Расчет сушильной установки барабанного типа

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

"Саратовский государственный технический университет

имени Ю.А. Гагарина"

Энгельский технологический институт (филиал)

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: "Процессы и аппараты химических производств"

на тему: "Расчет сушильной установки барабанного типа"

Энгельс - 2013

Содержание

• Введение
• 1. Описание технологической схемы
• 2. Аналитический расчет сушильной установки
• 3. Расчет процесса сушки с помощью I-x диаграммы
• Литература


Введение

Задание на проектирование. Произвести технологический расчет сушильной установки барабанного типа по следующим данным: производительность сушилки по абсолютно сухому веществу G_сух = 2500 кг/ч; начальная и конечная влажность материала соответственно щ₁= 5 % вес. и щ₂= 0,2 % вес.; начальная и конечная температуры материала соответственно t_н = 12°С и t_к = 72 °С.

Сушка производится воздухом, нагретым до температуры t₁=150 °С. Температура сушильного агента на выходе из барабана t₂=85°C. Напряжение барабана по влаге А_v=5 кг/(м³ч). Коэффициент заполнения барабана в = 0,14.

Воздух пропускают через калорифер, который обогревается паром с давлением Р_п= 4,8 ат.

Район работы установки - Ашхабад.

После сушильного барабана отработанный воздух проходит через циклон для удаления пыли.

Тепловая сушка, или просто сушка, представляет собой процесс удаления влаги из твердых влажных материалов путем ее испарения и отвода образующихся паров. Сушка является наиболее распространенным способом удаления влаги из твердых и пастообразных материалов, и проводится двумя основными способами: путем непосредственного соприкосновения сушильного агента (нагретого воздуха, топочных газов) с высушиваемым материалом - конвективная сушка; путем нагревания высушиваемого материала тем или иным теплоносителем через стенку, проводящую тепло, - контактная сушка.

Конвективная сушка осуществляется в таких аппаратах, как камерные сушилки, туннельные сушилки, барабанные, пневматические, распылительные сушилки и сушилки с кипящим слоем.

Контактная сушка проводится в вакуум-сушильных шкафах, в гребковых сушилках, в вальцовых сушилках и др.

Сушилки бывают как периодического действия, так и непрерывного. Сушилки периодического действия отличаются низкой производительностью, громоздки и в большинстве случаев не удовлетворяют требованиям современной промышленности. Поэтому вместо малопроизводительных сушилок периодического действия применяют сушилки непрерывного действия, в которых достигается сокращение продолжительности сушки и улучшается качество продукта.

Сушилки периодического действия целесообразно использовать только в производствах небольших масштабов с разнообразным ассортиментом продукции.

Сушилки, работающие с использованием топочных газов, более производительны и экономичны, чем воздушные сушилки. Важным фактором, влияющим на выбор сушилок, является характеристика материала, подлежащего сушке. Например, для сушки кусковых и сыпучих материалов, малочувствительных к действию высоких температур, применяются главным образом барабанные и гребковые сушилки. Однако сушку многих сыпучих мелкоизмельченных материалов можно более эффективно проводить в сушилках с кипящим слоем, в которых достигается более высокая производительность при значительно меньших габаритных размерах, чем для барабанных сушилок.

Выбор типа сушилки зависит от химических свойств материала. Так, при сушке материалов с органическими растворителями используют герметичные аппараты и сушку обычно проводят под вакуумом; при сушке окисляющихся материалов применяют продувку инертными газами; при сушке жидких суспензий используют распыливание материала. Конструкции сушилок весьма разнообразны и выбор их определяется технологическими особенностями производства.



1. Описание технологической схемы

Принципиальная схема прямоточной барабанной сушильной установки показана на рис. 1.

Влажный материал из бункера с помощью питателя подается во вращающийся сушильный барабан 3. Параллельно материалу в сушилку вентилятором 1 подается сушильный агент (воздух), подогретый в калорифере 2. Высушенный материал с противоположного конца сушильного барабана поступает в промежуточный бункер, а из него - на транспортирующее устройство. Отработанный сушильный агент перед выбросом в атмосферу очищается от пыли в циклоне 4. Транспортировка сушильного агента через сушильную установку осуществляется с помощью вентилятора 5. При этом установка находится под небольшим разрежением, что исключает утечку сушильного агента через неплотности установки. Барабан приводится во вращение электродвигателем через зубчатую передачу.

