Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học bách khoa hà nội - Cao Duy hữu nghiên cứu trình truyền nhiệt chuyển chất sấy vật chuyển động : ảnh hởng chuyển động vật lên chuyển khối sấy Chuyên ngành : Quá trình thiết bị công nghệ hóa học Mã số : Luận văn thạc sỹ khoa học Ngời hớng dẫn khoa học: pgs.ts Đỗ Ngọc Cử Hà nội 2008 Mục lục Trang Mở đầu Chơng I Tổng quan I.1 Sự truyền nhiệt chuyển chất trình sấy I.1.1 Quá trình truyền ẩm vật sấy I.1.2 Quá trình truyền ẩm bề mặt sấy môi trờng I.1.3 Quan hệ nhiệt truyền ẩm I.2 Các giai đoạn sấy I.3 Mô tả tợng truyền nhiệt chuyển chất trình sấy phơng trình chuẩn số 10 I.4 Sấy tầng sôi 13 Chơng II Phơng pháp nghiên cứu 16 II.1 Hệ thống thí nghiệm 16 II.2 Phơng pháp đo thông số thí nghiệm 19 II.3 Phơng pháp xử lý số liệu 21 Chơng III Kết thí nghiệm phân tích III.1 Kết thí nghiệm chuyền chất 26 26 III.2 Kết truyền nhiệt chuyển chất sấy tầng sôi với hạt lớp hạt 47 Kết luận 52 Tài liệu tham khảo 53 Phụ lục 55 Mở đầu Vấn đề truyền nhiệt chuyển chất trình công nghệ hóa học lĩnh vực rộng lớn Các trình truyền nhiệt, thoát ẩm vật ẩm đặt môi trờng khí nóng ta gặp thờng xuyên đời sống sản xuất nghiên cứu khoa học Vấn đề sở nghiên cứu, tính toán thiết kế trình thiết bị phục vụ sản xuất, nghiên cứu Ví dụ nh trình sấy làm khô sản phẩm thực phẩm sản phẩm hóa học khác Các nghiên cứu trình sấy đợc làm từ lâu, ngời ta đợc tiếp tục ngiên cứu, bổ xung kết nhằm hoàn thiện lí thuyết trình sấy phức tạp Sau tham khảo tìm hiểu số nghiên cứu gần nh tài liệu nớc nớc ngoài, nhận thấy nghiên cứu cho trình cần thiết Các kết nghiên cứu tảng cho lý thuyết sấy nói chung Trong trình truyền nhiệt thoát ẩm vai trò vật ẩm đóng vai trò quan trọng, định đến tính chất trình Vật ẩm trạng thái tĩnh trạng thái dao động, thay đổi mặt trạng thái chuyển động phần ảnh hởng đến trình truyền nhiệt chuyển khối vật ẩm tơng tác với môi trờng khí nóng Từ tìm hiểu nhận định trên, để góp phần vào nghiên cứu cho trình đợc giao nhiệm vụ : Nghiên cứu trình truyền nhiệt chuyển chất sấy vật chuyển động : ảnh hởng chuyển động vật lên chuyển khối sấy Chơng I Tổng quan I.1 Sự truyền nhiệt chuyển chất trình sấy Sấy trình tách ẩm cách cấp nhiệt cho vật liệu để ẩm bay Vật liệu sấy dạng rắn ẩm, bột nhão dung dịch Sấy đối lu dùng không khí nóng khí lò làm tác nhân sấy có nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ phù hợp, chuyển động chảy bao trùm vật sấy làm cho ẩm vật sấy bay theo tác nhân sấy Sấy đối lu thực theo mẻ (gián đoạn) hay liên tục Quá trình sấy đối lu bao gồm giai đoạn: Dòng khí cấp nhiệt cho vật sấy, trình truyền ẩm từ vật sấy bề mặt sấy, trình truyền ẩm từ bề mặt vật sấy vào môi trờng Các trình truyền nhiệt truyền chất xảy đồng thời vật sấy, chúng có ảnh hởng qua lại lẫn chịu ảnh hởng