MÁY SẤY ĐỨNG (EVA) GVHD : HOÀNG TRUNG NGÔN.
Trường Đại Học Bách Khoa CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Thành Phố Hồ Chí Minh. Độc lập – Tự do – Hạnh phúc .
Khoa :Công Nghệ Vật Liệu.
Bộ Môn :Silicat.
ĐỒ ÁN
Môn học : THIẾT BỊ NHIỆT .
mã số :
Họ và tên sinh viên :
1. PHẠM QUANG THÀNH .
MSSV: VSI072.
2. NGUYỄN KHẢ THỊNH .
MSSV: VSI075.
Lớp : SI01VLXD.
1.
Đầu đề đồ án : THIẾT KẾ MÁY SẤY ĐỨNG (EVA) .
2.
Nhiệm vụ (nội dung yêu cầu và số liệu ban đầu) .
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
3.
Nội dung các phần thuyết minh và tính toán
SVTH : PHAM QUANG THÀNH , NGUYỄN KHẢ THỊNH 1
MÁY SẤY ĐỨNG (EVA) GVHD : HOÀNG TRUNG NGÔN.
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
4.
Các bản vẽ yêu cầu .
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………… …….
5.

hơi nước ,buồng đốt kênh dẫn nhiệt , các thiết bò hoàn nhiệt …Chúng là những
thiết bò phức tạp làm việc gắn bó với nhau và quá trình xảy ra bên trong hết sức
phức tạp .
Trong quá trình gia công vật liệu xây dựng thiết bò nhiệt có hai mặt liên quan
chặt chẽ với nhau : kỹ thuật nhiệt và công ngệ thực hiện .
SVTH : PHAM QUANG THÀNH , NGUYỄN KHẢ THỊNH 3
MÁY SẤY ĐỨNG (EVA) GVHD : HOÀNG TRUNG NGÔN.
Nhiệm vụ của gia công nhiệt là rất khác nhau : đốt nóng sản phẩm tạo điều
kiện cho quá trình khác (mất nước lý học ,nhiệt phân các khoáng ,làm biến đổi
cấu trúc vật nung ,nấu chảy ,… .
Về mặt năng lượng thì rất đa dạng ,ngoài những vật liệu cổ chuyền than
,củi ,dầu thì người ta còn sử dụng những nguồn năng lượng mới ,điện năng ,năng
lượng mặt trời ,sóng hồng ngo …
Phân lo thiết bò nhiệt :
-
phân loại theo đặc điểm quá trình sản xuất .
Thiết bò sấy :là những thiết bò trong đó nhiệt độ làm khô vật liệu không quá
500
oc
.Sấy làm mất đi một phần hay toàn bộ lượng nươc vật lý có trong vật liệu
tuỳ thuộc thời gian và chế độ sấy.
Trong quá trình này , tính chất vật lý của vật liệu thay đổi nhưng bản chất
nguồn gốc thiên nhiên và thành phần khoáng hoá vẫn giữ nguyên .
Thiết bò nung : đây là những thiết bò làm viêc ở nhiệt độ cao >1000
oc
.Ở
nhiệt độ này các quá trình hoá lý sảy ra ở bên trong vật liệu làm thay đổi hẳn
bản chất của nó so với ban đầu ,tuỳ theo chế độ nung và nhiệt độ mà tạo thành
các vật liệu khác nhau .(gạch ,thuỷ tinh ,xi măng ,bông khoáng … ).Nhiệt độ của
khí lò thường lớn hơn nhiệt độ của vật liệu nung nhằm thực hiện quá trình trao

