Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Расчеты распылительной сушилки



Материальный баланс сушильной установки выражают уравнением:

M1 · S1 = ( M1 - W ) · S2 = M 2 · S2,   ( 14 )

где M1 - масса исходного продукта, кг; S1 - массовая доля сухих веществ в исходном продукте, %; W - масса испаренной влаги, кг; M2 - масса готового продукта, кг; S2 - массовая доля сухих веществ в готовом продукте, %.

Используя уравнение ( 1 ) данные о производительности сушилки по исходному продукту , можно определить производительность сушилки по готовому продукту или по испаренной влаге:

M2 = M1· S1 / S2,   ( 15 )
W = (M1· S2 - M1· S1 ) / S2.   ( 16 )

Объем сушильной камеры определяют по формуле:

V = W / A, м3,   ( 17 )

где А - напряжение единицы объема сушилки по испаренной влаге, кг / ( м3 · ч ). Напряжение объема сушилки по испаренной влаге зависит от температуры горячего воздуха:

t ..................100; 120; 130; 140; 150; 200;

A.....................2; 2,4; 2,8; 3,2; 3,6; 5,0;

Внутренний диаметр сушильной камеры определяют по формуле:

, м     ( 18 )

 

Соотношение высоты камеры и её диаметра принимают для форсуночных распылительных сушилок - 2,5 : 1,0; для сушилок с дисковым распылением - 1,2 : 1,0. Тогда высоту камеры определяем по формуле:

Н = к · D, м   ( 19 )

где к - коэффициент соотношения между высотой и диаметром.

Количество сухого воздуха, поступающего в башню, определяем по формуле:

Lc = 1000 · W / ( d 2 - d1 ),   ( 20 )

где Lc - масса сухого воздуха, поступающего в башню, кг / ч; d1 - удельное влагосодержание исходного воздуха, г влаги / кг сухого воздуха; d2 - удельное влагосодержание отработанного воздуха, г влаги / кг сухого воздуха.

Удельное влагосодержание как исходного, так и отработанного воздуха определяют по I - D диаграмме. Исходными данными для определения удельного влагосодержания являются: температуры сухого и влажного термометра исходного воздуха, температуры воздуха, входящего в камеру и выходящего из камеры. При проведении расчетов можно принять температуру исходного воздуха по сухому термометру 15 0С, по влажному - 10 0С. Температуры воздуха на входе в сушильную камеру и на выходе из неё принимают с учетом типа сушилки и высушиваемого материала.

Объемный расход воздуха, поступающего в башню, определяем по формуле:

Lo = Lc · vo,   ( 21 )

где vo - удельный объем влажного воздуха, отнесенный к 1 кг сухого воздуха. Объем и масса воздуха связаны следующим уравнением:



,     ( 22 )

где Т - температура воздуха в 0К; р0 - барометрическое давление воздуха, мм рт ст.; d - влагосодержание воздуха, г влаги / кг сухого воздуха.

Количество тепла, затраченного на нагрев воздуха или сушку, определяют по формуле:

Q = Lc · ( i1 - i0 ),   ( 23 )

где i0 - удельное теплосодержание воздуха до поступления в калорифер, кДж / кг; i1 - удельное теплосодержание воздуха при выходе из калорифера, кДж / кг.

При нагревании воздуха в калориферах расход пара можно определить по формуле:

 

,     ( 24 )

где i - удельное теплосодержание пара, Дж / кг; tконд - температура конденсата, 0С ( можно принять на 10-15 0С ниже температуры греющего пара ); сконд - удельная теплоемкость конденсата, Дж / ( кг · 0С ); - к.п.д. калорифера ( принять 0,9...0,97 ).

 

Расчет калориферов. Нагрев воздуха для сушильных установок проводят в калориферах или воздухонагревателях. Калориферы подразделяются на паровые и огневые. Паровые калориферы представляют собой пучок труб диаметром до 30 мм, внутри которых пропускается греющий пар, снаружи трубы омываются нагреваемым воздухом. Для увеличения теплопередачи от пара через стенки труб к воздуху на трубы насаживаются металлические прямоугольные или круглые пластины толщиной до 1 мм на расстоянии 5 мм друг от друга. Коэффициент теплопередачи парового калорифера при скорости нагреваемого воздуха от 4 до 12 м / с составляет 20...35 Вт / ( м2 · К ).

При температуре сушильного агента до 300 0С и выше , используются трубчатые подогреватели, в которых сушильный агент проходит по трубам и подогревается топочными газами, проходящими в межтрубном пространстве. В качестве топлива используют природный газ или мазут.