2. Аналитический расчет сушильной установки

Определение и выбор основных расчетных параметров теплоносителя. По [5] определяем параметры свежего воздуха для Ашхабада:

зимой t₀= -0,4 ⁰C, ц₀= 86 %; летом t₀= 29,6 ⁰C, ц₀= 41 %.

Относительную влажность воздуха определяют по формуле:

при t<100 ⁰C .

Где Р_П и Р_Н - парциальное давление водяного пара и давление насыщенного водяного пара соответственно. Определив по [5] Р_Н, находим Р_П.

Зимой Р_П = ц₀ Р_Н=0,86•591,025=508,282 Па.

Летом Р_П = ц₀ Р_Н=0,41•4146,696=1700,145 Па.

Плотность влажного воздуха, представляющего собой смесь воздуха и водяного пара, определяют:

,

где P- давление влажного воздуха Па; T- абсолютная температура в К.

Давление P для Ашхабада, расположенного на 220 метров выше уровня моря P=10.1 м вод. ст.= 99081 Па [5].

Для зимы .

Для лета .

Влагосодержание воздуха: , где В- барометрическое давление воздуха в Па.

Для зимы кг/кг.

Для лета .

Теплосодержание влажного воздуха I (в кДж/кг сухого воздуха):

I=(1+1,97x)t+2493x,

где х - влагосодержание кг/кг; t - температура воздуха в ⁰С.

Для лета I=(1+1,97x)t+2493x=(1+1,97•0,0106)•29,6+2493•0,0106 =56,644кДж/кг;

Для зимы:

I=(1+1,97x)t+2493x=(1+1,97•0,00313)•(-0,4)+2493•0,00313=7,415кДж/кг.

На входе в сушилку (x₁=x₀):

Для лета I₁=(1+1,97x₁)t₁+2493x₁=(1+1,97•0,0106)•150+2493•0,0106=

=179,558кДж/кг;

Для зимы:

I₁=(1+1,97x₁)t₁+2493x₁=(1+1,97•0,00313)•150+2493•0,00313=158,745кДж/кг.

Материальный баланс сушки. Количество влажного материала, поступающего на сушку:

,

где G_СУХ - производительность сушилки по абсолютно сухому продукту, кг/с; щ₁ - начальная влажность материала, %.

кг/с.

Количество высушенного материала:

,

где щ₂ - конечная влажность материала, %.

кг/с.

Количество влаги, удаляемой в сушилке:

W=G₁-G₂, кг/с

W=0,7309-0,6958=0,0351 кг/с.

Проверка:

кг/с.

Предварительный выбор основных габаритных размеров барабана.

Объем сушильного барабана V_б(м ³) может быть ориентировочно определен по формуле:

V_б=3600W/A_V,

где A_V - объемное напряжение барабана во влаге, кг/(м ³ ч),

V_б=3600•0,0351/5=25,272 м ³.

По справочным данным выбираем длину и диаметр барабанной сушилки: L_б=12 м; D=1,8 м [3]. Объем сушильного пространства cоставит V_б= 30,5 м ³.

Расход сушильного агента и тепловой баланс сушки выполняется отдельно для зимних и летних условий работы сушилки.

Для зимних условий. Задаемся произвольно влажностью воздуха на выходе из сушилки ц2=4,65 %. Температура на выходе из сушилки t<100 0C, поэтому влагосодержание находится через формулу:

;

;

где P_H= 57798,88 Па, при t= 85 C⁰ [5].

Теплосодержание влажного воздуха I₂:

I₂=(1+1,97x)t+2493x=(1+1,97•0,0169)•85+2493•0,0169=130,0973 кДж/кг.

Расход сухого воздуха (кг/с) определяется как:

;

где W - количество влаги, удаляемой в сушилке.

.

Удельный расход сухого воздуха на сушку равен:

.

Удельный расход тепла на подогрев воздуха в калорифере q_к, кДж/(кг влаги):

;

где I₁ и I₀ - теплосодержание влажного воздуха на входе в сушилку и на входе в калорифер соответственно.

.

Расход тепла на подогрев воздуха в калорифере, кВт:

.

Теплоемкость материала:

кДж/(кг•К);

где с'_м - теплоемкость материала, кДж/(кг•К), определяемая по справочным данным [11,12,13].

