Bảng cân bằng nhiệt

Chương 5: Bảng cân bằng nhiệt Do vòng sấy lần cuối có tổn thất nhiệt vật liệu mang đi lớn nhất nên cân bằng nhiệt ta tính cho vòng sấy cuối. +Vùng sấy nóng 1: Tổng nhiệt lượng cần thiết q: q1= l1.(I11 – I0) = 207,31.(113,13 – 78) = 7283,06 (kJ/kg ẩm) Nhiệt lượng có ích q11: q11 = i21 – Ca.tv11 = 2592,1 – 4,1868.33 = 2454 (kJ/kg ẩm) Tổn thất nhiệt do TNS mang đi q21: q21= l1.Cdx1.(t21 – t0) = 207,31.1,04.(50 – 33) = 3665,4 (kJ/kg ẩm) Tổng nhiệt lượng các tổn thất và nhiệt lượng có ích q’1: q’1= q11+ q21 + qv1 + qm1 = 2454 + 3665,4 + 793 + 1,3 = 6913,5 (kJ/kg ẩm) Về nguyên tắc q’1= q1. Tuy nhiên do trong quá trình tính toán chúng ta đã làm tròn và do nhiều nguyên nhân khác, chẳng hạn chúng ta chọn nhiệt độ TNS vào và ra khỏi các vùng theo kinh nghiệm chứ không tính toán cụ thể. Do đó, chúng ta đã phạm phải sai số tuyệt đối  q:  q=q1 - q’1= 7283,06 – 6913,5 = 369,51 (kJ/kg ẩm) Và sai số tương đối:  =  q/q1= 369,51/7283,06 = 5,07% < 10%. Như vậy mọi tính toán có thể chấp nhận được. Bảng cân bằng nhiệt vùng sấy nóng 1: STT Đại lượng Ký hiệu Giá trị, kJ/kg ẩm % 1 Nhiệt lượng có ích q11 2454 33.69 2 Tổn thất do TNS q21 3665.24 50.33 3 Tổn thất do VLS qv1 793.06 10.89 4 Tổn thất ra môi trường qm1 1.3 0.02 5 Tổng lượng nhiệt tính toán q’1 6913.54 94.93 6 Sai số  q 401 5.07 7 Tổng lượng nhiệt cần thiết q1 7283.06 100 Tính toán tương tự ta thiết lập được: Bảng cân bằng nhiệt cho vùng sấy nóng 3. STT Đại lượng Ký hiệu Giá trị, kJ/kg ẩm % 1 Nhiệt lượng có ích q13 2459.5 27.26 2 Tổn thất do TNS q23 4620.1 51.21 3 Tổn thất do VLS qv3 1032.89 11.45 4 Tổn thất ra môi qm1 1.51 0.02 trường 5 Tổng lượng nhiệt tính toán q’3 8200 90.89 6 Sai số Äq 821.82 9.11 7 Tổng lượng nhiệt cần thiết Q3 9021.82 100 Như vậy: Qua hai bảng cân bằng nhiệt ta đều thấy  < 10%. Do vậy mọi tính toán có thể chấp nhận được. III.9. Tính nhiên liệu tiêu hao Nhiên liệu tiêu hao trong 1 giờ tính theo công thức: b = c bd q.W Q .η Do đó : Vùng sấy nóng1: b1 = 1 1 c bd q .W Q .η = 7283.06.144 19671.0,9 59,2 (kg/h) Vùng sấy nóng 3: b3 = 3 3 c bd q .W Q .η = 9021.82.137 19671.0,9 69,81 (kg/h) Tổng nhiên liệu tiêu hao trong một giờ cho cả 2 vùng sấy: b = b1 + b2 = 59,2 + 69,81  129 (kg/h) III.10. Tính toán vùng làm mát Nhiệt lượng TNS nhả ra cho không khí trong buồng làm mát Q2. Trước hết chúng ta tính nhiệt dung riêng trung bình Cv2: Cv2= Ca.  tb2 + (1 -  tb2).Ck Vòng sấy đầu: Cv2= 4,1868.0,225 + (1- 0,225).1,55 = 2,14 (kJ/kg.K) Vòng sấy cuối: Cv2= 4,1868.0,165 + (1- 0,165).1,55 = 2 (kJ/kg.K) Để hệ thống làm việc tốt trong cả 2 vòng sấy thì ta tính chọn Cv2= Cv2max=2,14 (kJ/kg.K) Do đó nhiệt độ VLS qua buồng làm mát nhả cho không khí là: Q2 = G22.Cv2.(tv12 – tv22) = 5719.2,14.(40 – 37) = 36716 (kJ/h) Hay q2 = 2 2 Q 36716 = W 66 = 556,3 (kJ/kg ẩm) Rõ ràng, nếu bỏ qua lượng nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh kết cấu bao che của buồng làm mát ta có:  2= q2 = 556,3 (kJ/kg ẩm) +Tính thông số không khí sau buồng làm mát: Nếu lấy nhiệt độ không khí ra khỏi buồng làm mát t22= 370C thì trạng thái C3 của không khí ra khỏi buồng làm mát hoàn toàn xác định được. Chú ý rằng, khắc với quá trình sấy, đây là quá trình làm tăng ẩm. Nên tính bằng giải tích thì lượng chứa ẩm d22theo (7.32)[1] bằng: d22= d0 + 222 0222 )(   i ttCdx Trong đó: Cdx2 = 1,004 + 1,842.d0 = 1,004 + 1,842.0,0175 = 1,04 (kJ/kg.K) i22= 2500 + 1,842.t0 = 2500 + 1,842.33 = 2561 (kJ/kg) Thay các gia trị vào ta được: d22= 0,0175 + 1,04.(38 33) 2561 556,3   = 0,0215 (kg ẩm/ kg kk) (Với vòng sấy đầu) d22= 0,0175 + 1,04.(39 33) 2561 556,3   = 0,0216 (kg ẩm/ kg kk) (Với vòng sấy cuối) d22d0 38°C 33°C I d 58 %47 ,4% Độ ẩm tương đối ử22 bằng: Trước hết ta xác định pb2: (Vòng sấy đầu) pb2 = 0 4026,42 exp 12 235,5 t     = 4026,42exp 12 235,5 33     = 0,05 (bar)  22= 22 2 22 745 .0,0215. 750 .(0,621 ) 0,05.(0,621 0,0215)b B d p d    = 47,4% Tương tự vòng sấy cuối ta được: pb2 = 0 4026,42 exp 12 235,5 t     = 4026,42exp 12 235,5 33     = 0,05 (bar)  22= 22 2 22 745 .0,0216. 750 .(0,621 ) 0,05.(0,621 0,0216)b B d p d    = 47,7% +Lượng không khí cần thiết cho quá trình làm mát: Lượng không khí này là lớn nhất của 2 vòng sấy nên: l2= 022 1 dd  = 1 0,0215 0,0175 = 257 (kg kk/ kg ẩm) L2 = l2.W2 = 257.66 = 16962 (kg kk/h) +Thể tích trung bình của không khí trước và sau buồng làm mát. Từ (t0,  0) và (t22,  22): (330C,58%); (380C,46,4%) Tìm trong phụ lục 5 ta được: v0= 0,9 (m3/kg kk), v22= 0.936 (m3/kg kk) Khi này thể tích trung bình V3 bằng: V3= 0,5.L2.(v0 + v22) = 0,5. 16962.(0,9 + 0,936) =15571,12 m3/h +Tốc độ TNS đi trong kêng trong các vùng: Tổng diện tích các kênh dẫn hoặc kênh thải trong vùng sấy nóng 1 là: F1= nkd.Fk.h1/0,3 = 11. 0,022.6 = 1,452 (m 2) Tổng diện tích các kênh dẫn hoặc kênh thải trong vùng làm mát 2 là: F2= 0,5.F1 = 0,5.1,452 = 0,726 (m 2) Tổng diện tích các kênh dẫn hoặc kênh thải trong vùng sấy nóng 3 là: F3 = F1= 0,85635 (m 2) Do đó, tốc độ TNS đi trong các kênh trong các vùng sấy là: w1= V1/F1= 28673/(3600.1,452) = 5,48 (m/s) w2= V2/F2= 15571,12/(3600.0,726) = 5,96 (m/s) w3= V1/F1= 30171,78/(3600.1,452) = 5,77 (m/s) Tốc độ trong các kênh dều thoả mãn điều kiện kinh nghiệm w < 6 m/s