Задачі до теми «тепловий баланс і теоретичні розрахунки сушильних машин з рециркуляцією і без рециркуляції»

Задача 1. Визначити статті витрат теплоти, тепловий баланс, ККД і величину Δ сушильної машини, призначеної для сушіння лляної трести, яка має такі характеристики: G₂ = 1200 кг/год.; L_вих =3500 кг/год.; t₁ = 80 ^оC; t₀ = 16 ^оC; φ₀ = 60 %; t₂ = 60 ^оC; U₁ = 0,3 кг вологи (на 1 кг сухого матеріалу); U₂ = 0,1 кг вологи (на 1 кг сухого матеріалу); g_тp = 25 кг/м; l = 50м; τ = 7 хв.; Q₅ = 15000Вт; L_вих - загальноприйняте позначення в курсі – кількість повітря, що виходить з сушарки; l – довжина транспортної стрічки сушарки; g_cp – питома вага 1 м погонної довжини транспортної стрічки; Q₅ – втрати теплоти через огорожі сушарки.

Задача 2. Визначити тривалість сушіння лляної соломи при t₁ = 105 ^оС; φ₁ = 10 %; ω₁ = 3,5 м/с; Р_с = 30кг/м²; U₁ = 0,4 кг вологи (на 1 кг сухого матеріалу); U₂ = 0,19 кг вологи (на 1 кг сухого матеріалу).

Задача 3. Визначити кількість теплоти, що витрачається на випаровування вологи при G_c = 900кг сухого матеріалу/год.; U₁ = 1,8 кг вологи (на 1 кг сухого матеріалу); U₂ = 0,14 кг вологи (на 1 кг сухого матеріалу); t₂ = 85 ^оС; φ₂ = 60 %; t₀ =18 ^оС; φ₀ = 50%.

Задача 4. Побудувати процес, який проходить в сушильній машині, визначити теплову потужність калориферних установок і необхідні об’ємні витрати агента сушіння для здійснення даного процесу при t₀ = -5 ^оC; φ₀ = 80 %; t₂ = 60 ^оC; φ₂ = 40 %; n = 4,0; Δ = -600 кДж (на 1 кг випаровуваної вологи) і W = 150 кг вологи/год.

Задача 5. Скласти тепловий баланс для сушильної машини, яка має такі показники: t₁ = 77 ^оC; φ₁ = 5 %; t₀ = 5 ^оC; W = 576 кг вологи/год.; G₂ = 1235 кг/год.; U₁ = 0,25 кг вологи (на 1 кг сухого матеріалу); U₂ = 0,11 кг вологи (на 1 кг сухого матеріалу); V = 4,42 м³/с, транспортер сітчастий g_тp =25 кг/м; l_{т р} = 20 м; v_тр = 2,5 м/хв.; F = 170 м³ – площа теплоізоляційних засобів сушарки; k = 0,8 Вт/(м²×k) – коефіцієнт теплопередачі.

 

ДОДАТКИ

 

 

Додаток 1

Таблиця вологого повітря

 

