Giá trình Kỹ thuật sấy nông sản - Phạm Xuân Vượng (Phần 2)

uyền nhiệt và dẫn 
nhiệt trên bề mặt 
Biô truyền chất Bim ma l
λ
⋅
C−ờng độ giữa truyền chất và dẫn 
chất trên bề mặt 
Kirpichev truyền 
nhiệt 
Ki 
c
q l
tλ
⋅
⋅∆
C−ờng độ giữa dòng nhiệt trên 
biên và dẫn nhiệt bên trong 
Kirpichev truyền chất Kim m
o o
q l
a u ρ
⋅
⋅ ⋅
 C−ờng độ giữa dòng chất trên biên 
và dẫn chất bên trong 
Luikov Lu 
m
a
a
Quán tính giữa tr−ờng nhiệt độ và 
tr−ờng nông độ 
Rabinder Rb 
du
c dt
n
⋅ 
Quan hệ giữa nhiệt l−ợng đốt nóng 
và nhiệt l−ợng cần bốc hơi 
pamerans Po 2
vq l
tλ
⋅
⋅∆
Quan hệ giữa nguồn nhiệt và dẫn 
nhiệt trong vật 
Phêđôrôv Fe ( )3
3
2
4 d v K
K K
gγ γ
γ γ
⋅ ⋅ − ⋅
⋅
Thể hiện lực nâng giữa không khí 
và vật liệu sấy 
Acsimet Ar ( )3
2
d v K
K K
gγ γ
γ γ
⋅ − ⋅
⋅
 Thể hiện lực nâng giữa không khí 
và vật liệu sấy 
Ly Ly 3
i K
K V g
ω γ
γ γ
⋅
⋅ ⋅
Thể hiện lực nâng giữa không khí 
và vật liệu sấy 
Trường ủại học Nụng nghiệp 1 – Giỏo trỡnh Kỹ thuật sấynụng sản -------- ----------------------------------------- 130
Trường ủại học Nụng nghiệp 1 – Giỏo trỡnh Kỹ thuật sấynụng sản -------- ----------------------------------------- 131
Trường ủại học Nụng nghiệp 1 – Giỏo trỡnh Kỹ thuật sấynụng sản -------- ----------------------------------------- 132
Trường ủại học Nụng nghiệp 1 – Giỏo trỡnh Kỹ thuật sấynụng sản -------- ----------------------------------------- 133
Trường ủại học Nụng nghiệp 1 – Giỏo trỡnh Kỹ thuật sấynụng sản -------- ----------------------------------------- 135
Trở lực cục bộ của dòng chảy. 
Điều kiện 
dòng chảy 
Hình dáng ξ Chú thích 
Cạnh sắc 
0,3 
1. Cửa vào 
Cạnh tròn R = 0,1d 
0,1 
Tốc độ lớn 
2. Đột thu 
α = 450 
0,05 
 
3. Cửa vào 
L = (1,5 ữ 2)d 
0,85 
 
4. Cong 
(ống tròn, 
vuông và 
chữ nhật) 
 R/d = 1; ξ1 = 0,25 
R/d = 2; ξ1 = 0,15 
b/h = 0,5; 1; 1,5; 2 
η = 1,5; 1; 0,67; 0,46 
a = 450; 900;1200;1800 
H = 0,03; 1; 1,15; 1,4 
ξ = ξ1.à.η 
- Tiết diện 
chữ nhật thì 
b = d 
- Tiết diện 
hình tròn 
η = 1 
5. ống 
tròn, vuông 
gập 
 α = 900; 1200; 1350; 1500 
ξ2 = 1,1; 0,55; 0,25; 0,20 
ξ = à.ξ2. η 
Tiết diện 
chữ nhật η 
lấy nh− 
trong 4, khi 
h = d. 
Vói ống 
tròn η = 1 
6. ống tròn 
và vuông 
l−ợn 
R/d = 1,5 
α = 300; 450; 600; 900 
ξ3 = 0,24; 0,33; 0,4; 0,53 
ξ = à.ξ3. η 
 
