 |
Расчет распылительной сушилки
|
|
|
|
Материальный баланс сушильной установки выражают уравнением:
| M1 * S1 = (M1 - W) * S2 = M 2 * S2, | (15.1) |
где M1 - масса исходного продукта, кг; S1 - массовая доля сухих веществ в исходном продукте, %; W - масса испаренной влаги, кг; M2 - масса готового продукта, кг; S2 - массовая доля сухих веществ в готовом продукте, %.
Используя уравнение (1) данные о производительности сушилки по исходному продукту, можно определить производительность сушилки по готовому продукту или по испаренной влаге:
| M2 = M1* S1 / S2, | (15.2) |
| W = (M1* S2 - M1* S1) / S2. | (15.3) |
Объем сушильной камеры определяют по формуле:
| V = W / A, м3, | (15.4) |
где А - напряжение единицы объема сушилки по испаренной влаге, кг / (м3 * ч). Напряжение объема сушилки по испаренной влаге зависит от температуры горячего воздуха:
t.100; 120; 130; 140; 150; 200;
A. 2; 2,4; 2,8; 3,2; 3,6; 5,0;
Внутренний диаметр сушильной камеры определяют по формуле:
 , м
| (15.5) |
Соотношение высоты камеры и её диаметра принимают для форсуночных распылительных сушилок - 2,5: 1,0; для сушилок с дисковым распылением - 1,2: 1,0. Тогда высоту камеры определяем по формуле:
| Н = к * D, м | (15.6) |
где к - коэффициент соотношения между высотой и диаметром.
Количество сухого воздуха, поступающего в башню, определяем по формуле:
| Lc = 1000 * W / (d 2 - d1), | (15.7) |
где Lc - масса сухого воздуха, поступающего в башню, кг / ч; d1 - удельное влагосодержание исходного воздуха, г влаги / кг сухого воздуха; d2 - удельное влагосодержание отработанного воздуха, г влаги / кг сухого воздуха.
Удельное влагосодержание как исходного, так и отработанного воздуха определяют по I - D диаграмме. Исходными данными для определения удельного влагосодержания являются: температуры сухого и влажного термометра исходного воздуха, температуры воздуха, входящего в камеру и выходящего из камеры. При проведении расчетов можно принять температуру исходного воздуха по сухому термометру 15 0С, по влажному - 10 0С. Температуры воздуха на входе в сушильную камеру и на выходе из неё принимают с учетом типа сушилки и высушиваемого материала.
|
|
|
Объемный расход воздуха, поступающего в башню, определяем по формуле:
| Lo = Lc * vo, | (15.8) |
где vo - удельный объем влажного воздуха, отнесенный к 1 кг сухого воздуха. Объем и масса воздуха связаны следующим уравнением:
 ,
| (15.9) |
где Т - температура воздуха в 0К; р0 - барометрическое давление воздуха, мм рт ст.; d - влагосодержание воздуха, г влаги / кг сухого воздуха.
Количество тепла, затраченного на нагрев воздуха или сушку, определяют по формуле:
| Q = Lc * (i1 - i0), | (15.10) |
где i0 - удельное теплосодержание воздуха до поступления в калорифер, кДж / кг; i1 - удельное теплосодержание воздуха при выходе из калорифера, кДж / кг.
При нагревании воздуха в калориферах расход пара можно определить по формуле:
 ,
| (15.11) |
где i - удельное теплосодержание пара, Дж / кг; tконд - температура конденсата, 0С (можно принять на 10-15 0С ниже температуры греющего пара); сконд - удельная теплоемкость конденсата, Дж / (кг * 0С); 
- к.п.д. калорифера (принять 0,9...0,97).
Индивидуальные задания приведены в таблице 15.1.
Пример выполнения задания
Рассчитать и подобрать распылительную сушилку производительностью 1000 кг / ч суспензии с массовой долей сухих веществ 35 %. Температура воздуха на входе в сушилку 185 0С, отработанного воздуха на выходе из сушильной камеры 85 0С. Температура воздуха перед нагревом по сухому термометру - 15 0С, по мокрому термометру - 10 0С.
Исходные данные для расчета:
Производительность сушилки по исходному продукту - 1000 кг / ч;
Массовая доля сухих веществ в исходном продукте - 35 %;
Массовая доля веществ в готовом продукте - 94 %;
Температура воздуха на входе в сушильную камеру - 185 0С;
|
|
|
Температура воздуха на выходе из сушильной камеры -85 0С;
Температура воздуха перед нагреванием:
- по сухому термометру -15 0С;
- по мокрому - 10 0С.
Из уравнения материального баланса (15.1) определяем производительность сушилки по испаренной влаге по формуле (15.2) и готовому продукту по формуле (15.3):
Мпр = 1000 · 35 / 94 = 372,3 кг / ч
W = (1000 · 94 - 1000 · 35) / 94 = 627,6 кг / ч
Объем сушильной камеры определяем по формуле (15.4):
V = 627,6 / 4,6 = 136,4 м 3.
Диаметр сушильной камеры определяем по формуле (15.5):
D = 1,05 * 
= 5,4 м
Высоту камеры сушки определяем по формуле (15.6):
Н = 1,2 * 5,4 = 6,5 м.
Количество сухого воздуха, поступающего в башню, определяем по формуле (15.7):
Lc = 1000 * 627,6 / (46,5 - 6,5) = 15690 кг сухого воздуха / ч.
Объемный расход воздуха, поступающего в башню, определяем по формуле (15.8), предварительно определив удельный объем влажного воздуха по формуле (15.9):
1,184 м 3 / кг сухого воздуха
Lo = 15690 * 1,184 = 18577 м 3 / ч
Количество тепла, затраченное на нагрев воздуха или на сушку, определяем по формуле (15.10):
Q = 15690 * (185 - 28) = 2463330 кДж / ч
Расход пара на нагрев воздуха в калориферах определяем по формуле (15.11):
D = 2463330 / (0,9 · (2790 - 4,385 · 170) = 1338,7 кг / ч
Удельный расход пара на 1 кг испаренной влаги в час:
Dуд = 1338,7 / 627,6 = 2,1 кг / кг
Таблица 15.1 - Индивидуальные задания по распылительным сушилкам
| № | Производитель | Характеристика процесса сушки | ||||
| Вар. | ность сушилки по среде, кг / с | м.д. СВ нач., % | м.д. СВ кон., % | тем-ра сред. 0С | т-ра на вых.,0С | т-ра на входе 0С |
Контрольные вопросы
1. Виды и классификация промышленных установок для сушки биологических объектов.
2. Перечислите основные требования к сушильным установкам?
3. Перечислите преимущества и недостатки распылительных сушилок?
|
|
|
5. Характеристика объекта сушки для распылительных сушилок.
6. С какой целью и как осуществляется очистка воздуха перед его нагреванием и использованием для сушки?
7. Каковы способы экономии тепла при сушке?
8. В чем сущность расчета и подбора сушильных установок?
|
|
|