Nung xi măng 1400 – 1500
o
C
.
Dưỡng hộ bê tông bằng hơi nước 60 – 200
o
C
.
Tuỳ theo khoảng nhiệt độ mà ta chọn vật liệu bao che ,chọn kết cấu để bảo
đảm công nghệ và tuổi thọ của thiết bò nhiệt .
II. TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ Ø SẤY .
1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH SẤY.
1)
NƯỚC TRONG VẬT LIỆU SẤY .
theo khía cạnh sấy làm khô vật liệu thì lượng nứơc có trong vật liệu được phân
tích và chia ra như sau :
- nước liên kết hoá học (nước khoáng vật ).làm lên tinh thể khoáng chất ,
không mất đi trong quá trình sấy lên không gọi là độ ẩm của vật liệu .
- Nước hấp thụ gồm nước liên kết hoá – lý mạnh và yếu .Hàm lượng nước
này phụ thuộc vào những điều kiện bên trong và bên ngoài của vật
liệu ,một phần nước sẽ bò mất đi hoặc toàn bộ tuỳ theo mức độ sấy khô .
- Nước cơ học gồm nước mao quản và nước trọng lực .Chúng được giữ trong
vật liệu bởi những lực tương yếu (lực mao dẫn ) hoăc yếu hơn (lực thấm
ướt ) vì vậy nược có thể tách ra khỏi vật liệu mà không cần tới sự tác động
của nhiệt độ .
SVTH : PHAM QUANG THÀNH , NGUYỄN KHẢ THỊNH 5
MÁY SẤY ĐỨNG (EVA) GVHD : HOÀNG TRUNG NGÔN.
2)
ĐỘ ẨM CỦA VẬT LIỆU .
Độ ẩm của vật liệu giảm do mất nước trong quá trình sấy .Ngày nay trong kỹ

o
−
=⇒
Độ ẩm tương đối :

%100
0
×
+
=
WG
W
w

%
100
.100
0
0
w
w
w
+
=⇒
suy ra độ ẩm tương đối của vật liệu bao giờ cũng nhỏ hơn 100 % còn độ ẩm
tệt đối là độ ẩm bất kỳ .
khi sấy vật liệu trong môi trường không đổi (T = const ,
ϕ
= const ) ,sự bốc
ẩm chỉ tiếp diễn cho đến khi áp suất riêng phần của hơi nước trên bề mặt vật sấy

SVTH : PHAM QUANG THÀNH , NGUYỄN KHẢ THỊNH 7
MÁY SẤY ĐỨNG (EVA) GVHD : HOÀNG TRUNG NGÔN.
Thông thường vật liệu được sáy đối lưu ,chất tỉa nhiệt thông thường là khói lò và
khí đốt nóng (hàm ẩm của khói lò cao hơn khí đốt nóng ,vì vậy trong quá trình
sấy ta cần quan tâm tới các thông số của khí sấy .
- nhiệt độ t = ( o C ) .
- độ ẩm tương đối
ϕ
= ( % ) .
- hàm ẩm d = ( g / kg .K.K.K ).
- Hàm nhiệt I = (kCal / kg.K.K.K ) .
Các thông số trên được xác đònh theo biểu đồ I – d .
SVTH : PHAM QUANG THÀNH , NGUYỄN KHẢ THỊNH 8
MÁY SẤY ĐỨNG (EVA) GVHD : HOÀNG TRUNG NGÔN.
Trong quá trình sấy sự biến đổi của khí sấy sẽ gây ra các hiện tượng :
- áp suất riêng phần hơi nước và hàm ẩm tăng do nước bốc hơi .
SVTH : PHAM QUANG THÀNH , NGUYỄN KHẢ THỊNH 9
MÁY SẤY ĐỨNG (EVA) GVHD : HOÀNG TRUNG NGÔN.
- khí sấy nguội đi vì năng lượng để nhiệt hoá nước thành hơi lấy từ khí sấy .
- khối khí sấy tiếp nhận hơi nước nếu đạt tới độ bão hoà thì nhiệt độ khí sấy
sẽ nguội đến nhiệt độ tới hạn đó gọi là nhiệt độ nhiệt kế ướt ) .
khí sấy càng ẩm thì trọng lượng thể tích của nó càng giảm vì ở một áp suất tổng
cộng không đổi ,nếu áp suất riêng phần cùa hơi nước tăng lên thì áp suất riêng
phần của khí khô càng phải giảm đi .Khí ẩm nhẹ hơn khí khô ở cùng 1 áp suất
( nước = 18 , kk = 29,3 ) .
để tránh ngưng tụ nước khi khí bão hoà ta chỉ cho khí sấy đạt tới độ ẩm
ϕ
= 80 –
90 % .
Để tính lượng không khí khô đi ra và đi vào ta có thể dựa vào bảng (thể tích