nhiều nhân tố, số thuộc tác nhân sấy, số thuộc thiết bị, số thuộc vật liệu sấy nh kích thớc, cấu trúc liên kết ẩm vật liệu ẩm, trạng thái vật đứng yên hay chuyển động Các dạng liên kết nớc vật liệu Nớc có vật liệu ẩm chia làm hai loại: nớc tự nớc liên kết Nớc tự nằm vật ẩm lợng nớc mà nớc có áp suất riêng phần giá trị bão hòa nhiệt độ vật ẩm Nớc liên kết với vật ẩm có áp suất riêng nhỏ áp suất bão hòa ứng với nhiệt độ vật Năng lợng liên kết lớn, áp suất p nhỏ, khó tách Muốn tách nớc khỏi vật ẩm cần có lợng hay lớn lợng liên kết với vật ẩm Để lựa chọn phơng pháp tách nớc tốt nhất, cần biết dạng liên kết với vật ẩm I.1.1 Quá trình truyền ẩm vật sấy Quá trình truyền ẩm từ lòng vật sấy bề mặt nhìn chung chênh lệch độ ẩm chênh lệch nhiệt độ vật ẩm môi trờng Phơng trình dẫn ẩm có dạng: qm = qma + qmt [I-1] Trong đó: qma - dòng ẩm dẫn ẩm qmt - dòng ẩm khuếch tán nhiệt qma = - D.gradU qmt = - DTgradt D : hệ số dẫn ẩm DT: hệ số dẫn nhiệt Khi sấy đối lu, vật sấy đặt dòng khí nóng Quá trình truyền nhiệt thực từ bề mặt vào lòng vật sấy Nhiệt độ bề mặt vật lớn nhiệt độ bên vật sấy, điều ảnh hởng xấu đến trình dẫn ẩm từ vật sấy Việc dẫn ẩm từ vật sấy gây nên gradien độ ẩm, gradien nhiệt độ ngợc lại làm chậm dẫn ẩm Sự bay ẩm bề mặt vật liệu tạo nên dòng ẩm vật sấy Dòng ẩm từ vật sấy truyền sấy đối lu là: qm = qma - qmt [I-2] I.1.2 Quá trình truyền ẩm bề mặt sấy môi trờng Quá trình trao đổi nhiệt trao đổi chất bề mặt vật sấy môi chất sấy phức tạp, mô tả hệ thống phơng trình vi phân điều kiện đơn trị chúng Dòng ẩm thoát từ vật vào môi trờng bao gồm ba thành phần: dòng ẩm khuếch tán, dòng ẩm khuếch tán nhiệt dòng ẩm khuếch tán phân tử qm = qmk + qmt + qmp [I-3] Dòng khuếch tán qmk gây nên chênh lệch nồng độ ẩm bề mặt môi trờng Dòng khuếch tán nhiệt qmt gây nên chênh lệch nhiệt độ bề mặt môi trờng Còn dòng khuếch tán phân tử gây nên chênh lệch phân áp suất bề mặt môi trờng Dòng khuếch tán khuếch tán phân tử đóng vai trò chính, dòng khuếch tán nhiệt nhỏ, nhiều trờng hợp bỏ qua Khó phân định dòng nên trình thực tế, truyền ẩm từ bề mặt vật ẩm vào môi trờng khí đợc biểu thị qua định luật cấp khối: m = .F.(pbm - pmt) [I-4] Trong đó: m - lợng ẩm cấp từ bề mặt môi trờng khí, kg; F - diện tích bề mặt, m2; - thời gian, s; - hệ số cấp khối, kg/m2s; pbm, pmt - áp suất bề mặt môi trờng, mmHg; Lợng ẩm truyền môi trờng phụ thuộc vào chế độ chảy hớng chuyển động dòng khí, nhiệt độ bề mặt vật ẩm, trạng thái vật đứng yên(tĩnh) hay chuyển động Hệ số cấp khối đại lợng phức tạp Nó phụ thuộc vào tính chất vật lý pha, nhiệt độ, áp suất, lu lợng, kích thớc hình học đặc trng cấu tạo thiết bị Cách tính thông qua phơng trình chuẩn số: = Nu'.D l [I-5] Trong đó: Nu - chuẩn số Nusselt đặc trng cho trình cấp khối; D - hệ số khuếch tán