Thiết kế hệ thống sấy con ruốc bằng băng tải tầng

1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY KHÔ CON RUỐC 2 Tài liệu về công nghệ mới nhất. Tài liệu được áp dụng thực tế

PHẦN NHIỆT

Thông số đầu vào

_Vật liệu: (chọn vật liệu sấy là con ruốc) có các thông số sau theo [TL1/t260]:

+ Năng suất máy sấy: G2= 2000 kg/h

+ Đường kính vật liệu: d = 20 mm

+ Nhiệt dung riêng: c = 3,53 kJ/kg độ

+ Độ ẩm ban đầu của vật liệu:  d = 80 %

+ Độ ẩm cuối của vật liệu:  C = 15 %

_Tác nhân: Không khí khô, được gia nhiệt bởi calorife lò hơi

+ Sau khi ra khỏi calorife: t 1  90 C

+ Nhiên liệu sấy là hơi bão hòa ẩm p = 5 bar

_Khối lượng con ruốc tươi đưa vào sấy trong 1 giờ

_Lượng ẩm cần bay hơi trong 1 giờ:

2.1.3) Quá trình sấy lý thuyết:

* Thông số tác nhân trước khi đưa vào calorife (khí ngoài trời)

23 Độ ẩm tương đối:  0 80% ( Lấy theo nhiệt độ và độ ẩm trung bình hàng năm ) Với t 0  32 C Tra bảng nước và hơi nước bão hòa theo nhiệt độ

_Ta được: p bh 0, 04793 (bar) Độ chứa hơi

* Thông số tác nhân sau khi khỏi calorife (trước khi vào ra máy sấy)

_Nhiệt độ tác nhân sấy khi sấy con ruốc bằng sấy thường từ 85 –95C

_Ở đây chọn nhiệt độ tác nhân: t 1  90 C

Tra bảng nước và hơi nước bão hòa theo nhiệt độ, ta được: p bh 0, 7011 (bar)

_Quá trình gia nhiệt tác nhân sấy trong calorife là quá trình gia nhiệt đẳng độ chứa hơi nên: d 1 d 0 0, 02528 (kg kgKK/ )

Entanpy của tác nhân sấy sau Calorife:

    Độ ẩm tương đối của tác nhân sấy sau Calorife:

* Thông số tác nhân sau khi ra khỏi máy sấy

_ Đối với quá trình sấy lý thuyết: I 2  I 1 157, 75 (KJ kg/ )

_ Nhiệt độ tác nhân sau khi ra khỏi máy sấy:

Nhiệt độ bầu ướt tại điểm 1 tra theo đồ thị I – d với I u I 1 và  u 1 là 41C

Tra bảng nước và hơi nước bão hòa theo nhiệt độ, ta được: p bh 0,10684 (bar)

_Độ ẩm sau khi sấy:

_Lượng không khí khô cần thiết để bốc hơi 1 kg ẩm:

_Lượng không khí khô cần thiết để bốc hơi lượng ẩm trong vật liệu sấy:

_Lượng không khí ẩm cần thiết:

_Lượng hơi cần cung cấp: ta có phương trình cân bằng nhiệt:

Chọn hơi bão hòa ẩm có độ khô là 0,9 Nước ngưng tụ là nước sôi ở áp suất 5bar, hiệu suất nhiệt là 90%

Tra bảng nước và hơi nước bão hòa theo áp suất 5 bar ta được:

_Lưu lượng thể tích tác nhân sấy:

Trong đó v1,v2 là thể tích không khí ẩm của 1kg không khí v (m 3 /kgKK) theo nhiệt độ và độ ẩm tương đối khi p = 745 mmHg ( theo phụ lục 5 )

Nội suy tuyến tính ta được: v1 = 1,094 m 3 /kgKK

Nội suy tuyến tính ta được: v2 = 0,984 m 3 /kgKK

_Vận tốc của tác nhân sấy: 0 107 2 11 ( / )

_Phương trình cân bằng nhiệt trong quá trình sấy thực:

 1 0   1  V a v 1 ct ct ct 1  2 0  2 v v 2 ct ct ct 2 mt

 QL I  1I 0  :Nhiệt lượng tác nhân sấy nhận được trong calorifer hay nhiệt lượng tiêu hao

    G 1  W C  v  WC a   t v 1 : Nhiệt vật lý do vật liệu sấy mang vào

 G C t ct ct ct 1 : Nhiệt vật lý do thiết bị truyền tải mang vào

 L I  2I 0  : Nhiệt lượng do tác nhân sấy thải vào môi trường

 G C t 2 v v 2 : Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang đi

 G C t ct ct ct 2 : Nhiệt vật lý do thiết bị truyền tải mang đi

 Q mt : Nhiệt lượng tổn thất ra môi trường

_Lượng không khí khô thực tế:

Dễ dàng thấy rằng, phương trình cân bằng ẩm trong quá trình sấy thực và lý thuyết không có gì khác nhau nên:

_Tính toán tổn thất nhiệt:

_Tổn thất do vật liệu sấy mang đi:

Nhiệt dung riêng tuyệt đối của con ruốc có thể lấy bằng:

Ca : nhiệt dung riêng của nước chứa trong vật liệu sấy, có thể lấy bằng 4,18 kJ/kgk

_Tổn thất do thiết bị truyền tải: Do thiết bị truyển tải là băng tải, nằm trong vùng sấy nên tổn thất truyền tải coi như không có

_Tổn thất ra môi trường:

1 là hệ số trao đổi nhiệt đối lưu của tác nhân sấy và phía không khí ngoài trời

Với đối lưu cưỡng bức vận tốc tác nhân sấy

Thép dùng làm vách trong là inox 304, có chiều dày 1,5 mm Có hệ số dẫn nhiệt

Hệ số trao đổi nhiệt giữa mặt ngoài với không khí xung quanh  2

Khi đó hệ số trao đổi nhiệt đối lưu  2 bằng:

Diện tích bao quanh hệ thống sấy: A 2 2,8 21 2 1, 4 2,8 1, 4 21 154,84 (       m 2 )

6500 vl mt t t kA t q kJ kga

* Thông số tác nhân sấy sau quá trình sấy thực:

_Độ ẩm tương đối  2 sau quá trình sấy thực:

_Lưu lượng không khí thực tế:

_Vận tốc trung bình của tác nhân sấy

Như vậy giả thiết ban đầu chấp nhận được

_Tổn thất nhiệt do tác nhân sấy mang đi:

STT Các đại lượng Ký hiệu kJ / kg ẩm

2 Tổn thất do tác nhân sấy q2 580,152

3 Tổn thất do vật liệu sấy qv 53,61

4 Tổn thất ra môi trường qmt 7,46

5 Tổng nhiệt lượng theo tính toán q’ 3073,22

6 Tổng nhiệt lượng tiêu hao q 3363,34

Bảng 2.1: Thông số của quá trình sấy thực

_Công suất nhiệt của Calorifer

_Chọn kết cấu calorifer như hình với các đặc trưng

_Chùm ống có cánh bố trí so le với bước ống: s 145  mm ,s 2 45  mm

_Ống làm bằng thép có d2/d1 $/22 mm với  o 40W mK/

_Cánh làm bằng đồng có đường kính dc = 40 mm, chiều dày  c 0,5 mm và bước cánh t= 3 mm,  C 387  W mK / 

