5.4. Порозность слоя [7]
В том случае, когда плотностью среды между частицами можно пренебречь по сравнению с плотностью самих частиц, порозность определяется по формуле:
,
(5.31)
где
–
насыпная плотность материала, кг/м3;
–
плотность частиц,
кг/м3.
.
Практически, порозность неподвижного насыпанного (неупорядоченного) слоя шарообразных частиц одинакового диаметра колеблется в пределах 0,38–0,42.
В расчетах
принимается среднее значение
.
Учитывая полидисперсность высушиваемого продукта, более плотную упаковку, принимаем порозность не расчетную (0,43), а .
5.5. Расчет массы материала, находящегося на решетке и времени пребывания частиц в аппарате [8].
5.5.1. Расчет существующей установки
Высота неподвижного
слоя в существующем аппарате
.
Сечение решетки
.
Объем материала с учетом порозности:
.
(5.32)
,
.
При порозности
масса твердого материала на решетке:
,
(5.33)
где
– плотность перкарбоната натрия,
.
≈
8,3
.
≈
9,1
.
Вес материала на решетке в диапазоне 8,3-9,1 т.
Среднее расходное время пребывания частиц твердого материала в аппарате со взвешенным слоем:
,
(5.34)
где
-
вес материала на решетке, кг;
-
расход твердого материала, кг/с.
.
По формуле (5.34) рассчитаем:
(~64
).
(~70
).
Среднестатистическое время пребывания материала в кипящем слое 64 – 70 мин.
Средняя линейная
скорость движения материала вдоль
сушилки
.
5.5.2 Расчет модернизированной установки
Так как после модернизации высота неподвижного слоя не изменяется, то и масса материала на решетке также остается неизменной. Но при увеличении производительности аппарата, время пребывания материала в нем уменьшится.
, (5.35)
где - вес материала на решетке, кг;
- расход твердого материала, кг/с.
.
Подставим числовые значения в формулу (5.35):
(~49
).
(~53
).
Среднестатистическое время пребывания материала в кипящем слое 49 – 53 мин.
Средняя линейная
скорость движения материала вдоль
охладителя
.
5.6. Расчет порозности взвешенного слоя и высоты взвешенного слоя модернизированного аппарата [7]
Определим критерий Архимеда для частиц d=1,6 мм:
,
(5.36)
где
–
диаметр частиц, м;
–
плотность газовой
среды, кг/м3;
– плотность ПКН , кг/м3;
–
динамическая
вязкость газа, Па∙с;
м/с2
– ускорение свободного падения.
Для частиц d=1,6
мм –
.
По графику LУ=f(Ar)
для
соответствует значение
[8].
Критерий Лященко рассчитывается по формуле:
.
(5.37)
Отсюда:
.
Нами рассчитана
рабочая скорость
м/с,
то есть число псевдоожижения
.
Найдем порозность взвешенного слоя при Кω=2,4.
.
(5.38)
.
По графику LУ=f(Ar) при LУ=11,2 и находим ε ≈ 0,53
Высота взвешенного слоя определяется из соотношения:
,
(5.39)
где
-
высота неподвижного слоя, м;
-
порозность неподвижного слоя, м.
Значение высоты взвешенного слоя:
м.
м.