7. ống gập a = 0,1b 
a= 2b 
0,8 
0,5 
 
Trường ủại học Nụng nghiệp 1 – Giỏo trỡnh Kỹ thuật sấynụng sản -------- ----------------------------------------- 136
r/b = 0,28; a = 1,41 
a = 900; 1200; 1350 
ξ = 0,25; 0,13; 0,08 
r/b = 0,1 
a = 900; 1200; 1350 
ξ = 0,4; 0,2; 0,13; 
8. ống gập 
có cánh 
h−ớng 
ξ 
 
9. ống tròn 
và vuông 
th−ớc thợ 
l/d = 0,5; 1; 2; > 5 
ξ4 = 1,6; 1,9; 2,1; 2,2 
ξ = ξ4. η 
η lấy nh− 
trong 4 
10. ống 
tròn và 
vuông hình 
chữ U 
 l/d = 1; 2; 0,3; 8 
ξ5 = 1,6; 1,9; 2,1; 2,1 
ξ = ξ5. η  
Trường ủại học Nụng nghiệp 1 – Giỏo trỡnh Kỹ thuật sấynụng sản -------- ----------------------------------------- 137
Điều 
khiển 
dòng 
chảy 
Hình dáng 
ξ 
Chú thích 
11. Đột 
thu 
0,2;0, 4;0,6;0,8
0, 28;0, 2;0,13;0,04
f
Fξ
=
=
 
 
12. Đột 
mở 
 
1 f
F
ξ  = − 
 
 
13. ống 
khuyếch 
tán hình 
tròn 
α0 F⋅f 
10 15 20 30 
1,25 0,01 0,03 0,05 0,06 
1,5 0,02 0,05 0,11 0,13 
2 0,04 0,1 0,21 0,27 
2,5 0,06 0,15 0,32 0,5 
1 f
F
ξ  = − 
 
 
14. ống 
khuyếch 
tán hình 
vuông 
α0 F⋅f 
10 15 20 30 
1,25 0,02 0,03 0,05 0,07 
1,5 0,03 0,06 0,1 0,13 
2 0,06 0,13 0,2 0,26 
2,5 0,09 0,19 0,3 0,39 
α ≤ 450 
1 f
F
ξ  = − 
 
 
15. ống 
khuyếch 
tán 
ng−ợc 
 α ≤ 450 
0,1 
 
16. Ra 
khỏi ống 
 
1,0 
 
Trường ủại học Nụng nghiệp 1 – Giỏo trỡnh Kỹ thuật sấynụng sản -------- ----------------------------------------- 138
Điều 
kiện 
dòng 
chảy 
Hình dáng ξ Chú thích 
17. Chạc 
ba 
Bơm vào 
0 0,5;0,75;1;1,5
0,7;0,9;1;1,15;2,6
Vξ == 
Hút vào 
ξ 
Giá trị 
ξ phụ 
thuộc V0 
18. Chạc 
ba ống 
vuông 
và tròn 
Bơm vào 
0
0
: 0,6;0,8;1, 2;1,6
0;0;0;0
1,8;0,7;0,1;0,35
B
B
V Vξξ
=
=
=
Hút vào 
0
0
: 0,6;0,8;1, 2;1,6
0,5;0,35;0,1
1,8;0,7;0,1;0,35
B
B
V Vξξ
=
=
=
 
ξvào = ξB + 
ξ0 phụ 
thuộc vào 
V0 và VB 
ξ ξ' II 
quay vuông góc 
a:β = 1 
c = 1a 4,25 1,1 
II 
quay vuông góc 
a:β = 1 
c = 1,42a 
2,9 
1,1 
19. 
Quay 
1800 
III 
Quay tròn 
r = a 
a:b = 1 
4,51 
0,783 
quay góc chữ nhật 
a:b = 0,5 
1,44 0,644 
quay góc tròn 
a:b = 0,5 
1,84 0,463 
20. ống 
khuyếch 
tán 
quyay 
900 
Quay góc tròn 
a:b = 0,5 
1,42 0,369 
21. Đột 
mở với 
góc 450 
a:b = 0,5 
0,911 
0,982 
Trường ủại học Nụng nghiệp 1 – Giỏo trỡnh Kỹ thuật sấynụng sản -------- ----------------------------------------- 139
Thông số vật lý của một số vật liệu 
λ C tt Vật liệu 
Kcalo/mh0K W/m0K kcal/kg0K kJ/kg0K 
1 đất sét 0,15 - 0,8 0,17 - 0,93 0,20 0,84 
2 Thuỷ tinh 0,80 0,930 0,20 0,84 
3 Tấm cách nhiệt 0,37 0,41 0,26 1,09 
4 xỉ 0,10 0,12 0,20 0,84 
5 Bê tông xỉ 0,19 0,22 
  
