Bài toán Sấy cát - Help me!!!!!!!

Bài toán Sấy cát - Help me!!!!!!!

Mình sắp quên hết vật lý đến nơi rồi nên không biết giải bài sau như thế nào! Nhờ các bạn box Vật lý giúp mình bài này nhé -Tạm gọi là bài toán sấy cát:

Tính công suất cần thiết (KW) để làm bay hơi hết 400 kg nước trong 1600 kg cát.

Xin cám ơn trước!

WJT.

Nếu tuyệt đối hóa coi nước chi? bốc hơi ơ? 100 độ thi? bạn cứ tinh năng lượng đê? bốc hơi hết nước va? đê? nâng cát lên 100độ. công thức la? Q=mcT với T la? hiệu nhiệt độ, c la? nhiệt dung riêng, m la? khối lượng. Co?n bay hơi thi? Qbayhơi=m nhân lamda. Lamda la? năng lượng đê? bốc hơi 1kg nước (tư? chuyên du?ng la? gi? quên rô?i)
Co?n nếu la? thực tiêfn thi? chịu.

Cám ơn KTY (Không tình yêu?)!
Mình muốn hỏi thêm các bạn: Năng lượng cần thiết để sấy khô 1600 kg cát +400 kg nước (cứ để lẫn nhau) có bằng tổng năng lượng để làm bay hơi 200 kg nước (chỉ nước không) và năng lượng để sấy khô 1600 kg cát + 200 kg nước không (là đống trên để ráo bớt 200 kg nước)?
WJT.

Nếu không tính là cần năng lượng để nước tách ra khỏi cát (ngấm nước) thì có thể coi như thế

Có thể các bạn bị ám ảnh bởi hiện tượng nước đun sôi nên cứ nghĩ rằng để làm bay hơi nước, cần phải đun nóng hỗn hợp cát+nước. Thực tế là cát có thể khô ở bất kỳ điều kiện nhiệt độ nào vì nước bay hơi ở mọi nhiệt độ, kể cả ở trạng thái đóng băng.
Để tính toán năng lượng làm bay hơi một khối lượng nước, có thể căn cứ vào đại lượng nhiệt hóa hơi của nước ở điều kiện áp suất cụ thể, nhân với khối lượng nước. (Nhiệt hóa hơi của nước có thể tra trong một số tài liệu kỹ thuật nhiệt công).
 
 
 

Rất cám ơn các bạn đã chỉ giáo! Không hiểu rõ lắm, nhưng mình vẫn có cảm giác là để sấy khô 1200 kg trộn với 400 kg nước (sấy khô hoàn toàn cát đấy) thì sẽ tiêu tốn năng lượng hơn là tổng năng lượng để sấy 1200 kg cát +200 kg nước và làm bay hơi riêng 200 kg nước.
Các bạn thử nghĩ xem liệu có phải thế không!
WJT.

đaf biê?u la? lý tươ?ng hóa ru?i ma?. Co?n thực tế thi? cứ đem đê? chôf khô ráo sau một thơ?i gian la? khô hết, không mất tí năng lượng na?o (năng lượng mất tiê?n mới có)

Đây là bài toán kỹ thuật cần giải quyết, vì thế mình muốn nhờ các chuyên gia vật lý tính toán một cách nghiêm chỉnh. Mục tiêu của bài toán là đi tìm giải pháp tiết kiệm năng lượng trong việc sấy cát. Việc lý tưởng hoá mình nghĩ là khi giải quyết các bài toán về mặt lý thuyết, hoặc là chỉ giải để học, để hiểu thôi. Trong trường hợp này mình nghĩ có khi nó cũng không đơn giản như thế đâu?
Còn trường hợp này yêu cầu bắt buộc phải sấy thật khô, chứ có đem phơi nắng (như đề xuất của KTY) cả năm thì cũng chưa đạt yêu cầu đâu.
WJT.

