Nghiên cứu động học quá trình sấy tầng sôi thực hiện trên hạt đỗ xanh và hạt tơ hồng

Họ tên cán bộ hướng dẫn: PGS-TS Đỗ Ngọc Cử. Th.S Nguyễn Thị Niên. 4. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 5. Ngày hoàn thành đồ án: Ngày.....tháng.....năm 2006. Chủ nhiệm bộ môn Cán bộ hướng dẫn (Ký,ghi rõ họ,tên) (Ký, ghi rõ họ, tên) Sinh viên đã hoàn thành và nộp đồ án tốt nghiệp Ngày....tháng....năm 2006 Người duyệt (Ký, ghi rõ họ, tên) Mục lục Trang Nhiệm vụ đồ án môn học…………………………………..…………………1 Mục lục……………………………………………………………………….2 Mở đầu………………………………………………………………….…….4 Phần I: Tổng quan……………………………………………………….........5 I. Lý thuyết về sấy…..………………………………………………………5 1. Các dạng liên kết ẩm trong hạt………………………………………...5 2. Phân loại vật liệu sấy……………………………………………...……8 3. Cơ chế tách ẩm trong hạt……………………………………………….9 4. Đặc điểm diễn biến quá trình sấy……………………………………..10 5. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ sấy…………………………………13 II. Thuỷ động lực học quá trình tâng sôi………….………………………15 1. Cơ chế tạo lớp lỏng giả (tầng sôi)......…………………………………15 2. Các thông số của lớp sôi và phương pháp xác định…...........................18 Phần II: Phương pháp nghiên cứu……………………………………………26 I. Hệ thống thí nghiệm……………………………………………………26 1. Sơ đồ hệ thống thí nghiệm …………………………………………..26 2. Nguyên tắc làm việc của hệ thống…………………………………...28 3. Xác định độ ẩm và nhiệt độ của vật liệu……………………………..28 4. Xác định thông số của vật liệu sấy…………………………………..29 II. Tiến hành thực nghiệm và tính toán kết quả……………………...……31 1. Phương pháp tiến hành thí nghiệm…………………………………..31 2. Tính toán kết quả thí nghiệm thu được………………………………32 Phần III: Thực nghiệm và kết quả…………………………………………..35 I. Tính chất thuỷ lực của lớp hạt………………………………………….35 II. Kết quả thực nghiệm đối với quá trình sấy……………………………40 2.1.Kết quả thực nghiệm trong quá trình sấy tầng sôi…………………40 2.2.Tính toán nhiệt lượng quá trình sấy và so sánh…………………....75 Kết luận……………………………………………………………………139 Tài liệu tham khảo……………………………………………………...….141 Mở đầu Sấy là một quá trình rất phổ biến và rất quan trọng đối với nhiều ngành công nghiệp đăc biệt là các ngành công nghiệp hoá chất và thực phẩm; với mục đích bảo quản tốt vật liệu, giảm năng lượng tiêu tốn trong quá trình vận chuyển vật liệu hoặc để đảm bảo các thông số kỹ thuật kỹ thuật cho các quá trình gia công vật liệu tiếp theo. Quá trình này có thể tiến hành bay hơi tự nhiên bằng năng lượng tự nhiên như năng lượng mặt trời, năng lượng gió,… (gọi là quá trình phơi sấy tự nhiên). Dùng phương pháp này thì đỡ tốn nhiệt năng , nhưng không chủ động điều chỉnh được tốc độ quá trình theo yêu cầu kỹ thuật, năng suất thấp,..Bởi vậy trong các ngành công nghiệp người ta thường tiến hành quá trình sấy nhân tạo. Quá trình sấy là một quá trình chuyển khối có sự tham gia của pha rắn rất phức tạp vì nó bao gồm cả quá trình khuếch tán bên trong, bên ngoài vật liệu rắn đồng thời với quá trình truyền nhiệt. Đây là một quá trình nối tiếp, tốc độ của toàn bộ quá trình được quyết định bởi giai đoạn nào chậm nhất. Sấy tầng sôi là quá trình sấy đối lưu với lớp vật liệu ở trạng thái sôi (hay lỏng giả) với những ưu điểm như: bề mặt tiếp xúc pha rất lớn, vật liệu được khuấy trộn rất mãnh liệt nên cường độ sấy rất cao, sấy đồng đều; năng suất thiết bị cao, cấu tạo đơn giản, có thể cơ khí hoá và tự động hoá hoàn toàn. Tuy nhiên máy sấy tầng sôi có nhược điểm là khó khống chế chế độ làm việc ổn định, do vật liệu bị đảo trộn mạnh nên dễ vỡ vụn, tạo bụi, bào mòn thành thiết bị và tiêu tốn năng lượng lớn. Trong bản đồ án này ta sẽ nghiên cứu động học quá trình sấy tầng sôi với các mục sau: - Phần I: Tổng quan - Phần II: Phương pháp nghiên cứu - Phần III: Thực nghiệm và kết quả - Phần IV: Kết luận Phần 1 Tổng quan i. lý thuyết về sấy : Sấy là quả trình tách ẩm bằng cách cấp nhiệt cho vật liệu để ẩm bay hơi. Vật liệu sấy có thể ở dạng rắn ẩm ,bột nhão hoặc dung dịch. Như vậy muốn làm khô một vật ta phải tiến hành các biện pháp kỹ thuật sau : - Gia nhiệt cho vật để đưa nhiệt độ của vật lên đến nhiệt độ bão hoà ứng với phân áp suất hơi trên bề mặt vật. - Cấp nhiệt để làm bay hơi ẩm trong vật thể. - Vận chuyển hơi ẩm đã thoát ra khỏi vật thể vào môi trường. Trong quá trình sấy ẩm chất lỏng trong vật bay hơi,độ ẩm của nó giảm. Trạng thái của vật liệu ẩm được xác định thông qua độ ẩm và nhiệt độ của nó. Các vật liệu đem sấy thường có đặc tính chung là xốp. Vật xốp là các vật thể bên trong có chứa các khoang trống rỗng chứa khí và vật liệu sẽ hấp thụ ẩm thông qua các khoảng trống này. 1. Các dạng liên kết ẩm trong hạt : Nước trong vật liệu ẩm có thể chia làm 2 nhóm: nước tự do và nước liên kết. - Nước tự do nằm ở bề mặt vật liệu, có áp suất riêng bằng áp suất hơi nước bão hoà ứng với nhiệt độ hiện tại của vật liệu ẩm. Nước tự do nằm trong vật liệu ẩm là lượng nước tạo ra trên bề mặt của vật, hơi nước có áp suất riêng đạt giá trị bão hoà ở nhiệt độ hiện tại của vật ẩm. - Nước liên kết tạo ra trên vật ẩm , hơi nước tạo ra có áp suất nhỏ hơn áp suất bão hoà ứng với nhiệt độ hiện tại của vật ẩm. Do khả năng phản ứng hoá học và hoà tan mạnh các chất nên trong khối vật liệu ẩm không có nước nguyên chất mà ở dạng dung dịch. Muốn tách nước ra khỏi vật liệu ẩm thì cần có một năng lượng bằng hay lớn hơn năng lượng liên kết của nước với vật liệu ẩm. Khi nghiên cứu quá trình sấy một vấn đề quan trọng là phải xác định được các dạng tồn tại và các hình thức liên kết giữa ẩm với vật khô. Diễn biến quá trình sấy các vật ẩm sẽ bị chi phối bởi các dạng liên kết ẩm trong vật. Có nhiều cách phân loại các dạng liên kết ẩm trong đó cách phân loại của P.H.Rôbinde được sử dụng rộng rãi hơn vì nó nêu được bản chất hình thành các dạng liên kết ẩm khác nhau. Theo cách này, tất cả các dạng liên kết ẩm được chia thành 3 nhóm chính là: liên kết hoá học, liên kết hoá lý, liên kết cơ lý. 1.1. Liên kết hoá học Liên kết hoá học giữa ẩm và vật khô rất bền vững trong đó các phân tử nước đã trở thành một bộ phận trong thành phần của phân tử vật ẩm . Loại vật ẩm này chỉ có thể tách ra khi có phản ứng hoá học và thường phải nung vật đến nhiệt độ cao. Sau khi tách ẩm tính chất hoá lý của vật sẽ thay đổi. Ví dụ: Dưới tác dụng của nhiệt dộ cao se ảy ra quá trình phân huỷ: CuSO4.5H2O đ CuSO4 + 5 H2O Quá trình này người ta gọi là quá trình nung. Trong quá trình sấy ẩm liên kết hoá học không bị tách ra. Quá trình sấy yêu cầu giữ nguyên các tính chất hoá lý của hạt. 1.2. Liên kết hoá lý Liên kết hoá lý bao gồm 2 kiểu là liên kết hấp phụ và liên kết thẩm thấu. a, Liên kết hấp phụ: Trong các vật ẩm ta thường gặp các vật keo. Vật keo có cấu tạo dạng hạt. Bán kính tương đương của hạt từ 0,001 đến 0,1m . Do cấu tạo hạt nên vật keo có bề mặt bên trong rất lớn. Vì vậy nó có năng lượng bề mặt tự do đáng kể. Khi tiếp xúc với không khí ẩm hay trực tiếp với nước, ẩm sẽ xâm nhập vào vật theo các bề mặt tự do này tạo thành liên kết hấp phụ giữa nước và bề mặt. F = U – T.S (I.25) Trong đó: - F : Năng lượng tự do của phân tử - U : Nội năng - S : Entropi - T : Nhiệt độ tuyệt đối. Năng lượng tự do trên một đơn vị bề mặt giới hạn thì chính bằng sức căng bề mặt s b, Liên kết thẩm thấu: Liên kết thẩm thấu là liên kết mang tính cơ học của nước với vật liệu có tính keo xốp mao dẫn.Những vật liệu này có cấu trúc khung, nước thấm vào và nằm trong không gian các khung. Quá trình thẩm thấu không kèm theo hiện tượng toả nhiệt và không làm cho vật biến dạng. Về bản chất, ẩm thẩm thấu trong các tế bào không khác với nước bình thường và không chứa các chất hoà tan vì các chất hoà tan sẽ không thể khuếch tán vào trong tế bào cùng với nước. Khi lớp nước ở lớp bề mặt bay hơi thì áp suất hơi nước ở đó giảm xuống và nước ở bên trong sẽ thấm ra ngoài. Ngược lại, khi ta đặt vật thể vào trong nước thì nước sẽ thấm vào bên trong. 1.3. Liên kết cơ lý: Đây là dạng liên kết giữa nước và vật liệu được tạo thành do sức căng bề mặt của nước trong các mao dẫn hay trên bề mặt ngoài của vật. Liên kết cơ lý bao gồm : liên kết cấu trúc, liên kết mao dẫn và liên kết dính ướt. a, Liên kết cấu trúc: Liên kết cấu trúc là liên kết giữa nước và vật liệu hình thành trong quá trình hình thành vật. Ví dụ: Nước trong các tế bào động vật, do vật đông đặc khi nó có chứa sẵn nước... Để tách nước trong trường hợp liên kết cấu trúc ta có thể làm cho nước bay hơi, nén ép vật hoặc làm phá vỡ cấu trúc vật… Sauk hi tách nước vật bị biến dạng nhiều, có thể thay đổi tính chất hay thậm chí thay đổi cả trạng thái pha. b, liên kết mao dẫn: Nhiều vật ẩm có cấu tạo mao quản, ví dụ : gỗ, vải,… Trong các vật thể này có vô số các mao quản. Các vật thể này khi để trong nước, nước sẽ theo các mao quản xâm nhập vào vật thể. Khi vật thể này để trong môI trường không khí ẩm thì hơi nước sẽ ngưng tụ trên bề mặt mao dẫn và theo các mao quản xâm nhập vào vật thể. Muốn tách ẩm có liên kết mao dẫn ta cần cho ẩm bay hơi hoặc đẩy ẩm băng áp suất lớn hơn áp suất mao dẫn. Vật liệu sau khi tách ẩm nói chung vẫn giữ được kích thước, hình dáng và các tính chất hoá lý. c, Liên kết dính ướt : Liên kết dính ướt là liên kết do nước bám dính vào bề mặt vật, ẩm liên kết dính ướt dễ tách ra bằng các phương pháp cơ học như : lau, them, thổi, vắt ly tâm,… 2. Phân loại vật liệu sấy : Có nhiều cách phân loại vật liệu sấy . Cách phân loại được sử dụng nhiều trong kỹ thuật là cách phân loại dựa vào tính chất vật lý của vật thể của A.V.Lưcốp. Theo cách này thì các vật liệu sấy được chia làm 3 nhóm : vật xốp mao dẫn, vật keo và vật keo xốp mao dẫn. Sự phân loại này cũng chỉ mang ý nghĩa tương đối vì các vật sấy rất đa dạng, nhiều vẻ. Tuy nhiên sự phân loại này có ý nghĩa rất lớn khi khảo sát quá trình sấy và chỉnh lý các kết quả nghiên cứu để áp dụng cho những vật liệu và nhóm vật liệu khác nhau. a, Vật xốp mao dẫn : Những vật mà trong đó ẩm liên kết với vật liệu chủ yếu bằng mối liên kết mao dẫn được gọi là vật xốp mao dẫn. Chung có khả năng hút mọi chất lỏng dính ướt không phụ thuộc vào thành phần hoá học của chất lỏng. Các vật liệu xây dung, than củi, cát thạch anh,… là những ví dụ về vật xốp mao dẫn. Trong những vật này lực mao dẫn lớn hơn rất nhiều so với trọng lượng ẩm chứa trong vật và quyết định hoàn toàn sự lan truyền ẩm trong vật. Trong trường hợp trọng lượng ẩm cân bằng với lực mao dẫn hay nói cách khác trường trọng lực bàng thế mao dẫn thì những vật này gọi là vật xốp. Đặc điểm của những vật xốp mao dẫn là sau khi sấy khô nó trở nên giòn và có thể bị vỡ vụn thành bột. b, Vật keo : Vật keo là vật có tính dẻo do có cấu trúc hạt. Trong vật keo ẩm liên kết ở dạng hấp thụ và thẩm thấu. Ví dụ : keo động vật, vật liệu xenlulô, tinh bột, đất sét,… Các vật liệu keo có đặc điểm chung là khi sấy bị co ngót khá nhiều và vẫn giữ được tính chất