6 Gỗ sồi 0,18 - 0,31 0,21 - 0,36 0,33 1,38 
7 Gỗ thông 0,30 0,35 0,33 1,38 
8 Gạch đỏ 1,14 - 1,33 1,33 - 1,45 0,22 0,92 
9 Dạ 0,33 0,38 0,25 - 0,34 1,045-1,42 
10 Gạch chịu lửa 
  0,21 - 0,24 0,87 - 1,00 
11 Bê tông xốp 0,63 - 0,81 0,73 - 0,94 0,18 0,75 
12 Sắt 60 71,58 0,12 0,50 
13 Đồng 320 372,16 0,09 0,38 
14 Giấy 0,11 0,13 0,32 1,34 
15 Cartông 0,16 0,19 
  
16 Mùn c−a 0,045-0,055 0,052-0,069 
  
17 Xi măng 0,78 0,91 0,20 0,84 
18 N−ớc 0,5 0,60 1 4,816 
19 Cát 0,97 1,13 0,17 - 0,22 0,71 - 0,92 
20 Than bùn 0,07 0,081 
  
Thông số vật lý của một số thực phẩm 
Khối l−ợng riêng (kg/m3) Nhiệt dung riêng C Hệ số dẫn nhiệt λ TT Vật liệu 
γ⋅v Khối hạt 
γKH 
Khối 
l−ợng 
1000 
hạt (g) 
Kcal/kg0K kJ/kg0K Kcalo/mh0K W/m0K 
1 Lúa mì 1200-1500 730-859 22-42 0,35 - 0,37 1,55-1,46 0,08 0,10 
2 Gạo 1100-1200 470-530 24-34 
  0,086 0,09 
3 Ngô 1000-1300 600-850 205-345 
    
