểm O(300C;80%) đồ thị I-d ta dóng theo đường d = const ta có tds = 260C Nhiệt độ tác nhân sấy sau thiết bị sấy t3 = 35 0C Thơng số khơng khí sau dàn lạnh Nhiệt độ: chọn t1 = 10 0C Độ ẩm tương đối: trình làm lạnh dàn lạnh thường đạt đến trạng thái bão hòa nên nhiệt độ khơng khí sau dàn lạnh lấy 1 = 100% Thời gian sấy: chọn t = h a) Xác định thông số khơng khí ngồi trời Với cặp thơng số ngồi trời cho (300C,80%)chúng ta xác định lượng chứa ấm entanpi Io đồ thị I-d  Phân áp suất bão hoà nước pb: theo TL  pb = 0,04241 bar  Lượng chứa ẩm (tra giản đồ I-d ) 29  = 0,0215 kgẩm/kg kkk  Entanpi Io  Io= 85,59 kJ/kg kkk b) Xác định trạng thái khơng khí sau giàn lạnh Khơng khí sau giàn lạnh ta chọn t1 =10oc độ ẩm tương đối  =100%  Phân áp suất bão hoà nước pb:  pb = 0,012277 bar  Lượng chứa ẩm d1  d1 =0,0077 kgẩm/kg kkk  Entanpi I1  I1 = 29,5 kJ/kg kkk  1 = 99333 = 1,223 d1 (287  462 )(273  t1 ) 1000 c) Trạng thái khơng khí sau giàn nóng Entanpi tác nhân sấy xác định đồ thị cặp thông số (d2,t1 ) Trong d1 = d2 = 0.0077 kg ẩm/kgkkk nhiệt độ t2 =400C  Phân áp suất bão hoà nước pb:  pb = 0.07375 bar  Entanpi I2   I2= 60 kJ/kg kk Độ ẩm tương đối khơng khí 2  17 %  2 ' = 99333 =1,1057 d 2' (287  462 )(273  t 2' ) 1000 d) Trạng thái khơng khí sau buồng sấy 30 Ta có nhiệt độ t3= 35oC q trình sấy hồn tồn xác định bới cặp thơng số (t3 ,I3), I3 =I2 = 60 kJ/kg kkk  Phân áp suất bão hoà nước pb:  pb = 0,03811 bar  Lượng chứa ẩm d3  d3 = 0,0095 kg ẩm/kg kkk  Độ ẩm tương đối khơng khí 3  28 % e) Trạng thái khơng khí sau giàn lạnh: Trạng thái khơng khí có độ ẩm tương đối  =100% có dung ẩm d4 = d0 = 0,0215 kgẩm/kgkkk  Phân áp suất bão hoà nước pb:  pb = 0,03381 bar  Nhiệt độ khơng khí   t4 = 26 oC Entanpi I4 I4 = 81 kJ/kg kkk 4.6 Tính tốn dàn bay Khối lượng nước cần lấy (theo 4.1): W = 31,82 kg/mẻ Lượng nước dàn lạnh cần lấy 1h (theo 4.3) : Wh = 3,535 kg/h Lượng khơng khí khơ cần dùng 1h (theo 4.10) : G = 288,2 kgkkk/h Theo q trình sấy giản đồ khơng khí ẩm,q trình 3-1 trình tách ẩm dàn lạnh Năng suất lấy nước máy suất dàn lạnh Ta cần tính suất dàn lạnh Năng suất dàn lạnh (theo 4.11): 31 Qdl = G ΔI = 4,44 kW = 4440 W Diện tích trao đổi nhiệt dàn bay : F Qdl k t (4.15) Với k hệ số truyền nhiệt, k = 17,5 W/m2K (tra theo bảng 7.1: TL3) Δt: hiệu nhiệt độ trung bình logarit môi chất lạnh chất tải lạnh: t  (tb1  t0 )  (tb  t0 ) t t ln b1 tb  t (4.16) t0: nhiệt độ bay hơi, t0 = 0C tb1: nhiệt độ khơng khí vào, tb1 =30 0C tb2: nhiệt độ khơng khí ra, tb2 = 10 