3,57
3,57
3,57
0,794
0,827
0,865
0,911
0,97
1,05
1,17
1,38
1,79
2,88
10,90
11,50
12
0,793
0,826
0,863
0,907
0,962
1,04
1,15
1,32
1,65
2,44
5,45
5,72
6,01
0,793

0,996
1,07
1,17
1,43
1,63
2,17
2,28
2,40
0,791
0,882
0,855
,0895
0,933
0,983
1,05
1,13
1,26
1,47
1,81
1,90
2,00
0,791
0,821
0,952
0,887
0,925
0,97
1,02
1,09
1,19

MÁY SẤY ĐỨNG (EVA) GVHD : HOÀNG TRUNG NGÔN.
- trong khoảng thời gian
o
τ
rất ngắn lượng ẩm giảm chậm theo đoạn AB
.Trong thời gian này nhiệt độ bề mặt vật liệu nhanh chóng đạt tới nhiệt độ xác
đònh bằng nhiệt độ nhiệt kế ướt và kkk không tăng lên nữa kéo dài cho hết đoạn
1
τ
sau này (B’C’) .
- sau khi độ ẩm giảm đến điểm B .Vật sấy tiếp tục mất nước cho đến giá 1trò
tại C .Ở giai đoạn này đường giảm độ ẩm là một đường thẳng (độ ẩm tại giá
trò C bằng chính độ ẩm hút tới hạn ).
- Tiếp đến là đoạn
2
τ
độ ẩm của vật liệu giảm theo đường cm cho tới khi đạt
được độ ẩm cân bằng .Từ điểm M trở đi đường cong độ ẩm chạy song song
với trục hoành .
- Đường tốc độ sấy ở giai đoạn
o
τ
là OB’’ và của giai đoạn
1
τ
là B’’C’’ chạy
song song với trục hoành .Tiếp theo là đoạn tốc độ sấy giảm C’’M’’ , điểm
M’’ cắt trục hoành cho ta thấy rằng tốc độ sấy bằng không .Cùng với đoạn
SVTH : PHAM QUANG THÀNH , NGUYỄN KHẢ THỊNH 12
MÁY SẤY ĐỨNG (EVA) GVHD : HOÀNG TRUNG NGÔN.

co ngót
o
τ
và thời kỳ không co ngót
2
τ
.Thời kỳ co ngót là thời kỳ nguy hiểm
vì vậy chế độ sấy càng dòu thì ứng suất co ngót tháp ít gay tác hại
- Thời lượng của giai đoạn co ngót phụ thuộc chủ yếu vào sự khuyếch tán ẩm
từ bề mặt vật sấy vào môi trường xung quanh .Nếu hàm ẩm ban đầu của vật
liệu lớn hơn hàm ẩm tới hạn thì áp suất riêng phần của hơi nước trên bề mặt
vật liệu không phụ thuộc vào hàm ẩm đó và bằng áp suất riêng phần bão
hoà của hơi nước trên mặt thoáng tự do ở nhiệt độ tương ứng .Lúc này dòng
ẩm từ bên trong vật liệu chạy tới là nước lỏng , toàn bộ lượng nhiệt mà khí
sấy cung cấp được tiêu tốn chỉ để bốc hơi lượng nước đó cho lên nhiệt độ sấy
không tăng và tốc độ sấy không đổi .
- Ngay sau khi áp suất riêng phần của hơi nước trên bề mặt vật liệu nhỏ hơn áp
suất riêng phần bão hoà ,tức là núc độ ảm vật liệu nhỏ hơn độ ẩm hút , tốc độ
sấy bắt đ0ầu giảm , nhiệt độ vật sấy tăng vì nhiệt cung cấp bây giờ không chỉ
cho bốc hơi nước mà còn đốt nóng sản phẩm .
b) . Sự giãn nở biểu kiến trong quá trình sấy .
trong quá trình sấy có sự nở nhỏ của vật liệu khô tại thời điểm hơi nước bắt
đầu bò loại bỏ (cao lanh ) . Có sự nở này là do sử suy giảm cảu sức căng bề mặt
vốn rất lớn khi nước còn đầy trong các lỗ trống (mao dẫn ) trong mẫu sấy . Trong
SVTH : PHAM QUANG THÀNH , NGUYỄN KHẢ THỊNH 13
MÁY SẤY ĐỨNG (EVA) GVHD : HOÀNG TRUNG NGÔN.
quá trình sấy khô nước trong các ống mao dẫn bay hơi và nhường chỗ cho không
khí tràn vào là cho lực ép giảm đi . Lực ép này chính là lực ép giữ cho các phân
tử nước trong mẫu sấy gần với nhau , khi lực ép này giảm đi thì làm cho sản
phẩm giãn nở ra 1 ít .

.
l
1
,l
2
:là độ dài ban đầu và cuối của vật sấy .
w
1
w
2
: là độ ẩm ban đầu và cuối của vật sấy .
hệ số co ngót
α
phụ thuộc vào chế độ sấy .Cường độ co ngót ở những độ ẩm
ban đầu lớn hơn nhiều so với những độ ẩm sau .
tính co ngót của sản phẩm nhất là sản phẩm dày , là một trong những nguyên
nhân gây khó khăn trong công nghệ tạo hình và cản trở việc sấy nhanh của sản
phẩm , sự co ngót và độ ẩm không đồng đều trong toàn bộ thể tích vật sấy khi
sấy .
SVTH : PHAM QUANG THÀNH , NGUYỄN KHẢ THỊNH 14
q
L
1
L
2
q
2R
R
AL L
tb

)2(
3
1
bmT
UUU +−=
−
.
- hiệu gradien của hàm ẩm bề mặt
bm
U )(∆
:
-
bm
U )(∆
=
)(2.
2
) (3
2
.
bmTbm
UU
S
UU
S
−=−
−
(kg/kg .m).
2x/ S : là khoảng cách tương đối tính từ bề mặt trung bình của tấm .
Đối với tấm được đốt nóng từ hai phía ,kích thùc R= S/2 .Tấm đốt nóng từ

))1((
1
1
ttt
tbcbm
ϕ
ϕ
−−=
.
- gradien nhiệt độ bề mặt .
)(
2
1
tt
tbcbm
+−=∆
ϕ
.
- nhiệt độ trung bình theo thể tích cấu kiện .
ϕ
)(
3
1
1
1
tt
tt
tbc
−
+=

tác động của nhiệt độ , đồng thời vẫn xảy ra hiện tượng co ngót trong suốt quá
trình sấy . đất séùt co ở giai đoạn đầu sấy , khi đạt đến hàm ä ẩm tương ứng với
thời kỳ cuối cuả co ( U
c
= 0,1 – 0,15 ) các kích thước của cấu kiện ổn đònh .
Độ co tỷ lệ với sự thay đổi hàm ẩm và có thể biểu diễn bằng phương trình :

)(
21021
−−
−=−=∆ UUllll
u
α
.
U
α
: hệ số co ngót theo chiều dài (0.48 – 0,7 ) .
SVTH : PHAM QUANG THÀNH , NGUYỄN KHẢ THỊNH 16
MÁY SẤY ĐỨNG (EVA) GVHD : HOÀNG TRUNG NGÔN.
Độ Co Tương Đối :

