Đồ án Kỹ Thuật Nhiệt NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN CHẤM ĐỒ ÁN Đồ án Kỹ Thuật Nhiệt Đồ án Kỹ Thuật Nhiệt LỜI MỞ ĐẦU Sấy trình trao đổi nhiệt ẩm dẫn đến việc loại bỏ phần nước độ ẩm khỏi vật liệu sấy phương pháp sấy nóng phương pháp sấy lạnh Vật liệu sấy vật rắn, bán rắn chất lỏng kết thúc trình sấy thể rắn, chất đậm đặc tinh dầu nước tách Kỹ thuật sấy sử dụng rộng rãi để làm khô hầu hết loại dược phẩm, ngũ cốc, loại hạt nhiều thực phẩm khác, làm tăng hiệu kinh tế sản xuất Quá trình sấy không đơn trình tách nước nước khỏi vật liệu mà trình công nghệ Nó đòi hỏi sau sấy vật liệu sấy phải đảm bảo chất lượng cao, tiêu tốn lượng chi phí vận hành thấp Trong sấy lúa phải đảm bảo lúa sau sấy có tỉ lệ nứt gãy xay xát thấp Hiện có nhiều phương pháp sấy khác nhau, lúa người ta dùng phương pháp sấy như: phơi nắng tự nhiên, sấy thùng quay, sấy buồng, sấy tháp Đồ án môn học nhằm thiết kế hệ thống sấy lúa phương pháp sấy tháp, suất tấn/mẻ, địa điểm Cai Lậy Tiền Giang, , cung cấp nhiệt phương pháp cấp nhiệt gián tiếp Mặc dù có nhiều cố gắng đồ án chắn không tránh khỏi thiếu sót Nhóm mong nhận nhiều ý kiến đóng góp Thầy Cô bạn Lớp DHNL6ALT Nhóm Trần Thế Anh Trần Hữu Dũng Đồ án Kỹ Thuật Nhiệt TRƯỜNG ĐHCN TPHCM KHOA CN NHIỆT LẠNH CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BỘ MÔN KỸ THUẬT NHIỆT NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH Họ tên: TRẦN THẾ ANH TRẦN HỮU DŨNG Lớp: DHNL6ALT Ngành: Công Nghệ Nhiệt Lạnh 1.Tên đồ án: MSSV: 10343711 10321871 Niên khoá: 2011 – 2012 Tính toán thiết kế máy sấy gạo có suất tấn/mẻ sử dụng khí hóa từ trấu làm nhiệt liệu đốt cấp nhiệt gián tiếp cho buồng sấy 2.Thông tin biết trước : - Độ ẩm gạo vào máy sấy M1 = 16,5 – 17% - Thành phần gạo khỏi máy sấy có độ ẩm M2 = 13% - Thành phần nhiên liệu khí hóa từ trấu có thành phần: Thông số Đơn vị Kết Nhiệt trị (kJ/m3) Hydrogen % 17,64 9580 Oxygen % 0,80 Nitrogen % 50,01 Methane % 2,20 32790 Cacbon mono Oxide % 16,32 11570 Cacbon di Oxit % 10,43 Bụi mg/m3 250 Nhựa mg/m 2000 - Phương pháp cấp nhiệt gián tiếp (thông qua trao đổi nhiệt) - Bố trí tác nhân sấy vào buồng sấy gạo loại nhiệt độ sấy - thời gian sấy vào tháng 8-9 - Địa điểm Cai Lậy Tiền Giang 3.Nội dung thực hiện: 3.1 Thực giải toán sấy - Tra cứu xác định tiêu chuẩn gạo xuất - Cơ sở lý luận cho việc phải thực sấy gạo - Tổng quan loại máy sấy có khả sấy gạo ứng dụng giới nước - Tìm hiều đặc tính hạt gạo kỹ thuật sấy gạo ( nhiệt độ sấy) - Lựa chọn máy sấy gạo hợp lý - trình bày nguyên lý kết cấu quy trình làm việc loại máy sấy - Xây dựng sơ đồ khối cấp nhiệt sấy theo phương án đốt sản phẩm khí nung nóng trao đổi nhiệt để gia nhiệt trời thành tác nhân sấy Đồ án Kỹ Thuật Nhiệt - Thực giải toán sấy lý thuyết xây dựng đồ thị sấy lý thuyết - Tính toán thiết kế không gian sấy (buồng sấy gạo) - Thực tính toán sấy thực xây dựng đồ thị sấy lý thuyết 3.2 Tính toán thiết kế thiết bị phụ buồng sấy - Tính toán toán thiết kế bố trí kênh cấp khí thải nhiệt - Tính toán thiết kế bố trí thiết bị phụ cung cấp gạo vào buồng sấy đảo trộn gạo khí sấy ( SV tự xây dựng mô hình sấy thiết bị phụ) - Tính toán thiết kế buồng đốt sản phẩm khí khí hoá từ trấu để cấp nhiệt cho máy sấy - Tính toán thiết kế trao đổi nhiệt cấp nhiệt cho máy sấy - Tính toán thiết kế quạt cung cấp tác nhân sấy cho buồng sấy - Tính toán thiết kế siclone lọc bụi 3.3 Thiết lập quy trình thao tác vận hành sấy 3.4 Các vẽ - tổng thể hệ thống máy sấy (khổ giấy A3) - vẽ buồng sấy sản phẩm - Bản vẽ buồng đốt sản phẩm khí cấp nhiệt - Bản vẽ siclon thu bụi cho máy sấy 4.Ngày giao nhiệm vụ: 5/5/2012 5.Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 3/8/2012 6.Giáo viên hướng dẫn: TS Bùi Trung Thành Trưởng môn Giáo viên hướng dẫn Bùi Trung Thành Đồ án Kỹ Thuật Nhiệt MỤC LỤC Lời mở đầu Mục lục Thứ tự thiết kế hệ thống sấy Chương 1: Tổng quan kỹ thuật sấy Phương pháp sấy cổ truyền – phơi nắng Sấy hạt Việt Nam giới 10 Khái niệm sấy .11 Bản chất đặc trưng trình sấy 12 Chương 2: Các loại máy sấy Các phương pháp sấy nhiệt 14 Sấy không khí tự nhiên – phơi nắng .14 Sấy nhân tạo .14 Các dạng máy sấy sấy gạo .17 Máy sấy thùng quay 17 Máy sấy tháp 19 Chương 3: Vật liệu sấy Tác nhân sấy Vật liệu sấy – hạt gạo 24 1.1 Cây lúa 24 Cấu tạo hạt lúa 26 Các đặc tính chung khối lúa 27 Các yêu cầu đặc trưng hạt lúa sau sấy 29 Công nghệ sấy gạo 30 Tác nhân sấy 30 Chương 4: Tính toán thiết kế hệ thống sấy tháp Tính toán tổng quát 35 Chọn chế độ sấy .35 Cân ẩm cho vùng 35 Nhiệt độ sấy .36 Tính toán trình sấy lí thuyết .37 Xác định thông số trời .38 Tính toán khói lò 38 Trạng thái không khí khỏi tháp sấy .38 Tính thời gian sấy 39 Lượng không khí cần thiết cho trình sấy lí thuyết 40 Đồ án Kỹ Thuật Nhiệt Tính kiểm tra lại nhiệt độ sấy 40 Cân nhiệt trình sấy lí thuyết 40 Xác định kích thước tháp sấy 41 Máng dẫn khí thải 41 Máng dẫn tác nhân sấy .42 Tính toán trình sấy thực tế 43 Tổn thất nhiệt môi trường xung quanh 43 Tổn thất nhiệt vật liệu sấy mang 44 Các thông số sau trình sấy thực 45 Tính toán cân nhiệt trình sấy thực .46 Tính toán vùng làm mát 48 Bố trí kênh dẫn kênh thải .49 Chương 5: Các thiết bị phụ tháp sấy Buồng đốt khí hóa trấu .50 Tính toán trao đổi nhiệt khí khói 54 Thiết bị lọc khử bụi từ tháp sấy 55 Tính chọn quạt 57 Máy vận chuyển kiểu gàu tải 62 Máy vận chuyển kiểu băng tải 63 Chương 7: Vận hành bảo trì hệ thống sấy .66 Chương 8: Bản vẽ 68 Tổng kết 69 Phụ lục .70 Tài liệu tham khảo 72 Đồ án Kỹ Thuật Nhiệt Chương 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI Tiêu chuẩn gạo xuất khẩu: Theo Viện trưởng Viện lúa ĐBSCL, tiêu chuẩn gạo xuất tùy thuộc vào chất lượng gạo Bao gồm tiêu đưa đánh sau: (1) Phẩm chất xay chà: đặc biệt quan tâm đến tỷ lệ gạo nguyên, bao gồm: Gạo cấp cao: thường gọi gạo (là 95% gạo nguyên, % gạo gãy) gạo 10 (là 90% gạo nguyên, 10 gạo gãy) Gạo cấp thấp: gạo 30, 25 (tỷ lệ gạo nguyên thấp hơn) Tỷ lệ gạo nguyên biến động tùy vào mùa vụ, kỹ thuật canh tác bảo quản sau thu hoạch (2) Phẩm chất cơm trọng quan trọng hàm lượng amiloze, sau: Amiloze 0-2%: nếp, loại có thị trường Amiloze 3-20% cơm dẻo, thị trường chiếm 30-40% Amiloze 20-25%: gạo mềm cơm Loại chiếm thị trường lớn: 60% Hiện gạo nước ta tập trung vào nhóm Amiloze > 25%: cơm khô cứng, nhóm thường làm bánh tráng bún (3) Độ trở hồ: phẩm chất cơm, gạo tốt phụ thuộc vào độ trở hồ, có cấp độ sau: Độ trở hồ cấp 1: khó nấu Độ trở hồ cấp 5: Trung bình (giống IR 64) Độ trở hồ cấp 9: gạo nát đổ lông Loại ăn không ngon Giống có độ trở hồ amilose trung bình IR 64 (4) Độ dài hạt gạo: ly tiêu chuẩn thị hiếu yêu cầu (5) Bạc bụng: Yêu cầu đặt không bạc bụng Dù bạc bụng không ảnh hưởng đến chất lượng thị hiếu thị trường Các giống lúa thơm thường bị khuyết điểm (6) Mùi thơm: chia làm cấp 1, 2, Có thị trường hẹp ấn Độ Thái Lan nước độc quyền Đây tiêu chuẩn thị trường đặt cho việc tiêu thụ sản xuất gạo xuất Bà nông dân cần định hướng chọn cho loại giống thị trường phù hợp để thực thắng lợi mùa vụ thu hoạch gạo xuât giá thị trường Đồ án TT Kỹ Thuật Nhiệt Loại gạo Quy cách phẩm chất Gạo trắng hạt dài Việt Nam 25% + Tấm:25.0% max + Độ ẩm:14.5% max + Hạt hư: 2.0% max + Hạt vàng:1.5% max + Tạp chất:0.5% max + Thóc:30 hạt/kg max + Hạt phấn:8.0% max + Hạt non:1.5% max + Xay xát: Kỹ Gạo trắng hạt dài Việt Nam 15% + Tấm:15.0% max + Độ ẩm:14% max + Hạt hư:1.5% max + Hạt vàng:1.25% max + Tạp chất:0.2% max + Thóc :25 hạt/kg max + Hạt bạc phấn:7.0% max + Hạt non:0.3% max + Xay xát: kỹ Gạo trắng hạt dài Việt Nam 10% + Tấm:10.0% max + Độ ẩm:14% max + Hạt hư:1.25% max + Hạt vàng:1.00% max + Tạp chất:0.2% max + Thóc:20 hạt/kg max + Hạt bạc phấn:7.0% max + Hạt non:0.2% max Đồ án Kỹ Thuật Nhiệt + Xay xát kỹ Gạo trắng hạt dài Việt Nam 5% + Tấm:5.0% max + Độ ẩm:14% max + Hạt hỏng:1.5% max + Hạt vàng:0.5% max + Tạp chất:0.1% max + Thóc:15 hạt/kg max + Hạt bạc phấn:6.0% max + Hạt non:0.2% max + Xay xát kỹ Cơ sở lý luận cho việc phải thực sấy gạo: Cái khó khăn lớn việc định vị thương hiệu gạo Việt Nam nằm chiến lược kinh doanh phần lớn doanh nghiệp Không có nước xuất từ hạt gạo Việt Nam mà họ xuất từ hạt lúa Nghĩa doanh nghiệp phải sát cánh, hỗ trợ nông dân từ công đoạn sản xuất không phân phối Bởi lẽ trình sản xuất từ lúa thành gạo chứa đựng rủi ro sâu bệnh, dịch hại, thiên tai mà người nông dân lãnh đủ Còn khâu phân phối lưu thông giao cho thương lái đến tay doanh nghiệp Chuỗi giá trị qua nhiều trung gian khó kiểm soát Và lại làm theo quy trình ngược Thay sấy lúa chờ giá cao chà gạo bán doanh nghiệp lại dùng lúa tươi chưa sấy chà gạo trước sấy gạo Điều làm cho hạt gạo không bảo quản lâu, dễ bị ẩm mốc, đổi màu, tạp nhiễm suốt trình vận chuyển Như muốn bảo quản hạt gạo lâu phải thực việc sấy gạo Tổng quan loại máy sấy sấy gạo: Trên giới, hàng trăm triệu lúa mì, bắp, đậu nành, gạo loại hạt khác lúa miến, hạt hướng dương, hạt bo bo, đại mạch, yến mạch số loại khác sấy khô máy sấy hạt Trong nông nghiệp các quốc gia, sấy việc giảm ẩm từ khoảng 17-30% đến khoảng từ đến 15%, tùy theo loại hạt Độ ẩm đầu hạt cuối trình sấy phải đủ cho việc bảo quản Hạt có nhiều dầu độ ẩm lưu trữ phải thấp Ngũ cốc thường sấy khô 14% , loại hạt dầu, đến 12,5% (đậu nành), 8% (hướng dương) 9% (đậu phộng) Sấy sử dụng phương pháp để lưu trữ an toàn, để ngăn cản vi khuẩn phát triển Tuy nhiên, nhiệt độ 10 Đồ án Kỹ Thuật Nhiệt Khi thiết kế hệ thống sấy, việc tính toán trình sấy, chọn nguyên tắc thiết kế không gian sấy đúng, tính toán nhiệt việc tính toán chọn quạt không phần quan trọng Quạt phận quan trọng hệ thống sấy xét thiết kế cấu tạo Nếu quạt cho 2/3 lượng gió so với yêu cầu thời gian sấy tăng gần gấp rưỡi, làm giảm suất sấy, tăng chi phí chất đốt, giảm chất lượng sấy độ ẩm cuối không đồng 3.1 Tính trở lực quạt 3.1.1 Quạt cho vùng sấy Để chọn quạt ta phải tính trở lực tác nhân sấy kênh dẫn, kênh thải qua lớp hạt tháp • Tính tiêu chuẩn Renold Đường kính trung bình hạt gạo d = 0.00276 m Ở nhiệt độ trung bình ttb = 0.5(t11 + t12) = 0.5(75 + 40) = 57,50C Theo phụ lục [1] ta có: ν = 18,715 x 10-6 m2/s Do đó: Re = ω s d 0.5 × 0.00276 = = 75,5 ν 18,276 × 10 −6 • Hệ số thủy động a theo công thức a = 5.85 + 490 100 490 100 + = 5.85 + + = 23,8 Re 75,5 Re 75,5 • Khối lượng dẫn xuất ρ dx = 0.25β (Gtb11 + Gtb12 ) 0.75 × × Vt1 Chọn β = 0.33 G1 = 4000 kg: G2 = 3861 kg Thể tích vùng sấy Vt1 = Hs.B.L = 3,6 × × = 21.6 m3 nên ρ dx = 0.25β (G1 + G2 ) 0.25 × 0.33 × (4000 + 3861) kg = = 20 0.75 × × Vt1 0.75 × × 21.6 m • Hệ số ζ Khối lượng riêng Lúa ρv = 500 kg/m3 ρ − ρ dx 500 − 20 ξ= v = = 0.96 ρv 500 • Hệ số Cl Cl = − ξ − 0.96 = = 044 ξ2 0.96 • Trở lực qua lớp hạt 58 Đồ án Kỹ Thuật Nhiệt ∆Ph = a.H s v ρ k Cl 23.8 × 3.6 × 0.5 × 1.068 × 0.044 kg = = 18,6 = 18,6mmH O g.d × 9.81× 0.00276 m Trong đó: Hs1 =3.6 m: chiều cao vùng sấy ρk = 1.5 kg/m3: khối lượng riêng trung bình không khí v: vận tốc tác nhân sấy chuyển động qua lớp hạt v = 0.5 m/s Trở lực qua buồng đốt ∆Pbd = mmH2O Trở lực qua cyclone ∆PC = 20mmH2O Trở lực cục tổn thất phụ lấy 5% Tổng trở lực quạt phải khắc phục bằng: ∆Pt = ∆Ph + ∆Pbd + ∆PC + 0.05(∆Ph + ∆Pbd + ∆PC) = 1.05(∆Ph + ∆Pbd + ∆PC)= 1.05×(18,6 + + 20) = 38,6 mmH2O Giả sử: tốc độ tác nhân sấy khỏi quạt có tốc độ v = 25m/s, áp động bằng: ρ k v 1.068 × 25 kg ∆Pd = 2g = × 9.81 = 38.22 m2 = 34,02mmH O Cột áp quạt: ∆P = ∆Pt + ∆Pd = 38,6 + 34,02 = 72,62 mmH2O = 71,74 mkk Lưu lượng thể tích trung bình Vtb = V1 = 13403.46 m3/h = 3.72 m3/s Công suất quạt, với hiệu suất quạt η = 0.6 ρ × g × Vtb × ∆P 1.068 × 9.81× 3.72 × 71.74 N= = = 4.66 kW 1000 ×η 1000 × 0.6 Công suất động cơ: Ndc = k.N = 1.1 x 4.66 = 5,12 kW (với k = 1.1 hệ số an toàn) Chọn quạt vào: Cột áp ∆P = 71.74 mmH2O Áp tĩnh ∆Pt = 36,8 mmH2O Lưu lượng V1 = 3.72 m3/s Công suất động N = 5.12 kW Chọn quạt theo [13] Sau tính toán thông số, ta chọn quạt 40LSW hãng FanTech với thông số quạt sau: 59 Đồ án Kỹ Thuật Nhiệt 3.1.4 Quạt cho vùng làm mát • Tính tiêu chuẩn Renold Đường kính trung bình hạt gạo d = 0.00276 m Ở nhiệt độ trung bình ttb = 0.5(t1 + t2) = 0.5(26,6 + 30) = 28,30C Theo phụ lục [1] ta có: ν = 15.8 x 10-6 m2/s Do đó: ω s d 0.06 × 0.00276 = = 10.48 ν 15.8 × 10 −6 • Hệ số thủy động a theo công thức 490 100 490 100 a = 5.85 + + = 5.85 + + = 83,5 Re 10.48 Re 10.48 Re = • Khối lượng dẫn xuất ρ dx = 0.25β (Gtb 41 + Gtb 42 ) 0.75 × × Vt Chọn β = 0.33 G1 = 3861kg G2 = 3816,7kg Thể tích vùng làm mát Vt = Hlm.B.L = 1.4 × × = 8.4 m3 nên ρ dx = 0.25β (G1 + G2 ) 0.25 × 0.33 × (3861 + 3816.7) kg = = 50.27 0.75 × × Vt 0.75 × × 8.4 m 60 Đồ án Kỹ Thuật Nhiệt • Hệ số ζ Khối lượng riêng gao ρv = 500 kg/m3 ρ − ρ dx 500 − 50.27 ξ= v = = 0.9 ρv 500 • Hệ số Cl Cl = − ξ − 0.902 = = 0.123 ξ2 0.9 • Trở lực qua lớp hạt a.H lm v ρ k Cl 83.5 × 1.4 × 0.06 × 1.2 × 0.12 kg ∆Ph = = = 0.86 = 0.86mmH O g d × 9.81 × 0.0035 m Trong đó: Hlm = 1.6 m: chiều cao vùng làm mát ρk = 1.2 kg/m3: khối lượng riêng trung bình không khí v: vận tốc tác nhân sấy chuyển động qua lớp hạt v = 0.06 m/s Trở lực qua cyclone ∆PC = 20mmH2O Trở lực cục tổn thất phụ lấy 5% Tổng trở lực quạt phải khắc phục bằng: ∆Pt = ∆Ph + ∆PC + 0.05(∆Ph+ ∆PC) = 1.05(∆Ph+ ∆PC)= 1.05×(0.86 + 20) = 22 mmH2O Giả sử: tốc độ tác nhân sấy khỏi quạt có tốc độ v = 25m/s, áp động bằng:; ρ k v 1.2 × 25 kg ∆Pd = 2g = × 9.81 = 38.22 m2 = 38.22mmH O Cột áp quạt: ∆P = ∆Pt + ∆Pd = 22+ 38.22 = 60.22 mmH2O = 50 mkk Lưu lượng thể tích trung bình Vtb = Vlm = 12075 m3/h = 3.4 m3/s Công suất quạt, với hiệu suất quạt η = 0.6 ρ × g × Vtb × ∆P 1.2 × 9.81× 3.4 × 50 N= = = 3.3 kW 1000 ×η 1000 × 0.6 Công suất động cơ: Ndc = k.N = 1.1 x 3.3 = 3.63 kW (với k = 1.1 hệ số an toàn) Chọn quạt vào: Cột áp ∆P = 60.22 mmH2O Áp tĩnh ∆Pt = 22 mmH2O Lưu lượng Vlm = 3.4 m3/s Công suất động N = 3.63 kW Chọn quạt cho vùng làm mát theo [13] Sau tính toán thông số, ta chọn quạt 30LSW hãng FanTech với thông số quạt sau: 61 Đồ án Kỹ Thuật Nhiệt Máy vận chuyển kiểu gàu tải Gàu tải sử dụng để vận chuyển vật dạng cục, dạng hạt dạng bụi than gỗ, than bùn, sỏi, đá dăm, cát, xi măng, đất, hóa chất, hạt, bột, tro, xỉ… Gàu tải sử dụng nhà máy, công trường, nhà máy điện, kho ngũ cốc, máy xay, cảng… Phân loại: • Theo chiều vận chuyển vật, gàu tải chia làm gàu tải thẳng đứng gàu tải nghiêng Loại gàu tải nghiêng phức tạp nhiều kết cấu sử dụng • Theo kiểu phận kéo, gàu tải chia thành: gàu tải băng, gàu tải xích, gàu tải hai xích gàu tải cáp Trong hai kiểu gàu tải đầu gàu bắt cứng vào phận kéo phần lưng lẫn thành bên Gàu tải băng dùng để vận chuyển vật thể dạng bột, dạng hạt dạng cục nhỏ, khô Chúng dễ dàng xúc vào gàu đổ khỏi gàu Các loại gàu tải làm việc êm cho phép tốc độ chuyển động đáng kể băng giới hạn từ 0.8 ÷ 3.5 m/s chúng có giới hạn độ bền băng: suất 80 m 3/h chiều cao nâng tới 50m Gàu tải xích cho suất cao đến 300 m 3/h sử dụng để vận chuyển vật thể dạng cục to, ẩm, khó xúc làm việc chế độ nặng Tốc độ chuyển 62 Đồ án Kỹ Thuật Nhiệt động gàu tải xích lấy khoảng 0.4 ÷ 1.2 m/s Đối với vật liệu dạng cục vật liệu dạng hạt, dạng cục nhỏ không mài mòn mài mòn tốc độ lấy đến 1.6 m/s Gàu tải xích làm việc với gàu có chiều