4 Kê 800-1200 
 6 - 6,5     
5 đậu 1000-1490  155     
6 đậu xanh 1000-1400  265     
7 Muối ăn 1000-1400 
  0,21 - 0,22 0,87-0,92   
8 đ−ờng cát    0,25 - 0,28 1,04-1,07 0,103 0,120 
9 Khoai tây 1044-1068 650-750 
   0,37-0,46 0,43-0,54 
10 Cà rốt 973 - 1040 550- 650 
 0,860 - 0,94 3,64 -
3,936 
0,43-0,78 0,5-0,93 
11 Cù cải 1080-1120 833 
 0,895-0,919 3,76-3,85 0,41-0,48 0,48-0,61 
Trường ủại học Nụng nghiệp 1 – Giỏo trỡnh Kỹ thuật sấynụng sản -------- ----------------------------------------- 140
Thông sốvật lý của không khí khô 
t0c Cp 
kJ/kg0K 
γ⋅10-2 w/m0K q⋅10-
6m2/s 
à⋅106 
Ns/m2 
γ⋅10-6 
m2/s 
Pr ρkg/m3 
10 1,005 2,51 20,00 17,60 14,16 0,705 1,207 
20 1,005 2,59 21,40 18,10 15,06 0,703 1,166 
30 1,005 2,67 22,90 18,60 16,00 0,701 1,134 
40 1,005 2,67 24,30 19,10 16,69 0,699 1,092 
50 1,005 2,83 25,70 19,60 17,95 0,698 1,058 
60 1,005 2,90 27,20 20,10 18,97 0,696 1,026 
70 1,005 2,96 28,60 20,60 20,02 0,694 0,996 
80 1,005 3,05 30,20 21,10 21,09 0,692 0,968 
90 1,005 3,13 31,90 21,50 22,10 0,690 0,941 
100 1,009 3,21 33,60 21,90 23,13 0,688 0,916 
120 1,009 3,34 36,80 22,80 25,45 0,686 0,896 
140 1,013 3,49 40,30 23,70 27,80 0,684 0,827 
160 1,017 3,64 43,90 24,50 30,09 0,682 0,789 
180 1,022 3,78 47,50 25,30 32,49 0,681 0,754 
200 1,026 3,99 51,40 26,00 34,85 0,689 0,722 
độ ẩm bảo quản của hạt nông sản 
Vật liệu ωmin ωTB ωmax 
Lúa mì, gạo 14 15,5 17 
Ngô 14 17 20 
Kê 13,50 15 17 
đậu xanh 16 18 20 
Đậu 14 17 19 
Hạt giống h−ớng d−ơng 15 17 20 
Hạt đay 11 12 14 
Trường ủại học Nụng nghiệp 1 – Giỏo trỡnh Kỹ thuật sấynụng sản -------- ----------------------------------------- 141
Nhiệt độ cho phép khi sấy hạt nông sản 
độ ẩm ω (%) Thời gian 
sấy τ 
(phút) 
5 10 15 20 25 30 35 
5 71,5
87,5
67, 4
66, 4
63,6
66,4
60,4
61,1
57,6
56,7
55,2
53,2
52,8
50,6
10 68,5
85,8
64,4
72,6
60,6
64,7
57,4
59,4
54,6
55
52, 2
51,5
49,8
48,9
15 66,7
84,8
62,6
71,6
58,5
58,4
55,6
54
52,8
54
50, 4
50,5
48
47,9
30 63,6
83,3
59,6
70,1
55,8
62,2
52,6
56,9
49,8
52,5
47,4
49
45
46, 4
45 62
82,3
57,9
69,1
54,1
61, 2
50,9
55,9
48,1
51,5
45,7
48
43,3
45,4
60 60,7
81,6
56,6
68, 4
52,8
60,5
49,6
55, 2
46,8
50,8
44, 4
47,3
42
44,7
90 59
80,7
54,9
67,5
51,1
59,6
47,9
54,3
45,1
49,9
42,7
46, 4
40,3
43,8
180 55,5
78,8
51,4
65,6
47,6
57,7
44, 4
52,4
41,6
48
39, 2
44,5
36,8
41,9
Ghi chú: tử số tính theo công thức (7.7); còn mẫu số tính theo công (7.7) 
Thể tích không khí ẩm 1kg không khí khô ở p = 745mmHg 
ϕ (%) TT 
100 90 70 50 30 10 0 
20 0,867 0,865 0,861 0,857 0,835 0,849 0,847 
30 0,915 0,911 0,903 0,895 0,887 0,88 0,876 
40 0,977 0,970 0,954 0,940 0,925 0,912 0,905 
50 1,07 1,05 1,02 0,996 0,970 0,945 0,934 
60 1,44 1,170 1,12 1,07 1,02 0,982 0,963 
70 1,20 1,38 1,27 1,17 1,09 1,02 0,992 
80 1,95 1,79 1,53 1,34 1,19 1,07 1,02 
90 3,57 2,88 2,08 1,63 1,33 1,13 1,05 
99,4 ∞ 10,9 3,63 2,17 1,54 1,20 1,08 
100 ∞ 10,9 3,63 2,17 1,55 1,20 1,07 
120 ∞ 11,5 3,82 2,28 1,63 1,26 1,14 
140 ∞ 12 4,01 2,40 1,71 1,33 1,19 
160 ∞ 12,6 4,19 2,51 1,79 1,39 1,25 
180 ∞ 13,2 4,38 2,63 1,87 1,46 1,31 
200 ∞ 13,7 4,57 2,74 1,96 1,52 1,37 
220 ∞ 14,3 4,76 2,86 2,04 1,58 1,42 
240 ∞ 14,9 4,95 2,97 2,12 1,65 1,48 
260 ∞ 15,4 5,14 3,09 2,20 1,71 1,54 
280 ∞ 16 5,34 3,20 2,28 1,78 1,60 
Trường ủại học Nụng nghiệp 1 – Giỏo trỡnh Kỹ thuật sấynụng sản -------- ----------------------------------------- 142
kích th−ớc và đ−ờng kính t−ơng của một hạt ngũ cốc 
kích th−ớc mm TT Vật liệu 
Dày δ Rộng b Dài l 
Khối l−ợng 
1000 hạt 
(g) 
dtđ (mm) ϕ⋅d 
1 Lúa mì 1,5 - 3,8 1,6 - 4 4,2 - 8,6 22 - 42 2,72 1,45 
2 Gạo 1,2 - 2,8 2,5 - 4,3 5 - 12 24 - 31 2,76 1,68 
3 Ngô 3 - 8 5 - 11 5,2 - 14 205 - 345 7,50 1,03 
4 Kê 1 - 2,2 1,2 - 3 1,8 - 3,2 6 - 65 1,38 1,35 
5 Dậu 3,5 - 8 3,7 - 8 4 - 8,8 155 6,2 1,00 
độ ẩm cân bằng của sản phẩm(%) phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm của không khí 
 Độ ẩm t−ơng đối của không khí(%) Sản phẩm Nhiệt 
độ 20 30 40 50 60 70 80 90 100 
20 7,5 9,1 10,4 11,4 12,5 13,7 15,2 17,6 0 Lúa 
30 - 8 9,1 10,1 11,1 12,6 14 16,6 22,0 
20 8 9,6 10,9 12 13 14,6 16 18,7 - Gạo 
30 - 8,3 9,8 10,7 11,8 13,10 14,7 17,3 22,5 
20 8,2 9,4 10,7 11,9 13,2 14,9 16,9 19 - 
30 
- 8,3 9,5 10,6 11,6 13,8 15,9 17,9 22,0 
Ngô 
50 5,5 6,7 8,0 9,2 10,4 12 13,6 16,1 - 
Đậu t−ơng 20 5,4 6,5 7,1 8 9,5 11,6 15,3 20,9 - 
Tinh bột 20 3,9 5,1 6,9 8,5 10,1 12,6 15,8 19,0 - 
Lá thuốc 
lá 
20 10,8 13,9 16,35 19,8 23 27,10 33,4 - - 
Chè búp 
xanh 
20 6,9 8 8,5 8,7 9 15 21 28 - 
Mì sợi 20 7,1 8,7 10,6 12,2 13,7 16,6 18,8 22,4 - 
Thành phần hoá học 
Trường ủại học Nụng nghiệp 1 – Giỏo trỡnh Kỹ thuật sấynụng sản -------- ----------------------------------------- 143
Mục lục 