_Chọn nhiệt độ hơi nước bão hòa ngưng tụ trong ống là tb = 152 o C

_Độ chênh lệch nhiệt độ:

_Số cánh trên một ống:

Trong đó: F 0 1 - Diện tích phần ống không làm cánh

F C - Diện tích các cánh trên một ống

 _Tốc độ cực đại khi không khí chuyển động qua khe hẹp nhất  max

Giả sử tốc độ không khí vào calorifer là   4  m s /  Khi đó:

_Xác định các tiêu chuẩn đồng dạng

Với nhiệt độ trung bình không khí t tb 0, 5 32 152   92 C, dựa vào phụ lục 6 ta nội suy tuyến tính được:

_Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu của cánh  c :

_Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu tương đương  2 :

_Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu khi hơi ngưng trong ống  1 :

  : Khối lượng riêng chất lỏng

 : Hệ số dẫn nhiệt chất lỏng

 v: Độ nhớt động học chất lỏng

Tra phụ lục bảng 18,19 Sách bài tập nhiệt động lực học kỹ thuật và truyền nhiệt, ở nhiệt độ 110

_Kiểm tra lại độ chênh lệch  t b t w  :

Mật độ dòng truyền nhiệt qua calorifer q C :

Kiểm tra độ chênh lệch nhiệt độ đã chọn: về nguyên tắc, mật độ dòng nhiệt phải gần bằng mật độ dòng nhiệt do hơi ngưng Do đó:

Như vậy giả thiết là chính xác

_Diện tích bề mặt bên trong các ống F1

_Số ống trong một hàng m.Chọn số hàng ống Z, khi đó:

_Tổng số ống của calorifer N:

2.2.2) Tính toán tổn thất áp suất của dòng không khí (TNS) chuyển động cắt ngang qua Calorife:

_Trở lực của không khí bao gồm trở lực ma sát và trở lực cục bộ được tính gần đúng theo quan hệ sau:

 𝜔: tốc độ của dòng không khí qua khe hẹp của Calorife, ở đây 𝜔 = 11 m/s

 𝜌: khối lượng riêng của không khí, ở đây 𝜌 = 1.06kg/m 3

 ξ: hệ số trở lực, với chùm ống so le được xác định gần đúng qua biểu thức sau: ξ = 0.72 𝑅𝑒 −0.245 ( 𝑆 1 − 𝑑 2

Thay vào đó ta có: ∆𝑝 = ξ 𝜌 𝜔 2

Theo kinh nghiệm ta cho vận tốc dòng hơi trong ống calorife là 1,5 m/s để đảm bảo quá trình gia nhiệt

Ta có lưu lượng thể tích hơi cần thiết cho toàn bộ hệ thống sấy: Q  Av

+ A: tiết diện ống gia nhiệt trong calorife

+ v: vận tốc dòng hơi bão hòa trong ống

Tra bảng nước và hơi nước bảo hòa theo nhiệt độ 180 o C ta có:

Sản lượng hơi nước cần thiết cho toàn bộ hệ thống sấy

Lưu lượng khối lượng hơi nước cần thiết cho toàn bộ hệ thống ( cộng thêm lưu lượng cho hệ thống luộc )

Với yêu cầu của Calorife, hơi vào cần đạt nhiệt độ bão hòa 152 oC và áp suất bão hòa 1,0132 Bar, với lưu lượng hơi vào là 10.000 kg/h Do đó, việc lựa chọn nồi hơi phù hợp để đáp ứng các yêu cầu này là rất quan trọng.

Bảng 2.2: Các thông số của nồi hơi

2.3.1) Tính toán van an toàn

Mỗi nồi hơi cần được trang bị van an toàn để kiểm soát các thông số làm việc và ngăn không cho áp suất vượt quá giới hạn cho phép Số lượng và kiểu loại van an toàn phụ thuộc vào năng suất bốc hơi của nồi hơi Các van an toàn hoạt động tự động, đảm bảo áp suất không vượt quá các chỉ tiêu quy định Để xác định số lượng và kích thước các van an toàn, cần áp dụng công thức cụ thể.

Loại nồi kiểu ống nước tuần hoàn tự nhiên, ba lông bố trí theo chiều ngang

Năng suất sinh hơi D [kg/h] 10 000 Áp suất làm việc p [Bar] 5-12

Loại nhiên liệu Dầu FO

+ h: chiều cao nên lên của van

+ D: sản lượng của lò hơi 10 000 kg/h

+ P: áp suất tuyệt đối 11kg/cm 2

Chọn số lượng van là: n = 2, loại van nâng lên không hoàn toàn khi đó: d  20h và A = 0,0075

Do đó đường kính lổ thông van phải

Vậy van an toàn kiểu lò xo có đường kính lổ thông d = 90 mm

Ống dẫn hơi là thiết bị thiết yếu cho việc vận chuyển hơi nước, đóng vai trò quan trọng trong hệ thống nồi hơi Để đảm bảo an toàn và thống nhất trong chế tạo, lắp ráp và sử dụng, Nhà nước đã ban hành quy phạm kỹ thuật an toàn cho các đường ống dẫn hơi trên toàn quốc.

Chọn đường kính ống dẫn hơi

Vận tốc hơi được tính theo công thức:

+ D : sản lượng hơi định mức , D = 10 000kg/h

+ V : Thể tích riêng của hơi bảo hòa ở áp suất 5bar

Tra phụ lục [5] ta được: V = 0,3747 m 3 /kg

_Để giảm tổn thất ra môi trường xung quanh thì ống dẫn hơi phải được bọc cách nhiệt bằng sợi thủy tinh

Van hơi là thiết bị phụ trách việc đóng và cắt nối hơi, đảm bảo sự liên thông với đường ống dẫn hơi Khi mở van, cần đảm bảo trở lực nhỏ nhất để hơi đi vào ống dẫn, trong khi khi đóng van, phải đảm bảo kín hoàn toàn Để đạt được điều này, ta sử dụng một van khóa và một van một chiều mắc nối tiếp nhau, với hơi đi qua van một chiều trước khi vào van khóa Loại van khóa được chọn là van đĩa, có đường kính trong 80mm.

PHẦN CƠ KHÍ

Quạt là thiết bị quan trọng trong việc vận chuyển không khí và tạo áp suất cho các hệ thống như Calorife, máy sấy, đường ống và cyclon Năng lượng mà quạt cung cấp giúp tạo ra áp suất động học cho dòng khí, đồng thời khắc phục trở lực trong quá trình vận chuyển qua các ống dẫn.