rộng 160 ÷ 250 mm, gàu tải hai xích làm việc với gàu rộng Tùy thuộc vào bố trí gàu băng xích mà gàu tải có gàu đặt cách (khoảng cách gàu) có gàu tiếp hợp (bố trí sát một) Sự bố trí gàu phụ thuộc vào đặc tính vật liệu cần vận chuyển xác định trước phương pháp chất tải tháo tải Khi bố trí gàu tiếp hợp ống chất tải bố trí cao chất tải tiến hành trực tiếp truyền vào gàu Phương pháp dùng cho vật dạng cục lớn mài mòn, với tốc độ chuyển động m/s Máy vận chuyển kiểu gàu tải dùng vận chuyển vật liệu theo phương thẳng đứng, vật liệu xúc không gây lực cản lớn Hình 5-4: Gàu tải Máy vận chuyển kiểu băng tải 5.1 Băng tải Các băng tải thường sử dụng để vận chuyển loại vật liệu đơn vật liệu rời theo phương ngang phương nghiêng Băng tải có chiều dài vận chuyển lớn, suất cao, kết cấu đơn giản, nhỏ, làm việc tin cậy sử dụng thuận tiện Băng tải phù hợp với dạng chu tuyến vận chuyển; giá thành công trình không lớn kết cấu phần nâng băng theo đường vận chuyển đơn giản nhẹ đảm bảo an toàn; lượng tiêu tốn không cao; số người phục vụ thiết bị hoạt động không nhiều điều khiển dễ dàng 63 Đồ án Kỹ Thuật Nhiệt Hình 5-5: băng tải 5.2 Tính toán băng tải V0 = B.β ρ u  m3     h  Trong đó: B: suất khối lượng băng tải (tấn/h) ρ: khối lượng riêng khối hạt (tấn/m3) u: vận tốc băng tải (m/s) β: hệ số an toàn phụ thuộc góc nghiêng băng tải Bảng 7.4/212 [1] Do đó: V0 =  m3  B.β ×1  = = 12  ρ u 0.5 ×  h  Để vật liệu sấy không rơi hai bên băng tải chiều rộng băng tải không nên nhỏ 500mm Các thông số băng tải xác định theo suất thể tích V cho bảng 7.7/212 [1] sau: • Chiều rộng băng tải: b = 650 mm • Tốc độ tối đa : umax = 1.6 m/s • Tốc độ tối thiểu: umin = 0.8 m/s • Hệ số phụ thuộc chiều rộng băng tải: k = 40 • Năng suất trục băng tải N= 7.4k L.u + 2.B.L + 37.B.H (kW) 100 × 1.36 Trong đó: L: chiều dài băng tải hai trục (m) H: chiều cao vật liệu sấy tâm băng tải (m) k: hệ số phụ thuộc chiều rộng băng tải đó: N= 7.4k L.u + 2.B.L + 37.B.H 7.4 × 40 × 4.5 × + × × 4.5 + 37 × × 0.03 = = 10.2 (kW) 100 × 1.36 100 × 1.36 Đối với băng tải ngắn (L < 15m) công suất trục nên tăng lên 20%, đó: 64 Đồ án Kỹ Thuật Nhiệt N = 10.2 + 10.2×0.2 = 1.02×10.2 = 10.4 kW • Năng suất băng tải Q = 3600.F.γ.v (tấn/giờ) Trong đó: F: tiết diện ngang băng tải (m2) γ: tỉ trọng vật liệu (tấn/m3) v: vận tốc băng tải (m/s) đó: Q = 3600.F.γ.v = 3600 × (0.650 × 0.005) × 1.04 × = 12 (tấn/giờ) • Hệ số cản di chuyển ω= W qv L Trong đó: qv.L: trọng lượng lúa vận chuyển W: lực cản chung W = 555 N Do đó: ω= • Công suất động N= W 555 = = 92.5 qv L Q.L.ω 12 × 4.5 × 92.5 = = 13.6kW 367 367 • Công suất thực tế động N dc = N 13.6 = = 15 kW η 0.9 Với η: hiệu suất truyền động 65 Đồ án Kỹ Thuật Nhiệt CHƯƠNG VẬN HÀNH VÀ BẢO TRÌ HỆ THỐNG SẤY Vận hành hệ thống sấy 1.1 Nhiệm vụ vận hành hệ thống sấy Duy trì làm việc bình thường hệ thống để đạt chế độ nhiệt độ độ ẩm theo yêu cầu thiết kế hệ thống sấy, đảm bảo tiêu kinh tế, kĩ thuật, đồng thời phát hư hỏng, cố để khắc phục điều kiện qui định qui trình vận hành kỹ thuật an toàn vệ sinh 1.2 Các tiêu kinh tế - kỹ thuật chủ yếu • Đảm bảo chế độ làm việc hợp lí, an toàn theo tiêu chuẩn kỹ thuật • Đạt tiêu định mức tiêu hao điện, nhiên liệu, số làm việc máy móc nhân công… Đảm bảo tiêu đảm bảo giảm chi phí sản xuất vận hành 1.3 Tổ chức vận hành Hệ thống máy sấy tháp dùng nhà máy xay xát, trung tâm nông sản…là hệ thống bán tự động nên phải định chế độ coi, quản lí người phải tổ chức cách hợp lí Công nhân vận hành phải tập huấn qua lớp huấn luyện vận hành máy thiết bị Các phương tiện hỗ trợ cho công nhân vận hành máy bao gồm: sơ đồ bố trí máy, thiết bị, sơ đồ điện, qui trình hướng dẫn vận hành máy thiết bị, qui trình xử lí cố, qui định vệ sinh an toàn, phòng chống cháy nổ, cấp cứu người bị nạn, sổ theo dõi vận hành, phương tiện đo kiểm, phụ tùng thay tủ thuốc cấp cứu 1.4 Qui trình vận hành hệ thống sấy • Nguyên tắc chung vận hành hệ thống: Trước vận hành hệ thống, người vận hành cần phải xem sổ trực để biết rõ mẻ sấy trước vấn đề hay không Nếu có vấn đề giải xong chưa Nếu hệ thống dừng bình thường công nhân có quyền vận hành máy Thực công việc kiểm tra: xem xét bên tháp sấy, buồng đốt, quạt để đảm bảo cho việc vận hành an toàn Sau lắp ghép sửa chữa phải lấy hết dụng cụ, chi tiết lại vật liệu thừa khỏi tháp, buồng đốt hay quạt • Qui trình vận hành Gạo đưa qua băng tải nạp liệu đưa vào gàu tải vào tháp Sau gạo sấy tháp đưa qua cửa xả 66 Đồ án Kỹ Thuật Nhiệt Bảo trì hệ thống sấy • Bảo trì – sửa chữa định kì: theo catalogue nhà sản xuất động điện, quạt tới thời hạn định kì cần tra dầu bôi trơn vào ổ bi, hộp giảm tốc nhằm tăng tính ổn định, an toàn kéo dài tuổi thọ thiết bị hoạt động Ngoài ra, cần vệ sinh buồng đốt, bồn cấp trấu, quạt, thu gom bụi từ cyclone Bảo trì sửa chữa định kì cần tiến hành thời gian tháp sấy không hoạt động • Bảo trì – sửa chữa lúc có cố: ngừng hệ thống tìm chỗ phát sinh cố Sau khắc phục xong cố cần thu gom tất dụng cụ khỏi nơi sửa chữa vận hành máy 67 Đồ án Kỹ Thuật Nhiệt CHƯƠNG BẢN VẼ 68 Đồ án Kỹ Thuật Nhiệt TỔNG KẾT Máy sấy tháp có cấu trúc vững với hệ thống nhập tải tháo tải học, nhập trấu học với bảng điện điều khiển hoàn thiện giúp máy vận hành dễ dàng Ẩm độ cuối lô hạt đồng màu sắc đẹp Tuy nhiên, hệ thống nhiều khuyết điểm: nhiệt độ sấy khó điều khiển đồng thiết kế; lưu lượng gió, thời gian nhập/tháo tải lâu không đồng với suất sấy có cyclone thu bụi bụi cửa tháo tải gây khó chịu cho công nhân vận hành máy 69 Đồ án Kỹ Thuật Nhiệt PHỤ LỤC Phụ lục 1: Hệ số dẫn nhiệt số vật liệu k (W/m.K) Material/ Substance Acetone Arylic Air Alcohol Aluminum Aluminum Dioxide Amonia Antimony Argon Asbestos-cement board Asbestos-cement sheets Asbestos-cement Asbestos, loosely packed Asbestos mill board Asphalt Balsa Balsa Benzene Beryllium Brass Brick dense Brick work Cadmium Carbon Temperature (0C) 25 125 225 0.16 0.2 0.024 0.17 250 255 250 30 0.022 18.5 0.016 0.744 0.166 2.07 Ether Epoxy Felt insulation Fiberglass Fiber insulating board Fireclay brick 500oC Foam glass Freon 12 Gasoline Glass Glass, Pearls, dry Glass, Pearls, saturated Temperature (0C) 25 125 225 0.14 0.35 0.04 0.04 0.048 1.4 0.045 0.073 0.15 1.05 0.18 0.76 0.15 Glass, window 0.96 0.14 0.75 0.048 0.17 0.16 218 109 1.31 0.69 92 1.7 Glass, wool Insulation Glycerol Gold Granite Gypsum or plaster board Hairfelt Hardboard high density Hardwoods (oak, maple ) Helium Hydrogen Ice (0oC, 32oF) Carbon dioxide 0.0146 Insulation materials Cement, portland Cement, mortar Chalk Chrome Nickel Steel (18% Cr, % Ni) Clay, dry to moist Material/ Substance 0.29 1.73 0.09 Iridium Iron Iron, wrought 16.3 Iron, cast Clay, saturated Cobalt Concrete, light 0.15-1.8 0.6-2.5 69 0.42 Concrete, stone 1.7 Constantan Copper Corian (ceramic filled) 22 401 1.06 Corkboard 0.043 Marble Cork, regranulated Cork Cotton Carbon Steel 0.044 0.07 0.03 54 Cotton Wool insulation 0.029 Mercury Methane Methanol Mica Mineral insulation materials, wool blankets Diatomaceous earth (Sil-o-cel) Earth, dry Kapok insulation Kerosene Lead Pb Leather, dry Limestone 400 51 398 47 Magnesia insulation (85%) Magnesite Magnesium 0.04 0.28 310 1.7-4.0 0.17 0.05 0.15 0.16 0.142 0.168 2.18 0.0350.16 147 80 59 312 310 68 60 55 0.034 0.15 35 0.14 1.261.33 0.07 4.15 156 2.082.94 0.03 0.21 0.71 0.04 0.06 Molybdenum 138 1.5 Monel 26 70 Đồ án Kỹ Thuật Nhiệt Material/ Substance Nickel Nitrogen Nylon Oil, machine lubricating SAE 50 Olive oil Oxygen Paper Paraffin Wax Perlite, atmospheric pressure Perlite, vacuum Plaster, gypsum