0C Δt = 12,4 0C  Vậy : F = 20,46 m2  Tiến hành chọn dàn lạnh Dựa vào kết tính tốn được, ta chọn dàn lạnh cánh phẳng có ống làm thép cánh thép với thông số sau: - Năng suất dàn lạnh : Q0 = 5,0 kW - Đường kính ống ngồi ống: dng = 12 mm - Đường kính ống: dtr = 10 mm - Bước cánh: Sc = mm - Bề dày cánh: δc = 0,2 mm - Bước ống: S1 = 45, S2 = 39 mm - Diện tích trao đổi nhiệt: 30 m2 - Kích thước dàn lạnh: 465×630×916 mm - Số hàng ống: z = (Tra theo: Bảng 6.23: TL4 ) 32 4.7 Các thơng số chu trình lạnh Trong hệ thống lạnh hệ thống sấy lạnh, theo yêu cầu hệ thống gọn nhẹ, hệ thống sấy lạnh không yêu cầu phải đưa nhiệt độ xuống thấp, ta tính tốn hệ số dựa chu trình khơ, mơi chất sử dụng R22 Khơng khí sau qua dàn bay có nhiệt độ 100C nên ta chọn nhiệt độ bay môi chất t0 = 00C, nhiệt độ ngưng tụ tk = 45 0C Các điểm nút chu trình xác định dựa vào đồ thị lgP-h R22 Trên đồ thị lgP-h ta kẻ đường thẳng p0 = 0,5 MPa tương ứng t0 = 0C pk = 1,75 MPa tương ứng tk = 45 0C - Điểm 1: điểm cắt p0 với đường bão hòa khơ x = - Điểm 3: điểm cắt pk với đường lỏng bão hòa x = - Điểm 4: điểm cắt p0 h3 = const (đường song song trục tung qua điểm 3) - Điểm 2: điểm cắt pk s = const (đường song song với đường s = const qua điểm 1) P(MPa) 1,75 45 0C 78 0C 0,36 -10 0C v=0,065 700 748 545 Hình 4.3: Sơ đồ chu trình 33 h(kJ/kg) Bảng 8: Các số liệu chu trình t(0C) 65 45 p(MPa) 0,5 1,75 1,75 0,5 h(kJ/kg) 705 738 555 555 v(m3/kg) 0,05  Năng suất lạnh riêng khối lượng q0: q0 = h1 – h4 = 705 – 555 = 150 kJ/kg (4.17)  Năng suất lạnh riêng thể tích qv: qv  q0 150 = 3000 kJ/kg  v1 0, 05 (4.18)  Năng suất nhiệt riêng thải dàn ngưng qk: qk = h2 – h3 = 738 – 555 = 183 kJ/kg (4.19)  Tỷ số nén Π:  pk 1, 75 = 3,5  p0 0,5 (4.20)  Công nén riêng l: l = h2 – h1 = 738 – 705 = 33 kJ/kg (4.21)  Hệ số lạnh chu trình ε:  q0 150 = 4,54  l 33 (4.22) 4.8 Tính tốn máy nén - Ta có suất lạnh Qdl = 4,44 kW - Năng suất khối lượng máy nén m: m - Q0 4, 44 = 0,0296 kg/s  q0 150 (4.23) Công nén đoạn nhiệt Ns: 34 Ns = m.l = 0,0296 33 = 0,9768 kW - (4.24) Công nén thị Ni: Ni  Ns (4.25) i Trong đó: i  T0  0, 001.t0 Tk (4.26)  t = 0C  T0 = 273 + = 273 K  Tk = 45 + 273 = 318 K  ηi = 0,858 Vậy: Ni = 1,14 kW - Cơng suất hữu ích Ne: Ne = Ni + Nms Để đơn giản tính tốn, ma sát xem khơng đáng kể: Nms ≈ Vậy: Ne = 1,14 kW - Công suất điện tiêu thụ Nel: N el  Ne td el (4.27) Trong đó: hiệu suất truyền động ηtđ = 0,95 hiệu suất động ηel = 0,85 Vậy: Nel = 1,41 kW = 1410 W 4.9 Tính tốn chọn dàn ngưng tụ - Chọn