Температура t, ^оC	Параметри	Відносна вологість повітря φ, %
-10	Pпар ρпар	13,04 0,11	25,98 0,21	51.97 0.43	77,96 0,64	103,9 0,86	129,9 1,07	155,9 1,28	181,9 1,50	207,8 1,71	233,8 1,93	259,8 2,14
0,0	Pпар ρпар	30,5 0,24	61,1 0,48	122,2 0,97	183,2 1,45	244,3 1,94	305,4 2,42	366,4 2,91	427,5 3,39	488,5 3,87	549,6 4,36	610,6 4,84
	Pпар ρпар	61,4 0,47	122.9 0.94	245.7 1.88	368,5 2,82	491,3 3,76	614,1 4,76	736,9 5,64	859,7 6,58	982,3 7,52	8,46	9,4
	Pпар ρпар	117,0 0,86	233.7 1.73	467.9 3.46	701,9 5,19	935,8 6,92	8,64	10,37	12,1	13,83	15,56	17,29
	Pпар ρпар	212,5 1,52	424.9 3.04	849.6 6.07	9,11	12,14	15,18	18,21	21,25	24,29	27,32	30,36
	Pпар ρпар	369,6 2,56	739.2 5.11	10.23	15,34	20,45	25,56	30,68	35,79	40,9	46,02	51,13
	Pпар ρпар	6,17 4,15	8.29	16.59	24,88	33,17	41,47	49,76	58,06	66,35	74,64	82,94
	Pпар ρпар	1000,5 6,50	2000.4 13.01	3998.9 26.02	5995,5 39,03	52,04	65,05	78,05	91,06	104,07	117,08	130,00
	Pпар ρпар	1567,8 9,90	3134.5 19.80	6264.8 39.59	9557,6 59,39	79,18	98,98	118,77	138,57	158,36	178,16	197,95
	Pпар ρпар	2387,7 14,65	4773.3 29.3	9537.9 58.6	87,9	117,2	146,5	175,79	205,9	234,39	263,69	292,9
	Pпар ρпар	3544,3 21,15	7084.3 42.31	84.61	126,92	169,23	211,54	253,84	296,15	338,46	380,76	423,07
Продовження додатку 1
99,4	Pпар ρпар	5040,0 29,31	58,63	117,25	175,88	234,5	293,13	351,75	410,38	469,0	527,63	99320,7 586,26
	Pпар ρпар	5036,3 29,26	10065,3 58,56	20100,6 117,05	30105,9 175,57	40081,4 234,1	50028,2 292,62	59945,7 351,15	69842,3 409,67	79690,0 468,20	89518,2 526,72	99320,7 585,24
	Pпар ρпар	5028,5 28,45	10050,9 56,90	20082,5 113,80	30071,8 170,69	40042,2 227,59	49987,4 284,49	59905,3 341,39	69798,9 398,28	79664,2 455,18	89504,8 512,08	99320,7 568,98
	Pпар ρпар	5021,6 27,68	10037,4 55,37	20051,2 110,73	30041,5 166,1	40007,7 211,47	49957,5 276,84	5983,0 332,2	69770,0 387,57	79643,1 422,84	89492,0 498,3	99320,7 553,67
	Pпар ρпар	5015,7 26,69	10025,9 53,92	20030,9 107,85	30014,7 161,77	39977,5 215,69	49920,0 269,61	59842,1 323,54	69741,8 377,46	79622,7 431,38	89492.0 485.31	99320,7 539,23
	Pпар ρпар	5010,4 26,28	10016,1 52,56	20013,4 105,12	29992,0 157,67	39951,3 210,23	49892,9 262,79	59814,9 315,35	69720,5 367,9	79604,2 420,46	89472.5 473.02	99320,7 525,58
	Pпар ρпар	5005,66 25,63	10007,2 51,26	19997,5 102,53	29971,3 153,79	39927,7 205,05	49868,3 256,32	59791,2 307,58	69699,1 358,85	79588,5 410,11	89465.1 461.37	99320,7 512,64
	Pпар ρпар	5001,6 25,02	9999,5 50,04	19984,0 100,07	29953,4 150,11	39907,9 200,14	49846,7 250,18	59771,7 300,21	69682,3 350,25	79574,4 400,28	89454.4 450.32	99320,7 500,36
	Pпар ρпар	4998,1 24,43	992,8 48,87	19971,9 97,73	29937,7 146,60	39889,8 195,47	49829,0 244,34	59753,0 293,20	69665,8 342,07	79564,0 390,94	89454.4 439.81	99320,7 488,67
180	Pпар ρпар	4995,1 23,88	9987,1 47,76	19961,9 93,39	29924,5 143,27	39874,8 191,02	49812,9 233,78	59738,8 286,53	69653,0 334,29	79554,0 382,04	89442.8 429.8	99320,7 477,55
	Pпар ρпар	4992,2 23,35	9981,7 46,96	19952,3 93,39	29911,7 140,08	39860,5 186,78	49798,0 2389,47	59725,0 280,17	69640,6 326,86	79544,5 373,55	89436.4 420.25	99320,7 466,94
	Pпар ρпар	4989,8 22,84	9977,0 45,68	19943,9 91,36	29900,9 137,04	39847,4 182,73	49784,8 228,41	59711,9 274,09	69628,7 319,77	79535,4 365,45	89434.6 411.13	99320,7 456,81

