Реферат Курсовая Конспект
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ СУШИЛКИ - Методические Указания, раздел Образование, МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА РАСЧЁТ БАРАБАННОЙ СУШИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ 1.1 Определяем Количество Влаги W, Испаряемой В Сушилке [1]: ...
|
1.1 Определяем количество влаги W, испаряемой в сушилке [1]:
1.2 Производительность сушилки по высушенному материалу, G2, составляет:
1.3 Удельный расход тепла на нагревание высушенного материала, qм, равен:
где С2 – теплоёмкость высушенного материала, Дж/(кг×К) (прил. 1);
С2 = 965 Дж/(кг×К);
q1 и q2 – начальная и конечная температура материала, °С.
Удельную теплоёмкость химического соединения при отсутствии экспериментальных данных можно ориентировочно рассчитать по уравнению:
где М – молекулярная масса химического соединения;
С – его массовая удельная теплоёмкость, Дж/(кг×К);
n1 , n2 , … - число атомов элементов, входящих в соединение;
С1, С2, … - атомные теплоёмкости, Дж/(кг-атом×К), значения которых приведены в табл. 1.1 [2].
Таблица 1.1. –
Элемент | Атомная теплоёмкость элементов для химических соединений кДж/(кг–атом×К) | |
В твёрдом состоянии | В жидком состоянии | |
С | 7,5 | 11,7 |
H | 9,6 | 18,0 |
B | 11,3 | 19,7 |
Si | 15,9 | 24,3 |
O | 16,8 | 25,1 |
F | 20,95 | 29,3 |
P | 22,6 | 31,0 |
S | 22,6 | 31,0 |
Остальные | 26,0 | 33,5 |
1.4 Определяем величину внутреннего баланса сушильной камеры, D, учитывая, что в сушилке отсутствуют транспортные устройства и не производится дополнительный подвод тепла в сушилку:
где СВ - удельная теплоёмкость влаги, удаляемой из материала, Дж/(кг×К) (т.е. это теплоемкость воды при температуре q1).
Дальнейший расчёт производится раздельно для летних и зимних условий.
1.5 Летние условия.
Средние параметры наружного воздуха для Одессы (в летнее время): температура t0 = 22,2°C и относительная влажность j0 = 59% (прил. 2).
На I-x – диаграмме (рис. 2) находим точку А, характеризующую состояние наружного воздуха, и определяем его параметры – влагосодержание, xo, и энтальпию, Io:
xo = 0,01 кг/кг сухого воздуха;
Io = 48700 Дж/кг сухого воздуха.
Проводим из точки А вертикаль xo = const до пересечения с изотермой t1 = 140°C в точке В, определяющей состояние воздуха на входе в сушилку:
x1 = xo = 0,01 кг/кг сухого воздуха;
I1 = 172×103 Дж/кг сухого воздуха.
Из точки В проводим линию теоретического процесса сушки I1 = const. На этой линии берём произвольную точку е и проводим из неё горизонталь до пересечения в точке f c линией xo = x1 = const. Длина отрезка ef = 37 мм.
Определяем отношение масштабов I-x – диаграммы:
и находим длину отрезка еЕ:
Рисунок 2. – Изображение процесса сушки на I – x диаграмме
(летние условия).
Откладываем отрезок еЕ из точки е вниз (так как он отрицателен) и через точки В и Е проводим прямую до пересечения с изотермой t2 = 60°C в точке D, характеризующей состояние воздуха на выходе из сушилки:
x2 = 0,04 кг/кг сухого воздуха;
I2 = 163×103 Дж/кг сухого воздуха.
