Đồ án: Sấ án: Sấy thùngy thùng quay CuO GVHD: PGS.Nguyễn Thế Hn Thế Hữu Hữuu MỤC LỤC ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ 5 CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CHUNG 8 1.1 Giới thiệu chung về kỹ thuật sấy 8 1.2 Giới thiệu về máy sấy thùng quay .15 1.3 Giới thiệu về vật liệu sấy Đồng(II) oxit .17 1.4 Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của hệ thống sấy thùng quay .19 CHƯƠNG 2 22 TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN NHIÊN LIỆU 22 2.1 Thông số ban đầu .22 2.2.Tính toán các thông số của nhiên liệu 24 CHƯƠNG 3 36 TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH 36 3.1 Cân bằng vật liệu .36 3.2 Các thông số cơ bản của thùng sấy 36 3.2.4 Số vòng quay của thùng .38 3.3 Quá trình sấy lý thuyết .41 3.4 Quá trình sấy thực tế 43 CHƯƠNG 4 .57 TÍNH TOÁN CƠ KHÍ .57 4.1 Tính toán hệ thống dẫn động 57 4.1.1 Tính toán và lựa chọn động cơ 57 4.1.2 Tính toán động học hệ thống dẫn động cơ khí 58 4.2 Tính toán bộ truyền động bánh răng .60 4.2.1 Chọn vật liệu 60 4.2.2 Xác định ứng suất cho phép 61 4.2.3 Các thông số cơ bản của bộ truyền 63 4.3 Kiểm tra độ bền thân thùng 72 4.3.1 Trọng lượng của vật liệu trong thùng .72 SVTH: Nguyễn Thị Thu Hà 1 Khoa: CN Hóa Đồ án: Sấ án: Sấy thùngy thùng quay CuO GVHD: PGS.Nguyễn Thế Hn Thế Hữu Hữuu 4.3.2 Trọng lượng thùng rỗng 72 4.3.3 Trọng lượng bánh răng vòng 73 4.3.4 Trọng lượng cánh xới 74 4.3.5 Trọng lượng vành đai 74 4.3.6 Khoảng cách hai vành đai .75 4.3.7 Tải trọng trên một đơn vị chiều dài thùng không kể bánh răng vòng75 4.3.8 Momen uốn do tải trọng này gây ra 75 4.3.9 Momen uốn do bánh răng vòng gây ra 75 4.3.10 Momen chống uốn 76 4.3.11 Ứng suất thân thùng 76 4.4 Tính toán vành đai 76 4.4.1 Tải trọng trên một vành đai 76 4.4.2 Phản lực của con lăn .77 4.4.3 Bề rộng của vành đai 77 4.4.4 Bề dày của vành đai 77 4.4.5 Momen uốn .78 4.4.6 Momen chống uốn 78 4.4.7 Các thông số của vành đai 79 4.5 Tính toán con lăn đỡ 79 4.5.1 Bề rộng của con lăn 79 4.5.2 Đường kính của con lăn 79 4.5.3 Ứng suất tiếp xúc 80 4.5.4 Các thông số của con lăn đỡ 81 4.6 Tính toán con lăn chặn 81 4.6.1 Lực lớn nhất tác dụng lên con lăn chặn 81 4.6.2 Xác định bán kính con lăn chặn 81 4.6.3 Kiểm tra độ bền của con lăn chặn 82 4.6.4 Các thông số của con lăn chặn 83 CHƯƠNG 5 83 SVTH: Nguyễn Thị Thu Hà 2 Khoa: CN Hóa Đồ án: Sấ án: Sấy thùngy thùng quay CuO GVHD: PGS.Nguyễn Thế Hn Thế Hữu Hữuu TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ 83 5.1 Tính toán buồng đốt 83 5.1.1 Diện tích bề mặt ghi lò 83 5.1.2 Thể tích buồng đốt 84 5.1.3 Chiều cao của buồng đốt 84 5.1.5 Tỉ lệ mắt ghi: f/F .85 5.2 Tính toán và chọn quạt 85 5.2.1 Năng suất quạt 85 5.2.2 Công suất của quạt 86 5.2.3 Chọn quạt 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO .92 Kết luận: 93 SVTH: Nguyễn Thị Thu Hà 3 Khoa: CN Hóa Đồ án: Sấ án: Sấy thùngy thùng quay CuO GVHD: PGS.Nguyễn Thế Hn Thế Hữu Hữuu BỘ CÔNG THƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP NỘI Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ Họ và tên SV :Nguyễn Thị Thu Hà Mã SV: 1041120164 Lớp: ĐH Công nghệ hóa 3 Khoá: 10 Khoa:Công nghệ kĩ thuật Hoá học Giáo viên hướng dẫn : PGS.Nguyễn Thế Hữu NỘI DUNG Thiết kế hệ thống máy sấy thùng quay dùng để sấy Đồng(II)oxit CuO năng suất 7,89 tấn/giờ Các số liệu ban đầu: - Độ ẩm đầu của vật liệu: 8,79% - Độ ẩm cuối của vật liệu: 1,1% - Nhiệt độ không khívào :2790C - Nhiệt độ không khíra :800 Phần thuyết minh 1.Mở đầu 2.Vẽ và thuyết minh dây chuyền SVTH: Nguyễn Thị Thu Hà 4 Khoa: CN Hóa Đồ án: Sấ án: Sấy thùngy thùng quay CuO GVHD: PGS.Nguyễn Thế Hn Thế Hữu Hữuu 3.Tính toán thiết bị chính 4.Tính toán và chọn thiết bị phụ 5.Tính toán về cơ khí 6.Kết luận SVTH: Nguyễn Thị Thu Hà 5 Khoa: CN Hóa Đồ án: Sấ án: Sấy thùngy thùng quay CuO GVHD: PGS.Nguyễn Thế Hn Thế Hữu Hữuu ST Khổ giấy Số lượng Tên bản vẽ A4 I SLỜ T A0 01 MỞ 1 Vẽ dây chuyền sản xuất 01 ĐẦU 2 Vẽ máy sấy thùng quay ấy là một quá trình công nghệ được sử dụng rất nhiều trong thực tế sản xuất Trong nghành công nghiệp hóa chất, thực phẩm ,chế biến gỗ, sản xuất vật liệu xây dựng, đồ gốm….Kỹ thuật sấy đóng vai trò quan trọng trong các dây chuyền sản xuất.Trong nghành hóa chất vật liệu xây dựng, quá trình sấy dùng để tách nước và hơi nước ra khỏi ngĐuồyêánnlviệềunvộài sdảunngphSẩấmy dlàomđóộltàtmronnâgnnghcữanogcbhàấit tlậưpợnlớgnsảnnằmphtẩrmon.g chương trình của bộ môn Quá trình và thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực phẩm thuộc khoa Công nghệ kĩ thuật hoá học của trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội, nó giúp cho sinh viên có kĩ năng hơn trong các quá trình tra cứu số liệu, tính toán, đồng thời nắm vững hơn về công nghệ sấy nói riêng và các quá trình trong công nghệ Hoá học nói chung Được cô giáo() giao nhiêm vụ: “Tính toán và thiết kế hệ thốngmáysấy thùng quay để sấy Đồng(II) oxit với năng suất 7,89 tấn/giờ” Dựa trên những kiến thức đã học cùng với sự hướng dẫn tận tình của cô em đã hoàn thành đồ án của mình Em xin chân thành cảm ơn cô ( ) cùng các thầy cô trong khoa Công Nghệ Hoá đã chỉ bảo, giúp đỡ tận tình em trong suốt thời gian em thực hiện đồ án này Do hạn chế về tài liệu tham khảo và các kiến thức nên bản đồ án này chắc chắn không tránh khỏi sai sót, em mong nhận được sự góp ý, sửa chữa của các thầy cô để bài làm của em được hoàn thiện nhất Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực hiện:Nguyễn ThịThu Hà SVTH: Nguyễn Thị Thu Hà 6 Khoa: CN Hóa Đồ án: Sấ án: Sấy thùngy thùng quay CuO GVHD: PGS.Nguyễn Thế Hn Thế Hữu Hữuu Lớp : ĐH Hoá3—K10 CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Giới thiệu chung về kỹ thuật sấy 1.1.1 Khái niệm về sấy Sấy là quá trình dùng nhiệt năng để làm bay hơi nước ra khỏi vật liệu Quá trình sấy có thể tiến hành tự nhiên bằng năng lượng tự nhiên như năng lượng mặt trời , năng lượng gió…(gọi là quá trình phơi hay sây tự nhiên).Dùng các phương pháp này tuy đỡ tốn nhiệt năng nhưng không chủ động diều chỉnh được vận tốc của quá