 

Параметри водяної пари Р_п – парціальний тиск водяної пари, Па; ρ_пар - густина водяної пари, або абсолютна вологість повітря, г/м³; барометричний тиск Р_б – 99360 Па(745 мм рт.ст.).

Додаток 2

Таблиця вологого повітря

Температура, t ^оC	Параметри	Відносна вологість повітря
-10	I d Vприв	-10,01 0,00 0,76	-9,85 0,08 0,76	-9,64 0,16 0,761	-9,22 0,33 0,761	-8,84 0,49 0,761	-8,42 0,65 0,761	-8,00 0,93 0,761	-763 0,98 0,761	-7,21 1,14 0,762	-6,83 1,30 0,762	-6,41 1,47 0,762	-5,9 1,63 0,762
	I d Vприв	0,00 0,00 0,789	0,461 0,19 0,789	0,964 0,38 0,79	1,927 0,77 0,79	2,891 1,15 0,791	3,813 1,53 0,791	5,740 2,30 0,92	5,740 2,30 0,792	6,746 2,69 0,793	7,668 3,07 0,793	8,631 3,46 0,794	9,84 3,85 0,794
	I d Vприв	10,014 0,00 0,818	10,978 0,38 0,819	11,780 0,77 0,819	13,911 1,54 0,820	15,838 2,31 0,821	17,807 3,09 0,822	21,746 4,65 0,824	21,746 4,65 0,824	23,715 5,43 0,825	25,685 6,21 0,826	27,6 7,00 0,827	29,6 7,78 0,828
	I d Vприв	20,07 0,00 0,85	21,94 0,73 0,85	23,799 1,47 0,85	27,53 2,94 0,85	31,29 4,42 0,85	35,07 5,91 0,86	42,69 8,91 0,86	42,69 8,91 0,86	46,51 10,42 0,85	50,36 11,94 0,86	54,26 13,46 0,87	58,16 15,00 0,87
	I d Vприв	30,13 0,00 0,876	33,52 1,33 0,878	36,95 2,67 0,88	43,83 5,36 0,883	51,12 8,08 0,887	57,78 10,82 0,891	71,98 16,37 0,899	71,96 16,37 0,899	79,19 19,19 0,903	86,58 22,03 0,907	93,77 24,89 0,911	101,15 29,78 0,915
	I d Vприв	40,14 0,00 0,9	46,13 2,32 0,91	52,16 4,66 0,91	64,40 9,40 0,92	76,76 14,20 0,92	89,29 19,07 0,93	115,02 29,05 0,95	115,02 29,05 0,95	128,17 34,16 0,95	141,54 39,35 0,96	155,1 44,62 0,97	168,39 49,98 0,98
	I d Vприв	46,84 0,00 0,93	60,34 3,90 0,94	70,56 7,84 0,95	91,43 15,88 0,95	112,84 24,13 0,97	137,42 32,6 0,98	180,51 50,21 1,00	180,51 50,21 1,00	204,30 59,38 1,02	228,73 68,79 1,04	253,93 78,47 1,05	279,64 88,42 1,07
	I d Vприв	60,25 0,00 0,96	76,80 6,33 0,97	93,69 12,78 0,98	128,51 26,10 1,00	164,79 36,98 1,02	202,71 54,48 1,05	283,58 85,44 1,09	283,58 85,44 1,09	326,86 102,00 1,12	372,16 119,35 1,15	419,63 137,54 1,17	469,49 156,65 1,20
	I d Vприв	70,31 0,00 0,99	96,58 9,97 1,01	123,73 20,27 1,02	189,71 41,90 1,06	241,59 65,03 1,09	306,88 89,83 1,13	376,6 116,33 1,18	452,44 145,16 1,22	533,93 176,15 1,27	622,17 209,73 1,32	718,04 246,21 1,38	822,62 285,99 1,44
Продовження додатку 2
	I d Vприв	80,41 0,00 1,02	121,05 15,32 1,05	163,75 31,41 1,07	255,89 66,15 1,12	358,29 104,77 1,19	472,72 147,96 1,26	601,44 196,55 1,34	747,28 251,62 1,43	913,79 314,53 1,53	1105,75 387,06 1,65	1329,36 471,60 1,78	1593,12 571,24 1,95
	I d Vприв	90,46 0,00 1,05	152,01 23,02 1,09	218,26 47,81 1,13	367,09 103,54 1,22	542,73 169,34 1,33	752,90 248,12 1,47	1008,95 344,13 1,63	1327,47 463,62 1,83	1734,36 616,33 2,08	2272,19 814,24 2,42	3015,88 1097,51 2,88	4110,64 1508,85 3,57
99.4	I d Vприв	99,93 0,00 1,08	189,39 33,24 1,13	288,86 70,28 1,20	525,05 158,08 1,35	830,42 271,75 1,55	1237,58 423,39 1,81	1808,24 636,07 2,17	2665,31 955,60 2,72	4094,81 1488,73 3,63	6955,58 2555,95 5,45	15546,2 5761,26 10,92
	I d Vприв	100,56 0,00 1,08	190,02 33,24 1,14	289,53 70,22 1,20	526,22 158,23 1,35	831,09 271,66 1,55	1238,14 423,21 1,81	1808,74 635,76 2,17	2665,60 955,06 2,72	4094,72 1487,82 3,63	6954,60 2554,20 5,46	15535,6 5754,47 10,93
	I d Vприв	110,62 0,00 1,11	200,58 33,18 1,17	300,67 70,09 1,23	538,46 157,90 1,39	844,79 271,05 1,59	1253,73 422,19 1,85	1826,88 634,12 2,23	2687,38 952,42 2,79	4122,75 1483,54 3,73	6994,54 2546,41 5,59	15612,90 5736,61 11,20
	I d Vприв	120,71 0,00 1,14	311,69 69,97 1,26	311,69 69,97 1,26	550,86 157,62 1,42	858,70 270,53 1,63	1269,65 421,31 1,90	1845,53 632,71 2,29	2710,05 950,17 2,86	4152,08 1479,85 3,82	7037,27 2539,86 5,73	15693,43 5720,56 11,48
	I d Vприв	130,77 0,00 1,16	322,88 69,87 1,30	322,88 69,87 1,30	563,26 157,37 1,46	872,78 270,07 1,67	1503,714 420,55 1,95	1864,59 631,48 2,34	2733,43 948,23 2,93	4182,12 1476,53 3,91	7081,31 2533,97 5,87	15777,07 5706,03 11,76
	I d Vприв	140,87 0,00 1,19	232,38 33,04 1,26	334,07 69,78 1,33	575,83 157,16 1,49	886,98 269,67 1,71	1302,21 419,88 1,99	1884,08 630,42 2,40	2757,27 946,50 3,00	4213,59 1473,79 4,01	7126,6 2528,65 6,01	15871,34 5695,28 12,04
	I d Vприв	176,55 0,00 1,22	243,02 33,01 1,28	345,30 69,71 1,36	588,44 156,97 1,53	901,31 296,32 1,75	1318,84 419,29 2,05	1903,77 629,47 2,46	2781,61 944,98 3,07	4964,78 1471,23 4,10	8389,19 2524,09 6,16	15964,32 5685,22 12,32
	I d Vприв	161,06 0,00 1,25	253,62 32,97 1,32	356,57 69,64 1,39	601,06 156,79 1,57	915,77 269,01 1,79	1335,65 418,78 2,09	1923,80 628,64 2,51	2806,46 943,67 3,14	4278,33 1469,09 4,19	7221,76 2520,04 6,30	16054,45 5674,02 12,60
	I d Vприв	171,20 0,00 1,28	264,31 32,95 1,35	367,84 69,58 1,42	613,84 156,66 1,60	930,31 268,74 1,83	1352,57 418,32 2,14	1944,03 627,90 2,57	2831,56 942,47 3,21	4311,55 1467,12 4,29	7271,81 2516,71 6,44	16153,41 5665,95 12,88
Продовження додатку 2
	I d Vприв	181,30 0,00 1,31	274,99 32,92 1,38	379,11 69,52 1,46	626,57 156,53 1,64	944,33 268,50 1,87	1359,63 417,92 2,19	1964,48 627,26 2,63	2857,16 941,47 3,29	4345,45 1465,44 4,38	7322,49 2513,67 6,58	16253,22 5658,49 13,17
	I d Vприв	191,44 0,00 1,34	285,67 32,90 1,41	390,47 69,48 1,49	639,39 156,41 1,67	959,64 268,28 1,92	1387,02 417,62 2,24	1958,14 626,67 2,68	2885,97 940,55 3,36	4379,81 1463,90 4,48	7373,77 2510,86 6,72	16354,66 5651,63 13,45
	I d Vприв	201,54 0,00 1,37	296,36 32,88 1,44	401,78 69,43 1,53	565,41 153,3 1,71	974,38 268,08 1,96	1404,07 417,22 2,28	2005,96 626,15 2,74	2909,03 939,70 3,43	4414,42 1462,47 4,57	7425,60 2508,29 6,86	16463,26 5647,36 13,74

