Тепловой расчет сушильной установки

Скорость осевого перемещения материала:

; (2.1)

где D - наружный диаметр шнека, м;

d - диаметр внутренней кромки шнека, м;

- коэффициент заполнения межвиткового пространства (для горизонтальных шнеков, не имеющих промежуточных опор );

- объемный вес транспортируемого материала;

- коэффициент, учитывающий осыпь груза через зазоры между наружной кромкой и внутренней поверхностью кожуха (для горизонтального шнека ).

м/с.

Наружный диаметр шнека принимаем равным 0,1 м. Рекомендуемый диаметр вала шнека м.

Число оборотов шнека:

; (2.2)

где - шаг шнека. Для тихоходных шнеков . Принимаем м.

.

Угловая скорость шнека:

; (2.3)

1/с.

Угол поворота груза в сторону вращения шнека:

, градусы;

где - коэффициент трения груза по стальной поверхности корпуса (в состоянии движения, принимаем ;

- угол подъема винтовой нитки шнека по наружной кромке;

- угол трения материала по стальной поверхности шнека (в движении);

; (2.4)

градусов;

градусов.

Мощность на преодоление сил инерции, возникающих при изменении скорости движения материала от 0 до :

; (2.5)

где - ускорение свободного падения, м/с², м/с²;

л.с.

Мощность на преодоление трения материала о стенки камеры:

; (2.6)

где - сила трения материала о поверхность камеры, Н;

; (2.7)

где - вес материала, находящегося в корпусе шнека, кг;

; (2.8)

где - длина кожуха шнека, м, м;

кг;

кг;

Мощность, расходуемая на перемещение материала вдоль оси шнека и на преодоление трения материала о винтовую поверхность:

; (2.9)

где - движущая сила, касательная к окружности материала вдоль оси шнека и на преодоление трения материала о винтовую поверхность, кг;

- окружная сила на наружной кромке винта, кг;

- угловая скорость материала, 1/с;

; (2.10)

где - окружная скорость материала, м/с.

; (2.11)

; (2.12)

где - угол наклона шнека к горизонту, градусы;

- угол подъема винтовой линии, по которой движется материальная точка, градусы;

- угол подъема винтовой линии, проходящей через центр давления материала на поверхности шнека, градусы;

; (2.13)

где - диаметр окружности, проходящей через центр давления материала на поверхность шнека, м, .

Для горизонтального загрузочного шнека так как ;

, так как нет вращательного движения материала и °.

Тогда

м/с;

градусов;

кг;

л.с.

Мощность на валу шнека:

; (2.14)

где - коэффициент, учитывающий защемление и дробление материала, ;

- КПД подшипников, принимаем ;

л.с.

Мощность, снимаемая с вала двигателя:

; (2.15)

где - коэффициент запаса мощности, принимаем ;

- КПД трансформации, принимаем ;

л.с.

2.2 Расчет парового калорифера

Рассмотрим расчет парового калорифера как альтернатива использования пара в качестве теплоносителя при невозможности получения энергии от основного источника (при поломке газотурбинной установки, аварийных состояниях последней, иных обстоятельствах не позволяющих получение энергии от газотурбинной установки).

Количество тепла, необходимое для нагрева теплоносителя до 100°С:

; (2.16)

кДж.

Так как 3600 кДж = 1 кВт, то мощность калорифера составляет W_к=542 кВт. При использовании в конструкции установки парового калорифера его поверхность определяется низ уравнения:

; (2.17)

где - коэффициент теплопередачи калорифера, кВт/(м²·К);

- средняя разность температур теплоносителя и воздуха.

В качестве теплоносителя используем пар давлением P=300 кПа.

; (2.18)

° С.

Массовая скорость воздуха в живом сечении калориферной установки:

; (2.19)

где - скорость воздуха, м/с; - его плотность, кг/м³; - секундный расход воздуха, кг/с; - живое сечение калориферной установки, м².

Массовая скорость воздуха при использовании в конструкции 3-рядных воздухонагревателей типа КПЗ11-СК-01УЗА с поверхностью теплообмена 83,82 м² и площадью фронтального сечения для прохода воздуха 1,66 м²:

кг/(м²·с).

Коэффициент теплопередачи 3-хрядных воздухонагревателей:

; (2.20)

, Вт/(м²·К).

Аэродинамическое сопротивление 3-хрядных воздухоподогревателей:

; (2.21)

Па.

Суммарная поверхность паровой калориферной установки:

м².

Для нагрева воздуха в установке по обезвоживанию картофельного полуфабриката принимаем 2 секции калорифера КПЗ11-СК-УЗА.

Общая поверхность калориферной установки составит:

м².

Список источников

1. Ривкин С.Л., Александров А.А., «Термодинамические свойства воды и водяного пара: справочник» - Москва, 1984 г.

2. Валушис В.Ю., «Основы высокотемпературной сушки кормов» - М.; Колос, 1977 г.

3. Шляхин П.Н., «Паровые и газовые турбины» - М.; Энергия, 1974 г.

4. «Теплообменники пластинчатые. Методы тепловых и гидродинамических расчётов» УкрНИИхиммаш, 1970 г.

5. Исаченко В.П. и др. Теплопередача. Учебник для вузов, Изд. 3-е, перераб. И доп. М., «Энергия», 1975 г.

Размещено на Allbest.ru