Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Определение основных размеров сушильного барабана

Поиск

Основные размеры барабана выбирают по нормативам и каталогам – справочникам в соответствии с объемом сушильного пространства. Объем сушильного про­странства V складывается из объема V п, необходимого для прогрева влажного мате­риала до температуры, при которой начинается интенсивное испарение влаги (до температуры мокрого термометра сушильного агента), и объема V c, требуемого для проведения процесса испарения влаги, т. е. рассчитывается по [3] с. 297:

V = V c + V п, (3.24)

Объем сушильного простран­ства барабана может быть вычислен по модифицированному уравнению массопередачи по [3] с. 297:

V c = W / (K υ Δ x ср'), (3.25)

где Δ х ср – средняя движущая сила массопередачи, кг влаги/м3;

К υ – объемный коэффициент массопередачи, 1/с.

При параллельном движении материала и сушильного агента температура влажного материала равна температуре мокрого термометра. В этом случае коэффициент массопередачи численно равен коэффициенту массоотдачи К υ = β υ.

Для барабанной сушилки коэффициент массоотдачи β υ может быть вычислен по эмпирическому уравнению [3] формула (9.17):

где ω – скорость газов в барабане, м/с;

r ср – средняя плотность сушильного агента, кг/м3;

n – частота вращения барабана, об/мин;

β – оптимальное заполнение барабана высушиваемым материалом, %;

Р 0 – давление, при котором осуществляется сушка, Па;

с – теплоемкость сушильного агента при средней температуре в барабане, кДж/(кг·К);

Р – среднее парциальное давление водяных паров в су­шильном барабане, Па.

с = 1 кДж/(кг·К) – по данным, приведенным в [3]; β = 20,6% – по данным, приведенным в [3] таблица (9.2); ωr ср = 0,6 – 1,8 кг/(м2 · с)– по данным, приведенным в [3].

P 0 = 105 Па, т.к. процесс сушки осуществляется при атмосферном давлении.

Примем ωr ср = 1,1, тогда вычислим r ср, кг/м3, (при t ср = (120 + 720)/2 = 420°С) и найдем ω ор:

Ориентировочный диаметр сушильного барабана d ор, м, находится по формуле (3.23):

 

Примем стандартный диаметр барабана d ст = 1 м по [8].

Расчетная скорость газов в барабане , м/с, находится по формуле (3.28):

Уточненное значение , кг/(м2 · с) равно:

= 2,096 · 0,5100 = 1,069 кг/(м2 · с)

Частота вращения барабана обычно не превышает 5–8 об/мин; принимаем n = 5 об/мин. Парциальное давление водяных паров в сушильном барабане определим как средне­арифметическую величину между парциальными давлениями на входе газа в сушилку и на выходе из нее.

Парциальное давление водяных паров в газе p, Па, определим по [3] формула (9.18):

p = (x / M в) P 0 / (1 / M с.в + x / M в), (3.29)

где x – влагосодержание газов на входе в сушилку, кг влаги/кг сух. возд.;

M в – молярная масса воды, кг/кмоль;

P 0 – давление при котором осуществляется процесс сушки, Па;

M с.в – молярная масса воздуха, кг/кмоль.

Тогда на входе в сушилку p 1, Па:

р 1 = (0,04627 / 18) 105 / (1 / 29 + 0,04627 / 18) = 6928,706 Па;

на выходе из сушилки p 2, Па:

р 2 = (0,2610 / 18) 105 / (1 / 29 + 0,2610 / 18) = 29616,013 Па;

Отсюда среднее парциальное давление водяных паров в газе P, Па,(по [3]

с. 299):

P = (р 2р 1) / 2, (3.30)

P = (6928,706 + 29616,013) / 2 = 18272,359 Па,

Движущую силу массопередачи Δ x 'ср, кг/м3, определим по уравнению, приведенному в [3] формула (9.19):

где – движущая сила в начале процесса сушки, кг/м3;

– движущая сила в конце процесса сушки, кг/м3;

– равновесное содержание влаги на входе в сушилку и на выходе из нее, кг/м3.