 

Параметри вологого повітря: І - приведена ентальпія вологого повітря, кДж/кг сухого повітря; d - вологовміст вологого повітря, г вологи/кг сухого повітря; Vприв, - приведений об'єм вологого повітря, м³/кг сухого повітря.

 

 

Додаток 3

Параметри сухої насиченої пари

 

 

Тиск пари Рпар, 10^5Па	Температура пари, t, °С	Густина пари ρпар, кг/м^3	Об'єм пари V, м^3/кг	Ентальпія кипячої води	Ентальпія сухої насиченої пари
ккал/кг	кДж/кг	ккал/кг	кДж/кг
0.1	45,8	0,0681	14,68	45,8	191,9	617.2
0.2	60,1	0.131	7,65	60.1	251,4	623.3
0,5	81,3	0,309	3,24	81,3	340,6	631,8
1.0	99,6	0,590	1.694	99,6	417,4	639,0
1,2	104,8	0,700	1,429	104,9	439,4	640,9
1.4	109,3	0,809	1,236	109,5	458.5	642,5
1.6	113,3	0,916	1,091	113,5	475,4	643,4
1.8	116,9	1,023	0,977	117,2	490,9	645,5
2.0	120,2	1,129	0,885	120,5	504,8	646.7
2,5	127,4	1,392	0,718	127,8	535,4	649.1
3,0	133,5	1,651	0.606	134,0	561,5	651.0
3,5	138,9	1,908	0,524	139.6	584,5	652,7
4.0	143.6	2,163	0,462	144,4	604.7	654,2
4.5	147.9	2,416	0,414	148,8	623.4	655,5
5.0	151,8	2,669	0,375	152,8	640,1	656.7
6,0	158,8	3.169	0,316	160,0	670,5	658.7
7,0	165,0	3.666	0,273	166,5	697,2	660,3
8.0	170,4	4,161	0,240	172,2	720,9	661,5
9.0	175,3	5,654	0,215	177,3	742,8	662,7
10,0	179,9	5,139	1,1946	182,1	762,7	663,7

 

