Thi Nghiem Say Tuan Hoan OK [PDF]

Zitiervorschau

BF3015: THÍ NGHIỆM SẤY ĐỐI LƯU TUẦN HOÀN KHÍ THẢI I. Lý thuyết: Sấy là quá trình tách một phần hay phần lớn lượng ẩm có trong vật ẩm. Quá trình sấy rất phức tạp và không ổn định, trong đó đồng thời xảy ra nhiều quá trình như quá trình truyền nhiệt từ tác nhân sấy cho vật sấy, dẫn nhiệt trong vật sấy, bay hơi của ẩm, dẫn ẩm từ trong ra bề mặt của vật sấy, truyền ẩm từ bề mặt vật sấy vào môi trường sấy. Các quá trình trên đều tuân theo quá trình truyền ẩm. Trong quá trình sấy, độ ẩm của vật sấy liên tục thay đổi theo hướng giảm dần và được chia làm 3 giai đoạn: - Giai đoạn đầu: giai đoạn nung nóng vật sấy đến nhiệt độ bay hơi của ẩm. - Giai đoạn thứ nhất (giai đoạn có tốc độ sấy không đổi): chủ yếu làm bay hơi nước tự do trong vật sấy. Hơi bay lên từ bề mặt vật sấy là hơi nước bão hoà, nhiệt hoá hơi đúng bằng nhiệt hoá hơi của nước tự do. - Giai đoạn thứ hai (giai đoạn tốc độ sấy giảm dần): khi ẩm bên trong truyền ra bề mặt của vật sấy nhỏ hơn lượng ẩm có thể bốc hơi trên bề mặt vật liệu. Giai đoạn này kéo dài tới khi vật sấy đạt tới độ ẩm cân bằng. Đường cong sấy: Đường cong biểu diễn sự thay đổi độ ẩm của vật sấy theo thời gian sấy gọi là đường cong sấy: w = f(t). Đồ thị hàm f(t) phụ thuộc vào nhiều yếu tố như dạng liên kết giữa nước và vật sấy, hình dáng, kích thước và đặc tính của vật sấy, phương pháp và chế độ sấy, tuy nhiên chúng đều có dạng chung như minh hoạ ở hình 1. Đường cong tốc độ sấy: Đường cong tốc độ sấy biểu diễn quan hệ giữa tốc độ sấy và hàm ẩm của vật sấy, thu được bằng cách đạo hàm đường cong sấy theo thời gian: dw/dt = f(w). Hình 2 minh hoạ một dạng đường cong tốc độ sấy. Trong giai đoạn sấy thứ nhất, tốc độ sấy không đổi nên đồ thị của hàm f(w) là đoạn thẳng AB song song với trục hoành. Đoạn biểu diễn giai đoạn thứ hai của quá trình sấy có hình 1

dạng phức tạp, phụ thuộc vào cấu trúc vật liệu sấy và dạng liên kết giữa ẩm với vật chất khô trong vật sấy.

w wA

dw/dt A B

A

wB

wA wđ w

B

w B

t0

t1

wc

t

Hình 1. Đường cong sấy

Hình 2. Đường cong tốc độ sấy

II. Mục đích thí nghiệm: - Làm quen và nắm vững quy trình vận hành thiết bị thí nghiệm sấy đối lưu có tuần hoàn khí thải. - Xác định quan hệ giữa độ ẩm của vật liệu với thời gian sấy (đường cong sấy). - Xác định quan hệ giữa tốc độ sấy và độ ẩm của vật liệu (đường cong tốc độ sấy).

2

III. Sơ đồ thí nghiệm và nguyên lý làm việc của thiết bị thí nghiệm: 11

    On 12



 

Off

1

2

3 4

8

9

7

6

1 0

1. Cân 2. Vật liệu sấy 3. Buồng sấy

5.Quạt 6. Cửa thải TNS 7. Caloriphe 8. Tủ điều khiẻn

4. Cửa lấy KK

3

9. Bích nối 10. Giá đỡ 11. Atomat tổng 12. Công tắc điều khiển

5

Nguyên tắc làm việc: Không khí ở bên ngoài do quạt 5 hút qua cửa 4 rồi được đun nóng trong caloriphe điện 7. Khống chế nhiệt độ không khí nhờ hệ thống nhiệt kế tiếp xúc. Vật liệu ẩm xếp vào trong các khay đặt trong 1 cái khung của buồng sấy. Khung được treo trên đĩa cân 1. Quan sát sự thay đổi khối lượng vật liệu sấy trên kim của cân. Điều chỉnh lượng không khí thải nhờ cửa có tấm chắn 6. IV. Trình tự thí nghiệm: - Bước 1. Cân vật liệu cần sấy (rau, củ, quả) - Bước 3. Quan sát và kiểm tra hệ thống thí nghiệm theo sơ đồ. - Bước 4. Mở quạt và đóng cầu giao nguồn nhiệt để tăng nhiệt cho caloriphe. - Bước 5. Đợi đến khi nhiệt độ sấy (tác nhân sấy) ổn định (sấy ở nhiệt độ nhất định nào đấy thì điều chỉnh nhiệt kế tiếp xúc) mới cho vật liệu vào và đọc chỉ số trên cân. - Bước 6. Đọc và ghi lại chỉ số trên cân 5 phút một lần để biết lượng ẩm bốc hơi. Tiến hành như vậy cho đến khi chỉ số trên cân không thay đổi sau 3 lần đo thì ngừng thí nghiệm. - Bước 7. Ngắt cầu dao calorife, đợi 10 phút rồi mới tắt quạt. Lấy vật liệu sấy ra quan sát và cân vật liệu. Ghi các số liệu thu được và báo cáo với người hướng dẫn. - Bước 8. Dọn dẹp sạch sẽ nơi thí nghiệm trước khi ra về. V. Tính toán 1. Lượng ẩm ban đầu có trong vật liệu: g = G ư - Gk Trong đó:

(g)

Gư - Khối lượng vật liệu ướt, g Gk- Khối lượng vật liệu khô tuyệt đối, g 4

2. Lượng ẩm bay hơi: Wi= Gi - Gi-1,

(g)

Gi , Gi-1: Là khối lượng vật liệu ứng với thời gian i và i-1 3. Lượng ẩm chứa trong vật liệu: W’ = g - ∑Wi,

(g)

4. Độ ẩm của vật liệu: W = W’.100 / Gư ,

(%)

VI. Bảng số liệu thí nghiệm và kết quả tính toán: STT lần đo

Bảng số liệu thí nghiệm Thời gian t(ph)

Nhiệt độ buồng sấy (0C)

Kết quả tính toán

Số chỉ của cân G (g)

Lượng ẩm bay hơi Wi (g)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 5

Lượng ẩm trong vật liệu sấy W’ (g)

Độ ẩm của vật liệu sấy W (%)

Tốc độsấy dW Fd

(g/ph)

11 12 13 14 15 16 17

VII. Báo cáo: 1. Đồ thị đường cong sấy:

6

W (%)

t (ph) Nhận xét: ……………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………... ………………………………………………………………………………... ………………………………………………………………………………... ………………………………………………………………………………... ………………………………………………………………………………... ………………………………………………………………………………... ………………………………………………………………………………....... .......................

2. Đồ thị đường cong tốc độ sấy: 7

dW/dt (g/ph)

W(% )

Nhận xét: ……………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………...... ………………………………………………………………………………... ………………………………………………………………………………... ………………………………………………………………………………... ………………………………………………………………………………... ………………………………………………………………………………... ………………………………………………………………………………... ………………………………………………………………………………....... ........................

8