Распылительная сушильная установка
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
кту (кг/ч):
а) W=Gн*(Uн - Uк/100 - Uк) > Gн=W*(100 - Uк/ Uн - Uк)
Gн=3676 кг/ч
б) W=Gк*(Uн - Uк/100 - Uн) > Gк= W*(100 - Uн/ Uн - Uк)
Gк=1876,6 кг/ч
Производительность по абсолютно сухому исходному материалу:
Gc=(100 - Uн/100)*Gн
Gc=(100 - 49/100)*3676=1874,76 кг/ч
Удельная масса влаги, удаленная из 1кг готового продукта:
Wуд=W/Gк
Wуд=1800/1876,6=0,96 кг влаги/кг продукта
10.3 Материальный баланс по сушильному агенту
Влагосодержание воздуха, кг влаги/кг абсолютно сухого воздуха
Xо=0,622*(?0*Pн/П-?0*Pн),
где ?0 - относительная влажность воздуха;
Pн =2 кПа-давление насыщенного пара при температуре сушильного агента t0;
П=99,1 кПа - барометрическое давление;
При t=23,1С и p=2 кПа
Xо=0,622*(0.885/97.68)=0.0091 кг/кг
10.4 Тепловой баланс
Энтальпия воздуха, i, кДж/кг абсолютно сухого воздуха:
i=(Cв + Cп*x)*t + r0*x
где Cв=1,01 кДж/кг*К - средняя удельная теплоемкость водяного пара;
x - влагосодержание воздуха, кг влаги/кг абсолютно сухого воздуха;
t - температура воздуха ( по сухому термометру) С;
r0 = 2493 кДж/кг*К - удельная теплота парообразования воды при 0 С
а) энтальпия воздуха, поступающего в калорифер:
i0=(1,01 + 1,97x0)*t0 + 2493x0;
i0=(1,01 + 1,97*0,0091)*17,6 + 2493*0,0091=40,78 кДж/кг
б) энтальпия воздуха, выходящего из калорифера:
i1=(1,01 + 1,97x0)*t1 + 2493x0;
i1=(1,01 + 1,97*0,0091)*175 + 2493*0,0091=202.57 кДж/кг
Расход теплоты на нагревание материала:
qm=(Gк*Cк*(?2-?1))/W - Cводы*?1
где Cн, Cк, Cводы - удельные теплоемкости исходного материала, высушенного продукта, воды, кДж/кг*К;
?2, ?1 - начальная и конечная температуры материала.
| qm |=|-141,1 кДж/кг|=141,1 кДж/кг
Потери теплоты в окружающую среду можно принять равными 10% от расхода теплоты на нагрев высушенного материала до конечной температуры материала и на испарение влаги:
qпот=0,1(qm + qисп), где qm= (Gк*Cк*(?2-?1))/W = 27,73 кДж/кг
qисп= r?1 + Cп*(t2 - ?1) = 2431,18 кДж/кг
r?1 - удельная теплота парообразования
Cп=1,97 кДж/кг - средняя удельная теплоемкость водяного пара
qпот=0,1*(28,64 + 2563,9)= 245,9 кДж/кг
Разность удельных расходов теплоты в действительной и теоретической сушилке:
?=?Q/W= qпот + qm, где
qпот, qm - расходы теплоты на нагрев материала, потери в окружающую среду кДж/кг испаренной влаги.
? = 144,1 + 245,9=390 кДж/кг
Влагосодержание на выходе из сушилки:
x2=(i1 + x0*? - t2*1,01)/(1,97*t2 + ? + 2493)=0,041кг/кг
Энтальпия воздуха на выходе из сушилки кДж/кг
i2=(1,01 + 1,97*x2)*t2 + 2493*x2; i2= 189,5 кДж/кг
Баланс влаги в сушильной установке
L*x2=L*x0 + W,
где L - расход абсолютно сухого воздуха, кг/ч;
x2 - влагосодержание сушильного агента на выходе
Расход абсолютно сухого воздуха, кг/ч:
L=W/(x2-x0)=56426,33 кг/ч
Удельный расход воздуха, кг абсолютно сухого воздуха/кг испаренной влаги
l=L/W=1/( x2-x0) =31,3 кг/кг
Относительная влажность уходящего воздуха в процентах:
?2=x2*П*100/Pн(x2 + 0,622),
где Pн - давление насыщенного пара при температуре уходящего сушильного агента t2, кПа
?2=0,041*99,1*100/47.4*(0,045 + 0,622)=12.9%
Объем влажного воздуха на выходе из сушилки,м3/ч:
V= (L*Rг*(273 +t2))/100000*(1 - ?2); V= 65655 м3/ч;
где t2 - температура уходящего сушильного агента
Rг - газовая постоянная для воздуха, равная 287 Дж/кг*К
Удельный расход теплоты в теоретической сушилке при том же конечном состоянии воздуха, что и в действительной:
qт=(i2 - i0)/(x2 - x0)= 4662 Дж/кг
Разность удельных расходов теплоты в действительной и теоретической сушилке:
q - qт=(i2 - i1)/(x2 - x0)=?
Удельный расход теплоты в действительной сушилке, кДж/кг испаренной влаги
q=Q/W==(i1 - i0)/(x2 - x0)=l*( i1 - i0)=5064 Дж/кг
?=402
Тепловой коэффициент полезного действия сушилки: ?=r/q, где r - удельная теплота парообразования воды, определяемая по температуре материала при сушке (температура мокрого термометра), кДж/кг; удельный расход теплоты в действительной сушилке, кДж/кг испаренной влаги.
?н=41 C; r=2405,7 кДж/кг
?=(2405,7/5064)*100=0,475*100=47,5%
10.6 Расчет распылительной сушильной установки
Рабочий объем сушильной камеры V, м3
Vp=W/A,
где W- производительность по испаренной влаге, кг/ч
А - влагосъем с 1м3 рабочего объема камеры, кг/м3*ч
Значение А определяем по графику, указанному на рис.5 в Методических указаниях по курсовому проектированию конвективной сушильной установки как функцию разности температур, ?Т[3];
V=1800/3.6=500м3 А=3.6
Средний объемно-поверхностный диаметр капель при диспергировании центробежными дисковыми распылителями:
d0=0,24*(1/n)0,6*(1/?)0,3*(Gн*?/Dд)0,2*(?/y)0,1,
где d0 - средний объемно-поверхностный диаметр капли, м
n - частота вращения распыливающего диска, 800 с-1;
Dд - диаметр распыливающего диска, 0.12м;
y - смоченный периметр распыливающего диска, 0,04м;
Gн - массовый расход исходного материала, 0,03кг/с;
? - плотность исходного материала, 800кг/м3;
? - кинематическая вязкость материала, 0.4*10-6м2/с;
? - коэффициент поверхностного натяжения исходного материала, 6*10-2Н/м.
d0=0,24*(1/800)0,6*(1/800)0,3*(0,03*0.4*10-6/0,12)0,2*(6*10-2/0,04)0,1= 4,91*10-5м
Радиус факела распыления Rф, м:
Rф=0,33* d0*(?/?г)*Re0,35*Gu-0,4*Ko-0,2,=u0*d0/?г=98,2=(0,5*(t1 + t2) - tм)/(273 + t1) =0.19=((273 + 0,5*(t1 + t2))*Cг)/r*(Uн - Uк)=0.697
где Re, Gu, Ko - соответствен