Потери тепла в окружающую среду в кДж/кг влаги находят из основного уравнения теплопередачи:

;

где F - площадь наружной поверхности сушилки, м²; Дt_ср - средняя разность температур сушильного агента и окружающей среды, ⁰С; К- коэффициент теплопередачи, Вт/(м² К); W - количество испаряемой влаги, кг/с. сушка барабанная баланс теплоноситель

Средняя разность температур сушильного агента и окружающей среды:

.

где Дt_б=t₁-t₀ - разность температур сушильного агента на входе в сушилку и окружающей среды, ⁰С; Дt_м= t₁-t₀ - разность температур сушильного агента на выходе из сушилки и окружающей среды, ⁰С.

Примем температуру в цехе равную t_о=20 ⁰C, тогда Дt_б=150-20=130 ⁰C,

Дt_м=85-20=65 ⁰C.

.

Коэффициент теплопередачи определяют по формуле:

;

где б₁ - коэффициент теплопередачи, Вт/(м ² К) от сушильного агента к стенке сушилки;

- сумма всех термических сопротивлений слоев стенки; б₂ - коэффициент теплопередачи, Вт/(м ² К) от наружной стенки барабана к окружающему воздуху.

Коэффициент теплоотдачи от сушильного агента к стенке сушилки можно определить по формулам Л.М. Федорова:

б₁=k(б₁'+б₁''),

где k=1,2…1,3 - поправочный коэффициент, учитывающий турбулизацию потока; б₁' и б₁''- коэффициенты теплоотдачи от сушильного агента к стенке барабана за счет вынужденной и естественной конвекции соответственно.

Все параметры сушильного агента берут при средней температуре его в сушилке:

t_f=(t₁+t₂)/2=(150+85)/2=117,5 ⁰C.

В качестве определяющего размера принимают диаметр барабана D.

Определяют режим движения сушильного агента:

,

где w - средняя скорость воздуха в сушилке, м/с; v - кинематическая вязкость сушильного агента, м ²/с.

Скорость сушильного агента в барабане:

,

где V_г - объемный расход сушильного агента на выходе из барабана, м ³/с; в- коэффициент заполнения барабана.

Объемный расход влажного сушильного агента на выходе из барабана:

,

где х_ср - среднее содержание влаги в сушильном агенте, кг/кг сухого воздуха; V₀ - мольный объем, V₀ = 22,4 м ³/кмоль; M_CB - мольная масса сухого воздуха; М_В - мольная масса воды.

х_ср = (0,00313+0,0169)/2=0,01004 кг/кг, тогда

.

Скорость сушильного агента в барабане:

.

Критерий Рейнольдса:

,

v=0,0249•10^-3, при t=117,5 ⁰C [5].

Коэффициент теплоотдачи б₁' определяют по формуле(Re_f>10⁴):

,

где е₁ - поправочный коэффициент, зависящий от Re и отношения длины сушилки к ее диаметру (L/D) (приложение 1)

,

при L/D=6,67 и Re = 94235,412, е=1,13 (приложение 1).

Критерий Нуссельта равен:

,

где л - коэффициент теплопроводности сушильного агента, Вт/(м•K)

Откуда:

.

л=0,0333 при t=117,5 ⁰C [5].

Значение б₁'' можно найти из функции вида:

Nu_m =С(GrPr)ⁿ_m.

Pr=cм/л,

-динамическая вязкость сушильного агента, м²/с; с - удельная теплоемкость сушильного агента, Дж/(кг·К); с - плотность сушильного агента, кг/м³; л - коэффициент теплопроводности сушильного агента, Вт/(м·К). Значения константы С и показателя степени n определяются режимом движения сушильного агента. Их значения в зависимости от величины (GrРr)_m приведены в [6]. Все физические константы выбирают при средней температуре пограничного слоя

t_cл=(t_f+t_cт)/2,

где t_ст - температура стенки, ⁰C. При расчете в качестве определяющего размера принимается диаметр.

Принимаем температуру стенки равной t_ст=115,5 ⁰C, тогда средняя температура t_cл=(117,5+115,5)/2=116,5⁰C. При t=116,5⁰C: удельная теплоемкость сушильного агента с_р=1,0123 кДж/(кг·К) [12]; динамическая вязкость сушильного агента м=0,0225•10^-3 [5]; кинематическая вязкость сушильного агента н_c=0,0249•10^-3 [5];

коэффициент теплопроводности сушильного агента л=0,0333 Вт/(м•K) (приложение 3).

.

Критерий Грасгофа:

,

Дt=t_пот - t_ст

- разность средней температуры потока и стенки, ⁰C.

Дt=117,5-115,5=2 ⁰C, T=273 + t_сл =273 + 116,5 = 389,5, тогда

.

Критерий Прандтля:

Pr=1012,3•0,0225•10^-3/0,0333=0,684.

Определяем режим: (GrРr)_m

(GrРr)_m=4,74•10⁸•0,684=3,24•10⁸ - вихревой режим.

Для вихревого режима соответствует уравнение:

.

Подставляя числовые значения, получаем:

.

Откуда:

.

Зная б₁' и б₁'' можно найти б₁. Воспользуемся формулой Федорова:

б₁=k(б₁'+б₁'')=1,25(3,586+1,714)=6,624.

При определении константы б₂' все физические константы выбирают при средней температуре пограничного слоя у стенки:

t_сл=(t_f2+t_{ст 2})/2,

где t_{f2 -} температура воздуха в цехе, ⁰C; t_{ст 2} - температура изолированной наружной стенки барабана, ⁰C.

Принимаем t_{ст 2}=22 ⁰C, тогда t_сл=(t_f2+t_{ст 2})/2=(20+22)/2= 21⁰C.

При t=21⁰C:

плотность с=1,204 кг/м ³ [12];

удельная теплоемкость сушильного агента с_р=1,0064 кДж/(кг·К) [12];

кинематическая вязкость сушильного агента н_c=0,0149•10^-3 [5];

динамическая вязкость сушильного агента м=0,018•10^-3 [5];

коэффициент теплопроводности сушильного агента л=0,0259 Вт/(м•K) (приложение 3), Дt=22-20=2 ⁰C; T=273 + t_сл =273 + 21 = 294.

Критерий Грасгофа:

,

.

Критерий Прандтля:

Pr=1006,4•0,018•10^-3/0,0259=0,701.

Определяем режим: (GrРr)_m

(GrРr)_m=150,66•10⁸•0,701=105,65•10⁸ - вихревой режим.

Для вихревого режима соответствует уравнение:

.

Подставляя числовые значения, получаем:

.

Откуда:

.

Коэффициент теплоотдачи за счет лучеиспускания:

,

здесь е - степень черноты наружной поверхности сушилки, определяемая по справочным данным [15], для поверхности покрытой масляной краской е=0,95; С ₀=5,7 Вт/(м ²•К ⁴) - коэффициент лучеиспускания абсолютно черного тела; T_CT и Т_СР - абсолютные температуры соответственно стенки и окружающей среды, К.

.

Коэффициент теплоотдачи от наружной стенки барабана в окружающую среду б₂ определяют по формуле:

б₂=б₂'+б₂''=2,072+5,504=7,57.

Для расчета тепловых потерь q_п предварительно определяют величину наружной поверхности барабана с учетом слоя изоляции. При определении необходимой толщины слоя изоляции принимают, слой изоляции толщиной д₂ защищен кожухом из железа д_3.

Толщина стенки барабана д₁= 12 мм. Без особой погрешности можно принять, что t_{cт 1}=t_ст'и t_ст''=t_{cт 2}, где t_{cт 1}и t_ст'-температура внутренней и наружной поверхностей стенки барабана, °С; t_ст'' и t_{cт 2} - температура

внутренней и наружной поверхности стенки защитного кожуха.

Для расчета используют формулы теплопроводности через цилиндрическую стенку. Удельный тепловой поток:

.

Наружный диаметр барабана D_H с изоляцией определяют из уравнения:

.

где D_H - наружный диаметр барабана, м; D=D_BH + 2 д₁; л₂ - коэффициент теплопроводности изоляционного материала.

Выражая D_H, получим:

.

D=D_BH + 2 д₁=1,8+2•0,012=1,824 м. В качестве изоляционного слоя выбираем совелит (85 % магнезии + 15 % асбеста), л₂=0,09Вт/(м•К) [5].

Наружный диаметр барабана:

.

Толщина слоя изоляции:

д₂=(D_H-D)/2=(3,69-1,824)/2=0,936 м.

