Расчет часовой производительности сушилки

Практическая работа

Тема 8.2; 8.3; 8.4. Теплотехнические расчеты при сушке материалов и изделий воздухом с использованием H - d диаграммы влажного воздуха.

    Составить материальный и тепловой балансы противоточной туннельной сушилки для сушки изделий санстройкерамики, обеспечивающей производительность цеха сушки Ргод, т/год [1] ^* годных фаянсовых изделий.

Исходные данные для расчета

1.1. Теплоноситель – горячий воздух.

1.2. Место проектирования (см. приложение 1 к практической работе).

1.3. Параметры наружного воздуха – принимаются по климатологическим данным места проектирования для летнего месяца:

- среднемесячная относительная влажность июля месяца, φ_о, %;

- среднемесячная температура июля месяца -                to,°C.

1.4. Начальная и конечная относительная влажность сушимого материала:

W н, % ^*  и W к, % ^*

1.5. Начальная температура воздуха на входе в сушило: t _н,°C ^*

1.6. Конечная температура воздуха на выходе из сушила: t _к? °C ^*

Расчет часовой производительности сушилки

Определяем часовую производительность цеха сушки, для чего принимаем количество рабочих дней в году – 350, брак при сушке – 5% от годного. Сушилка непрерывного цикла, тогда часовая производительность по сушимым изделиям будет равна:

 , кг/час                                          (1)

Расчет часового количества испаряемой влаги

Принимая во внимание, что в последующем после сушки в процессе обжига имеют место потери при прокаливании (ППП) в размере 10% от годного, часовая производительность сушила по сухой массе составит:

 , кг/час                                     (2)

Массу влажных изделий, поступающих в сушило определяем из известного уравнения:

, кг/час                                      (3)

Масса высушенных изделий определяется уравнением:

 , кг/час                                      (4)

Часовое количество испаряемой влаги определяем из выражения (5):

 , кг.влаги/час                            (5)

или из формулы:

 , кг.влаги/час                               (6)

 

Расчет теоретического процесса сушки

Расчет расхода тепла при теоретическом процессе сушки

Расход тепла для подогрева 1 кг сух. воздуха определяем по Н- d диаграмме:

 , кДж/кг.сух.возд                            (9)

где: Н_н – теплосодержание 1 кг сухого воздуха на входе в сушило, кДж/кг.сух.возд.;

    Н_о – теплосодержание 1 кг сухого воздуха на входе в калорифер или зону охлаждения печи обжига, кДж/кг.сух.возд.

Н_н – соответствует энтальпии в (^.) В, а Н_о – в (^.) А на Н-d диаграмме.

Для испарения 1 кг влаги потребуется в раз больше теплоты, т.е.

 , кДж/час                            (10)

 

Технологический расчет

Туннельные сушилки, как и камерные, обычно объединяют в блоки с одним фронтом загрузки и выгрузки вагонеток. Длина одного туннеля составляет 24-38 м, ширина 1,1-1,6 м, высота от головки рельсов 1,65-1,75 м. Поперечные размеры туннеля для каждого изделия уточняют по размерам принятой вагонетки и виду транспорта с учетом зазора между стенками сушилки и вагонеткой в 30-40 мм. Длина туннеля должна быть кратна длине вагонетки. С торцевых сторон туннеля имеются двухстворчатые на всю ширину туннеля двери, для монорельсовых сушилок – подвесные, опускающиеся вниз в приямок.

Общий вид противоточной туннельной сушилки представлен на рис.1

 

 

Рис.1 Противоточная туннельная сушилка

 

В результате технологического расчета определяют:

основные размеры сушильного туннеля и требуемое их количество для обеспечения заданной производительности цеха сушки – Р_год, тн/год.

В качестве транспортирующих устройств принимаем стандартную печную вагонетку, общий вид которой изображен на рис.2. – ВСП-6.

 

Рис.2. Вагонетка стандартная полочная

Вагонетка ВСП-6, выпускаемая заводом Кубань ЛитМаш, Краснодар, имеет следующие технические характеристики:

Габаритные размеры: длина 1300 мм;

                                 ширина 1100 мм;

                                 высота 1230 мм.

Количество полок – 6 шт.

Ширина колеи – 750 мм

Масса вагонетки G _мет = 290 кг

Масса металлических полок G _пол =50 кг

По данным практики на каждую вагонетку вмещается в среднем G _ваг = 250 кг, считая по высушенным изделиям -  (формула 4).

