Đồ án môn học máy và thiết bị thủy sản
GVHD: Th.S Đinh Hữu Đông
LỜ I MỞ MỞ ĐẦ U ĐẦU Sấy là một quá trình trao đổ i nhiệt và ẩm, dẫn đến việc loại bỏ một ph ần nước và độ
ẩm ra khỏi vật liệu sấy bằng phương pháp sấ y nóng ho ặc sấy lạnh. K ỹ thuật sấy
đượ c sử dụng r ộng ộng rãi để làm khô h ầu hết các loại dượ c phẩm, ngũ cốc, các loại hạt, nhiều thực phẩm khác và các sản phẩm thủy hải sản, làm tăng hiệu quả kinh tế trong sản xuất. Quá trình s ấy không ch ỉ đơn thuần là quá trình tách nước và hơi nướ c ra khỏi vật liệu mà là m ột quá trình công ngh ệ. Nó đòi hỏi sau khi s ấy vật liệu sấy phải đảm bảo chất lượ ng ng cao, tiêu t ốn năng lượ ng ng ít và chi phí v ận hành thấ p. Hiện nay có r ất nhiều
phương pháp sấy khác nhau, đố i v ớ i cá ngườ i ta có th ể dùng các phương pháp sấy như: phơi nắ ng tự nhiên, sấy hầm, sấy buồng, sấy tủ, sấy tĩnh vỉ ngang… V ới đề tài đồ án: ”Tính toán, thiế t k ế máy sấy cá cơm công suất 300kg/ m ẻ”, em chọn thiết bị sấy buồng thích h ợ p vớ i quy mô s ản xuất nhỏ, năng suất không l ớ n. n. Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng do kiế n thức và tài li ệu tham khảo còn nhiều hạn chế nên
đồ án chắc ch ắn không tránh kh ỏi còn nhiều thiếu sót. Em mong nh ận đượ c ý kiến đóng góp của thầy, cô để đồ án của em đượ c hoàn thiện hơn. Em xin chân thành c ảm
ơn thầy Đinh Hữu Đông, thầy Nguyễn Công Bỉnh cùng các thầy giáo đã hướ ng ng dẫn tận tình để em hoàn thành được đồ án này.
SVTH: Nguyễn Thị Bình
1
Đồ án môn học máy và thiết bị thủy sản
GVHD: Th.S Đinh Hữu Đông
CHƢƠNG I: TỔNG TỔNG QUAN I.1. Tổ Tổng quan về về nguyên liệu liệu cá cơm I.1.1. Giớ Giớ i thiệ thiệu chung Cá cơm (Stolephorus) thuộ c họ cá Tr ổng (engraulidae) ch ủ yếu sống trong nướ c mặn (có một s ố loài sống trong nướ c ng ọt hay nướ c lợ), có kích thướ c nh ỏ, là họ cá đứng đầu về sản lượ ng ng trong ngành khai thác hi ện nay trên th ế giới và là đối tượng đánh bắ t ở nướ c ta. Theo ướ c quan tr ọng trong ngh ề cá nổi ven bi ển phân b ố r ộng t ừ B ắc đến Nam ở nướ tính c ủa Viện nghiên c ứu biển Nha Trang tr ữ lượng cá cơm của nướ c ta vào khoảng 50÷60 vạn t ấn. V ớ i nguồn nguyên li ệu d ồi dào, giá thành r ẻ và thờ i gian th ủy phân nhanh hơn so vớ i một số loại cá khác nên cá cơm trở thành thành nguyên li ệu sản xuất nướ c mắm chính c ủa các hãng nướ c mắm nổi tiếng như Phú Quố c, Nha Trang, Phan Thi ết… Cá cơm thườ ng ng s ống thành t ừng đàn chủ y ếu t ậ p trung ở các các vùng ven bi ển (độ sâu dướ i 100m) của biển nhiệt đớ i và cận nhiệt đớ i,i, có một s ố loài phân bố r ộng vào các cửa sông. Các nơi có sản lượng cá cơm cao là: Quảng Ninh, C ửa Lò, Bình Định, Quảng Nam, Đà Nẵng, Nha Trang, Phan Rang, Phan Thi ết. Các loài chi ếm ưu thế trong khai thác là: cá cơm than-stolephorus heterolobus Ruppel ở Phú Phú Quốc, cá cơm trổng ( hay cá cơm Ấn Độ )stolephorus indicusBleeker ở Bình ở Bình Định, cá cơm đỏ -Stolephorus zollingeri Bleeker và cá cơm săng-Stlephorus tri bleeker ở Nha Nha Trang. Ở Việt Nam giống cá cơm có khoảng 140 loài.
I.1.2. Mộ Một số loài cá cơm phổ biế biến I.1.2.1. Cá cơm săn Tên khoa học: Stolephorus tri (Bleeker, 1852)
Tên tiếng Anh: Spined anchovy Đặc điểm hình thái: Thân dài, dẹp bên. Đầu tương đối to. Mõm ngắn. Chiều dài thân gấp 4,8 lần chiều cao thân và 4,6 lần chiều dài đầu. Mắt tương đối to, không có màng mỡ mắt, Hình 1: Cá cơm săn khoảng cách hai mắt rộng. Trên hàm, xương lá mía, xương khẩu cái đều có răng nhỏ. Khe mang rộng, lược mang dài và nhỏ. Vẩy tròn, nhỏ, dễ rụng. Có một vây lưng, khởi điểm nằm ở sau khởi điểm của vây bụng, trước khởi điểm của vây hậu môn. Thân màu trắng, bên thân có một sọc dọc màu trắng bạc. các vây màu trắng, riêng vây đuôi màu xanh lục. SVTH: Nguyễn Thị Bình
2
Đồ án môn học máy và thiết bị thủy sản
GVHD: Th.S Đinh Hữu Đông
CHƢƠNG I: TỔNG TỔNG QUAN I.1. Tổ Tổng quan về về nguyên liệu liệu cá cơm I.1.1. Giớ Giớ i thiệ thiệu chung Cá cơm (Stolephorus) thuộ c họ cá Tr ổng (engraulidae) ch ủ yếu sống trong nướ c mặn (có một s ố loài sống trong nướ c ng ọt hay nướ c lợ), có kích thướ c nh ỏ, là họ cá đứng đầu về sản lượ ng ng trong ngành khai thác hi ện nay trên th ế giới và là đối tượng đánh bắ t ở nướ c ta. Theo ướ c quan tr ọng trong ngh ề cá nổi ven bi ển phân b ố r ộng t ừ B ắc đến Nam ở nướ tính c ủa Viện nghiên c ứu biển Nha Trang tr ữ lượng cá cơm của nướ c ta vào khoảng 50÷60 vạn t ấn. V ớ i nguồn nguyên li ệu d ồi dào, giá thành r ẻ và thờ i gian th ủy phân nhanh hơn so vớ i một số loại cá khác nên cá cơm trở thành thành nguyên li ệu sản xuất nướ c mắm chính c ủa các hãng nướ c mắm nổi tiếng như Phú Quố c, Nha Trang, Phan Thi ết… Cá cơm thườ ng ng s ống thành t ừng đàn chủ y ếu t ậ p trung ở các các vùng ven bi ển (độ sâu dướ i 100m) của biển nhiệt đớ i và cận nhiệt đớ i,i, có một s ố loài phân bố r ộng vào các cửa sông. Các nơi có sản lượng cá cơm cao là: Quảng Ninh, C ửa Lò, Bình Định, Quảng Nam, Đà Nẵng, Nha Trang, Phan Rang, Phan Thi ết. Các loài chi ếm ưu thế trong khai thác là: cá cơm than-stolephorus heterolobus Ruppel ở Phú Phú Quốc, cá cơm trổng ( hay cá cơm Ấn Độ )stolephorus indicusBleeker ở Bình ở Bình Định, cá cơm đỏ -Stolephorus zollingeri Bleeker và cá cơm săng-Stlephorus tri bleeker ở Nha Nha Trang. Ở Việt Nam giống cá cơm có khoảng 140 loài.
I.1.2. Mộ Một số loài cá cơm phổ biế biến I.1.2.1. Cá cơm săn Tên khoa học: Stolephorus tri (Bleeker, 1852)
Tên tiếng Anh: Spined anchovy Đặc điểm hình thái: Thân dài, dẹp bên. Đầu tương đối to. Mõm ngắn. Chiều dài thân gấp 4,8 lần chiều cao thân và 4,6 lần chiều dài đầu. Mắt tương đối to, không có màng mỡ mắt, Hình 1: Cá cơm săn khoảng cách hai mắt rộng. Trên hàm, xương lá mía, xương khẩu cái đều có răng nhỏ. Khe mang rộng, lược mang dài và nhỏ. Vẩy tròn, nhỏ, dễ rụng. Có một vây lưng, khởi điểm nằm ở sau khởi điểm của vây bụng, trước khởi điểm của vây hậu môn. Thân màu trắng, bên thân có một sọc dọc màu trắng bạc. các vây màu trắng, riêng vây đuôi màu xanh lục. SVTH: Nguyễn Thị Bình
2
Đồ án môn học máy và thiết bị thủy sản
GVHD: Th.S Đinh Hữu Đông
Phân bố: Ấn Độ, Malaixia, Inđônêxia, Trung Quốc, Nhật Bản, Philippin, Việt Nam.
Mùa vụ khai thác: thác: Quanh năm. Ngƣ cụ khai thác: thác: Lưới vây, mành, lưới kéo đáy. đá y. Kích thƣớc khai thác: 40 - 55 mm. Dạng sản phẩm: Ăn tươi, phơi khô, làm nước mắm. I.1.2.2. Cá cơm thƣờng Tên khoa học: Stolephorus commersonii (Lacepede, commersonii (Lacepede, 1803)
Tên
tiếng
Anh: Commerson's anchovy Đặc điểm hình thái: Thân dài, dẹp bên. Đầu tương đối to. Mõm hơi nhọn. Chiều dài thân gấp 4,4 - 5,2 lần chiều cao thân và 4,2 - 5,0 lần chiều dài đầu. Mắt to, không có màng mỡ mắt, khoảng cách hai mắt rộng. Trên hàm, xương lá mía, xương khẩu cái đều có răng nhỏ. Khe mang rộng, lược Hình 2: cá cơm thƣờ ng ng mang dẹp, mỏng và cứng. Vả y tròn, to vừa, rất dễ rụng. Khởi điểm của vây lưng nằm ở sau khởi điểm của vây bụng, gần ngang bằng với khởi điểm của vây hậu môn. Vây hậu môn to, dài. Thân màu trắng, trên đầu có hai chấm màu xanh lục, bên thân có một sọc dọc màu trắng bạc. Phân bố: Đông Phi, Ấn Độ, Thái lan, Trung Quốc, Nhật Bản, Philippin, Việt Nam. Mùa vụ khai thác: Quanh năm, tập trung vào tháng 9 - 3. Ngƣ cụ khai thác: Lưới vây, mành, lưới kéo đáy Kích thƣớc khai thác: 50 - 70 mm. Dạng sản phẩm: Ăn tươi, phơi khô, làm nước mắm. I.1.2.3.Cá I.1.2.3.Cá cơm sông Tên khoa học: Corica sorbonna (Whitehead, 1895) Tên tiếng Anh: Ganger River Sprat SVTH: Nguyễn Thị Bình
3
Đồ án môn học máy và thiết bị thủy sản
GVHD: Th.S Đinh Hữu Đông
Đặc điểm hình thái: Thân thon dài, khe miệng sâu, góc miệng dài chưa đến bờ trước của ổ mắt. Phần giữa hàm trên dẹp đứng. Hàm dưới nhô ra. Mắt to. Viền bụng cong và lườn bụng không sắc cạnh. Vảy tròn trên thân dễ rụng. Vây Hình 3: Cá cơm sông lưng hơi trước vây bụng. Vây hậu môn thấp và có 2 vây lẻ phía sau. Cá có màu trắng bạc. Vây lưng, vây hậu môn và vây đuôi rải rác có các chấm sắc đen li ti. Phân bố: Thái Lan, Philipin, Malaixia, Inđônêxia, Lào, Campuchia. Ở Việt Nam gặp nhiều ở đồng bằng Nam Bộ. Mùa vụ khai thác: Quanh năm. Kích thƣớc khai thác: Nhỏ, tối đa 5cm. Ngƣ cụ khai thác: Lưới, câu, vó, mành, đăng... Dạng sản phẩm: Ăn tươi, phơi khô. I.1.2.4. Cá cơm sọc tiêu Tên khoa học: Stolephorus tri (Bleeker, 1852)
Tên
tiếng
Anh: Spined
anchovy
Đặc điểm hình thái: Thân hình thon dài, hơi dẹp ngang. Mõm nhô ra và hơi nhọn. Điểm cuối cùng của Hình 4: Cá cơm sọc tiêu xương hàm trên nhọn và dài đến khe mang, eo mang kéo đến viền sau của màng mang. Lườn bụng có từ 5 - 7 vảy gai giữa vây ngực và vây bụng, trong đó có một gai nằm giữa hai vây bụng. Thân phủ vảy tròn, dễ rụng, không có đường bên. Thân có màu kem nhạt (khi mất vảy), một sọc ánh bạc dọc hông. Phân bố: Thái Lan, Malaixia, Philipin, Lào, Campuchia, Inđônêxia, đồng bằng sông Cửu Long Việt Nam Mùa vụ khai thác: Quanh năm. Kích thƣớc khai thác: 9 - 10cm, tối đa 12cm. Ngƣ cụ khai thác: Lưới, vó, rùng... Dạng sản phẩm: Ăn tươi, phơi khô.
SVTH: Nguyễn Thị Bình
4
Đồ án môn học máy và thiết bị thủy sản
GVHD: Th.S Đinh Hữu Đông
I.1.3. Thành phần hóa học cơ bản của cá cơm Bảng 1: Thành phần hóa học của cá cơm thƣờng STT Thành phần (%) Cá tươi Độ ẩm 1 74,22 2
Protein
19,5
3
Lipit
1,7
4
Khoáng
1,2
5
NH3 (mg %)
4,65
6
NTQ
3,7
7
Histamin (ppm)
3
STT
Bảng 2: Thành phần hóc học của cá cơm săn Thành phần (%) Cá tươi
1
Lipit
2,5
2
Carbohydrate
0
3
Tro
2,4
4
Ca (mg %)
279
5
P
246
6
Fe
1,2
7
Na (mg %)
147
8
K
447
9
Vitamin B (mg %)
0,01
10
Vitamin B2 (mg %)
0,8
11
Niacin
3,5
12
Protein
20,7
I.2. Tổng quan về kỹ thuật sấy Nguyên liệu thủy sản nói chung và nguyên liệu cá cơm nói riêng là loại nguyên liệu chứa nhiều nước và giàu chất dinh dưỡng do vậy rất dể bị hư hỏng trong quá trình chế biến và bảo quản. Để kéo dài thời gian bảo quản người dân đã nghĩ ra phương pháp đơn giản là làm khô nguyên liệu nhờ vào ánh sáng mặt trời hoặc sấy nóng bằng không khí nóng từ củi, lò hơi. I.2.1. Khái niệm về sấy Sấy là một phương pháp bảo quản thực phẩm đơn giản, an toàn và dễ dàng. Sấy làm giảm độ ẩm của thực phẩm đến mức cần thiết do đó vi khuẩn, nấm mốc và nấm men bị ức chế hoặc không phát triển và hoạt động được, giảm hoạt động các enzyme, giảm kích thước và trọng lượng của sản phẩm. SVTH: Nguyễn Thị Bình
5
Đồ án môn học máy và thiết bị thủy sản
GVHD: Th.S Đinh Hữu Đông
Quá trình sấy là quá trình làm khô các vật thể, các vật liệu, các sản phẩm bằng phương pháp bay hơi nước. Như vậy, quá trình sấy khô một vật thể diễn biến như sau: Vật thể được gia nhiệt để đưa nhiệt độ lên đến nhiệt độ bão hòa ứng với phân áp suất của hơi nước trên bề mặt vật thể. Vật thể được cấp nhiệt để làm bay hơi ẩm. Vận chuyển hơi ẩm đã thoát ra khỏi vật thể vào môi trường. Tóm lại, trong quá trình sấy xảy ra các quá trình trao đổi nhiệt và trao đổi chất cụ thể là quá trình truyền nhiệt từ chất tải nhiệt cho vật sấy, quá trình truyền ẩm từ trong vật sấy ra ngoài bề mặt sấy, quá trình truyền ẩm từ bề mặt vật sấy ra ngoài môi trường. Các quá trình truyền nhiệt truyền chất trên xảy ra đồng thời trên vật sấy, chúng có qua lại lẫ n nhau.
I.2.2. Đặc điểm quá trình sấy Đặc điểm của quá trình sấy đối với vật thể có độ ẩm tương đối cao, nhiệt độ sấy và tốc độ chuyển động của không khí không quá lớn xảy ra theo ba giai đoạn đó là giai đoạn làm nóng vật, giai đoạn sấy tốc độ không đổi, giai đoạn tốc độ sấy giảm dần. Đối với các trường hợp sấy với điều kiện khác thì quá trình sấy cũng xảy ra ba giai đoạn nhưng các giai đoan có thể đan xen khó phân biệt hơn. Giai đoạn làm nóng vật: Giai đoạn này bắt đầu từ khi đưa vật vào buồng sấy tiếp xúc với không khí nóng cho tới khi nhiệt độ vật đạt được bằng nhiệt độ kế ướt. Trong quá trình sấy này toàn bộ vật được gia nhiệt. Ẩm lỏng trong vật được gia nhiệt cho đến khi đạt được nhiệt độ sôi ứng với phân áp suất hơi nước trong môi trường không khí trong buồng sấy. 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 cho đến khi bằng nhiệt độ kế ướt. Tuy vậy, sự tăng nhiệt độ trong quá trình xảy ra không đều ở phần ngoài và phần trong vật. Vùng trong vật đạt đến nhiệt độ kế ướt chậm hơn. Đối với vật dễ sấy thì giai đoạn làm nóng vật xảy ra nhanh. Giai đoạn sấy tốc độ không đổi: Kết thúc giai đoạn gia nhiệt, nhiệt độ vật bằng nhiệt độ kế ướt. Tiếp tục cung cấp nhiệt, ẩm trong vật sẽ hóa hơi còn nhiệt độ của vật giữ không đổi nên nhiệt cung cấp chỉ để làm hóa hơi nước. Ẩm sẽ hóa hơi ở lớp vật liệu sát bề mặt vật, ẩm lỏng ở bên trong vật sẽ truyền ra ngoài bề mặt vật để hóa hơi. Do nhiệt độ không khí nóng không đổi, nhiệt độ vật cũng không đổi nên chênh lệch nhiệt độ giữa vật và môi trường cũng không đổi. Điều này làm cho tốc độ giảm của độ chứa ẩm vật theo thời gian cũng không đổi, có nghĩa là tốc độ sấy không đổi. Giai đoạn sấy tốc độ giảm dần: Kết thúc giai đoạn sấy tốc độ không đổi ẩm tự do đã bay hơi hết, còn lại trong vật là ẩm liên kết. Năng lượng để bay hơi ẩm liên kết lớn hơn ẩm tự do và càng tăng lên khi độ ẩm của vật càng nhỏ. Do vậy tốc độ bay hơi ẩm trong giai đoạn này nhỏ hơn giai đoạn sấy tốc độ không đổi, nghĩa là tốc độ sấy trong giai đoạn này nhỏ hơn và càng giảm đi theo thời gian sấy. Quá trình sấy càng tiếp diễn, độ ẩm của vật SVTH: Nguyễn Thị Bình
6
Đồ án môn học máy và thiết bị thủy sản
GVHD: Th.S Đinh Hữu Đông
càng giảm, tốc độ sấy cũng giảm cho đến khi độ ẩm của vật giảm đến bằng độ ẩm cân bằng với điều kiện môi trường. I.3. Lự a chọn thiết bị sấy I.3.1. Sơ đồ cấu tạo hệ thống buồng sấy 4 5
3
1
2
10
13
12
11
6
8 7
9
B-B
SVTH: Nguyễn Thị Bình
7
Đồ án môn học máy và thiết bị thủy sản
GVHD: Th.S Đinh Hữu Đông 14
A-A
kk
15
Trong đó: 1 - Ống gió thải.
2 - Trần buồng sấy.
3 - Quạt gió.
4 - Calorifer.
5 - Kênh dẫn TNS vào buồng sấy.
6 - Cửa buồng sấy.
7 - Chốt gài then chèn cửa.
8 - Tường bên.
9 - Đường ray.
10 - Tường sau.
11 - Xe goòng.
12 - Nền buồng sấy.
13 - Khay sấy.
14 - Động cơ quạt.
15 - Ống gió cấp.
I.3.2. Sơ đồ nguyên lý
SVTH: Nguyễn Thị Bình
8
Đồ án môn học máy và thiết bị thủy sản
GVHD: Th.S Đinh Hữu Đông
1 1
3
3
2
4
5
5
4
2
7
7
6
6
Trong đó: 1 - ống thải tác nhân sấy và hơi ẩm. 2 - khay đựng cá sấy. 3 - quạt cấ p không khí vào calorifer. 4 - calorifer
để gia nhiệt cho TNS không khí.
5 - kênh dẫn tác nhân s ấy là khí nóng. 6 - miệng phân ph ối TNS. 7 - xe goòng v ận chuyển cá.
I.3.3. Nguyên lý hoạt động Cá đượ c r ải đều trên các khay sấy 2 đặt trên xe goòng 7 r ồi cho vào bu ồng sấy. Không khí đươc quạ t 3 hút th ổi vào calorifer t ại đây được hơi nướ c nóng gia nhiệt làm cho không khí nóng lên đế n 50 0C thì đượ c thổi qua kênh dẫn 5 đưa vào buồng s ấy qua miệng phân ph ối 6, không khí nóng đế n gia nhiệt cho cá và nhận ẩm r ồi v ận chuyển đến ống gió thải 1 thoát hoàn toàn ra ngoài môi trườ ng.
SVTH: Nguyễn Thị Bình
9
Đồ án môn học máy và thiết bị thủy sản
GVHD: Th.S Đinh Hữu Đông
CHƢƠNG II: TÍNH TOÁN, THIẾT K Ế HỆ THỐNG BUỒNG SẤY II.1. Số liệu đầu vào. Tính toán, thi ết k ế hệ thống thiết bị sấy cá cơm gồm: Thiết bị: buồng sấy. Phương thức: đối lưu cưỡ ng bức không hồi lưu. Tác nhân sấy: không khí nóng. Vật liệu sấy: cá cơm. Năng suất: 300kg/m ẻ. Độ ẩm ban đầu: 80%. Độ ẩm cuối: 20%. Thờ i gian sấy: 8h. II.2. Tính cân bằng vật chất Ta ký hiệu các đại lượng như sau: G1, G2 - khối lượ ng vật liệu vào, ra thi ết bị sấy, kg. ω1, ω2 - độ ẩm tương đối vật liệu vào, ra thiết bị sấy, %. W - lượ ng ẩm bay hơi, kg. Gk - khối lượ ng vật liệu khô tuyệt đối, kg. Lượng vật liệu đưa vào: Lượ ng ẩm cần bốc hơi: Lượng vật liệu khô tuyệt đối: II.3. Cân bằng năng lƣợng II.3.1. Tính toán quá trình sấy lý thuyết
SVTH: Nguyễn Thị Bình
10
Đồ án môn học máy và thiết bị thủy sản
GVHD: Th.S Đinh Hữu Đông
Hình 5: Đồ thị biểu diễn quá trình sấy lý thuyết
Các công thứ c tính toán và bảng tra xác định các thông số của TNS Phân áp suất bão hòa hơi nướ c P bh (bar): Tra bảng tính chất bão hòa hơi nướ c (theo nhiệt độ). Độ chứa ẩm của không khí d (kg ẩm/kg kkk): d = 0,621
Trong tính toán k ỹ thuật,
đại lượ ng áp suất của hỗn hợ p không khí ẩm xem như
không đổi và p = 1bar.
Entanpi I (kJ/kg kkk): I = Ik + Ih = C pk .t + (r o + C ph.t).d
Trong đó: C pk = 1,005 kJ/kg.độ: nhiệt dung riêng c ủa không khí khô C ph = 1,842 kJ/kg.độ : nhiệt dung riêng c ủa hơi nướ c r 0 = 2493 kJ/kg: ẩn nhiệt hóa hơi của nướ c
SVTH: Nguyễn Thị Bình
11
Đồ án môn học máy và thiết bị thủy sản
GVHD: Th.S Đinh Hữu Đông
Thông số của không khí ngoài trờ i (A) Ta có to = 25
o
C, φo = 85%. T ừ đó ta xác định đượ c:
Phân áp suất bão hòa hơi nướ c P bh0:
P bh0 = 0,0323 (bar)
Lượ ng chứa ẩm do:
d0 = 0,621.
= 0,0175 (kg ẩm/kg kkk)
Entanpy Io:
Io = 1,005.25 + ( 2493 + 1,842.25).0,0175 = 69,558 (kJ/kg kkk)
Thông số của không khí sau calorifer (B) o
Ta có t1 = 50 C, d1 = d0 = 0,0175 (kg ẩm/kg kkk). T ừ đó ta xác định đượ c:
Phân áp suất bão hòa hơi nướ c P bh1:
P bh1 = 0,1258 (bar)
Độ ẩm tương đối φ1:
φ1 = = .100 = 21,79%
Entanpy I1:
I1 = 1,005.50 + ( 2493 + 1,842.50).0,0175 = 95,489 (kJ/kg kkk)
Thông số của không khí sau thiết bị sấy (C) Quá trình sấy lý thuyết x ảy ra bên trong thi ết b ị s ấy là quá trình đẳ ng entanpi nên ta
có: I2 = I1 = 95,489( kJ/kg kkk) Nhiệt
độ TNS sau quá trình s ấy đượ c chọn sao cho độ ẩm tương đối không quá bé để giảm tổn thất nhiệt do TNS mang đi và không quá gần tr ạng thái bão hòa tránh hi ện tượng đọng sương trên bề mặt vật liệu sấy.
SVTH: Nguyễn Thị Bình
12
Đồ án môn học máy và thiết bị thủy sản
GVHD: Th.S Đinh Hữu Đông
Vậy t2 phải thỏa mãn 2 điều kiện: o
t2 = tu + t ( t = 5-10 C ) t2 > ts
Trong đó: tu : nhiệt độ bầu ướ t ứng vớ i tr ạng thái không khí vào bu ồng sấy ts : nhiệt độ điểm sương ứng vớ i tr ạng thái không khí vào bu ồng sấy
Tra đồ thị I-d của không khí ẩm tại t1 = 50oC, φ1 = 21,79% ta đượ c: tu = 27oC, ts = 20oC. Chọn t = 5oC nên ta có : t 2 = tu + t = 27 + 5 = 32 oC. Phân áp suất bão hòa hơi nướ c P bh2:
P bh2 = 0,048 bar
Lượ ng chứa ẩm d2:
d2 =
= = 0,0248 (kg ẩm/kg kkk) Độ ẩm tương đối φ2:
φ2 = 100 = 80% Với
φ2 = 80% th ỏa mãn điều kiện mà chúng ta đặt ra ban đầu vừa tiết kiệm nhiệt lượ ng do tác nhân sấy mang đi vừa đả m bảo không xảy ra hiện tượng đọng sương. Lượ ng không khí khô c ần thiết để bốc hơi 1kg ẩ m l0: l0 = = = 136,986 (kg kkk/kg ẩm)
Vậy: L0 = W.l0 = 900. 136,986 = 123287,4 (kg kkk)
Tác nhân sấy trướ c khi vào hầm sấy có t1 = 500C, 1 = 21,79% Theo phụ lục 5 ( Tính toán và thi ế t k ế hệ thố ng s ấ y – Tr ần
Văn Phú) vớ i thông s ố 3
này thể tích của không khí ẩm chứa 1kg không khí khô: v B = 0,969 (m /kg kkk)
Tương tự tác nhân sấy sau quá trình s ấy lý thuyết (điểm C) có t2 = 320C, 2 = 80% 3
ta có: vC = 0,918 (m /kg kkk)
Do đó: VB = L0.vB = 123287,4.0,96 = 118355,904 (m 3)
SVTH: Nguyễn Thị Bình
13
Đồ án môn học máy và thiết bị thủy sản
GVHD: Th.S Đinh Hữu Đông
VC = Lo.vco = 123287,4.0,918 = 113177,8332( m 3)
Lưu lượ ng thể tích trung bình V o: 3 Vo = (VB + VCo) = .( 118355,904+113177,8332) = 115766,8686 (m ) Vớ i thờ i gian sấy t = 8h nên ta có: V o = 4,02 (m3/s) Trong quá trình s ấy lý thuyết thì h ệ th ống s ấy được coi là lý tưở ng, tức là trong quá trình sấy không có nhi ệt tổn thất và không có nhi ệt bổ sung. Như vậy lượ ng nhiệt do tác nhân sấy cung cấ p cho v ật s ấy làm ẩm bay hơi thì chính là lượ ng ẩm này mang một ph ần lượ ng nhiệt tr ở lại tác nhân s ấy. Nhiệt lượ ng tiêu hao q o: qo = lo (I1 - I0) = 136,986 (95,986 – 69,558) = 3552,184 (kJ/kg ẩm) Qo = qo.W = 3552,184.900 = 3196965,569 (kJ/m ẻ) = 399620,6961 kJ/h Vậy Qo = 111kW Lo là một trong hai thông s ố cho phép ta ch ọn quạt và Qo là cơ sở ta chọn Calorifer khi thiết k ế sơ bộ hệ thống sấy. II.3.2. Xác định kích thƣớc thiết bị sấy
Hình 6: Khay sấy
1
2
Hình 8: Cách bố trí khay sấy trên xe goòng 1. Xe goòng
Hình 7: Xe goòng SVTH: Nguyễn Thị Bình
2. Khay chứa vật liệu sấy
14
Đồ án môn học máy và thiết bị thủy sản
GVHD: Th.S Đinh Hữu Đông
Kích thƣớc xe goòng * Chọn thiết bị chuyển tải là xe goòng có kích thước : - Chiều rộng: BX = 1500 mm - Chiều dài: LX = 2000 mm - Chiều cao : HX = Hm + Hx + x =1300 + 150 + 50 = 1500 mm Trong đó: Hm: chiều cao chất vật liệu sấy Hx: chiều cao bánh xe x: khoảng cách từ bánh xe đến khung xe Mỗi xe đặt 20 khay, mỗi khay chứa 30 kg nguyên liệu. Như vậy khối lượng vật liệu sấy mỗi xe bằng: GX = 20.30 = 600 (kg) * Số xe goòng cần thiết: n = = = 2 xe
Kích thƣớc buồng sấy: - Chiều rộng : B b = BX + 2B = 1500 + 2.50 = 1600 mm B: khoảng cách từ xe goong đến mép bên của tườ ng. - Chiều dài: L b = n.L X + L + r = 2.2000 + 2.500 + 100 = 5100 mm L: khoảng cách xe goong cách 2 đầ u buồng sấy. r: là khoảng cách giữa 2 xe goong.
-
Chiều cao:
H b = HX + H = 1500 + 50 = 1550 mm.
H: khoảng cách từ đỉnh xe goong đến tr ần buồng sấy.
Kích thƣớc phủ bì buồng sấy: Ta có k ết cấu tường bao, trần và và cửa buồng sấy như sau:
+ Lớp vật liệu tôn tráng kẽm mặt trong và mặt ngoài có cùng độ dày là: = 0,5mm.
+ Lớp bông thủy tinh cách nhiệt ở giữa: = 50mm. -
Chiều rộng phủ bì:
B = B b + 2.(1 +2 + 3) = 1600 + 2.(0,5 + 0,5 + 50) = 1702 mm. -
Chiều dài phủ bì:
L = L b + 2.(1 +2 + 3) = 5100 + 2.(0,5 + 0,5 + 50) = 5202 mm. -
Chiều cao phủ bì:
H = H b + 1 + 2 + 3 = 1550 + 0,5 + 0,5 + 50 = 1601 mm.
SVTH: Nguyễn Thị Bình
15
Đồ án môn học máy và thiết bị thủy sản
GVHD: Th.S Đinh Hữu Đông
Diện tích xung quanh của buồng sấy: Fxq = 2.(B + L).H = 2.(1,702 + 5,202).1,601 = 22,11 (m 2)
Diện tích trần và nền buồng sấy: 2
Ftr = Fn = L.B = 1,702.5,202 = 8,85 (m )
Xác định khối lƣợng thiết bị sấy
Khung xe goòng
Khung của
xe goòng đượ c làm từ 40 thanh chiều r ộng dài 1,5 m và 30 thanh chi ều dài dài 2 m; 4 thanh chi ều cao dài 1,5m, t ất cả đều đượ c làm từ thép CT3 kích thướ c 30x30x1,5mm. C ụ thể: Tiết diện khung: = Thể tích thép làm khung:
= Vậy khối lượ ng của khung xe là:
Bánh xe
Bánh xe goong đượ c làm từ thép CT3 có đườ ng kính l ớ n 0,15 m; đườ ng kính nhỏ là 0,13 m. Giả sử khối lượ ng tổng của 1 bánh xe là 2 kg; bánh xe có 2 ổ bi, mỗi ổ nặng 0,5 kg; khối lượ ng tr ục bánh xe là 0,5 kg. Vậy khối lượ ng tổng phần bánh xe là:
= 100 + 4 =104 (kg)
Khay:
K hay đượ c làm bằng nhôm có -
Chiều dài 2m
-
Chiều r ộng 1,5m
-
Bề dày 1mm
-
Gờ mép ngoài cao 30mm.
