Тема 2. Пример упрощенного теплового расчета барабанной сушилки
/ 28, стр 179; 29, стр. 103; 31, стр. 206 /
Количество продукта поступающего в сушилку, G0 = 2000 кг/ч; начальная влажность продукта на общий вес W01 = 18%; конечная влажность W02 = 10%; теплоемкость высушенного продукта c = 0,3 ккал/(кг К); температура воздуха, поступающего в калорифер t0 = 20 0С; относительная влажность воздуха j0 = 60%; температура воздуха после калорифера t 1 = 150 0С; относительная влажность воздуха, уходящего из сущилки j2 = 80 %; температура продукта при входе в сушилку q 1 = 10 0С; температура продукта на выходе из сушилки q 2 = 100 0С.
Произвести упрощенный расчет барабанной сушилки.
РЕШЕНИЕ: 1. Определяется количество влаги, испаряющейся в сушилке по формуле (8): W1 - W2 U = g 1 ———— = 2000 (18 - 10) / (100 - 10) = 178 кг/ч. 100 - W2
2. Определяем массу сухого материала, выходящего из сушилки по формуле:
g 2 = g 1 - U = 2000 - 178 = 1822 кг / ч.
3. Строим I - d диаграмму. Для параметров воздуха на входе в калорифер при температуре 20 0С и относительной влажности j = 60 % находим точку пересечения изотермы и линии постоянной относительной влажности. Определяем энтальпию I0 = 10,2 ккал/кг и влагосодержание d 0 = 9,9 г/кг сухого воздуха по кривым проходящим через эту точку. 4. Влагосодержание воздуха не меняется, поэтому проводим вертикальную линию d 0 = const до пересечения с изотермой t 1 = 150 0С, соответствующей температуре воздуха на выходе из калорифера и на входе в сушилку. В точке пересечения «В» определяем параметры воздуха на входе в сушилку: I 1 = 41,7 ккал/кг и d1 = d 0 = 8,9 г / кг сухого воздуха. 5. Для теоретической (идеальной) сушилки процесс сушки идет по линии постоянной энтальпии до пересечения с линией относительной влажности j = 80 %, соответствующей относительной влажности воздуха уходящего из сушилки.
Разность расходов теплоты в действительной (q) и теоретической (q Т) сушилках определяется выражением:
D = q - q Т = q ДОБ + q ВЛ + (q М + q ТР + q ОКР.СР. )
здесь: - q ДОБ - тепло, дополнительно сообщенное в самой сушилке; - q ВЛ - физическое тепло влаги, вводимое с сушимым материалом; - q М - расход тепла на нагрев материала; - q ТР - расход тепла на прогрев транспортных материалов; - q ОКР.СР. - потери тепла в окружающую среду.
При работе реальной сушилки в зависимости от соотношения
q ДОБ + q ВЛ = q М + q ТР + q ОКР.СР.
а) D = l (I 2 - I 1) = 0, так как l ¹ 0, то I 2 = I 1, то есть процесс идет как для теоретической сушилки при I = const;
б) D = l (I 2 - I 1) < 0, следовательно, I 2 < I 1 или I 2 = I1 - D / l;
в) D = l (I 2 - I 1) > 0, откуда I 2 > I 1 или I 2 = I1 + D / l.
Последнее уравнеие представляет собой как бы внутренний тепловой баланс сушилки без учета роли воздуха как теплоносителя
D = l (I2 - I 1) = q ДОБ + q ВЛ - (q М + q ТР + q ОКР.СР. )
В данном случае принимаем:
q В = 10 ккал / кг испаренной влаги;
q ОКР.СР. = 230 ккал / кг испаренной влаги;
На нагрев материала расходуется тепло:
q М = G 2 c 2 (q 2 - q 1) / W = (G 1 - W) c 2 (q 2 - q 1) / W =
= 1822 0,3 (100 - 10) / 178 = 278 ккал / кг испаренной влаги;
6. Определяем
D = q В - (q М -q ОКР.СР.) = 10 - (278 + 230)» 500 ккал/кг исп.влаги.
7. Для теоретической сушилки мы получили точку «С» на пересечении линий j = 80 % и I‘2 = I 1 = const = 41,7 ккал/кг. Обозначим эту точку «С 0». Влагосодержание в этой точке d 2‘ = 50,2 г/кг сухого воздуха. 8. В действительности мы имеем потери тепла. Тепловое состояние системы характеризуется снижением энтальпии до значения
I = (отрезок С0 Е0) = D (d’2 - d 0) / 1000 = 500 (50,2 - 8,9) / 1000 = 20,6 ккал/кг сух.возд.
и откладываем этот отрезок от точки «С0» по вертикали вниз до соответствующей линии постоянной энтальпии. Затем из точки «В» проводится политропа (?) через точку «Е» до пересечении с линией постоянной относительной влажности j = 80%. Полученная точка «С» является конечной точкой действительного процесса, которой соответствует влажность воздуха d 2 = 33,8 г/кг сухого воздуха и энтальпия I 2 = 29,5 ккал/кг сухого воздуха.
Расход воздуха l = 1000 / (d 2 - d 0) = 1000 / (33,8 - 8,9) = 40 кг/кг испаренной влаги; L = l W = 40 178 = 7100 кг/час. Расход тепла
q = 1000 (I 1 - I 0) / (d 2 - d 0) = 1000 (41,7 - 10,2) / (33,8 - 8,9) = 1260 ккал/кг исп.влаги.
Q = q W = 1260 178 = 228000 ккал/час.
8. По величине Q = 228 000 ккал / час должен быть выбран калорифер, а по величине L = 7100 кг/ч - вентилятор. Для выбора характеристики вентилятора должно быть определено гидравлическое сопротивление сушилки и соединительных трубопроводов.
Читайте также: b) Пример классического. Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|