_Để lựa chọn quạt đáp ứng được yêu cầu làm việc của HTS ta cần xác định được năng suất của quạt V và cột áp ∆𝑝

_Quạt được bố trí trên kênh dẫn TNS sau điểm hòa trộn (M), có lưu lượng qua quạt là:

_Có 5 quạt z lưu lượng 1 quạt là V = 77170 (m 3 /h)

_Tổng trở lực của hệ thống mà quạt cần khắc phục được tính qua biểu thức sau:

 ∆𝑝 𝑐𝑏 : là trở lực cục bộ, xảy ra tại những vị trí mà dòng TNS bị chuyển hướng, đột mở hoặc đột thu… Được xác định qua biểu thức:

273) 𝑃𝑎 (t [ o C]) Khối lượng riêng của không khí ở điều kiện chuẩn là 𝜌 𝑜 = 1.293kg/m 3

 ∆𝑝 𝑚𝑠 : là trở lực ma sát, xảy ra dọc theo kênh dẫn TNS, phụ thuộc vào độ nhám bề mặt của kênh dẫn… Được xác định qua biểu thức:

273) Pa (t[ o C]) Đường kính trong tương đương của lênh dẫn được xác định qua biểu thức: dtd = 4 𝑎 𝑏

2 (𝑎+𝑏) Hệ số trở lực ma sát λms = 0,11 ( 𝐾

𝑑 𝑡𝑑 ) 0.25 , độ nhám mặt trong tường lấy là K

∆𝑝 ℎℎ là trở lực hình học do trọng lượng của dòng không khí tạo ra, phụ thuộc vào hướng chuyển động của dòng TNS Nếu dòng TNS di chuyển từ trên xuống dưới, giá trị của ∆𝑝 ℎℎ sẽ mang dấu “+”, ngược lại, nếu dòng di chuyển từ dưới lên trên, giá trị sẽ mang dấu “−” Biểu thức xác định ∆𝑝 ℎℎ được tính toán dựa trên các yếu tố liên quan đến trọng lực và hướng dòng chảy.

 ∆𝑝 𝐶𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑓𝑒𝑟 : là trở lực của Calorife đã xác định được ở trên:

3.1.3) Phân bố các trở lực trong hệ thống sấy:

_Ta xác định lần lượt các trở lực trên như sau:

* Tổng trở lực cục bộ ∑ ∆𝑝 𝑐𝑏

Bảng 3.1: Giá trị trở lực cục bộ Điểm nút Tốc độ

Nhiệt độ t [ o C] 𝝆 Trở lực cục bộ ∆p cb

Qua các tầng băng tải 35 6,2 68,5 1,029 866

Tổng trở lực cục bộ ∑ ∆𝑝 𝑐𝑏 = 963,3 Pa

* Tổng trở lực hình học ∑ ∆𝑝 ℎℎ

Bảng 3.2: Giá trị trở lực hình học Đoạn Chiều cao H

Nhiệt độ t[ o C] 𝝆 Trở lực hình học ∆𝒑 𝒎𝒔 [Pa]

* Tổng trở lực ma sát ∑ ∆𝑝 𝑚𝑠

Bảng 3.3: Giá trị trở lực ma sát Đoạn λ ms L [m] d tđ 𝝎[m/s] T [ o C] 𝝆

[Pa] Ống từ miệng quạt đến calorife 0,0145 0,5 0,74 11 32 1,165 0,8 Đường dẫn từ calorife đến buồng sấy

Tổng trở lực ma sát ∑ ∆𝑝 𝑚𝑠 2,53

* Tổng trở lực của hệ thống mà quạt cần khắc phục được tính qua biểu thức sau:

_Áp suất làm việc toàn phần:

 = 1,293 kg/m 3 : khối lượng riêng của khí ở điều kiện chuẩn

 k = 1,165 kg/m 3 : khối lượng riêng của khí ở điều kiện làm việc

_Với yêu cầu của quạt cần chọn đảm bảo lưu lượng và cột áp qua quạt là:

Chọn QUẠT LY TÂM LƯU LƯỢNG LỚN – QLL 4P40

Hình 3.1 thông số cơ bản của quạt ly tâm

3.1.5) Thiết kế bộ truyền đai thang:

Thiết kế bộ truyền đai thang

Hình 3.2: Bảng tra đai thang theo tiêu chuẩn

Tính chiều dài L theo asb

= 1967,07 𝑚𝑚 Theo tiêu chuẩn chon L 00mm

Tính chính xác khoảng cách trục

Chiều rộng của bánh đai

Tính lực tác động lên trục

Lực tác động lên trục và ổ

2 = 617,6 𝑁 Thông số của bộ truyền đai

Bảng 3.4: thông số của bộ truyền đai

3.2) Tính toán chọn quạt hút:

_Đảm bảo sự lưu thông tách ẩm hợp lí cho TBS:

_Lưu lượng thể tích tác nhân sấy khi ra khỏi máy sấy:

Nội suy tuyến tính ta được: v2 = 0,984 m 3 /kgKK

_Ta có: lưu lượng không khí 1 quạt cần thiết: V = 22 000 (m 3 /h)

Chọn quạt tròn CAO ÁP QT-08XS

Hình 3.3: Bảng tra thông số quạt hút

3.3) Tính toán và chọn động cơ băng tải

_Năng suất sấy sau 1 giờ: 2000 kg/h

_Khối lượng con Ruốc bỏ vào máy trong 1 giờ: 8500 kg/h

_Khung máy hình hộp chữ nhật bằng INOX 304:

+ Được làm bằng Inox Hộp (50 x 50 mm ), dày 2 mm

Hình 3.4: vật liệu làm khung của hầm sấy _Thông số băng tải:

+ Chiều dài băng tải: lbt = 20 m

+ Chiều rộng bằng tải: bbt = 1,4 m

+ Tổng diện tích băng tải: 5.20.1,4 = 140 m 2

Ta chọn chế độ sấy băng tải:

 𝑉 1 : thể tích của vật liệu vào thiết bị trong 1 giờ (m 3 /h)

 𝐺 1 : khối lượng của vật liệu vào thiết bị trong 1 giờ (kg/h)

 𝜌 1 : khối lượng riêng của vật liệu vào thiết bị (kg/m 3 )

667 = 12,74 𝑚 3 /ℎ _Năng suất của thiết bị sấy băng tải:

_Chiều dày lớp vật liệu trên băng tải (m)

0.164 × 3600 = 0,17 𝑚/𝑠 _Chọn động cơ điện , tính công suất cần thiết bt ct

 Pbt: công suất trên 1 băng tải

 Fbt: lực kéo băng tải

Teflon là loại băng tải chịu nhiệt phổ biến nhất hiện nay, có khả năng hoạt động trong môi trường nhiệt độ từ -100 độ F đến +500 độ F.