Lời nói đầu.................................................................................................................................1 
Ch−ơng 1. Cơ sở lý thuyết của quá trình sấy 
1.1. Vật liệu ẩm.......................................................................................................................4 
1.1.1. Độ ẩm t−ơng đối.......................................................................................................4 
1.1.2. Đội ẩm tuyệt đối.......................................................................................................4 
1.1.1. ẩm trong vật liệu.....................................................................................................5 
1.1.2. Phân loại dạng liên kết ẩm trong vật liệu. ................................................................9 
1.1.3. Các đặc tr−ng nhiệt động của vật liệu ẩm...............................................................11 
1.1.4. Các thông số nhiệt - vật lý của vật liệu ẩm.............................................................14 
1.2. Tác nhân sấy ..................................................................................................................16 
1.2.1. Thông số cơ bản của không khí ẩm........................................................................17 
1.2.2. L−ợng chứa ẩm. ......................................................................................................19 
1.2.3. Mật độ không khí ẩm (hỗn hợp không khí khô và hơi n−ớc) .................................20 
1.2.4. Nhiệt dung riêng trung bình của không khí ẩm......................................................21 
1.2.5. Nhiệt độ của nhiệt kế −ớt........................................................................................22 
1.2.6. Xác định độ ẩm t−ơng đối của không khí...............................................................23 
1.2.7. Đồ thị I - d của không khí ẩm.................................................................................24 
1.2.8. Khói lò....................................................................................................................30 
1.3. Truyền nhiệt và truyền ẩm trong quá trình sấy ..............................................................33 
1.3.1. Truyền ẩm từ bề mặt vật liệu vào môi tr−ờng.........................................................33 
1.3.2. Truyền nhiệt và truyền khối bên trong vật liệu ẩm.................................................36 
1.3.3. Ph−ơng trình vi phân truyền nhiệt. .........................................................................38 
1.3.4. Ph−ơng trình vi phân truyền ẩm. ............................................................................40 
1.4. Động học quá trình sấy ................................................................................... 41 
1.4.1. Đ−ờng cong sấy. .....................................................................................................41 
1.4.2. Đ−ờng cong tốc độ sấy. ..........................................................................................41 
1.4.3. Đ−ờng cong nhiệt độ sấy........................................................................................42 
1.4.4. Phân tích quá trình sấy. ..........................................................................................44 
1.5. Ph−ơng pháp xác định thời gian sấy...............................................................................47 
1.5.1. Ph−ơng pháp T.K Philônhenko:..............................................................................47 
1.5.2. Ph−ơng pháp A.B L−kốp. .......................................................................................47 
1.5.3. Phân loại và thứ tự tính toán thiết bị sấy: ...............................................................49 
Ch−ơng 2. Thiết bị sấy đối l−u 
2.1 Khái niệm........................................................................................................................52 
2.2. Lý thuyết tính toán .........................................................................................................56 
2.2.1. Tính l−ợng ẩm bốc hơi. ..........................................................................................57 
2.2.2. Cân bằng ẩm và chi phí không khí trong buông sấy. .............................................58 
2.2.3. Tính nhiệt buồng sấy. .............................................................................................59 
Ch−ơng 3. Thiết bị sấy tiếp xúc 
3.1 Khái niệm........................................................................................................................77 
