- •Расчет сушилки «Кипящего слоя»
- •Общее количество испаряемой влаги в единицу времени:
- •Влагосодержание топочных газов при коэффициенте избытка воздуха a определяют по формуле:
- •Лето Зима
- •Лето Зима
- •Расход топлива рассчитываем по следующей формуле
- •Находим фиктивную (относительную к плоскому сечению) скорости v0 охлаждающего газа.
- •Потерю давления на трение dРтр и на преодоление местных сопротивлений dРм на отдельных участках воздушного тракта рассчитываются по уравнениям:
Лето Зима
I1=951,4кДж/кг I1=928,57кДж/кг
х1=0,036 кг/кг х1=0,0325кг/кг
х12 =0,305 кг/кг х12=0,292кг/кг
х2=0,270кг/кг х2=0,250кг/кг
I2=853 кДж/кг I2=790кДж/кг
I0=51,262кДж/кг I0=-11,492кДж/кг.
По соотношению длин отрезков AB и BF на линии AF (или их проекции на ось х) вычисляем кратность смешения воздуха с топочными газами
где Gв.см – масса сухого воздуха, подаваемого на окончательное смешение с топочными газами.
Лето Зима
Коэффициент избытка воздуха aсм в газовоздушной смеси, поступающей в сушильную камеру, можно определить по формуле
Лето
Зима
1.5 Расчет расхода воздуха на сушку
Массовый расход абсолютно сухого воздуха в составе сушильного агента рассчитывают используя результаты построения процесса сушки на I-х диаграмме.
.
Лето:
;
Зима
.
Массовый расход влажного газа:
Лето
;
Зима
.
Расход топлива рассчитываем по следующей формуле
Лето
Зима
Общее количество теплоты, затрачиваемого в процесс сушки за 1 с.
Q0=L(I1-I0)
Лето Q0=1,863´(951,4 - 51,262)=1677,179 Кдж/с
Зима Q0=2,005(928,57+11,492)= 1884,446 Кдж/с
Количество теплоты, передаваемой высушенному материалу в рабочем объеме сушилки за 1 сек:
Лето
;
Зима
.
1.6 Расчет параметров сушилки
Интенсивность теплообмена в сушилке характеризуется величиной удельной производительности рабочего объема в слое
,
где Кv–объемный коэффициент тепломассообмена (табл. 2.6. [1])
Кv=0,35кг/(м3чК).
Для расчета Dtср находим температурные напоры на входе сушильного агента в сушилку и на выходе из неё
Dtб=t1 - q1=750 – 0 = 7500
Dtм=t2 - q2=125 – 70= 550
=
=115,65ОС
А=0,35
115,65=40,479
Находим рабочий объем Vр сушилки по уравнению:
;
.
1.7 Расчет параметров всевдоожиженного слоя
По среднему диаметру dт частиц, характеристикам физических свойств влажно газа (воздуха) при средней температура tср (вязкость m, плотность r) и плотность rт материала вычисляют критерий Архимеда
где где dт=0,5 мм = 0,5 10-3
r=1500 кг/м3
rт=
плотность материала;
0,344
кг/м3
m - динамическая вязкость m=0,0245 10-3 Па с ст.555 [2]
=1054,667
Принимаем величину пористости e пьсевдоожиженного слоя в интервале 0,55¸0,75 (предпочтительнее значение e 0,70¸0,75) определяем критерий Рейнольдса
Принимаем e=0,72
и учитывая что
Re0=r v0 dт/m
Находим фиктивную (относительную к плоскому сечению) скорости v0 охлаждающего газа.
=8,226
v0=8,226 0,344/0,5 10-3 0,344=1,17 м/с
При сушке материала, близкого по составу к малодисперсному, определяют также критическую скорость псевдоожижения sПС при e=0,4 и число псевоожижения
Kv= so/sПС
=0,504
=
=
0,071 м/с
Kv=1,17/0,071=16,313
По расходу сухого газа из сушилки и скорости so находим расчетную площадь Sпс псевдоожиженного слоя и диаметр Дпс сушилки в области псевдоожиженного слоя.
где х2 – влагосодержание сушильного агента на выходе из слоя х2=0,250 кг/кгс.в.
r2
– плотность сушильного агента на выходе
из слоя
tcр=(750+125)/2=437,5 ОС
=0,497
кг/м3
5,906
м2
м
Диаметр Д сушилке округляем до стандартного по ГОСТ 9931-79
Таб. 4,3 [1]
Д=2800 мм, высота Н=1600 мм.
Минимально допустимое гидравлическое сопротивление решетки может быть вычислено по формуле
где
DРсл – сопротивление кипящего слоя, при e=0,75
DРсл=(1-e)(r-r2)gHпс
где Нпс – высота кипящего слоя =0,37 (ст33 [1])
DРсл=(1-0,75)(1,500-0,497)9,81 0,37=1360,68 Па
=1912,146
Па
При сушки мелкого материала jр обычно находятся в диапазоне 0,02¸0,1
Принимаем значение jр=0,08
Живое сечение распределительной решетки вычисляем по формуле
S0=jр Sp, т.к. Sp»Sпс => Sp=5,906 м2
S0=0,08 5,906 =0,472 м2
Сопротивление распределительной решетки аппарата с кипящем слоем определяется по формуле
где xр – коэффициент гидравлического сопротивления решетки
с – принимаем с=0,6 (стр.32 [1])
DРр»DPmin
sр – скорость газа в отверстии распределительной решетки
=
=
52,81 м/с
Площадь живого сечения решетки Sp соответствующая этой скорости рассчитывается по следующей формуле:
х1 – влагосодержание при температуре сушки t1=750OC
0,114
м2
Диаметр отверстий d0=0,0125 Нпс=0,0125 0,35=4,375 мм – принимаем по ГОСТ 6636-69 d0=4,5 мм =4,5 10-3
Высота действия зоны струны
Нст=20 d0=20 4,5=90 мм
Высота псевдоожиенного слоя
Нпс=4 Нст=4 90=360 мм
Число отверстий в решетке
=
»7158
Принимая
шахматное расположение отверстий, в
распределительной решетки, по углам
равносторонних треугольников. В этом
случаи поперечный шаг
и
продольный шаг
вычисляются по формулам:
м
м
Для беспровальных перфорированных решеток расстояние между верхней распределительной и нижней запирающей решетки
-
угол естественного откоса материала
(обычно 30-50О) принимаем
=45О
=0,0106
м
Находим температуру на выходе из кипящего слоя
где
a - коэффициент теплоотдачи от газа к материалу
при
при t=125ОС из таблица 2,7 [1]
Pr=0,69
=3,355
10-2
Вт/м
К
с=1026,5 Вт/кг К
22,53
Вт/м2
»100
Заполнение сушилки материалом Gm и среднее время t сушки материала
кг
1.8 Расчет гидравлического сопротивления сушильной установки
