zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Cơ khí - Chế tạo máy

Ứng dụng phương pháp đồ thị xác định thời gian sấy phấn hoa

Chia sẻ: Caygaocaolon6 Caygaocaolon6 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

62
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài báo ứng dụng phương pháp đồ thị để xác định thời gian sấy. Phương pháp này có đặc điểm đơn giản, dễ thực hiện và sử dụng để xác định thời gian sấy so với các phương pháp khác với sai số chấp nhận được. Tính toán theo phương pháp này đối với vật liệu là phấn hoa cho thấy kết quả sai lệch so với thực nghiệm khoảng 14% và so với phương pháp tương tự là 8%.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Ứng dụng phương pháp đồ thị xác định thời gian sấy phấn hoa

P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 SCIENCE - TECHNOLOGY ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ XÁC ĐỊNH THỜI GIAN SẤY PHẤN HOA APPLICATION OF GRAPHICAL METHOD TO DETERMINE THE DRYING TIME Trương Minh Thắng nghiệm của quá trình dẫn nhiệt theo Fourier. Theo hướng TÓM TẮT đó, phạm vi nghiên cứu được các tác giả giới hạn đối với Bài báo ứng dụng phương pháp đồ thị để xác định thời gian sấy. Phương tiêu chuẩn Bi truyền chất Bm nằm trong khoảng từ 0 đến pháp này có đặc điểm đơn giản, dễ thực hiện và sử dụng để xác định thời gian sấy 100 (đây cũng là phạm vi phổ biến cho các đối tượng vật so với các phương pháp khác với sai số chấp nhận được. Tính toán theo phương liệu sấy thông thường). Một số giả thiết khi tính toán theo pháp này đối với vật liệu là phấn hoa cho thấy kết quả sai lệch so với thực nghiệm phương pháp này bao gồm: khoảng 14% và so với phương pháp tương tự là 8%. - Các tính chất nhiệt vật lý của vật liệu không đổi. Từ khóa: Phương pháp đồ thị, thời gian sấy. - Bỏ qua ảnh hưởng của trường nhiệt độ đến trường ABSTRACT độ ẩm. This paper introduces the application of graphical method to determine the - Khuếch tán ẩm chỉ xảy ra một chiều. drying time. It is simple method, easily to use than other theory methods and Lúc này phương trình vi phân khuếch tấn được biểu diễn discrepancy acceptable. The results of this method with bee pollen as material dưới dạng (1) và điều kiện đơn trị được viết dưới dạng (2): for drying process show that the discrepancy is 14% experimental and 8% with similar method. 2MR MR D  (1) x 2 τ Key words: Graphical method, drying time. MR(0, )  (R, ) MR(x, 0 )  1;  0; D  mMR  R,   (2) Khoa Cơ khí, Trường Đại học Giao thông Vận tải x x Email: tmthangdhgt@gmail.com Ở đây, D (m2/s) là hệ số khuếch tán ẩm của vật iệu; m Ngày nhận bài: 10/5/2020 (m/s) là hệ số trao đổi chất; R (m) là kích thước xác định, đối Ngày nhận bài sửa sau phản biện: 18/6/2020 M  Mcb Ngày chấp nhận đăng: 24/6/2020 với tấm phẳng R = 1/2 chiều dày và MR  là độ Mi  Mcb chứa ẩm không thứ nguyên với Mcb, Mi (kg/kgVLK) lần lượt là 1. ĐẶT VẤN ĐỀ độ chứa ẩm cân bằng và độ chứa ẩm ban đầu của vật liệu. Khi tính toán quá trình sấy (QTS), vấn đề xác định thời Nghiệm của (1) với điều kiện (2) đã được giải và viết gian sấy (TGS) là rất quan trọng và nó giúp các nhà thiết kế như sau: có thể đưa ra được các điều kiện và quá trình phù hợp để  đạt được yêu cầu về công nghệ, chất lượng sản phẩm sấy MR   Anφ(μn ζ)exp  μn2Fo  (3) n1 và đặc biệt là tối ưu về quá trình vận hành. Đã có nhiều nghiên cứu để nhằm đưa ra các phương pháp xác định TGS đối với tấm phẳng: sao cho chính xác, phù hợp với tính toán và công bố trong 2Bim thời gian qua, nhưng còn phức tạp và chưa thực sự tiện + An  (3a) φ  μ n  μ n  Bim 2  Bim   2 dụng trong thực tế. Với mong muốn giới thiệu thêm một phương pháp để xác định TGS, bài báo này trình bày nội + φ  μn ζ   cos  μn ζ  (3b) dung của phương pháp đồ thị xác định TGS do A.Z Sahin và I.Dincer giới thiệu trong [4, 5]. Phương pháp này có ưu x +ζ  kích thước không thứ nguyên điểm là đơn giản và dễ sử dụng với sai số chấp nhận được. R 2. CƠ SỞ CỦA PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ XÁC ĐỊNH TGS φ μnζ  + n là nghiệm của phương trình  Bimφ μnζ  (3c) A.Z Sahin và I.Dincer [4, 5] trong đã trình bày một ζ phương pháp đồ thị để xác định TGS. Nội dung của phương βmR + Bim  : tiêu chuẩn Bi truyền chất pháp dựa vào nghiệm giải tích chính xác của quá trình D khuếch tán ẩm theo định luật Fick được lấy tương tự như Website: https://tapchikhcn.haui.edu.vn Vol. 56 - No. 3 (June 2020) ● Journal of SCIENCE & TECHNOLOGY 99
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 Dτ ln(2) + Fo  : tiêu chuẩn Forier (thời gian không thứ nguyên) HT  Fo 1  LT  Fo 1  Fo 1  Fo 1  Fo 1  ...  (7) R2 2 4 2 8 4 μn2 Nếu giá trị Fo > 0,2, nghiệm (3) chỉ cần tính cho giá trị - Số lượng các khoảng thời gian giẩm ẩm bán phẩm N: đầu (n = 1) mà vẫn đảm bảo độ chính xác, lúc này (3), (3a) Toàn bộ TGS bây giờ có thể biểu diễn thông qua tổng của trở thành: các khoảng thời gian giảm ẩm bán phần HT cùng với thời MR  Aφ(μζ )exp  μ 2Fo  (4) gian trễ LT và nó được tính theo biểu thức sau: Fo  LT ln(MRC ) 2Bim (4a) N   (8) A 2 2 HT ln 2  φ μ  μ  Bim  Bim  Như vậy, thời gian không thứ nguyên Fo sẽ tính được là: - Độ chứa ẩm tại tâm của vật (ứng với  = 0) sẽ bằng: Fo = LT + N.HT (9) MRC  A exp  μ 2Fo  (5) - Sự tương quan của số liệu từ thực nghiệm QTS: Từ đó suy ra giá trị cần thiết của Fo để đạt đến một giá Biểu thức xác định độ chứa ẩm không thứ nguyên ở tâm trị MRC nào đó là: vật được viết lại dưới dạng hàm số của hệ số sấy S (1/s) và  A  hệ số trễ G (đại lượng đặc trưng cho ảnh hưởng của ẩm trở ln  bên trong vật liệu đối với quá trình truyền ẩm [14]: MR Fo   2 C  (5a) MRC = G.exp(-S) (10) μ Lấy (10) và (5) đối chiếu với nhau sẽ thấy rằng có sự - Thời gian trễ LT: Đây là khoảng thời gian không thứ tương đồng về các hệ số như sau: nguyên Fo từ khi bắt đầu quá trình sấy đến khi bước vào chu kỳ giảm ẩm bán phần HT tại tâm của vật liệu sấy bắt μ 2 .D G = A và S  (11) đầu hay nói cách khác đó là khoảng thời gian từ lúc ban R2 đầu QTS đến khi độ chứa ẩm không