Nghiên cứu lý thuyết quá trình truyền nhiệt - truyền chất trong thiết bị sấy phun

- 54 3.4.3 Biến thiờn độ chứa hơi của khụng khớ trong khụng gian buồng sấy.
- 55 3.4.4 Biến thiờn nhiệt độ trong khụng gian buồng sấy.
- 59 3.5.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ khụng khớ núng tới quỏ trỡnh sấy.
- Nhiệt độ tỏc nhõn vào cũng ảnh hưởng đến độ ẩm của bột do sự thay đổi độ ẩm của tỏc nhõn sấy ra.
- Nếu như nguyờn liệu được cấp vào khụng tương xứng thỡ nhiệt độ khụng khớ ra khụng thể giảm xuống.
- Khụng khớ vào 2.
- Sự sấy diễn ra rất nhanh, và nhiệt độ khụng khớ sấy giảm nhanh do sự bay hơi của nước.
- Sản phẩm khụng trải qua sự phỏ hủy nhiệt bởi vỡ nhiệt độ giọt thấp trong suốt hầu hết quỏ trỡnh bay hơi.
- Buồng sấy 4.
- Gia nhiệt khụng khớ 5.
- Khụng khớ ra 2.
- Khụng khớ vào 5.
- Khụng khớ sấy 2.
- Buồng sấy 5.
- Khụng khớ đốt.
- Buồng sấy.
- Khụng khớ 2.
- (1.6) DC là hệ số cản của khụng khớ.
- Phương trỡnh vi phõn nhiệt độ của một hạt: 17.
- Khụng khớ và hơi nước trong buồng sấy hũa trộn đều.
- Dũng nhiệt truyền từ khụng khớ núng tới giọt lỏng hoặc hạt và biến thiờn nhiệt độ bờn trong hạt là khụng đỏng kể.
- lưu lượng khụng khớ vào buồng sấy kg/h.
- nhiệt độ khụng khớ vào t C.
- lưu lượng khụng khớ: 21,44 kg/h.
- nhiệt độ khụng khớ cấp: 160 0C.
- Nhiệt độ là thụng số ảnh hưởng lớn nhất đến độ ẩm của bột sản phẩm.
- nhiệt độ khụng khớ vào là 0165 C , ỏp lực khớ nộn là 4,25 bar và tốc độ bơm nhập liệu là 22,5 ml/ phỳt.
- Nhiệt độ được phõn bố đồng đều trong giọt.
- Như vậy, nhiệt độ của tỏc nhõn sấy cú thể dễ dàng ảnh hưởng tới tớnh chất của sản phẩm khụ.
- Sự tăng nhiệt độ khụng khớ vào thường mang lại sự hỡnh thành nhanh chúng lớp khụ bờn ngoài.
- ,pkρρ- khối lượng riờng của hạt và khụng khớ.
- tdv- vận tốc tương đối giữa hạt lỏng và khụng khớ.
- Chờnh lệch nhiệt độ giữa khụng khớ và bề mặt hạt lỏng.
- vtd – vận tốc tương đối của hạt lỏng so với khụng khớ.
- 38- Sự bay hơi của chựm hạt làm giảm nhiệt độ tỏc nhõn sấy và do đú làm giảm tốc độ bay hơi.
- Khi vận tốc thoỏt ra từ vũi phun và nhiệt độ sấy cao hơn thỡ vận tốc tương đối giữa hạt và khụng khớ cú ảnh hưởng đỏng kể hơn đến tốc độ bay hơi.
- Trong giai đoạn sấy tốc độ khụng đổi cú thể lấy nhiệt độ giọt bằng nhiệt độ nhiệt kế ướt.
- Tốc độ của khụng khớ trong buồng sấy là khụng đổi.
- Nhiệt độ và độ ẩm khụng khớ trờn một mặt cắt ngang của buồng sấy là đồng đều.
- ,kpvv- tốc độ của khụng khớ và của hạt, m/s.
- ,kpρρ- khối lượng riờng của khụng khớ và của hạt, kg/m3.
- ,bhdd- dung ẩm của khụng khớ ở trạng thỏi bóo hũa và ở nhiệt độ tk, kg/kg.
- Vỡ vậy, cú thể coi nhiệt độ trờn bề mặt hạt bằng nhiệt độ trung bỡnh của hạt (tp).
- (3.26) Cuối cựng phương trỡnh vi phõn biến thiờn nhiệt độ của khụng khớ sấy là pv kpkmbh k ck pp k pk pkrCtnddddtKd di t tdh v G C C dhπα.
- Lưu lượng khối lượng khụng khớ nộn: 8, 29knG= kg/h.
- Lưu lượng khối lượng khụng khớ núng: 21kngG= kg/h.
- Nhiệt độ khụng khớ núng vào buồng sấy: 0170vkngtt C.
- Nhiệt độ khớ nộn vào buồng sấy:035kntC.
- Nhiệt độ khụng khớ ra khỏi buồng sấy: 070rtC.
- Nhiệt độ dịch sấy ban đầu: 025ptC.
- Độ ẩm khụng khớ nộn: ϕkn = 50%.
- Cỏc thụng số vật lớ của khụng khớ ngoài mụi trường.
- Nhiệt độ: 025atC.
- Độ nhớt của khụng khớ kktà.
- Hệ số dẫn nhiệt của khụng khớ .
- Khối lượng riờng của khụng khớ.
- Nhiệt dung riờng của khụng khớ ẩm: .1pkpvpkaCdCCd.
- 3.4 KẾT QUẢ TÍNH TOÁN VÀ ĐÁNH GIÁ Kết quả tớnh toỏn của mụ hỡnh toỏn học là trường tốc độ, nhiệt độ (“hạt” và khụng khớ), độ chứa hơi của khụng khớ sấy và độ ẩm tuyệt đối của “hạt” dọc theo chiều cao buồng sấy.
- Trong giai đoạn tốc độ sấy tăng dần “hạt” đạt được nhiệt độ tối đa nờn quỏ trỡnh bay hơi trờn bề mặt hạt diễn ra mạnh nhất, độ ẩm tuyệt đối trong “hạt” giảm mạnh ( trờn đồ thị đường biểu diễn độ ẩm tuyệt đối ở giai đoạn này là rất dốc).
- Từ hỡnh 3.8 cú thể thấy rằng: trong giai đoạn tốc độ sấy tăng dần quỏ trỡnh bay hơi ẩm trờn bề mặt “hạt” diễn ra mạnh nhất, độ ẩm tuyệt đối trong “hạt” 56giảm mạnh là nguyờn nhõn độ chứa hơi của khụng khớ tăng mạnh.
- Ở giai đoạn sấy khụng đổi và giai đoạn sấy tốc độ giảm dần độ ẩm tuyệt đổi của “hạt” giảm ớt do đú đường độ chứa hơi của khụng khớ gần như là đường thẳng.
- Hỡnh 3.8: Biến thiờn độ chứa hơi của khụng khớ trong khụng gian buồng sấy 3.4.4 Biến thiờn nhiệt độ trong khụng gian buồng sấy Hỡnh 3.9 biểu diễn biến thiờn nhiệt độ “hạt” và khụng khớ trong khụng gian buồng sấy.
- “Hạt” vẫn tiếp tục chuyển động dọc theo khụng gian buồng sấy với nhiệt độ gần như khụng đổi.
- Để kiểm chứng với thực tế, biến đổi nhiệt độ khụng khớ và nhiệt độ “hạt” trong khụng gian buồng sấy được so sỏnh với kết quả đo bằng thực nghiệm (bảng 3.1 [7.
- Từ hỡnh 3.10 cú thể thấy rằng đường cong phõn bố nhiệt độ khụng khớ và nhiệt độ “hạt” trong khụng gian buồng sấy là hoàn toàn hợp lớ đối với quỏ trỡnh sấy phun.
- Trong khi đú, mụ hỡnh lớ thuyết cho phộp tớnh toỏn được giỏ trị nhiệt độ khụng khớ và nhiệt độ “hạt” trong khụng gian buồng sấy.
- Hỡnh 3.9: Biến thiờn nhiệt độ khụng khớ và “hạt” trong khụng gian buồng sấy với nguyờn liệu sấy là chanh dõy Bảng 3.1: Phõn bố nhiệt độ trong buồng sấy khi sấy chanh leo với tk = 1320C [7] Kờnh 1 Kờnh 2 Kờnh 3 Kờnh 4 Kờnh 5 Kờnh 6 Điểm Điểm Điểm Điểm Điểm TB Mặt khỏc, trong quỏ trỡnh đo đạc bằng thực nghiệm do sự bỏm dớnh của vật liệu sấy vào đầu thiết bị đo nờn đo đạc thực nghiệm mắc nhiều sai số [7], vỡ vậy khụng thể dựng số liệu đo đạc này để kiểm chứng độ tin cậy của kết quả tớnh toỏn.
- 3.5.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ khụng khớ núng tới quỏ trỡnh sấy Hỡnh 3.11 biểu diễn đường cong tốc độ giảm ẩm của “hạt” trong khụng gian buồng sấy với 3 chế độ nhiệt độ khụng khớ núng là tv = 1600C, tv = 1700C, tv = 1800C.
- Để đỏnh giỏ rừ ràng hơn ảnh hưởng của nhiệt độ khụng khớ núng đến độ ẩm tuyệt đối của “hạt”, giỏ trị độ ẩm tuyệt đối của “hạt” trong quỏ trỡnh sấy với 3 chế độ nhiệt độ khụng khớ núng vào ở cỏc vị trớ đầu vào x = 0 mm, đầu ra x = 500 mm và vị trớ cỏch đỉnh buồng sấy là x = 75 mm được trỡnh bày trong bảng 3.3.
- Điều này cho thấy rằng, khi thay đổi nhiệt độ đầu vào của khụng khớ núng thỡ độ ẩm tuyệt đối của “hạt” cũng thay đổi khỏ đồng đều.
- nhiệt độ khụng khớ núng cú ảnh hưởng khỏ nhiều tới độ ẩm tuyệt đối của “hạt” khi ra khỏi buồng sấy.
- tại vị trớ x = 75 mm, nhiệt độ khụng khớ tăng lờn khoảng 61210C.
- tại vị trớ đầu ra buồng sấy, nhiệt độ khụng khớ tăng lờn khoảng 90C.
- Bảng 3.4 cũng cho thấy, khi nhiệt độ khụng khớ tăng lờn khoảng 200C thỡ nhiệt độ hạt ra khỏi buồng sấy tăng lờn khoảng 40C.
- Tuy nhiờn, nhiệt độ “hạt” lại thay đổi khụng đỏng kể.
- Từ bảng 3.6 cú thể thấy, khi tăng lưu lượng dịch sấy lờn 3,5 lần thỡ nhiệt độ khụng khớ tai vị trớ x = 75 mm, giảm đi gần 160C.
- nhiệt độ khụng khớ tại đầu ra buồng sấy giảm đi khoảng 230C.
- Trong khi đú nhiệt độ “hạt” giảm đi khoảng 30C.
- Khi thay đổi lưu lượng khớ nộn thỡ nhiệt độ khụng khớ trong khụng gian buồng sấy sẽ thay đổi: tăng lưu lượng khớ nộn thỡ nhiệt độ khụng khớ trong giai đoạn đầu giảm mạnh, ở giai đoạn sấy tốc độ giảm dần thỡ nhiệt độ khụng khớ giảm ớt hơn.
- Ngược lại khi giảm lưu lượng khớ nộn nhiệt độ khụng khớ trong khụng gian buồng sấy tăng lờn, ở giai đoạn đầu nhiệt độ khụng khớ tăng mạnh, ở giai đoạn sấy tốc độ giảm dần thỡ nhiệt độ khụng khớ giảm nhiều hơn (bảng 3.8).
- Tuy nhiờn, nhiệt độ hạt trong khụng gian buồng sấy thay đổi khụng nhiều lắm.
- Từ bảng 3.7 cú thể thấy, lưu lượng khớ nộn tăng lờn khoảng gần 4 lần thỡ tại vị trớ x = 75 mm, nhiệt độ khụng khớ giảm đi khoảng 200C.
- tại vị trớ đầu ra của buồng sấy, nhiệt độ khụng khớ tăng lờn khoảng gần 70C.
