Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Высота псевдоожиженного слоя




Высоту псевдоожиженного слоя высушиваемого материала можно определить на основании экспериментальных данных по кинетике как массообмена, так и теплообмена.

Решая совместно уравнения материального баланса и массоотдачи, получим:

где W – производительность сушилки по испарившейся влаге, кг/с; S – поперечное сечение сушилки, м2; x и x* - рабочее и равновесное влагосодержания воздуха, кг влаги/кг сухого воздуха; F – поверхность высушиваемого материала, м2; ρсв – плотность сухого воздуха при средней температуре в сушилке, кг/м3.

При условии шарообразности частиц, заменим поверхность высушиваемого материала dF на , где h – высота псевдоожиженного слоя, м. Разделяя переменные и интегрируя полученное выражение, при условии постоянства температур частиц по высоте слоя находим:

Равновесное содержание влаги в сушильном агенте определяем по I – x диаграмме как абсциссу точки пересечения рабочей линии сушки с линией постоянной относительной влажности φ = 100%. Величина .

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
Находим левую часть вышеприведенного уравнения:

Вычисляем порозность псевдоожиженного слоя ε при известном значении рабочей скорости:

Критерий Рейнольдса:

Критерий (см. выше). Тогда:

Коэффициент массоотдачи βy определяют на основании эмпирических зависимостей; рассчитаем его значение при испарении поверхностной влаги:

(1)

где – диффузионный критерий Нуссельта, –диффузионный критерий Прандтля.

Коэффициент диффузии водяных паров в воздухе при средней температуре в сушилке D2/с), равен:

(2)

Коэффициент диффузии водяных паров в воздухе при 20 ℃ [1]. Тогда:

,

Коэффициент массоотдачи из уравнения (1) равен:

Определим высоту псевдоожиженного слоя высушиваемого материала h.

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 

Откуда

Проверим правильность определенной величины h по опытным данным для теплоотдачи в псевдоожиженных слоях. Приравняем уравнение теплового баланса и уравнение теплоотдачи:

(3)

где c – теплоемкость воздуха при средней температуре, равная ; 𝛼 – коэффициент теплоотдачи, ; t – температура газа, ℃; – температура материала, ℃.

Сделав приведенные выше проеобразования, получим:

Сначала определим высоту псевдоожиженного слоя, необходимую для испарения поверхностной влаги материала. Принимая модель полного перемешивания материала в псевдоожиженном слое, можно считать температуру материала равной температуре мокрого термометра. Последнюю находим по параметрам сушильного агента с помощью I – x диаграммы. Она равна tм = 42 ℃.

Коэффициент теплоотдачи α определяют на основании экспериментальных данных. Можно воспользоваться следующими уравнениями [3]:

Для Re<200

, (4)


 

 

Для Re≥200

, (5)

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
где – критерий Нуссельта; – критерий Прандтля; – коэффициент теплопроводности воздуха при средней температуре, [1].

Коэффициент теплоотдачи для рассматриваемого случая равен:

Определим высоту псевдоожиженного слоя, необходимого для испарения влаги:

откуда h = 2,8 ∙ м.

Сравнивая величины, рассчитанные на основании опытных данных по массотдаче и по теплоотдаче (h = 2,8 ∙ м), можно заключить, что они удовлетворительно совпадают.

Рабочую высоту псевдоожиженного слоя H путем сравнивания рассчитанных величин с высотой, необходимой для гидродинамически устойчивой работы слоя и предотвращения каналообразования в нем. Разница между этими высотами будет зависеть от того, каким (внешним или внутренним) диффузионным сопротивлением определяется скорость сушильного процесса и насколько велико это сопротивление.

В случае удаления поверхностной влаги (первый период сушки) гидродинамически стабильная высота обычно значительно превышает

 

рассчитанную по кинетическим закономерностям. При этом высоту

псевдоожиженного слоя H определяют, исходя из следующих предпосылок. На основании опыта эксплуатации аппаратов с

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
псевдоожиженным слоем установлено, что высота слоя H должна быть приблизительно в 4 раза больше высоты зоны гидродинамической стабилизации слоя H ст, т.е. Высота связана с диаметром отверстий распределительной решетки соотношением .

Диаметр отверстий распределительной решетки выбирают из ряда нормальных размеров, установленных ГОСТ 6636–69 (в мм): 2,0; 2,2; 2,5; 2,8; 3,2; 3,6; 4,0; 4,5; 5,0; 5,6.

Выберем диаметр отверстий распределительной решетки Тогда высота псевдоожиженного слоя

Число отверстий n в распределительной решетке определяют по уравнению:

(6)

где S – сечение распределительной решетки, численно равное сечению сушилки, ; – доля живого сечение решетки, принимаемая в интервале от 0,02 до 0,1.

Приняв долю живого сечения найдем число отверстий в распределительной решетке:

Расположение отверстий в распределительной решетке рекомендуется применять по углам равносторонних треугольников. При этом поперечный шаг и продольный шаг вычислим по следующим соотношениям:

(7)

(8)


 

Откуда:

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
Высоту сепарационного пространства сушилки с псевдоожиженным слоем H принимают в 4–6 раз больше высоты псевдоожиженного слоя:

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...