С учетом принятой толщины уточняют наружный диаметр барабана

D_H=D_BH + 2 д₁+ 2 д₂+ 2 д₃= 1,8+2•0,012+2•0,936+2•0,001=3,699 м,

д₃=0,001 - принятая толщина стенки кожуха.

Поверхность теплообмена:

,

подставляя числовые значения, получаем

.

Коэффициент теплопередачи:

;

где л₃=46,5 - коэффициент теплопроводности стали [5].

Потери тепла в окружающую среду:

.

Тепловой баланс:

.

подставляя числовые значения, получаем:

;

11959,803?11970,047.

Невязка теплового баланса составляет:

.

Приход тепла, кДж/кг	Расход тепла, кДж/кг
1. С сушильным агентом -536,735 2. С влагой материала 50,28 3. С материалом 418,789 4. От источника тепла в калорифере 10953,999	1. С сушильным агентом 9417,093 2. С высушенным материалом 2512,738 3. Потери в окружающую среду 40,216

Для летних условий:

Задаемся произвольно влажностью воздуха на выходе из сушилки ц₂=6,61 %. Температура на выходе из сушилки t<100 ⁰C, поэтому влагосодержание находится через формулу:

;

;

где P_H= 57798,88 Па, при t= 85 C⁰ [5].

Теплосодержание влажного воздуха I₂:

I₂=(1+1,97x)t+2493x=(1+1,97•0,0244)•85+2493•0,0244=149,851 кДж/кг.

Расход сухого воздуха (кг/с) определяется как:

;

где W - количество влаги, удаляемой в сушилке.

.

Удельный расход сухого воздуха на сушку равен:

.

Удельный расход тепла на подогрев воздуха в калорифере q_к, кДж/(кг влаги):

;

Где I₁ и I₀ - теплосодержание влажного воздуха на входе в сушилку и на входе в калорифер соответственно.

.

Расход тепла на подогрев воздуха в калорифере, кВт:

.

Все параметры сушильного агента берут при средней температуре его в сушилке:

t_f=(t₁+t₂)/2=(150+85)/2=117,5 ⁰C.

В качестве определяющего размера принимают диаметр барабана D.

Определяют режим движения сушильного агента:

,

где w - средняя скорость воздуха в сушилке, м/с; v - кинематическая вязкость сушильного агента, м ²/с.

Скорость сушильного агента в барабане:

,

где V_г - объемный расход сушильного агента на выходе из барабана, м ³/с; в- коэффициент заполнения барабана.

Объемный расход влажного сушильного агента на выходе из барабана:

,

где х_ср - среднее содержание влаги в сушильном агенте, кг/кг сухого воздуха; V₀ - мольный объем, V₀ = 22,4 м ³/кмоль; M_CB - мольная масса сухого воздуха; М_В - мольная масса воды.

х_ср = (0,0106+0,0244)/2=0,0175 кг/кг, тогда

.

Скорость сушильного агента в барабане:

.

Критерий Рейнольдса:

,

v=0,0249•10^-3, при t=117,5 ⁰C [5].

Коэффициент теплоотдачи б₁' определяют по формуле(Re_f>10⁴):

,

где е₁ - поправочный коэффициент, зависящий от Re и отношения длины сушилки к ее диаметру (L/D) (приложение 1)

,

при L/D=6,67 и Re = 95610,037, е=1,13 (приложение 1).

Критерий Нуссельта равен:

,

где л - коэффициент теплопроводности сушильного агента, Вт/(м•K)

Откуда:

.

Коэффициент б₁'' рассчитанный для зимних условий будет соответствовать и для летних, поэтому б₁''=1,714.

Зная б₁' и б₁'' можно найти б₁. Воспользуемся формулой Федорова:

б₁=k(б₁'+б₁'')=1,25(1,627+1,714)=6,677.

При температуре в цехе t_f2=20 ⁰C, значение коэффициента б₂ также будет соответствовать для летних условий - б₂=7,57.

Коэффициент теплопередачи:

;

Потери тепла в окружающую среду:

.

Тепловой баланс:

.

подставляя числовые значения, получаем

;

13503,207?13511,719.

Невязка теплового баланса составляет:

.