thiết bị ngưng tụ giải nhiệt khơng khí - Phụ tải nhiệt thiết bị ngưng tụ Qk : Qk = Q0 + Ne (4.28) Trong đó: Q0 = 4,44 kW Ne = 1,14 kW Vậy: Qk = 5,58 kW = 5580 W - Diện tích trao đổi nhiệt cần thiết F: 35 F Qk k t (4.29) Trong đó: k = 30 W/m2K ( k tra theo bảng 6.1: TL3 ) t  Với : (tw  t w1 ) t t ln k w1 tk  t w (4.30) tk = 45 0C tw1 = 27 0C: nhiệt độ vào tw2 = tw1 + = 32 0C: nhiệt độ => Δt = 15,30C Vậy: F = 12,2 m2  Tiến hành chọn dàn ngưng tụ Dựa vào số liệu tính tốn ta chọn loại bình ngưng giải nhiệt khơng khí có thơng số sau: - Năng suất lạnh máy: Q0 = 6,5 kW - Diện tích truyền nhiệt: F = 15 m2 - Đường kính ống ngồi: dng = 14 mm - Đường kính ống trong: dtr = 12 mm - Bước cánh: Sc = mm - Bề dày cánh: δc = 0,4 mm - Bước ống: S1 = S2 = 50 mm - Kích thước dàn nóng: 820 × 165 × 430 - Số hàng ống: z = (Theo Bảng 6.6: TL4) 4.10 Tính tốn trở lực chọn quạt Tổng trở lực hệ thống: ΔP = ΔPms + ΔPcb (4.31)  Tính trở lực cục ΔPcb: 36 ΔPcb = Δpđô + ΔPdl + ΔPdn + ΔPbs - (4.32) Trở lực qua đường ống ΔPđô + Trở lực qua đoạn ống mở rộng từ từ có tiết diện hình chữ nhật, đoạn nối quạt với buồng trao đổi nhiệt ta có thơng số sau: A1 = 200 mm: tiết diện đoạn ống đầu vào A2 = 405: tiết diện đoạn ống đầu θ = 350: góc mở rộng Hệ số tổn thất cục β = 0,25 (Bảng 11.24 – TL1) V = m/s => Pd = 0,6 (Bảng 11.4 – TL1) Vậy ΔP1 = 0,25 0,6 = 0.15 Pa = 0,015 mm H2O + Trở lực qua đoạn ống mở rộng từ từ có tiết diện hình chữ nhật, đoạn nối buồng trao đổi nhiệt với buồng sấy ta có thơng số sau: A1 = 405 mm: tiết diện đoạn ống đầu vào A2 = 630: tiết diện đoạn ống đầu θ = 290 : góc mở rộng Hệ số tổn thất cục β = 0,25 (Bảng 11.24 – TL1) V = m/s => Pd = 0,6 (Bảng 11.4 – TL1) Vậy ΔP2 = 0,25 0,6 = 0.15 Pa = 0,015 mm H2O + Trở lực qua đoạn ống thu hẹp từ từ có tiết diện hình chữ nhật, đoạn nối buồng sấy bên ngồi ta có thông số sau: A1 = 630 mm: tiết diện đoạn ống đầu vào A2 = 315: tiết diện đoạn ống đầu θ = 760: góc mở rộng Hệ số tổn thất cục β = 0,1 (Bảng 11.27 – TL1) V = m/s => Pd = 0,6 (Bảng 11.4 – TL1) Vậy ΔP3 = 0,1 0,6 = 0.06 Pa = 0,006 mm H2O Vậy trở lực đường ống: ΔPđô = ΔP1 + ΔP2 + ΔP3 = 0,036 mm H2O - Trở lực qua dàn lạnh ΔPdl: 37  S  Pdl  0, 233  z   S 'c  0,42     z 1,8 (4.33) Với Sz = 45 mm: bước ống S’c = Sc – δc = 3,8 mm: khoảng cách cánh Z = 6: số hàng ống ωρ = kg/m2.s: vận tốc khơng khí tiết diện thu hẹp  ΔPdl = 131 Pa = 13,1 mm H2O - Trở lực qua dàn nóng ΔPdn: S  Pdn  0, 233  z   S 'c  0,42     z 1,8 (4.34) Với Sz = 50 mm: bước ống S’c = Sc – δc = 3,8 mm: khoảng cách cánh Z = : số hàng ống ωρ = kg/m2.s: vận tốc không khí tiết diện thu hẹp  ΔPdn = 137 Pa = 13,7 mm H2O - Trở lực qua buồng sấy ΔPbs: Trở lực qua buồng sấy phụ thuộc vào kiểu buồng sấy, cách bố trí sản phẩm sấy, mật độ sấy, khay sấy Theo kinh nghiệm ta chọn trở lực buồng sấy hệ thống sấy 90 mm H2O  Vậy trở lực cục hệ thống: ΔPcb = Δpđô + ΔPdl + ΔPdn + ΔPbs = 116,836 mmH2O  Tính trở lực ma sát ΔPms: Pms   l..w 2.9,81.dtd (4.35) l : chiều dài ống: l = m  ( a.b)5  Với: dtd  1,3  ( CT 10.18 – ĐHKK – Lê Chí Hiệp) (4.36)   ( a  b)  a,b: chiều dài cạnh mặt cắt hình chữ nhật a = 310 mm, b = 560 mm 38  dtd = 450 mm - Tính λ: Ta có hệ số Re  w.d td (4.37)  Thơng số khơng khí 40 0C: ρ = 1,128 kg/m3 ν = 16,69.10-6 m2/s  Re = 26962   (chế độ chảy rối) 0, 316 = 0,025 Re 0,25 (4.38) Vậy ΔPms = 0,0096 mm H2O  Vậy tổng trở lực hệ thống là: ΔP = 116,836 + 0,0096 = 116,8456 mm H2O  Chọn quạt: Để dễ dàng cho việc chọn quạt, chọn áp suất tĩnh quạt để sử dụng 10 mm H2O Công suất động kéo quạt: N Trong đó: P.Q.k 102. (4.39) Q: lưu lượng m3/s K: hệ số dự phòng (k = 1,1 – 1,2),lấy k = 1,2 η: hiệu suất quạt (η = 0,4 – 0,6), lấy η = 0,5 Vậy N = 0,477 kW = 477 W Với điều kiện làm việc ta chọn quạt li tâm có thơng số: Cơng suất : N = 750 W = Hp Lưu lượng : Q = 0,12 m3/s Cột áp : H = 200 mm H2O 39 Chương KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1 Kết luận  Đã tiến hành sấy thí nghiệm với phương pháp sấy khác Trên sở lựa chọn phương pháp sấy phù hợp có số liệu ban đầu phục vụ q trình tính tốn, thiết kế  Đã tính tốn thiết kế máy sấy hạt bí suất 100kg/mẻ theo nguyên lý sấy bơm nhiệt với thơng số:  Buồng sấy có L =1,016 m; B =0,9 m; H =0,57 m  Kết cấu máy dạng sấy khay, gió thổi ngang khay  Khơng hồi lưu khơng khí sấy  Cơng suất dàn lạnh máy 5,0 kW  Cơng suất dàn nóng máy 6,5 kW  Công suất máy nén 1,14 kW  Công suất quạt li tâm Hp  Máy sấy thiết kế không hồi lưu không khí sấy khơng hiệu mặt lượng 5.2 Đề nghị Tiến hành chế tạo thử nghiệm để kiểm tra thơng số tính tốn đưa vào ứng dụng thực tế 40 PHỤ LỤC Bảng 1: Các giá trị K QF kinh nghiệm phận ngưng tụ Kiểu Thiết Bị Ngưng Tụ Bình ngưng ống vỏ K ,W/m2K QF , W/m2 Δttb , K (thí dụ ) +Nằm ngang NH3 700 ÷ 1000 3500 ÷ 4500 5÷6 +Thẳng đứng NH3 800 4200 5÷6 +Nằm ngang Freon 700 3600 5÷6 Dàn ngưng tưới Dàn ngưng Dàn ngưng khí 700 ÷ 930 500 ÷ 700 30 3500 ÷4650 1500 ÷ 2400 240 ÷ 300 5÷6 ÷ 10 Bảng : Hệ số truyền nhiệt kinh nghiệm K phận bay , W/m2K Bình bay ống vỏ Mơi Trường