Download miễn phí Đồ án Thiết kế hệ thống sấy buồng để sấy gỗ với năng suất 40m3



CHƯƠNG III. TÍNH CHỌN CALORIFER VÀ LÒ HƠI
3.1. Tính chọn calorifer.
Trong kỹ thuật sấy người ta thường sử dụng hai loại calorifer để đốt nóng không khí: calorifer khí – hơi và calorifer khí – khói. Đối với hệ thống sấy buồng người ta sử dụng calorifer khí – hơi. Trong đồ án này tôi cũng chọn calorifer khí hơi.
Calorifer khí – hơi là thiết bị trao đổi nhiệt có cấu tạo gồm các bộ phận: vỏ kim loại bọc ngoài thiết bị, giàn ống có cánh, mặt bích. Trong ống là hơi bão hoà ngưng tụ ngoài ống là không khí chuyển động. Do đó hệ số trao đổi nhiệt khi ngưng của hơi nước αn rất lớn so với hệ số trao đổi nhiệt đối lưu giữa mặt ngoài ống với không khí αk. Theo lý thuyết nhiệt, phía không khí thường được làm cánh để tăng cường truyền nhiệt. Như vậy calorifer khí – hơi trong kỹ thuật sấy thường là loại ống cánh có vách.
Phương pháp truyền nhiệt của calorifer khí – hơi gồm hai phương pháp cơ bản sau: truyền nhiệt dẫn nhiệt, truyền nhiệt đối lưu. Trong thiết bị này chế độ làm việc của bộ trao đổi nhiệt là truyền nhiệt cưỡng bức. Không khí chuyển động cưỡng bức qua chùm ống và nhận nhiệt mang vào buồng sấy. Cấu tạo của ống có cánh phải đảm bảo cho không khí thổi qua tiếp xúc được với diện tích bề mặt là lớn nhất.
• Chọn vật liệu:
Vật liệu chế tạo thiết bị gồm: giàn ống có cánh làm bằng thép, cánh làm bằng đồng. Do phải làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao và áp lực lớn cho nên ống làm bằng thép, cánh làm bằng đồng phải thoả mãn những yêu cầu đặc biệt sau:
- Thiết bị làm việc trong điều kiện chịu nóng tốt.
- Không bị oxi hoá dưới tác dụng của oxy trong không khí nhiệt độ cao.
- Độ bền cơ học cao, không biến dạng, các kích thước phải cố định.
- Dễ gia công, chế tạo.
Do đó khi lựa chọn vật liệu chế tạo phải hợp lý với yêu cầu của bộ trao đổi nhiệt. Về đặc điểm cấu tạo phải phù hợp với khả năng làm việc của một số vật liệu thông dụng trong công nghiệp.
• Xác định diện tích bề mặt trao đổi nhiệt của calorifer:
Tính calorifer là tính bề mặt trao đổi nhiệt cần thiết sau đó là chọn hay thiết kế một calorifer đáp ứng đủ diện tích bề mặt trao đổi nhiệt. Để xác định bề mặt truyền nhiệt của calorifer, chúng ta phải tính các thông số cơ bản gồm hệ số nhiệt độ trung bình Δt và hệ số truyền nhiệt k. Kết quả tính calorifer còn là cơ sở để chúng ta tính năng suất hơi cần thiết khi dùng hơi nước làm chất tải nhiệt.
Calorifer mà chúng ta tính ở đây là calorifer khí – hơi thường làm bằng giàn ống có cánh nên mục đích tính toán ở đây là: tính lưu lượng hơi qua calorifer (G), diện tích trao đổi nhiệt (F), cách bố trí giàn ống calorifer, sau đó xác định kích thước của calorifer. Cho nên tính toán calorifer nói chung và của calorifer khi – hơi nói riêng là tính toán bề mặt truyền nhiệt (F) cần thiết khi biết lưu lượng và nhiệt độ vào và ra của không khí.
Do nhiệt lượng tiêu hao ở giai đoạn 1 là lớn hơn nhất do đó khi tính toán bề mặt truyền nhiệt các số liệu sẽ lấy ở giai đoạn 1: Nhiệt độ không khí vào calorifer t1 ta chọn bằng nhiệt độ môi trường t1 = 25oC. Nhiệt độ ra của không khí t2 cũng chính là nhiệt độ của tác nhân sấy vào thiết bị sấy. Xác định theo yêu cầu công nghệ ta chọn nhiệt độ t2 = 50oC. Hơi dùng cho bộ trao đổi nhiệt khi vào ống ở áp suất p=4 at, có nhiệt độ tn=143oC. Cấu tạo và cách bố trí ống hình 3.1.
 


http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2013-02-20-do_an_thiet_ke_he_thong_say_buong_de_say_go_voi_na.DwLSvpMOYC.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-3406/
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

hạ thấp độ ẩm của môi trường sấy xuống quá đáng so với quy định của chế độ sấy.
1.8.5. Các phương pháp sấy gỗ.
Cũng như các phương pháp sấy khác, đối với gỗ có các phương pháp sấy sau: Hong khô, sấy chân không, sấy ngưng tụ ẩm, sấy cao tần, sấy hơi nước quá nhiệt, sấy qui chuẩn, sấy bằng năng lượng mặt trời, sấy gỗ trong chất lỏng, sấy ly tâm.