1. Принимаем время сушки изделий сантехкерамики =? час (см. приложение 1), тогда количество вагонеток, находящихся одновременно в сушилке, определяем по формуле:

                                               (12)

где  - ёмкость вагонетки,кг

   

     – принимаем из расчета (формула 4)

2. Из опытных данных принимаем количество вагонеток в туннеле   =20 шт, тогда количество рабочих туннелей будет равно:

                                                          (13)

Т – округляем в большую сторону до целого числа

Общее количество туннелей с учетом их ремонта и чистки, из расчета 2 запасных туннелей на 10 рабочих составит:

  шт.                                        (14)

3.  Длина туннеля определяется по следующей формуле:

                                      (15)

 

здесь      = 20 шт.

               = 1300 мм, 

              26 000 мм = 26 п.м.

Конструктивную длину туннеля принимаем на 0,5 м больше расчетной по формуле (15) с целью компенсации длины разбега вагонеток.

26,5 пм                                           (16)

4.   Находим ширину туннеля:

в +2     (17)

где   в  - ширина вагонетки

    50 мм – зазоры между вагонеткой и стенами туннеля.

5.   Находим высоту туннеля:

           (18)

где   h - высота вагонетки, мм

    100 – зазор до свода сушильного канала, мм.

6.  Конструктивное исполнение сушила.

· Наружные стены сушилки выполнены из красного строительного кирпича толщиной 380 мм, внутренние (между туннелями) толщиной 250 мм;

· Свод сушилки выполнен из железобетонных плит толщиной 100 мм, слоя шлаковой теплоизоляционной засыпки толщиной 150 мм и цементной «стяжкой» толщиной 30 мм;

· Двери деревянные, толщиной 50 мм.

7. Определяем ширину блока сушил:

      (19)

где: – ширина туннеля (см.формулу 17) в м;

     - количество рабочих туннелей, шт. (см. формулу 13).

Стр.235-254; 268-273.

2. Никифорова Н.М. Теплотехника и теплотехническое оборудование предприятий промышленности строительных материалов и изделий. М.: Высшая школа, 1981.-270 с.

Глава 6. Стр.173-183

3. Методические указания по курсовому проектированию. МДК02.01. Основы эксплуатации технологического оборудования производства тугоплавких неметаллических и силикатных материалов и изделий. Раздел: Теплотехническое оборудование. Стр.8-9; Приложение 4.стр.19-25 до 2.7. Расчет аэродинамических сопротивлений на пути движения газа.

 

Составил: к.т.н., преподаватель дисциплины ОП.14

 «Основы термодинамики и теплотехники»,  Иванов Н.И.

Приложение 1

к практической работе

от 01.04.2021г.

Исходные данные для теплотехнических расчетов процессов сушки

Подгруппа

№№ п/п	Ф.И.О. студента	Место проектирования	Производительность цеха сушки по годным изделиям, Ргод, т/год	Относительная влажность сушимого материала		Температура сушильного агента на входе в сушилку, t н,°C	Температура сушильного агента на выходе из сушилки,   t к,°C	Время сушки,   час
				начальная W н,%	конечная W к,%
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	Аржаева М.А.	г.Орел	5500	20	4	100	32	26
2	Бордушевич Е.О.	г.Брянск	6200	22	8	95	36	22
3	Борщевский Г.Ю.	г.Пермь	5800	18	2	85	34	26
4	Гришакова С.А.	г.Челябинск	4200	16	3	80	30	24
5	Гришанов Е.Д.	г.Новгород	3800	24	6	95	34	28
6	Дубровина Т.Н.	г. Москва	2900	20	4	90	32	24
7	Дубровский Д.В.	г. Наро-Фоминск	4500	22	6	100	36	28
8	Жуков А.С.	г.Иркутск	5200	18	4	85	32	26
9	Жукова Н.Б.	пос. Гжель	5500	16	4	90	34	30
10	Куликов Н.В.	г.Краснодар	5800	22	6	100	36	32
11	Майоров Г.В.	г.С.Петербург	4950	20	5	85	32	34
12	Мишкин П.Е.	г.Ликино-Дулево	6000	18	2	95	34	26
13	Сучилкина Н.С.	г.Новороссийск	4300	22	6	80	32	34
14	Сычков И.И.	г. Псков	3500	20	5	95	34	30
15	Уваев В.В.	г.Воронеж	5200	18	4	90	36	28
16	ФлимоноваА.С.	г.Саратов	4000	22	6	100	34	34
17	Чухляева А.В.	г. Пермь	4800	18	4	90	32	36

 