−
−
−
+
−
=
−
=
∆

−
=
.
Hệ Số K
n
được ứng dụng để xác đònh vận tốc sấy các cấu kiện đã tạo hình .
f) Xác đònh thông số chế độ sấy:
Sự biến đổi của hàm ẩm cấu kiện theo các giai đoạn 1, 2 và 3 có thể tính theo
công thức sau:
0
U
U
= e
-K
Trong đó: K
1
:K
2
:K
3
–hệ số sấy ở các giai đoan, 2 ,3.l/h
1
τ
∆
;
2
τ
∆
;
3

Biểu đồ xác đònh hệ số A

Đối với các cấu kiện ép bán khô hình dáng đơn giản (tấm ốp lát)khi 30
0
<
t∆
<140
0
C

3,15,0
1
TV
R
B
K
V
∆=TKK ∆=
12
0194,0

44,0
0
=
U
U
thl

2
,
1
TT ∆∆
thế năng sấy ở đầu và cuối đoạn ,
0
C:
Cũng có thể nhận gần đúng giá trò đó :
2
21
TT
T
th
∆+∆
=∆
Khi sét chế độ sấy cho các cấu kòên từ nguồn nguyên liệu mới,cần tính các
thông số chế dộ sấy theo đường cong giới hạn sấy an toàn của lò sấy thí nghiệm .
Cách làm như sau:
Theo các tính chất của phối liệu phù hợp với phương pháp tạo hình và hình
dáng kích thước của cấu kiện,tính đường cong giới hạn sấy an toàn theo các công
thức trên.
Đối với cấu kiện tạo hình dẻo dùng cho đoạn sấy còn co ở lóp bề mặt theo hệ
số (K1)
th
đã biết ,biết vận tốc chất tải nhiệt,tính theo công thức v.128 giá trò trung
bình
1
T∆
.theo giá trò a’ đã chọn và nhiệt độ nhiệt kễ ẩm T
n

-Không khí ban đầu được đặc trưng bởi các thông số t
kk
,d
bd
,I
kk
,và
ϕ
.
-Quá trình đốt nóng (thực hiện trong thiết bò đốt nóng ,trong vùng làm nguội
của thiết bò nung ) không làm thay đổi hơi ẩm ban dầu của khí ,tác nhân sấy
trước khi đưa vào lò được đăc trưng bởi các thông số sau : Tbd, Dbd ,
ϕ
bd.Ibd.
Trong hình (v9),quá trình sấy lý thuyết (đường BC)nhiệt chỉ chi cho quá trình
bốc hơi ẩm không tính đến lượng nhiệt cần thiết để đốt nóng hơi ẩm .thiết bò vận
chuyển và thất thoát ra bên ngoài .
Chi phí không khí nóng cho quá trình sấy lý thuyết :
L
lt
=
DbdD
n
−2
1000
(kg KKK/h)
Quá trình sấy thực tế sẩy ra với sự giảm hàm nhiệt của khí nóng theo
đường BE . Muốn tìm điểm E cần phải biết lượng nhiệt thay đổi của không khí
nóng ở cuối quá trình sấy .
E là điểm cắt của đường BD với đường có thông số nhiệt độ ở cuối quá

tường chao đổi nhiệt với hệ số trao đổi nhiệt :K=1
÷
2,3W/m2độ.
Itt=
llt
Qtt
(kj/kgk3)
Từ điểm theo hướng đi xuống đặt đoạn Itttheo đúng tỷ ;ệ của biểu đồ I-dta
đươc điểm D,BD chỉ đường sấy thực tế có tính tới tổn thất nhiệt theo T2 hoăc
ϕ
2
ta tìm đươc E.
Chính E là điểm kết thúc quá trình sấy thực tế Itt theo Dtt=De.
b)

