Đang tải... (xem toàn văn)
Một thiết bị sấy nông sản dùng năng lượng mặt trời có: - Năng suất sấy là Ns(kg/mẻ). - Độ ẩm của vât liệu trước khi sấy là φo và sau khi sấy là φ2. - Nhiệt độ sấy lớn nhất cho phép là tmax. - ¬Thời gian sấy τs. - Collector có chiều cao Hc, bề rộng Bc và chiều dài Lc. Xác định diện tích cần thiết của collector.
Vũ việt anh - cknnk49 khoa cơ - điện BI TP Mụn hc: S DNG NNG LNG TI TO I. BI Mt thit b sy nụng sn dựng nng lng mt tri cú: - Nng sut sy l N s (kg/m). - m ca võt liu trc khi sy l o v sau khi sy l 2. - Nhit sy ln nht cho phộp l t max . - Thi gian sy s . - Collector cú chiu cao H c , b rng B c v chiu di L c . Xỏc nh din tớch cn thit ca collector. Bng s liu cho sn v s liu iu tra: S liu Nhúm I vt liu sy ngụ N s (kg/m). 1200 o (%) 25 2 (%) 13 s (ngy) 2 n (gi/ngy) 8 ni t thit b Sn La o (khụng khớ) 80 0 t max ( o c) 80 0 II.QU TRèNH TNH TON: Trờng đại học nông nghiệp hà nội Vũ việt anh - cknnk49 khoa cơ - điện Nhn xột: + Din tớch collector c tớnh toỏn da vo: - nng lng cung cp cho quỏ trỡnh sy - nhit khi sy. + Nhit lng cn thit cho quỏ trỡnh sy c xỏc nh theo quan h gia din tớch ca tm hp th vi nhit lng hu ớch do khụng khớ mang ra khi collector. 1. Tớnh toỏn nhit cho quỏ trỡnh sy. + Nhit lng cn thit lm bay hi 1kg nc t vt sy l: Q = G k .q = 02 01 dd II (kJ/kg) Tra th I-d ca khụng khớ m ta cú. Vi %72 0 = , t 0 mt = 25 0 d 0 = 13.10 -3 (kgm/kg.k 2 ), I 0 = 58,4 (kJ/kg.k 2 ). d2 do=d1 1 t= o t C B A 1 i d 0 i Qỳa trỡnh sy lý thuyt trờn th I-d Khi tng nhit sy lờn t 0 sy = 65 0 giỏ tr cha m d khụng i vy vi %18 2 = , t 0 sy = 60 0 , d 1 = d 0 = 13.10 -3 I 1 = 100,46 (kJ/kg.k 2 ), d 2 = 27.10 -3 (kgm/kg.k 2 ) . Vy Q = 33 10.1310.27 4,5846,100 = 004,0 06,42 = 10515 (kJ/kg). G k : Lng khụng khớ khụ cn thit lm bay hi 1kg nc. Trờng đại học nông nghiệp hà nội Vũ việt anh - cknnk49 khoa cơ - điện G k = 02 1 dd = 013,0017,0 1 = 25.(kg. k 2 /kg.m) q: Nhit lng cn thit t lúng 1kg khụng khớ khụ. q = I 1 I 0 = 42,06. Vy lng nc cn bc hi t vt liu sy l. W = G. 2 20 1 Vi G = 100 kg. %72 0 = , %18 2 = W = 100. 18.01 18.072.0 = 65,8 kg. - Nhit lng cn thit cho quỏ trỡnh sy. vi thi gian sy l s = 16h. Q s = W.Q. 3600. 10 3 s = 65,8.10515. 