Графічні розрахунки процесів сушіння в I-d-діаграмі

Розраховуємо початкові параметри теплоносія. Температура газів при вході в барабан Для здобуття такої температури топкові димові гази розбавляємо атмосферним повітрям. Прийнявши к.к.д. топки , визначаємо кількість повітря х, необхідного для змішування з димовими газами. Для цього складаємо рівняння теплового балансу топки і камери змішування на 1 кг спалювання палива:

 

,

 

де – ентальпія повітря, яке надходить для змішування, при температурі 20 :

 

кДж/ ,

де – ентальпія димових газів при ;

кДж/ (довідкові дані);

– ентальпія повітря при температурі 800 , кДж/ .

Тоді:

на 1 кг палива.

Загальна кількість повітря, необхідна для горіння 1 кг палива і розбавлення димових газів до заданої температури складе:

Загальний коефіцієнт надлишку повітря рівний:

Визначаємо вологовміст розбавлених димових газів по формулі:

де , – об’єми окремих складових продуктів горіння при

Розраховуємо об’єми складових продуктів горіння:

 

Таким чином:

 

г на 1 кг сухих газів.

 

Виробляємо побудову теоретичного процесу сушіння на діаграмі Рамзіна. Крапка К характеризується параметрами кДж на 1кг сухих газів і г на 1 кг сухих газів, а крапка A параметрами оточуючого повітря г на 1 кг сухого повітря).

По відомих початкових параметрах сушильного агента( і г на 1 кг сухих газів) знаходимо крапку B – початок теоретичного процесу сушіння. Ця крапка характеризує параметри сушильного агента(суміш продуктів згорання палива з повітрям), який надходить в сушильний барабан. Співвідношення між топковими газами (к. К) і повітрям (к. А) при змішуванні їх до заданих параметрів (к. В) визначається залежність:

,

- кількість сухого повітря, необхідного для отримання суміші з температурою :

Від к.В проводимо лінію до пересічення з ізотермою і визначаємо положення кінцевої точки процесу . Теоретичний процес сушіння на I-d-діаграмі зобразиться лінією Параметрами крапки на 1 кг сухих газів є: постійна ентальпія кДж і вологовміст

Витрата сухих газів по масі при теоретичному процесі сушіння:

кг/год.

Побудова дійсного процесу в реальній сушарці зводиться до визначення напряму лінії сушіння, для чого знаходимо питому кількість теплоти, віддану в довкілля поверхнею сушарного барабану і на нагрів матеріалу тобто

кДж/год.

Кількість теплоти на нагрів матеріалу складає кДж/год.

Кількість теплоти втраченою сушаркою в довкілля, визначається по формулі:

де – коефіцієнт тепловіддачі від газів до внутрішньої поверхні сушарного барабану, дорівнює 150 Вт/();

– товщина стінки барабану, дорівнює 14 мм;

– товщина теплоізоляції барабану, дорівнює 40 мм (діатомітова засипка);

– теплопровідність відповідно сталевої стінки

Вт/() і діатомітової засипки Вт() барабану;

– коефіцієнт тепловіддачі від наружної поверхності теплоізоляції в довкілля,

який зазвичай приймається 12…15 Вт/();

– площа бічної поверхні сушарного барабану:

де – різниця температур газів робочого простору барабану і

навколишнього повітря, :

де – середня температура матеріала в барабані:

Отже:

Підставляючи числові значення у формулу (1), отримуємо:

Потім підсумовуючи числові значення , отримуємо:

Так як частина теплоти втрачається то ентальпія в кінці процесу буде менше ентальпії газів на початку процесу сушіння, тобто .

Знаходимо величину зменшення ентальпії димових газів:

на 1 кг сухих газів

Відкладаємо на I-d-діаграмі значення на 1 кг сухих газів від крапки

вертикално вниз і отримуємо крапку D, котру з’єднуємо з к. В. Лінія BD показує напрямок лінії дійсного процесу сушіння з врахуванням теплових втрат. Лінія пересічення променя дійсного процесу сушіння з лінією дає к. С – кінця процесу сушіння. При заданій кінцевій температурі процесу весь процес в дійсності сушарці виразиться лінією BC. Отже, процес піде по крутішій лінії, і кінцева крапка переміститься по вертикалі вниз від к. C до к. D на величину рівну втраті теплоти, віднесеної до 1кг сухого газу, який проходить через сушарку. При тому ентальпія зменшується при постійному вологовмісті, оскільки втрати теплоти знижують температуру газів. Визначаємо на I-d-діаграмі кінцевий вологовміст газів для к. С: на 1 кг сухих газів. Дійсна витрата газів по масі на сушіння складе:

Визначаємо кількість теплоти на сушіння по формулі:

де = 880 кДж на 1 кг сухих газів ентальпія суміші газів з повітрям без врахування ентальпії водяної пари продуктів горіння палива або на I-d-діаграмі для к. B’’ як для повітря при на 1 кг сухого повітря.

Тоді:

кДж/год.

Прийнявши к.к.д топки визначаємо кількість теплоти, яка підводиться в топку:

або теплова потужність топки:

Витрата палива по масі складає: