Báo cáo Thí nghiệm môn Quá trình thiết bị - Sấy đối lưu
I.
TRÍCH YẾU
1. Mục đích
-
Khảo sát quá trình sấy đối lưu bằng thực nghiệm để:
• Xây đựng đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy.
• Xác định các thông số sấy: tốc độ sấy đẳng tốc, độ ẩm tới hạn, độ ẩm cân bằng, thời gian
sấy đẳng tốc và giảm tốc.
• Đánh giá sai số của quá trình sấy.
2. Phương pháp thí nghiệm
-
-
Tieán haønh saáy giaáy loïc ôû 3 cheá ñoä nhieät ñoä cuûa caloriphe: 480C, 600C, 700C.
Ñaët giaáy loïc vaøo buoàng saáy, ghi nhaän giaù trò nhaän khoái löôïng cuûa vaät lieäu
sau khi laøm aåm (G1).
-
Sau ñoù cöù 5 phuùt, ghi nhaän giaù trò caân vaø hai giaù trò nhieät ñoä baàu khoâ –
baàu öôùt; tieáp tuïc saáy ñeán khi giaù trò khoái löôïng vaät lieäu khoâng ñoåi trong
voøng 15 phuùt thì döøng cheá ñoä thí nghieäm naøy vaø chuyeån sang cheá ñoä thí
nghieäm khaùc.
3. Kết quả thí nghiệm
-
-
Khối lượng khô ban đầu của 3 sấp giấy lọc: G0 25g 0,025kg
Kích thước giấy lọc: 30200,01 cm
Bảng 1: Số liệu kết quả thí nghiệm
Chế độ sấy 480 C
Chế độ sấy 590 C
Chế độ sấy 700 C
t ph
G g
105
tk o F
t ph
G g
tk o F
t ph
G g
tk o F
tu (o F)
tu (o F)
tu (o F)
0
62
62
62
62
62
62
62
62
62
62
118
118
120
118
120
118
120
119
119
120
0
100
80
81
82
82
82
82
82
82
139
140
140
139
141
140
139
140
0
95
72,5
55
82
84
82
81
81
81
81
81
138
141
138
137
137
137
137
137
5
90
5
80
5
10
15
20
25
30
35
40
45
75
10
15
20
25
30
35
62,5
47,5
32,5
25
10
15
20
25
30
35
62,5
48
40
30
40
25
32,5
27,5
25
25
25
25
25
25
48
25
62
120
II.
LÝ THUYẾT THÍ NGHIỆM
1. Định nghĩa
-
Sấy đối lưu là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu bằng cách cấp nhiệt cho ẩm bay hơi.
Trong đó, cả hai quá trình truyền nhiệt và truyền ẩm đều được thực hiện bằng phương
pháp đối lưu.
2. Đặc trưng của quá trình sấy
-
Quá trình sấy diễn ra rất phức tạp, đặc trưng cho tính không thuận nghịch và không ổn
định.
-
Nó diễn ra đồng thời 4 quá trình:
• Truyền nhiệt cho vật liệu.
• Dẫn ẩm trong lòng vật liệu.
• Chuyển pha.
• Tách ẩm vào môi trường xung quanh.
3. Các yếu tố ảnh hưởng
-
-
Bản chất của vật liệu sấy: cấu trúc, thành phần hoá học, đặc tính liên kết ẩm …
Hình dạng vật liệu sấy: kích thước mẫu sấy, bề mặt lớp vật liệu... Diện tích bề mặt riêng
của vật liệu càng lớn thì tốc độ sấy càng nhanh.
-
-
-
Độ ẩm đầu, độ ẩm cuối và độ ẩm tới hạn của vật liệu.
Độ ẩm, nhiệt độ và tốc độ của không khí.
Chênh lệch giữa nhiệt độ đầu và nhiệt độ cuối của không khí sấy, nhiệt độ cuối cao thì
nhiệt độ trung bình của không khí càng cao, do đó tốc độ sấy cũng tăng. Nhưng nhiệt độ
cuối không nên quá cao vì không sử dụng triệt để nhiệt.
-
Cấu tạo thiết bị sấy, phương thức và chế độ sấy.
4. Tác nhân sấy
-
Tác nhân sấy là những chất đùng để gia nhiệt cho vật liệu sấy, nhằm tách nước và hơi
nước ra khỏi vật liệu
Các loại tác nhân sấy:
-
• Không khí nóng: là loại môi chất phổ biến, rẻ tiền thường được dùng làm tác nhân sấy.
• Khói lò: có thể dùng than, củi, trấu, dầu,…để tạo khói lò.