Lạnh / Chất Lạnh NH3 / nước muối Bình bay ống vỏ R12 / nước muối 230 ÷ 350 Bình bay ống vỏ R12 / nước muối 350 ÷400 Bình bay ống xoắn NH3 + Freon/ nước muối NH3 + Freon/ nước muối NH3 / khơng khí (nước muối / khơng khí ) Kiểu Thiết Bị Bay Hơi Dàn bay panen Dàn ống trơn treo trần K , W/m2K Ghi Chú 460 ÷ 580 Với Δt = 5K K tính theo bề mặt có cánh K tính theo bề mặt có cánh K tính theo bề mặt nhẵn có ống 290 ÷ 1000 460 ÷ 580 Với Δt = 5K 9,8 Ở -20 0C nhiệt độ buồng lạnh 41 Dàn ống trơn áp tường Dàn ống có cánh treo trần hàng Dàn ống có cánh treo trần hàng NH3 / khơng khí (nước muối / khơng khí ) NH3 / khơng khí (nước muối / khơng khí ) NH3 / khơng khí (nước muối / khơng khí ) Ở -20 0C nhiệt độ buồng lạnh 9,8 ÷ 14 Ở -20 0C nhiệt độ buồng lạnh ÷ 9,9 Ở 0C nhiệt độ buồng lạnh 4,0 ÷ 4,4 Dàn lạnh quạt 11.6 R22 / khơng khí 14 17,5 42 Ở -40 0C nhiệt độ buồng lạnh Ở -20 C nhiệt độ buồng lạnh Ở -15 C nhiệt độ buồng lạnh > 0C nhiệt độ buồng lạnh TÀI LIỆU THAM KHẢO HỒNG ĐÌNH TÍN – LÊ CHÍ HIỆP Nhiệt Động Lực Học Kỹ Thuật – Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 1997 LÊ CHÍ HIỆP Giáo Trình Điều Hòa Khơng Khí – nhà xuất đại học quốc gia TP HCM, 2010 NGUYỄN ĐỨC LỢI – PHẠM VĂN TÙY Máy Và Thiết Bị Lạnh – Nhà xuất giáo dục Việt Nam TRẦN THANH KỲ Máy Lạnh – Nhà xuất đại học quốc gia TP HCM, 2006 HỒNG ĐÌNH TÍN Cơ Sở Truyền Nhiệt – Nhà xuất đại học quốc gia TP HCM, 2002 NGUYỄN HÙNG TÂM Bài Giảng Kỹ Thuật Sấy NL07, 2009 – 2010 PHAN HIẾU HIỀN – TRƯƠNG VĨNH – NGUYỄN HÙNG TÂM – NGUYỄN VĂN XUÂN – LÊ VĂN BẠN – PHẠM TUẤN ANH Một Số Kết Quả Ứng Dụng Máy Sấy Hạt Ở Việt Nam – Trường ĐH Nơng Lâm – Khoa Cơ Khí Và Công Nghệ - Thủ Đức TP HCM VŨ VĂN NAM Tiểu luận “Tính Tốn Thiết Kế Máy Sấy Hạt Bí Năng Suất 200 kg/mẻ Theo Nguyên Lý Sấy Bơm Nhiệt” – GVHD: TS LÊ ANH ĐỨC http://www.google.com.vn/ 10 http://www.rauhoaquavietnam.vn/ 11 http://www.kimkimthanh.com/ 43 ... sản phẩm chưa cao, đặc biệt khâu chế biến bảo quản sau thu hoạch để chống thất thoát nâng cao chất lượng sản phẩm nhiều hạn chế Để tạo nhiều sản phẩm nơng nghiệp có chất lượng cao phục vụ nhu... trình dịch chuyển ẩm khỏi vật liệu ẩm mà chia làm hai phương pháp sấy: Phương pháp sấy nhiệt độ cao ( hay phương pháp sấy nóng) phương pháp sấy nhiệt độ thấp 2.2.1 Phương pháp sấy nhiệt độ cao - sấy... VLS nhận nhiệt lượng phân tử nước thể rắn không chuyển trực tiếp thành để vào tác nhân sấy mà trước chuyển thành vào môi trường nước thể rắn phải chuyển sang thể lỏng Hình 2.8 : Máy sấy chân khơng