trình theo yêu cầu kĩ thuật sấy, năng suất thấp … Bởi vậy trong ngành công nghiệp người ta thường tiến hành quá trình sấy nhân tạo bằng nguồn năng lượng do con người tạo ra Quá trình sấy được thực hiện như sau: Vật thể được gia nhiệt để đưa nhiệt độ lên đến nhiệt độ bão hòa ứng với áp suất của hơi nước trên bề mặt của vật thể Vật thể được cấp nhiệt để làm bay hơi ẩm sau đó được thoát ra ngoài môi trường Tóm lại, trong quá trình sấy xảy ra các quá trình trao đổi nhiệt và trao đổi chất cụ thể là quá trình truyền nhiệt từ chất tải nhiệt cho vật sấy, quá trình truyền ẩm từ trong vật sấy ra ngoài bề mặt sấy, quá trình truyền ẩm từ bề mặt vật sấy ra ngoài môi trường Các quá trình truyền nhiệt, chuyển khối trên được xảy ra đồng thời trên vật sấy và chúng có quan hệ qua lại lẫn nhau 1.1.2 Phương pháp sấy Có nhiều cách để phân loại các phương pháp sấy Thông thường, người ta thường chia ra thành các phương pháp như sau: SVTH: Nguyễn Thị Thu Hà 7 Khoa: CN Hóa Đồ án: Sấ án: Sấy thùngy thùng quay CuO GVHD: PGS.Nguyễn Thế Hn Thế Hữu Hữuu a.Dựa vào tác nhân sấy: - Sấy bằng khói lò - Sấy bằng không khí nóng - Sấy bằng tia hồng ngoại : Là phương pháp sấy dùng năng lượng của tia hồng ngoại để làm khô vật liệu - Sấy bằng dòng điện cao tần : Là phương pháp sấy dùng năng lượng điện trường để đốt nóng trên toàn bộ chiều dày của vật liệu b Dựa vào phương pháp cung cấp nhiệt cho quá trình sấy - Sấy đối lưu : Là phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp giữa vật liệu sấy với tác nhân sấy - Sấy tiếp xúc : Là phương pháp sấy mà tác nhân sấy tiếp xúc gián tiếp với vật liệu sấy qua một vách ngăn - Sấy thăng hoa : Là phương pháp sấy trong môi trường có độ chân không rất cao, nhiệt độ rất thấp nên ẩm trong vật liệu đóng băng và bay hơi từ trạng thái rắn thành trạng thái khí Trong công nghiệp hóa chất và thực phẩm, công nghệ và thiết bị sấy đôi lưu được sử dụng phổ biến hơn cả c Dựa vào phương pháp làm việc - Máy sấy liên tục - Máy sấy gián đoạn d Dựa vào áp suất làm việc - Sấy chân không - Sấy áp suất thường Khoa: CN Hóa SVTH: Nguyễn Thị Thu Hà 8 Đồ án: Sấ án: Sấy thùngy thùng quay CuO GVHD: PGS.Nguyễn Thế Hn Thế Hữu Hữuu e Dựa vào cấu tạo thiết bị - Thiết bị sấy buồng - Thiết bị sấy hầm - Thiết bị sấy tháp - Thiết bị sấy phun - Thiết bị sấy thùng quay 1.1.3 Một số yếu tố ảnh hưởng tới tốc độ sấy a Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí Trong các điều kiện khác nhau không đổi như độ ẩm không khí, tốc độ gió…, việc nâng cao nhiệt độ sẽ làm tăng nhanh tốc độ làm khô do lượng nước trong nguyên liệu giảm xuống càng nhiều Nhưng tăng nhiệt độ cũng ở giới hạn cho phép vì nhiệt độ làm khô cao sẽ làm ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm, dễ làm cho nguyên liệu bị chín và gây nên sự tạo màng cứng ở lớp bề ngoài cản trở tới sự chuyển động của nước từ lớp bên trong ra bề mặt ngoài Nhưng với nhiệt độ làm khô quá thấp, dưới giới hạn cho phép thì quá trình làm khô sẽ chậm lại dẫn đến sự thối rữa, hủy hoại nguyên liệu