• Hơi quá nhiệt.
-
Trong bài này sử dụng không khí nóng làm tác nhân sấy, vì:
• Cần độ sạch.
• Rẻ tiền
• Đáp ứng được yêu cầu ít tiếp xúc vật liệu sấy.
• Lượng ẩm ít.
5. Động lực quá trình sấy
-
Là chênh lệch áp suất hơi của nước (ẩm) trên bề mặt vật liệu
P
m
và áp suất riêng phần
của hơi nước trong không khí ẩm
P
h
• Nếu P Ph : vật nhả ẩm
quá trình sấy
m
• Nếu P P : vật hút ẩm
làm ẩm vật liệu
m
h
• Nếu P P : có sự cân bằng động giữa hút và nhả ẩm
m
h
-
Trong thực tế, người ta xây dựng đường cân bằng dưới dạng * f u
• Nếu * : vật hút ẩm
• Nếu * : vật nhả ẩm
làm ẩm vật liệu
quá trình sấy
• Nếu *: có cân bằng động giữa hút và ẩm
Cách biểu diễn động lực quá trình sấy
-
• Dùng thế sấy: tk tu
• Dùng
• Dùng P
• Dùng t
• Dùng x
6. Các dạng liên kết ẩm
Liên kết hoá học
-
• Là liên kết của ẩm với vật liệu dưới dạng OH hoặc tinh thể ngậm nước. VD:
CaSO4.2H2O, SiO4.7H2O,...
• Đây là liên kết bền, không thể tách bằng sấy. Muốn tách ẩm này phải dùng phương pháp
hóa học hoặc nung chảy. VD: dùng H2SO4 đậm đặc để hút.
-
Liên kết vật lí
• Liên kết hấp phụ: sấy chỉ tách được một phần liên kết này
• Liên kết mao dẫn: là liên kết yếu, sẽ tách được bằng sấy.
• Liên kết thẩm thấu: tách ẩm từ dung dịch sẽ khó hơn từ dung môi nguyên chất
-
Liên kết cơ lí
• Ẩm nằm tự do trên bề mặt hoặc trong các lỗ xốp và mao quản lớn.
• Liên kết này là liên kết yếu, có thể tách được bằng sấy, thậm chí là bằng phương pháp cơ
học.
7. Xác định tốc độ sấy bằng cân bằng nhiệt
-
Lượng nhiệt do dòng tác nhân sấy cung cấp trong khoảng thời gian d
dQ F t d
(1)
-
Nhiệt này được tiêu hao để
• Đun nóng vật liệu
G C G C d
a
(2)
(3)
0
0
a
• Bay hởi ẩm và hoá hơi nhiệt
r C t t dG
h h
a
-
Trong đó
•
•
•
: hệ số cấp nhiệt từ tác nhân sấy vào vật liệu sấy, W / m2 K
F : bề mặt vật liệu, m2
t,,th : nhiệt độ của tác nhân sấy, vật liệu và hơi ẩm bão hoà,
K
•
•
•
•
-
G0 ,C0 : khối lượng và nhiệt dung riêng của vật liệu sấy, kg; J / kg K
Ga ,Ca : khối lượng và nhiệt dung riêng của ẩm, kg; J / kg K
r : ẩn nhiệt hoá hơi của ẩm, J / kg
Ch : nhiệt dung riêng của hơi ẩm, J / kg K
Lượng ẩm bốc hơi trong thời gian d
dG d G U G dU
(4)
a
0
0
•
U : hàm ẩm (hay độ ẩm) của vật liệu, tính theo vật liệu khô, kg ẩm/kg vật liệu khô.
Từ (1), (2), (3) và (4) ta có cân bằng nhiệt:
-
F t d G C G C d G r C t t dU (5)
a h h
0
0
a
0
-
-
Từ (5) rút ra:
d
d
F t G C G C
a
0
0
a
dU
(6)
d
G r C t t
h h
v
dU
Đây là biểu thức tính tốc độ sấy
theo cân bằng nhiệt.