Sấy có lưu hoàn không khí đã sử dụng
.
Phương án này ứng dụng cho chế độ sấy dòu các cấu kiện và vật liệu với
nhiệt dộ sấy thấp , hàm ẩm lớn.
Trên (hình vẽ ) ,cứ 1kg khí mới đưa vào hầm sấy ,thì có n kg không khí đã
sấy lưu hoàn ở chu kỳ trước. Như vậy tác nhân sấy đi qua thiết bò sấy sẽ là
(1+n)kg. Ở đây n là tỷ lệ giữa đã sử dụng ở vòng khí trướcvới lượng khí mới đua
vào .
Trên biểu I-D quá trình sấy được thể hiện như sau :không khí có trạng thái
ban đấuA(t
KK
,
ϕ
).kết thúc quá trình sấy lý thuyết C(tKK,
ϕ

Trong đó : dkt là hàm ẩm ở cuối quá trình sấy thực tế .
Hỗn hợp khí đưa vào hầm sấy để ;làm bay hơi n kg ẩm là :
L
hh
==
dkkdkt
n
−
1000
(kgk3/h)
Chi phí nhiệt là :
Q=L
kk
(I
bd
– I
kk
)-4,2Tvl (kj/h)
Số lần lưu hoàn khí :
N=
DC
DD
dhhdc
dkkdhh '''
=
−
−
Nếu giá trò n càng lớn thì hốn hợp có nhiệt độ càng thấp khi bất dầu vào
hầm sấy và càng có hàm ẩm cao .
Chi phí hốn hợp khí cho 1 kg ẩm bay hơi :

ϕ
100%
MÁY SẤY ĐỨNG (EVA) GVHD : HOÀNG TRUNG NGÔN.
LƯợng khí lưu hoàn cần cho 1kg ẩm bay hơi.
Lc = L
B’
-L=nL
c)
Sấy bằng khói lò với lưu hoàn khí thải
Trường hợp này tương tự như trường hợp sấy bằng khói lò đã nêu ở trên
đây chỉ khác một chút là một phần khí sau khi đi qua hầm sấy lại được đưa
vào buồng hoà trộn .trên hình vc11a, nlh là lươ8ng5 khí được lưu hoàn trở lại
buồng hoà trộn (3).Trên biểu đồ I-D xây dựng phương án này như sau (hình v12 )
1. Cho điểm đầu A và điểm cuối C của quá trình sấy thực tế C (t2,
ϕ
2).
2. Từ C đi lên đặt C’=
MiL.
∆
M
i
: là tỷ lệ biểu đồ I-D theo I,kj/kg mm hoặc C’=
m
CD∆
, mà ở đây m
làhệ số quy đổi theo hàm ẩm d của biểu đồ.
3. Từ C kẻ Ic=const gặp đường Dkk=const tử A tại F
4. Từ C kẻ I=const gặp dkk từ A tại b1.
5. Nối F với C thành một đường thẳng .
6. B là trạng thái của khói lò khi ra khỏi buồng đốt.

DD −
2
1000
, (*kg/kg)
Lượng khí hồi lưu trở lại qua hầm sấy ở trạng thái điểm B(khói lò và b khí
đã hoà trộn ).
L
b
=
b
DD
−
2
1000
, kg/kg.
Lượng khí đã lưu hoàn ở trạng thái điểm C:
L
lh
=L
b
– L
m
=
b
DD
−
2
1000
-
m

L
L
−
−
==
2
SVTH : PHAM QUANG THÀNH , NGUYỄN KHẢ THỊNH 24
MÁY SẤY ĐỨNG (EVA) GVHD : HOÀNG TRUNG NGÔN.
Nếu tìm được tổng hốn hợp khí Lm từ các khí ở điểm B và không khí điểm
A thì ta tính được các giá trò sau :
L
m
=Lb-La=La(nb’+1).
L
a
=
mb
m
L
nb
nb
L
nb
L
1'
'
,
1' −
=
+

bd
0