dẻo. Để đơn giản công việc nghiên cứu và tính toán, trong kỹ thuật sấy người ta khảo sát các vật keo như là các vật giả xốp mao dẫn. Khi đó các vật keo được xem như là vật xốp mao dẫn có cấu trúc mao quản nhỏ. c, Vật keo xốp mao quản : Những vật thể mà trong đó tồn tại ẩm có trong cả vật keo và vật xốp mao dẫn thì được gọi là vật keo xốp mao dẫn. Các loại vật liệu này như gỗ, than bùn, các loại hạt và một số thực phẩm . Về cấu trúc các vật này thuộc về loại xốp mao dẫn nhưng về bản chất lại là các vật keo, có nghĩa là thành mao dẫn của chúng có tính dẻo, khi hút ẩm các mao quản trương lên, khi sấy khô thì co lại. Phần lớn các vật xốp mao dẫn khi sấy khô trở nên giòn ví dụ như : bánh mỳ, rau xanh,… 3. Cơ chế tách ẩm trong hạt : Trong quá trình sấy hạt, ẩm được chuyển từ trung tâm hạt ra bề mặt ngoài của hạt, từ bề mặt hạt, ẩm được bốc hơI vào môi trường sấy. Quá trình trên chỉ thực hiện được trong điều kiện áp suất hơi riêng phần của lớp hạt lớn hơn áp suất riêng phần của môi trường. Khi đó, bề mặt hạt sẽ khô đi và sẽ xuất hiện Građien ẩm giữa lõi và bề mặt của hạt, và gây nên sự chuyển dịch ẩm từ phần trung tâm hạt ra bề mặt hạt. Quá trình sấy có thể tăng cường bằng cách : Tăng áp suất hơi riêng phần của hạt. Giảm áp suất hơi riêng phần của môi trường. Đồng thời cả hai biện pháp trên. Nhưng đối với mỗi loại hạt tại một hàm ẩm nào đó ta chỉ có thể tăng nhiệt độ tới một nhiệt độ cho phép nhất định, gọi là nhiệt độ đốt nóng cho phép của hạt. Nếu vượt quá giới hạn đó sẽ gây ảnh hưởng xấu tới chất lượng làm giống hoặc làm lương thực của hạt như: làm giảm độ nảy mầm, tăng tỷ lệ bị rạn gẫy do nước bốc hơi trên bề mặt quá mạnh. Giảm áp suất hơi của môi trường bằng cách tăng cường đối lưu, tăng tốc độ của tác nhân sấy nhưng ta cũng chỉ tăng tốc độ của tác nhân sấy tới một trị số nhất định, nếu vượt quá chỉ số đó lượng không khí nóng, hoặc khói lò sẽ không tận dụng hết để làm khô hạt, hiệu suất sấy sẽ thấp. Không khí nóng hoặc hỗn hợp không khí nóng với khói lò làm nhiệm vụ chuyển nhiệt để đốt nóng và bôc hơi ẩm của hạt đồng thời làm nhiệm vụ chuyển hạt ra ngoài và chúng được gọi là tác nhân sấy. 4.Đặc điểm diễn biến của quá trình sấy : Nếu chế độ sấy tương đối dịu, tức là nhiệt độ và tốc độ chuyển động của không khí không lớn, đồng thời vật ẩm có độ ẩm tương đối cao, thì quá trình sấy sẽ xảy ra theo 3 giai đoạn : giai đoạn làm nóng vật, giai đoạn sấy tốc độ không đổi và giai đoạn sấy tốc độ giảm dần 4.1. Giai đoạn làm nóng vật (I) : Giai đoạn này bắt đầu từ khi đưa vật vào buồng sấy tiếp xúc với không khí nóng cho đến khi nhiệt độ vật đạt đến bằng nhiệt độ nhiệt kế ướt (tư). Trong quá trình này toàn bộ vật sấy đuợc gia nhiệt . ẩm lỏng trong vạt cũng được gia nhiệt đến khi đạt được nhiệt độ sôi ứng với phân áp suất hơi nước trong môi trường không khí trong buồng sấy (tư). Do được làm nóng nên độ ẩm của vật có giảm chút ít do bay hơi ẩm còn nhiệt độ của vật thì tăng dần từ nhiệt độ ban đầu đến khi bằng nhiệt độ nhiệt kế ướt. Tuy vậy sự tăng nhiệt độ trong quá trình sấy xảy ra không đồng đều ở phần ngoài và phần trong vật. Nhiệt độ,0C Thời gian sấy t,s I II III Độ ẩm,% t3 t2 t1 Thời gian t,s I II III Tốc độ sấy dw/dt,l/s t1 t2 t3 Thời gian sấy t,s I II III Vùng trong vật đạt tới tư chậm hơn. Đối với những vật dễ sấy thì giai đoạn làm nóng vật xảy ra rất nhanh. 4.2 Giai đoạn tôc độ sấy không đổi (II) : Kết thúc giai đoạn gia nhiệt, nhiệt độ vật bằng nhiệt độ nhiệt kế ướt (tư). Tiếp tục cung cấp nhiệt, ẩm trong vật sẽ hoá hơi còn nhiệt độ của vật giữ không đổi nên nhiệt lượng cung cấp chỉ làm hoá hơi nước. ẩm sẽ hoá hơi ở lớp vật liệu sát bề mặt vật, ẩm lỏng ở bên trong vật sẽ truyền ra ngoài bề mặt vật để hoá hơi. Do nhiệt độ không khí nóng không đổi nên chênh lệch nhiệt độ giữa vật và môi trường cũng không đổi. Do vậy tốc độ bay hơi ẩm của vật cũng không đổi. Điều này sẽ làm cho tốc độ giảm độ chứa ẩm của vật theo thời gian () không đổi, có nghĩa là tốc độ sấy không đổi : = const Trong giai đoạn sấy tốc độ không đổi, biến thiên của độ chứa ẩm theo thời gian là tuyến tính. Âm được thoát ra trong giai đoạn này là ẩm tự do. Khi độ ẩm của vật đạt đến trị số giới hạn : uk = ucbmax thì giai đoạn sấy tốc độ không đổi chấm dứt. Đồng thời cũng là chem. Dứt giai đoạn thoát ẩm tự do chuyển sang giai đoạn sấy tốc độ giảm. 4.3. Giai đoạn sấy tốc độ giảm dần (III): Kết thúc giai đoạn sấy tốc độ không đổi ẩm tự do đã bay hơi hết, ẩm còn lại là ẩm liên kết. Năng lượng để bay hơI ẩm liên kết lớn hơn so với ẩm tự do và càng tăng lên khi độ ẩm của vật càng nhỏ (ẩm liên kết càng chặt). Do vậy tốc độ bay hơi ẩm trong giai đoạn này nhỏ hơn giai đoạn sấy tốc độ không đổi có nghĩa là tốc độ sấy trong giai đoạn này càng giảm đi và càng giảm đi theo thời gian sấy. Quá trình sấy càng tiếp diễn, độ ẩm của vật càng giảm cho đến khi độ ẩm của vật giảm đến độ ẩm cân bằng ứng với điều kiện môi trường không khí ẩm trong buồng sấy (ucb , wcb ) thì quá trình thoát ẩm của vật ngừng lại có nghĩa là tốc độ sấy bằng không ( = 0). Trong giai đoạn sấy tốc độ giảm, nhiệt độ của vật sấy tăng lên lớn hơn nhiệt độ nhiệt kế ướt (tư). Nhiệt độ ở các lớp bên ngoài bề mặt tăng nhanh hơn còn càng sâu vào bên trong vật nhiệt độ tăng chậm do đó hình thành Građien nhiệt độ trong vật sấy. Khi độ ẩm của vật đã đạt đến độ ẩm cân bằng thì lúc này giữa vật sấy và môI trường có sự cân bằng nhiệt và ẩm. Có nghĩa là không có sự trao đổi nhiệt và chất giữa vật và môi trường (nhiệt độ cân bằng nhiệt độ môi trường, còn độ ẩm của vật là độ ẩm cân bằng). ở cuối quá trình sấy do tốc độ sấy nhỏ nên thời gian sấy kéo dài. Về lý thuyết để cho độ ẩm giảm đến độ ẩm cân bằng thì thời gian sấy t đ Ơ tức là đường cong f(t) tiệm cận với đường thẳng ucb = const. Tuy vậy trong thực tế người ta sấy đến độ ẩm cuối u2 (w2) lớn hơn độ ẩm cân bằng. Độ ẩm cân bằng phụ thuộc vào độ ẩm tương đối và nhiệt độ không khí ẩm nên tuỳ theo độ ẩm tương đối và nhiệt độ không khí ẩm trong buồng sấy mà độ ẩm cuối của sản phẩm sấy có thể đạt được sẽ khác nhau. Cần chú ý tới điều kiện trên đây khi chọn nhiệt độ và độ ẩm của không khí tiếp xúc với vật liệu ssấy ở giai đoạn cuối quá trình sấy. Trong ba giai đoạn sấy kể trên thì giai đoạn thứ nhất thường xảy ra rất nhanh so với hai giai đoạn tiếp theo. Vì vậy, trong nhiều trường hợp người ta chia quá trình sấy thành hai giai đoạn : giai đoạn sấy tốc độ không đổi (bao gồm cả quá trình gia nhiệt) ( = const) hay còn gọi là giai đoạn đẳng nhiệt ( = 0) và giai đoạn sấy tốc độ giảm ( > 0) hay giai đoạn nhiệt độ tăng (> 0). 5. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ sấy : Tốc độ sấy là tốc độ khuyếch tán của nước từ trong hạt ra ngoài không khí được quy ước biểu thị bằng lương hơi nước bốc hơi từ một đơn vị bề mặt hạt trong một đơn vị thời gian (kg ẩm / m.giờ). Ngoài ra trong thực tế sản xuất, tốc độ sấy còn được biểu thị qua lượng hơi nước bốc lên từ một đơn vị khối lượng hạt trong một đơn vị thời gian (kgẩm/kg.giờ), hoặc bằng phần trăm hạt giảm trong một đơn vị thời gian(%ẩm/ giờ ). Tốc độ sấy chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố và phức tạp. Trong giai đoạn đẳng tốc, tốc độ sấy được quyết định bởi tốc độ bay hơi ẩm từ bề mặt hạt vào không khí. Theo Dalton tốc độ bay hơi từ bề mặt phụ thuộc vào độ chênh lệch áp suất hơi nước trên bề mặt hạt và không khí, được biểu diễn bằnh phương trình sau : = K.F(Pm - P ) Trong đó : - K : hệ số chuyển khối - F : bề mặt tự do (bề mặt bốc hơi) của 1kg hạt - Pm ,P : áp suất hơi riêng phần trên bề mặt hạt và trong không khí. Như vậy, muốn sấy nhanh phải tăng áp suất hơi trên bề mặt hạt, hoặc giảm áp suất hơi trong không khí. áp suất hơi trên bề mặt tăng và giảm theo sự tăng giảm nhiệt độ và độ ẩm của nó. Do đó, tốc độ sấy cũng tăng hoặc giảm phụ thuộc và độ ẩm của hạt. Lúc đầu quá trình sấy, độ ẩm trong hạt cao nên có tốc độ lớn càng về sau độ ẩm của hạt càng giảm nên tốc độ sấy giảm. Mặt khác, nước trong hạt khi bố hơi kèm theo sự thu nhiệt, nếu không có sự đốt nóng, cung cấp từ ngoài vào lượng nhiệt tương ứng thì nhiệt độ của hạt bị giảm dần, làm giảm tốc độ sấy. Do vậy muốn tăng tốc độ sấy cần cung cấp nhiệt cho hạt. Trong thực tế, thường dùng không khí nóng hay hỗn hợp không khí với khói lò để làm đốt nóng đồng thời là chất mang ẩm (từ hạt thoat ra) gọi là tác nhân sấy. Tốc độ bay hơi nước phụ thuộc vào tốc độ cung cấp nhiệt của tác nhân sấy và nhiệt độ của tác nhân sấy. Như vậy, tăng nhiệt độ cua tác nhân sấy là biện pháp tăng tốc sấy. II.thuỷ động lực học quá trình tầng sôI 1.Cơ chế tạo lớp lỏng giả (tầng sôi) : Khảo sát hiện tượng sau: Đổ một lớp vật liệu dạng hạt lên trên một tấm lưới nằm ngang nàm bên trong một ống đặt thẳng đứng. Tiết diện ngang của ống có thể là hình trụ, hình vuông hay hình chữ nhật. Hạt không lọt lưới. Thổi không khí qua lớp hạt từ dưới lên trên ta thấy trạng thái của các hạt và cả lớp hạt phụ thuộc vào vận tốc dòng khí xuyên qua lớp hạt và có thể có các trạng thái sau: - Khi tốc độ khí nhỏ, thì lớp hạt ở trạng thái bất động. Các đặc trưng của nó như bề mặt riêng, độ xốp không thay đổi khi vận tốc dòng khí thay đổi. Lúc này dòng khí đi qua lớp hạt tuân theo quá trình lọc, chiều cao lớp hạt không thay đổi và trở lực của lớp hạt tăng lên cùng với sự tăng vân tốc dòng khí tuân theo quy luật hàm số mũ: DP = f(vn ) (I.1) Nếu lớp hạt gồm các hạt nhỏ , cùng kích thước, không bị dính bết vào nhau có lực kết dính thì trở lực tăng theo đường OA (hình I.1b). Nếu các hạt có kích thước lớn và giữa các hạt có lực kết dính thì để thắng lực liên kết này cần phải tiêu tốn thêm năng lượng. Khi đó trở lực sẽ tăng theo đường OA’ và có cực đại như đường 2 hoặc 3. d c b a Hình I.1: ảnh hưởng của vận tốc dòng khí đến trạng thái lớp hạt trên lưới a, Hạt đứng yên . b, Thể tích khối hạt tăng lên. c, Các hạt và khí chuyển động giống hiện tượng sôi, gọi là tầng sôi. d, Phân lớp. - Tăng vận tốc khí đến một giới hạn nào đó thì lớp hạt bắt đầu trở nên linh động, chiều cao lớp hạt bắt đầu tăng lên, các hạt dần dần chuyển động và được khuấy trộn với nhau. Trở lực đạt đến một giá trị nhất định và giữ nguyên không đổi (đoạn BE trên hình I.2a, và đoạn AB trên hình I.2b). Đó là trạng thái tầng sôi, các hạt rắn lơ lửng trong pha khívà chuyển động hỗn loạn. Độ xốp của hạt tăng lên theo sự tăng vận tốc dòng khí. Trạng thái này duy trì trong giới hạn từ bắt đầu vận tốc sôi (còn gọi là vận tốc sôi tối thiểu) Vs tới vận tốc phụt (còn gọi là vận tốc kéo theo) Vf . - Tiếp tục tăng vận tốc dòng khí cho đến khi vượt quá giá trị Vf thì trạng thái sôi chấm dứt, các hạt rắn bị dòng khí cuốn theo ra khỏi thiết bị. Lúc này xảy ra quá trình vận chuyển hạt rắn bị dòng khí thổi. Vận tốc phụt Vf còn gọi là vân tốc treo tự do vì tại đây độ xốp của hạt là rất