 |
Определение расхода воздуха, скорости газов и диаметра сушилки
|
|
|
|
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное
Учреждение высшего образования
«Алтайский государственный технический университет
Им. И.И. Ползунова»
Институт биотехнологии, пищевой и химической инженерии
Кафедра «Химическая техника и инженерная экология»
Направление «Химическая технология»
Курсовой проект
защищен с оценкой______________
_________________ М.А.Полетаева
(подпись руководителя проекта) (инициалы, фамилия)
«____» ___________ 2017 г.
удк 66.047-912
КурсовОЙ ПРОЕКТ
СУШИЛЬНАЯ УСТАНОВКА С ПСЕВДООЖИЖЕННЫМ СЛОЕМ ДЛЯ ВЫСУШИВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ ПОВАРЕННОЙ СОЛИ НАГРЕТЫМ ВОЗДУХОМ
(тема курсового проекта)
Пояснительная записка
по дисциплине «Процессы и аппараты химической технологии»
КП 18.03.01.03.000 ПЗ
(обозначение документа)
Студент группы ХТ-42 Гридневский Г.Р..
(фамилия, имя, отчество) (подпись) (дата)
Руководитель
проекта доцент, к.т.н. М.А.Полетаева
(должность, ученое звание) (подпись) (инициалы, фамилия)
БАРНАУЛ 2017
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| КП 18.03.01.03.000 ПЗ |
| Разраб. |
| Гридневский Г.Р. |
| Провер. |
| Полетаева М.А |
| Реценз. |
| Н. Контр. |
| Полетаева М.А. |
| Утверд. |
| Полетаева М.А. |
| СУШИЛЬНАЯ УСТАНОВКА С ПСЕВДООЖИЖЕННЫМ СЛОЕМ |
| Лит. |
| Листов |
| АлтГТУ им. И. И. Ползунова |
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………..2
1 Технологический расчет………………………………………………………..3
1.1 Определение расхода воздуха, скорости газов и диаметра сушилки……...3
1.2 Высота псевдоожиженного слоя……………………………………………..6
|
|
|
1.3 Гидравлическое сопротивление сушилки………………………………….11
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………….............13
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………………14
ПРИЛОЖЕНИЕ А……………………………………………………………….15
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| КП 18.03.01.03.000 ПЗ |
В химической промышленности сушка, как правило, определяет технико-экономические показатели всего производства в целом, что связано со значительными затратами тепловой энергии для проведения данных процессов. Процессы конвективной сушки широко применяются в производствах минеральных солей и удобрений, полимерных материалов и в других производствах.
Для сушки дисперсных материалов успешно используются сушилки с кипящим слоем. Проведение процесса сушки в кипящем слое позволяет значительно интенсифицировать удаление влаги из материала, поскольку при этом увеличивается поверхность контакта между частицами материала и сушильным агентом, выравниваются температура и влажность материала в объеме слоя. Вследствие этого аппараты псевдоожиженного слоя вытесняют барабанные сушилки, например, при сушке поваренной соли, каменного угля и пр. В установках с кипящим слоем можно одновременно проводить несколько процессов (сушку и обжиг, сушку и грануляцию и др.).
Таким образом, разработка и применение эффективных сушильных установок с псевдоожиженным слоем является одними из важнейших задач в сфере химического производства для повышения производительности, а также улучшения экономических показателей производственных процессов.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| КП 18.03.01.03.000 ПЗ |
Определение расхода воздуха, скорости газов и диаметра сушилки
Уравнение материального баланса сушки:
По нему определим расход влаги, удаляемой из высушиваемого материала в случае использования в качестве него поваренной соли:
|
|
|
На диаграмме I – x по известным параметрам t0=20℃ и φ0=70% находим влагосодержание х0 и энтальпию I0 свежего воздуха: х0=0,011 кг влаги/кг сухого воздуха; I0=47 кДж/кг сухого воздуха. 
Рисунок 1 Диаграмма состояния влажного воздуха I – х
При нагревании сухого воздуха до температуры t1=150℃ его энтальпия увеличивается до I1=157 кДж/кг; так как нагрев сушильного агента осуществляется через стенку, влагосодержание остается постоянным: х0=х1. Для определения параметров отработанного воздуха необходимо на диаграмме I – x построить рабочую линию сушки.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
Расход сухого воздуха на сушку:
Рассчитаем расход воздуха L на сушку:
Определим расход тепла на сушку:
Средняя температура воздуха в сушилке:
Среднее влагосодержание воздуха в сушилке:
Средняя плотность воздуха и водяных паров:
Средняя объемная производительность по воздуху:
Далее рассчитываем фиктивную (на полное сечение аппарата) скорость начала псевдоожижения:
,
где 
– критерий Рейнольдса; 
– критерий Архимеда; 
– вязкость воздуха при средней температуре; 
– эквивалентный диаметр полидисперсных частиц материала; n – число фракций; mi – содержание i -й фракций, массовые доли; di – средний ситовый диаметр i -й фракции, м.
Рассчитаем 
:
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
Критерий Рейнольдса:
Скорость начала псевдоожижения:
Верхний предел допустимой скорости воздуха в псевдоожиженном слое определяюется скоростью свободного витания (уноса) наиболее мелких частиц.
Критерий Архимеда для частиц поваренной соли диаметром 1 мм равен:
Скорость свободного витания (уноса):
Рабочую скорость ω сушильного агента выбирают в пределах от 
до 
Эта скорость зависит от предельного числа псевдоожижения 
; при 
более 40-50 рабочее число псевдоожижения 
рекомендуется брать в интервале от 3 до 7; при меньше 20-30 значение 
можно выбирать в интервале от 1,5 до 3.
|
|
|
В данном расчете 
. Примем 
. Тогда рабочая скорость сушильного агента:
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
|
|
|
