Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Расчетно - практическое занятие № 16

⇐ ПредыдущаяСтр 10 из 12Следующая ⇒

Расчет барабанной сушилки

Выполнить расчет процесса сушки в барабанной сушилке по следующим данным

Gн – масса влажного материала, поступающего на сушку, кг;

U н – начальная влажность материала, %;

U к – конечная влажность материала, %;

rм – насыпная плотность материала, кг/м³;

t₀,°C; j_0, - параметры наружного воздуха (принять по данным населенного пункта);

t₁– температура воздуха на входе в сушилку, °C;

t₂ - температура воздуха на выходе из сушилки, °C;

t^’_м – температура влажного материала, °C;

t^”_м - температура высушенного материала, °C

Таблица 16.1 - Индивидуальные задания по распылительным сушилкам

№	Gн, кг / ч	Характеристика процесса сушки
Вар.	U н, %	U к., %	rм, кг/м³	t_1,⁰С	t₂.,⁰С	t^’_м,⁰С	t^”_м,⁰С

Пример выполнения задания

1.1 Количество влаги, испаряемой за час

1.2 Количество материала, высушенного за час

1.3 Размеры сушильного барабана

Объем барабана

Где А- напряжение барабана по влаги, определяемое опытным путем (А = 2…5),

принято А=4 кг/ м³*ч

Отношение длины барабана к диаметру должно быть 3,5,7;

принимают L / D = 5

Диаметр барабана находят из соотношения

Длина барабана

По нормалям завода «Прогресс» выбирают сушильный барабан с диаметром d=2000мм и длиной L=8000мм.

Число оборотов барабана в 1сек

Где a- опытный коэффициент; tg a-тангенс угла наклона барабана; τ-время пребывания материала в барабане, сек.

Время пребывания материала в барабане

Здесь Gср- средняя масса материала, проходящего через барабан;

b = 0,12- коэффициент заполнения барабана;

rср @ rм=745 кг/м³- средняя насыпная плотность материала.

Барабаны имеют угол наклона к горизонту 0,5-6°; принимают a= 2°, tgc=0,035.

Тогда

Где 1,2-коэффициент a для подъемно-лопастной насадки.

Потери тепла в окружающую среду

Где Fбок – боковая поверхность барабана, м2;

tст - температура стенки барабана с внешней стороны,⁰С;

t₀-температура окружающей среды,⁰С;

α-коэффициент теплоотдачи от стенки барабаны в окружающую среду, Вт/ м² *К.

Он равен:

Где aк-коэфициент теплоотдачи за счет вынужденной конвекции окружающей среды относительно наружной поверхности вращающего барабана, Вт/ м² *К

a_л- коэффициент теплоотдачи излучением, Вт/ м² *К

Принимают tст =25 ^-0С определяют режим движения окружающего воздуха отн /осительно наружной поверхности барабана:

Здесь

W₂ = p*d_нар*n / 60 = - относительная скорость движения воздуха;

W₂ =3,14*2,1*1 / 60 = 0,11 м/с

L=d=2,1м – в данном случае определяющий размер с учетом возможной толщины тепловой изоляции;

r_в = r₀ * Т₀ /Т = - плотность воздуха при 25⁰С;

r_в = 1,293 * 273 / (273 + 25) = 1,185 кг/м³

m = 0,0188 * 10³ н*с / м² - вязкость воздуха при 25⁰С.

Коэффициент теплоотдачи от стенки барабаны в окружающую среду за счет вынужденной конвекции

Где l_в = 0,0261 Вт/ м² *К - теплопроводность воздуха при 25 ⁰С.

Определяют коэффициент теплоотдачи излучением

Где с₀ = 7 Вт/ м² *К -коэффициент лучеиспускания абсолютно черного тела;

ε=0,95-степень черноты для поверхности покрытой черной краской.

Коэффициент теплоотдачи от стенки барабана к воздуху

Определяют необходимую толщину слоя изоляции. В качестве изоляционного материала выбирают шлаковую вату с l₂ = 0,076 Вт/ м² *К

Поверх изоляции толщиной δ₂ имеется кожух из листового железа (δ₃=1 мм), покрытый масляной краской. Толщина стенки барабана δ₁=1,2 мм.

Можно принять t₁= t₂ = 60°C и t₃ = t₄ = 35°C.

Здесь t₁и t₂- температура стенок защитного кожуха.

Расчет ведут по известным формулам теплопроводности через цилиндрическую стенку

Удельный тепловой поток

По упрощенной формуле

Определяют толщину изоляции δ₂

Отсюда δ₂ = 0,027 м. Принимают δ₂ = 30 мм

Уточняют величину наружного диаметра барабана

Наружная поверхность барабана

Тепловые потери в окружающую среду

Удельная потеря тепла

Расход воздуха L, тепла Q, и пара Gn.

Для определения расходов воздуха и тепла на сушку строят диаграмму сушильного процесса I-x (рис 16.1).

Рисунок 16.1 - Диаграмма сушильного процесса I-x

Для нахождения точки А дается t₀=25°C j₀ = 50%

Из диаграммы определяют I₀= 50.7 кдж/кг сухого воздуха и x₀=0,01кг влаги/кг сухого воздуха.

Точку В находят по заданной температуре t₁ = 120⁰C и x₁ = x₀ Из диаграммы определяют I₁=119 кдж/кг сухого воздуха. Точку С (окончание идеального сушильного процесса) находят по заданной температуре t₂ = 55⁰C и I₂-I₁ Чтобы найти направление реального процесса (точка е должна лежать ближе к точке С, чтобы величина отрезков, которые участвуют в графическом расчете сушилки, были по возможности больше), опускают перпендикуляр ef на линию АВ, измеряют его и определяют величину отрезка eE по формуле

Здесь

D = Св*С’’m + q_Д - ∑q = 4,19 *19 – 0,19 * 0,16 (55 – 18) / 0,026 = 15,11 кДж/кг влаги

С_В - теплоемкость воды, кДж/(кг·*К);

С’’m - теплоемкость высушенного материала, кДж/(кг·*К);

q_Д-дополнительный подвод тепла, кДж/кг влаги (в барабанной сушилке q_Д = 0);

∑q-сумма потерь тепла (с выпущенным материалом, в окружающую среду и с транспортными приспособлениями), кДж/кг влаги.

В барабанной сушилке потерь тепла, связанных с транспортными приспособлениями, нет.

Потери тепла с высушенным материалом

Теплоемкость высушенного материала

Здесь

- теплоемкость сухого хлорида калия;

∑С_А-сумма атомных теплоемкостей Кдж/катом*К;

М-молекулярная масса.

После подстановки получают

Определяют отрезок еЕ:

Здесь, еf = х¹₂ – х₀ - берется для произвольно выбранной точки е на линии I₁=const (Рис 16.1); Св=4,19 кДж/(кг*град)-теплоемкость влаги при t`=20⁰C

Здесь ∆ > 0, происходит дополнительный подогрев и отрезок eE откладывается от точки e вертикально вверх; Точку B соединяют с полученной точкой E и продолжают прямую до пересечения с заданной изотермой t₂.Полученная точка С, характеризует состояние воздуха после сушки:

I₂= 125кДж/кг сухого воздуха;

Х₂= 0,0265 кг влаги/кг сухого воздуха.

Расход сухого воздуха