Hình 3.5: băng tải teflon _Tính 𝑚 𝑏ă𝑛𝑔 chọn vật liệu là Teflon có:

2 2.20.0,5.10 1, 4.2200 3 61, 6 bt bt bt bt bt m  l  b p    kg

2 1 20.10.10 1, 4.667 280 vl bang vl bt vl m  l  b p    kg

 x= 0,93 hiệu suất bộ truyền bánh xích ( 1 bộ truyền 2 rulo )

 ol = 0,99: hiệu suất của một cặp ổ lăn ( 2 bộ cho 2 rulo, 2 bộ cho 2 chổi quét )

 nt= 0,99: hiệu suất của khớp nối

Chọn Động cơ: GM – SHY công suất 0,75 KW

_Tỉ số truyền hộp giảm tốc ở tần số 50Hz: 1/100

_Vận tốc quay 18,8 vòng/phút

Hình 3.6: Bảng tra động cơ băng tải GM-SHYP _Lực tác dụng lên băng tải:

 P: là công suất động cơ

 V: là vận tốc dài của băng tải ( m/ phút )

_Lực căng trên 2 nhánh của băng tải:

 là hệ số ma sát giửa puly và băng tải ta lấy 0,2

  là gốc ôm của băng tải lấy bằng 3,14

_Lực tác dụng lên trục:

_Moment xoắn T = 325 000 (Nmm), được nhà sản xuất ghi rõ trong catalog chọn động cơ

3.4) Tính toán thiết kế bộ truyền xích

3.4.1) Xích truyền cho bộ truyền băng tải 1-3:

Chọn đĩa xích băng tải có đường kính 𝑑 𝑏𝑡 = 180 𝑚𝑚, tỉ số truyền giữa các trục 1:1, vận tốc quay của trục băng tải:

Tỉ số truyền bộ truyền xích:

Yêu cầu chọn xích ống con lăn

Chọn số răng của đĩa xích dẫn theo công thức: 𝑍 1 = 21

Số răng đĩa xích lớn: 𝑍 2 = 𝑢 𝑍 1 = 21 𝑟ă𝑛𝑔

Các hệ số điều kiện sử dụng xích K theo công thức (5.22)

K r - hệ số tải trọng động: dẫn động bằng động cơ điện và tải trọng ngoài tác động lên bộ truyền tương đối êm nên K r

Ka- hệ số xét đến ảnh hưởng của khoảng cách trục a = (30 : 50) pC thì Ka = 1

Hệ số KO phản ánh ảnh hưởng của cách bố trí bộ truyền Khi đường nối hai tâm đĩa xích tạo với đường thẳng nằm ngang một góc nhỏ hơn 60 độ, giá trị KO được xác định là 1 Ngược lại, nếu góc lớn hơn 60 độ, giá trị KO sẽ thay đổi.

Hệ số Kdc phản ánh khả năng điều chỉnh lực căng xích trong hệ thống Nếu trục điều chỉnh có thể thực hiện được, Kdc sẽ bằng 1 Ngược lại, nếu việc điều chỉnh được thực hiện thông qua bộ căng xích hoặc con lăn căng xích, giá trị Kdc sẽ khác.

Kdc = 1,1 , nếu trục không điều chỉnh được hoặc không có bộ phận căng xích thì Kdc 1,25

Kb- hệ số xét đến điều kiện bôi trơn: bôi trơn nhỏ giọt Kb = 1 , bôi trơn định kì Kb 1,5

Klv- hệ số xét đến chế độ làm việc: làm việc một ca Klv = 1

Chọn xích một dãy nên Kx = 1

1 = 1.6 𝑘𝑊 Theo bảng 5.4 theo cột 𝑛 01 = 200 𝑣ò𝑛𝑔/𝑝ℎú𝑡ta chọn bước xích 𝑝 𝑐 = 12,7 𝑚𝑚

Vận tốc trung bình của xích: 𝑣 = 𝑛 1 𝑧 1 𝑝 𝑐

60000 = 0.0845 𝑚/𝑠 Chọn khoảng cách trục sơ bộ a = (30 : 50).𝑃 𝑐 = 37.19,05 ≈ 704.85 𝑚𝑚

Chiều dài xích L=pcX = 19,05 96 = 1828,8 mm

Tính lại khoảng cách trục:

Ta chọn a = 720 mm (giảm khoảng cách trục 0,002 hoặc 0,004 a )

_Lực tác dụng lên trục:

Km hệ số trọng lượng xích,

Km = 1,1 khi xích nằm ngang hoặc khi góc nghiêng giữa đường tâm trục với phương nằm ngang nhỏ hơn 40 o ,

Km = 1 khi xích thẳng đứng Đường kính đĩa xích: 𝑑 1 = 𝑑 2 = 𝑃 𝑐 𝑧

_Kiểm nghiệm số lần xích bị va đập trong 1 giây

_Kiểm tra xích theo hệ số an toàn:

Với qm=1,9 (kg/m) tra bảng 5,2 [1]

Kf = 6 khi xích nằm ngang, 3 khi góc nghiêng giữa đường tâm trục với phương nằm ngang nhỏ hơn 40 độ và 1 khi xích thẳng đứng

Số răng đĩa xích dẫn Z1(răng) 21

Số răng đĩa xích bị dẫn Z2(răng) 21 Đường kính vòng chia đĩa xích dẫn D1(mm) 127,33 Đường kính vòng chia đĩa xích bị dẫn D2(mm) 127,33Z

Bảng 3.5: thông số bộ truyền xích động cơ băng tải 1-3

3.4.2) Tính toán bộ truyền xích cho băng tải 2-4:

Chọn đĩa xích băng tải có đường kính 𝑑 𝑏𝑡 = 180 𝑚𝑚, tỉ số truyền giữa các trục 1:1, vận tốc quay của trục băng tải:

Tỉ số truyền bộ truyền xích:

Yêu cầu chọn xích ống con lăn

Chọn số răng của đĩa xích dẫn theo công thức: 𝑍 1 = 21

Số răng đĩa xích lớn: 𝑍 2 = 𝑢 𝑍 1 = 21 𝑟ă𝑛𝑔

Các hệ số điều kiện sử dụng xích K theo công thức (5.22)

K r - hệ số tải trọng động: dẫn động bằng động cơ điện và tải trọng ngoài tác động lên bộ truyền tương đối êm nên K r

Ka- hệ số xét đến ảnh hưởng của khoảng cách trục a = (30 : 50) pC thì Ka = 1

Hệ số KO phản ánh ảnh hưởng của cách bố trí bộ truyền Khi đường nối giữa hai tâm đĩa xích tạo với đường thẳng nằm ngang một góc nhỏ hơn 60 độ, hệ số KO được xác định là 1 Ngược lại, nếu góc lớn hơn 60 độ, giá trị của KO sẽ khác.

Hệ số Kdc phản ánh khả năng điều chỉnh lực căng xích trong hệ thống Nếu trục điều chỉnh có thể thực hiện điều chỉnh, thì Kdc sẽ bằng 1 Ngược lại, nếu lực căng được điều chỉnh thông qua bộ căng xích hoặc con lăn căng xích, giá trị Kdc sẽ thay đổi tương ứng.