CHƯƠNG II. TÍNH TOÁN NHIỆT HỆ THỐNG SẤY BUỒNG ĐỂ SẤY GỖ
Khi tính toán nhiệt một hệ thống sấy buồng ta có thể tiến hành theo các bước sau đây:
Căn cứ vào yêu cầu công nghệ, chúng ta phải quyết định chế độ sấy. chế độ sấy được hiểu chủ yếu là nhiệt độ vào của tác nhân sấy và thời gian sấy.
Tính khối lượng vật liệu sấy vào ra buồng sấy.
Tính lượng ẩm cần bốc hơi trong một giờ W (kg ẩm/h).
Xác định thông số tác nhân sấy trước và sau calorifer.
Xây dựng quá trình sấy lý thuyết mà nội dung cơ bản của nó là tính lượng không khí khô cần thiết Lo (kg kk/h).
Xác định kích thước cơ bản của buồng sấy.
Tính tất cả các tổn thất nhiệt có thể có.
Xây dựng quá trình sấy thực. Nhiệm vụ chủ yếu của phần này là tính lượng tác nhân sấy cần thiết L (kg kk/h) và nhiệt lượng Q (kJ/h) mà calorifer cần cung cấp.
2.1. Chọn chế độ sấy.
Do gỗ là loại vật liệu rất dễ cong vênh, nứt lẻ do đó ngoài nhiệm vụ làm khô gỗ thì ta phải chọn chế độ sấy làm sao cho gỗ không được cong vênh, nứt lẻ. Vì vậy phải đòi hỏi một chế độ sấy hết sức nghiêm ngặt với thời gian sấy khá dài. Dựa vào thực nghiệm ta chọn được chế độ sấy gỗ như sau:
Giai đoạn (1) t ăng nhiệt, phun ẩm:
+ Nhiệt độ tác nhân sấy: t1 = 50oC
+ Độ ẩm của gỗ: ω1 = 62%; ω2 = 60%
+ Thời gian sấy: τ = 16 h
Giai đoạn (2)
+ Nhiệt độ tác nhân sấy: t1 = 60oC
+ Độ ẩm của gỗ: ω1 = 60%; ω2 = 30%
+ Thời gian sấy: τ = 168 h
Giai đoạn (3)
+ Nhiệt độ tác nhân sấy: t1 = 70oC
+ Độ ẩm của gỗ: ω1 = 30%; ω2 = 10%
+ Thời gian sấy: τ = 120 h
Giai đoạn (4) xử lý ẩm và quạt nguội: τ = 16 h
2.2. Khối lượng vật liệu sấy ra vào mỗi giai đoạn.
Theo yêu cầu thiết kế năng suất đầu vào của hệ thống sấy lạnh là: 40m3/mẻ.
Ta có khối lượng riêng của gỗ khi đưa vào buồng ρ = 546 kg/m3.
Nếu gọi G1, G2, ω1, ω2 tương ứng là khối lượng và độ ẩm tương đối của vật liệu sấy đi vào và đi ra khỏi thiết bị sấy thì rõ ràng lượng ẩm đã bốc hơi trong thiết bị sấy bằng:
hay
hay
Trong đó và được viết theo giá trị thực.
Do khối lượng vật liệu khô tuyệt đối trước và sau quá trình sấy không đổi và bằng nhau nên ta có :
;kg
Ta có G11 = 546.40 = 21840 kg
- Giai đoạn (1)
kg
- giai đoạn (2)
G12 = G21= 20748kg
Giai đoạn (3)
G13 = G22 = 11856kg
2.3. Lượng ẩm cần bốc hơi.
Lượng ẩm cần bốc hơi trong cả quá trình là :
W = G1 - G2(kg)
Lượng ẩm cần bốc hơi trong một giờ:
; kg/h
Trong đó : τ là thời gian sấy
- Giai đoạn (1)
kg/h
- Giai đoạn (2)
- Giai đoạn (3)
2.4. Xác định các thông số ngoài trời.
Do địa điểm khảo sát cũng như để thiết kế hệ thống sấy ở Nam Định nên thông số không khí ngoài trời ta tra trong bảng. Nhưng để tiện trong quá trình tính toán ta lấy:
Nhiệt độ môi trường trung bình năm to = 250C.
Độ ẩm tương đối trung bình năm .
Như vậy điểm 0 có cặp thông số (t0;) ta dễ dàng xác định được lượng chứa ẩm do và entanpy Io trên đồ thị I-d. Các thông số này cũng có thể tính theo các công thức giải tích. Khi đó:
Lượng chứa ẩm d0:
Trong đó: : Độ ẩm tương đối ở điểm 0, = 85%
pb: Phân áp suất bão hòa;
B = 1at = 0,98 bar: Áp suất khí quyển.
Trong đó pb:
Thay số:
Vậy lượng chứa ẩm do
kgẩm/kgkk.
Nhiệt dung riêng dẫn suất:
Trong đó: Cpk, Cpa - tương ứng là nhiệt dung riêng của không khí khô và hơi nước. Lấy Cpk = 1,004kJ/kgK; Cpa = 1,842 kJ/kgK.
Thay số: .
Entanpy I0:
Trong đó: r = 2500 KJ/kgKK - nhiệt ẩn hóa hơi của nước
Do đó:
2.5. Xác định entanpy của tác nhân sấy trước quá trình sấy
Entanpy của tác nhân sấy trước quá trình sấy của từng giai đoạn I1 có thể được xác định bằng đồ thị I - d theo cặp thông số (d1; t1)trong đó d1 = d01, như vậy ta xác định được điểm 1. Các thông số còn lại của điểm 1 ta dễ dàng tìm được như ; I1. Do đây là quá trình đốt nóng được chọn theo thiết kế. Từ đó tìm được I1 hay có thể tính bằng giải tích.
Trong đó t1 đã chọn trước lần lượt bằng 50oC; 60oC; 70 oC
Thay số vào từng giai đoạn ta được
Giai đoạn (1):
I11= 1,004.50 + 0,0174(2500 +1,842.50) = 95,3 kJ/kg.
Giai đoạn (2):
I12= 1,004.60 + 0,0174(2500 +1,842.60) = 105,66 kJ/kg
Giai đoạn (2):
I13= 1,004.70 + 0,0174(2500 +1,842.70) = 116,024 kJ/kg
Chọn nhiệt độ tác nhân sấy sau quá trình sấy sao cho bé nhất để giảm tối thiểu tổn thất nhiệt do tác nhân sấy mang đi nhưng cũng phải hết sức quan tâm việc chọn t2 sao cho không được đọng sương. Theo kinh nghiệm chọn t2 = 310C; 330C; 350C
2.6. Xây dựng quá trình sấy lý thuyết
Xác định các thông số tác nhân sấy sau quá trình sấy lý thuyết
φ
Hình 2.1. Đồ thị I-d của quá trình sấy lý thuyết.
Trạng thái A là trạng thái không khí ngoài trời.
Trạng thái B là trạng thái đầu của quá trình sấy.
Trạng thái Co là trạng thái tác nhân sấy sau quá trình sấy lý thuyết.
Khi đã chọn được nhiệt độ t2 thì trạng thái tác nhân sấy sau quá trình sấy lý thuyết hoàn toàn xác định được nhờ cặp thông số ( t2; I2 = I1 ), trong đó I2 = I1. Khi điểm Co đã được xác định trên đồ thị I-d thì lượng chứa ẩm d2o và cũng hoàn toàn xác định được. Các đại lượng này cũng có thể xác định bằng giải tích:
Lượng chứa ẩm d2:
Trong đó:
Vì
r = 2500kJ/kgK ; Cpa = 1,842kJ/kgK
Thay số vào từng giai đoạn
Giai đoạn (1)
kg ẩm/kg kk
Giai đoạn (2)
kg ẩm/kg kk
Giai đoạn (3)
kg ẩm/kg kk
Như đã nói ở trên nhiệt độ t2 được chọn theo kinh nghiệm. Do đó, ta tính để kiểm tra xem tính hợp lý khi chọn t2.
Độ ẩm tương đối :
Trong đó: (4.11)
Thay số:
Giai đoạn (1)
Giai đoạn (2)
Giai đoạn (3)
Thay vào ta tính được độ ẩm tương đối:
- Giai đoạn (1)
- Giai đoạn (2)
- Giai đoạn (3)
Lượng không khí lý thuyết
Ta có lượng ẩm do 1kg không khí khô mang ra trong quá trình sấy là:
; kgẩm/kgkk
Như vậy, lượng không khí khô cần thiết để bốc hơi 1kg ẩm trong quá trình sấy là:
(kgkk/kgẩm)
Thay số:
Giai đoạn (1)
kgkk/kgẩm
l0 - gọi là lượng tiêu hao không khí riêng.
Vậy để tách W kg ẩm trong 1 giờ thì lượng không khí khô là:
Giai đoạn (2)
kg kk/kg ẩm
Vậy để tách W kg ẩm trong 1 giờ thì lượng không khí khô là:
Giai đoạn (3)
kg kk/kg ẩm
Vậy để tách W kg ẩm trong 1 giờ thì lượng không khí khô là:
2.7. Xác định các kích thước cơ bản của hệ thống sấy
Kích thước của buồng sấy phụ thuộc vào năng suất của buồng sấy và đặc điểm kích thước của vật liệu sấy.
Năng suất của buồng sấy là 40m3/mẻ, còn kích thước của gỗ đưa vào sấy có kích thước như sau:
Do gỗ sấy nhằm mục đích là tấm ván sàn nên kích thước đã được đặt sẵn với:
Chiều dài của thanh gỗ có kích thước lgỗ = 2000 mm.
Chiều dầy của thanh gỗ có kích thước là δgỗ = 37 mm.
Chiều rộng của thanh gỗ có kích thước là rgỗ = 100 mm.
Để cho khả năng vật liệu được chất cao thì ta không dùng xe goòng để đưa gỗ vào mà...

---