động, m2/s ; l - kích thớc hình học đặc trng, m ; Hệ số cấp khối đợc xác định từ phơng trình : Nu = A.Ren(Pr)0,33Gu0,135 Trong : Nu ' = l D ; Re = [I-6] .l .l. T Tu ' = ; Pr = ; Gu = ; D T l - chiều dài bề mặt bay theo hớng dòng khí, m; D - hệ số khuếch tán, m2/s; - tốc độ dòng khí, m/s; - độ nhớt động học, m2/s; T, T nhiệt độ bầu khô bầu ớt, oK; A n hệ số phụ thuộc vào chế độ chuyển động dòng khí số yếu tố ảnh hởng khác I.1.3 Quan hệ nhiệt truyền ẩm Quan hệ nhiệt truyền ẩm thể qua phơng trình vi phân sau: Q1 = (C m + C n m n ) Q2 = r dt d dm n du = r m d d [I-7] [I-8] Trong đó: C0,Cn nhiệt dung riêng chất khô ẩm (nớc), kJ/kg.độ; r nhiệt hóa nớc liên kết vật ẩm, kJ/kg; m0,mn khối lợng chất khô nớc ttrong vật ẩm, kg; Q1,Q2 nhiệt lợng nung nóng vật ẩm, nhiệt lợng để nớc bay hơi; u độ chứa ẩm trung bình vật sấy; dt - biểu diễn gia tăng nhiệt độ trung bình vật sấy, d gọi tốc độ nung nóng du - thay đổi độ ẩm trung bình vật sấy, gọi tốc độ d sấy Nhiệt hóa nớc liên kết vật ẩm tổng nhiệt hóa nớc, nhiệt nung nóng nớc, nhiệt lợng thắng lợng liên kết nớc với chất khô r = rn + Ch(t tb) + r [I-9] Trong đó: rn nhiệt hóa nớc, kJ/kg; Ch nhiệt dung riêng nớc, kJ/kg.độ; t nhiệt độ bị đốt nóng, oC; tb nhiệt độ bay nớc, oC; r nhiệt lợng liên kết nớc, kJ/kg; Cờng độ truyền nhiệt từ tác nhân sấy đến vật sấy đợc thể công thức : q= mn dt 1 du ( ) + qdF Q Q C C m r m = + = + n 0 F (F) F F m0 d d [I-10] Trong đó: F bề mặt vật ẩm, m2 I.2 Các giai đoạn sấy Trong trình sấy, độ ẩm vật ẩm liên tục thay đổi theo hớng giảm dần Tùy cấu tạo vật ẩm phơng pháp sấy mà độ ẩm nhiệt độ vật sấy phần bên bề mặt khác theo giai đoạn sấy Các giai đoạn sấy gồm: giai đoạn đầu hay gọi giai đoạn nung nóng vật sấy đến nhiệt độ bay ẩm, giai đoạn thứ hay giai đoạn có tốc độ sấy không đổi, giai đoạn thứ hai giai đoạn tốc độ sấy giảm dần giai đoạn đầu (nung nóng), nhiệt độ tác nhân sấy cao nhiệt độ bay ẩm, nhiệt độ vật sấy đợc nâng lên đến nhiệt độ bay ẩm (t) Do đợc làm nóng nên độ ẩm vật có giảm bay ẩm Sự tăng nhiệt độ xảy không đồng phần phần vật Vùng vật đạt đến t chậm Đối với vật dễ sấy, giai đoạn làm nóng vật xẩy nhanh Quá trình sấy xảy nhiệt độ vật sấy cao nhiệt độ điểm sơng tác nhân sấy, ngợc lại nớc từ tác nhân sấy ngng thấm vào vật sấy Trong giai đoạn sấy thứ nhất, nhiệt độ vật sấy nhiệt độ bay nớc Tốc độ bay nớc nhiệt độ vật sấy không thay đổi Nhiệt lợng từ tác nhân sấy truyền cho vật sấy cấp hết cho nớc bay hơi: q = (tt-tm) [I-11] đó: - hệ số tỏa nhiệt từ tác nhân sấy cho vật sấy; tt- nhiệt độ tác nhân sấy; tm- nhiệt độ bề mặt vật sấy; Trong giai đoạn chủ yếu làm bay nớc tự vật sấy Hơi bay lên từ bề mặt vật sấy nớc bão hòa, nhiệt hóa nhiệt hóa nớc tự nên nhiệt độ bề mặt thấm ớt nhiệt độ bầu ớt Tốc độ sấy giai đoạn tỉ lệ với tốc độ truyền