Приход тепла, кДж/кг	Расход тепла, кДж/кг
1. С сушильным агентом 4111,788 2. С влагой материала 50,28 3. С материалом 418,789 4. От источника тепла в калорифере 8922,35	1. С сушильным агентом 10877,684 2. С высушенным материалом 2512,738 3. Потери в окружающую среду 121,297

Определяем величину Д:

Д=с_влt_H-(q_m+q_п),

.

Теплоемкость сухого материала:

.

Найдем q_m. , тогда:

Д=4,19•12-(2093,95+40,216) = -2083,886 кДж/кг.

Проверим величину удельного расхода тепла в калорифере:

q_k=l(I₂-I₀)+(q_m+q_п)-с_влt_H

q_k =72,385(130,0973+7,415)+(2093,95+121,297)-50,28=11045,325, что приблизительно равно 10953,999.(0,8 %)

Проверим выбор температуры стенки:

,

Подставляя числовые значения, получаем:

.

расхождение с принятой величиной t_ст=115,5 составляет 0,5 %.

,

Подставляя числовые значения, получаем:

.

Расхождение с принятой величиной t_ст=22 составляет 4,3 %.

Результаты расчетов сушильной установки для зимних и летних условий заносим в таблицу.

Показатели работы сушильной установки	Условия
	Зимние	Летние
1. Расход сушильного агента: l, кг/кг L, кг/с	72,385 2,54	72,59 2,548
2. Объем газов, м 3/ч: На входе в сушилку V1 На выходе из сушилки V2	10957,604 9273,834	11051,566 9303,043
3.Расход тепла в калорифере: qk, кДж/кг Qk, кДж/с	10953,999 384,485	8922,35 313,174

Определение продолжительности сушки.

Среднее время пребывания материала в сушилке [4]:

,

где G_м - количество находящегося в сушилке материала, кг.

G_М=V_бвс_М,

V_б- объем сушильного барабана, м ³; в - коэффициент заполнения барабана; с_М- насыпная плотность материала, кг/м ³. Находим

по справочным данным для зерна с_М=1200 кг/м ³ [7].

G_М=30,5•0,14•1200=5124кг

.

Зная время пребывания, рассчитывают угол наклона барабана:

,

n-частота вращения барабана, об/мин; w- скорость сушильного агента в барабане, м/с. По справочным данным [3] n=5 об/мин.

.

Далее проверяют допустимую скорость газов, исходя из условия, что частицы высушиваемого материала наименьшего диаметра не должны

уноситься потоком сушильного агента из барабана. Скорость уноса, равную скорости свободного витания w_св определяют по уравнению:

.

где м_ср и с_ср- вязкость и плотность сушильного агента при средней температуре; d- наименьший диаметр частиц материала,d=1 мм [7];

Ar?d³с_чс_срg/м²_ср

- критерий Архимеда; с_ч плотность частиц высушиваемого материала, для зерна с_ч=2260 кг/м ³ [5].

Средняя плотность сушильного агента:

.

Средняя вязкость сушильного агента:

.

Критерий Архимеда:

.

Скорость уноса:

.

3. Расчет процесса сушки с помощью I-x диаграммы

Расход сушильного агента и тепла на сушку могут быть определены графоаналитическим путем с помощью изображения процесса на I-x диаграмме. Расчет выполняют отдельно для зимних и летних условий. На рис. 4 и 5приведено изображение процесса сушки в барабанной сушилке для летних и зимних условий соответственно.

При построении процесса сушки сначала на диаграмму наносят точку А с параметрами t₀и ц₀, характеризующую состояние воздуха перед калорифером. Из точки А проводят вертикаль до пересечения с изотермой t₁=const, где t₁ - температура воздуха после калорифера. Точка пересечения В характеризует состояние нагретого воздуха перед входом в сушилку. Вертикальный отрезок АВ изображает процесс нагрева воздуха в калорифере, протекающий при x₀=x₁=const. Из точки В проводят линию I₁</sub>, которой изображается адиабатический процесс изменения состояния воздуха в сушилке.

Пересечение этой линии с изотермой t₂ дает точку С_т, характеризующую состояние отработанного воздуха на выходе из сушилки. Отрезок ВС_т изображает охлаждение воздуха в процессе сушки. Ломаная АВС_т - графическое изображение всего процесса изменения состояния воздуха в теоретической сушилке. Для изображения процесса в действительной сушилке на линии ВС_т выбирают любую точку е и откладывают от нее вверх (при Д>0) или вниз (при Д<0) отрезок - eE=ef•Д/M, где ef - расстояние по горизонтали от точки е до линии AB (x₀=x₁= const), M=m_y/m_x - отношение масштабов диаграммы I - х.