thứ nguyên ở tâm Từ những phân tích trên, tác giả [4, 5] đã xây dựng các MRC = 1, lúc này (5a) sẽ trở thành: đồ thị (hình 2) và giới thiệu phương pháp xác định TGS cho ln  A  (5b) tấm phẳng. LT  2 - Thời gian giảm ẩm bán phẩm HT: Nếu lấy MRC = 1/2 nghĩa là độ ẩm tại tâm giảm xuống còn 50%, giá trị Fo ln 2A  trong (5a) sẽ là: Fo 1  (6) 2 μ2 Hình 2. Đồ thị xác định TGS tấm phẳng [4, 5] a) quan hệ LT và A theo (5b); b) quan hệ 2 và A theo (4a); Hình 1. Đặc tính đường cong sấy theo MRC và Fo [4,5] c) quan hệ 2 và log(Bim) theo (3c); d) quan hệ log(HT) và log(Bim) theo (7) Vì một nửa thời gian giảm ẩm bán phần ở tâm HT bao Đồ thị trên được xây dựng trong phạm vi giới hạn của gồm cả thời gian trễ ban đầu LT nên khi trừ đi thành phần giá trị Bim như đã trình bày ở trên: 0 < Bim < 100  -1 < này ta được các khoảng thời gian giảm ẩm bán phần ứng log(Bim) < 2 và như vậy 1 < A < 1,3. với các giá trị MRC = 1/4, 1/8... tức là Fo 1  ln 4A 2 , Cuối cùng, các bước để xác định TGS tấm phẳng bao gồm: 4 μ Cho trước hệ số trao đổi chất m, hệ số khuếch tán ẩm ln  8A  D, độ chứa ẩm tại tâm ở cuối quá trình sấy MRC và tất nhiên Fo 1  ,...hay: 8 μ2 là cả kích thước xác định của tấm phẳng R: 100 Tạp chí KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ● Tập 56 - Số 3 (6/2020) Website: https://tapchikhcn.haui.edu.vn
P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 SCIENCE - TECHNOLOGY β mR Mend 0,111 - Tính tiêu chuẩn Bi theo Bim  , từ đó xác định được ln( ) ln( ) D ln(MRC ) Mi 0,4389 N     1,983 HT, 2 lần lượt theo đồ thị (d) và (c). ln 2  ln(2) ln(2) - Từ 2 đã biết, tra đồ thị (b) tìn ra hệ số A (mà A = G) - Thời gian không thứ nguyên Fo (9) bằng: - Từ A đã biết tìm ra LT trên (a) Fo = LT + N.HT =0,16 + 1,983.2,14 = 4,4 - Tính N theo (8) Cuối cùng tìm được TGS là: Sau khi có được HT, LT, N sẽ tính được Fo theo (9) và TGS từ biểu thức: Fo.R2 4, 4.0, 0052 τ   11494,3 (s) hay  = 191,6 phút D 9, 57.109 Fo.R2 τ (12) D Như vậy, với kết quả tính toán theo phương pháp đồ thị Ta thấy, phương pháp xác định TGS bằng đồ thị vẫn dựa trình bày ở trên, sự chênh lệch về TGS giữa tính toán và trên nguyên tắc chung của phương pháp giải tích kết hợp thực nghiệm chỉ bằng 223 - 191,6 = 31,4 phút, bằng (14% thực nghiệm như phương pháp của A.V Luikov và so với thực nghiệm) và sai lệch so với phương pháp tương Phynhenko đã trình bày ở trên. Tuy nhiên, cách làm đơn tự là 204,6 - 191,6 = 13 phút (bằng 6,3% so với phương giản hơn và với cách ngược lại, có thể xác định được các pháp tương tự). thông số của vật liệu ẩm như hệ số trao đổi ẩm m và hệ số Có thể nói phương pháp đồ thì đã trình bày ở trên cho khuếch tán ẩm D. Nội dung này sẽ được trình bày trong các kết quả tính toán trong trường hợp này và đơn giản hơn so bài báo khác. với phương pháp tương tự [1, 2, 3]. Tuy nhiên để đánh giá Để minh chứng cho việc tiện dụng cũng như độ chính toàn diện đối với các trường hợp khác cũng như quá trình xác của phương pháp này, ở đây sử dụng các thông số