Тепломассообменное оборудование лесозаготовительных предприятий
Курсовой проект - Сельское хозяйство
Другие курсовые по предмету Сельское хозяйство
?w
Для данной камеры выберем биметаллические калориферы со спирально-накатанным оребрением типа КСК4 - 02
6.3 Требуемая площадь теплообменной поверхности калорифера, м2 находится из уравнения теплопередачи
Fкф =
где Qкф - расчетный тепловой поток, Вт;
Ккф - коэффициент теплопередачи калорифера, Вт/м2 К;
Скф 1,3 - коэффициент запаса ;
?tср - средняя интегральная разность температур греющего и нагреваемого теплоносителей, оС.
При использовании в качестве теплоносителя - воды:
?tср = ( t?w + t?w)/ 2 - tкам = ((150 + 86) / 2) - 75,5 = 42,5оC
где tкам=(t1+t2)/2
Коэффициент теплопередачи kкф для калориферов определяется в зависимости от скорости (w) агента сушки.
Для калорифера КСК4 - 11 с площадью поверхности теплообмена со стороны воздуха
F = 110 м2
площадь фронтального сечения fв = 1,66 м2
площадь сечения для прохода теплоносителя fw = 0,00341 м2
длина теплопередающей трубки l = 1,655 м
Скорость циркуляции через калорифер:
м/сек
wo = = 0,18 м/с
Коэффициент теплопередачи Ккф, Вт/м2 К, при скорости движения теплоносителя по трубкам wо = 0,18 м/с и массовой скорости движения воздуха во фронтальном сечении vр =1,7 кг/м2 оС находим по таблице:
Ккф ? 26,2 Вт/м2 К
Тогда Fкф = 1,3 х 440,8 х 103 / 26,2 х 42,5 = 514,6 м3
И требуется установить 5 калориферов КСК4 - 11 с общей площадью 550 м2
При использовании в качестве греющего теплоносителя насыщенного водяного пара можно принять:
?tср ? tп - tкам,
где tп = f(рп) - температура насыщенного пара,оС;
tкам = (t1 + t2)/2 - средняя температура воздуха в сушильной камере,оС.
?tср = 150 - 75,5 = 74,50С
D (кф) = Qк.ф/ rх ?tср, кг/с,
Где rх = 2100 кДж/кг
D (кф) = 440,8 / 2100 х 74,5 = 0,0028 кг/с = 10,1 кг/ч ? 10 кг/ч
7. Определение расхода греющего пара
.1 Часовой расход пара на камеру в процессе сушки для зимних условий
= , кг/ч
где rх = 2100 кДж/кг
= (5366,7 + 1005,9) 250,08 1,2 / 2100 = 910,7 кг/ч
.2 Расход пара на камеру периодического действия в период прогрева зимой, кг/ч
Dкам пр = , кг/ч
где Qнагр - расход тепла на камеру на начальный нагрев древесины зимой, кДж/ч
.3 Расход тепла на камеру в период начального нагрева древесины зимой, кДж/ч
нагр = Qнагр Е / ?нагр
где Е = Г х ?.ф - емкость камеры, м3
?нагр - время нагрева,ч. ?нагр = 1,5 часа на каждый сантиметр толщины нагреваемого материала.
?нагр = 1,5 х 3 = 4,5часа
Q нагр = 156292 47,58 / 4,5 = 1652527,4 кДж/ч
Dкам пр = (1652527,4 + 1005,9 х 250,08) / 2100 = 906,7 кг/ч
.4 Расчетный часовой расход пара на сушильный цех зимой (при условии прогрева материала в одной камере)
Dцех = Dкам.пр + (mкам-1) Dкам.суш = 906,7 + 3 х 910,7 = 3638,8 кг/ч
8. Расчет диаметров основных трубопроводов
Диаметры трубопроводов определяют из уравнения неразрывности:
а) для паровой магистрали к сушильному цеху:
Dцех = 3600 ?п wмаг fмаг
где ?п = 0,85- удельный вес пара при t = 150 оС, кг/м3
wмаг - средняя(по расходу) скорость пара в магистральном трубопроводе, м/с
fмаг - площадь внутреннего поперечного сечения трубы, м2
Так как fмаг = ?d2маг/4 , то искомый внутренний диаметр, dмаг , м согласно уравнению будет равен :
dмаг = 0,0188 (Dцех / ?п wмаг )0,5 =0,0188 (3638,8 / 0,85 50)0,5 =0,17м=170 мм
б) требуемый внутренний диаметр подводящего к калориферу трубопровода, м
dк.ф = 0,0188 ( / ?п wк.ф )0,5 = 0,0188(910,7/0,85 20)0,5 = 0,137м
=140 мм
в) требуемый диаметр подводящего трубопровода к камере, мм
dкам =0,0188(Dкам.пр / ?п wкам )0,5= 0,0188(906,7/0,85 50)0,5 = 0,087 м =100 мм
где wмаг = 50-60 м/с, wкам = 50 м/с, wк.ф. =20 м/с
9. Выбор вентиляторов
.1 Требуемая подача циркулирующего воздуха на один вентилятор, м3/с
Vсц1 = Vц / nа = 116784 / 3600 6 = 5,4 м3/с
где Vц - объемный расход циркулирующего в камере воздуха, м3/ч
nа - число устанавливаемых реверсивных осевых вентиляторов (n = 6).
.2 Требуемый полный приведенный напор вентилятора, кг/м2
Hхар = hрасч 1.2 / ? = 24,5 1,2/ 1,02 = 28,8 кг/м2
где ? = 1,02 - плотность циркулирующего воздуха при t1 = 71 оС, кг/м3
hрасч - суммарное расчетное сопротивление воздушного тракта по кольцу циркуляции (в работе примем hрасч = 240 Па = 24,5 кгс/м2)
По найденным величинам Vсц1 и Hхар подберем вентиляторы.
Устанавливаем, вентилятор №12 серии У-12 с углом 100 при n=850 об/мин. Который обеспечит требуемую производительность Vсц1 ? 1500 м3/ч и необходимый напор Н = 30 кг/м2, ? = 0,55
Итак, выбираем осевые вентиляторы серии У-12 №12 по 5 шт. на камеру.
.3 Потребная мощность на привод вентилятора и выбор электродвигателя, кВт
Nвент = 1,05 х 5,4х24,5/1000х0,55х0,9 = 0,28 кВт
где ?в = 0,55 - КПД выбранного вентилятора, определяемый по его характеристике
?пр = 0,9 - КПД привода.
Выбираем электродвигатель односкоростной типа АО-51-4, N = 4,5 кВт, n = 850 об/мин.
Используемая литература
1. П.В. Соколов Проектирование сушильных и нагревательных установок для древесины Лесная промышленность, М., 1965г.
. П.Д. Лебедев, А.А. Щукин Теплоиспользующие установки промышленных предприятий, изд. Энергия, М., 1970г.
.С.А. Рысин Вентиляционные установки машиностроительных заводов, изд. МАШГИЗ, М., 1961г.