nhiệt vào vật U= dm ~q Fd [I-12] Để có tốc độ sấy không đổi, lợng ẩm bay phải lợng ẩm sâu bên truyền bề mặt vật sấy Giai đoạn U = const kết thúc tốc độ bay lớn tốc độ dẫn ẩm bề mặt Tiếp giai đoạn tốc độ sấy giảm dần Đó sau ẩm cần tách có lợng liên kết lớn, áp suất nhỏ, tách khó Phơng trình tốc độ giai đoạn sau: U2 = (u-ucb) [I-13] Năng lợng để bay ẩm liên kết lớn so với ẩm tự tăng độ ẩm vật nhỏ Quá trình sấy tiếp diễn, độ ẩm vật giảm, tốc độ sấy giảm độ ẩm vật sấy với độ ẩm cân ứng với điều kiện môi trờngkhông khí ẩm buồng sấy(ucb,cb) trình thoát ẩm vật dừng lại có nghĩa tốc độ sấy không ( u = ) Nhiệt độ lớp bên bề mặt tăng nhanh, vào sâu bên vật nhiệt độ tăng chậm hình thành gradien nhiệt độ vật sấy cuối trình sấy tốc độ sấy giảm nên thời gian sấy kéo dài Về lý thuyết độ ẩm vật sấy đạt đến độ ẩm cân thời gian sấy tức đờng cong u = f() tiệm cận với đờng thẳng ucb=const Trong thực tế ngời ta sấy đến độ ẩm cuối U2 lớn độ ẩm cân Tốc độ sấy không đổi giai đoạn thứ nhất, giảm dần giai đoạn thứ hai không u = ucb Vấn đề vật sấy dao động trình sấy đối lu Trong trình sấy đối lu, vật sấy trạng thái tĩnh trạng thái dao động Các dạng chuyển động vật sấy qui chuyển động học nh : chuyển động dao động tuần hoàn, chuyển động tự chuyển động theo dòng khí(bị lôi theo dòng khí) trạng thái tĩnh, bao quanh vật sấy lớp biên thủy động lớp biên nhiệt Các tợng truyền nhiệt chuyển khối diễn lớp biên Khi vật trạng thái dao động, không gian bao quanh vật sấy liên tục thay đổi làm cho cấu trúc lớp biên bị thay đổi So sánh trờng hợp dòng khí nóng thổi lớt qua bề mặt tĩnh, dòng khí nóng thổi lớt qua bề mặt dao động, ta thấy dòng khí nóng thổi lớt qua bề mặt vật ẩm dao động làm Table 14 : Kết tần số f = 10,44 Hz Thời gian (phút) 10 15 20 25 30 Khối Nhiệt độ bề tkhô tớt mặt (oC) (oC) (oC) 26.12 35.08 35.7 35.9 36.2 36.5 39.4 29 29 29 29 29 29 29 21 21 21 21 21 21 21 lợng khô (g) 91.685 91.685 91.685 91.685 91.685 91.685 91.685 Khối lợng Diện tích bề mẫu ẩm (g) mặt F (m2) 117.54 115.35 113.902 111.023 105.29 103.922 100.89 0.02156 0.02156 0.02156 0.02156 0.02156 0.02156 0.02156 gió (m/s) 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 Độ ẩm theo vl khô tuyệt đối (kg/kg) 28.20% 25.81% 24.23% 21.09% 14.84% 13.35% 10.04% ng tc sy ng m - thi gian 30.00% 0.014 28.00% 0.012 26.00% 0.01 24.00% dw/dt m (kg m/kg vl khụ) Vận tốc 22.00% 20.00% 18.00% 0.008 0.006 0.004 16.00% 0.002 14.00% 12.00% 10 15 20 0.1 25 0.15 0.2 m (kg m/kg vl khụ) Thi gian (phỳt) 40 0.25 Table 15 : Kết tần số f = 11,67 Hz Thời gian (phút) 10 15 20 25 30 Khối Nhiệt độ bề tkhô tớt mặt (oC) (oC) (oC) 27.3 36.5 36.8 37.1 37.7 39.2 41.8 30 30 30 30 30 30 30 25 25 25 25 25 25 25 lợng khô (g) 91.685 91.685 91.685 91.685 91.685 91.685 91.685 Khối lợng Diện tích bề