5.3. Расчет теплового баланса

5.3.1. Расчет теплового баланса существующей установки [6]

Расчет количества воздуха, необходимого для разбавления до температуры 240°С.

Примем теплоту сгорания природного газа ккал/м³.

, (5.11)

, (5.12)

где – удельная теплоемкость воздуха при, ккал/кг·К (1,0056 кДж/кг·К);

–температура воздуха на разбавление, °С;

– объем продуктов сгорания природного газа без разбавления, м³;

– плотность воздуха, кг/м³;

– удельная теплоемкость газов при 240°С, ккал/кг(1,0475 кДж/кг·К);

– температура газов, °С.

,

,

кг.

Общее количество воздуха, необходимое для сжигания газа:

кг.

Тепловой баланс:

Приход:

Тепло с теплоносителем:

, (5.13)

где – расход природного газа, м³/ч.

,

ккал/ч.

Тепло с материалом:

, (5.14)

где – расход сухого материала, кг/ч;

– удельная теплоемкость материала, ккал/кг·К;

– температура материала на входе в сушилку, ºС.

ккал/ч.

Расход:

Тепло с отработанным теплоносителем:

, (5.15)

где – температура отработанного теплоносителя, ºС;

– удельная теплоемкость водяных паров, ккал/кг·К.

ккал/ч.

Тепло на испарение влаги:

, (5.16)

где – удельная теплота испарения водяного пара, ккал/кг.

ккал/ч.

Тепло с высушенным продуктом

, (5.17)

где – температура материала на выходе из сушилки, ºС.

ккал/ч.

Определим расход природного газа:

,

м³/ч.

Объем отходящих газов:

, (5.18)

нм³/ч.

Объем газов по условиям входа:

, (5.19)

где – температура газа при нормальных условиях, К;

– давление газа в сушилке, мм.вод.ст;

– давление газа при нормальных устовиях, мм.вод.ст.

м³/ч.

Объем газов по условиям выхода:

,

где – плотность водяных паров, кг/м³.

м³/ч.

Определим скорость в свободном сечении сушилки (по условиям выхода):

, (5.20)

где S – площадь сечения аппарата, S=12 м².

м/с.

5.3.2. Расчет теплового баланса модернизированной установки

Расчет количества воздуха, необходимого для разбавления до температуры 240°С.

Примем теплоту сгорания природного газа ккал/м³.

, (5.21)

, (5.22)

где – удельная теплоемкость воздуха при, ккал/кг·К;

–температура воздуха на разбавление, °С;

– объем продуктов сгорания природного газа без разбавления, м³;

– плотность воздуха, кг/м³;

– удельная теплоемкость газов при 240°С, ккал/кг;

– температура газов, °С.

,

,

кг.

Общее количество воздуха, необходимое для сжигания газа:

кг.

Тепловой баланс:

Приход:

Тепло с теплоносителем:

, (5.23)

где – расход природного газа, м³/ч.

,

ккал/ч.

Тепло с материалом:

, (5.24)

где – расход сухого материала, кг/ч;

– удельная теплоемкость материала, ккал/кг·К;

– температура материала на входе в сушилку, ºС.

ккал/ч.

Расход:

Тепло с отработанным теплоносителем:

, (5.25)

где – температура отработанного теплоносителя, ºС;

– удельная теплоемкость водяных паров, ккал/кг·К.

Тепло на испарение влаги:

, (5.26)

где – удельная теплота испарения водяного пара, ккал/кг.

ккал/ч.

Тепло с высушенным продуктом

, (5.27)

где – температура материала на выходе из сушилки, ºС.

ккал/ч.

Определим расход природного газа:

,

м³/ч.

Объем отходящих газов:

, (5.28)

нм³/ч.

Объем газов по условиям выхода:

, (5.29)

м³/ч.

Принимаем на выходе из сушилки 70000 м³/ч.

Определим скорость в свободном сечении сушилки (по условиям выхода):

, (5.30)

где S – площадь сечения аппарата, S=12 м².

м/с.