CÁC THÔNG SỐ CẦN THIẾT TRONG THIẾT KẾ QUẠT SẤY

1/ Các thông số của quạt:

Trong công nghệ sấy, các thông số cần quan tâm của quạt là lượng gió, tĩnh áp, công suất và hiệu suất. Liên hệ giữa các thông số này được biểu diễn trên cùng một đồ thị gọi là “đường đặc tính” quạt.

·  Lượng gió (air flow): là thể tích không khí chuyển động qua quạt trong một đơn vị thời gian. Đơn vị đo là (m³/s), (m³/h), hoặc (cfm) trong hệ Anh Mỹ cũ (qui đổi 1000 cfm =  0,47 m³/s), thường ký hiệu Q, tính theo công thức:                                                                       

 Q =  V_kk ´ A          (m³/s)   

Với:         V_kk   = vận tốc trung bình của dòng khí tại tiết diện đo, m/s

                A     = diện tích tiết diện đo vận tốc, thẳng góc với dòng khí, m²

Lượng gió tính theo công thức trên là lưu lượng thể tích, nếu tính theo lưu lượng khối lượng ta có:

·  Tĩnh áp (static pressure): là áp suất cần thiết để thắng trở lực của đường ống, sàng lỗ và khối hạt. Tĩnh áp trong buồng sấy tương tự như tĩnh áp làm căng trái bóng hay ruột xe, thường ký hiệu Dp, đơn vị đo là Pa hoặc mmH₂O (1 Pa = 1 N/m²; 1 mmH₂O = 9,8 Pa » 10 Pa).

· Động áp: là áp suất liên quan đến tốc độ chuyển động của dòng khí, để thắng lực ma sát với thành ống và ma sát giữa các phần tử không khí. Thường ký hiệu H­_­­­đ, đơn vị tính là Pa hay mmH₂O.

Với chất khí, dựa vào phương trình Bernouilli, đã chứng minh được:

                                    Tĩnh áp (Dp) + Động áp  (H_đ)  =  Tổng áp

Các giá trị tĩnh áp và động áp của quạt thường xác định qua khảo nghiệm, với các thiết bị và dụng cụ đo như hình (1 và 2).

Theo phương pháp này, giá trị vận tốc dòng khí V_kk trong công thức có thể xác định theo công thức:

Trong thực tế, tĩnh áp có thể đo bằng cách xác định hiệu số giữa áp suất trong buồng và áp suất khí trời bằng dụng cụ đơn giản như hình (3).

Với:            r  = khối lượng riêng chất lỏng, kg/m³

                   g  = 9,81  m/s²

                   h  = độ chênh lệch cột chất lỏng, m

Ta có:                       Dp  =  r g h      N/m²       

         Hình 3:  Dụng cụ đơn giản

  đo tĩnh áp khi máy sấy

 ·  Công suất quạt:

–  Công suất lý thuyết: là công suất tối thiểu để tạo lượng gió và tĩnh áp cần thiết, ký hiệu P_LT . Nếu không xét tổn thất, tức xem hiệu suất là 100%, P_LT tính theo công thức :

–  Công suất thực tế: là công suất động cơ cần để kéo quạt, bao gồm cả hao hụt về khí động, hao hụt do truyền động từ động cơ đến quạt. Để khách quan, không tính hao hụt do bản thân động cơ, thường dùng động cơ điện để đo và trừ công suất chạy không tải.

·  Hiệu suất tĩnh (static efficiency) h_{­­­­­­­ T}:                                                              

      ·  Hiệu suất cơ (static efficiency) h_{­­­­­­­C} : Tính tương tự như trên, nhưng thay tĩnh áp Dp ở  biểu thức (5.10) bằng tổng áp ( = tĩnh áp + động áp). Trong tính toán thực tế về sấy hay bảo quản, ít dùng hiệu suất này.

2. Đường đặc tính quạt:

Được xây dựng từ thực nghiệm, biểu diễn các quan hệ giữa áp suất, hiệu suất, công suất với lượng gió. Một ví dụ đường đặc tính quạt xây dựng từ kết quả khảo nghiệm quạt SHG-4 thể hiện qua hình (4).

Hình 4:  Đường đặc tính quạt hướng trục SHG-4