Масштаб по оси Y равен - 20/121 =0,165;

масштаб по оси X равен - 0,04/119=3,36 •10^-4.

Отношение масштабов M=0,165/3,36 •10^-4=491,742.

Для зимних условий eE=25•(-497,35)/491,742= -25,284; (Приложение 4)

Для летних условий eE=18•(-497,35)/491,742= -18,205. (Приложение 5)

Конец отрезка еЕ (точка Е) лежит на линии процесса в действительной сушилке. Соединяя точки Е и В и продолжая отрезок ЕВ до пересечения с изотермой t₂=const, определяют точку C, выражающую состояние отработанного воздуха. Линия BC характеризует действительный процесс сушки. Для определения расхода сухого воздуха и тепла в калорифере из точки C опускают перпендикуляр на линию АВ до пересечения в точке D. Пользуясь измеренными по диаграмме отрезками АВ и СD, определяют удельные расходы воздуха:

l=1/C₁D₁m_x

и тепла в калорифере:

.

Полученные данные сравнивают с результатами аналитического расчета.

Для зимних условий l=1/40•3,36•10^-4=74 кг/кг.

Расхождение с аналитическим расчетом l=72,385кг/кг - 2,7 %.

q_k=491,742•175/40=2151,37•4,19=9014,245кДж/кг.

Расхождение с аналитическим расчетом q_k =10953,999кДж/кг - 17 %. (Приложение 4)

Для летних условий l=1/36•3,36•10^-4=82,67кг/кг.

Расхождение с аналитическим расчетом l=72,59кг/кг - 12 %.

q_k=491,742•175/36=2390,41•4,19=10015,82 кДж/кг. Расхождение с аналитическим расчетом q_k =8922,35 кДж/кг - 10,9 %. (Приложение 5)



Литература

1. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия, 1973. 754 с.

2. Сушильные аппараты и установки. Каталог ЦИНТИХИМНЕФТЕ- МАШ. Изд. 3-е. М. 1975. 64 с.

3. Аппараты с вращающимися барабанами общего назначения. Основные параметры и размеры. ГОСТ 11875-79.

4. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/ Г.С. Борисов, B.II. Брыков. Ю.И. Дытнерский и др. Под ред. Ю.И. Дытнерский, 2-е изд., перераб. и дополи. М.: Химия. 1991.496 с.

5. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков A.A. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Л.: Химия. 1987. 576 с.

6. Машины и аппараты химических производств/ И.И. Чернобыльский, А.Г. Бондарь, Б.А. Гаевский и др. Под ред. И.И. Чернобыльского, 3-е изд., перераб. и дополи. М.: Машиностроение, 1975. 456 с.

7. Кувшинский М.Н., Соболева А.П. Курсовое проектирование по предмету "Процессы и аппараты химической промышленности”. М.: Высшая школа. 1980. 224 с.

8. Лыков M B. Сушка в химической промышленности. М.: Химия. 1970. 428 с.

9. Процессы и аппараты химической промышленности/ П.Г. Ромашков,

10. М.И. Курочкина, Ю.Я. Мозжерин и др. Л.: Химия, 1969. 560 с.

11. Сажин Б.С. Основы техники сушки. М.: Химия, 1984, 319 с.

12. Варгафтик В.Д. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М.: Наука, 1972. 720 с.

13. Справочник химика. Т.1. М.: Химия, 1968. 974 с.

14. Техническая энциклопедия: Справочник физических, химических и технологических величин.

15. Вукалович М.М., Ривкин С.Л., Александров Д А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара. М.: Изд-во стандартов, 1968. 408 с.

16. Справочник машиностроителя. Т. 2. М.: Машгиз, 1954, 559 с.

17. Рысин С.Л. Вентиляционные установки машиностроительных заводов. М.: Машиностроение, 1964. 315 с.

18. Теплотехнический справочник. В 2-х т./Под общ. ред. В.Н. Юренева и П.Д. Лебедева. М.: Энергия. 1975.

Размещено на Allbest.ru