intTypePromotion=1

Nghiên cứu xây dựng phần mềm tính toán nhiệt quá trình sấy bằng không khí ẩm có hồi lưu tác nhân sấy

Chia sẻ: Bình Bình | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

0
3
lượt xem
0
download

Nghiên cứu xây dựng phần mềm tính toán nhiệt quá trình sấy bằng không khí ẩm có hồi lưu tác nhân sấy

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết tiến hành xây dựng các lưu đồ thuật toán và thiết lập phần mềm tính toán nhiệt hệ thống sấy. Cho phép người sử dụng có nhiều lựa chọn trong quá trình tính toán với thời gian ngắn và chính xác nhất.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu xây dựng phần mềm tính toán nhiệt quá trình sấy bằng không khí ẩm có hồi lưu tác nhân sấy

  1. 110 Nguyễn Lê Châu Thành, Nguyễn Công Vinh, Nguyễn Hoài NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG PHẦN MỀM TÍNH TOÁN NHIỆT QUÁ TRÌNH SẤY BẰNG KHÔNG KHÍ ẨM CÓ HỒI LƯU TÁC NHÂN SẤY THE STUDY OF BUILDING SOFTWARE TO CALCULATE THE HEAT OF DRYING PROCESS BY HUMID AIR WITH THE REFLUX DRYING AGENT Nguyễn Lê Châu Thành, Nguyễn Công Vinh, Nguyễn Hoài Trường Cao đẳng Công nghệ - Đại học Đà Nẵng; nguyenlechauthanh@gmail.com, vinh240480@gmail.com, hoainguyen.tme@gmail.com Tóm tắt - Nhằm tạo ra chế độ sấy dịu đồng thời giảm tổn thất nhiệt Abstract - In order to generate soothing drying mode and reduce heat do tác nhân sấy thải ra ngoài, chúng ta có thể sử dụng chế độ sấy losses due to drying agent discharged, the partial reflux drying mode hồi lưu một phần trước hoặc sau Calorifer. Kết quả cho thấy quá before or after Calorifer can be used. The results show that the process trình hồi lưu tác nhân sấy đã làm cho hiệu suất nhiệt và chất lượng of reflux drying agent increases thermal efficiency and product quality sản phẩm sấy tăng lên đáng kể so với khi không hồi lưu [1]. Hơn considerably than that without reflux. In addition, in our country, drying nữa ở nước ta công nghệ sấy ngày càng phát triển, nhất là trong technology increasingly develops, particularly in the industry of các ngành hải sản, rau quả, nông sản và các loại thực phẩm. Do seafood, vegetables, agricultural products and foodstuffs. Therefore, it đó, việc nghiên cứu, xây dựng và hoàn thiện phần mềm tính toán is very essential to research, build and improve the software of heat nhiệt của quá trình sấy có hồi lưu tác nhân sấy phù hợp với điều calculation of drying process that has reflux drying agent in accordance kiện tự nhiên, kỹ thuật ở nước ta là hết sức thiết thực. Đồng thời, with natural conditions and techniques in our country. At the same time, giúp qúa trình tính toán, thiết kế hệ thống sấy được thực hiện một it helps the procedure of computation, the design of drying system be cách nhanh chóng, chính xác, tiết kiệm công sức tính toán, năng done quickly and accurately, saving calculation time, energy as well as lượng và nâng cao chất lượng sản phẩm sấy. enhancing the quality of dried products. Từ khóa - Hồi lưu; phần mềm; tác nhân sấy; tiết kiệm năng lượng; Key words - reflux; software; drying agent; energy saving; nhiệt độ temperature 1. Đặt vấn đề Hiện nay kỹ thuật sấy có hồi lưu một phần tác nhân sấy được sử dụng khá rộng rãi trong các hệ thống sấy. Nét nổi bật của phương án này thể hiện ở hai mặt là tiết kiệm năng lượng và nâng cao chất lượng sản phẩm sấy [1]. Cụ thể khi cùng nhiệt độ tác nhân sấy vào ra như nhau, thì phương án sấy có hồi lưu một phần tác nhân sấy bao giờ cũng tiết kiệm nhiệt lượng hơn khi không hồi lưu. Mặt khác, khi sấy hồi lưu tạo ra chế độ sấy dịu dàng