Провести расчет процесса сушки в противоточной сушилке конвективного типа
.pdf
Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥
Провести расчет процесса сушки в противоточной сушилке конвективного типа, работающей по нормальному сушильному варианту.
Определить расход воздуха на сушку, расход и необходимое давление греющего пара, а также площадь поверхности теплопередачи в калорифере.
Исходные данные к задаче 3:
1) производительность сушилки по влажному материалу, Gн=760 кг/ч;
2) начальная и конечная влажности материала соответственно, Uн=32% масс., Uк=5% масс.;
3) температура материала, поступающего на сушку, θ1=21°С;
4) температура материала, выходящего из сушилки, θ2=62°С;
5) характеристика состояния воздуха:
до калорифера (атмосферного), t0=21°C, φ0=64%;
после сушилки (отработанного), t2=58°C, φ2=54%;
6) удельная теплоемкость высушенного материала (при Uк), Cрк=0,95 кДж/(кг·К);
7) масса транспортирующего устройства (стальной транспортер), 700 кг;
8) тепловые потери в окружающую среду (сушилки и калорифера), Qпот=12% от суммы всех слагаемых теплового баланса;
9) влажность греющего пара а=7% масс.;
10) коэффициент теплопередачи в калорифере К=61 Вт/(м·К).
Нужно полное решение этой работы?
Решение
Количество влаги, удаляемое из материала в процессе сушки, при изменении влажности материала от Uн до Uк, рассчитываем по формуле:
W=Gн∙Uн-Uк100-Uк=760∙32-5100-5=216кгч=0,06 кг/с
Параметры воздуха на входе и выходе сушилки определяем графически на I-x-диаграмме (рис.3.1).
На I-x-диаграмме отмечаем точку А, соответствующую t0=210C и φ0=64%. Из этой точки опускаем перпендикуляр на ось х и находим влагосодержание воздуха на входе в сушилку: х0=0,009 кг/кг сухого воздуха. Также из точки А проводим линию на ось I (параллельно линиям энтальпий) и определяем энтальпию воздуха: I0=45 кДж/кг сухого воздуха.
На I-x-диаграмме отмечаем точку С, соответствующую t2=580C и φ2=54%. Из этой точки опускаем перпендикуляр на ось х и находим влагосодержание воздуха на выходе из сушилки: х2=0,063 кг/кг сухого воздуха. Также из точки С проводим линию на ось I (параллельно линиям энтальпий) и определяем энтальпию воздуха: I2=220 кДж/кг сухого воздуха.
Рис. 3.1 - Графические построения на I-xдиаграмме
Расход сухого воздуха в сушилке:
L=Wx2-x0=2160,063-0,009=4000кгч
Расход теплоты в теоретической сушилке:
QT=L∙I2-I0=40003600∙220∙103-45∙103=194444,44 Вт
В действительной сушилке теплота расходуется еще на подогрев материала:
Gк∙ск∙ϑ2-ϑ1=(760-216)∙0,95∙103∙62-213600=5886 Вт
а также на нагрев транспортирующих устройств:
Gтр∙стр∙ϑ2-ϑ1=700∙0,5∙103∙62-213600=3986 Вт,
где стр-удельная теплоемкость стали; стр=0,5·103 Дж/(кг·К).
Из общего количества теплоты, которое необходимо подать в сушилку, надо вычесть количество теплоты, вносимое влагой, находящейся во влажном материале:
W∙ϑ1∙cв=216∙21∙41903600=5279 Вт
Тогда общее количество теплоты, которое должно быть подведено в калорифер, с учетом потерь в окружающую среду, составит:
Q=194444,44+5886+3986-5279∙1,12=222922 Вт
Определяем энтальпию воздуха на выходе из калорифера:
I1=I0+QL=45+222922∙36004000=245 кДж/кг
Этому значению энтальпии в точке С соответствует температура t1=2100C.
Принимаем разность температур греющего пара и воздуха на выходе из калорифера равной 100С (10 К)
. Тогда температура греющего пара составит 2200С, что соответствует его давлению 2,36 МПа.
Расход греющего пара в калорифере:
Gгп=Qr∙(1-х)=2229221860∙103∙0,93=0,129кгс,
где r=1860∙103 Дж/кг – удельная теплота парообразования водяного пара при рабс=2,36 МПа;
0,93 – степень сухости водяного пара при его влажности а=7%.
Составляем температурную схему процесса нагревания воздуха в калорифере и определяем среднюю разность температур:
Теплоноситель 1 (водяной пар): 220→2200С
Теплоноситель 2 (воздух): 21→2100С
Δtб=199 Δtм=10
∆tcp=∆tб-∆tмln∆tб∆tм=199-10ln19910=630С
Определяем площадь поверхности нагрева калорифера:
F=QK∙∆tcp=22292261∙63=58 м2
Принципиальная схема процесса сушки на примере сушилки кипящего слоя организована следующим образом (рис
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