3600.16 10 3 = 12012 (w). II/ Tớnh din tớch collector. Tm hp th Tm cỏch nhit Hỡnh 2: S biu din quỏ trỡnh truyn nhit trờn collector phng. T phng trỡnh cõn bng nng lng ta cú. G = Q m-n + Q m-ph +Q s + Q u . G: Nng lng n. G = E.F c E: Bc x ton phn E = 5.076 kw/m 2 = 5076 w/m 2 . Trờng đại học nông nghiệp hà nội K ch T mt S T tb T r bthtR . khtR . K d Vũ việt anh - cknnk49 khoa cơ - điện F c : Din tớch collecter (m 2 ) - Q m-ph Hao tn quang hc. Q m-ph = G.(1 D. ). D: trong ca tm che: chn tm che l kớnh trng thỡ. D = 0.95. : hp th ca tm hp th; chn tm hp th l hp kim nhụm thỡ. = 0.85. Q m-ph = G.(1 0.95.0.85). = 0.1925.G. - Q m-n Tn tht nhit tng cng Q m-n = F c .K G .(T ht T mt ). (a) k G : h s trao i nhit ton phn T ht : nhit tm hp th ( 0 k). T mt : nhit mụi trng ( 0 k). Vy ta cú: G.D. = Q m-n + Q m-ph +Q s + Q u . (*) T (a) v (*) Q u = G.D. - F c .K G .(T ht T mt ). Vy F c = ).(E.D. ht mthtG u TTK Q Vi - Q u : l nhit lng hu ớch do khụng khớ mang ra khi collector. Q u = Q v = Q s Q u : dũng nhit s dng. Q v : nhit lng cn tng nhit khụng khớ lờn. Q s : nhit lng cn cung cp cho quỏ trỡnh sy. Q v = L o .c p (T v T r ) (W) c p: nhit dung riờng ng ỏp ca khụng khớ. (kJ/kg.k 2 ) c p = 0.2378 + 0.00002221.25 0 = 0.23835. T v : nhit khớ vo. T v = T mt = 273 + 25 = 298. 0 k. T r : nhit khớ ra. T r = T sy = 273 + 65 = 338. 0 k. L o = G k .W Vi G k = 25, W = 65.8 kg. Trờng đại học nông nghiệp hà nội Vũ việt anh - cknnk49 khoa cơ - điện L o = 25.65,8 = 1645 (kg/h). Q v = Q u = Q s = 2402,4 (w). - E : Bc x ton phn. E = 5,076 kw/m 2 /ngy - D : trong tm che. D = 0,95 - ht : hp th ca tm hp th ht = = 0.85 T mt : nhit mụi trng T mt = T v = 303. o k K G : h s hao tn nhit ton phn, h s trao i nhit ton phn c xỏc nh theo cụng thc. K G = khtRdbthtR dbthtRchkhtRkhtRchdbthtR K KKKK +++ ++++++ .2.21 21.2 21. .).( )).(.() ).(( 1 : h s truyn nhit i lu n dũng khớ. 2 : h s truyn nhit i lu n tm che. 1 = 2 = h N u . N u : h s Nussel : xỏc nh theo iu kin chy ri N u = 0,0158.Re 0,8 Re : h s Reynol c xỏc nh nh sau. Re = h DV . 1 D h : bỏn kớnh thu lc D h chn cú giỏ tr bng b c b c : l chiu rng Collecter b c = 2m D h = 2m h : l chiu dy collecter h = 2m Vy din tớch mt ct ngang collecter l : S = b c .h = 2.0,2 = 0,4 m 2 V 1 : vn tc dũng khớ (m/s) Trờng đại học nông nghiệp hà nội Vũ việt anh - cknnk49 khoa cơ - điện Cho V 1 = 0,2 m/s : nht ng hc ca khụng khớ Tra bng ta cú = 15,7.10 -6 (m 2 /s) Re = h DV . 1 = 6 10.7,15 2.2,0 = 2,53.10 4 = 25300 N u = 0,0158.25300 0,8 = 53,62 - H s truyn nhit i lu 1 n dũng khớ v 2 n tm che c xỏc nh nh sau. 1 = 2 = h N u . = 2 .62,52 : h s dn nhit ca khụng khớ (W/m o k) Tra bng ta c = 2,67.10 -2 W/m o k 1 = 2 = h N u . = 2 10.67,2.62,52 2 = 0,7025 H s truyn nhit bc x gia tm hp th v tm che cn bc x nhit cú th tớnh vi gi thit hai tm song song vụ cựng ln. 1 11 )).