kích thướ c:
Khối lượ ng 1 khung khay:
SVTH: Nguyễn Thị Bình
16
Đồ án môn học máy và thiết bị thủy sản
GVHD: Th.S Đinh Hữu Đông
Khối lượ ng một xe goòng khi chưa chứ a vật liệu sấy
Khối lượ ng xe luôn v ật liệu
II.3.3. Tính toán tổn thất nhiệt trong hệ thống sấy II.3.3.1. Tổn thất nhiệt do VLS mang đi Tính theo công
thức:
Với:
là khối lượng vật liệu sấy ra , kg. là nhiệt dung riêng của vật liệu sấy, kJ/kg.K. Cvk = 3,62 kJ/kg.K là nhiệt dung riêng của
cá khô
Ca = 4,18 kJ/kg.K là nhiệt dung riêng của nước Ta có:
kJ/kg.K) là nhiệt độ vào của vật liệu sấy, thường lấy bằng nhiệt độ môi trường C. là nhiệt độ ra của vật kiệu sấy, nhiệt độ ra khỏi buồng sấy của vật liệu sấy theo kinh nghiệm lấy nhỏ hơn nhiệt độ ra của tác nhân sấy đi vào từ 5 C. Vậy: = - (5 ) = 50 – 10 = 40 C. 0
0
0
Tổn thất nhiệt do v ật liệu sấy mang đi:
(kJ)
Tổn thất nhiệt do v ật liệu sấy mang đi tính cho 1 kg ẩ m:
kJ/kg ẩm) II.3.3.2. Tổn thất nhiệt do thiết bị vận chuyển SVTH: Nguyễn Thị Bình
17
Đồ án môn học máy và thiết bị thủy sản
GVHD: Th.S Đinh Hữu Đông
Qct = Qkh + Qx Qkh: tổn thất nhiệt do khay s ấy mang đi. Qx: tổn thất nhiệt do xe goòng
mang đi.
Nhiệt
độ của khay sấy và xe goòng khi đi vào buồng sấy lấy bằng nhiệt độ môi trườ ng: Nhiệt
độ của khay sấy và xe goòng khi đi ra buồ ng sấy lấy bằng nhiệt độ của tác nhân sấy: Khối lượ ng của khay sấy và xe goòng l ần lượ t là: mxe = 100 kg, m khay =8,373 kg. Nhiệt dung riêng c ủa vật liệu chế tạo xe (thép CT 3) và khay (nhôm) l ần lượ t là: Cx = 0,5 kJ/kg.K Ckh = 0,86 kJ/kg.K
Tổn thất nhiệt do xe goòng mang đi
Vớ i nx = 2 xe ta có: Qx = nx.Gx.Cx.(
) = 2.100.0,5.(50-25) = 2500 (kJ)
Tổn thất nhiệt do khay sấy mang đi
Vớ i nkh = 20.2=40 khay ta có:
) = 40.8,373.0,86.(50-25) = 7200,78 (kJ) (kJ) 10,78 (kJ/kg ẩm) Qkh = nkh.Gkh.Ckh.(
II.3.3.3. Tổn thất nhiệt ra môi trƣờ ng
Giả thuyết về tốc độ TNS
Để tính đượ c tổn thất nhiệt ra môi trườ ng ta phải giả thuyết tốc độ TNS trong buồng. Khi k ết c ấu bu ồng được xác định và chiều dài xe bằng chiều dài khay và chi ều cao khay lấy bằng 30mm thì ta có th ể tính đượ c tiết diện tự do của buồng sấy bằng: SVTH: Nguyễn Thị Bình
18
Đồ án môn học máy và thiết bị thủy sản
GVHD: Th.S Đinh Hữu Đông
Do đó tốc độ sấy t ối thiểu sẽ bằng lưu lượ ng thể tích trong quá trình s ấy lý thuyết V0 chia cho ti ết diện tự do :
m/s) Vì lưu lượ ng trong quá trình s ấy thực phải lớn hơn trong quá trình sấ y lý thuyết nên tốc độ TNS giả thiết để tính toán cũng phả i lớn hơn w o. Ta chọn w = 2,7 (m/s), chúng ta s ẽ kiểm tra lại giả thuyết này sau khi tính được lưu lượ ng thể tích th ực tế. Các dữ liệu dòng nhi ệt truyền qua hai bên tườ ng buồng sấy:
trong trườ ng hợ p này là nhiệt độ trung bình c ủa TNS: + Nhiệt độ thể lạnh là nhiệt độ môi trườ ng . + Nhiệt độ thể nóng
Mật độ dòng nhiệt q (W/m 2) truyền qua một đơn vị diện tích bề mặt truyền nhiệt có thể tính bằng một trong các công thức sâu đây: q = k.
= k.( = ( ) ( )
2 , [W/m ]
Chúng ta xem TNS chuy ển
động cưỡ ng b ức v ớ i t ốc độ 2,7 m/s và không khí ngoài
đối lưu tự nhiên chảy r ối. Ta tính 1 theo công th ức:
W/m .K. 2
Ta có các phương trình nhiệ t sau:
Mật độ dòng nhi ệt trao đổi nhiệt đối lưu giữ a TNS và mặt trong c ủa tườ ng q1 bằng:
Mật độ dòng nhi ệt do d ẫn nhiệt q2:
SVTH: Nguyễn Thị Bình
19
Đồ án môn học máy và thiết bị thủy sản
GVHD: Th.S Đinh Hữu Đông
Mật độ dòng nhi ệt do đối lưu tự nhiên từ mặt ngoài c ủa
tườ ng vớ i không khí
xung quanh b ằng:
0,333
Từ giả thuyết truyền nhiệt là ổn định ta có q1 = q2, vậy tw2 sẽ đượ c tính:
Kết cấu tường bao, trần và cửa buồng sấy như sau: + Lớp vật liệu tôn tráng kẽm mặt trong và mặt ngoài có cùng độ dày là: 0,0005m,
= 45,5 W/m.K;
=
+ Lớp bông thủy tinh cách nhiệt ở giữa: = 0,05 m, = 0,05 W/m.K.
= =
Vậy:
= .1
trướ c nhiệt độ tườ ng phía nóng và tính đượ c mật độ dòng nhi ệt truyền t ừ TNS vào vách q 1. Từ dòng nhiệt này và từ ta có thể tính đượ c nhiệt độ mặt ngoài của vách . Từ nhiệt độ và nhiệt độ môi trườ ng tf2 ta tính đượ c nhiệt lượ ng q3 do truyền nhiệt đối lưu tự nhiên giữa vách ngoài của buồng sấy và môi trườ ng. Sau đó so sánh k ết qu ả q 1 v ớ i q3, sai lệch không quá 5% thì xem k ết qu ả tính toán là chấ p nhận đượ c với điều kiện tw1>tw2. Bằng phép tính l ặ p, ta có thể giả thiết
Bảng 3: Tính toán tìm mật độ dòng nhiệt cho từ ng giá trị tƣơng ứ ng của tw1 0
0
tw1( C)
2
tw2( C)
q3(w/m )
q1(W/m2) 40,15
14,798
25,352
0,426
40,20
13,927
26,273
2,366
40,25
13,057
27,193
4,885
40,30
12,186
28,114
7,796
40,35
11,316
29,034
11,008
40,40
10,445
29,955
14,48
SVTH: Nguyễn Thị Bình
20
Đồ án môn học máy và thiết bị thủy sản
GVHD: Th.S Đinh Hữu Đông
Theo bảng trên ta có th ể chọn nhiệt độ 2 vách của hệ thống sấy: tw1 = 40,35oC và tw2 = 29,034 oC. Hệ số trao đổi nhiệt 1 = 17,409 W/m2.K , 2 = 1,591 W/m2.K.
Kiểm tra kết quả tính toán bằng cách tính sai số như sau:
| | | | = 0,0272= 2,72 % < 5% Với sai số này thỏa mãn điều kiện nên kết quả tính toán trên hoàn toàn có thể chấp nhận được.
Tổn thất nhiệt qua tƣờng và cửa
Ta có:
(W/m .K) 2
()
=
6041,655 kJ /mẻ
kJ/kg ẩm)
Tổn thất nhiệt qua trần Theo giáo trình truy ền nhiệt thì bề m ặt nóng quay lên như trầ n bu ồng s ấy thì h ệ s ố trao đổi nhiệt đối lưu 2tr = 1,32 = 1,3.1,591= 2,0683 W/m 2.K.
Như vậy hệ số truyền nhiệt tính cho tr ần bằng:
W/m .K 2
Do đó:
()
=
2646,672 kJ/m ẻ
kJ/kg ẩm)
Tổn thất nhiệt qua nền
độ trung bình c ủa TNS là 410C, giả sử tườ ng buồng sấy cách tườ ng bao che phân xưở ng là 1m theo sách Thiế t k ế hệ thố ng sấ y (Tr ần Văn Phú) ta có: q = 35,65 Vớ i nhiệt
2
W/m .
SVTH: Nguyễn Thị Bình
21
Đồ án môn học máy và thiết bị thủy sản
GVHD: Th.S Đinh Hữu Đông
Do đó tổn thất qua nền:
= 9086,472 kJ/mẻ kJ/kg ẩ m Như vậy tổng tổn thất qua k ết cấu bao che ra môi trườ ng là:
kJ/kg ẩ m. Tổng tổn thất :
(kJ/kg ẩm) II.3.5. Tính toán quá trình sấy thự c
Hình 9: Các quá trình sấy thực trên đồ thị I-d
SVTH: Nguyễn Thị Bình
22
Đồ án môn học máy và thiết bị thủy sản
GVHD: Th.S Đinh Hữu Đông
Lượ ng chứa ẩm:
Trong đó:
K kkk
kkk
Entanpi sau quá trình s ấy thực:
Độ ẩm tương đối thực tế:
φ2 =
Tiêu hao không khí th ực tế:
kg kkk/kg ẩm)
Lượ ng không khí c ần để bốc hơi W = 900 kg ẩm:
L = l.W = 133,333.900 = 120000 (kg)
Tiêu hao nhiệt thực tế:
q = l.(I 1 – I0) = 133,333.(95,489 – 69,558) = 3457,458 (kJ/kg ẩm) Nhiệt lượ ng có ích q1:
ẩ m
Tổn thất nhiệt do TNS mang đi q2:
ẩ m
Tổng lượ ng nhiệt có ích và các t ổn thất:
ẩ m SVTH: Nguyễn Thị Bình
23
Đồ án môn học máy và thiết bị thủy sản
GVHD: Th.S Đinh Hữu Đông
Sai số tuyệt đối:
| | | | ẩm
Sai số tương đối:
Bảng 4: Cân bằng nhiệt STT
Đại lượ ng
Ký hiệu
kJ/kg ẩm
%
1
Nhiệt lượ ng có ích
q1
2447,444
70,79
2
Tổn thất nhiệt do TNS
q2
968,051
27,999
3
Tổn thất nhiệt do VLS
qv
18,66
0,539
4
Tổn thất nhiệt do TBCT
qct
10,78
0,311
5
Tổn thất ra môi trườ ng
qmt
19,723
0,570
6
Tổng lượ ng nhiệt tính toán
q'
3464,658
100
7
Tổng lượ ng nhiệt tiêu hao
Q
3457,458
100
8
Sai số tương đối
ɛ
0,21
Từ bảng cân bằng nhiệt ta có mấy nhận xét: -
-
Hiệu suất nhiệt của TBS:
Trong tất cả các tổn th ất thì t ổn thất do TNS mang đi là lớ n nh ất, tiếp theo đó là tổn thất
ra môi trườ ng. Tổn thất do VLS và TBCT là r ất bé và coi như không
đáng kể. Bây giờ ta sẽ kiểm tra giả thuyết về tốc độ TNS trong bu ồng sấy:
và , tra phụ lục 5 sách “Tính toán và thi ế t k ế hệ thố ng sấ y” thầ y Tr ần Văn Phú, thì giá trị kkk. Thể tích TNS sau khi ra kh ỏi buồng sấy: vớ i thông số
SVTH: Nguyễn Thị Bình
24
Đồ án môn học máy và thiết bị thủy sản
GVHD: Th.S Đinh Hữu Đông
Do đó lưu lượ ng thể tích TNS sau hầm sấy VC bằng:
v = 0,969 (m /kg kkk)
Thể tích TNS tr ướ c khi vào h ầm sấy. Ta có
B
3
Lưu lượ ng thể tích trung bình TNS đi trong hầ m sấy V bằng: =14152,5 m3/h Hay Kiểm tra giả thuyết về tốc độ sấy: Tốc độ trung bình TNS trong quá trình s ấy thực bằng:
Tốc
độ s ấy khi chúng ta gi ả thuyết khi tính th ờ i gian sấy và tổn th ất là 2,7 m/s. So vớ i tốc độ thực sai số là 8% < 10 %. Sai s ố này chấ p nhận được. Như vậ y mội tính toán có thể xem là đúng.
SVTH: Nguyễn Thị Bình
25
Đồ án môn học máy và thiết bị thủy sản
GVHD: Th.S Đinh Hữu Đông
Chƣơng III: TÍNH CHỌN CALORIFER, LÒ HƠI VÀ QUẠT III.1. Tính chọn Calorifer hơi là loại thiết bị trao đổi nhiệt có vách ngăn. Trong ống là hơi bão hòa ngưng tụ và ngoài ống là không khí chuyển động. Do hệ số tỏa nhiệt khi ngưng tụ α N của hơi lớn hơn hệ số trao đổi nhiệt đối lưu giữa mặt ngoài của ống với không khí αk , theo lý thuyết truyền nhiệt phía không khí thường được làm cánh (hình chữ nhật) để tăng cường hiệu quả trao đổi nhiệt. Như vậy, c alorifer khí – hơi trong kỹ thuật sấy thường là loại vách ngăn có cánh. Ta chon calorifer khí -
Tính toán calorifer khí hơi là tính toán bề mặt truyền nhiệt F cần thiết khi biết lưu lượng và nhiệt độ vào, ra của không khí. Nhiệt độ không khí vào calorifer thường lấy bằng nhiệt độ môi trường t0 = 250C. Nhiệt độ của không khí ra calorifer cũng là nhiệt độ TNS 0 vào TBS xác định theo yêu cầu công nghệ sấy t 1= 50 C. Nhiệt lượng mà Calorifer cần cung cấp cho tác nhân sấy:
= 120000.(95,489 – 69,558) = 3111720 kJ/mẻ = 388965 kJ/h L (kg/h): khối lượng không khí khô cần thiết cho quá trình sấy thực tế . I1, I0: entanpy của TNS trước và sau khi ra khỏi Calorifer .
Vậy: Q = 108,0458 kW Chọn nhiệt độ của hơi nước bão hòa t N =1000C ta có: r =2257kJ/kg, p N = 1,0132bar Giả sử hiệu suất calorifer
, lưu lượng hơi cần cung cấp là:
= = 229,783 kg/h Chon lò
hơi có các thông số làm việc: Áp suất làm việc 1,0132 bar, năng suất làm
việc 229,783 kg/h. Tiêu hao hơi cho một calorifer: D1 =
Khi đó bề mặt truyền nhiệt của Calorifer bằng:
SVTH: Nguyễn Thị Bình
26
Đồ án môn học máy và thiết bị thủy sản
GVHD: Th.S Đinh Hữu Đông
Với: k là hệ số truyền nhiệt của Calorifer.
là độ chênh lệch nhiệt độ trung bình giữa khí và hơi.
là hiệu suất nhiệt của Calorifer.
Trong calorifer khí – hơi, dịch thể nóng là hơi nước ngưng tụ có nhiệt độ không đổi t N = const. Tí nh hi ệu s ố nhi ệt độ tr un g bình
Hiệu số nhiệt độ của 2 dòng lưu chấ t ở đầu vào và ra c ủa calorifer: tmax = t N – t0 = 100 – 25 = 75oC o
tmin = t N – t1 = 100 – 50 = 50 C
0 C
Hệ số truyền nhiệt k F được tính theo công thức gần đúng đối với calorifer hơi nước sau (Sách tính toán thiết kế thiết bị trao đổi nhiệt) : k F = a.(ωρ0) b
14 chọn a = 12 b = 0,5 0,7 chọn b = 0,6
Với : a = 10,5
ω tốc độ không khí tại khe hẹp, chọn ω= 4m/s ρ0 khối lượng riêng của không khí ρ 0 =1,293 kg/m 3 Vậy k F = 12.(4.1,293) Suy ra:
0,6
2
= 32,16 W/m .K
= 72,65 m
2
Tùy thuộc vào diện tích trao đổi nhiệt mỗi calorifer và dựa vào F ta chọn số calorifer cho hệ thống sấy. Ở đây ta chọn 5 calorifer, diện tích trao đổi nhiệt mỗi chiếc là: 2
14,5 m .
SVTH: Nguyễn Thị Bình
27
Đồ án môn học máy và thiết bị thủy sản
GVHD: Th.S Đinh Hữu Đông
H ình 10 : Cấu tạo calorifer khí – hơi
III.2. Tính chọn quạt. Để vận chuyển TNS trong hệ thống sấy người ta thường dùng hai loại quạt: quạt ly tâm và quạt hướng trục. Ở đây ta chọn quạt hướng trục. Lưu lượ ng quạt:
Thể tích không khí ẩm ở điều kiện tiêu chuẩn ( :
Với là khối lượng riêng của không khí khô ở điều kiện tiêu chuẩn ,
m Suy ra: = = 92807,425 m /h = 25,78 m /s 3
3
Tổng công suất của quạt:
3
Trong đó:
– là số kg không khí khô/m không khí ẩm. = = 1,06 kg kkk/m kk ẩm là khối lượng riêng của không khí khô ở điều m cột áp toàn ph ần của quạt, chọn 0 3
3
3
SVTH: Nguyễn Thị Bình
kiện tiêu chuẩn.
28
Đồ án môn học máy và thiết bị thủy sản
GVHD: Th.S Đinh Hữu Đông
1,2) là hiệu suất của quạt. k – là hệ số dự phòng lấy k = (1,1
Suy ra: N =
= 10,55 kW
Do đó ta chọn quạt có công suất cần đáp ứng là: N = 11 kW
.
Hình 11 : hình dáng của quạt hƣớng trục
SVTH: Nguyễn Thị Bình
29
Đồ án môn học máy và thiết bị thủy sản
GVHD: Th.S Đinh Hữu Đông
KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ
Hệ thống sấy
cá cơm bằng buồng sấy vận hành đơn giả n, không yêu c ầu bề mặt r ộng, phù h ợ p vớ i sấy năng suất nhỏ và thủ công. Sản phẩm sấy có chất lượng cao hơn phương pháp truyề n thống. Tuy nhiên s ản phẩm sấy có thể không đồng đều do nguyên li ệu được đặt tĩnh trên các khay. Thực tế, đây không ph ải là hệ thống chuyên d ụng dành cho cá, vớ i n ền công nghi ệ p ngày càng phát tri ển, xuất khẩu thủy sản ngày càng tăng cao và chiếm một vị trí quan tr ọng trong nền kinh t ế
nướ c nhà thì việc đầu tư nghiên cứ u chế tạo hệ thống s ấy phù hợ p v ớ i cá cơm đảm bảo v ề ch ất lượ ng s ản ph ẩm cũng như giảm đượ c chi phí s ản xuất là một v ấn đề đáng đượ c quan tâm.
SVTH: Nguyễn Thị Bình
30