mẫu ẩm (g) mặt F (m2) 117.54 114.967 113.434 110.962 107.09 103.5 99.997 0.02156 0.02156 0.02156 0.02156 0.02156 0.02156 0.02156 ng m - thi gian gió Độ ẩm theo vl khô tuyệt đối (kg/kg) (m/s) 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 28.20% 25.39% 23.72% 21.03% 16.80% 12.89% 9.07% ng tc sy 30.00% 0.008 28.00% 26.00% 0.007 24.00% 0.006 22.00% 0.005 dw /dt m (kg m/kg vl khụ) Vận tốc 20.00% 18.00% 16.00% 0.004 0.003 0.002 14.00% 0.001 12.00% 10.00% 10 15 20 0.17 25 0.18 0.19 0.2 0.21 0.22 m (kg m/kg vl khụ) Thi gian (phỳt) 41 0.23 0.24 0.25 Từ kết thực nghiệm bảng từ Table11 đến Table15 đờng độ ẩm - thời gian tơng ứng, vẽ đợc đờng tốc độ sấy chứa vùng nghiên cứu, cụ thể trình sấy từ 10 phút đến 15 phút Sau đó, dựa vào đờng cong vẽ đợc ta tiến hành số tính toán kết cho bảng sau: Table 16 : Kết tính toán tần số f = Hz Tốc độ Thời gian W%(kg Lợng ẩm lại gió (phút) ẩm/kg vl khô) vật liệu (g) (s) (m/s) 300 1,5 28.20% 25.858 300 1.5 26.48% 24.281 10 300 1.5 24.41% 22.383 15 300 1.5 21.99% 20.165 Table 17 : Kết tính toán tần số f = 6,66 Hz Tốc độ Thời gian W%(kg Lợng ẩm lại gió (phút) ẩm/kg vl khô) vật liệu (g) (s) (m/s) 1.5 0.27026 24.778 15 600 1.5 0.20986 19.241 42 Khối lợng vật khô (g) F (m2) Re 91.685 91.685 91.685 0.02156 0.02156 0.02156 7462 7462 7462 Khối lợng vật khô (g) F (m2) Re 91.685 91.685 0.02156 0.02156 7462 7462 kg kg m s kg 0.121 0.146 0.171 kg kg m s kg 0.214 Nu 393.83 473.98 554.12 Nu 691,5 Table 18 : Kết tính toán tần số f = 9,8 Hz Tốc độ Thời gian W%(kg Lợng ẩm lại gió (phút) ẩm/kg vl khô) vật liệu (g) (s) (m/s) 300 1.5 26.61% 24.39 10 300 1.5 23.91% 21.92 15 300 1.5 19.71% 18.07 20 300 1.5 14.01% 12.84 Table 19 : Kết tính toán tần số f = 10,44 Hz Tốc độ Thời gian W%(kg Lợng ẩm lại gió (phút) ẩm/kg vl khô) vật liệu (g) (s) (m/s) 300 1.5 26.55% 24.342 10 300 1.5 23.80% 21.821 15 300 1.5 19.55% 17.924 20 300 1.5 13.80% 12.653 43 Khối lợng vật khô (g) F (m2) Re 91.685 91.685 91.685 91.685 0.02156 0.02156 0.02156 0.02156 7462 7462 7462 7462 Khối lợng vật khô (g) F (m2) Re 91.685 91.685 91.685 91.685 0.02156 0.02156 0.02156 0.02156 7462 7462 7462 7462 kg kg m s kg 0.191 0.297 0.403 kg kg m s kg 0.195 0.301 0.408 Nu 618.2 961.7 1305.1 Nu 629.68 973.14 1316.6 Table 20 : Kết tính toán tần số f = 11,67 Hz Tốc độ Thời gian W%(kg Lợng ẩm lại gió (phút) ẩm/kg vl khô) vật liệu (g) (s) (m/s) 300 1.5 26.06% 23.893111 10 300 1.5 23.71% 21.7385135 15 300 1.5 20.86% 19.125491 20 300 1.5 17.51% 16.0540435 Khối lợng vật khô (g) F (m2) Re 91.685 91.685 91.685 91.685 0.02156 0.02156 0.02156 0.02156 7462 7462 7462 7462 kg kg m s kg 0.1666 0.2020 0.2374 Nu 538.09 652.57 767.06 Tổng hợp số liệu biên độ, tần số dao động, vận tốc góc, chuẩn số không thứ nguyên R đặc trng cho ảnh hởng dao động lên