Практичне заняття № 5. Розрахунок сушарок з рециркуляцією повітря

Мета: визначення вхідних та вихідних параметрів агенту сушіння та вологого матеріалу, вивчення порядку проведення розрахунку процесу сушіння в однозонній сушарці камерного типу з рециркуляцією повітря аналітичним та графічним методами з використанням I – d діаграми.

У сушарках з рециркуляцією повітря (рис. 5.1) відпрацьоване повітря викидається в атмосферу не все, частка його повертається назад в сушарку або на рециркуляцію. Ці сушарки значно економічніші по витраті тепла. Загальна кількість повітря по сухій масі в такій сушарці:

L=L₀+L_p (5.1)

При цьому L₀=L_y, відношення кількості рециркуляционного повітря до кількості зовнішнього повітря називається ступенем рециркуляції:

(5.2)

Рис. 5.1. Схема сушарки з рециркуляцією повітря

Тобто ступінь рециркуляції показує, скільки кілограмів рециркуляційного повітря в суміші припадає на один кілограм зовнішнього повітря.

Для розрахунку годинної кількості тепла в камерній сушарці і побудови процесу сушки в І-d діаграмі необхідно мати наступні значення:

t₀ , j₀, t₁ , D., W, l, n

1. На I – d діаграмі знаходимо т. А, яка характеризує зовнішнє повітря (t₀, j₀), визначаємо d₀.

2. Визначаємо вологовміст відпрацьованого повітря і суміші:

 

d₂ = d₀ + (1000/ l)( 1 +n) (5.3)

d_см =(d₀ +nd₂)/(1+n) или d_см = d₁ = d₂ – (1000/ l) (5.4)

3.Проводимо вертикаль d_см = d₁ = const і на перетині її з ізотермою t₁ ⁼const, отримуємо т. В (стан суміші після підігрівання в калорифері).

4.Проводимо через т. В лінію I₁=const і довільно відкладаємо на ній т. Е.

5.Проводимо нормаль ЕF до d_см = const.

6.Визначаємо величину відрізка ЕК = ЕF (D/m), при D <0 I₂ <I₁, тому відрізок ЕК відкладаємо вниз.

7.т.С яка характеризує відпрацьоване повітря.

8.Через т. С проводимо I₂ – const..

9.На I – d діаграмі проводимо і визначаємо d₀=d₁ і d₂

10.Довільно на I₂ – const відкладаємо т. Е.

11.З т. Е опускаємо нормаль на d₂ = const і отримуємо т. F.

12.Визначаємо довжину відрізка ЕК = ЕF (D/m); мм

Оскільки D > 0, то відрізок ЕК відкладаємо вниз, для дотримання нерівності I₂ > I₁.

13.Через точки С і К проводимо пряму до перетину з d₀=d₁. І на перетині отримуємо т. В, яка характеризує підігріте повітря.

Знаходимо питому витрату сухого повітря в сушарці:

l = 1000/(d₂-d₁) (5.5)

Годинна витрата сухого повітря складе: кг сух. пов./год.

L = LW; (5.6)

Загальний об'єм повітря в будь-якому місці сушарки: м³/ч,

V = L v_пр; (5.7)

Визначувана питома витрата тепла: кДж/кг вип. вол.

q_к = l(I₁ – I₀); (5.8)

Годинна витрата тепла в сушарці:

Q_к = q_к W (5.9)

 

 

ПИТАННЯ ДЛЯ ОПИТУВАННЯ

 

1. Охарактеризувати прямотокові та протитокові сушарки, їх ефективність.

2. Подати розрахунок втрат тепла з повітрям, яке виходить з сушарки.

3. Обґрунтувати, як підвищити коефіцієнт корисної дії сушарки.

4. Подати баланс вологи для сушарок з рециркуляцією повітря та визначення необхідної кількості повітря.

5. Охарактеризувати приведений обсяг повітря. Як використовується його значення для розрахунку годинної витрати повітря на сушіння матеріалу?

6. Дати характеристику процесу змішування повітря різного стану.

7. Охарактеризувати рециркуляцію сушильного агента та ступінь рециркуляції?

8. Проаналізувати, як впливають початкові параметри сушильного агента на техніко-економічні показники роботи сушильного обладнання.

9. Дати визначення поняття ступеня рециркуляції.

10. Перерахувати статті витрат тепла у сушарці з рециркуляцією повітря.

 

ІНДИВІДУАЛЬНІ ЗАВДАННЯ

 

Задача 1. Побудувати процес, що відбувається в сушильній машині, визначити теплопродуктивність калориферних установок і необхідні об'ємні витрати агента сушіння для здійснення даного процесу, якщо відомо: t₀ = 15 ^оC; φ₀=80%; t₂=50°C; φ₂=40%; n = 4, Δ=-600 кДж/кг вип. вологи та W= 150 кг вологи/год.

Задача 2. В якій пропорції необхідно змішати зовнішнє та рециркуляційне повітря, якщо відомо: t₀ =10 ^оС, φ₀ =40 %; І₂=37,28 ккал/кг сух. повітря (156.2 кДж/кгсух. повітря) і d_см=28.0 г/ктсух. повітря.

Задача 3. Рециркуляційне повітря змішується з зовнішнім в пропорції 5:3. Визначити параметри суміші повітря, якщо відомо: 1-й стан: t₀=5°С. φ₀ =85 %. 2-й стан: φ₂ =20 %. Р_п =55 мм рт. ст. (7315 Па) при Р_б =745 мм рт.ст.(99,1 кПа).

Задача 4. Циркуляційне повітря на вході до зрошувальної камери має температуру t₀ = 40 ^оС і відносну вологість φ₀ =50 %. а після камери t₁ = 50 ^оC і І =58.8 ккал/кг сух. повітря (246,4 кДж/кт сух. повітря). Підрахувати приріст вологовмісту в процесі зволоження повітря.

Задача 5. Рециркуляційне повітря (t₂=60°C і φ₂=60%) змішується з зовнішнім, яке має t₀=20^oC і P_п= 10 мм рт. ст. (1330 Па), в пропорції 1:3. Знайти параметри суміші.

Задача 6. Визначити ступінь рециркуляції, якщо відомо: t₀=20°C і φ₀=40%, t_cyм=50°C,t₂=65°C I φ₂=30%.

Задача 7. Необхідно одержати суміш з параметрами: t_сум=65°C і φ_сум=60%, якщо відомо: зовнішнє повітря з параметрами t₀ = 15°C і φ₀=80% змішується з рециркуляційним в пропорції 2:3. Які параметри рециркуляційного повітря?

Задача 8. Умова та ж, що й в задачі 1, але при таких даних: t₀=6°C; φ₀=85%; t₁=95°C; n=l,5; І=130 кг сух. повітря/кг вип. вологи; Δ=2000 кДж/кг вип. вологи, та W=400 кг вологи/год.

Задача 9. Умова та ж, що й в задачі 1, але при таких даних: t₀ = 5°C; φ₀=60%; t₂=65°C; φ₂=30%; n=2,5; Δ=3500 кДж/кг вип. вологи, та W=480 кг вологи/год.

Задача 10. Умова та ж, що й в задачі 1, але при таких даних: t₀=6°C; φ₀=80%; t₂=62 ^оC; φ₂=30%; n=1,5; Δ=900 кДж/кт вип. вологи, та W=210 кг вологи/год.