d
8. Phương trình cơ bản của động học quá trình sấy
-
Theo phương trình truyền ẩm của vật liệu vào tác nhân sấy:
dG k F p p d
(7)
a
p
m
-
Trong đó
•
kp : hệ số truyền ẩm trong pha khí, kg / m2 hp 1 (1 at hay 1 mmHg,…)
•
pm , p : áp suất của hơi ẩm trên bề mặt vật liệu và trong pha khí, mmHg at
-
Thay Ga G0U vào (7) và biến đổi, ta có:
kp F
G0
dU
p p
(8)
(9)
m
d
-
Khi hơi ẩm không bị quá nhiệt (tức t th ) thì biểu thức (5) được biến đổi thành
Ga
G0
d
d
dU
dQ
C C
G
0
rG0
F qF
0
a
d Fd
•
q : cường độ hay mật độ dòng nhiệt
Ga
G0
G0
V0
V0
F
-
Đặt
U;
0; C0 CaU C;
R0
-
Trong đó
0 : khối lượng riêng của vật liệu khô, kg / m3
•
• Vo : thể tích vật liệu khô, m3
•
•
-
C : nhiệt dung riêng của vật liệu ẩm, J / kg K
R0 : bán kính qui đổi của vật liệu, m
Khi đó, nếu bỏ qua nhiệt làm quá nhiệt hơi ẩm, ta có
dU
d
d
q 0R0r
C0R0
d
C d
dU
1
0R0r
(10)
r dU
d
dU
= 1 Rb R r
0
0
d
C d
r dU
-
-
Với Rb 1
: Chuẩn số Rebinde đặc trưng cho động học của quá trình sấy
Biểu thức (10) là phương trình cơ bản của động học về sấy, nó cho biết sự biến đổi ẩm
của vật liệu theo thời gian. Ta có thể nhận được biểu thức (10) khi giải hệ phương trình vi
phân mô tả truyền nhiệt – truyền ẩm trong vật liệu. Nhưng nói chung, hệ phương trình
này không giải được bằng phương pháp giải tích.
9. Lượng nhiệt cấp cho vật liệu trong giai đoạn sấy giảm tốc q
2
Mặt khác ta thấy rằng trong giai đoạn sấy giảm tốc, đường cong tốc độ sấy có dạng
đường thẳng, nên tốc độ sấy trong giai đoạn này được biểu diễn:
dU
-
K U U*
(11)
d
•
K : hệ số tỉ lệ, gọi là hệ số sấy. Nó phụ thuộc vào tốc độ sấy và tính chất của vật liệu ẩm,
1/ s
-
K chính là hệ số góc của đường cong tốc độ sấy ở giai đoạn sấy giảm tốc, nên ta có
N
K
N
(12)
U U*
th
1
•
•
: hệ số sấy tương đối, phụ thuộc vào tính chất vật liệu ẩm
U U*
th
Uth : độ ẩm tới hạn
•
•
-
U* : độ ẩm cân bằng
N : tốc độ sấy đẳng tốc, kg ẩm/(kg vật liệu khô.s)
Tích phân phương trình (11), ta có
U U*
exp N
(13)
Uth U*
-
Hay logarit hoá (8), ta có
1
log U U* log U U*
N
(14)
th
2,3
-
-
Như vậy, nếu biết được hế số sấy K có thể xác định được thời gian cần thiết để thực hiện
giai đoạn sấy giảm tốc.
Hệ số sấy tương đối được xác định bằng thực nghiệm và có thể tính gần đúng như sau:
1,8
(15)
U0
• U0 : đổ ẩm ban đầu của vật liệu
-
-
Từ đó ta có
1
U0
Uth U*
U*
(16)
(17)
(18)
1,8
Thay (12) và (15) vào phương trình (11), ta được
*
dU
U U
1,8N
d
U0
-
Thay (17) và (10), ta được:
q2 0R0r
dU
0R0rN
d
10. Lượng nhiệt cung cấp cho vật liệu trong giai đoạn sấy đẳng tốc
q
1
-
Trong giai đoạn sấy đẳng tốc, toàn bộ lượng nhiệt cung cấp từ dòng tác nhân bằng lượng
nhiệt bốc hơi ẩm và nhiệt độ vật liệu không đổi nên
dU
q1 0R0r
0R0rN
(19)
d
11. Cường độ trao đổi nhiệt q x
q2
q1
U U*
q x
1,8
1 Rb
(20)
U0
-
Như vậy, theo biểu thức (20), khi biết chuẩn số Rb sẽ tính được cường độ trao đôi nhiệt
theo độ ẩm của vật liệu.
12. Đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy
a. Đường cong sấy:
- Là đuờng cong biểu diễn sự thay đổi của độ ẩm vật liệu (U) theo thời gian sấy ():
U f (t)
Dạng của đường cong sấy:
(21)
-
• Phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: liên kết giữa ẩm và vật liệu, hình dáng, kích thước, cấu
trúc vật liệu, phương pháp và chế độ sấy.
• Đường cong sấy là hàm của quá trình sấy, vì vậy tuy chế độ và phương pháp sấy khác
nhau nhưng đường cong sấy vẫn có dạng tương tự nhau (xem hình 1).
b. Đường cong tốc độ sấy:
-
Là đường cong biểu diễn mối quan hệ giữa tốc độ sấy và độ ẩm (hàm ẩm) của vật liệu sấy:
dU
g U
(22)
d
-
Từ biểu thức (22), (23) rõ ràng đường cong tốc độ sấy là là đạo hàm của đường cong sấy
(xem hình 2).
Hình 1: Đường cong sấy
AB – Đun nóng vật liệu
BC – Sấy đẳng tốc
Hình 2: Đường cong tốc độ sấy
AB – Đun nóng vật liệu
BC – Sấy đẳng tốc
CD – Sấy giảm tốc
CD – Sấy giảm tốc
1 – Vật liệu dạng bản mỏng, xốp: Giấy,
bìa,…
1 – Đường cong sấy
2 – Đường nhiệt độ của vật liệu
2 – Vật liệu keo
3 – Vật liệu xốp
4 – Vật liệu keo xốp: có điểm uốn (thay đổi
cơ chế vận chuyển ẩm)
5 – Vật liệu có điểm gãy khúc (điểm tới hạn
thứ hai)
13. Các giai đoạn của quá trình sấy:
a. AB – giai đoạn đun nóng vật liệu :
- Toàn bộ nhiệt cung cấp để đun nóng vật liệu, ẩm bốc hơi không đáng kể.
-
Nhiệt độ vật liệu tăng nhanh từ 1 t0 đến nhiệt độ bầu ướt tư của tác nhân sấy.
-
-
-
Độ ẩm thay đổi không nhiều.
Tốc độ sấy tăng nhanh từ 0 đến cực đại.
Thời gian ngắn không đáng kể.
Thường giai đoạn này được bỏ qua khi tính toán.
b. BC – giai đoạn sấy đẳng tốc :
-
-
-
-
-
Nhiệt cung cấp để bốc hơi ẩm tự do ở bề mặt vật liệu.
Nhiệt độ của vật liệu bằng tư không đổi.
Độ ẩm của vật liệu giảm nhanh.
Tốc độ sấy không đổi.
Trong giai đoạn này tốc độ khuếch tán ẩm từ trong lòng vật liệu ra bề mặt lớn hơn tốc độ
bốc hơi từ bề mặt, trên bề mặt luôn bão hòa ẩm.
-
-
-
Thời gian sấy trong gian đoạn này (thời gian sấy đẳng tốc - 1 ) được xác định từ:
dU
N1 const
(23)
(24)
d
Nên tích phân (23) lên ta có:
U0 Uth
N1
Với Uth : là độ ẩm tới hạn, độ ẩm cuối giai đoạn sấy đẳng tốc.
c. CD – giai đoạn sấy giảm tốc :
-
-
-
Nhiệt độ của vật liệu tăng dần từ tư lên t2 của tác nhân.
Độ ẩm giảm chậm đến độ ẩm cân bằng u*.
Tốc độ sấy giảm dần từ tốc độ đẳng tốc No xuống 0, tùy theo cấu trúc vật liệu mà có biên
dạng khác nhau.
-
Tốc độ khuếch tán trong chậm hơn tốc độ bốc hơi ở bề mặt, nên tốc độ chậm dần và có
hiện tượng co bề mặt bốc hơi.
-
-
Lúc này, trong vật liệu xuất hiện 3 vùng ẩm: ẩm, bốc hơi và khô.
Trong giai đoạn này, nếu đường cong tốc độ sấy có dạng đường thẳng ( hoặc qui đổi sang
đường thẳng; N2 ax b ) thì ta có thể tích phân để tính thời gian sấy giai đoạn sấy giảm
tốc này (2 ):
Uth U Uth U*
2
ln
(25)
N1
U2 U*
-
Với U* : độ ẩm cân bằng, độ ẩm kết thúc giai đoạn sấy giảm tốc.
14. Thời gian sấy vật liệu:
-
Thời gian sấy vật liệu được tính bằng tổng thời gian của 3 giai đoạn sấy: đốt nóng vật liệu
0 , sấy dẳng tốc ( 1 ) và sấy giảm tốc ( 2 ); có thể bỏ qua giai đoạn đốt nóng vật liệu, vì
giai đoạn này xảy ra rất nhanh. Biểu thức tính thời gian như sau:
*
U0 Uth 23
Uth U
1 2
(U U*)log
(26)
th
N
N
U2 U*
Với U2 : độ ẩm của vật liệu cuối quá trình sấy, tương ứng với2 ; U2 > U* và thường được
lấy: U2 > U* = Ucb
-
III.