Греющую поверхность калорифера можно определить по формуле:

  ( 25 )

где Q - количество теплоты, необходимой для нагрева воздуха, Дж;

k - коэффициент теплопередачи, Вт / (м2 · К); tп, tвозд - температура пара и воздуха, 0С; - время, с; - коэффициент полезного действия ( для паровых калориферов = 0,9 ... 0,97 ).

Для пластинчатых калориферов коэффициент теплопередачи определяют по эмпирической формуле:

k = 1,163 · ( 2 + ),   ( 26 )

где - скорость движения воздуха в калорифере, м / с.

Скорость движения воздуха в калорифере можно определить по формуле:

,   ( 27 )

где f - живое сечение калорифера, м2. Техническая характеристика калориферов приведена в приложении А.

 

Цель работы: изучить теоретические основы процесса сушки биологических объектов; познакомиться с устройством различных типов промышленных сушильных установок; провести расчет и подбор распылительной сушильной установок для сушки культуральной жидкости согласно индивидуальному заданию.

 

Порядок выполнения расчетов:

Каждый студент выполняет расчеты самостоятельно в соответствии с методическими указаниями и индивидуальным заданием.

 

Порядок оформления отчета

Отчет о расчетно-проектной работе оформляется в соответствии с требованиями, изложенными в методических указаниях по курсовому проектированию, и включает в себя:

n цель работы;

n теоретическую часть, в которой излагаются основы процесса сушки культуральных жидкостей; факторы, влияющие на процесс сушки; типы применяемых сушильных установок и их характеристика; требования к сушильным установкам различного типа;

n расчетную часть, выполненную по приведенной методике и в соответствии с индивидуальным заданием.

 

Контрольные вопросы

1. Виды и классификация промышленных установок для сушки биологических объектов.

2. Перечислите основные требования к сушильным установкам ?

3. Перечислите преимущества и недостатки распылительных сушилок ?

4. В чем заключается сущность процесса удаления влаги в сублимационных сушилках?

5. Характеристика объекта сушки для туннельных сушилок.

6. С какой целью и как осуществляется очистка воздуха перед его нагреванием и использованием для сушки?

7. Каковы способы экономии тепла при сушке?

8. В чем сущность расчета и подбора сушильных установок ?

 

Пример. Рассчитать и подобрать распылительную сушилку производительностью 1000 кг / ч суспензии с массовой долей сухих веществ 35 %. Температура воздуха на входе в сушилку 185 0С, отработанного воздуха на выходе из сушильной камеры 85 0С. Температура воздуха перед нагревом по сухому термометру - 15 0С, по мокрому термометру - 10 0С.

Исходные данные для расчета:

Производительность сушилки по исходному продукту - 1000 кг / ч;

Массовая доля сухих веществ в исходном продукте - 35 %;

Массовая доля веществ в готовом продукте - 94 %;

Температура воздуха на входе в сушильную камеру - 185 0С;

Температура воздуха на выходе из сушильной камеры -85 0С;

Температура воздуха перед нагреванием:

n по сухому термометру -15 0С;

n по мокрому - 10 0С.

Из уравнения материального баланса ( 14 ) определяем производительность сушилки по испаренной влаге по формуле ( 15 ) и готовому продукту по формуле ( 16 ):

Мпр = 1000 · 35 / 94 = 372,3 кг / ч

W = ( 1000 · 94 - 1000 · 35 ) / 94 = 627,6 кг / ч

Объем сушильной камеры определяем по формуле ( 17 ):

V = 627,6 / 4,6 = 136,4 м 3.

Диаметр сушильной камеры определяем по формуле ( 18 ):

D = 1,05 · = 5,4 м

Высоту камеры сушки определяем по формуле ( 19 ):

Н = 1,2 · 5,4 = 6,5 м.

Количество сухого воздуха, поступающего в башню, определяем по формуле ( 20 ):

Lc = 1000 · 627,6 / ( 46,5 - 6,5 ) = 15690 кг сухого воздуха / ч.

Объемный расход воздуха, поступающего в башню, определяем по формуле ( 21 ), предварительно определив удельный объем влажного воздуха по формуле ( 22 ):

1,184 м 3 / кг сухого воздуха

Lo = 15690 · 1,184 = 18577 м 3 / ч

Количество тепла, затраченное на нагрев воздуха или на сушку, определяем по формуле ( 23 ):

Q = 15690 · ( 185 - 28 ) = 2463330 кДж / ч

Расход пара на нагрев воздуха в калориферах определяем по формуле ( 24 ):

D = 2463330 / ( 0,9 · ( 2790 - 4,385 · 170) = 1338,7 кг / ч

Удельный расход пара на 1 кг испаренной влаги в час:

Dуд = 1338,7 / 627,6 = 2,1 кг / кг

 


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!