- Kết quả cho thấy khi thay đổi ỏp suất khớ nộn, nhiệt độ khụng khớ, nhiệt độ “hạt”, độ ẩm tuyệt đối của “hạt” trong khụng gian buồng sấy cũng thay đổi theo.
- 67Bảng 3.10 cũng cho thấy, ỏp suất khớ nộn tăng lờn 1 bar thỡ tai vị trớ x = 75 mm, nhiệt độ khụng khớ trong khụng gian buồng sấy tăng lờn khoảng 80C.
- tại vị trớ đầu ra buồng sấy, nhiệt độ khụng khớ thay đổi hoàn toàn khụng đỏng kể.
- Trong khi đú khi tăng ỏp suất khớ nộn lờn 1 bar thỡ nhiệt độ “hạt” tại vị trớ x = 75 mm, nhiệt độ “hạt” giảm 30C.
- tại vị trớ đầu ra buồng sấy, nhiệt độ “hạt” giảm đi khoảng 20C.
- Nhiệt độ “hạt” trong khụng gian buồng sấy thay đổi khụng nhiều lắm.
- Từ bảng 3.12 cú thể thấy rằng, lưu lượng khớ núng tăng lờn gần 2 lần thỡ tại vị trớ x = 75 mm, nhiệt độ khụng khớ tăng lờn khoảng 170C.
- tại vị trớ đầu ra buồng sấy, nhiệt độ khụng khớ cũng tăng lờn khoảng 250C.
- Đồ thị (hỡnh 3.22) cho thấy khi tăng kớch thước ban đầu của “hạt” thỡ nhiệt độ khụng khớ trong buồng sấy trong giai đoạn sấy tốc độ tăng dần cú giảm nhưng khụng nhiều, ở giai đoạn tốc độ sấy khụng đổi và giai đoạn tốc độ sấy giảm dần thỡ hầu như nhiệt độ khụng khớ trong buồng sấy khụng thay đổi (bảng 3.14).
- Đồ thị (hỡnh 3.22) cũng cho thấy khi tăng kớch thước ban đầu của “hạt” thỡ nhiệt độ “hạt” trong buồng sấy giảm mạnh so với khi chưa tăng kớch thước ban đầu của “hạt” (bảng 3.14).
- Từ bảng 3.14 cú thể thấy rằng, đường kớnh ban đầu của “hạt” tăng lờn 3 lần thỡ nhiệt độ “hạt” ra khỏi buồng sấy giảm đi khoảng 170C.
- Tăng nhiệt độ khụng khớ núng vào buồng sấy lờn 200C thỡ độ ẩm tuyệt đối của “hạt” tại đầu ra buồng sấy giảm đi 2 lần.
- Lưu lượng khụng khớ núng tăng lờn gần 2 lần thỡ độ ẩm tuyệt đối của “hạt” tại đầu ra buồng sấy tăng lờn khụng đỏng kể.
- Mụ hỡnh toỏn cho phộp xỏc định biến thiờn độ ẩm tuyệt đối của “hạt”, nhiệt độ tỏc nhõn sấy cũng như “hạt” sấy theo chiều cao của thỏp.
- Sau khi kiểm tra, đỏnh giỏ đó ứng dụng mụ hỡnh để nghiờn cứu một số yếu tố như: nhiệt độ và lưu lượng tỏc nhõn sấy, ỏp suất và lưu lượng khớ nộn, lưu lượng dịch, đường kớnh ban đầu của “hạt” tới độ ẩm tuyệt đối của “hạt”, nhiệt độ khụng khớ cũng như nhiệt độ “hạt” trong quỏ trỡnh sấy phun.
- Trong cỏc thụng số: nhiệt độ và lưu lượng tỏc nhõn sấy, ỏp suất và lưu lượng khớ nộn, lưu lượng dịch thỡ lưu lượng dịch sấy cú ảnh hưởng lớn nhất tới độ ẩm tuyệt đối của “hạt” khi ra khỏi buồng sấy.
- Đường kớnh “hạt” ban đầu cú ảnh hưởng rất lớn (lớn hơn hẳn cỏc thụng số đầu vào khỏc) tới nhiệt độ “hạt”, độ ẩm tuyệt đối của “hạt” trong buồng sấy phun

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt