Расчет процесса конвективной сушки
Произвести расчет барабанной сушилки конвективного типа, в которой подсушивается сыпучий материал до требуемой влажности. В ходе расчета определить расход атмосферного воздуха, энергозатраты, а также диаметр, длину и частоту вращения барабана.
№ варианта wн
wк Gн
tн
A tA
Высушиваемый
материал
14 6 3 6300 30 60 24 Сахар
wн – начальная влажность материала, %;
wк – конечная влажность материала, %;
Gн – расход влажного материала, кг/час;
tн – начальная температура материала, C;
A – относительная влажность атмосферного воздуха, %;
tA – температура атмосферного воздуха, C.
Решение
Принципиальная схема процесса конвективной сушки приведена на рис. 1.
Рис. 1. – Принципиальная схема конвективной сушки.
Расход испаряемой влаги:
W=Gн∙wн-wк100-wк;
W=63003600∙6-3100-3=0,054 кг/с
Расход высушенного материала:
Gк=Gн-W=63003600-0,054=1,696 кг/с
Удельные тепловые потери на нагрев материала:
qм=Gк∙c∙(tк-tн)W,
где tк – конечная температура материала, C; принимаем tк=700С;
с – удельная теплоемкость высушиваемого материала:
с=св∙wк100+сс∙100-wк100,
где св=4190 Дж/(кгC) – удельная теплоемкость воды;
сс – удельная теплоемкость абсолютно сухого материала (сахара), Дж/(кгC); сс=1100 Дж/(кг·0С).
с=4190∙3100+1100∙100-3100=1192,7Джкг∙0С;
qм=1,696∙1192,7∙(70-30)0,054=1498384,59Джкг
Для последующих расчетов определяем параметры сушильного агента на различных этапах процесса сушки (табл. 1) с помощью диаграммы I-x.
Таблица 1 – Параметры сушильного агента (воздуха)
Воздух t, 0C x, кг/кг
i, кДж/кг
Поступающий из атмосферы в установку 24 0,01 48
На выходе из калорифера 120 0,01 150
На выходе из сушилки 80 0,023 150
Удельные тепловые потери в окружающую среду:
qп=0,05∙qт,
где qт – теоретический удельный расход тепла для сушки, Дж/кг:
qт=iC-iAxC-xA=150-480,023-0,01=7846,15 кДжкг=7846150Джкг;
qп=0,05∙7846150=392307,5Джкг
Степень покрытия тепловых потерь:
∆=tн∙cв-qм+qп;
∆=30∙4190-1498384,59+392307,5=-1764992,09Джкг
Далее необходимо построить линию действительного процесса сушки
. Для этого на линии ВС теоретического процесса сушки выбираем точку Е и измеряем расстояние Ef до линии АВ (см рис. 2, Ef=13 мм). После этого в вертикальном направлении откладываем отрезок Ее (так как < 0, отрезок Ее откладываем вниз), который определяется по формуле:
еЕ=Еf∆m,
где m – масштабный коэффициент диаграммы; для стандартной диаграммы состояния влажного воздуха равен m = 2106 Дж/кг.
еЕ=131764992,092000000=11,5 мм
Далее определяем действительное положение точки С как пересечение линии Ве и изотермы, соответствующей температуре сушильного агента на выходе из сушилки
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