sấy khác rất cần phải có những nghiên cứu tiếp theo. trong [1] để tính toán và tiện so sánh. Trong đó, tác giả sử 4. KẾT LUẬN dụng phương pháp tương tự để xác định TGS, phương Bài báo đã trình bày cơ sở lý thuyết của phương pháp đồ pháp này đã được giới thiệu và ứng dụng nhiều trong một thị để xác định TGS đối với vật liệu sấy có hình dạng tấm số công trình gần đây như [2, 3]... các thông số dùng để phẳng. Kết quả tính toán đối với quá trình sấy phấn hoa đã tính toán bao gồm [1]: thể hiện sự tiện dụng và đảm bảo độ chính xác không quá - Vật liệu sấy: Phấn hoa 15% so với thực nghiệm. Tuy nhiên, như đã trình bày ở trên, - Chiều dày lớp Phấn hoa: 2.R = 0,01 (m) phương pháp này còn có thể sử dụng theo cách ngược lại để - Độ chứa ẩm ban đầu của vật liệu: xác định các thông số của quá trình sấy như hệ số trao đổi chất, hệ số khuếch tán ẩm... Mặt khác, để khẳng định độ tin Mi = 0,4389kg/kgVLK cậy và đảm bảo tính phổ quát, sự phù hợp với các hình dạng - Độ chứa ẩm cuối QTS: Mend = 0,111 kg/kgVLK vật liệu sấy khác nhau, điều kiện sấy khác nhau cần phải có - Nhiệt độ tác nhân sấy: 45oC những nghiên cứu ứng dụng trong thời gian tới. Các nội - Hệ số trao đổi chất: m = 7,17.10-7 (m/s) dung này sẽ được trình bày trong các công bố tiếp theo. - Hệ số khuếch tán ẩm: D = 9,57.10-9 (m2/s) - TGS thực nghiệm sấy: 223 phút - TGS tính theo phương pháp tương tự: 204,6 phút TÀI LIỆU THAM KHẢO 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN [1]. Lê Quang Huy, 2017. Nghiên cứu kỹ thuật sấy phấn hoa ở Việt Nam. LATS Ở nhiệt độ 45oC, theo các bước đã trình bày trên ta tìm KT Trường Đại học Nông lâm TP. Hồ Chí Minh được TGS ở chế độ này như sau: [2]. Trương Minh Thắng, 2013. Ứng dụng phương pháp tương tự xác định thời - Tính tiêu chuẩn Bi ô truyền chất: gian sấy sợi cà rốt. Tạp chí năng lượng nhiệt, số 112. βmR 7, 17.10 7.0, 005 [3]. Trương Minh Thắng, 2015. Nghiên cứu ảnh hưởng của hiện tượng co ngót Bi45    0, 375 vật liệu sấy đến thời gian sấy cà rốt dạng thái lát. Tạp chí Khoa học và Công nghệ m D 9, 57.10 9 Việt Nam, số 11. - Sau khi lấy log(Bim) = -0,4264 sử dụng đồ thị (d) tìm [4]. A.Z. Sahin, I.Dincer, 2002. Graphical determination of drying process and được log(HT) = 0,33 suy ra HT = 2,14; sử dụng đồ thị (c) tìm moisture transfer parameters for solids drying. International Journal of Heat and được 2 = 0,33 Mass transfer 45-3267-3273 - Từ 2 = 0,33 tra trên (b) tìm được G = 1,053 = A và trên [5]. Ibrahim Dincer, Calin Zamfirescu, 2016. Drying phenomena theory and (a) tìm được LT = 0,16. applications. 3rd John Wiley & Sons, Ltd. - Tính N theo biểu thức (8), tuy nhiên do độ chứa ẩm cân bằng rất nhỏ nên có thể bỏ qua giá trị này và M AUTHOR INFORMATION MRC  end : Mi Nguyen Minh Thang Faculty of Mechanical Engineering, University of Transport and Communications Website: https://tapchikhcn.haui.edu.vn Vol. 56 - No. 3 (June 2020) ● Journal of SCIENCE & TECHNOLOGY 101

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.