Додаток 4

Параметри сухого повітря

Температура t, °C	Питома теплоємність Ср, кДж/(кг×К)	Теплопровідність l, 10^-2 Вт/(м×К)	Кінематична в'язкість n, 10^-6 м^2/с	Густина , кг/м^3
	1,010	2,374	13,70	1,252
	1,010	2,455	14,70	1,206
	1,015	2,526	15,70	1,164
	1,015	2,581	16,61	1,127
	1,015	2,674	17,60	1,092
	1,015	2,737	18.60	1.056
	1,020	2,803	19,60	1,025
	1,020	2,860	20,45	0,996
	1,024	2,930	21.70	0,968
	1,024	3,000	22,90	0,942
	1,024	3,070	23,78	0,916
	1,028	3,200	26,20	0,870
	1,028	3,329	28,45	0,827
	1,032	3,460	30,60	0,789
	1,036	3,570	33,17	0,755
	1,036	3,700	35,82	0,723

 

 

Додаток 5

Рівноважний вологовміст

 

Температура t, ^оC	Відносна вологість
Лляна треста
	0,003	0,006	0,009	0,012	0,015	0,018	0,021	0,024	0,027	0,029	0,031	0,033	0,035
	0,002	0,005	0,008	0,011	0,014	0,016	0,018	0,020	0,022	0,024	0,026	0,028	0,030
	0,001	0,003	0,005	0,007	0,008	0,009	0,010	0,011	0,013	0,015	0,017	0,019	0,020
	0,000	0,001	0,002	0,003	0,003	0,004	0,005	0,006	0,007	0,008	0,009	0,010	0,011
	0,000	0,000	0,000	0,001	0,001	0,001	0,002	0,002	0,002	0,003	0,003	0,004	0,004
Конопляна треста
	0,005	0,010	0,014	0,019	0,023	0,026	0,029	0,031	0,033	0,034	0,035	0,037	0,038
	0,003	0,008	0,012	0,016	0,021	0,024	0,025	0,026	0,028	0,028	0,029	0,031	0,033
	0,002	0,005	0,008	0,011	0,015	0,013	0,014	0,015	0,016	0,017	0,019	0,021	0,022
	0,000	0,002	0,003	0,005	0,005	0,006	0,007	0,008	0,009	0,009	0,010	0,011	0,012
	0,000	0,000	0,000	0,001	0,001	0,001	0,002	0,002	0,002	0,003	0,003	0,004	0,004
Волокна кенафу
	0,004	0,008	0,012	0,015	0,019	0,023	0,027	0,031	0,034	0,037	0,039	0,042	0,044
	0,003	0,006	0,010	0,014	0,018	0,021	0,023	0,026	0,028	0,033	0,033	0,035	0,038
	0,002	0,004	0,006	0,009	0,010	0,012	0,013	0,014	0,016	0,021	0,021	0,024	0,025
	0,001	0,002	0,003	0,004	0,004	0,005	0,006	0,008	0,009	0,011	0,011	0,013	0,014
	0,000	0,000	0,001	0,001	0,002	0,002	0,003	0,003	0,003	0,004	0,004	0,005	0,005

 

 

 

Додаток 6

Психрометрична таблиця для швидкостей повітря більших 2 м/с

Показання сухого термометра tс, ^оC	Відносна вологість повітря, %, при психрометричній різниці c - tm , ^оC
	1,0	2.0	3.0	4,0	5,0	6,0	7,0	8,0	9,0	10.0
					.81

 

 

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. Чурсіна Л.А., Тіхосова Г.А., Ляліна Н.П. Термоволога обробка сировини. Підручник / під ред.. Чурсіної Л.А. – Херсон: ХНТУ. – 2007. – 128 с.

2. Суметов В.А. Сушка и увлажение лубоволокнистих материалов. – М.: Лёгкая индустрия, 1980. – 336 с.

3. Чурсіна Л.А., Клевцов К.М. Теоретичні основи термовологої обробки матеріалів //Навчальний посібник. – К., 1997. – 96 с.

4. Сажин В.С. Основы технологии сушки. – М.: Химия, 1984. – 286 с.

5. Яковлев Г.П., Храмцов В.Н. Сушильное оборудование в промышленности ПОЛВ. – М.: Лёгкая и пищевая промышленность, 1983. – 265 с.

6. Токмаков Е.Н. Сборник задач по сушке и увлажнению лубоволокнистых материалов. – Ярославль, 1985. – 23 с.