lớn. Thực tế là các hạt bị treo lơ lửng trong không khí, do các ngoại lực tác dụng lên hạt cân bằng nhau, do vậy chỉ cần tăng vận tốc khí vượt quá Vf một chút là các hạt rắn bị kéo theo (hình I.1c, đoạn BC hình I.2b). - Nếu vận tốc dòng khí giảm xuống vận tốc Vs thì sự phụ thuộc của trở lực vào vận tốc lớn hơn khi chưa sôi (hinh I.2b). Trở lực của lớp hạt sẽ không theo đường 1,2,3 nữa mà đi theo đường 4. Còn chiều cao lớp hạt sẽ theo đường CD (hình I.2a) và lớn hơn khi chưa sôi. Độ xốp của lớp hạt lớn hơn ban đầu. Nếu tác nhân gây lỏng giả là chất khí thì thường xảy ra hiện tượng sôi không đều, một phần khí trong lớp sôi dưới dạng bọt khí, túi khí (chứ không phải là dạng pha liên tục). Các túi khí này khi lên bề mặt lớp sôi thì vỡ ra, làm cho chiều cao lớp sôi dao động (đường CE và CF trên hình I.2a). Khi số tầng sôi chưa lớn thì hiện tượng này chưa ảnh hưởng xấu đến quá trình mà chỉ làm tăng mức độ khuấy trộn của lớp mà thôi. Tuy nhiên, nếu tăng số tầng sôi lên thì có bọt khí lớn xuất hiện nhiều trong lớp sôi và làm các hạt bắn tung lên cao. Nếu tiếp tục tăng số tầng sôi lên nữa thì các bọt khí lớn lên và hoà tam vào nhau tạo thành hiện tượng phân tầng trong thiết bị, làm tăng lượng hạt bị bắn tung lên bà bị kéo theo ra khỏi thiết bị. Hiện tượng này càng dễ xảy ra khi tăng kích thước hạt, tăng vận tốc dòng khí, giảm đường kính thiết bị. Chế độ sôi phân tầng có ảnh hưởng xấu đến quá trình như: làm sự tiếp xúc của các hạt rắn và pha kém đi, trở lực của tầng sôi bị dao động mạnh. Vì vậy cần tránh không để hiện tượng này xảy ra. Chiều cao lớp hạt,mm A B C D E Vận tốc khí,m/s F a Trở lực lớp hạt,mmH2O 1 4 2 3 Lớp sôi Lớp tĩnh A B Vận tốc khí,m/s vs vf b Hình I.2: Quan hệ giữa trở lực và chiều cao lớp hạt vào vận tốc a, Sự phụ thuộc của chiều cao lớp sôi vào vận tốc khí. b, Sự thay đổi trở lực của lớp sôi vào vận tốc khí. Trong thực tế sản xuất,thường gặp các hạt có kích thước khác nhau, nhưng hình dạng thì như nhau hoặc cùng kích thước và hình dạng nhưng khối lượng riêng khác nhau thì sẽ tạo nên sự phân lớp. Những hạt lớn hơn hoặc nặng hơn sẽ ở dưới còn những hạt nhỏ hơn, nhẹ hơn sẽ ở lớp trên. Hạt càng nhỏ và càng nhẹ sẽ ở xa lưới phân phối khí. Qua nghiên cứu cho thấy, vật liệu dạng hạt có kích thước trong dải 0,001á65 mm đều có thể tạo được lớp sôi. Nhưng để tạo lớp sôi đồng đều thì hạt có kích thước 0,01á0,20 mm là dễ có khả năng nhất. Những hạt lớn gây ra sự dao động chiều cao lớp sôi rất lớn, còn những hạt nhỏ lại dễ dính vào nhau và tạo nên hiện tượng vòi rồng. Trạng thái lỏng giả còn có thể tạo ra được nhờ tác động cơ học, ví dụ như khuấy trộn hoặc rung. Khi đó có hiện tượng lỏng giả cơ học (phân biệt với trường hợp lỏng giả khí động). Do trong tầng sôi các hạt được khuấy trộn đều nên quá trình truyền cũng như quá trình truyền chất xảy ra rất mạnh mẽ. Để đặc trưng cho cường độ khuấy trộn của hạt trong lớp sôi, người ta đưa ra đại lượng Ks (số tầng sôi), là tỷ lệ giữa vận tốc làm việc (Vlv) và vận tốc sôi tối thiểu. Ks = (I.2) (2-514) 2. Các thông số của lớp sôi và phương pháp xác định 2.1. Vận tốc sôi tới thiểu: Để xác định vận tốc sôi tối thiểu (vận tốc giới hạn dưới), người ta cho rằng, tại thời điểm sôi, trở lực thuỷ lực của dòng khí bằng trọng lượng của lớp sôi. Nếu tiết diện của thiết bị là không đổi theo chiều cao thì điều trên có thể viết như sau: (Độ chênh áp qua lớp sôi)x(tiết diện ngang của thiết bị) = (thể tích của lớp sôi)x(phần hạt trong lớp sôi)x(trọng lượng riêng của hạt). Kết hợp với phương trình mô tả sự chênh áp trên lớp hạt đơn phân tán ở trạng thía tĩnh Ergun rút ra được công thức tính vận tốc sôi như sau: Khi Re < 20: ..g. (I.3) Khi Re > 1000: ..g. (I.4) Đại lượng e và fh được tính theo Wen và Yu: và (I.5) Khi đó, (I.3),(I.4) có dạng: - Với Re <20: (I.6) - Với Re > 1000: (I.7) Trong đó : d : đường kính tương đương của hạt (m). rh ,rk : là khối lượng riêng của hạt và khí (kg/m3 ). m : độ nhớt của khí (N.s/m2 ) e : độ xốp của lớp hạt ở tạng thái sôi. Trong giới hạn Re = 0,001á4000 các công thức trên có sai số 3,4%. Để xác định vận tốc sôi tối thiểu người ta còn có thể dựa vào quan hệ giữa vận tốc sôi tối thiểu Vs và vận tốc treo Vf . Vận tốc treo là vận tốc mà tại đó hạt ở trạng thái lơ lửng do có sự cân bằng của các ngoại lực tác dụng lên hạt. Romancov và các cộng sự đưa ra quan hệ sau: (I.8)(2-511) ở đây, vận tốc treo được xác định bằng thực nghiệm. 2.2. Vận tốc phụt Người ta coi vận tốc phụt xấp xỉ bằng vận tốc treo của hạt. Từ điều kiện trên, Kunni và các cộng sự của ông đã dưa ra công thức tính vận tốc phụt như sau: (I.9) (11-34) ở đây, C là hệ số xác định bằng thực nghiệm. Đối với dạng hạt hình cầu, người ta xác định được hệ số C như sau: - Với Re < 0,4 thì: C = 24/Re. - Với 0,4 <Re < 500 thì: C = 10/Re0,5 . - Với Re > 500 thì: C = 0,43. Khi đó, công thức (I.8) sẽ có dạng: - Với Re < 0,4 thì: (I.10) (11-34) - Với 0,4 < Re < 500 thì: (I.11) (11-35) - Với Re > 500 thì: (I.12) (11-35) 2.3.Trở lực của lớp sôi Để lớp hạt tồn tại ở chế độ sôi, cần phải cung cấp một lượng năng cho lớp hạt ấy. Năng lượng này dùng để thắng lực ma sát giữa các hạt với nhau, giữa hạt với môi trường, giữa hạt với thành thiết bị và năng lượng cung cấp cho sự biến đổi động lượng của dòng khí. Ngoài ra, còn phải kể đến năng lượng để tăng thể tích lớp hạt, trong đó phần lớn năng lượng dùng để thắng lực ma sát giữa môi trường và bề mặt hạt (Trở lực lớp hạt). Từ điều kiện cân bằng lực giữa áp suất thuỷ động của hạt và lực cản của dòng khí, ta có: DP = (I.13) Trong đó : - S : Mặt cắt tiết diện sôi - M : khối lượng lớp sôi dM = (rh - rk ).(1 - e).S.dz (I.14) Thay dM vào (I.13) ta có : DP = g.(rh - rk ). (I.15) Nếu như độ xốp của lớp hạt không đổi suốt thời gian làm việc, biểu thức trên có dạng: DP = (rh - rk ).(1 - e).g.H (I.16) Biểu thức (I.16) đúng cả trường hợp khi lớp hạt ở trạng thái tĩnh chuyển sang trạng thái sôi. Nghĩa là: DP = (rh - rk ).(1 - e).g.Ho (I.17) Khi áp dụng cho thiết bị có thành đứng hoặc hơi nghiêng, các công thức (I.16), (I.17) cho kết quả có sai số với thực nghiệm thường lớn hơn 10á15%. p-dp p g-dp H dz z Hình I.3: Mô tả một phân bố lớp hạt sôi. 2.4. Tốc độ làm việc và giới hạn làm việc Để đặc trưng cho giới hạn tồn tại lớp sôi, người ta đưa ra đại lượng: Kmax = (I.18) (2-514) Theo Kunni thì khi: - Re < 0,4 thì Vf được tính theo phương trình (I.10) và Vs được tính theo phương trình (I.6), thì Kmax = 91,6. - Re > 1000 thì Vf được tính theo phương trình (I.17), Vf được tính theo phương trình (I.8) thì Kmax = 8,72. Theo Todex, với mọi chế độ chuyển động và Vf được tính theo phương trình (I.17) thì: Kmax = (I.19) (2-514) Trong vùng chảy dòng thì Kmax = 77,7 Trong vùng chảy xoáy thì Kmax = 85,6 Thông thường thì Kmax nằm giữa 10 và 90. Đối với hệ số tầng sôi: Ks = (I.20) (2-514) Các nghiên cứu thực nghiệm đã chỉ ra rằng, mức độ khuấy trộn mãnh liệt nhất ứng với số tầng sôi Ks = 2. Giá trị tối ưu Ks của mỗi quá trình công nghệ tiến hành ở trạng thái tầng sôi dao động rất lớn. Khi tính toán chế độ sấy tầng sôi có thể chọn tốc độ làm việc theo công sau: Re = 0,19.Fe1,56 á0,28. Fe1,56 (I.21) Re = 0,22.Ar0,52 á0,33.Ar0,52 (I.22) Fe: chuẩn số Phêđôrốp, thực hiện lực nâng giữa không khí và vật liệu sấy, được tính theo công thức: Fe = (I.23) 2.5. Trở lực của lưới phân phối khí Kết cấu của lớp phân phối gió có ảnh hưởng rất lớn đến chế độ thuỷ động của lớp sôi. Trong thực tế, có rất nhiều loại lưới khác nhau, song chúng cần phải thoả mãn các yêu cầu sau: - Phân phối đều dòng khí qua lớp sôi - Có trở lực thuỷ lực nhỏ - Dễ chế tạo và lắp ráp, bền trong sử dụng Goshe đã nghiên cứu ảnh hưởng của ba dạng lưới phân phối khí đến cấu trúc (a) (b) (c) Hình I.4: Cấu tạo lưới phân phối khí dạng lỗ Lưới lỗ hướng thẳng đứng Lưới lỗ hướng nghiêng Lưới kết hợp lớp sôi, đó là dạng tấm mỏng có đột lỗ, lưới đan và lưới xốp. Kết quả cho thấy: Lớp xốp cho lớp sôi có cấu trúc đều nhất (độ xốp của lớp thực tế hầu như không thay đổi trong toàn lớp), còn lưới đan thì cho kết quả tồi nhất. Dạng tấm mỏng đột lỗ cũng cho kết quả khá tốt. Trừ lớp gần sát lưới không có độ gián nở (độ xốp hầu như không thay đổi) khi vận tốc nhỏ. Lưới xốp tuy bảo đảm phân phối đều dòng khí trong lớp hạt, nhưng trong sản xuát công nghiệp nó lại rất ít đực sử dụng vì nó đòi hỏi làm sạch khí (tách bụi) hết sức nghiêm ngặt. Khá phổ biến trong thực tế là lưới phân phối dạng lỗ. Chúng có thể chia làm 3 loại: - Lưới lỗ thẳng đứng: Đường tâm các lỗ vuông góc với mặt phẳng lưới và trùng với hưóng thẳng đứng c._.ủa dòng khí. Lưới dạng này thích hợp khi tỷ số H0 /D không lớn (H0 là chiều cao lớp hạt ở trạng thái tĩnh, D là đường kính thiết bị). Nhược diểm cơ bản của loại này là vùng chết các lỗ ngay phía trên lưới. - Lưới lỗ nghiêng: Các lỗ được bố trí nghiêng một góc so với mặt phẳng lưới. Do đó, dòng khí không chỉ đi lên và chuyển động xoáy, làm cho lớp sôi đều hơn. Lưới này thích hợp khi tỷ số H0 /D khá lớn. - Lưới kết hợp: Là dạng trung gian của 2 loại trên. Kích thước lỗ trên lưới phụ thuộc vào kích thước của hạt rắn, dạng lưới và vật liệu chế tạo lưới. Tỷ lệ tiết diện tự do của lỗ lưới thông thường từ 0,7 á 10% (lớn hơn 10% thì không ảnh hưởng đến trở lực của lưới). Ckoblo và các cộng sự đã dưa ra công thức để xác định trở lực của lưới phân phối khí dạng lưới lỗ như sau: DPl = (I.24) (2-515) Trong đó: - Vl : Vận tốc khí qua lưới được tính như sau: Vl = . - x: Hệ số phụ thuộc vào đường kính lỗ và chiều dày của lưới. Giá trị của nó được xác định bằng thực nghiệm. - V: Tỷ số tiết diện của lưới phân phối khí. Đối với lỗ hướng thẳng đứng có tỷ số tiết diện khoảng 7% thì trở lực phụ thuộc vào vận tốc khí như sau: Vl (m/s) 0,502 1,090 1,802 2,801 3,499 4,002 DP(mm H20) 2 4 8 13 25 29 Tuy nhiên, lưới phân phối khí dạng tấm mỏng đột lỗ gặp khó khăn khi sấy các hạt có kích thước nhỏ và khối lượng riêng lớn, vì các hạt nhỏ có thể bị chui lọt qua lỗ và xuất hiện vùng chết ngay trên bề mặt lưới và ở sát với lỗ. Khi đó ta có thể dùng loại lưới phân phối có các chóp phân phối khí. Loại lưới phân phối này cho lớp sôi rất đều khi các hạt có hình dạng gần cầu, kích thước nhỏ. Tuy vậy loại đĩa phân phối này có trở lực lớn hơn so với loại đĩa lỗ. Đối với loại đĩa phân phối dạng chóp có tỷ lệ tiết diện tự do khoảng 1,7% thì trở lực của đĩa như sau: V1, m/s 0,502 1,090 1,802 2,801 3,499 4,002 DP, mm H2O 3 7 16 38 64 118 2.6. Trao đổi nhiệt và truyền ẩm trong tầng sôi Quá trình trao đổi nhiệt và truyền ẩm giữa các vật sấy (các hạt) và tác nhân sấy trong tầng sôi xảy ra rất mạnh. Đó là kết quả tiếp xúc bề mặt lớn giữa các hạt rời chuyển động hỗn loạn trong dòng tác nhân sấy chảy rối. Có nhiều giả thuyết đưa ra các phương trình tính chuẩn số Nusselt từ đó để xác định hệ số toả nhiệt a giữa tác nhân sấy và các hạt: (I.27) Trong đó: - l : hệ số dẫn nhiệt của tác nhân sấy (không khí) lấy theo nhiệt độ trung bình, Kcal/m.h.độ - dtd : đường kính tương đương của hạt , m Chuẩn số Nusselt được tính như sau: - Khi Fe = 30 á 100: (I.28) - Khi Fe = 100 á 200: (I.29) Với H là chiều cao của lớp hạt khi sôi, m phần II phương pháp nghiên cứu Mục đích của đề tài này là “nghiên cứu động học của quá trình tầng sôi”, tìm hiểu sự ảnh hưởng của các nhân tố: chế độ thuỷ lực của lớp hạt trong sấy tầng sôi, về trở lực lớp hạt, chế độ sấy,nhiệt độ sấy, vận tốc tác nhân sấy, truyền nhiệt trong sấy tầng sôi. Vật liệu chúng tôi chọn để sấy là hạt thực vật, gồm hạt đỗ xanh và hạt tơ hồng: Hạt đỗ xanh có đặc điểm sau: - Có hình dạng gần cầu - Có khối lượng riêng r = 1399,8 kg/m3 . - Có độ xốp e = 0,4417. - Đường kính tương đương dtd = 3,202 mm. Hạt tơ hồng có các đặc điểm sau: - Có hình dạng rất giống dạng cầu - Có khối lượng riêng r = 1163,1 kg/m3 - Độ xốp e = 0,3978. - Đường kính tương đương dtd = 0,41 mm. Các loại vật liệu này được đem sấy tầng sôi ở trong các điều kiện khác nhau và kết quả thu được sẽ được biểu diễn trên các đường cong sấy để so sánh. I.hệ thống thí nghiệm 1. Cấu tạo hệ thống thí nghiệm Hệ thống thí nghiệm sấy tầng sôi là hệ thống làm việc liên tục, gồm các bộ phận chính sau: - Quạt gió: là loại quạt ly tâm, dùng dòng điện ba pha 220/380. Công suất động cơ là 4,5 kW, tốc độ quay 1450 vòng/phút. - Caloriphe: Đốt nóng bằng các dây điện trở Cr – Ni, có khả năng diều chỉnh nhiệt độ bằng cách thay đổi số dây điện trở làm việc. Có khả năng duy trì nhiệt độ ở mức 65 á 125o C - Thiết bị sấy tầng sôi: Làm bằng thép không gỉ. Phần sấy có dạng hình trụ đường kính 200mm, phần trên mở rộng hình nón (phần giảm tốc ly tâm) có đường kính lớn nhất là 400mm. Phía dưới có lưới phân phối khí, phía trên có lắp một vít tải nạp liệu năng suất 50kg/h. Chiều cao của phần hình trụ là 320mm. Dọc trên thân thiết bị có các lỗ để đo áp suất và nhiệt độ. Trên đường ống dẫn gió (trước khi vào thiết bị sấy) có lắp van điều chỉnh và dụng cụ đo lưu lượng tác nhân sấy. Đĩa phân phối được dùng gồm 2 loại sau: - Loại tấm mỏng có đục lỗ : Kích thước lỗ 2 mm, chiều dày lưới 5 mm, bươc lỗ 6,5 mm, tỷ lệ tiết diện tự do là 7 %. - Loại đĩa phân phối dạng chóp: Đường kính trong của chóp 25mm, đường kính trong của vòi là 4 mm, đướng kính lỗ là 3 mm, tỷ lệ tiết diện tự do là 1,7%. 3 Hình II.1: Sơ đồ hệ thống sấy tầng sôi 1. Quạt gió 6. Vít tải nạp liệu 2. Caloriphe 7. Thiết bị sấy tầng sôi 3. ống pitôpran 8. Bảng đo áp suất 4. Van tiết lưu 9. Cầu dao điện 5. Cửa tháo vật liệu 10. Của tháo vật liệu lọt lưới. 2. Nguyên tắc làm việc của hệ thống Trước khi tiến hành thí nghiệm phải kiểm tra tất cả hệ thống, xem xét cầu dao, bịt kín các lỗ hở trong thiết bị sấy,… Không khí được đưa vào caloriphe nhờ quat 1 và được caloriphe đốt nóng, nhiệt độ của khí được điều chỉnh bằng cánh thay đổi lưu lượng gió và số caloriphe làm việc. Khí nóng được thổi từ phía dưới qua lưới phân phối lên trên buồng sấy. Vật liệu được nạp vào buồng sấy qua vít nạp liệu. Các thông số về trở lực được đo bằng các áp kế chữ U – làm việc theo nguyên tắc ống Pitô - Pran. Chênh lệch áp suất giữa các điểm I và II là trở lực của lưới, giữa II và III (hoặc IV, V tuỳ theo chiều cao lớp hạt )là trở lực lớp sôi. ở phần thắt lại của caloriphe có van điều chỉnh để điều chỉnh lưu lượng gió. Để xác định vận tốc của tác nhân sấy ta dùng thiết bị quạt đo gió, xác định lưu lượng của tác nhân sấy theo số chỉ của kim và xác định vận tốc trung bình bằng cách: Vtb = ,m/s (II.1) Trong đó: - Q là lưu lượng của tác nhân sấy, m3 /s. - F là tiết diện của thiết bị, F ằ 0,0785 m2. 3. Xác định độ ẩm và nhiệt độ của vật liệu: Có rất nhiều phương pháp để xác định độ ẩm của vật liệu như: phương pháp dùng nhiệt sấy khô, phương pháp chưng cất, phương pháp chưng cất, chiết, phương pháp đo độ dẫn điện,… Trong trường hợp này ta dùng phương pháp sấy khô và phương pháp đo độ dẫn điện. Với phương pháp sấy khô ta lấy mẫu theo thời gian quy định, đem cân và cho vào tủ sấy sấy đến khối lượng không đổi từ đó xác định được độ ẩm của vật liệu. Phương pháp này có ưu điểm dễ thao tác, độ chính xác cao. Nhược điểm của phương pháp này là tốn thời gian. Với phương pháp đo độ dẫn điện ta dùng thiết bị đo dộ ẩm của hạt thực vật loại G- WON. Khi đó ta lấy mẫu theo thời gian đã định, mẫu lấy được cho vào khay mẫu rồi được nghiền nhỏ bằng dụng cụ nghiền tay. Độ ẩm được xác định tự động. Phương pháp này có ưu điểm là thao tác nhanh phù hợp với yêu cầu cần xác định độ ẩm nhanh, nhưng có nhược diểm là độ chính xác không cao do vật liệu dễ hút ẩm trong quá trình bị nghiền nhỏ và thiết bị này chỉ có thể đo được độ ẩm trong khoảng 8 á 30% nên ta phải giới hạn thời gian sấy, tránh hiện tượng vượt quá giới hạn đo của máy. Nhiệt độ của quá trình thí nghiệm được xác định bằng cách dùng nhiệt kế thuỷ ngân (loại 3000C) và đồng hồ đo nhiệt loại nhỏ (loại 1200C). 4. Xác định thông số của vật liệu sấy Đường kính tương đương dtd của hạt đựoc xác định bằng công thức sau: (II.2) (2-506) Trong đó - m : khối lượng hạt đem đo, kg - n : số hạt đem đo. - r : khối lượng riêng của hạt, kg/m3 . Khối lượng riêng của hạt được xác định như sau: Cân một khối lượng hạt xác định, sau đó xác định thể tích hạt bằng cách cho số hạt đó vào ống đông chứa nước, phần thể tích dâng lên chính là thể tích hạt chiếm chỗ và khối lượng riêng được xác định theo công thức: (II.3) Độ xốp của hạt được xác định như sau: cho lượng hạt xác định vào ống đong không chứa nước ta xác định được thể tích hạt rỗng V0 , rồi đo thể tích hạt chiếm thực tế bằng cách như xác định khối lượng riêng ta thu được V, độ xốp của hạt được tính như sau: (II.4) (2-513) Nhận thấy trên bề mặt bất kỳ của vật liệu ẩm nào cũng tồn tại một áp suất hơi tự do. Khi độ ẩm của vật liệu càng cao thì áp suất hơi càng cao và ngược lại. Như vậy giữa độ ẩm và áp suất hơi sẽ tồn tại một mối tương quan nào đó. Ta tiến hành đo áp suất hơi bão hoà như sau: Pha axit H2SO4 ở các nồng độ khác nhau vào các cốc (nồng độ và khối lượng của axit cũng đã biết trước).Mẫu thí nghiệm (hạt đỗ xanh và tơ hồng) được đem làm ẩm đến độ ẩm xác định và đem cân khối lượng mẫu trước khi thí nghiệm. Đưa các mẫu thí nghiệm và axit vào trong tủ sấy ở nhiệt độ cố định để cho các mẫu và axit đạt được áp suất hơi bão hoà. Vì các chất có áp suất hơi bão hoà khác nhau nên khi để trong môi trường kín nó sẽ có xu hướng cân bằng. Trong suốt quá trình, để đạt đến cân bằng thì độ ẩm của vật liệu sẽ giảm đi do sự hút ẩm của axit H2SO4. Cân lại khối lượng vật liệu và khối lượng axit ở trạng thái bão hoà ta sẽ thu được độ ẩm của bùn và nồng độ axit. Từ nồng độ, nhiệt độ của axit ta sẽ tra được áp suất hơi bão hoà. Từ đó xây dựng quan hệ độ ẩm của vật liệu phụ thuộc vào áp suất hơi và ta cũng có thể đánh giá được năng lượng liên kết của nước với bùn. Để xác định độ ẩm cân bằng của vật liệu ở nhiệt độ xác định, mẫu sau khi đem đo áp suất hơi bão hoà ta đem sấy tiếp ở nhiệt độ 1000C trong khoảng từ 5 á 6h (khi đó ta coi như vật liệu đã khô hoàn toàn) để xác định độ ẩm. Mẫu H2SO4 Tủ Sấy II. tiến hành thực nghiệm và tính toán kết quả 1. Phương pháp tiến hành thí nghiệm Trước khi tiến hành thí nghiệm cần kiểm tra thiết bì ,các dụng cụ đo (ống pito-pran ,nhiệt ẩm kế ..) độ kín của hệ thống các mặt bích ,hệ thông cấp điện Về nguyên liệu: vật liệu sấy được ngâm và lựa chọn(sàng, nhặt nhưng hạt không đủ yêu cầu và ủ vật liệu đến độ ẩm cần phân tích ) * Nghiên cứu chế độ thủy động của hạt : Quan hệ Dp-V là bức tranh thực nghiệm phản ánh diễn biến của quá trình trạng thái và chế độ thủy động lực học của lớp hạt .Do vậy ,để xác định các thông số của lớp hạt sôi ,ta khảo sát quan hệ Dp-v của lốp hạt .Phương pháp tiến hành thí nghiệm như sau : - Nạp vật liệu khô với khối lượng xác định trước (tương ứng với chiều cao h0 ) - Cho quạt làm việc , đóng của van cấp gió -Mở van cấp gió ở các vị trí khác nhau .Theo dõi độ chênh lệch cột nước trong các áp kế chữ U (đo lưu lượng gió và trở lực của các lớp hạt ) -Ghi số liệu * Nghiên cứu chế độ sấy hạt : Quá trình sấy tầng sôi có khả năng cấp nhiệt độ rất mạnh do lớp hạt được khuấy trộn mạnh . Do đó trong khi tiến hành thí nghiệm phải hết sức khẩn trương và lưu ý . Trước khi tiến hành thí nghiệm phải kiểm tra thiết bị , dụng cụ đo , hệ thống cung cấp điện . Các bước tiến hành sấy hạt như sau : - Điều chỉnh nhiệt độ và vận tốc gió trong trường hợp nghiên cứu cụ thể - Xác định khối lượng hạt cần nghiên cứu - Lấy mẫu để xác định độ ẩm ban đầu - Đo nhiệt độ vật liệu bằng nhiệt kế - Trong mỗi khoảng thời gian xác định trong quá trình sấy ta phải lấy mẫu để xác định độ ẩm , song song với việc đo độ ẩm của lớp hạt và nhiệt độ khí ra - Cuối cùng tắt quạt , caloriphe , quét dọn và làm vệ sinh …. 2.Tính toán kết quả thí nghiệm thu được . Sau khi tiến hành thí nghiệm song ta thu được các số liệu ban đầu dưới đây và bằng những tính toán sử lí số liệu trên phần mềm Exell ta đưa các kết quả . *Quá trình thủy lực -Quan hệ DP-V thực tế - Các vận tốc giới hạn : Vs , Vf. * Quá trình sấy - Độ ẩm ban đầu wđ - Độ ẩm cuối wc -Độ ẩm tại các điểm đo wi - Khối lượng vật liệu ẩm ban đầu Gđ - Khối lượng vật liệu ẩm sau khi sấy Gc - Nhiệt độ tác nhân sấy ttn - Nhiệt độ lớp hạt th - Nhiệt độ khí ra tkh Bằng những công thức lí thuyết và các dữ liệu đã có tiến hành tính lại để so sánh một số kết quả thực nghiệm so với tính toán lí thuyết Đối với quá trình thuỷ lực ta tính lại một số điểm đã đo theo công thức sau : - Khi 54 <Re< 6300 - Khi Re > 6300 Trong đó : + v: vận tốc khí qua lớp hạt (m/s) + V:Độ nhớt động học (m2/s) + d: Đường kính tương đương (mm) Đối với quá trình sấy trong khi tính nhiệt lượng, ta có thể dựa vào các công thức sau : * Nhiệt lượng cung cấp theo thực tế : Qtt=L.C.DT (kJ/h) ( II.9) Trong đó + L: Lưu lượng tác nhân sấy, (kgkk/h) + C: Nhiệt dung riêng của tác nhân sấy, đối với không khí ta lấy: C=103 (j/kg.độ) Mặt khác nhiệt lượng cung cấp theo thực tế lại chính bằng nhiệt lượng cần thiết đẻ đốt nóng vật liệu và nhiệt lượng cung cấp để bốc hơi ẩm Qtt=Qp+Qdn (II.10) Nhiệt lượng cần thiết dùng để bốc hơi được tính theo công thức Qb=rhh.DGn Do đó ta dễ dàng tính được nhiệt cung cấp dùng để đốt nóng dụa vào công thức trên : Qdn= Qtt-Qb + rhh:nhiệt hoá hơi của nước , tra lại bảng (I.212(3-150)) sổ tay quá trình thiết bị , kcal/kg * Nhiệt lượng cung cấp tính theo lí thuyết : Đối với quá trình cung cấp nhiệt theo lí thuyết ta tính theo chuẩn số Nusen Nu= (3-34) Trong tầng sôi thì chuẩn số Nu được tính thông qua các phương trình chuẩn số sau : Nu=0.0151.Fe0.74.Re0.65()-0.34 Với Fe < 100 Nu= 0.0283.Fe0.6Re0.65()-0.34 Với Fe = 100 á 200 Trong đó các chuẩn số liên quan được tính như sau : (11-10) (2-511) Ar : Là chuẩn số accimet và được tính theo (2-495) Cuối cùng, nhiệt lượng cung cấp tính theo lý thuyết được tính theo công thức sau: Qlt = a.DT.F Trong đó: - F : diện tích bề mặt truyền nhiệt, m2. F = 6G/rh.dtd - G : khối lượng hạt có trên lưới, kg - rh, rk : khối lượng riêng của hạt và tác nhân sấy, kg/m3. - e : độ xốp của lớp hạt. - H : chiều cao lớp hạt, m. - dtd : đường kính tương đương của hạt, m - l : hệ số dẫn nhiệt của không khí phụ thuộc vào nhiệt độ, tính theo công thức: (W/m.K) (2-144) - l0 hệ số dẫn nhiệt của không khí ở 0o C, W/m.K , l0 = 0,0201 - T : nhiệt độ tuyệt đối của không khí, K - C : hằng số , C = 122. phần III thực nghiệm & kết quả I, tính chất thuỷ lực của lớp hạt. * Sự ảnh hưởng của chiều cao lớp hạt: Trong kỹ thuật sấy tầng sôi, chiều cao lớp hạt đóng vai trò rất quan trọng. Nó không những liên quan đến đặc tính công nghệ của quá trình mà còn ảnh hưởng đến sự phân lớp trong thiết bị tầng sôi. Khi hiện tượng phân lớp xảy ra thì hiệu suất chuyển khối bị giảm xuống hạt có nguy cơ bị quá nhiệt cục bộ, hạt có thể bị bắn ra khỏi thiết bị. Theo nhiều nghiên cứu trước đây thì cho thấy rằng tỷ số càng lớn thì khả năng phân lớp càng cao. Chiều cao lớp hạt khi vượt quá nhất định sẽ tạo ra sự phân lớp, ta có thể xác định qua công thức sau: H0gh = D.tga Trong đó H0gh chiều cao giới hạn của lớp hạt tĩnh, mm. D đường kính thiết bị, mm . a góc nội ma sát Trong phần này chúng ta khảo sát sự ảnh hưởng của chiều cao lên trở lực lớp sôi đối với 2 loại vật liệu đỗ xanh và hạt tơ hồng trong điều kiện nhiệt độ, vận tốc tác nhân sấy không đổi, với các chiều cao lớp hạt khác nhau (tương ứng với khối lượng khác nhau). Hai loại vật liệu này được tiến hành trên hai loại đĩa phân phối khác nhau: hạt đỗ xanh thì ta dùng đĩa phân phối dạng đĩa có đục lỗ; tơ hồng được tiến hành trên loại đĩa phân phối dạng chóp. Kết quả thực nghiệm được biểu diễn trong bảng 1 & bảng 2. Bảng 1: Kết quả thực nghiệm thuỷ lực với hạt đỗ xanh (t = 300C) STT H0 = 40 mm H0 = 60 mm H0 = 80 mm H0 = 95 mm H0 =105mm Vận tốc Dpt Vận tốc Dpt Vận tốc Dpt Vận tốc Dpt Vận tốc Dpt 1 0,502 2 0,502 4 0,502 5 0,502 6 0,502 7 2 1,090 8 1,090 14 1,090 15 1,090 16 1,090 18 3 1,802 21 1,802 28 1,802 30 1,802 31 1,802 31 4 2,801 22 2,801 30 2,801 34 2,801 32 2,801 33 5 3,499 23 3,499 29 3,499 32 3,499 33 3,499 31 6 4.002 22 4,002 29 4,002 32 4,002 32 4,002 31 Bảng 2 : Kết quả thực nghiệm thuỷ lực với hạt tơ hồng (t = 300C). STT H0 =40 mm H0 = 55 mm H0 = 75 mm Vận tốc Dpt Vận tốc Dpt Vận tốc Dpt 1 0,502 11 0,502 18 0,502 26 2 1,090 14 1,090 22 1,090 33 3 1,802 15 1,802 24 1,802 36 4 2,801 13 2,801 23 2,801 35 5 3,499 13 3,499 23 3,499 34 6 4,002 13 4,002 23 4,002 34 Nhận thấy rằng khi chiều cao lớp hạt càng tăng thì hình ảnh trở lực càng hiện rõ, hay nói cách khác thì sự ảnh hưởng của chiều cao lớp hạt lên chế độ thuỷ động của hạt càng rõ nét. điều này có thể giải thích như sau: Khi chiều cao càng lớn thì lực liên kết giữa các hạt càng lớn vì vậy trở lực của nó càng lớn. Muốn tạo sự phân lớp sôi thì cần vận tốc lớn hơn. Qua kết quả nhận được trong quá trình thực nghiệm ta thấy rằng vận tốc sôi tối thiểu của lớp hạt càng cao thì càng lớn. Chứng tỏ rằng sự phụ thuộc của vận tốc sôi tối thiểu vào chiều cao lớp hạt. Điều này cũng rất phù hợp với các công thức lý thuyết. Ta đi tìm trở lực của lớp hạt theo lý thuyết bằng công thức sau: Trong đó : - r0 : khối lượng riêng của hạt, kg/m3. - d : đường kính tương đương của hạt, m. - V : vận tốc gió, m/s. -n : độ nhớt động học của khí Sau khi tính toán đối với các loại hạt ta được bảng sau: Bảng 3 : Kết quả tính toán trở lực theo lý thuyết đối với hạt đỗ xanh. STT H0 = 40 mm H0 = 60 mm H0 = 80 mm H0 = 95 mm H0=105mm Vận tốc Dpt Vận tốc Dpt Vận tốc Dpt Vận tốc Dpt Vận tốc Dpt 1 0,502 1,9 0,502 2,9 0,502 3,8 0,502 4,6 0,502 5,1 2 1,090 7,7 1,090 11,5 1,090 15,4 1,090 18,3 1,090 20,2 3 1,802 18,9 1,802 28,4 1,802 38.7 1,802 41.2 1,802 45.2 4 2,801 30,1 2,801 45,2 2,801 43.8 2,801 51.4 2,801 55.7 5 3,499 39,2 3,499 51,2 3,499 60.5 3,499 76.1 3,499 85.1 6 4.002 44,6 4,002 60 4,002 75.6 4,002 80.4 4,002 94.3 Bảng 4 : Kết quả tính toán trở lực theo lý thuyết đối vơi hạt tơ hồng. STT H0 =40 mm H0 = 55 mm H0 = 75 mm Vận tốc Dpt Vận tốc Dpt Vận tốc Dpt 1 0,502 10.8 0,502 18.2 0,502 22.4 2 1,090 16.2 1,090 24.3 1,090 33.3 3 1,802 20.7 1,802 29.5 1,802 43.6 4 2,801 25.4 2,801 37.4 2,801 52.4 5 3,499 31.5 3,499 42.1 3,499 65.7 6 4,002 37.2 4,002 49.3 4,002 75.8 Đồ thị trở lực của hạt đỗ xanh khi vận tốc gió tăng. Ta thấy đồ thị trở lực của lớp hạt đỗ xanh không có pic rõ ràng và trở lực tăng theo chiều cao của lớp hạt. Vận tốc sôi tối thiểu cũng tăng theo chiều cao của lớp hạt do khi chiều cao lớp hạt tăng thì lực liên kết giữa các hạt tăng dần lên vì vậy đẻ tạo lớp sôi thì cần phải tăng vận tốc gió. Trở lực chỉ phụ thuộc vào chiều cao lớp hạt trong giai đoạn đầu còn ở giai đoạn sau sự phụ thuộc này không rõ ràng. Đồ thị trở lực của hạt tơ hồng theo vận tốc. Biến thiên trở lực của lớp hạt tơ hồng theo vận tốc gió có pic tương đối rõ rệt. Khi vận tốc gió tương đối lớn trở lực của lớp hạt tơ hồng hầu như không chịu ảnh hưởng mấy và không đổi. Còn ảnh hưởng của chiều cao lên trở lực lớp hạt rất rõ rệt, nhất là trong khi vận tốc gió lớn.  Qua bảng trên ta thấy rằng kết quả tính toán lý thuyết và thực tế đều tăng dần theo sự tăng chiều cao lớp hạt. Kết quả tính toán lý thuyết va thực nghiệm và thực tế khác nhau trong khoảng từ 10 á 200 %. Điều này có thể giải thích là do các loại hạt khác nhau về hình dạng, kích thước cũng như tính chất. II. Kết quả thực nghiệm đối với quá trình sấy Với mục đich “nghiên cứu động học quá trình sấy tầng sôi” ta tiến hành các thí nghiệm với hạt đỗ xanh và hạt tơ hồng ở các chiều cao khác nhau trong các diều kiện sấy khác nhau với hai loại đĩa phân phối đã đề cập đến trong phần trước. Kết quả thu được được biểu diễn trên các bảng số liệu từ bảng I.1 đến bảng I.36 (đối với hạt đỗ xanh) và từ bảng I.37 đến bảng I.54 (đối với hạt tơ hồng) 2.1 Kết quả thực nghiệm trong quá trình sấy tầng sôi : * Đối với quá trình sấy đỗ xanh trên đĩa phân phối loại tấm có đục lỗ: Bảng I.1: Kết quả sấy đỗ xanh trong điều kiện : - Chiều cao lớp hạt H0 = 80mm (khối lượng m = 2000g). - Nhiệt độ tác nhân sấy t = 700C. - Vận tốc tác nhân sấy v = 3,5m/s thời gian (ph) Nhiệt độ lớp sôi (oC) Nhiệt độ khí ra (0C) Độ ẩm (%) Tốc độ (l/h) 0 26 26 19.21 1 38 31 18.92 17.4 2 45 38 18.61 18.6 3 49 43 18.25 21.6 4 52 47 17.86 23.4 5 54 49 17.37 29.4 6 56 51 16.86 30.6 8 59 54 15.88 29.4 10 61 57 14.95 27.9 15 64 61 13.82 13.56 20 66 63 12.98 10.08 25 67 65 12.2 9.36 30 68 66 11.61 7.08 40 69 67 11.25 2.16 Bảng I.2: Kết quả sấy đỗ xanh trong điều kiện : - Chiều cao lớp hạt Ho = 80 mm (khối lượng m = 2000g) - Nhiệt độ tác nhân sấy t = 700C. - Vận tốc tác nhân sấy v = 4 m/s thời gian (ph) Nhiệt độ lớp sôi (oC) Nhiệt độ khí ra (oC) Độ ẩm (%) tốc độ bay hơi (l/h) 0 26 26 19.66 1 35 31 19.38 16.8 2 43 37 19.08 18 3 47 42 18.73 21 4 50 46 18.34 23.4 5 53 48 17.88 27.6 6 55 50 17.31 34.2 8 59 54 15.96 40.5 10 61 57 14.91 31.5 15 64 60 13.11 21.6 20 66 62 11.81 15.6 25 67 64 10.89 11.04 30 68 65 10.47 5.04 40 69 66 10.29 1.08 Bảng I.3: Kết quả sấy đỗ xanh trong điều kiện : - Chiều cao lớp hạt Ho = 40 mm (khối lượng m = 1000g). - Nhiệt độ tác nhân sấy t = 650C. - Vận tốc tác nhân sấy v = 2,8 m/s Thời gian (ph) Nhiệt độ lớp sôi (oC) Nhiệt độ khí ra (oC) Độ ẩm (%) Tốc độ bay hơi (l/h) 0 24 24 19.25 1 33 29 18.9 21 2 39 36 18.51 23.4 3 43 39 18.09 25.2 4 46 42 17.65 26.4 5 48 44 17.15 30 6 50 46 16.63 31.2 8 53 49 15.43 36 10 55 51 14.19 37.2 15 59 55 12.09 25.2 20 61 58 11.21 10.56 25 63 61 10.46 9 30 64 63 10.15 3.72 40 65 64 10.01 0.84 Bảng I.4: Kết quả sấy đỗ xanh trong điều kiện : - Chiều cao lớp hạt Ho = 40 mm (khối lượng m = 1000g). - Nhiệt độ tác nhân sấy t = 65 0C. - Vận tốc tác nhân sấy v = 3,5 m/s Thời gian (ph) Nhiệt độ lớp sôi (oC) Nhiệt độ khí ra (oC) Độ ẩm (%) Tốc độ bay hơi (l/h) 0 24 25 19.51 1 33 30 19.13 22.8 2 41 35 18.7 25.8 3 45 40 18.26 26.4 4 48 44 17.81 27 5 51 46 17.28 31.8 6 53 48 16.65 37.8 8 55 51 15.56 32.7 10 57 53 14.5 31.8 15 60 57 13.65 10.2 20 62 59 12.85 9.6 25 63 61 12.21 7.68 30 64 63 11.69 6.24 40 65 64 11.32 2.22 Bảng I.5: Kết quả sấy đỗ xanh trong điều kiện : - Chiều cao lớp hạt Ho = 40 mm (khối lượng m =). - Nhiệt độ tác nhân sấy t = 65 0C. - Vận tốc tác nhân sấy v = 4 m/s Thời gian (ph) nhiệt độ lớp sôi (oC) Nhiệt độ khí ra (oC) Độ ẩm (%) Tốc độ bay hơi (l/h) 0 26 26 19.8 1 32 28 19.41 23.4 2 38 35 18.98 25.8 3 42 38 18.53 27 4 45 41 18.01 31.2 5 47 43 17.41 36 6 49 45 16.76 39 8 52 48 15.56 36 10 55 52 14.46 33 15 58 55 12.16 27.6 20 61 59 10.86 15.6 25 62 61 10.33 6.36 30 64 63 9.99 4.08 40 65 64 9.86 0.78 Bảng I.6: Kết quả sấy đỗ xanh trong điều kiện : - Chiều cao lớp hạt Ho =60 mm (khối lượng m = 1500 g). - Nhiệt độ tác nhân sấy t = 65 0C. - Vận tốc tác nhân sấy v = 2,8 m/s Thời gian (ph) Nhiệt độ lớp sôi (oC) Nhiệt độ khí ra (oC) Độ ẩm (%) Tốc độ bay hơi (l/h) 0 19 19 19.71 1 25 24 19.45 15.6 2 38 30 19.17 16.8 3 43 35 18.85 19.2 4 46 38 18.49 21.6 5 49 44 18.05 26.4 6 51 47 17.52 31.8 8 54 51 16.24 38.4 10 56 53 15.08 34.8 15 59 57 12.68 28.8 20 62 60 11.73 11.4 25 63 61 11.31 5.04 30 64 63 11.15 1.92 40 65 64 11.08 0.42 Bảng I.7: Kết quả sấy đỗ xanh trong điều kiện : - Chiều cao lớp hạt Ho = 60 mm (khối lượng m = 1500g) - Nhiệt độ tác nhân sấy t = 65 0C. - Vận tốc tác nhân sấy v = 3,5 m/s Thời gian (ph) nhiệt độ lớp sôi (oC)) Nhiệt độ khí ra (oC) Độ ẩm (%) Tốc độ bay hơi (l/h) 0 20 20 20.2 1 24 23 19.92 16.8 2 32 26 19.62 18 3 40 34 19.24 22.8 4 45 39 18.82 25.2 5 48 43 18.34 28.8 6 50 46 17.79 33 8 53 49 16.49 39 10 56 53 15.38 33.3 15 59 56 13.01 28.44 20 62 60 11.26 21 25 63 62 10.46 9.6 30 64 63 10.29 2.04 40 65 64 10.15 0.84 * Bảng I.8: Kết quả sấy đỗ xanh trong điều kiện : - Chiều cao lớp hạt Ho = 60 mm ((khối lượng m = 1500g). - Nhiệt độ tác nhân sấy t = 65 0C. - Vận tốc tác nhân sấy v = 4 m/s Thời gian (ph) Nhiệt độ lớp sôi (oC)) Nhiệt độ khí ra (oC) Độ ẩm (%) Tốc độ bay hơi (l/h) 0 24 24 19.61 1 31 27 19.23 22.8 2 38 34 18.8 25.8 3 42 38 18.36 26.4 4 45 41 17.91 27 5 47 43 17.38 31.8 6 49 45 16.75 37.8 8 52 48 15.66 32.7 10 55 52 14.6 31.8 15 58 55 13.75 10.2 20 61 59 12.95 9.6 25 62 61 12.31 7.68 30 64 63 11.79 6.24 40 65 64 11.42 2.22 Bảng I.9: Kết quả sấy đỗ xanh trong điều kiện : - Chiều cao lớp hạt Ho = 95 mm (khối lượng m = 2400 g). - Nhiệt độ tác nhân sấy t = 65 0C. - Vận tốc tác nhân sấy v = 3,5 m/s Thời gian (ph) Nhiệt độ lớp sôi (oC) Nhiệt độ khí ra (oC) Độ ẩm (%) Tốc độ bay hơi (l/h) 0 24 24 19.76 1 31 26 19.48 16.8 2 35 29 19.18 18 3 38 32 18.83 21 4 42 35 18.44 23.4 5 45 40 17.98 27.6 6 48 42 17.41 