Определяем удельный расход воздуха, l, по формуле:
(7)
Расход сухого воздуха на сушку, L, составляет:
(8)
Расход влажного воздуха, поступающего в калорифер, Lвл. о:
(9)
Расход влажного воздуха, выходящего из сушилки, Lвл. 2:
(10)
Находим объемный расход воздуха:
где rвл. – плотность влажного воздуха определяем по формуле [1]:
где Р – общее давление, Па;
j – относительная влажность;
РН – давление насыщенного водяного пара при данной температуре, Па. Нужно учесть, что если температура влажного воздуха выше температуры насыщения водяного пара при общем давлении Р, то
РН = Р;
Т – температура воздуха, К.
Объёмный расход влажного наружного воздуха, поступающего в калорифер, Vвл. о:
(11)
где rвл. о – плотность влажного наружного воздуха, поступающего в калорифер, кг/м3,
rвл. о определяем:
(12),
где Р – общее давление, Па (Р = 745 мм рт. ст., переводим в Па);
j0 – относительная влажность наружного воздуха;
РН0 – давление насыщенного водяного пара при температуре воздуха t0, Па. Значение РН0 можно найти в литературе [2; табл. LVI];
РН0 = 0,029 кгс/см2 = 2775 Па;
Т0 – температура наружного воздуха, К.
Тогда
Объёмный расход влажного воздуха на выходе из калорифера Vвл.1, рассчитываем аналогично, принимая температуру воздуха равной t1, а относительную влажность j1 определяем по формуле:
(13)
где Рmax – барометрические давление, равное 745 мм рт. ст., т.к.
t1 = 140° > tнас. = 99,4°С.
где rвл. 1 – плотность воздуха на выходе из калорифера. Рассчитываем аналогично ρвл.о, но в этом случае, поскольку температура влажного воздуха выше температуры насыщения водяного пара при общем барометрическом давлении Р = 745 мм.рт.ст. (т.е. t1 = 140°С > tнас = 99,4°С), то давление насыщенного водяного пара при температуре 140°С равно общему барометрическому давлению.
Тогда
Объёмный расход влажного воздуха на выходе из сушильного барабана, Vвл.2, рассчитываем при температуре воздуха t2 = 60°C и относительной влажности j2 = 21%.
где rвл. 2 = 1,037 кг/м3 при t2 = 60°С, рассчитываем аналогично ρвл.о.
Удельный расход тепла на нагревание на нагревание воздуха в калорифере, q, равен:
(14)
Расход тепла на сушку, Q, составляет:
(15)
1.6 Зимние условия.
Находим параметры наружного воздуха для зимних условий (прил. 2): t0¢ = -7,0°C, j0¢ = 59%. Влагосодержание и теплосодержание наружного воздуха в точке А лучше определить аналитически, так как при отрицательных температурах воздуха определение их по диаграмме затруднительно и ошибочно.
Влагосодержание наружного воздуха x0¢, определим по формуле:
(16)
где Р¢Н0 – давление насыщенного водяного пара при температуре t¢0, Па;
Р – общее давление, Па (Р = 745 мм рт. ст.)
Значения Р¢Н0 приведены в табл. 1.2 [6]
Таблица 1.2. –
t, °C | РН, мм рт. ст. | t, °C | РН, мм рт. ст. | t, °C | РН, мм рт. ст. |
-1 | 4,216 | -8 | 2,321 | -15 | 1,238 |
-2 | 3,879 | -9 | 2,125 | -16 | 1,128 |
-3 | 3,566 | -10 | 1,946 | -17 | 1,027 |
-4 | 3,276 | -11 | 1,78 | -18 | 0,935 |
-5 | 3,008 | -12 | 1,627 | -19 | 0,85 |
-6 | 2,761 | -13 | 1,486 | -20 | 0,772 |
-7 | 2,532 | -14 | 1,357 | -30 | 0,284 |
При t’0 = -7,0°C P’H0 = 2,532 мм рт. ст. = 337,5 Па
Энтальпию наружного воздуха, I’0, определяем по формуле [1]:
(17)
Произведя аналогичное предыдущему построение процесса на I-x диаграмме, получим: x’1 = x’0 = 0,002 кг/кг сухого воздуха.