DỤNG CỤ – THIẾT BỊ VÀ VẬT LIỆU SẤY
1. Dụng cụ - Thiết bị: Hệ thống thiết bị sấy gồm
-
-
-
Caloriphe: gồm hai chùm điện trở khô, có công suất 10KW và được ổn định nhiệt độ nhờ
bộ điều nhiệt tự ngắt.
Quạt hút: có tốc độ 0,85 m/s, để hút không khí (tác nhân sấy) và thổi qua caloriphe để
nâng nhiệt độ dòng tác nhân lên nhiệt độ cần thiết.
Hệ thống cân: xác định lượng ẩm tách ra từ vật liệu sấy.
-
-
Hai cửa gió: có van lá, để thay đổi lượng tác nhân.
Hệ thống đo nhiệt độ: gồm hai đầu dò nhiệt độ bầu khô – bầu ướt được đặt trong buồng
sấy – bên trái giàn lưới đặt vật liệu sấy và đồng hồ cơ đo nhiệt độ.
Vật liệu sấy: 3 sấp giấy lọc đã được gấp đôi
-
2. Tiến trình thí nghiệm
a. Quan sát hệ thống:
-
Trước khi tiến hành thí nghiệm (15 phút đầu giờ), sinh viên phải quan sát hệ thống – đối
chiếu với sơ đồ – hình vẽ trong Giáo trình.
-
Tìm xem vị trí: cửa không khí vào, quạt, caloriphe, bộ điều chỉnh nhiệt độ, hệ thống đo
nhiệt độ bầu ướt – bầu khô, cân, giàn lưới đặt giấy lọc, đồng hồ đo nhiệt độ và cửa không
khí ra.
-
Hệ thống điện: tìm các cầu dao quạt, caloriphe (nhìn đường dây dẫn), các công tắc điện
trên hộp điều khiển nhiệt độ.
b. Chuẩn bị thí nghiệm:
-
•
•
Xác định khối lượng khô ban đầu của 3 xấp giấy lọc:
Mở cửa buồng sấy ra – đặt cẩn thận lên bàn (vì cửa khá nặng – nguy hiểm).
Cách đặt giấy lọc vào buồng sấy: đặt nhẹ nhàng từng sấp giấy lọc lên trên lưới sấy phía
trong buồng sấy (đặt cả ba sấp), khi đó kim của cân sẽ dao động – chờ kim hết dao động
đọc giá trị cân (G0).
-
Làm ẩm giấy lọc:
• Lấy khoảng 2/3 chậu nước inox.
• Sau khi cân xong, lấy giấy lọc ra và nhúng nhẹ nhàng từng sấp giấy (tránh rách giấy) vào
chậu nước – chờ khoảng 30 giây cho nước thấm đều giấy, lấy giấy lọc lên – phơi ngoài
không khí (trên song sắt cửa sổ) cho đến khi hết nhiễu nước.
• Chuẩn bị đồng hồ đeo tay để đo thời gian.
-
Kiểm tra hệ thống:
•
Lắp lại cửa buồng sấy – vặn chặt các con tán của cửa.
Mở hết các van lá của hai cửa khí vào – ra.
•
• Châm đầy nước vào bầu nước (phía sau hệ thống, không phải là các cốc nước đối trọng
trên cân) để đo nhiệt độ bầu ướt.
c. Khởi động hệ thống
Khởi động quạt:
-
• Đóng cầu dao của quạt để hút các dòng tác nhân vào và thổi qua coloriphe gia nhiệt dòng
tác nhân (tìm cầu dao quạt bằng cách nhìn đường dây dẫn điện vào quạt).
-
Khởi động caloriphe:
• Đóng cầu dao của caloriphe để dẫn điện vào hộp điều khiển (nhìn đường dây điện sẽ tìm
được cầu dao caloriphe).
• Bật công tắc của chùm điện trở thứ hai (HEATER II) ở vị trí chính giữa sang ON. Ở chế
độ 70oC thì bật thêm công tắc của chùm điện trở thứ nhất (HEATER I) ở phía bên trái của
công tắc điện trở thứ hai.
-
Cài đặt nhiệt độ cho caloriphe:
• Mở nắp mica của hộp cài đặt nhiệt độ (phía trên công tắc của chùm điện trở II) và cài đặt
nhiệt độ cần thiết. Đồng hồ điện tử trên hộp cài đặt cho biết nhiệt độ của caloriphe.
d. Tiến hành các chế độ thí nghiệm:
-
Chờ hệ thống hoạt động ổn định khi:
• Nhiệt độ của caloriphe đạt giá trị cài đặt (12oC).
• Giấy lọc phơi không còn nhiễu nước.
-
Tiến hành sấy vật liệu ở chế độ cần khảo sát:
• Mở cửa buồng sấy ra – đặt cửa lên bàn.
• Đặt nhẹ nhàng từng sấp giấy lọc lên các lưới sấy.
• Lắp kín cửa buồng sấy lại.
-
Đo số liệu trong một chế độ thí nghiệm:
• Các số liệu cần đo: khối lượng, nhiệt độ bầu khô – bầu ướt và thời gian.
e. Cách đọc giá trị đo:
-
Khối lượng (gam): khi đặt giấy lọc vào buồng sấy, kim của cân sẽ dao động (cân gồm hai
kim, chỉ đọc dây kim mảnh – nhỏ, không đọc kim lớn), chờ kim hết dao động, đọc số mà
dây kim trùng (đọc số nhỏ – không đọc số lớn). Nếu dây kim nằm giữa hai số thì cộng lại
chia đôi.
-
-
Nhiệt độ (oF): đồng hồ cơ hiển thị nhiệt độ đo theo nguyên tắc cơ học: có tất cả 4 kim (2
kim nhỏ bên trong và 2 kim lớn bên ngoài), quan tâm hai kim lớn (kim lớn bên phải chỉ
nhiệt độ bầu khô; kim lớn bên trái chỉ nhiệt độ bầu ướt).
Đầu nhọn của các kim này sẽ chỉ vào các vòng tròn có ghi giá trị nhiệt độ (vòng đậm có
giá trị cụ thể, vòng mảnh không ghi giá trị – mỗi vòng là hai đơn vị độ). Giá trị nhiệt độ
tăng từ trong ra ngoài, nếu đầu kim nằm giữa hai vòng mảnh thì lấy giá trị lẻ 1 độ.
Thời gian: đo bằng đồng hồ đeo tay.
-
-
Trong một chế độ nhiệt độ, để đo số liệu được chính xác thì cần lưu ý:
• Khi phơi giấy lọc bên ngoài, phải chờ hết nhiễu nước rồi mới bắt đầu chế độ thí nghiệm
để xác định được G1 chính xác.
• Lưu ý cách đặt giấy lọc lên lưới sấy: phải theo chiều nếp gấp giấy lọc từ trái sang phải,
tức theo chiều tác nhân và đặt một cách phẳng phiu không xếp góc. Không được đặt
ngược lại, vì khi đó dòng tác nhân thổi qua sẽ bung giấy lọc (do giấy lọc được gấp đôi)
thay đổi bề mặt bốc hơi dẫn đến các thông số sấy sẽ thay đổi và cuối cùng gây sai số thí
nghiệm.
-
Chuyển đổi chế độ thí nghiệm:
• Mở cửa buồng sấy, lấy giấy lọc ra làm ẩm tiếp (lặp lại như ban đầu).
• Cài đặt nhiệt độ caloriphe ở giá trị tiếp theo cho chế độ sấy mới.
• Chờ cho hệ thống hoạt động ổn định.
• Lặp lại trình tự như chế độ đầu.
f. Một số lưu ý trong quá trình vận hành hệ thống sấy:
- Luôn theo dõi sự hoạt động của bộ điều nhiệt để xem có chính xác giá trị nhiệt độ cài đặt
hay không. Trường hợp ở chế độ sấy nhiệt độ cao mà nhiệt độ caloriphe không đạt giá trị
cài đặt thì phải khép bớt cửa dòng khí ra (chỉ khép bớt không được đóng kín).
- Các cửa khí vào – ra phải luôn mở không được đóng.
- Châm nước liên tục vào bầu nước để đo nhiệt độ bầu ướt.
- Không được mở quạt trần ngay bài thí nghiệm vì sẽ làm kim cân dao động (quạt số 7 trên
táp – lô điện ở cửa ra – vào phòng thí nghiệm).
g. Kết thúc thí nghiệm:
-
Tắt caloriphe:
• Tắt các công tắc của các chùm điện trở trên hộp điều khiển.
• Trả về không cho hộp cài đặt nhiệt độ.
• Kéo cầu dao điện của caloriphe.
-
Tắt quạt:
• Sau khi tắt caloriphe được 5 phút, mới kéo cầu dao quạt để cho caloriphe nguội.
• Mở cửa buồng sấy lấy giấy lọc ra và lắp cửa lại.
• Kiểm tra hệ thống một lần nữa và vệ sinh khu vực bài thí nghiệm – phòng thí nghiệm.
IV.
KÉT QUẢ THÍ NGHIỆM
1. Kết quả xử lí số liệu thô
Bảng 2: Xử lí số liệu thô
Chế độ 48
Chế độ 59
tu
Chế độ 70
tu
t(ph)
G
tu
tk
t
G
tk
t
G
tk
0,00 0,11 16,67 47,78 0,00 0,10 26,67 59,44 0,00 0,10 27,78 58,89
0,08 0,09 16,67 47,78 0,08 0,08 27,22 60,00 0,08 0,07 28,89 60,56
0,17 0,08 16,67 48,89 0,17 0,06 27,78 60,00 0,17 0,06 27,78 58,89
0,25 0,06 16,67 47,78 0,25 0,05 27,78 59,44 0,25 0,04 27,22 58,33
0,33 0,05 16,67 48,89 0,33 0,03 27,78 60,56 0,33 0,03 27,22 58,33
0,42 0,04 16,67 47,78 0,42 0,03 27,78 60,00 0,42 0,03 27,22 58,33
0,48 0,03 16,67 48,89 0,48 0,03 27,78 59,44 0,48 0,03 27,22 58,33
0,58 0,03 16,67 48,33 0,58 0,03 27,78 60,00 0,58 0,03 27,22 58,33
0,67 0,03 16,67 48,33
0,75 0,03 16,67 48,89
0,83 0,03 16,67 48,89
2. Kết quả tính toán
Bảng 3: Các thông số ở chế độ sấy 48o C
Chế độ sấy 48oC
tu
(oC)
tk
P
m
P
h
G kg
U %
U
N
(oC) (mmHg)
(mmHg)
0,0000 0,1048 320
0,0833 0,0900 260
0,1667 0,0748 200
0,2480 0,0625 148
16,67 47,78 12,48
16,67 47,78 12,48
16,67 48,89 12,48
16,67 47,78 12,48
0,00
0,00
0,00
0,00
31,11
31,11
32,22
31,11
60
60
48
720
720
600
0,3333 0,0480 100
48
40
30
20
10
0
600
480
360
240
120
0
16,67 48,89 12,48
16,67 47,78 12,48
16,67 48,89 12,48
16,67 48,33 12,48
16,67 48,33 12,48
16,67 48,89 12,48
16,67 48,89 12,48
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
32,22
31,11
32,22
31,67
31,67
32,22
32,22
0,4167 0,0400
0,4800 0,0325
0,5833 0,0275
0,6667 0,0248
0,7480 0,0248
0,8333 0,0248
60
30
10
0
0
0
0
0
Bảng 4: Các thông số ở chế độ sấy 59o C
Chế độ sấy 59oC
tu
(oC)
tk
P
m
P
h
G kg
U %
U
N
(oC) (mmHg)
(mmHg)
0,0000 0,1000
0,0833 0,0800
0,1667 0,0625
0,2480 0,0475
0,3333 0,0325
0,4167 0,0248
0,4800 0,0248
0,5833 0,0248
300
220
148
90
30
0
26,67 59,44
27,22 60,00
23,0
23,5
25,0
25,0
25,0
25,0
25,0
25,0
5,0
6,5
7,3
7,5
7,0
7,3
7,5
7,3
32,78
32,78
32,22
31,67
32,78
32,22
31,67
32,22
80
70
60
60
30
0
960
840
720
720
360
0
27,78 60,00
27,78 59,44
27,78 60,56
27,78 60,00
27,78 59,44
27,78 60,00
0
0
0
0
Bảng 5: Các thông số ở chế độ sấy 70o C
Chế độ sấy 70oC
tu
(oC)
tk
P
P
m
h
G kg
U %
U
N
(oC) (mmHg)
(mmHg)
0,0000 0,0948
0,0833 0,0725
0,1667 0,0548
0,2480 0,0400
0,3333 0,0300
0,4167 0,0248
0,4800 0,0248
0,5833 0,0248
280
190
120
60
20
0
27,78 58,89
28,89 60,56
25,0
27,0
25,0
23,5
23,5
23,5
23,5
23,5
8,48
10,00
8,48
7,48
7,48
7,48
7,48
7,48
31,11
31,67
31,11
31,11
31,11
31,11
31,11
31,11
90
70
60
40
20
0
1080
840
720
480
240
0
27,78 58,89
27,22 58,33
27,22 58,33
27,22 58,33
27,22 58,33
27,22 58,33
0
0
0
0
3. Đồ thị
a. Đường cong sấy
Hình 3: Đường cong sây ở chế độ 48o C
350
300
250
200
U %
150
100
50
0
00,000
00,000