chuyển khối sấy ta đợc bảng sau: 44 Table 21 Re 7462 7462 7462 7462 7462 A (m) 0,0125 0,0125 0,0125 0,0125 0,0125 f (Hz) 6,66 9,8 10,44 11,67 = 2..f (rad/s) 31.400 41.825 61.544 65.563 73.288 A (m/s) 0.393 0.523 0.769 0.820 0.916 A2 (m/s2) 12.325 21.866 47.346 53.732 67.138 R = A /g 1.256 2.229 4.826 5.477 6.844 kg kg m s kg 0.171 0.214 0.297 0.301 0.202 45 Với định hớng tìm mối liên hệ Nu tổ hợp số chuẩn số nh nêu phần tổng quan: Nu' = A' Ren ' R m ' Với giả thiết yếu tố ảnh hởng lên trình độc lập với nhau, kết tính đợc từ thí nghiệm sấy tĩnh Nu = 1,5979*Re0,6613 có mặt phơng trình Khi phơng trình chuẩn số cho trạng thái vật ẩm dao động có dạng: Nu ' = A' '.1,5979 Re0,6613 R m ' Thực logarit số e cho hai vế ta đợc: ln(Nu) = ln(A.1,5979.Re0,6613) + m.ln(R) Với phơng trình nh ln(Nu) ln(R) phụ thuộc lẫn theo hàm bậc nhất, số mũ m đóng vai trò hệ số góc Tổng hợp số liệu từ bảng từ Table16 đến Table18 ta đợc bảng sau : Table 22 ln(R) 0.2281 0.8015 1.5740 1.7006 ln(Nu') 6.3173 6.5388 6.8686 6.8805 ng liờn h gia ln(Nu') - ln(R) 6.9 ln(Nu') 6.8 6.7 6.6 6.5 6.4 6.3 6.2 0.5 ln(R) 46 1.5 Từ đồ thị ta đa đợc biểu thức: ln(Nu) = 6,2266 + 0,3948ln(R) Với độ tin cậy r2 = 0.9967 Để tìm A ta thành lập phơng trình: ln(A.1,5979.Re0,6613) = 6,2266 biết Re = 7462 Sau giải ta đợc A = 0,8699 Chuẩn số Pr theo tính toán không đổi Pr = 0,649 Liên hệ A Pr ta đợc biểu thức : A = (Pr)0,322 Cuối sau trình xử lí nói ta dẫn đến phơng trình : Nu = 1,5979.Re0,6613.(Pr)0,322.R0,3948 III.2 Kết truyền nhiệt chuyển chất sấy tầng sôi với hạt lớp hạt : Đối tợng nghiên cứu thí nghiệm tầng sôi với lớp hạt hạt chè đen Các thông số hạt chè đợc tiến hành thí nghiệm riêng Đem cân lợng chè khoảng 1g, sau tiến hành đếm xem có hạt mẫu Để xác định thể tích mẫu chè, đa mẫu vào ống nghiệm có chứa nớc, xác định thể tích nớc dâng lên thể tích mẫu chè Từ số liệu tính đợc khối lợng trung bình hạt chè, khối lợng riêng hạt chè dtđ hạt Đờng kính tơng đơng(dtđ) đợc tính theo công thức: d td = 1,24 exp(ln(m.0,001 /( n)) / 3) Trong : - m: khối lợng mẫu hạt, g; - : khối lợng riêng hạt chè, g/ml; - n : số hạt chè đếm đợc mẫu 47 Table 23 Mu M1 M2 1,003 756 0,001327 10 8,850 1,150 0,872174 1,426 KL mẫu ht (g) S ht KL mt ht (g) Vo(ml) Vnc(ml) Vht(ml) (g/ml) dt(mm) M3 1,002 792 0,001625 10 8,850 1,150 0,871304 1,404 Trung bỡnh 1,000 767 0,001304 10 8,850 1,150 0,869565 1,419 1,002 772 0,001299 10 8,850 1,150 0,871014 1,416 Table 24 : Kết sấy tầng sôi với hạt, mật độ va chạm nhỏ Tkhớ = 95oC thi Mu gian(s) Mtng (g) Mkhụ (g) Re 27.5 46 54 62 70 94 43.18% 12.99% 5.96% 5.19% 4.05% 3.69% 1.018 0.921 1.013 1.013 1.003 1.012 0.711 0.815 0.956 0.963 0.964 0.976 131.5 131.5 131.5 131.5 131.5 131.5 60 120 180 300 420 Quan h m - thi gian 50% 40% m M0 M1 M2 M3 M4 M5 Tbm( C) W m/khụ o 30% Vi hp ớt ht 20% 10% 0% 100 200 300 Thi gian (phỳt) 48 400 500 Lợng ẩm thoát(g) 0.307 0.106 0.057 0.050 0.039 0.036 ng th hin tc sy 0.006 0.005 dw/dt 0.004 0.003 0.002 0.001 0.00% 10.00% 20.00% 30.00% 40.00% 50.00% m (kg õm/kg vl khụa0 Table 25 : Kết thí nghiệm với tập hợp hạt Tkhí = 95oC thi W Mu Tbm Mtng Mkhụ Re gian m/khụ M0 27.5 43.18% 1.018 0.711 131.5 M1 60 39 35.58% 1.006 0.742 131.5 M2 120 40 24.80% 1.097 0.879 131.5 M3 180 55 18.06% 1.033 0.875 131.5 M4 300 68 7.68% 1.023 0.95 131.5 M5 420 90 4.58% 1.005 0.961 131.5 M6 540 94 3.57% 1.102 1.064 131.5 M7 660 94 3.16% 1.011 0.98 131.5 49 Lng H2O 0.307 0.264 0.218 0.158 0.073 0.044 0.038 0.031 Quan h m - thi gian 50% m 40% 30% Vi lp ht 20% 10% 0% 200 400 600 800 Thi gian (phỳt) ng tc sy 0.0020 0.0018 0.0016 d w /d t 0.0014 0.0012 0.0010 Series1 0.0008 0.0006 0.0004 0.0002 0.0000 0.00% 10.00% 20.00% 30.00% 40.00% 50.00% m (kg m/kg vl khụ) Từ kết thực nghiệm, ta tiến hành số tính toán dẫn đến tính hệ số cấp khối cho hạt chè, từ tính chuẩn số Nu đặc trng cho trình chuyển chất 50 Table 26 : Tính toán cho thí nghiệm với lợng hạt, mật độ va chạm nhỏ Mu M0 M1 M2 M3 M4 M5 Thi gian (s) Tkh 60 120 180 300 420 95 95 95 95 95 95 F (m2) 6.29588E-06 6.29588E-06 6.29588E-06 6.29588E-06 6.29588E-06 6.29588E-06 mặt p (mmHg) Lợng H2O (g) 27.5 46 54 62 70 94 608.62625 558.00914 521.05762 469.35197 400.33265 21.6237 0.307 0.106 0.057 0.050 0.039 0.036 Tbề (kg/m2s) 0.00080051 0.00039335 0.00038027 0.00017370 0.00293187 Table 27 : Tính toán cho thí nghiệm với lớp hạt, mật độ va chạm lớn Lợng Thi Tbề p F (m2) H2O Mu gian Tkh (kg/m2s) (mmHg) mặt (g) (s) M0 95 6.29588E-06 27.5 608.62625 0.307 M1 60 95 6.29588E-06 39 581.32449 0.264 0.0021039 M2 120 95 6.29588E-06 40 578.6914 0.218 0.0014732 M3 180 95 6.29588E-06 55 515.95325 0.158 0.0012031 M4 300 95 6.29588E-06 68 418.77899 0.073 0.0003154 M5 420 95 6.29588E-06 90 108.1185 0.044 0.0007279 M6 540 95 6.29588E-06 94 21.6237 0.038 0.0028388 M7 660 95 6.29588E-06 94 21.6237 0.031 0.0025144 51 H2 O trung bình/1 ht (g) 0.000561 0.000169 0.000077 0.000067 0.000053 0.000048 H2 O trung bình/1 ht (g) 0.000561 0.000462 0.000322 0.000234 0.000100 0.000059 0.000046 0.000041 D (m2/s) 3.44591E-05 3.44591E-05 3.44591E-05 3.44591E-05 3.44591E-05 3.44591E-05 D (m2/s) 3.44591E-05 3.44591E-05 3.44591E-05 3.44591E-05 3.44591E-05 3.44591E-05 3.44591E-05 Nu' 0.032895 0.016164 0.015626 0.007138 0.120477 Nu' 0.086455 0.060538 0.049437 0.012960 0.029910 0.116652 0.103320 Kết luận Qua nghiên cứu kết đợc trình bày trên, rút số kết sau đây: Trong trình sấy tĩnh, chuẩn số Nu Re quan hệ với theo phơng trình : Nu = 1,5979*Re0,6613 Trong trình sấy vật dao động, ảnh hởng yếu tố dao động thể qua phơng trình: Nu = 1,5979.Re0,6613.(Pr)0,322.R0,3948 Trong trình sấy tầng sôi với lớp hạt, giai đoạn đầu hệ số cấp khối tính cho hạt sấy với hạt nhỏ so với sấy với lớp hạt, hiệu truyền nhiệt trờng hợp sấy hạt nhỏ so với trờng hợp sấy với lớp hạt 52 Tài liệu tham khảo Ting Vit Nguyn Bin (2005), Các trình, thiết bị công nghệ hóa chất thực phẩ, tập 4, NXB KH&KT, Hà Nội Nguyn Bin (1994), C s tính toán chuyn quy mô thit b công ngh, Trng H Bách khoa H Ni, H Ni Phm Công Dng (2000), Nghiên cu qúa trình v thit b sy tng sôi, ng dng cho sy bo qun ngô ht, Lun tin s, i hc Bách Khoa H Nội, H Nội Nguyn Vn May (2004), Giáo trình K thut sy nông sn thc phm, NXB KH&KT, H Ni Phm Xuân Ton (2003), Các qúa trình, thit b công ngh hóa cht v thc phm, 3, NXB KH&KT, H Ni Nguyn Minh Tuyn, Phm Vn Thiêm (1997), K Thut công ngh hóa hc, 1, NXB KHKT, H Ni Nguyn Minh Tuyn, Phm Vn Thiêm (2001), K Thut công ngh hóa hc, 2, NXB KHKT, H Ni Nguyn Minh Tuyn (2005), Quy hoch hóa thc nghim, NXB KH&KT, H Ni TS Trn Xoa, TS Nguyn Trng Khuông, KS H Lê Viên (2004), S tay Qúa trình v thit b công ngh hóa cht tập I, NXB KH&KT, H Ni 10 TS Trn Xoa, TS Nguyn Trng Khuông, TS Phm Xuân Ton (2004), S tay Qúa trình v thit b công ngh hóa cht tập II, NXB KH&KT, H Ni 53 11 Đỗ Văn Đài, Nguyễn Bin, Phạm Xuân Toản, Đỗ Ngọc Cử (1999), Cơ sở trình thiết bị công nghệ hóa học, tập I, Đại học Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội 12 Tạ Văn Đĩnh (1997), Phơng pháp tính, NXB Giáo Dục 13 Hoàng Văn Chớc (1997), Kỹ thuật Sấy, NXB KH&KT, Hà Nội 14 Đào Văn Phúc, Dơng Trọng Bái, Nguyễn Thợng Chung, Vũ Quang (2006), Vật Lý 12, NXB Giáo Dục, Hà Nội Ting Anh 15 R.B.Keey (1972), Drying Principles and practice, volume 13, Pergamon Press, New York 16 D Kunii, O.Levenspiel (1969), Fluidization engineering, John Wiley & Sons 17 H Littman (1970), Fluidization fundamentals and application, Volume 66, New York Phụ lục Tóm tắt nội dung Trong công nghệ hóa chất, trình truyền nhiệt chuyển chất đợc quan tâm nghiên cứu nhằm làm sở cho tính toán, thiết kế phục vụ sản xuất Trong luận văn tiến hành nghiên cứu Nghiên cứu trình truyền nhiệt chuyển chất sấy vật chuyển động : ảnh hởng chuyển động vật lên chuyển khối sấy. 54 ... phần vào nghiên cứu cho trình đợc giao nhiệm vụ : Nghiên cứu trình truyền nhiệt chuyển chất sấy vật chuyển động : ảnh hởng chuyển động vật lên chuyển khối sấy Chơng I Tổng quan I.1 Sự truyền nhiệt. .. (Nghiên cứu trình truyền nhiệt chuyển chất sấy vật chuyển động : ảnh hởng chuyển động vật lên chuyển khối sấy) Luận văn tập trung giải nhiệm vụ cụ thể sau đây: Nghiên cứu trình chuyển khối với vật. .. vật sấy, trình truyền ẩm từ vật sấy bề mặt sấy, trình truyền ẩm từ bề mặt vật sấy vào môi trờng Các trình truyền nhiệt truyền chất xảy đồng thời vật sấy, chúng có ảnh hởng qua lại lẫn chịu ảnh