(.( 22 . + + = kht chhtchht khtR TTTT : Hng s bc x ca vt en tuyt i = 5,67.10 -8 W/m 2 .k 4 k : en ca tm che : k + D = 1 M D = 0,95 k = 0,05 ht : en tm hp th ht = 0,85 T ch : nhit tm che. T ch = T mt + 5 = 298 + 5 = 303 o k T ht : nhit tm hp th. T ht = T tb + 1 DE ht Vi: ht = 0,85 ; D = 0,9 ; E = 5,076 kWh/m 2 /ngy = 5076 Wh/m 2 /ngy. 1 = 7,025 Trờng đại học nông nghiệp hà nội Vũ việt anh - cknnk49 khoa cơ - điện M T tb = 2 rv TT + = 2 338298 + = 318 o k T ht = 318 + 7025,0 9,0.076,5.85,0 = 323,8 o k Vy 1 11 )).(.( 22 . + ++ = kht chhtchht khtR TTTT = ( ) ( ) [ ] [ ] 1 05,0 1 85,0 1 3038,323.3038,323.10.67,5 22 8 + ++ = 0,35. H s truyn nhit bc x t tm hp th n bu tri tớnh theo cụng thc. ( ) btch btchht bthtR TT TTD = 44 . . Vi T bt = T mt 6 = 298 - 6 = 292 o k ( ) btch btchht bthtR TT TTD = 44 . . = ( ) ( ) [ ] 292303 29230310.67,5.85,0.9,0 44 8 = 4,57 -H s hao tn mt trờn K ch c xỏc nh nh sau. K ch = btkRw + . Vi w = 2,8 + 3.v n vi v n l vn tc giú chn v n = 1 m/s w = 2,8 + 3.1 = 5,8 m/s ( ) btch btchk btkR TT TT = 44 . = ( ) ( ) [ ] 292303 292303.10.67,5.05,0 44 8 = 0,298. K ch = bthtRw + . = 5,8 + 0,298 = 6,098 i vi collector khụng khớ cú mt tm che thỡ hao tn nhit mt trờn mang tớnh ỏp o do ú cú th b qua cỏc giỏ tr K d , K s ln lt l cỏc h s truyn nhit mt lng v mt bờn ra ngoi mụi trng. Vy hao tn nhit ton phn c xỏc nh nh sau. K G = khtRchkhtR dbthtRchkhtRkhtRchdbthtR K KKKK +++ ++++++ .2.21 21.2 21. .).( )).(.() ).(( = 35,0.7025,0)098,635,07025,0.(7025,0 )7025,07025,0).(057,4.(098,6)7025,0.35,035,07025,0.7025,0).(098,6057,4( +++ ++++++ = 9,64. Trờng đại học nông nghiệp hà nội Vũ việt anh - cknnk49 khoa cơ - điện - Cng bc x E = n tx E 3 10. = 8 10.076,5 3 = 634,5 (w/m 2 ). Vy din tớch ca collector l: F c = ).(E.D. ht mthtG u TTK Q = )2988,323.(64,985,0.634,5.0,95 12012 = 45,56 (m 2 ). Trờng đại học nông nghiệp hà nội Vũ việt anh - cknnk49 khoa cơ - điện Trờng đại học nông nghiệp hà nội . kh ng khớ cú mt tm che thỡ hao tn nhit mt tr n mang t nh ỏp o do ú cú th b qua cỏc giỏ tr K d , K s ln lt l cỏc h s truyn nhit mt lng v mt b n ra ngoi m i. nng lng mt tri cú: - Nng sut sy l N s (kg /m) . - m ca v t liu trc khi sy l o v sau khi sy l 2. - Nhit sy ln nht cho phộp l t max . - Thi gian sy s