Материал: Д6725 Федоров КМ Процессы и аппараты контр раб 1-2
|
d |
D |
. |
|
|
(3.7) |
|
|
|
|
|||
|
|
W |
|
|
|
|
Температурная депрессия равна |
|
|
|
|||
T |
T1 |
T2 |
T3 , |
|
(3.8) |
|
где T1 – физико-химическая депрессия; |
T2 |
– гидростатическая де- |
||||
прессия; T3 – гидравлическая депрессия. |
|
|
|
|||
Физико-химическую депрессию рассчитываем по формуле |
||||||
T |
0,38 e0,05 0,045 xк |
. |
(3.9) |
|||
1 |
|
|
|
|
|
|
где xк - конечная концентрация продукта, %.
Гидростатическая депрессия рассчитывается следующим обра-
зом.
Дополнительное давление в середине столба жидкости в кипятильных трубках аппарата для пароводяной смеси
Р |
t gH |
, |
(3.10) |
|
4 |
||||
|
|
|
||
где t – плотность суспензии при температуре t |
|
|||
ρt ρ20 |
0, 5(t 20) , |
(3.11) |
|
где 20 – плотность суспензии при 20 o C |
|
||
ρ20 10[1, 42xк |
(100 xк )]. |
(3.12) |
|
Общее давление в аппарате |
|
|
|
Pоб |
Pв.п |
P . |
(3.13) |
По таблице насыщенных паров (см. прил., табл. 4) находим |
|||
температуру tоб . Значение гидростатической депрессии |
Т2 будет |
||
равно |
|
|
|
T2 |
tоб |
tв.п . |
(3.14) |
31
T для однокорпусной установки можно принять равной 1-2 o C |
|||
2 |
|
|
|
Гидравлическую депрессию принимаем равной |
T |
1 o C . То- |
|
|
|
3 |
|
гда температура кипения раствора |
|
|
|
tкип tв.п. |
T . |
|
(3.15) |
T |
T1 T2 |
(3.16) |
В однокорпусной установке гидравлическую депрессию считать не следует, поскольку мы знаем давление и температуру в аппарате.
32
4. СУШКА
Задача. В сушилке, работающей по нормальному сушильному
варианту, удаляется из |
материала влага W |
1000 кг ч . Атмосферный |
|
воздух ( t0 , o C; , % ) |
нагревается в паровом калорифере, давление |
||
греющего пара в котором P |
4 кгс см2 |
по манометру. Психрометр |
|
|
г.п |
|
|
на воздухопроводе после сушки показывает t2 , tм , o C . Удельный расход теплоты на 13 % больше, чем в теоретической сушилке.
Определить производительность вытяжного |
вентилятора V , |
|||||||||||
м3 с, расход греющего пара, имеющего влажность |
x' , % и площадь |
|||||||||||
поверхности нагрева калорифера F , м2 , |
если коэффициент теплопе- |
|||||||||||
редачи в нѐм равен K |
30 Вт (м2 |
К) . |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
Варианты |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
t0 |
, С |
|
0 |
|
t2 , С |
|
tм , С |
' |
, % |
|
|
|
|
|
|
x |
|
|||||||
варианта |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
20 |
|
60 |
|
60 |
|
40 |
|
7 |
|
|
2 |
|
15 |
|
70 |
|
55 |
|
30 |
|
4 |
|
|
3 |
|
25 |
|
60 |
|
60 |
|
41 |
|
6 |
|
|
4 |
|
25 |
|
70 |
|
55 |
|
35 |
|
5 |
|
|
5 |
|
10 |
|
78 |
|
50 |
|
37 |
|
5 |
|
|
6 |
|
25 |
|
55 |
|
55 |
|
33 |
|
4 |
|
|
7 |
|
20 |
|
80 |
|
50 |
|
35 |
|
5 |
|
|
8 |
|
10 |
|
60 |
|
45 |
|
30 |
|
4 |
|
|
9 |
|
15 |
|
60 |
|
60 |
|
43 |
|
6 |
|
|
10 |
|
20 |
|
50 |
|
50 |
|
33 |
|
5 |
|
|
Расчётные формулы
1. По диаграмме Рамзина (прил., рис. 2) находим: влагосодержание x0 кг/кг, при этом необходимо учесть, что x d 10 3 энтальпию сухого воздуха i0 Дж/кг; влагосодержание воздуха на выходе из аппа-
33
рата x2 |
кг/кг; энтальпию влажного воздуха на выходе из сушильной |
||||||||
камеры i2 Дж/кг и его парциальное давление Pп Па. . |
|
||||||||
2. |
Удельный расход сухого воздуха |
|
|
||||||
|
l |
|
1 |
|
. |
|
|
(4.1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
x2 |
x0 |
|
|||||
3. |
Расход сухого воздуха, кг c |
|
|
|
|
|
|||
|
L |
|
Wl . |
|
(4.2) |
||||
4. |
Удельный объѐм влажного воздуха |
|
|||||||
|
vуд |
|
RвТ |
|
, |
(4.3) |
|||
|
|
П |
Рп |
||||||
|
|
|
|
|
|
||||
где Rв – газовая постоянная для воздуха, Rв 287 Дж (кг К) ; T – |
|||||||||
температура воздуха на выходе из сушильной камеры, К ; |
П – общее |
||||||||
давление паровоздушной смеси (атмосферное давление), |
Па ; Pп – |
||||||||
парциальное давление водяного пара при температуре сушильного агента на выходе из сушильной камеры.
5. Производительность вытяжного вентилятора, кг
c
V Lvуд . |
(4.4) |
6. Удельный расход теплоты в теоретической сушилке
qт |
i2 |
i0 |
l(i2 |
i0 ). |
(4.5) |
|
x2 |
x0 |
|||||
|
|
|
|
7. Удельный расход теплоты для реальной сушилки
q |
qт . |
(4.6) |
8. Энтальпия воздуха на выходе из калорифера, к Дж
кг
i |
i |
q |
. |
(4.7) |
|
||||
1 |
0 |
l |
|
|
|
|
|
||
34
По полученному значению i1 определяем температуру t1 на выходе из калорифера (прил., рис. 2).
9. Расход теплоты в калорифере
|
|
Q |
Wq . |
(4.8) |
|||
|
|
10. Расход греющего пара |
|
|
|
|
|
|
|
Gг.п |
|
Q |
|
||
|
|
|
|
|
, |
(4.9) |
|
|
|
|
rx |
'' |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
r |
– удельная теплота конденсации, r |
2117 кДж (кг К) ; |
||||
x'' |
1 |
x' – паросодержание греющего пара. |
|
||||
11. Средняя разность температур в калорифере.
Сначала необходимо найти разность температур между температурой греющего пара и температурами холодного продукта и продукта на выходе из аппарата, т. е.
|
|
|
|
|
tб |
tп |
t0 , |
|
|
(4.10) |
|
|
|
|
|
|
tм |
tп |
t1, |
|
|
(4.11) |
|
где |
tб |
– большая разность температур, o C ; tм – меньшая разность |
|||||||||
температур, |
o C ., tп – определяют по давлению Ргп ( или по формуле |
||||||||||
tï |
t1 |
20o C ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Если |
tб |
tм |
2 , то среднюю разность температур |
t нахо- |
||||||
дят как среднелогарифмическую |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
t |
|
tб |
tм |
|
. |
(4.12) |
|
|
|
|
|
2,3 lg |
tб |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
tм |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Если |
tб |
tм |
2 , то t |
находят как среднеарифметическую |
||||||
разность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
35