Nhiệt độ sấy thích hợp được xác định phụ thuộc vào độ dày bán thành phẩm, kết cấu tổ chức của thịt quả và đối với các nhân tố khác Khi sấy ở những nhiệt độ khác nhau thì nguyên liệu có những biến đổi khác nhau ví dụ: nhiệt độ sản phẩm trong quá trình sấy cao hơn 600 Ο C thì protein bị biến tính, nếu trên 900 Ο C thì fructaza bắt đầu caramen hóa các phản ứng tạo ra melanoidin tạo polyme cao phân tử chứa N và không chứa N, có màu và mùi thơm xảy ra mạnh mẽ Nếu nhiệt độ cao hơn nữa thì nguyên liệu có thể bị cháy làm mất giá trị dinh dưỡng và mất giá trị cảm quan của sản phẩm SVTH: Nguyễn Thị Thu Hà 9 Khoa: CN Hóa Đồ án: Sấ án: Sấy thùngy thùng quay CuO GVHD: PGS.Nguyễn Thế Hn Thế Hữu Hữuu Quá trình làm khô tiến triển, sự cân bằng của khuếch tán nội và khuếch tán ngoại bị phá vỡ, tốc độ khuếch tán ngoại lớn nhưng tốc độ khuếch tán nội thì chậm lại dẫn đến hiện tượng tạo vỏ cứng ảnh hưởng đến quá trình làm khô b.Ảnh hưởng của tốc độ chuyển động không khí Tốc độ chuyển động của không khí có ảnh hưởng lớn đến quá trình sấy, tốc độ gió quá lớn hoặc quá nhỏ đều không có lợi cho quá trình sấy Vì tốc độ chuyển động của không khí quá lớn khó giữ nhiệt lượng trên nguyên liệu để cân bằng quá tŕnh sấy, còn tốc độ quá nhỏ sẽ làm cho quá trình sấy chậm lại Vì vậy, cần phải có một tốc độ gió thích hợp, nhất là giai đoạn đầu của quá trình làm khô Hướng gió cũng ảnh hưởng rất lớn đến quá tŕnh làm khô, khi hướng gió song song với bề mặt nguyên liệu thì tốc độ làm khô rất nhanh Nếu hướng gió thổi tới nguyên liệu với góc 45oC thì tốc độ làm khô tương đối chậm, còn thổi thẳng vuông góc với nguyên liệu thì tốc độ làm khô rất chậm c Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối của không khí Độ ẩm tương đối của không khí cũng là nhân tố ảnh hưởng quyết định đến quá trình làm khô, độ ẩm của không khí càng lớn quá trình làm khô sẽ chậm lại Các nhà bác học Liên Xô và các nước khác đã chứng minh rằng: độ ẩm tương đối của không khí lớn hơn 65% thì quá trình sấy sẽ chậm lại rõ rệt, còn độ ẩm tương đối của không khí khoảng 80% trở lên thì quá trình làm khô sẽ dừng lại và bắt đầu xảy ra hiện tượng ngược lại, tức là nguyên liệu sẽ hút ẩm trở lại Để cân bằng ẩm, khuếch tán nội phù hợp với khuếch tán ngoại và tránh hiện tượng tạo màng cứng, người ta áp dụng phương pháp làm khô gián đoạn tức là vừa sấy vừa ủ SVTH: Nguyễn Thị Thu Hà 10 Khoa: CN Hóa ... Thu Hà Đồ án: Sấ án: Sấy thùngy thùng quay CuO GVHD: PGS.Nguyễn Thế Hn Thế Hữu Hữuu e Dựa vào cấu tạo thiết bị - Thiết bị sấy buồng - Thiết bị sấy hầm - Thiết bị sấy tháp - Thiết bị sấy phun... Hóa Đồ án: Sấ án: Sấy thùngy thùng quay CuO GVHD: PGS.Nguyễn Thế Hn Thế Hữu Hữuu 1.4 Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống sấy thùng quay 4.1.1 Sơ đồ cơng nghệ Hình 2:Máy sấy thùng quay 1.Thùngquay... Đồ án: Sấ án: Sấy thùngy thùng quay CuO GVHD: PGS.Nguyễn Thế Hn Thế Hữu Hữuu Hình 1: Máy sấy thùng quay trình sản xuất thực tế Cấu tạo máy sấy thùng quay gồm phần chính: - Buồng đốt - Thùng