Kdc = 1,1 , nếu trục không điều chỉnh được hoặc không có bộ phận căng xích thì Kdc 1,25

Kb- hệ số xét đến điều kiện bôi trơn: bôi trơn nhỏ giọt Kb = 1 , bôi trơn định kì Kb 1,5

Klv- hệ số xét đến chế độ làm việc: làm việc một ca Klv = 1

Chọn xích một dãy nên Kx = 1

1 = 1.6 𝑘𝑊 Theo bảng 5.4 theo cột 𝑛 01 = 200 𝑣ò𝑛𝑔/𝑝ℎú𝑡ta chọn bước xích 𝑝 𝑐 = 12,7 𝑚𝑚 Vận tốc trung bình của xích:

Chọn khoảng cách trục sơ bộ a=(30 : 50).𝑃 𝑐 = 37.19,05 ≈ 704.85 𝑚𝑚

Chiều dài xích L=pcX ,05x9628,8 mm

Tính lại khoảng cách trục:

Ta chọn a = 720mm (giảm khoảng cách trục 0,003a )

_Lực tác dụng lên trục: F r  K F m t  1.3125 1563    N

Hệ số trọng lượng xích Km được xác định là 1 khi xích ở trạng thái thẳng đứng và khi góc nghiêng giữa đường tâm trục và phương nằm ngang nhỏ hơn 40 độ Đường kính đĩa xích được tính bằng công thức: 𝑑1 = 𝑑2 = 𝑃𝑐 𝑧.

𝑑 𝑎1 = 𝑑 𝑎2 = 𝑑 1 + 0,7 𝑝 𝑐 = 140.67 𝑚𝑚 _Kiểm nghiệm số lần xích bị va đập trong

_Kiểm tra xích theo hệ số an toàn:

Với qm=1,9 (kg/m) tra bảng 5,2 [1]

Kf = 6 khi xích nằm ngang, 3 khi góc nghiêng giữa đường tâm trục với phương nằm ngang nhỏ hơn 40 độ và 1 khi xích thẳng đứng

Số răng đĩa xích dẫn Z1(răng) 21

Số răng đĩa xích bị dẫn Z2(răng) 21 Đường kính vòng chia đĩa xích dẫn D1(mm) 127,33 Đường kính vòng chia đĩa xích bị dẫn D2(mm) 127,33Z

Bảng 3.6 : thông số cơ bản của cộ truyền xích băng tải 2-4

3.5) Tính toán trục rulo băng tải :

Hình 3.7 sơ đồ bố trí trục rulo băng tải

Sơ đồ phân bố lực:

Hình 3.8 sơ đồ bố trí lực trên trục rulo băng tải Xét trên mặt phẳng Oyz:

Hình 3.9: biểu đồ moment trên trục rulo băng tải theo trục Oyz

Xét trên mặt phẳng Oxz:

Ax Bx bt bt Bx

Hình 3.10: biểu đồ moment trên trục rulo băng tải theo trục Oxz

Tính đường kính trục tại các gối đỡ:

Hình 3.11: biểu đồ moment trên trục rulo băng tải

Moment xoắn T = 109 000 (Nmm), được nhà sản xuất ghi rõ trong catalog chọn động cơ

Vậy ta chọn d 0 mm thỏa điều kiện bền

Chọn ổ lăn được xác định theo 2 chỉ tiêu :

→Khả năng tải động nhằm đề phòng tróc rỗ bề mặt làm việc

→khả năng tải tĩnh nhằm đề phòng biến dạng dư

Do ổ lăn lằm việc với số vòng lăn lớn (n>10 v/p)nên không chọn ổ theo khả năng tải tĩnh mà chọn ổ theo khả năng tải động

Khả năng tải động Cd được tính như sau:

𝐶 𝑑 = 𝑄 √𝐿 𝑚 Trong đó: + Q: là tải trọng quy ước (KN)

+ m: Bậc của đường cong mỏi khi thử về ổ lăn

Với ổ bi thì m = 3 và với ổ đũa thì m/3

+ L : Tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay

Lh tuổi thọ tính bằng giờ

10 6 Xác định tải trọng động quy ước

• kt hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ kt = 1 (nhiệt độ t < 100C)

• kd hệ số kể đến đặc tính tải trọng (tra bảng 11.5[I]

Với tải trọng tĩnh,không va đập và hộp giảm tốc có công suât nhỏ, kd = 1

• V hệ số ảnh hưởng của vòng nào quay V = 1 (vòng trong quay)

• Frvà Fa tải trọng hướng tâm và dọc trục.(KN)

• Hệ số tải trọng hướng tâm và dọc trục

_Chọn ổ bi đỡ vì không có lực dọc trục với đường kính vòng trong d = 30 mm

_Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ A là:

Các hệ số K  ,K V t , chọn bằng 1

Do không có lực dọc nên hệ số X = 1 và Y = 0

Thời gian làm việc tính bằng giờ:

_Thời gian làm việc tính bằng triệu vòng quay:

_Khả năng tải trọng tính toán:

_Ta tính toán thay ổ 7 năm 1 lần

Theo Catalog ta chọn ổ Đầu băng tải có bộ truyền xích ta chọn loại ổ: UCP 206

Hình 3.12: Ổ lăn UCP 206 Đầu băng tải không có bộ truyền xích ta chọn loại ổ: UCT 206

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ ĐIỀU KHIỂN

4.1) Thiết kế hệ thống điều khiển:

_Nguồn điện cho hệ thống sử dụng điện 3 pha 380V cho toàn bộ hệ thống

Khởi động các động cơ bằng phương pháp sử dụng biến tần Ưu điểm:

+ Lắp ráp đơn giản hơn các phương pháp khác

+ Dễ vận hành và sửa chữa khi gặp sự cố

+ Có thể điều khiển tốc độ và chiều quay động cơ

+ Có cơ chế bảo vệ được tích hợp sẳn

+ Chi phí đầu tư ban đầu cao

+ Kích thước lớn chiếm nhiều không gian lắp đặt

Chọn biến tần dựa trên công suất: Các động cơ dùng chung biến tần phải cùng công suất và số vòng quay tan 1, 2. bien thanhphan

Biến tần cho hệ thống quạt thổi:

Ta chọn biến tần Mitsubishi F800 thường dùng cho quạt công nghiệp công suất lớn: FR- F840 với công suất từ 0,75KW đến 315KW

Biến tần cho hệ thống quạt hút:

Ta chọn biến tần Mitsubishi F800: FR-F840 với công suất từ 0,75KW đến 315KW Biến tần cho hệ thống băng tải:

Ta chọn biến tần Mitsubishi E700 thường dùng cho băng tải công nghiệp: FR-F740 với công suất tối đa 15KW

Biến tần cho hệ thống quạt hút và thổi phế liệu:

Ta chọn biến tần Mitsubishi F700 thường dùng cho quạt công nghiệp: FR-F720 với công suất tối đa 15KW

Sơ đồ đấu dây nhiều động cơ với biến tần

4.2) Nguyên lí hoạt động mạch động lực: Điện 3 pha gồm 3 dây pha L1, L2,L3 và dây trung tính N

+ MCB: CB tổng của toàn bộ nhà máy

+ FUSE: cầu chì ngắt mạch khi gặp sự cố

+ Contactor K: điểu điều khiển từng cụm chức năng

+ RN: Rơle nhiệt của chống quá tải

+ Biến tần giúp khởi động và điều khiển tốc độ quay của động cơ bao gồm: Nút nhất

KT giúp động cơ quay theo chiều thuận Nút nhấn Star và Stop cung cấp nguồn cho Biến Tần, trong khi đèn báo ĐT cho biết động cơ đang hoạt động Tốc độ động cơ được điều khiển thông qua tín hiệu từ biến trở 10KΩ.

Sơ đồ đấu dây biến tần

4.3) Nguyên lí hoạt động mạch điều khiển:

+ Hệ thống được điều khiển theo từng cụm chức năng bao gồm: quạt hút, quạt thổi, băng tải và thu hồi phụ phẩm

+ Nhấn ON để kích hoạt các từ các contactor K để chạy từng cụm chức nằng đồng thời có đèn báo cho từng cụm chức năng

+ Nhấn OFF khi muốn ngắt hệ thống từng cụm chức năng

Mỗi cụm chức năng được bảo vệ bởi cầu chì và rơ le nhiệt RN Khi xảy ra sự cố quá tải, rơ le sẽ ngắt hệ thống và kích hoạt đèn báo Đ5, báo hiệu tình trạng sự cố.

4.4) Phần làm thêm: Thiết kế hệ thống điều khiển nhiệt bằng PLC Đề bài: Sử dụng PLC Mitsubishi lập trình điều khiển nhiệt độ cho Máy Sấy:

Hình 4.1 bộ điều khiển PLC mitsubishi

Mô-đun FX 4AD có khả năng chuyển đổi bốn tín hiệu tương tự từ cảm biến thành giá trị nhị phân trong thời gian xác định Giá trị này được sử dụng cho các phép so sánh và tính toán trong chương trình PLC Tín hiệu tương tự đầu vào có thể là điện áp hoặc dòng điện.

Hình 4.2 sơ đồ Môđun FX 4AD

Van điều khiển, hay còn gọi là van hoạt động theo tỷ lệ, là một loại van điều khiển quan trọng Van này hoạt động dựa trên tín hiệu 4-20mA hoặc 0-10VDC từ các thiết bị điều khiển như bộ điều khiển PID và PLC, nhằm điều chỉnh lưu lượng, áp suất và nhiệt độ theo chế độ tuyến tính hoặc đường đặc tuyến.

Trên thị trường hiện nay, van điều khiển được chia thành hai loại chính: van điều khiển bằng điện và van điều khiển bằng khí nén Trong bài viết này, chúng ta sẽ tập trung vào van điều khiển bằng động cơ điện.

_Chọn động cơ 3 pha hộp giảm tốc cho tất cả các thiết bị trong Máy Sấy:

+ 2 quạt thổi, quạt hút phụ phẩm

Để mở khóa hệ thống, sinh viên cần sử dụng 4 chữ số cuối của MSSV Nếu nhập sai 3 lần, hệ thống sẽ bị khóa trong 1 giờ Sau khi hết thời gian khóa, sinh viên có thể thử lại Khi mở khóa thành công, hãy nhập dữ liệu nhiệt độ cài đặt vào ô D5.

_Cho modun FX 4 A/D được gắn ở block thứ 2, 4 kênh dùng cho 4 cảm biến nhiệt độ với ngõ vào điện áp ±10v(nhiệt độ đo ±400 độ C)

_Viết chương trình nhận dạng, khởi tạo, kiểm tra lỗi,

_Số lượng lấy mẫu trung bình là 4

_Tốc độ chuyển đổi cần là 10 ms/kênh, đọc nhiệt độ trung bình của cảm biến đọc về, điều khiển nhiệt độ cho khuôn nhiệt

_Nhiệt độ được lưu vào thanh ghi theo 4 cặp nhiệt điện: D0, D1, D2, D3

_Mô phỏng bàn phím 10 phím để nhập ngõ vào

_Sau khi so sánh nhiệt độ, viết chương trình điều khiển hệ thống

- Bên ngoài PLC - Bên trong PLC

5 Động cơ quạt thổi: 3 phase 380v AC

15 Động cơ quạt hút: : 3 phase 380v AC

3 Động cơ băng tải: 3 phase 380v AC

2 Động cơ quạt phụ phẩm: 3 phase 380v AC

CB Nhiệt ( Cặp nhiệt điện )

Van 220 V AC Đi xuống Đi Lên

Bảng 4.1: bảng thiết bị ngõ vào/ ra

Hình 4.5: LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT PLC

Hình 4.6: SƠ ĐỒ ĐẤU DÂY TRONG PLC

_Van điều khiển (Y2 , Y3) lên xuống bằng cách đổi chiều Động Cơ 3 Pha 380V, Động

Cơ có Rơle nhiệt đề phòng quá tải

Hình 4.7: MẠCH ĐỘNG LỰC CỦA VAN ĐIỀU KHIỂN _Tất cả các động cơ trong máy sấy sửa dụng động cơ 3 pha 380V hộp giảm tốc

Ký hiệu ngõ ra: Y10 tới Y13

Hình 4.8: Mạch điều khiển chương trình khởi động _Chương trình khởi động và nhập mật khẩu theo 4 số cuối MSSV, và chuyển dữ liệu vào thanh ghi

Hình 4.9: Mạch khởi tạo cảm biến và Calip Cảm biến _Nhận dạng Modun FX 4AD

Hình 4.10 minh họa mạch so sánh giá trị trung bình trên từng kênh, nhằm mục đích so sánh các giá trị trung bình này với các giá trị đã được cài đặt trước đó để thực hiện chương trình.

Hình 4.11: Mạch lập trình hệ thống

_Ta cài đặt giá trị nhiệt độ cần so sánh

_Nhập mật khẩu 4 số cuối MSSV để chạy hệ thống

_Cảm biến đọc giá trị về thông qua Modun FX 4AD chuyển dữ liệu thành Digital với

4 kênh, đọc 4 lần và lấy giá trị trung bình so sánh với giá trị cài đặt

_Nếu giá trị lớn hơn hoặc bằng

+ Đóng van điều khiển để không tiếp tục gia nhiệt tác nhân sấy

_Nếu giá trị nhỏ hơn

+ Mở van điều khiển để gia nhiệt tác nhân sấy

_Quay lại cho chương trình so sánh nhiệt độ ( hệ thống chạy liên tục )

MÔ PHỎNG

5.1) Mô phỏng truyền nhiệt và dòng chảy trong buống sấy

Vận tốc dòng tác nhân sấy vào buồng sấy đạt 3 m/s với nhiệt độ 35 oC Các băng tải được chế tạo từ vật liệu có nhiệt độ 35 oC, với nhiệt dung riêng là 3,53 kJ/kg độ và hệ số dẫn nhiệt là 0,59 W/m.K Cần tiến hành kiểm nghiệm nhiệt độ của tác nhân sấy đầu ra từ buồng và vận tốc của dòng tác nhân sấy.