I’1 = 145000 Дж/кг сухого воздуха,
x2 = 0,028 кг/кг сухого воздуха,
I’2 = 127000 Дж/кг сухого воздуха.
Соответственно удельный и общий расходы сухого воздуха на сушку в зимних условиях составит:
l ’ = 38,46 кг/кг L’ = 10,58 кг/кг
Расход влажного воздуха, поступающего в калорифер,
L’вл.0 = 10,6 кг/с.
Расход влажного воздуха, выходящего из сушилки, L’вл.2 =
= 10,88 кг/с.
Объёмные расходы влажного воздуха: V’вл.0 = 8,22 м3/с;
V’вл.1 = 12,77 м3/с; V’вл.2 = 10,53 м3/с.
Удельный и общий расходы тепла в этих условиях будут:
q’= 5655235 Дж/кг и Q’ = 1555190 Вт.
Сопоставляя полученные значения для летних и зимних условий заметим, что в зимних условиях расход тепла больше, чем в летних, а расход воздуха несколько больше в летних условиях, чем в зимних.
1.7 Расчёт размеров барабана и мощности, необходимой на вращение барабанной сушилки.
Определяем объём барабана, Vб, по формуле:
(18)
где А – напряжение барабана по влаге, кг/(м3×ч) (прил. 1)
W – количество влаги, испаряемой в сушилке, кг/ч.
Приняв А = 11кг/(м3×ч), получаем:
Отношение длины барабана к его диаметру обычно принимается Lб:Dб = (5-7) [1,12].
Принимая отношение длины барабана к его диаметру Lб:Dб = 6, определяем диаметр барабана Dб:
(19)
Откуда:
Принимаем диаметр барабана Dб = 2,8 м (прил. 7). Наружный диаметр барабана
(20)
где б – толщина стенки барабана, м; б = 0,02 м (прил.7). Тогда
Уточняем объём барабана:
Площадь его сечения:
(21)
Длина барабана, Lб , составляет:
(22)
Принимаем Lб = 20 м (прил. 7).
Находим среднюю массу материала, проходящую через барабан, Gср:
(23)
Определяем время пребывания материала в барабане, t:
(24)
где rн – насыпная масса материала, кг/м3 (прил. 1); rн = 800 кг/м3
y - степень заполнения барабана; y = 0,1í0,25 [12].
Принимаем y = 0,2, тогда:
Угол наклона барабана к горизонту, a, не должен превышать 6° [12].
Принимаем угол наклона a = 3° (tg a @ 0,052) и определяем число оборотов барабана, n, по формуле:
(25)
где а – коэффициент, зависящий от вида насадки и диаметра барабана (табл. 1.3 [12]).
Таблица 1.3. –
Насадка | Значения а при диаметре барабана, мм | ||||
Подъёмно-лопастная | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,2 |
Полочная | 0,6 | 0,5 | 0,43 | 0,375 | 0,336 |
Секторная с 4 секторами | 0,741 | 0,737 | 0,739 | 0,739 | 0,715 |
Секторная с 5 секторами | 0,95 | 0,937 | 0,935 | 0,936 | 0,911 |
Ячейковая | 0,656 | 0,437 | 0,332 | 0,328 | 0,325 |
Таблица 1.4. –
Насадка | Значения s при степени заполнения барабана | |||
0,1 | 0,15 | 0,2 | 0,25 | |
Подъёмно-лопастная | 0,038 | 0,053 | 0,063 | 0,071 |
Полочная | 0,013 | 0,026 | 0,038 | 0,044 |
Ячейковая | 0,006 | 0,008 | 0,01 | 0,011 |
Мощность, потребляемая на вращение барабана, N [12]:
(26)
где n – число оборотов барабана, с;
s - коэффициент, зависящий от вида насадки и степени заполнения барабана (табл. 1.4 [12]).
Принимаем s = 0,063
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
ХАРЬКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ... МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ СУШИЛКИ
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов