Материал: Расчет сушильной установки

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС РАБОЧЕЙ КАМЕРЫ СУШИЛКИ

По результатам расчета материального баланса составляем тепловой баланс рабочей камеры сушки, отнесенный к 1 кг испаренной влаги, для чего определяем предварительно расход теплоты на испарение влаги и нагрев водяных паров по формуле:

где r - скрытая теплота парообразования (по справочным данным r = 2230 кДж/кг);- удельная теплоемкость водяного пара (по справочным данным cn =

=1,97 кДж/кг·ºС).

Подставляя числовые значения, получаем:

Расход теплоты на подогрев сухой части отработанного теплоносителя определяют по формуле:

где св - удельная теплоемкость сухого воздуха, кДж/(кг·°С) (По справочным данным св = 1 кДж/(кг·°С).

Подставляя числовые значения, получаем:

Невязка баланса составляет  

что близко к разрешающей способности линейки. С учетом неточностей, неизбежных при графическом построении процесса, сходимость частей баланса считаем удовлетворительной.

Таблица 1- Тепловой баланс сушильной камеры на 1 кг испаренной влаги

РАСЧЕТ ЧАСОВЫХ РАСХОДОВ ТЕПЛА И ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ

Часовой расход теплоносителя по массе с начальными параметрами составляет:

.

Объемный часовой расход определяют по формуле:

где    γ1 - плотность теплоносителя, кг/м3 (γ1 = 0,79);

Подставляя числовые значения, получаем:

.

Объемный часовой расход теплоносителя при t`1 =1500 ºC составит:

.

Часовой расход отработанного теплоносителя при нормальных условиях и при t``1=120 °C и γ2 = 0,8:

;

;

.

Рассчитываем часовой расход теплоты в рабочей камере сушилки:

.

ПОДБОР ЦИКЛОНОВ

В качестве пылеосадительных устройств к установке принимаем циклоны серии ЦН-15. Согласно данным каталога, максимальная пропускная способность циклона наибольшего типоразмера диаметром 800 мм составляет Vц = 6800 м3/ч.

Расчетное количество циклонов составляет:

.

Принимаем к установке 2 циклона диаметром 800 мм. Расчетная пропускная способность одного циклона составляет:

.

Площадь входного патрубка F = 0,1 м2. Скорость во входном патрубке циклона:

.

Площадь поперечного сечения циклона составляет:

.

Определяем условную скорость, отнесенную ко всему объему сечению циклона:

.

РАСЧЕТ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ СОПРОТИВЛЕНИЙ

Схема аэродинамического тракта (согласно компоновочному чертежу) такова: из конусной части сушилки отработанные газы проходят закругленное колено диаметром 1000 мм, затем следуют по прямой участка трубопровода того же диаметра, длиной 5,7 м. После чего газовый поток на подходе к циклонам проходит еще два закругленных колена (неизменного диаметра) и далее он разветвляется на четыре отвода к входным патрубкам каждого циклона.

Из циклонов очищенные от уносов газы поступают в сборник и симметричные собирающие тройники, затем проходят два закругленных колена и через конфузор поступают во всасывающий патрубок вентилятора. Из выхлопного патрубка газы проходят диффузор и через выхлопную трубу диаметром 1000 мм выбрасываются в атмосферу.

Подсчет аэродинамических сопротивлений.

Расчетом определяем лишь местные сопротивления. Сопротивления трения в связи с относительной малой протяженностью газоходного тракта учитываем 20%-ной надбавкой к сумме местных сопротивлений. Давление (отрицательное), создаваемое выхлопной трубой, в расчет не вводим а оставляем его запасным. Все размеры для подсчета сечений газоходного тракта принимаем по чертежу, а коэффициенты местных сопротивлений - по справочным данным. Расчет ведем по элементам сопротивления газоходного тракта.

Вход в приемное отверстие колена:

секундный расход отработанных газов:

;

сечение трубопровода:

;

скорость газового потока:

,

где    γ2 -плотность газов γ2 = 0,92 кг/м3;

ξ1 -коэффициент местного сопротивления ξ1 = 1.

.

Три плавных колена:

коэффициент местного сопротивления ξ2 = 3·0,2 = 0,6:

.

Разветвление на подходе к циклонам ξ3 = 0,2:

.

Сопротивление циклонов ξ4 = 105:

.

Сопротивление собирающего тройника ξ5 = 0,5:

.

Два плавных колена на подходе к всасывающему патрубку вентилятора

ξ6 = 0,2·2 = 0,4:

.

Конфузор у всасывающего патрубка вентилятора ξ7 = 0,1:

.

Диффузор у выхлопного патрубка вентилятора ξ8 = 0,2:

.

Сумма местных сопротивлений:

.

Сопротивление трения - 20% местных сопротивлений:

.

Влияние запыленности воздуха учитываем надбавкой по формуле:

,

где    К - опытный коэффициент К=2,2;

μ - концентрация пыли по массе, кг/кг.

Согласно материальному балансу процесса сушки, унос С.Г. составляет 12 кг/ч.

Часовой расход отработанного теплоносителя составляет L2 = 6456 кг. Тогда

;

.

С учетом 20% запаса на неучтенные потери принимаем требуемое давление вентилятора:

.

ВЫБОР ВЕНТИЛЯТОРА

Часовое объёмное количество отработанного теплоносителя составляет. Требуемую подачу отсасывающего вентилятора принимаем с 25%-ным запасом:

Требуемое давление составляет  Расчётное давление вентилятора определяем оп формуле:

,

где     - температура газов на выходе ();

Б = 745 мм. вод. ст. - барометрическое давление;

=1,2 кг/м3;

=0,8 кг/м3.

Получаем:

Принимаем к установке вентилятор среднего давления типа Ц9-55(ЦВ-55) №12. Согласно графической характеристике этого вентилятора, его динамическое давление при Нд=7 мм. вод. ст. (68,7 Па).

Полное давление составляет:

На графической характеристике находим:

частота вращения n=1450 об/мин;

коэффициент полезного действия ηв= 0.5.

Для условий транспортирования запыленного воздуха мощность электродвигателя на валу определяем по формуле:

.

Для клиноременных передач ηп=0,95.

Установленная мощность электродвигателя составляет:

где    К - коэффициент запаса, равный 1,2.

ЛИТЕРАТУРА

1.      Лебедев П.Д., Щукин А.А. Теплоиспользующие установки промышленных предприятий. (Курсовое проектирование). М. 1970.

.        Лебедев П.Д. Теплообменные, сушильные и холодильные установки. М. 1972.

.        Бакластов А.М. Проектирование, монтаж и эксплуатация теплоиспользующих установок. М. 1970.

.        Карабин А. И., Раменская Е. С., Энно И. К. Сжигание жидкого топлива в промышленных установках. М. 1966.

.        Гинзбург А. С. Основы теории и техники сушки пищевых продуктов М. 1973.