Подгруппа

№№ п/п	Ф.И.О. студента	Место проектирования	Производительность цеха сушки по годным изделиям, Ргод, т/год	Относительная влажность сушимого материала		Температура сушильного агента на входе в сушилку, t н,°C	Температура сушильного агента на выходе из сушилки,   t к,°C	Время сушки,   час
				начальная W н,%	конечная W к,%
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	АлксеевМ.А.	г.Астрахань	4000	22	8	100	40	36
2	Димитров М.Э.	г.Волгоград	4500	16	4	95	38	28
3	Евтеева Д.С.	г.Иркутск	5000	18	6	90	32	32
4	Зимин П.В.	г.Брянск	5500	16	2	85	36	30
5	Иовлева А.Д.	г.Вологда	6000	20	6	95	40	26
6	Марихин И.А.	г.Челябинск	6500	22	10	100	38	24
7	Михайленок В.А.	г.Воронеж	3500	18	4	90	42	30
8	Мишин А.А..	г.Казань	3000	20	4	100	36	36
9	Ожиганова И.С.	г.Новгород	2500	16	2	95	41	32
10	Осколков Д.Н.	г.Новосибирск	4200	18	1	100	34	30
11	Павлов О.Ю.	г.Омск	4700	20	4	85	41	28
12	Петухова Т.Ю.	г.Орел	5200	18	4	95	38	26
13	Попков В.А.	г.Пермь	5700	16	3	90	36	34
14	Ступин А.Б.	г.Саратов	3700	20	2	100	40	32
15	Суворин М.В.	г.Ростов-на-Дону	3800	22	6	95	36	30
16	Сулина К.А.	г.Курск	5600	18	4	100	35	36
17	Ураинская А.Д.	г.Краснодар	5800	20	4	90	42	32
18	Шутов К.И.	г.Новороссийск	6100	16	1	100	40	28
19	Федорова Е.С.	г.Смоленск	6300	18	2	85	34	26
20	Сундикова М.А.	г. Волгоград	3600	22	6	95	36	32

 

ПТН-0С-20

№№ п/п	Ф.И.О. студента	Место проектирования	Производительность цеха сушки по годным изделиям, Ргод, т/год	Относительная влажность сушимого материала		Температура сушильного агента на входе в сушилку, t н,°C	Температура сушильного агента на выходе из сушилки,   t к,°C	Время сушки,   час
				начальная W н,%	конечная W к,%
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	Замалиев В.К.	г. Пенза	5200	22	5	95	34	30
2	Шорин А.А,	г.Камышин	4100	20	4	90	32	34
3	Дубов И.М.	г. Вологда	3800	18	3	100	36	28
4	Стебаков А.В.	г. Уфа	4500	20	2	95	34	30

 

Для всех вариантов принять из пояснительной к практической работе:

· Габаритные размеры, массу и вместимость по высушенному материалу;

· Размеры туннеля: длина, ширина и высота;

· Конструктивное исполнение ограждающих поверхностей (стены, потолок, двери);

· Коэффициенты теплоотдачи и  ;

· Коэффициенты теплопроводности   ограждающих поверхностей.

 

Составил: к.т.н., преподаватель дисциплины ОП.14

 «Основы термодинамики и теплотехники»,  Иванов Н.И.

[1]  *Годовую производительность цеха сушки и W н, W к, t н, t к для конкретного студента см. в приложении к практической работе

Практическая работа

Тема 8.2; 8.3; 8.4. Теплотехнические расчеты при сушке материалов и изделий воздухом с использованием H - d диаграммы влажного воздуха.

    Составить материальный и тепловой балансы противоточной туннельной сушилки для сушки изделий санстройкерамики, обеспечивающей производительность цеха сушки Ргод, т/год [1] ^* годных фаянсовых изделий.

Исходные данные для расчета

1.1. Теплоноситель – горячий воздух.

1.2. Место проектирования (см. приложение 1 к практической работе).

1.3. Параметры наружного воздуха – принимаются по климатологическим данным места проектирования для летнего месяца:

- среднемесячная относительная влажность июля месяца, φ_о, %;

- среднемесячная температура июля месяца -                to,°C.

1.4. Начальная и конечная относительная влажность сушимого материала:

W н, % ^*  и W к, % ^*

1.5. Начальная температура воздуха на входе в сушило: t _н,°C ^*

1.6. Конечная температура воздуха на выходе из сушила: t _к? °C ^*

Расчет часовой производительности сушилки

Определяем часовую производительность цеха сушки, для чего принимаем количество рабочих дней в году – 350, брак при сушке – 5% от годного. Сушилка непрерывного цикла, тогда часовая производительность по сушимым изделиям будет равна:

 , кг/час                                          (1)