34.2 8 52 47 16.06 40.5 10 55 51 15.01 31.5 15 58 55 13.21 21.6 20 60 58 11.91 15.6 25 62 60 10.99 11.04 30 63 62 10.57 5.04 40 65 64 10.39 1.08 Bảng I.10: Kết quả sấy đỗ xanh trong điều kiện : - Chiều cao lớp hạt Ho = 95 mm (khối lượng m = 2400g). - Nhiệt độ tác nhân sấy t = 65 0C. - Vận tốc tác nhân sấy v = 4 m/s Thời gian (ph) Nhiệt độ lớp sôi (oC) Nhiệt độ khí ra (oC) Độ ẩm (%) Tốc độ bay hơi (l/h) 0 23 23 19.41 1 29 25 19.12 17.4 2 33 28 18.81 18.6 3 37 31 18.45 21.6 4 41 34 18.06 23.4 5 44 39 17.57 29.4 6 47 42 17.06 30.6 8 51 47 16.08 29.4 10 54 52 15.15 27.9 15 58 56 14.02 13.56 20 61 59 13.08 11.28 25 63 61 12.2 10.56 30 64 63 11.61 7.08 40 65 64 11.25 2.16 Bảng I.11: Kết quả sấy đỗ xanh trong điều kiện : - Chiều cao lớp hạt Ho =105 mm (khối lượng m = 2700g). - Nhiệt độ tác nhân sấy t = 68 0C. - Vận tốc tác nhân sấy v = 3,5 m/s Thời gian (ph) Nhiệt độ lớp sôi (oC) Nhiệt độ khí ra (oC) Độ ẩm (%) Tốc độ bay hơi (l/h) 0 25 26 19.3 1 28 28 19.03 16.2 2 35 32 18.74 17.4 3 41 36 18.41 19.8 4 45 40 18.03 22.8 5 47 44 17.58 27 6 50 47 17.03 33 8 53 51 15.73 39 10 56 54 14.61 33.6 15 60 58 12.14 29.64 20 63 61 11.43 8.52 25 65 63 11.02 4.92 30 66 65 10.85 2.04 40 67 66 10.79 0.36 Bảng I.12: Kết quả sấy đỗ xanh trong điều kiện : - Chiều cao lớp hạt Ho =105 mm (khối lượng m = 2700g). - Nhiệt độ tác nhân sấy t = 68 0C. - Vận tốc tác nhân sấy v = 4 m/s Thời gian (ph) Nhiệt độ lớp sôi (oC) Nhiệt độ khí ra (oC) Độ ẩm (%) Tốc độ bay hơi (l/h) 0 28 26 19.5 1 32 28 19.25 15 2 37 32 18.97 16.8 3 41 36 18.65 19.2 4 44 40 18.29 21.6 5 47 43 17.85 26.4 6 50 46 17.32 31.8 8 52 50 16.04 38.4 10 56 53 14.88 34.8 15 59 57 12.48 28.8 20 61 60 11.53 11.4 25 63 62 11.11 5.04 30 64 63 10.95 1.92 40 65 64 10.88 0.42 Bảng I.13: Kết quả sấy đỗ xanh trong điều kiện : - Chiều cao lớp hạt Ho =40 mm (khối lượng m = 1000g). - Nhiệt độ tác nhân sấy t = 95 0C. - Vận tốc tác nhân sấy v = 2,8 m/s Thời gian (ph) Nhiệt độ lớp sôi (oC) Nhiệt độ khí ra (oC) Độ ẩm (%) Tốc độ bay hơi (l/h) 0 27 28 22.3 1 39 36 21.89 24.6 2 49 43 21.36 31.8 3 56 50 20.67 41.4 4 60 54 19.91 45.6 5 64 59 19.06 51 6 68 63 18.33 43.8 8 72 68 17.03 39 10 78 74 15.83 36 15 86 82 13.43 28.8 20 91 88 11.45 23.76 25 93 91 10.38 12.84 30 94 92 9.76 7.44 40 95 94 9.49 1.62 Bảng I.14: Kết quả sấy đỗ xanh trong điều kiện : - Chiều cao lớp hạt Ho =40 mm (khối lượng m = 1000). - Nhiệt độ tác nhân sấy t = 95 0C. - Vận tốc tác nhân sấy v = 3,5 m/s Thời gian (ph) nhiệt độ lớp sôi (oC) Nhiệt độ khí ra (oC) Độ ẩm (%) Tốc độ bay hơi (l/h) 0 28 28 22.46 1 35 33 22.01 27 2 45 41 21.45 33.6 3 53 49 20.81 38.4 4 58 54 20.06 45 5 63 59 19.2 51.6 6 66 62 18.46 44.4 8 72 68 17.1 40.8 10 76 72 15.88 36.6 15 83 79 13.43 29.4 20 87 84 11.42 24.12 25 90 88 10.29 13.56 30 93 91 9.75 6.48 40 94 93 9.5 1.5 Bảng I.15: Kết quả sấy đỗ xanh trong điều kiện : - Chiều cao lớp hạt Ho =40 mm (khối lượng m = 1000g) - Nhiệt độ tác nhân sấy t = 95 0C. - Vận tốc tác nhân sấy v = 4 m/s Thời gian (ph) nhiệt độ lớp sôi (oC) Nhiệt độ khí ra (oC) Độ ẩm (%) Tốc độ bay hơi (l/h) 0 28 28 23.11 1 35 33 22.64 28.2 2 45 41 22.06 34.8 3 53 49 21.38 40.8 4 58 54 20.62 45.6 5 63 59 19.76 51.6 6 66 62 18.99 46.2 8 72 68 17.57 42.6 10 76 72 16.29 38.4 15 83 79 13.79 30 20 87 84 11.69 25.2 25 90 88 10.49 14.4 30 93 91 9.89 7.2 40 94 93 9.58 1.86 Bảng I.16: Kết quả sấy đỗ xanh trong điều kiện : - Chiều cao lớp hạt Ho = 60 mm (khối lượng m = 1500g) - Nhiệt độ tác nhân sấy t = 95 0C. - Vận tốc tác nhân sấy v = 2,8 m/s Thời gian (ph) Nhiệt độ lớp sôi (oC) Nhiệt độ khí ra (oC) Độ ẩm (%) Tốc độ bay hơi (l/h) 0 28 28 21.73 1 36 34 21.27 27.6 2 47 42 20.7 34.2 3 55 50 20.02 40.8 4 60 55 19.26 45.6 5 65 60 18.44 49.2 6 68 63 17.71 43.8 8 74 69 16.49 36.6 10 78 73 15.33 34.8 15 85 81 13.08 27 20 89 86 11.23 22.2 25 92 89 10.33 10.8 30 94 93 9.88 5.4 40 95 94 9.48 2.4 Bảng I.17: Kết quả sấy đỗ xanh trong điều kiện : - Chiều cao lớp hạt Ho = 60 mm (khối lượng m = 1500g). - Nhiệt độ tác nhân sấy t = 95 0C. - Vận tốc tác nhân sấy v = 3,5 m/s Thời gian (ph) Nhiệt độ lớp sôi (oC) Nhiệt độ khí ra (oC) Độ ẩm (%) Tốc độ bay hơi (l/h) 0 26 26 22.31 1 34 30 21.89 25.2 2 45 41 21.34 33 3 53 49 20.65 41.4 4 59 54 19.88 46.2 5 64 60 19.04 50.4 6 67 62 18.32 43.2 8 74 69 17.06 37.8 10 78 73 15.88 35.4 15 85 81 13.58 27.6 20 90 87 11.68 22.8 25 92 90 10.63 12.6 30 94 92 10.08 6.6 40 95 94 9.58 3 Bảng I.18: Kết quả sấy đỗ xanh trong điều kiện : - Chiều cao lớp hạt Ho = 60 mm (khối lượng m = 1500g). - Nhiệt độ tác nhân sấy t = 95 0C. - Vận tốc tá._..863 0.01807 4.8702 3.1137 34201 51.5268 1201.02 33.79 0.8729 0.0179 4.8797 3.0714 34823 51.8375 863.28 34.15 0.8827 0.01779 4.9042 3.0358 35445 52.144 643.17 34.38 0.8891 0.01768 4.9092 2.9599 35856 52.345 418.49 34.56 0.894 0.0176 4.9139 2.8974 36167 52.4957 256.28 34.73 0.8988 0.01754 4.9235 2.8538 36479 52.6464 151.75 34.85 0.9021 0.01749 4.9275 2.831 36683 52.7443 50.22 34.96 0.9052 0.01746 4.9359 2.8219 36893 52.8447 0 * Tính toán trao đổi nhiệt khi H0 = 95 mm, t = 850C, v = 4 m/s w,% rhh,J/kg.K Qtt,kJ/h rk,kg/m3 Qb,kJ/h (Qb/Qtt),% DGn,kg b kg/m2.h 22.57 2441.33 25773.12 1.1823 0 0 0 22.18 2436.6 23964.48 1.1668 22.904 0.0956 0.0094 2.3161 21.69 2433.98 21251.52 1.1443 28.4776 0.134 0.0117 2.3275 21.13 2429.78 18086.4 1.1191 32.3161 0.1787 0.0133 2.3406 20.49 2426.63 15373.44 1.0984 36.6421 0.2383 0.0151 2.3556 19.78 2424.53 13564.8 1.085 40.4897 0.2985 0.0167 2.3725 19.01 2411.48 11304 1.0687 43.4066 0.384 0.018 2.3909 17.6 2394.78 9947.52 1.0592 78.3093 0.7872 0.0327 1.2126 16.38 2382.25 8591.04 1.0498 66.4648 0.7737 0.0279 1.2276 13.88 2361.38 6330.24 1.0345 133.1818 2.1039 0.0564 0.5036 12.08 2348.85 4521.6 1.0226 93.0145 2.0571 0.0396 0.5129 10.68 2340.5 3165.12 1.0139 70.6831 2.2332 0.0302 0.5201 10.08 2332.15 2260.8 1.0081 29.8515 1.3204 0.0128 0.5233 9.58 2323.8 904.32 0.9996 24.6323 2.7238 0.0106 0.263 Re Nu l a F Ar Fe Qlt,kJ 26.91 0.6854 0.01917 4.1034 3.2127 23811 45.6683 2752.61 27.12 0.6911 0.01888 4.0749 3.2002 24128 45.8698 2300.34 27.45 0.6999 0.01873 4.094 3.1845 24603 46.1687 2065.12 27.82 0.71 0.01848 4.0977 3.1667 25157 46.513 1681.71 28.13 0.7184 0.0183 4.1058 3.1465 25632 46.8036 1395.24 28.34 0.7241 0.01819 4.1135 3.1241 25948 46.9956 1202.85 28.6 0.7311 0.01807 4.1259 3.1 26345 47.2335 1012.99 28.76 0.7354 0.01796 4.1249 3.0562 26581 47.3744 816.9 28.91 0.7395 0.01787 4.1271 3.0189 26819 47.5155 672.8 29.17 0.7465 0.01773 4.1335 2.9434 27216 47.7488 438 29.37 0.752 0.01765 4.1452 2.8904 27533 47.9334 301.93 29.53 0.7562 0.0176 4.1565 2.85 27770 48.0703 213.23 29.63 0.759 0.01754 4.1577 2.8328 27929 48.1623 127.2 29.78 0.7631 0.01749 4.1682 2.8186 28167 48.2986 42.29 * Tính toán trao đổi nhiệt khi H0 = 105 mm, t = 850C, v = 3,5 m/s w,% rhh,J/kg.K Qtt,kJ/h rk,kg/m3 Qb,kJ/h (Qb/Qtt),% DGn,kg b kg/m2.h 22.62 2441.33 22947.1 1.1863 0 0 0 22.17 2437.65 21364.6 1.1706 30.7144 0.1438 0.0126 1.7771 21.67 2434.5 19782 1.1554 33.8396 0.1711 0.0139 1.7851 21.12 2431.88 18199.4 1.1406 37.2078 0.2044 0.0153 1.7941 20.51 2430.3 16616.9 1.1262 40.829 0.2457 0.0168 1.804 19.84 2457.4 14638.7 1.1086 45.2162 0.3089 0.0184 1.8151 19.06 2444.88 13451.8 1.0984 51.8315 0.3853 0.0212 1.8274 17.68 2415.65 10682.3 1.0752 90.1037 0.8435 0.0373 0.9209 16.42 2390.6 8308.44 1.056 80.3242 0.9668 0.0336 0.9337 13.82 2365.55 5538.96 1.0345 161.804 2.9212 0.0684 0.3783 11.77 2344.68 3560.76 1.0197 123.096 3.457 0.0525 0.3884 10.37 2332.15 1978.2 1.0081 81.8585 4.138 0.0351 0.3965 9.82 2323.8 1186.92 1.0025 31.6037 2.6627 0.0136 0.4021 9.52 2319.63 395.64 0.9968 17.1653 4.3386 0.0074 0.2022 Re Nu l a F Ar Fe Qlt,kJ 31.53 0.7837 0.01917 4.6919 3.7482 30996 49.864 3671.99 31.78 0.7903 0.01895 4.6771 3.7313 31412 50.0861 3204.13 32.03 0.7969 0.01876 4.6689 3.7127 31825 50.3049 2808.14 32.28 0.8035 0.0186 4.6674 3.6922 32239 50.5218 2481.55 32.52 0.8099 0.01851 4.6818 3.6697 32651 50.7364 2288.48 32.83 0.8181 0.01839 4.6986 3.6451 33170 51.0037 2034.67 33.01 0.8229 0.0183 4.703 3.6167 33478 51.1612 1837.01 33.43 0.8341 0.0181 4.7149 3.5668 34201 51.5268 1392.46 33.79 0.8437 0.01793 4.7244 3.5218 34823 51.8375 1018.27 34.21 0.8548 0.01776 4.7412 3.4303 35548 52.1944 644.04 34.5 0.8626 0.01762 4.7467 3.36 36064 52.4459 344.5 34.73 0.8687 0.01754 4.7586 3.313 36479 52.6464 170.26 34.85 0.8719 0.01749 4.7625 3.2948 36683 52.7443 56.49 34.96 0.8749 0.01746 4.7707 3.2849 36893 52.8447 0 * Tính toán trao đổi nhiệt khi H0 = 105 mm, t = 850C, v = 4 m/s w,% rhh,J/kg.K Qtt,kJ/h rk,kg/m3 Qb,kJ/h (Qb/Qtt),% DGn,kg b kg/m2.h 21.82 2441.33 22947.1 1.1863 0 0 0 21.44 2437.65 21364.6 1.1706 25.8391 0.1209 0.0106 1.9774 20.99 2434.5 19782 1.1554 30.6747 0.1551 0.0126 1.985 20.5 2431.88 18199.4 1.1406 33.0736 0.1817 0.0136 1.994 19.95 2430.3 16616.9 1.1262 36.9406 0.2223 0.0152 2.0038 19.34 2457.4 14638.7 1.1086 41.2843 0.282 0.0168 2.0149 18.65 2444.88 13451.8 1.0984 45.9637 0.3417 0.0188 2.0273 17.09 2415.65 10682.3 1.0752 102.182 0.9566 0.0423 1.0207 15.81 2390.6 8308.44 1.056 81.7585 0.984 0.0342 1.0368 13.37 2365.55 5538.96 1.0345 152.105 2.7461 0.0643 0.4201 11.42 2344.68 3560.76 1.0197 117.469 3.299 0.0501 0.4306 10.27 2332.15 1978.2 1.0081 67.6323 3.4189 0.029 0.4392 9.67 2323.8 1186.92 1.0025 34.857 2.9368 0.015 0.4443 9.47 2319.63 395.64 0.9968 11.5981 2.9315 0.005 0.2235 Re Nu l a F Ar Fe Qlt,kJ 31.53 0.7837 0.01917 4.6919 3.7482 30996 49.864 3671.99 31.78 0.7903 0.01895 4.6771 3.734 31412 50.0861 3206.44 32.03 0.7969 0.01876 4.6689 3.7171 31825 50.3049 2811.47 32.28 0.8035 0.0186 4.6674 3.6989 32239 50.5218 2486.05 32.52 0.8099 0.01851 4.6818 3.6786 32651 50.7364 2294.03 32.83 0.8181 0.01839 4.6986 3.6561 33170 51.0037 2040.81 33.01 0.8229 0.0183 4.703 3.6309 33478 51.1612 1844.22 33.43 0.8341 0.0181 4.7149 3.5743 34201 51.5268 1395.38 33.79 0.8437 0.01793 4.7244 3.5285 34823 51.8375 1020.21 34.21 0.8548 0.01776 4.7412 3.4424 35548 52.1944 646.32 34.5 0.8626 0.01762 4.7467 3.3754 36064 52.4459 346.08 34.73 0.8687 0.01754 4.7586 3.3366 36479 52.6464 171.48 34.85 0.8719 0.01749 4.7625 3.3165 36683 52.7443 56.86 34.96 0.8749 0.01746 4.7707 3.3098 36893 52.8447 0 2.2.2. Kết quả tính toán khi sấy hạt tơ hồng bằng đĩa phân phối dạng chóp: * Tính toán trao đổi nhiệt khi H0 = 40 mm, t = 750C, v = 2.8 m/s w,% rhh,J/kg.K Qtt,kJ/h rk,kg/m3 Qb,kJ/h (Qb/Qtt),% DGn,kg b kg/m2.h 21.6 2439.75 14243 1.1745 0 0 0 21.3 2438.7 13926.5 1.1706 5.3651 0.0385 0.0022 0.5904 20.6 2436.6 12977 1.1592 12.6703 0.0976 0.0052 0.2961 19.8 2433.98 12027.5 1.148 14.3605 0.1194 0.0059 0.2981 18.8 2432.93 11077.9 1.137 18.0037 0.1625 0.0074 0.3005 17 2428.73 9178.85 1.1156 31.8164 0.3466 0.0131 0.2024 14.4 2424 6646.75 1.0883 45.0864 0.6783 0.0186 0.1237 12.2 2403.13 5064.19 1.0719 36.7679 0.726 0.0153 0.127 10.2 2382.25 3165.12 1.0529 32.3986 1.0236 0.0136 0.1298 8.8 2373.9 1899.07 1.0406 22.3147 1.175 0.0094 0.1324 8.4 2365.55 949.54 1.0315 6.1504 0.6477 0.0026 0.0672 Re Nu l a F Ar Fe Qlt,kJ 49.88 0.1703 0.01907 7.92103 9.4373 85.3171 6.9882 1211 50.03 0.1707 0.01901 7.91465 9.4096 85.5994 6.9959 1152.85 50.47 0.1721 0.01888 7.925 9.3442 86.4428 7.0188 1039.7 50.92 0.1735 0.01873 7.92599 9.27 87.2879 7.0416 899.32 51.36 0.1749 0.01866 7.96008 9.1769 88.1311 7.0642 841.52 52.26 0.1777 0.01842 7.9835 9.012 89.826 7.1092 621.62 53.44 0.1814 0.01816 8.03469 8.778 92.0811 7.1682 380.85 54.17 0.1837 0.01801 8.06936 8.5854 93.491 7.2046 249.4 55.06 0.1865 0.01787 8.12867 8.4143 95.1789 7.2477 123.11 55.64 0.1883 0.01782 8.18416 8.296 96.3061 7.2762 73.33 56.08 0.1897 0.01776 8.21725 8.2633 97.1544 7.2975 24.44 * Tính toán trao đổi nhiệt khi H0 = 40 mm, t = 750C, v = 3.5 m/s w,% rhh,J/kg.K Qtt,kJ/h rk,kg/m3 Qb,kJ/h (Qb/Qtt),% DGn,kg b kg/m2.h 21.3 2439.23 17408.2 1.1706 0 0 0 21 2438.18 17012.5 1.1668 5.364 0.0315 0.0022 0.7058 20.1 2437.13 16221.2 1.1592 16.3288 0.1007 0.0067 0.3539 19.1 2434.5 14638.7 1.1443 18.0153 0.1231 0.0074 0.3571 18 2431.35 13056.1 1.1298 19.6939 0.1508 0.0081 0.3607 16.1 2428.2 11077.9 1.1121 33.5092 0.3025 0.0138 0.2432 13.6 2424 8704.08 1.0916 43.1472 0.4957 0.0178 0.1487 11.4 2403.13 6725.88 1.0752 36.7679 0.5467 0.0153 0.1526 9.8 2386.43 3560.76 1.0498 26.0121 0.7305 0.0109 0.156 8.9 2373.9 1978.2 1.0375 14.2434 0.72 0.006 0.1585 8.5 2365.55 791.28 1.0285 6.1504 0.7773 0.0026 0.08 Re Nu l a F Ar Fe Qlt,kJ 33.29 0.1174 0.01904 5.45194 9.4373 54.7841 6.0289 814.99 33.39 0.1177 0.01898 5.44865 9.4096 54.9642 6.0355 775.2 33.59 0.1183 0.01891 5.45623 9.3253 55.3229 6.0486 732.69 33.99 0.1196 0.01876 5.47243 9.2322 56.0449 6.0748 636.58 34.39 0.1209 0.01857 5.47589 9.1303 56.7648 6.1007 521.96 34.9 0.1226 0.01839 5.49906 8.9567 57.6684 6.1329 407.82 35.5 0.1245 0.01816 5.51444 8.7327 58.7527 6.1711 260.04 36 0.1261 0.01801 5.53917 8.5402 59.6512 6.2024 170.3 36.8 0.1287 0.0179 5.61885 8.403 61.0938 6.252 101.98 37.2 0.13 0.01782 5.65024 8.3275 61.8207 6.2767 50.82 37.49 0.1309 0.01776 5.6702 8.2948 62.3601 6.2949 16.93 * Tính toán trao đổi nhiệt khi H0 = 40 mm, t = 750C, v = 4 m/s w,% rhh,J/kg.K Qtt,kJ/h rk,kg/m3 Qb,kJ/h (Qb/Qtt),% DGn,kg b kg/m2.h 21.5 2439.23 19895 1.1706 0 0 0 21.2 2438.18 19442.9 1.1668 5.364 0.0276 0.0022 0.7854 20.4 2437.13 18990.7 1.163 14.6228 0.077 0.006 0.3938 19.5 2436.08 18086.4 1.1554 16.3217 0.0902 0.0067 0.397 18.4 2434.5 17182.1 1.148 19.7195 0.1148 0.0081 0.4006 16.4 2429.78 14017 1.1226 35.2318 0.2514 0.0145 0.2701 13.7 2424 9947.52 1.0916 46.5408 0.4679 0.0192 0.1653 11.6 2390.6 5425.92 1.0592 34.9028 0.6433 0.0146 0.1699 9.8 2378.08 3617.28 1.0467 29.0126 0.8021 0.0122 0.1736 8.8 2369.73 2260.8 1.0375 15.8772 0.7023 0.0067 0.1768 8.5 2365.55 1356.48 1.0315 4.7311 0.3488 0.002 0.0893 Re Nu l a F Ar Fe Qlt,kJ 26 0.0936 0.01904 4.34669 9.4373 41.9441 5.5154 649.77 26.08 0.0938 0.01898 4.34225 9.4096 42.0812 5.5214 617.79 26.16 0.0941 0.01891 4.34008 9.3341 42.2185 5.5274 583.35 26.32 0.0946 0.01885 4.34929 9.2498 42.4964 5.5395 550.35 26.48 0.0951 0.01876 4.3514 9.1479 42.7708 5.5514 501.56 27.03 0.097 0.01848 4.3721 8.9655 43.7396 5.593 366.89 27.75 0.0993 0.01816 4.39826 8.7239 44.9829 5.6455 207.2 28.53 0.1019 0.01793 4.45626 8.5402 46.3592 5.7025 95.9 28.85 0.1029 0.01784 4.4774 8.3866 46.915 5.7252 54.07 29.09 0.1037 0.01779 4.49957 8.3023 47.3317 5.7421 26.9 29.24 0.1042 0.01776 4.51364 8.2772 47.6067 5.7532 13.45 * Tính toán trao đổi nhiệt khi H0 = 55 mm, t = 750C, v = 2,8 m/s w,% rhh,J/kg.K Qtt,kJ/h rk,kg/m3 Qb,kJ/h (Qb/Qtt),% DGn,kg b kg/m2.h 21.1 2440.28 14559.6 1.1784 0 0 0 20.8 2438.18 13926.5 1.1706 7.5584 0.0543 0.0031 0.4217 20.1 2435.55 12977 1.1592 17.7795 0.137 0.0073 0.2115 19.3 2431.88 11077.9 1.137 20.1846 0.1822 0.0083 0.213 18.4 2429.78 9811.87 1.1226 22.597 0.2303 0.0093 0.2147 15.5 2426.63 8229.31 1.1052 71.8282 0.8728 0.0296 0.1444 12.7 2411.48 6013.73 1.0817 67.0391 1.1148 0.0278 0.0892 10.7 2394.78 3798.14 1.0592 46.2193 1.2169 0.0193 0.0918 9.3 2382.25 2215.58 1.0436 31.4457 1.4193 0.0132 0.0937 8.7 2373.9 1266.05 1.0345 13.2938 1.05 0.0056 0.095 8.4 2365.55 633.02 1.0285 6.6235 1.0463 0.0028 0.0478 Re Nu l a F Ar Fe Qlt,kJ 49.73 0.1524 0.01911 7.10333 13.2123 85.0317 6.9804 1554.18 50.03 0.1532 0.01898 7.09204 13.1732 85.5994 6.9959 1412.58 50.47 0.1545 0.01882 7.09193 13.0814 86.4428 7.0188 1235.73 51.36 0.157 0.0186 7.12244 12.977 88.1311 7.0642 998.22 51.96 0.1587 0.01848 7.15311 12.8599 89.2624 7.0943 861.01 52.7 0.1607 0.0183 7.17271 12.4875 90.6702 7.1314 644.9 53.73 0.1636 0.01807 7.21037 12.1377 92.641 7.1827 378.07 54.76 0.1665 0.01796 7.29351 11.8948 94.6127 7.2333 249.85 55.5 0.1686 0.01787 7.34849 11.7287 96.0284 7.2692 155.14 55.94 0.1698 0.01782 7.38009 11.6582 96.8751 7.2905 92.92 56.23 0.1707 0.01776 7.39422 11.623 97.4382 7.3046 30.94 * Tính toán trao đổi nhiệt khi H0 = 55 mm, t = 750C, v = 3,5 m/s w,% rhh,J/kg.K Qtt,kJ/h rk,kg/m3 Qb,kJ/h (Qb/Qtt),% DGn,kg b kg/m2.h 21.1 2440.28 18199.4 1.1784 0 0 0 20.8 2438.18 17408.2 1.1706 5.364 0.0308 0.0022 0.7058 20.1 2435.55 16221.2 1.1592 12.6649 0.0781 0.0052 0.3539 19.3 2431.88 13847.4 1.137 14.3481 0.1036 0.0059 0.3564 18.4 2429.78 12264.8 1.1226 16.0365 0.1308 0.0066 0.3593 15.5 2426.63 10286.6 1.1052 51.4446 0.5001 0.0212 0.2417 12.7 2411.48 7517.16 1.0817 47.7473 0.6352 0.0198 0.1493 10.7 2394.78 4747.68 1.0592 33.048 0.6961 0.0138 0.1536 9.3 2382.25 2769.48 1.0436 22.6314 0.8172 0.0095 0.1568 8.7 2373.9 1582.56 1.0345 9.4956 0.6 0.004 0.159 8.4 2365.55 791.28 1.0285 4.7311 0.5979 0.002 0.08 Re Nu l a F Ar Fe Qlt,kJ 33.09 0.1047 0.01911 4.88004 9.4373 54.4223 6.0156 762.66 50.03 0.1532 0.01898 7.09204 9.4096 85.5994 6.9959 1009.01 50.47 0.1545 0.01882 7.09193 9.3442 86.4428 7.0188 882.7 51.36 0.157 0.0186 7.12244 9.27 88.1311 7.0642 713.07 51.96 0.1587 0.01848 7.15311 9.1869 89.2624 7.0943 615.09 52.7 0.1607 0.0183 7.17271 8.9202 90.6702 7.1314 460.67 53.73 0.1636 0.01807 7.21037 8.671 92.641 7.1827 270.09 54.76 0.1665 0.01796 7.29351 8.4974 94.6127 7.2333 178.49 55.5 0.1686 0.01787 7.34849 8.3778 96.0284 7.2692 110.82 55.94 0.1698 0.01782 7.38009 8.3275 96.8751 7.2905 66.37 56.23 0.1707 0.01776 7.39422 8.3023 97.4382 7.3046 22.1 * Tính toán trao đổi nhiệt khi H0 = 55 mm, t = 750C, v = 4 m/s w,% rhh,J/kg.K Qtt,kJ/h rk,kg/m3 Qb,kJ/h (Qb/Qtt),% DGn,kg b kg/m2.h 21.4 2440.28 20799.4 1.1784 0 0 0 21.1 2437.65 19895 1.1706 5.3628 0.027 0.0022 0.7854 20.3 2435.55 18538.6 1.1592 14.6133 0.0788 0.006 0.3938 19.4 2432.4 15825.6 1.137 16.2971 0.103 0.0067 0.397 18.4 2429.78 14017 1.1226 17.9804 0.1283 0.0074 0.4006 16.1 2427.15 11756.2 1.1052 40.5334 0.3448 0.0167 0.2698 13.5 2415.65 8591.04 1.0817 44.6895 0.5202 0.0185 0.1657 11.4 2394.78 5425.92 1.0592 34.7243 0.64 0.0145 0.1701 9.8 2382.25 3165.12 1.0436 25.7283 0.8129 0.0108 0.1738 9 2373.9 1808.64 1.0345 12.5817 0.6956 0.0053 0.1766 8.6 2365.55 904.32 1.0285 6.1504 0.6801 0.0026 0.089 Re Nu l a F Ar Fe Qlt,kJ 25.84 0.0835 0.01911 3.89191 9.4373 41.6664 5.5032 608.23 26 0.084 0.01895 3.88244 9.4096 41.9441 5.5154 539.22 26.24 0.0847 0.01882 3.88794 9.3341 42.3561 5.5334 483.39 26.72 0.0861 0.01863 3.9123 9.2498 43.1859 5.5693 403.86 27.03 0.087 0.01848 3.92137 9.1567 43.7396 5.593 336.09 27.43 0.0882 0.01833 3.94319 8.9466 44.4282 5.6222 266.7 27.98 0.0898 0.0181 3.96434 8.7138 45.3953 5.6627 161.67 28.53 0.0914 0.01796 4.00377 8.5313 46.3592 5.7025 98.37 28.93 0.0926 0.01787 4.036 8.3954 47.0528 5.7308 60.99 29.16 0.0933 0.01782 4.05514 8.3288 47.4679 5.7476 36.48 29.32 0.0937 0.01776 4.05881 8.296 47.7459 5.7588 12.12 * Tính toán trao đổi nhiệt khi H0 = 75 mm, t = 750C, v = 2,8 m/s w,% rhh,J/kg.K Qtt,kJ/h rk,kg/m3 Qb,kJ/h (Qb/Qtt),% DGn,kg b kg/m2.h 21.7 2439.23 13926.5 1.1706 0 0 0 21.4 2438.18 13610 1.1668 10.4842 0.077 0.0043 0.3054 20.5 2437.13 13293.5 1.163 31.6827 0.2383 0.013 0.1531 19.5 2436.08 12660.5 1.1554 34.8359 0.2752 0.0143 0.1545 18.4 2434.5 12027.5 1.148 37.9782 0.3158 0.0156 0.1561 16.2 2429.78 9811.87 1.1226 75.0802 0.7652 0.0309 0.1052 13.7 2424 6963.26 1.0916 83.1432 1.194 0.0343 0.0646 11.5 2394.78 3798.14 1.0592 70.4065 1.8537 0.0294 0.0662 9.9 2382.25 2532.1 1.0467 49.789 1.9663 0.0209 0.0677 9 2373.9 1582.56 1.0375 27.5372 1.74 0.0116 0.0688 8.6 2365.55 949.54 1.0315 12.0643 1.2705 0.0051 0.0347 Re Nu l a F Ar Fe Qlt,kJ 50.03 0.1379 0.01904 6.40394 18.2455 85.5994 6.9959 1850.79 50.18 0.1383 0.01898 6.40228 18.1914 85.8787 7.0035 1760.97 50.32 0.1386 0.01891 6.3925 18.0278 86.1586 7.0111 1659.5 50.62 0.1394 0.01885 6.409 17.8479 86.7276 7.0265 1564.82 50.92 0.1401 0.01876 6.41043 17.6516 87.2879 7.0416 1425.74 51.96 0.1428 0.01848 6.43645 17.2628 89.2624 7.0943 1040 53.29 0.1461 0.01816 6.47116 16.8312 91.8 7.1609 588.15 54.76 0.1499 0.01796 6.56635 16.4612 94.6127 7.2333 311.3 55.35 0.1514 0.01787 6.59882 16.1982 95.7434 7.262 192.4 55.79 0.1525 0.01782 6.62817 16.0523 96.5923 7.2834 114.91 56.08 0.1532 0.01776 6.63618 15.9881 97.1544 7.2975 38.2 * Tính toán trao đổi nhiệt khi H0 = 75 mm, t = 750C, v = 3,5 m/s w,% rhh,J/kg.K Qtt,kJ/h rk,kg/m3 Qb,kJ/h (Qb/Qtt),% DGn,kg b kg/m2.h 19.3 2439.23 17408.2 1.1706 0 0 0 19 2438.18 17012.5 1.1668 10.4842 0.0616 0.0043 0.3651 18.2 2437.13 16616.9 1.163 28.2707 0.1701 0.0116 0.1831 17.3 2436.08 15825.6 1.1554 31.4254 0.1986 0.0129 0.1846 16.2 2434.5 15034.3 1.148 37.9782 0.2526 0.0156 0.1862 14.5 2429.78 12264.8 1.1226 58.0717 0.4735 0.0239 0.1255 12.3 2424 8704.08 1.0916 73.6896 0.8466 0.0304 0.0766 10.5 2390.6 4747.68 1.0592 58.0916 1.2236 0.0243 0.0783 9.4 2378.08 3165.12 1.0467 34.72 1.097 0.0146 0.0798 8.9 2369.73 1978.2 1.0375 15.6402 0.7906 0.0066 0.0807 8.7 2365.55 1186.92 1.0315 6.1504 0.5182 0.0026 0.0405 Re Nu l a F Ar Fe Qlt,kJ 33.29 0.0948 0.01904 4.40242 18.2455 54.7841 6.0289 1272.34 33.39 0.095 0.01898 4.3978 18.1914 54.9642 6.0355 1209.63 33.49 0.0953 0.01891 4.39542 18.0454 55.142 6.042 1142.17 33.69 0.0958 0.01885 4.40446 17.8831 55.5069 6.0553 1077.51 33.89 0.0963 0.01876 4.40631 17.6868 55.8652 6.0683 981.96 34.6 0.0982 0.01848 4.42619 17.3861 57.1284 6.1137 720.29 35.5 0.1005 0.01816 4.45141 17.0035 58.7527 6.1711 408.72 36.5 0.1031 0.01793 4.50874 16.6978 60.553 6.2335 189.72 36.9 0.1042 0.01784 4.53397 16.5141 61.2757 6.2582 107.82 37.2 0.1049 0.01779 4.55164 16.431 61.8207 6.2767 53.85 37.39 0.1054 0.01776 4.56562 16.3983 62.1789 6.2888 26.95 * Tính toán trao đổi nhiệt khi H0 = 75 mm, t = 750C, v = 4 m/s w,% rhh,J/kg.K Qtt,kJ/h rk,kg/m3 Qb,kJ/h (Qb/Qtt),% DGn,kg b kg/m2.h 21 2439.75 20347.2 1.1745 0 0 0 20.7 2438.7 19895 1.1706 10.4864 0.0527 0.0043 0.4062 19.9 2436.6 18538.6 1.1592 28.2646 0.1525 0.0116 0.2037 19 2433.98 17182.1 1.148 31.3983 0.1827 0.0129 0.2054 18 2432.93 15825.6 1.137 34.5476 0.2183 0.0142 0.2072 16.2 2428.73 13112.6 1.1156 61.4469 0.4686 0.0253 0.1395 13.6 2424 9495.36 1.0883 87.0216 0.9165 0.0359 0.0853 11.5 2403.13 7234.56 1.0719 68.0086 0.9401 0.0283 0.0875 9.9 2382.25 4521.6 1.0529 50.2655 1.1117 0.0211 0.0894 9.1 2373.9 2712.96 1.0406 24.6886 0.91 0.0104 0.0909 8.7 2365.55 1356.48 1.0315 12.0643 0.8894 0.0051 0.0458 Re Nu l a F Ar Fe Qlt,kJ 25.92 0.0753 0.01904 3.49686 18.2455 41.8051 5.5093 1010.62 26 0.0756 0.01898 3.49973 18.1914 41.9441 5.5154 962.61 26.24 0.0762 0.01891 3.51449 18.0454 42.3561 5.5334 913.25 26.48 0.0768 0.01885 3.53093 17.8831 42.7708 5.5514 863.81 26.72 0.0775 0.01876 3.5461 17.7044 43.1859 5.5693 791.05 27.19 0.0787 0.01848 3.54726 17.3861 44.0146 5.6047 577.26 27.82 0.0804 0.01816 3.56113 16.9343 45.1193 5.6512 325.65 28.22 0.0814 0.01793 3.55976 16.5782 45.8102 5.6799 148.72 28.69 0.0827 0.01784 3.59846 16.3127 46.6378 5.7139 84.53 29 0.0835 0.01779 3.62309 16.1819 47.1884 5.7363 42.21 29.24 0.0841 0.01776 3.64297 16.1177 47.6067 5.7532 21.14 Dựa vào các bảng tính toán chúng ta vẽ đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa lượng nhiệt cung cấp thực tế và lượng nhiệt tính theo lý thuyết để xem xét đến hệ số sử dụng nhiệt cuả quá trình. Hình IV.1: Đồ thị cấp nhiệt khi nhiệt độ sấy t = 650C, v = 3,5 m/s. Hình IV.2: Đồ thị cấp nhiệt khi nhiệt độ tác nhân t =650C, v = 4 m/s Hình IV.3: Đồ thị cấp nhiệt khi nhiệt độ tác nhân t = 950C, v = 3,5 m/s Hình IV.4: Đồ thị cấp nhiệt khi tác nhân t = 950C, v = 4 m/s. Hình IV.5: Đồ thị cấp nhiệt khi nhiệt độ tác nhân t = 850C, v = 3,5 m/s Hình IV.6: Đồ thị cấp nhiệt khi nhiệt độ tác nhân t = 850C, v = 4 m/s b,kg/m2.h Hình IV.7: Đồ thị hệ số cấp khối khi nhiệt độ tác nhân t = 650C, v = 3,5 m/s b,kg/m2.h Hình IV.8: Đồ thị hệ số cấp khối khi nhiệt độ tác nhân t = 65cC, v = 4 m/s b,kg/m2.h Hình IV.9: Đồ thị hệ số cấp khối khi nhiệt độ tác nhân t = 950C, v = 3,5 m/s. b,kg/m2.h Hình IV.10: Đồ thị hệ số cấp khối khi nhiệt độ tác nhân t = 950C, v = 4 m/s. b,kg/m2.h Hình IV.11: Đồ thị hệ số cấp khối khi nhiệt độ tác nhân t = 850C, v = 3,5 m/s. b,kg/m2.h Hình IV.12: Đồ thị hệ số bay hơi khi nhiệt độ tác nhân sấy t = 850C, v = 4m/s. * Đồ thị của hạt tơ hồng: Nhiệt lượng kJ/h Hình IV.13: Đồ thị cấp nhiệt khi nhiệt độ tác nhân t = 750C, v = 4 m/s. Nhiệt lượng kJ/h Hình IV.14: Đồ thị cấp nhiệt khi nhiệt độ tác nhân t = 750C, v = 2,8 m/s. Hình IV.15: Đồ thị cấp nhiệt khi nhiệt độ tác nhân t = 750C, v = 3,5 m/s. Hình IV.16: Đồ thị cấp nhiệt khi nhiệt độ tác nhân t = 850C, v = 2,8 m/s. Hình IV.17: Đồ thị cấp nhiệt khi nhiệt độ tác nhân sấy t = 850C, v = 2,8 m/s. Hình IV.18: Đồ thị cấp nhiệt khi nhiệt độ tác nhân sấy t = 850C, v = 3,5 m. Hình IV.19: Đồ thị cấp nhiệt khi nhiệt độ tác nhân sấy t = 850C, v = 4 m/s. b,kg/m2.h Hình IV.20: Đồ thị hệ số cấp khối khi nhiệt độ tác nhân t = 850C. b,kg/m2.h Hình IV.21: Đồ thị hệ số cấp khối khi nhiệt độ tác nhân t = 850C. Nhận xét: Đồ thị cấp nhiệt lý thuyết và thực tế rất khác xa nhau, tuy nhiên chúng đều cho thấy hai giai đoạn của quá trình sấy: đó là giai đoạn tốc độ sấy tăng dần và giai đoạn sấy tốc độ giảm dần. Trong giai đoạn đầu nhiệt lượng cung cấp cho quá trình chủ yếu dùng để đót nóng vật liệu và làm bay hơi ẩm, còn trong giai đoạn 2 thì nhiệt lượng chủ yếu dùng để làm bay hơi ẩm, Trong quá trình sấy nhiệt lượng cung cấp theo thực tế và theo lý thuyết đều giảm. Nhiệt lượng cung cấp theo thực tế giảm tương đối đều trong suốt quá trình, còn nhiệt lượng tính theo lý thuyết giảm nhanh ở giai đoạn đầu còn giai đoạn sau giảm chậm hơn. Điều này có thể giải thích là do lúc đầu vật liệu bị đốt nóng nên nhiệt lượng dùng để đốt nóng và làm bay hơi ẩm, sau đó thì nhiệt chủ yếu dùng để bay hơi ẩm. Nhiệt lượng cung cấp theo thực tế và theo tính toán lý thuyết đều tăng khi vận tốc và nhiệt độ tác nhân sấy tăng, do nhiệt lượng phụ thuộc vào lưu lượng gió và nhiệt độ của tác nhân sấy. Khi chiều cao lớp hạt tăng lên thì bề mặt tự do của hạt tăng lên. Điều đó làm cho cường độ truyền nhiệt giảm. Do đó khi chiều cao lớp hạt tăng lên thì hệ số cấp khối giảm đi. Theo đồ thị cấp khối thì ta thấy quá trình thoát ẩm của hạt gồm 3 giai đoạn trong mỗi giai đoạn thì hệ số cấp khối hầu như không đổi. Đối với hạt đỗ xanh thì đồ thị hệ số cấp khối chia làm 3 phần rõ ràng, còn với hạt tơ hồng thì ban đầu hệ số bay hơi giảm sau mới chia làm 2 giai đoạn và hệ số cấp khối nhỏ hơn của hạt đỗ xanh. Điều này có thể giải thích là vì hạt tơ hồng có kích thước nhỏ nên bề mặt tự do lớn hơn của đỗ xanh. Ngoài ra khi chúng tôi tiến hành sấy hạt đỗ tương và hạt cải trắng theo cùng một điều kiện thì thấy hệ số bay hơi của đỗ xanh và tơ hồng lớn hơn của đỗ tương và cải trắng dù kích thước của hạt đỗ tương lớn hơn hạt đỗ xanh và hạt cải trắng lớn hơn hạt tơ hồng. Nguyên nhân của hiện tương này được giải thích là do hạt đỗ tương và hạt cải trắng có một lớp vỏ cứng nhưng khó thoát ẩm trong khi đó đỗ xanh và tơ hồng cũng có lớp vỏ cứng nhưng dễ thoát ẩm hơn. Hệ số cấp khối trong cùng điều kiện chiều cao và nhiệt độ thì phụ thuộc vào vận tốc tác nhân sấy. Khi vận tốc tác nhân sấy tăng thì hệ số cấp khối cũng tăng theo. Vì khi vận tốc tác nhân lớn thì khả năng bay hơi của vật liệu tăng do độ xốp của lớp hạt giảm làm tăng bề mặt trao đổi nhiệt. kết luận Sau khi thực nghiệm và tính toán lý thuyết trên mấy sấy tầng sôi chúng tôi rút được một số kết luận sau: 1. ảnh hưởng của chế độ thuỷ động: Khi chiều cao hạt càng tăng thì trở lực càng lớn, tuy nhiên pic trở lực không rõ ràng. Trở lực của lớp sôi tính toán theo lý thuyết lớn hơn rất nhiều so với thực nghiệm nhất là ở giai đoạn sấy tốc độ giảm dần. Đĩa phân phối loại chóp có trở lực lớn hơn đĩa phân phối loại đục lỗ và trở lực của nó tăng nhanh theo vận tốc. 2. Quá trình sấy tầng sôi chủ yếu gồm hai giai đoạn: giai đoạn tốc độ sấy tăng dần và giai đoạn tốc độ sấy giảm dần. Giai đoạn sấy tốc độ giảm dần gồm 2 khu vực: khu vực tốc độ sấy giảm chậm và khu vực sấy tốc độ giảm nhanh. ảnh hưởng của vận tốc tác nhân sấy lên tốc độ bay hơi là không đồng đều ở từng giai đoạn: trong giai đoạn đầu khi tốc độ gió tăng thì vận tốc bay hơi tăng, giai đoạn sau thì ảnh hưởng của vận tốc tác nhân sấy lên tốc độ bay hơi ẩm không rõ ràng. Chiều cao lớp hạt ảnh hưởng lớn đến quá trình sấy nhất là ở cuối giai đoạn đầu : chiều cao lớp hạt càng lớn thì vận tốc sấy cực đại càng nhỏ. Tuy nhiên ở cuối giai đoạn 2 ảnh hưởng của chiều cao lên tốc độ sấy là không đáng kể. Hệ số sử dụng nhiệt (Qb/Qtt) tương đối nhỏ nhưng ổn định nhất vào giữa hai giai đoạn đầu và giai đoạn cuối. Kết quả tính toán nhiệt lượng cung cấp theo lý thuyết nhỏ hơn thực tế từ 5 -:- 10 lần . sai khác lớn nhất ở giai đoạn đầu, càng về sau thì sự sai khác càng nhỏ chứng tỏ các công thức tính toán lý thuyết chỉ phù hợp với quá trình sấy vật liệu có độ ẩm thấp. Hệ số cấp khối phụ thuộc nhiều vào chiều cao và tính chất của hạt .Hạt có kích thước càng nhỏ và chiều cao càng lớn thì hệ số cấp khối càng nhỏ. Hệ số cấp khối biến đổi trong tiến trình sấy. Trong giai đoạn đầu hệ số cấp khối ít biến đổi theo độ ẩm, nhưng ở giai đoạn 2 hệ số cấp khối giảm dần theo độ ẩm. Tài liệu tham khảo Tập thể tác giả , cơ sở các quá trình và thiết bị công nghệ hoá chất, tập 2, Trường Đại học Bách Khoa Hà nội, Năm 1982. Tập thể tác giả , Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hoá chất, tập 1 NXB Khoa học kỹ thuật , Năm 1999. Tập thể tác giả , Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hoá chất, tập 2 NXB Khoa học kỹ thuật , Năm 1999. Hoàng Văn Chước, Giáo trình Kỹ thuật sấy, NXB Khoa học Kỹ thuật, Năm 1999. Phạm Công Dũng, Một số kết quả đánh giá máy sấy nông sản Việt Nam, Tạp chí Khoa học và Công nghệ nhiệt, Số 6 năm 1998. Nguyễn Thị Niên, Thuỷ động lực học của chế độ vòi rồng, ứng dụng cho quá trình sấy vật liệu đa phân tán, Luận văn cao học, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Năm 1996. Phạm Công Dũng, Nguyễn Hữu Tùng, Nguyễn Bin, Sấy – Một giải pháp hữu hiệu để bảo quản nông sản Việt Nam, Hội nghị Khoa học Lần thứ 2, Hội Kỹ thuật Công nghệ Hoá học Việt Nam, Năm 1997. Hoàng Văn Chước, Trần Văn Phú, Phạm Văn Tùng. Giáo trình Kỹ thuật sấy. Đại học Bách Khoa Hà Nội, Năm 1997. Drying of Solid – Recent International development, John Wiley, Sons, 1986. Fluidization, Proceeding of the international Fluidization conference, 1980. Fluidization Engineering, John Wiley, Sons, 1986. P.G. Poмaлкoь, И.В.Paшкоьскаг, Сумка ьо Ьјьешеииом сосґоении, Хuмuл,1968. Để xác định độ ẩm của vật liệu ta dùng phơng pháp sấy khô và phơng pháp đo độ dẫn điện. Với phơng pháp sấy khô ta lấy mẫu theo thời gian quy định, cho vào bình kín rồi đem cân và cho vào tủ sấy sấy đến khối lợng không đổi từ đó xác định đợc độ ẩm của vật liệu. Với phơng pháp đo độ dẫn điện ta dùng thiết bị đo dộ ẩm của hạt thực vật loại G- WON. Khi đó ta lấy mẫu theo thời gian đã định, mẫu lấy đợc cho vào khay mẫu rồi đợc nghiền nhỏ bằng dụng cụ nghiền tay. Nhiệt độ của quá trình thí nghiệm đợc xác định bằng cách dùng nhiệt kế thuỷ ngân (loại 3000 C) và đồng hồ đo nhiệt loại nhỏ (loại 1200 C). Độ xốp của hạt đợc xác định nh sau: cho lợng hạt xác định vào ống đong không chứa nớc ta xác định đợc thể tích hạt rỗng V0 , rồi đo thể tích hạt chiếm thực tế bằng cách nh xác định khối lợng riêng ta thu đợc V, độ xốp của hạt đợc tính nh sau: Từ đó ta tìm đợc các thông số về vật liệu sấy nh sau: Hạt đỗ xanh có đặc điểm sau: Hạt tơ hồng có các đặc điểm sau: - Có hình dạng gần cầu - Có hình dạng rất giống dạng cầu - Có khối lợng riêng r = 1399,8 kg/m3. - Có khối lợng riêng r = 1163,1 kg/m3 - Có độ xốp e = 0,4417 - Độ xốp e = 0,3978 - Đờng kính tơng đơng dtd = 3,202 mm. - Đờng kính tơng đơng dtd = 0,41 mm. Biến thiên trở lực của lớp hạt tơ hồng theo vận tốc gió có pic tơng đối rõ rệt. Khi vận tốc gió tơng đối lớn trở lực của lớp hạt tơ hồng hầu nh không chịu ảnh hởng mấy và không đổi. Còn ảnh hởng của chiều cao lớp hạt lên trở lực cũng chỉ rõ nét ở giai đoạn đầu và ảnh hởng không rõ ràng ở giai đoạn sau. Nh vậy ta có thể nhận xét chung nh sau: Trở lực của lớp hạt trong quá trình sấy tầng sôi phụ thuộc rất phức tạp vào vận tốc tác nhân sấy và chiều cao lớp hạt. Khi vận tốc tác nhân sấy và chièu cao lớp hạt còn nhỏ thì trở lực tăng rất nhanh theo vận tốc và chiều cao. Sau đó khi vận tốc tiếp tục tăng đến vận tốc sôi thì trở lực lớp hạt đạt cực đại (với hạt tơ hồng thì đồ thị có pic tương đối rõ ràng). Nếu tiếp tục tăng vận tốc gió thì trở lực lại giảm đi và tiến tới không đổi trong khi chiều cao lớp hạt và vận tốc tác nhân sấy vẫn tăng. ._.