4. Расчет и выбор вспомогательного оборудования

4.1 Расчет калориферной установки

В сушильных установках для нагрева воздуха применяются нагревательные устройства – паровые калориферы, в которых сушильному агенту передается теплота конденсации теплоносителя – водяного пара. Для нагрева воздуха паром изготавливаются стандартные калориферы из стали в соответствии с ГОСТ 7201-62. В частности наиболее подходящими для проектируемой установки являются биметаллические калориферы со спирально-накатным оребрением типа КПЗ-СК-01АУЗ и КП4-СК-01АУЗ, поскольку эти калориферы характеризуются наиболее высокими теплотехническими показателями по сравнению с калориферами более ранних типов.

Теплообменный элемент калориферов выбранного типа состоит из внутренней стальной трубки 16x1,2 мм и насаженной на нее наружной алюминиевой трубки с накатанным оребрением. В процессе накатки между стальной и алюминиевой трубками образуется надежный механический и термический контакт.

Калориферы биметаллические выпускаются двух моделей: КП3 - средняя модель, имеющая 3 ряда теплопередающих трубок по направлению движения воздуха; КП4 - большая модель, имеющая 4 ряда трубок. Площади фронтальных сечений калориферов с одинаковыми номерами у двух разных моделей совпадают.

Калориферы представляют собой одноходовые теплообменники по трубному и межтрубному пространству и устанавливаются с вертикальным расположением теплопередающих трубок.

Воздухонагреватели с номерами с 6 по 10 снабжены одним патрубком для подвода пара и одним патрубком для отвода конденсата, а калориферы с номерами 10 и 11 - двумя патрубками для подвода пара и одним для отвода конденсата.

При групповой установке боковые щитки воздухонагревателей могут не устанавливаться, что позволяет получить сплошную поверхность нагрева.

Данные для расчета калориферной установки

Ранее рассчитанный массовый расход воздуха через установку:

кгасв/с

Влагосодержание воздуха на входе в калориферную установку: кгВл/кгАСВ

Начальная температура воздуха: t₀ =17,6 °C.

Приняли, что калориферная установка размещена в непосредственной близости от сушильного барабана и потери тепла на пути воздуха от калориферов к барабану отсутствуют. Тогда температура воздуха на выходе из калориферной установки будет соответствовать требуемой температуре на входе в барабан: t₁ =130 °C.

Давление греющего пара задано условием расчета: Р_n МПа

Выбор схем калориферной установки

В ходе расчета рассматривали параллельно 2 схемы калориферной установки. По первой схеме в ряду предусматривалась установка одного калорифера, по второй – двух. Требуемое число рядов, модель калорифера и его типоразмер определялись в ходе расчета.

Выбор калориферов по массовой скорости воздуха

Одной из важных характеристик работы калориферной установки является массовый расход воздуха через фронтальное сечение калорифера. Массовая скорость должна составлять: 2-7 . При меньших скоростях размеры калориферной установки и приточной камеры оказываются слишком громоздкими. При превышении рекомендуемого значе­ния массовой скорости оказывается слишком высоким гидравлическое сопротивление установки, что повышает стоимость вентилятора и увеличивает эксплуатационные расходы (из-за большей мощности электродви­гателя вентилятора).

Реальный массовый расход воздуха через калориферную установку нашли по [1, стр.11, ф.(3.12)]:

кг/м²_*c

Рассчитали по [1, стр.46, ф.(4.1)] массовые скорости для соответствующих схем калориферных установок для данных калориферов:

, где f – площадь фронтального сечения калорифера по [1, стр.43, табл.4.1], m – количество калориферов в ряду (для первой схемы m = 1, для второй m = 2).

Результаты расчетов свели в таблицу:

Из расчетной таблицы видно, что подходящими по массовой скорости являются калорифер для первой схемы установки №9. Их параметры и рассчитывались в дальнейшем.