Chào bạn WJT
Tôi đồng ý rằng đây là bài toán không đơn giản chút nào về phương diện thực tiễn. Về mặt lý thuyết thì không có gì khó hiểu: để tách nước ra khỏi cát, ta cần năng lượng để làm hóa hơi toàn bộ số nước có trong cát và hơi nước đi nơi khác để chúng không bị cát hấp thụ trở lại. Tuy nhiên, tôi cho rằng đây là một trong những trường hợp mà tính toán lý thuyết không mấy ăn nhập gì với thực tiễn, chủ yếu do ta thiếu quá nhiều dữ liệu giúp cho việc tính toán trở nên có ý nghĩa.
Xin ví dụ: nếu muốn đẩy nhanh quá trình hóa hơi và lấy hơi đi, ta cần dùng luồng không khí khô và nóng thổi qua hỗn hợp cát+nước đang được làm cho tơi vụn ra. Vậy thì năng lượng để thổi gió, sấy nóng gió và làm tơi cát cũng như lượng gió nóng còn nhiệt dư thổi ra môi trường còn lớn gấp nhiều lần năng lượng hóa hơi cho nước.
Bởi vậy, bạn nên quan tâm tới mô hình thiết bị dùng để sấy cát hơn là những tính toán vật lý lý thuyết không mấy thiết thực. Một dạng thiết bị sấy khá phổ biến là kiểu thùng quay nằm ngang, khá giống thiết bị thùng quay trong công nghiệp sản xuất xi măng. Khi thùng này quay, cát trong thùng sẽ luân phiên được tung lên cao rồi rơi xuống. Thân thùng thực ra hơi xiên. nên cát có xu hướng chạy từ đầu cao đến đầu thấp. Trong khi đó, luồng gió khô nóng thổi ngược chiều từ đầu thấp đến đầu cao sẽ lấy nước đi. Vậy là cát ướt liên tục được đổ vào phía đầu cao và ta thu được cát khô chảy ra liên tục ở đầu thấp. những tính toán cho thiết bị này cũng chỉ tương đối chứ không thực chính xác, mọi sai lệch sẽ được sử lý bằng nhiều giải pháp điều chỉnh thiết kế hoặc công nghệ khi vận hành. Ví dụ, khi cát ra vẫn còn ẩm, ta có thể tăng lưu lượng cho gió. Tất nhiên lưu lượng gió chỉ có thể tăng tới một giới hạn để tránh thổi cát bay ngược trở lại, khi đó cần cân nhắc giữa chi phí năng lượng để tăng nhiệt độ gió hay giảm năng suất bằng cách giảm độ nghiêng của thùng quay, thậm chí kéo dài thùng quay, vân vân. Qua đó, bạn thấy việc tính toán lý thuyết là khó chính xác, những tổn thất năng lượng trên đường ống và trong thiết bị sử dụng, chiếm đại đa số năng lượng hệ thống (có thể từ 70~90%), là rất khó xác định và biến thiên dữ dội tùy thuộc vào cấu tạo bản thân thiết bị, thời tiết (nhiệt độ và độ ẩm không khí), tay nghề và kinh nghiệm điều chỉnh khi vận hành ...
Bạn có bao giờ tự hỏi rằng thực ra để làm chín một nồi cơm cho bốn người ăn, ta cần bao nhiêu năng lượng? Để trả lời được câu hỏi này, bạn cần biết cơm sẽ nấu bằng phương tiện gì và làm thực nghiệm (chứ không tính toán!). Nếu bằng gas, bạn cần 20 phút, tương đương 40 gram gas và xấp xỉ 400Wh. Nếu đun bằng nồi điện 600W, bạn cũng cần 20 phút, tương đương 200Wh. Nếu đun bằng lò vi ba, bạn cần 5 phút 800W + 15 phút 150W, tương đương 104Wh. Vậy là bạn thấy rằng để nấu chín một lượng cơm như nhau, bằng những phương tiện khác nhau, ta có những chi phí năng lượng rất khác nhau.

Rất cám ơn bác dcl2002!
Bác nói rất đúng! Đúng là những bài toán này đúng là cần có các số liệu và kinh nghiệm thực tiễn để giải quyết thật! Và việc phân tích tính toán và lựa chọn thiết bị sấy là rất quan trọng. Tuy nhiên vì em thấy có nhiều trường hợp người ta đem cát+nước vào sấy luôn, nên em mới nghĩ đến việc là để cho cát + nước nghỉ ngơi độ vài chục ngày đã, rồi mới đem sấy. Khi đó chắc chắn là sẽ tiết kiệm được khá nhiều năng lượng. Tuy nhiên bay giờ mình phải chỉ ra được là sẽ tiết kiệm được bao nhiêu, để thuyết phục họ thay đổi quy trình và chắc chắn sẽ phải thay đổi 1 phần thiết bị (vì thế nên họ phải cân nhắc hiệu quả kinh tế). Chính vì thế mà em mới đặt vấn đề các bác giải giúp em bài toán này! Em cũng nghĩ rằng, những số liệu thực tiễn (hoặc các hệ số gì đó) về các bài toán kiểu này đã được đúc kết thành sách rồi vì chắc nó cũng không phải là bài toán mới mẻ.
Nếu bác dcl2002 và các bác khác có tài liệu nào nói về thiết bị sấy cát (hoặc sấy cái gì đó gần giống cũng được) thì giúp em với nhé!
Rất cám ơn các bác!
WJT.