00,000
00,001
00,001
00,001
-50
h
Hình 4: Đường cong sấy ở chế độ sấy 59o C
350
300
250
200
U %
150
100
50
0
00,000 00,000 00,000 00,000 00,000 00,001 00,001 00,001
-50
h
Hình 5: Đường cong sấy ở chế độ 70o C
300
250
200
U %
150
100
50
0
00,000 00,000 00,000 00,000 00,000 00,001 00,001 00,001
-50
h
b. Đường cong tốc độ sấy
Hình 6: Đường cong tốc độ sấy ở chế độ 48o C
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
0
50
100
150
200
250
300
350
Hình 7: Đường cong tốc độ sấy ở chế độ 59o C
1200
1000
800
600
400
200
0
0
50
100
150
200
250
300
350
Hình 8: Đường cong tốc độ sấy ở chế độ 70o C
1200
1000
800
600
400
200
0
0
50
100
150
200
250
300
Bảng 6: Kết quả tính toán từ đồ thị
Chế độ
sấy
U*
K
Uth
U2
10
30
20
1
2
N
48o C
59o C
70o C
73,95
105,16
63,51
0
0
0
627
840
876
0,0135
0,0095
0,0157
8,48
7,99
13,79
0,3924
0,2320
0,2471
0,2360
0,1570
0,0838
Bảng 7: Kết quả tính toán Lí thuyết
Chế độ sấy 480C
U
Uth
P(mmHg)
0,0
Pm(mmHg)
N
f
K
Jm
τ1
τ2
Ntb
320 177,8
260 177,8
200 177,8
148 177,8
100 177,8
60 177,8
30 177,8
10 177,8
12,48 678,42
12,48 678,42
12,48 678,42
12,48 678,42
12,48 678,42
0,0056 3,8161 0,0377 0,47 14,4
0,0056 3,8161 0,0377 0,47 14,4
0,0056 3,8161 0,0377 0,47 14,4
0,0056 3,8161 0,0377 0,47 14,4
0,0056 3,8161 0,0377 0,47 14,4
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
12,48 678,42 678,42 0,0056 3,8161 0,0377 0,47 14,4 0,21 0,75
12,48 678,42
12,48 678,42
12,48 678,42
12,48 678,42
12,48 678,42
0,0056 3,8161 0,0377 0,47 14,4
0,0056 3,8161 0,0377 0,47 14,4
0,0056 3,8161 0,0377 0,47 14,4
0,0056 3,8161 0,0377 0,47 14,4
0,0056 3,8161 0,0377 0,47 14,4
0
0
0
177,8
177,8
177,8
0,0
0,0
Chế độ sấy 590C
U
Uth
P(mmHg)
5,0
Pm(mmHg)
N
f
K
Jm
τ1
τ2
Ntb
300 166,7
220 166,7
148 166,7
90 166,7
30 166,7
0
0
0
23,00 976,92
23,48 922,65
25,00 960,64
25,00 949,79
25,00 976,92
25,00 960,64
25,00 949,79
25,00 960,64
0,0060 5,8615 0,0377 0,68 14,4
0,0060 5,5359 0,0377 0,64 14,4
0,0060 5,7639 0,0377 0,67 14,4
0,0060 5,6987 0,0377 0,66 14,4
0,0060 5,8615 0,0377 0,68 14,4
0,0060 5,7639 0,0377 0,67 14,4
0,0060 5,6987 0,0377 0,66 14,4
0,0060 5,7639 0,0377 0,67 14,4
6,5
7,3
7,5
7,0
7,3
7,5
7,3
957,25
0,20 0,30
166,7
166,7
166,7
Chế độ sấy 590C
U
Uth
P(mmHg)
8,5
Pm(mmHg)
N
f
K
Jm
τ1
τ2
Ntb
280 155,6
190 155,6
25,00 895,51
27,00 922,65
0,0064 5,7569 0,0377 0,62 14,4
0,0064 5,9313 0,0377 0,64 14,4
881,95
0,18 0,29
10,0
Tải về để xem bản đầy đủ
29 trang
37141
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Báo cáo Thí nghiệm môn Quá trình thiết bị - Sấy đối lưu", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bao_cao_thi_nghiem_mon_qua_trinh_thiet_bi_say_doi_luu.docx
- SĐL - Bìa.docx
SĐL - Cách tra Pm và P.jpg
SĐL - Số liệu.xlsx