5.1.1) Lập mô hình cần mô phỏng tính toán

_Ta thiết lập mô hình buồng sấy với kích thước

+ Các vật liệu sấy dạng lưới cách nhau 0,36 m

Hình 5.1 mô hình buồng sấy

5.1.2) Tiến hành chia lưới phần tử hữu hạn cho hệ thống

Khi chia lưới, cần chú ý đến các mặt tiếp xúc với khối để điều chỉnh kích thước cho phù hợp, nhằm tăng độ chính xác và tránh lỗi giao diện.

Hình 5.2 mô hình buồng sấy sau khi chia lưới _Sau khi chia lưới tiến hành thiết lặp các Object:

+ Khối tác nhân sấy (Fluid domain)

+ Bề mặt vô của tác nhân sấy (Inlet)

+ Bề mặt ra của tác nhân sấy (Outlet)

+ Bề mặt của vật liệu sấy (wall dry)

+ Khối vật liệu sấy (dry)

Hình 5.3 thiết lặp các Object sau khi chia lưới

5.1.3) Tiến hành thiết lập điều kiện biên của bài toán

_Chọn Steady: chỉ tính hệ thống ở trạng thái ổn định

_Thiết lập gia tốc trọng trường 9,81 m/s 2

Hình 5.4 thiết lập các điều kiện

_Cài đặt thông số vận tốc và nhiệt độ của tác nhân sấy và bề mặt vật liệu sấy

Hình 5.5 thiết lập các điều kiện

Vận tốc tác nhân sấy là 3 m/s và nhiệt độ là 94 o C

Hình 5.6 thiết lập các điều kiện

Nhiệt độ bề mặt của vật liệu sấy là 35 o C

_Thiết lập mô hình toán:

+ Kích hoạt bài toán phương trình năng lượng do bài toán truyền nhiệt ( thermal tranfer)

+ Độ nhớt động học theo lớp (Viscous – Laminar ) và độ nhớt thay đổi theo nhiệt độ (Visous- heating)

Thành các vật rắn (solid) được thiết kế để tạo ra các lớp lưu chất trượt lên nhau, giúp giảm thiểu tài nguyên máy tính và nâng cao độ ổn định cho hệ thống Việc áp dụng cấu trúc này không chỉ tối ưu hóa hiệu suất mà còn đảm bảo sự bền vững trong quá trình vận hành.

Khi xem xét dòng chất lỏng trên một tấm phẳng, biên dạng vận tốc đồng đều tiếp xúc với cạnh trên của vật rắn, dẫn đến sự phát triển của một lớp ranh giới nhiều lớp Dòng chảy trong khu vực này thường ổn định do dòng chảy tầng Tuy nhiên, sau một khoảng cách nhất định, các dao động hỗn loạn nhỏ bắt đầu xuất hiện trong lớp biên, khiến dòng chảy chuyển sang trạng thái chảy rối và cuối cùng trở thành chảy rối hoàn toàn.

Hình 5.7 thiết lập mô hình tính toán _Sự chuyển đổi giữa ba vùng này có thể được xác định theo số Reynolds

Mật độ chất lỏng, vận tốc, chiều dài đặc trưng (khoảng cách từ cạnh hàng đầu) và độ nhớt động lực học của chất lỏng là những yếu tố quan trọng cần xem xét.

Hình 5.8 thiết lập mô hình tính toán

Mô hình k-ε: Giải quyết cho hai biến: k động năng chảy rối ε (epsilon), tốc độ tiêu tán của động năng nhiễu loạn

Mô hình k-ε, mặc dù không mô phỏng dòng chảy trong vùng đệm do sử dụng các chức năng Wall, vẫn rất phổ biến trong ứng dụng công nghiệp nhờ vào tốc độ hội tụ tốt và yêu cầu bộ nhớ thấp Tuy nhiên, nó không chính xác trong việc tính toán các trường dòng chảy có độ dốc áp suất bất lợi, độ cong mạnh hoặc dòng hồi ngược Mô hình này hoạt động hiệu quả với các vấn đề dòng chảy xung quanh hình học phức tạp Các mô hình nhiễu loạn phi tuyến tính hơn thường khó hội tụ trừ khi có một dự đoán ban đầu tốt, và mô hình k-ε có thể được sử dụng để cung cấp một phỏng đoán ban đầu đáng tin cậy.

_Kiểm nghiệm kết quả tính toán: chọn phương pháp tính ( Green- Gause cell based ) cho dạng bài toán phi tuyến

_Chọn tần số tính toán là 50

Ta có thể thấy các đường tính toán có độ hội tụ cao và ổn định trong hệ thống

5.1.4) Kiểm nghiệm kết quả tính toán mô phỏng

Trong nghiên cứu này, chúng ta chỉ tập trung vào trọng lực mà chưa xem xét đến tính đối lưu của không khí và áp suất từ quạt thổi, quạt hút Do sự chảy rối của không khí, kết quả thu được không thể xác định một cách chính xác, vì vậy chỉ có thể coi đây là thông tin tham khảo.

Hình 5.10 mô phòng dòng không khí trong buồng sấy

Vận tốc không khí đầu ra từ 2-3 m/s

_Nhiệt độ tác nhân sấy phân bố không đều ở output

_Giá trị trung bình trong buồng sấy của tác nhân sấy là 50-60 o C

Hình 5.11 mô phỏng nhiệt trong buồng sấy

Trong mô phỏng này, chúng ta chỉ xem xét trạng thái ổn định mà chưa tính đến sự thất thoát nhiệt ra bên ngoài theo thời gian Do đó, nhiệt độ được đưa ra trong mô phỏng là chấp nhận được.

Giá trị mô phỏng thường tương đồng với giá trị tính toán, tuy nhiên, để đảm bảo độ chính xác cao hơn, việc mô phỏng cần được kiểm tra và xác minh qua thực nghiệm.

5.2) Mô phỏng tĩnh học về ứng suất chịu lực của khung máy

Yêu cầu thiết kế bao gồm một kết cấu quạt thổi và calorife đặt trên một mô-đun khung máy với tổng khối lượng 300 kg cho cả hai thiết bị Cần tiến hành kiểm tra ứng suất và biến dạng của kết cấu để đảm bảo độ bền và độ tin cậy của hệ thống.