Plaster, metal lath Plaster, wood lath Plastics, foamed (insulation materials) Plastics, solid Platinum Plywood Polyethylene HD Polypropylene Polystyrene expanded Porcelain PTFE PVC Pyrex glass Quartz mineral Rock, solid Rock, porous volcanic (Tuff) Rock Wool insulation Sand, dry • • Temperature (0C) 25 125 225 91 0.024 0.25 Sand, moist Sand, saturated Sandstone 0.15 Sawdust 0.08 0.17 0.024 0.05 Silica aerogel Silicone oil Silver 0.25 Snow (temp < 0oC) 0.02 0.1 429 0.050.25 0.031 Sodium 0.00137 0.48 0.47 0.28 Softwoods (fir, pine ) Soil, with organic matter Soil, saturated Steel, Carbon 1% 0.03 70 0.13 0.420.51 0.1-0.22 0.03 1.5 0.25 0.19 1.005 2-7 0.5-2.5 0.045 0.150.25 Material/ Substance 71 72 Temperature (0C) 25 125 225 0.25-2 2-4 1.7 84 0.12 0.15-2 0.6-4 43 Stainless Steel 16 Straw insulation Styrofoam Tin Sn 0.09 0.033 67 Zinc Zn 17 19 116 Urethane foam Vermiculite Vinyl ester Water Water, vapor (steam) Wood across the grain, white pine Wood across the grain, balsa Wood across the grain, yellow pine 0.021 0.058 0.25 0.58 Wood, oak 0.17 Wool, felt 0.07 0.016 0.12 0.055 0.147 W/(m K) = W/(mo C) = 0.85984 kcal/(h m oC) = 0.5779 Btu/(ft h oF) Nguồn http://www.engineeringtoolbox.com/thermal-conductivity-d_429.html 71 Đồ án Kỹ Thuật Nhiệt TÀI LIỆU THAM KHẢO Thầy Bùi Trung Thành - Giáo trình Lí Thuyết Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Sấy – Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.Hồ Chí Minh – Năm 2009 Thầy Đỗ Hữu Hoàng – Bài Tập Kỹ Thuật Truyền Nhiệt -NXB Đại Học Quốc Gia Tp.HCM – Năm 2009 Thầy Đỗ Hữu Hoàng- Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Đốt Trấu Hóa Khí Thầy Nguyễn Đức Lợi – Hướng Dẫn Thiết Kế Hệ Thống Điều Hòa Không Khí NXB Khoa Học Kĩ Thuật – Năm 2005 Ts Nguyễn Thanh Hào – Thiết Kế Lò Hơi – NXB Đại Học Quốc Gia Tp.HCM – Năm 2012 Thầy Lê Chí Hiệp – Kĩ Thuật Điều Hòa Không Khí – NXB Khoa Học Kĩ Thuật – Năm 2001 PGS – TSKH Trần Văn Phú – Tính Toán Và Thiết Kế Hệ Thống Sấy – NXB Giáo Dục – Năm 2002 Hội Nông Dân Việt Nam http://www.hoinongdan.org.vn Trung Tâm Khí Tượng Thủy Văn Quốc Gia http://www.nchmf.gov.vn 10 Viện Cơ Điện Nông Nghiệp Công Nghệ Sau Thu Hoạch http://www.viaep.org.vn 11 Hệ số dẫn nhiệt số vật liệu - The engineering toolbox http://www.engineeringtoolbox.com/thermal-conductivity-d_429.html 12 FANTECH catalogue – Fans by Fantech software 3.0 –http://www.fantech.com.au 13 Ts Phan Hiếu Hiền – Đề án CARD – Tiểu hợp phần sấy tĩnh – 2007 báo cáo lần 14 Thầy Bùi Trung Thành – Nghiên cứu số thông số ảnh hưởng đến trình vận chuyển lúa phương pháp khí động 15 Thầy Bùi Trung Thành – Giáo trình Lí Thuyết Sử Dụng Quạt Bơm Máy Nén Công Nghiệp – Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM – Tháng 9/2008 72 [...]... dẫn đến quạt thải…) Các loại máy sấy tháp phổ biến: • Máy sấy tháp tam giác • Máy sấy tháp tròn • Máy sấy tháp hình thoi Hình 2-6: Máy sấy tháp tam giác 14 Đồ án 2 Kỹ Thuật Nhiệt Hình 2-7: Máy sấy tháp 15 Đồ án 2 Kỹ Thuật Nhiệt Hình 2-8: Máy sấy tháp tròn Hình 2-9: Máy sấy tháp Hình 2-10 : Máy sấy tháp kiểu hình thoi b Tháp sấy liên tục 16 Đồ án 2 Kỹ Thuật Nhiệt Hạt qua tháp sấy một lượt rồi bin ủ và... 22 Đồ án 2 Kỹ Thuật Nhiệt CHƯƠNG 3 CÁC PHƯƠNG PHÁP SẤY 1 Các phương pháp sấy bằng nhiệt (sấy nóng) Quá trình dùng nhiệt để tách lượng nước trong sản phẩm chuyển thành hơi thoát ra môi trường gọi là phương pháp sấy bằng nhiệt 1.1 Sấy bằng không khí tự nhiên (phơi nắng): đó là phương pháp lợi dụng ánh nắng mặt trời để làm khô hạt và sản phẩm Phơi nắng là phương pháp không tốn kém về nhiên liệu Nó thúc... liệu sấy nhận được bằng phương pháp truyền nhiệt đối lưu, do đó tác nhân sấy đồng thời là chất mang nhiệt để cung cấp năng lượng cho vật liệu sấy và mang ẩm thoát