3.2 Nguyên tắc làm việc và cấu tạo.......................................................................................77 
Trường ủại học Nụng nghiệp 1 – Giỏo trỡnh Kỹ thuật sấynụng sản -------- ----------------------------------------- 144
3.3 Lý thuyết tính toán .......................................................................................... 79 
3.3.1.Trao đổi nhiệt khối khi sấy tiếp xúc(dẫn nhiệt) với bề mặt nóng........................... 79 
Ch−ơng 4. Thiết bị sấy bức xạ 
4.1.Khái niệm........................................................................................................................84 
4.2.Nguyên tắc cấu tạo..........................................................................................................84 
4.2.1 Thiết bị gia nhiệt bằng điện.....................................................................................84 
4.2.2. Thiết bị sấy bức xạ gia nhiệt bằng hơi đốt..............................................................86 
4.3. Lý thuyết tính toán .........................................................................................................86 
4.3.1 Đặc tính tối −u của vật liệu khi sấy bằng bức xạ hồng ngoại . ................................86 
4.3.2. Các tính toán cơ bản. ..............................................................................................87 
Ch−ơng5. Thiết bị sấy thăng hoa 
5.1. Khái niệm.......................................................................................................................91 
5.2. Nguyên lý cấu tạo ..........................................................................................................92 
5.3. Lý thuyết tính toán .........................................................................................................94 
5.3.1. Tính toán nhiệt bình thăng hoa...............................................................................95 
5.3.2. Nhiệt toả ra trong bình ng−ng - đóng băng. ...........................................................96 
5.3.3. Nhiệt cần thiết làm tan băng...................................................................................97 
5.3.4. Hệ số trao đổi nhiệt đối l−u giữa hơi NH3 tới bề mặt ống ......................................97 
5.3.5. Thời gian xả băng τX và thời gian lùa khí trong bình thăng hoa τđ.........................98 
Ch−ơng 6. Các thiết bị phụ trợ hệ thống sấy 
6.1. Thiết bị gia nhiệt ............................................................................................................99 
6.1.1. Bộ gia nhiệt không khí bằng khói lò. ...................................................................101 
6.1.2 Bộ gia nhiệt không khí bằng hơi n−ớc nóng..........................................................101 
6.2. Buồng đốt trong thiết bị sấy .........................................................................................101 
6.2.1. Buồng đốt dùng nhiên liệu rắn. ............................................................................102 
6.2.2. Buồng đốt dùng nhiên liệu lỏng, khí. ...................................................................104 
6.3. Quạt gió........................................................................................................................105 
6.4. Hệ thống làm sạch bụi..................................................................................................107 
6.4.1. Bộ phận tách bụi kiểu buồng. ...............................................................................108 
6.4.2. Bộ phận tách bụi kiểu quán tính. ..........................................................................108 
6.4.3. Bộ phận tách bụi kiểu khe chớp............................................................................109 
6.4.4. Bộ phận tách bụi kiểu xyclôn. ..............................................................................109 
6.5. Bộ phận cách bụi kiểu ống túi vải ................................................................................115 
Tài liệu tham khảo..................................................................................................................122 
Phụ lục.....................................................................................................................................123 
Mục lục....................................................................................................................................142 
Trường ủại học Nụng nghiệp 1 – Giỏo trỡnh Kỹ thuật sấynụng sản -------- ----------------------------------------- 145