5.2.1) Lập mô hình cần mô phỏng tính toán

Ta thiết lập mô hình kích thước giàn sấy

Hình 5.12 lập mô hình tính toán giàn sấy

Ta dựng mô hình như thiết kế với thép hộp 50 x 50 x 2 (mm)

Vật liệu ta chọn là stainless steel

Hình 5.13 lập mô hình tính toán giàn sấy

5.2.2) Cài đặt điều kiện biên cho mô phỏng tĩnh học cho cơ cấu

_Gia tốc trọng trường hướng xuống với giá trị 9,81 m/s 2

_Đặt các giá cố định tại các chân của khung

_Áp lực đặt vào là 300kg cho 1 modun tương đương 1 N/mm cho khung chịu lực với chiều dài 1500 mm

Hình 5.14 đặt các điều kiện biên cho mô hình tính toán giàn sấy

5.2.3) Mô phỏng tĩnh và cho ra kết quả a) Kết quả chuyển vị của kết cấu

Hình 5.15 kết quả chuyển vị của kết cấu

Chuyển vị tối đa 0,62 mm b) Kết quả ứng suất của kết cấu

Hình 5.16 kết quả ứng suất của kết cấu

Hình 5.17 Biểu đồ ứng suất của một thanh chịu lực trong kết cấu

_Ứng suất tối đa là 18.62 MPa

_Ứng suất đàn hồi của stainless steel là 250 MPa

Do đó theo như mô phỏng tính toán tĩnh học kết cấu đạt đủ yêu cầu về sức bền

5.3) Mô phỏng truyền nhiệt và dòng chảy trong Calorife

Vận tốc dòng tác nhân sấy vào Calorife đạt 7-8 m/s với nhiệt độ 35°C, trong khi đó, các ông gia nhiệt được bơm hơi nước với vận tốc 1 m/s và nhiệt độ 110°C Cần kiểm nghiệm nhiệt độ của tác nhân sấy đầu ra từ Calorife cùng với vận tốc của dòng tác nhân sấy để đảm bảo hiệu quả hoạt động.

5.3.1) Lập mô hình cần mô phỏng tính toán

Ta thiết lập một mô hình giàn gia nhiệt với 10 tần ống gia nhiệt, có khoảng cách 0,45 m giữa các ống, cùng với một khối bao bọc bên ngoài để cho phép các tác nhân sấy đi qua.

Hình 5.18 Mô hình các ống gia nhiệt

Hình 5.19 Khối tác nhân sấy đi qua

5.3.2) Tiến hành chia lưới phần tử hữu hạn cho hệ thống

Khi chia lưới, cần chú ý điều chỉnh kích thước các cạnh tiếp xúc với khối để nâng cao độ chính xác và tránh lỗi giao diện.

_Chia lưới mặt định chất lượng Medium để tiết kiệm thời gian và tài nguyên máy tính

Hình 5.20 tiến hành chia lưới cho các ống gia nhiệt Sau khi chia lưới tiến hành thiết lặp các Object:

+ Khối tác nhân sấy (Fluid domain)

+ Ống dẫn hơi nước (Heat Fuild )

+ Bề mặt vô của tác nhân sấy (Inlet)

+ Bề mặt ra của tác nhân sấy (Outlet)

+ Bề mặt vào của hơi bão hòa ẩm (heat inlet)

+ Bề mặt ra của hơi bão hoà ẩm (heat outlet)

Hình 5.21 tiến hành thiết lập các Object cho các ống gia nhiệt

5.3.3) Tiến hành thiết lập điều kiện biên của bài toán

_Chọn Steady: chỉ tính hệ thống ở trạng thái ổn định

_Thiết lập gia tốc trọng trường 9,81 m/s 2

Hình 5.22 tiến hành chọn các điều kiện biên cho các ống gia nhiệt

_Thiết lập loại lưu chất đi trong fuild domain: Air

Hình 5.23 tiến hành thiết lập loại lưu chất cho các ống gia nhiệt

_Thiết lập loại lưu chất đi trong heat fuild : water-vapor

Hình 5.24 tiến hành thiết lập loại lưu chất cho các ống gia nhiệt

_Cài đặt thông số vận tốc và nhiệt độ của các lưu chất

Vận tốc tác nhân sấy vào là 7m/s Nhiệt độ hơi nước nóng là 100 o C

Hình 5.25 tiến hành thiết lập thông số vận tốc và nhiệt độ cho các ống gia nhiệt

_Thiết lập mô hình toán:

+ Kích hoạt bài toán phương trình năng lượng do bài toán truyền nhiệt ( thermal tranfer)

+ Độ nhớt động học theo lớp (Viscous – Laminar ) và độ nhớt thay đổi theo nhiệt độ (Visous- heating)

Thành các vật rắn (solid) được thiết kế với các lớp lưu chất trượt lên nhau, giúp giảm thiểu tài nguyên máy tính và đảm bảo sự ổn định cho hệ thống.

Hình 5.26 tiến hành thiết lập thông số vận tốc và nhiệt độ cho các ống gia nhiệt

Khi xem xét dòng chất lỏng trên một bề mặt phẳng, biên dạng vận tốc đồng đều tiếp xúc với cạnh trên của vật rắn, dẫn đến sự phát triển của một lớp ranh giới nhiều lớp Dòng chảy trong khu vực này thường ổn định do tính chất tầng của dòng chảy Tuy nhiên, sau một khoảng cách nhất định, các dao động hỗn loạn nhỏ bắt đầu xuất hiện trong lớp biên, khiến dòng chảy chuyển sang trạng thái chảy rối và cuối cùng trở thành chảy rối hoàn toàn.

Hình 5.27 tiến hành thiết lập mô hình tính toán cho các ống gia nhiệt

_Sự chuyển đổi giữa ba vùng này có thể được xác định theo số Reynolds

BẢO TRÌ

AN TOÀN VÀ VỆ SINH

Trong quá trình thiết kế và tính toán, việc lựa chọn các chi tiết bằng vật liệu Inox là rất quan trọng Inox không chỉ chống ăn mòn và không bị rỉ sét, mà còn dễ dàng lau chùi, đảm bảo vệ sinh cho vật liệu sấy, cụ thể là ruốc, mà không ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.

_Những bộ phận, chi tiết được chế tạo bằng vật liệu khác được bao bọc cẩn thận, cách ly với vùng tiếp xúc với vật liệu sấy

Che chắc bộ phận công tác - xích tải

Thiết kế ống dẫn khí thải ra khỏi khu vực làm việc

Có bọc cách nhiệt đường ống dẫn nhiệt và che chắn khu vực calorifer

Chọn vị trí và địa điểm phù hợp

Bố trí hợp lý nhà xưởng và kho tàng cùng với hệ thống đường vận chuyển thuận tiện là yếu tố quan trọng để tối ưu hóa quy trình làm việc Đồng thời, việc lắp đặt thiết bị trong xưởng cần tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn, đảm bảo môi trường làm việc an toàn cho nhân viên.

6.3.2) Trong quá trình sử dụng

Ngoài người phụ trách ra không ai được khởi động điều khiển máy

Trước khi khởi động máy phải kiểm tra thiết bị an toàn và vị trí đứng

Trước khi đi làm việc khác phải tắt máy, không để máy hoạt động khi không có người điều khiển

Cần tắt công tác nguồn khi bị mất điện

Khi muốn điều chỉnh máy, phải tắt động cơ và chờ cho khi máy dừng hẳn, không dùng tay hoặc gậy để làm dừng máy

Khi vận hành máy, cần phải sử dụng trang bị bảo vệ cá nhân phù hợp, bao gồm việc tránh mặc quần áo dài quá, không cuốn khăn quàng cổ và nên đi găng tay để đảm bảo an toàn.

Kiểm tra máy thường xuyên và kiểm tra trước khi vận hành

Trên máy hỏng cần treo biển ghi "Máy hỏng".