hơn, cường độ thoát ẩm chậm hơn làm cho sản phẩm sau khi sấy ít bị cong vênh, gãy vỡ. Tuy nhiên, trong quá trình Hình 1. Sơ đồ nguyên lý quá trình sấy có hồi lưu TNS tính toán nhiệt có hồi lưu tác nhân sấy (TNS) sử dụng rất nhiều thông số, công thức phức tạp. Do đó để thuận lợi cho việc này, tác giả xây dựng các lưu đồ thuật toán và thiết lập phần mềm tính toán nhiệt hệ thống sấy. Cho phép người sử dụng có nhiều lựa chọn trong quá trình tính toán với thời gian ngắn và chính xác nhất. 2. Nội dung nghiên cứu 2.1. Cơ sở lý thuyết Để có thể đánh giá chính xác hơn khả năng ứng dụng và hiệu quả kinh tế của quá trình sấy có hồi lưu tác nhân sấy. Trên cơ sở phân tích và tổng hợp cơ sở lý thuyết về Hình 2. Đồ thị I - d quá trình sấy có hồi lưu TNS tính toán nhiệt các hệ thống sấy [1]. Tác giả đã tiến hành (Ở đây các chữ cái A; B; C; M ký hiệu cho các điểm nghiên cứu, xây dựng các lưu đồ thuật toán cho việc tính nút, còn các số 0; 1; 2 ký hiệu cho các trạng thái tương ứng toán nhiệt hệ thống sấy có hồi lưu tác nhân sấy bằng ngôn với điểm). ngữ lập trình Visual Basic 6.0. Các thông số ban đầu phục 2.2. Xác định các thông số vụ cho quá trình lập trình được chọn trong phạm vi rộng. Điều này giúp quá trình tính toán thuận lợi, nhanh chóng 2.2.1. Thông số TNS ban đầu (điểm A) và chính xác. - Lượng chứa ẩm:
  2. ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 11(120).2017, QUYỂN 2 111 0 pb 0 1 ; kg kk/kg ẩm (12) d 0  0,621 ; kg ẩm/kg kk (1) l B  0pb 0 d2  dM - Entanpi: - Nhiệt lượng tiêu hao để bốc hơi 1 kg ẩm: I0 = 1,004.t0 + d0(2500 +1,842.t0); kJ/kg kk (2) I  I ; kJ/kg ẩm (13) q 1 M Hệ số hồi lưu là số kg không khí khô của tác nhân sấy d2  dM quay trở lại để hòa trộn với một kg không khí khô của 2.3. Xây dựng phần mềm không khí ẩm bên ngoài (tác nhân sấy từ môi truờng mới) đưa vào: Từ các công thức trên, tác giả tiến hành xây dựng lưu đồ thuật toán quá trình sấy thực có hồi lưu tác nhân sấy như lh (3) n Hình 3. l0 2.2.2. Thông số TNS sau khi gia nhiệt ở calorifer (điểm B) - Entanpi: I1 = Cpk.t1 + dM.i1; kJ/kg kk (4) - Lượng chứa ẩm: d1 = dM; kg ẩm/kg kk 2.2.3. Thông số TNS sau khi sấy (điểm C) Trên thực tế, để xác định giá trị Δ trong các thiết bị sấy thực, chúng ta phải tính đến các tổn thất do thiết bị chuyển tải, do vật liệu sấy và do kết cấu bao che. Trong đó, tính toán tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che là quan trọng và phức tạp nhất. Đương nhiên, các tổn thất này chỉ có thể tính được trong những điều kiện cụ thể với kết cấu bao che cụ thể. Vì các lý do này, nên việc xác định Δ sẽ được thảo luận và tính toán chi tiết trong bài báo sau. Ở đây, để không làm mất đi tính tổng quát của quá trình sấy, chúng tôi chọn một vài giá trị thường có thể xảy ra tương ứng với ba quá trình sấy cơ bản (Δ = 0 sấy lý thuyết), Δ > 0 hoặc Δ < 0 (sấy thực) để xây dựng thuật toán và phần mềm sấy lý thuyết và sấy thực. - Lượng chứa ẩm: C pk t 1  t 2  d 0 i1     kg ẩm/kg kk (5) d2  i 2   i   2   1 n n i1    1 i 2   1  n  ; - Độ ẩm tương đối: B.d 2 ;% (6) Hình 3. Lưu đồ thuật toán quá trình sấy thực tối ưu 2  p b 2 0,621  d 2  Trên cơ sở lý thuyết ở Mục 2, chúng tôi chọn phần mềm Visual Basic để xây dựng chương trình tính toán, giao diện - Entanpy: I2 = Cpk.t2 + d2.i2; kJ/kg kk (7) của chương trình như Hình 4. Chương trình gồm ba phần: 2.2.4. Thông số TNS hòa trộn (điểm M) phần nhập số liệu ban đầu, phần kết quả tính toán nhiệt và - Lượng chứa ẩm: phần các nút lệnh. d 0  nd 2 ; kg ẩm/kg kk dM  (8) 1 n - Entanpy: I  I 0  nI 2 ; kJ/kg kk (9) 1 n M - Nhiệt độ: C d t  nC dx d 2 t 2 ; 0C (10) t M  dx 0 0 1  n C dx d M  - Độ ẩm tương đối: B.d M ;% (11) M  p bM 0,621  d M  2.2.5. Tính toán các đại lượng - Lượng tác nhân sấy để bốc hơi 1 kg ẩm: Hình 4. Giao diện tính toán quá trình sấy có hồi lưu TNS