Средняя движущая сила Δ Р ср, выраженная через единицы давления (Па), определяется по [3] формула (9.20):

Δ Р ср = (Δ Р б – Δ Р м) / ln(Δ Р б / Δ Р м), (3.32)

где движущая сила в начале процесса сушки, Па;

движущая сила в конце процесса сушки, Па;

давление насыщенных паров над влажным материалом в начале и в конце процесса сушки, Па.

Значения определяют по температуре мокрого термометра сушильного агента в начале (t м1) и в конце (t м2) процесса сушки. По диаграмме I – х найдем: t м1 = 74 °С, tм2 = 72 °С; при этом , по [3].

Выразим движущую силу массопередачи Δ x 'ср в кг/м3 по уравнению (9.19) из [3]:

Объем сушильного барабана, необходимый для проведения процесса испарения влаги, без учета объема аппарата, требуемого на прогрев влажного материала, находим по [3] с. 299:

V c = 0,1961/ (0,652· 0,0202) = 14,881 м3.

Объем сушилки, необходимый для прогрева влажного материала, находят по модифицированному уравнению теплопередачи по [3] формула (9.21):

V п = Q п / (К υ Δ t ср), (3.33)

где Q п – расход тепла на прогрев материала до температуры t м1, кВт;

K υ – объемный коэффициент теплопередачи, кВт/(м3·К);

Δ t ср – средняя разность температур, град.

Расход тепла Q п, кВт, рассчитывается по [3] формула (9.22):

Q п = G к с м(t м1θ 1) + W в с в(t см1θ 1), (3.34)

Q п = 2,859 · 0,797 (74 + 6) + 0,1961 · 4,19 (74 + 6) = 248,023 кВт.

Объемный коэффициент теплопередачи определяют по эмпирическому уравне­нию (9.23) из [3]:

К υ = 16 (ω ρ ср)0,9 n 0,7 β 0,54, (3.35)

К υ = 16 · 1,0690,9 · 50,7 · 20,60,54 = 268,514 Вт/м3·К = 0,269 кВт/м3·К.

Для вычисления Δ t ср необходимо найти температуру сушильного агента t x, до которой он охладится, отдавая тепло на нагрев высушиваемого материала до t м1. Эту температуру можно определить из уравнения теплового баланса (по [3] формула (9.24)):

Q п = L сг (1 + x 1) c г (t 1t x), (3.36)

248,023 = 0,9132 (1 + 0,04627) 1,136(720– t x),

откуда t x = 491,5 °С. Средняя разность температур равна (по [3] формула (9.25)):

Δ t ср = [(t 1 θ 1) + (t xt м1)] / 2, (3.37)

Δ t ср = [(720 + 6) + (591,5 – 74)] / 2 = 571,8 °C.

Подставляем полученные значения в уравнение (3.):

V п = 248,023 / (0,269 · 571,8) = 1,612 м3.

Общий объем сушильного барабана V, м3, по [3] формула (9.21):

V = 14,881 + 1,612 = 16,49 м3.

Далее по справочным данным находим основные характеристики барабанной сушилки – длину и диаметр.

Выбираем барабанную сушилку: диаметр d = 1 м, длина l = 4 м, по [8].

Определим среднее время пребывания материала в сушилке τ (с) по [3] формула (9.29):

τ = G м / (G к + W / 2), (3.38)

Рабочая скорость газов на выходе из барабана ω, м/с, по [3] с. 302:

Рабочая скорость газов на выходе из барабана меньше 2 м/с, что не превышает допустимую скорость уноса наименьших частиц.

Количество находящегося в сушилке материала (в кг) равно по [3] формула (9.30):

G м = V β ρ м, (3.40)

G м = 16,49 · 0,206 · 1500 = 5095,41 кг,

τ = 5095,41 / (2,859 + 0,1961 / 2) = 1723 с.

Зная время пребывания, рассчитаем угол наклона барабана по [3] формула (9.31):

 



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2016-04-06; просмотров: 1122; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 44.200.122.214 (0.008 с.)