ra từ vật liệu sấy thải vào môi trường Tác nhân sấy trong thiết bị sấy đối lưu thường là không khí nóng hoặc khói lò Thiết bị sấy đối lưu có thể sấy lúa có thể có các dạng sau: 3.1 Máy sấy thùng quay (Rotary dryer – Drum dryer) Thiết bị sấy. .. kính thùng sấy D(m) thường lấy trong khoảng L/D = 3.5 ÷ 7 Nhận xét: • Máy sấy thùng quay ít được sử dụng để sấy lúa • Máy sấy thùng quay thường được dùng để sấy các sản phẩm đắt tiền • Máy sấy thùng quay thường có năng suất thấp • Máy sấy thùng quay dùng để sấy vật liệu có độ ẩm cao 3.2 Máy sấy tháp (Tower Dryer – Shaft Grain Dryer) a Cấu tạo, nguyên lí hoạt động và đặc điểm: Hệ thống máy sấy gồm calorifer... đỉnh tháp xuống dưới nhờ chính trọng lượng của nó Đôi khi trong thiết bị sấy tháp người ta còn đặt các kết cấu cơ khí để làm chậm hoặc tăng cường 17 Đồ án 2 Kỹ Thuật Nhiệt tốc độ dịch chuyển của khối hạt Sản phẩm trong máy sấy tháp có thể lấy ra liên tục hoặc định kì Tóm lại: Trong các loại máy sấy có thể sấy được hạt gạo như trên, ta chọn máy sấy tháp với các ưu điểm có thể áp dụng thực tế tại địa phương. .. nhưng hao hụt giá trị hạt vì giảm chất lượng Máy sấy tháp có các ưu điểm sau: • Sản phẩm trong máy sấy tháp có thể lấy ra liên tục hoặc định kì • Chi phí sấy thấp • Năng suất lớn và rất lớn • Chất lượng tốt và ổn định • Tiêu thụ năng lượng thấp • Máy sấy tháp cho độ đồng nhất ẩm độ rất tốt [14] d Ứng dụng: Thiết bị sấy tháp là thiết bị sấy chuyên dụng để sấy các loại hạt cứng như thóc, ngô, đậu… có... trực tiếp với vật liệu sấy, làm nóng vật liệu sấy và lấy nước của nó đi Quá trình này tốn nhiều nhiệt năng 1.2.1 Các phương pháp sấy nóng nhân tạo: Người ta phân biệt nhiều phương pháp sấy nhân tạo khác nhau, tuy nhiên khi phân loại phương pháp sấy khi xét riêng về vật liệu sấy trong buồng sấy thì người ta chia: sấy vật liệu ẩm tĩnh tại và sấy vật liệu ẩm có chuyển động như sau: a Sấy tĩnh học (Stationary... tự nhiên 1.2 Sấy nhân tạo Khi cần làm khô một khối lượng lớn sản phẩm trong thời gian ngắn bất kể điều kiện thời tiết thế nào thì phải sử dụng phương pháp sấy nhân tạo Phương pháp này đắt tiền hơn và phức tạp hơn phương pháp sấy tự nhiên nhưng nó là điều cần thiết để có được sản phẩm đồng nhất đem ra thị trường Sấy khô nhân tạo là phương pháp sấy nhờ có tác 23 Đồ án 2 Kỹ Thuật Nhiệt nhân sấy đốt nóng... bức xạ để làm nóng vật sấy đến nhiệt độ bay hơi ẩm trong vật sấy, làm giảm độ ẩm của nó đến mức yêu cầu 1.2.5 Sấy vật liệu ẩm bằng phương pháp sấy thăng hoa (Sublimation drying) Sấy thăng hoa là quá trình làm giảm độ ẩm của vật sấy bằng thăng hoa (từ thể rắn thành thể hơi) Sấy thăng hoa có ưu điểm rất lớn mà các phương pháp sấy khác không có: 25 Đồ án 2 Kỹ Thuật Nhiệt • Sản phẩm sấy có chất lượng cao... Muốn quá trình sấy tiếp tục mạnh ta phải cho luồng không khí nóng chứa ẩm cao thoát ra ngoài và cho luồng không khí nóng khác có độ ẩm thấp và nhiệt độ cao tiếp tục đi vào buồng sấy 1 Buồng đốt 2 Buồng hòa trộn 3 Quạt 4 Buồng sấy Hình 2-3: Sấy vật liệu ẩm bằng phương pháp trao đổi nhiệt đối lưu không khí 1.2.3 Sấy vật liệu ẩm bằng phương pháp sấy tiếp xúc (Contacted drying) Vật liệu sấy được đốt nóng ... thải…) Các loại máy sấy tháp phổ biến: • Máy sấy tháp tam giác • Máy sấy tháp tròn • Máy sấy tháp hình thoi Hình 2-6: Máy sấy tháp tam giác 14 Đồ án Kỹ Thuật Nhiệt Hình 2-7: Máy sấy tháp 15 Đồ án... khác nhau, lúa người ta dùng phương pháp sấy như: phơi nắng tự nhiên, sấy thùng quay, sấy buồng, sấy tháp Đồ án mơn học nhằm thiết kế hệ thống sấy lúa phương pháp sấy tháp, suất tấn/mẻ, địa điểm... 3.2 Tính tốn thiết kế thiết bị phụ buồng sấy - Tính tốn tốn thiết kế bố trí kênh cấp khí thải nhiệt - Tính tốn thiết kế bố trí thiết bị phụ cung cấp gạo vào buồng sấy đảo trộn gạo khí sấy ( SV tự