  3. 112 Nguyễn Lê Châu Thành, Nguyễn Công Vinh, Nguyễn Hoài diện bằng tiếng Việt, cấu trúc đơn giản, dễ sử dụng và tiện lợi khi cập nhật dữ liệu. Phần mềm đã phần nào đạt được mục đích tự động hóa việc tính toán nhiệt quá trình sấy có hồi lưu. Phần mềm này không những cho phép người sử dụng tính toán thiết kế hệ thống sấy có hồi lưu tác nhân sấy với các thông số nhập vào của bài toán thiết kế cố định mà còn cho phép tính toán thiết kế hệ thống sấy với nhiều chế độ sấy hồi lưu khác nhau với các thông số được lựa chọn hợp lý trong thời gian ngắn nhất. Từ đó có thể lựa chọn phương án thiết kế tối ưu về mặt tiết kiệm năng lượng và phí đầu tư Hình 5. Phần nhập số liệu ban đầu ban đầu. Sau khi nhập hoặc chọn xong các dữ liệu ban đầu [3] Đối chiếu kết quả giữa sấy lý thuyết và sấy thực, nhận thì phần mềm chuyển tính toán quá trình sấy lý thuyết và thấy độ chênh lệch lưu lượng tác nhân sấy tăng 7%, lượng sấy thực với việc phải lựa chọn quá trình sấy có hệ số hồi nhiệt cấp vào cho quá trình sấy tăng 10%. Điều này nói lên lưu khác nhau. Xác định các thông số điểm đầu, điểm cuối trong thực tế khi sấy thì nhiệt lượng bổ sung thường nhỏ của tác nhân sấy và các đại lượng khác. hơn nhiệt lượng tổn thất (nhằm tiết kiệm năng lượng). Vì vậy để giảm được các đại lượng này ta cần bọc cách nhiệt tốt cho hệ thống sấy và kết cấu đường ống. Theo kết quả nghiên cứu lý thuyết [2] và số liệu từ phần mềm tính toán nhiệt cho thấy. Hệ số hồi lưu không ảnh hưởng đến khả năng tiết kiệm nhiệt của phương án mà chỉ phụ thuộc vào độ chênh lệch của nhiệt độ sau khi sấy t2 và nhiệt độ ban đầu t0. Khi độ chênh lệch này càng lớn thì sấy hồi lưu càng hiệu quả tiết kiệm năng lượng. Tuy nhiên hệ số hồi lưu càng lớn thì lưu lượng tác nhân sấy qua quạt gió càng cao, vì vậy làm tăng chi phí điện năng. Do đó chọn tỷ số hồi lưu thích hợp là vấn đề tối ưu hóa trên cơ sở chất lượng sản phẩm sấy phải đảm bảo tốt và vốn đầu tư thấp nhất. Đây là bài toán kinh tế kỹ thuật và chỉ có thể giải quyết bằng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm trên mô hình. Để làm được điều này, trong thời gian đến chúng tôi sẽ tiến hành nghiên cứu chế tạo mô hình và sấy thực nghiệm, đồng thời so sánh đối chiếu với các kết quả lý thuyết tính được từ phần mềm. Kết nối với hệ thống máy tính và phần Hình 6. Kết quả tính toán nhiệt mềm điều khiển, để theo dõi và điều khiển các hoạt động Quá trình sấy “tối ưu” là quá trình sấy nhằm giảm độ của hệ thống sấy. ẩm tương đối của tác nhân sấy sau quá trình sấy để tiết kiệm tổn thất nhiệt do tác nhân sấy mang đi. Tuy nhiên chúng ta TÀI LIỆU THAM KHẢO cần chú ý đến độ ẩm cuối của của vật liệu ω2 để cường độ [1] Trần Văn Phú, Tính toán thiết kế hệ thống sấy. Nhà xuất bản giáo thoát ẩm vẫn đạt tối đa. Khi đó điều kiện để kiểm tra dục, năm 2001. chương trình là 80% ≤ φ2 ≤ 85% và kết quả này cũng phù [2] Trần Văn Phú, Đặng Trần Thọ, Thuật toán và chương trình giải bài hợp với điều kiện thực tế. toán quá trình sây hồi lưu một phần. Tạp chí Khoa học Công nghệ Nhiệt, tháng 3 - 2001, trang 11-12. 3. Kết luận [3] Đậu Quang Tuấn, Tự học lập trình Micorsoft Visual Basic 6.0. Nhà Phần mềm được viết bằng Visual Basic 6.0 có giao xuất GTVT, năm 2006. (BBT nhận bài: 02/10/2017, hoàn tất thủ tục phản biện: 31/10/2017)
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2