Конструктивный расчёт барабанной сушилки.




 

Объем сушильного пространства V складывается из объема Vп, необходимого для прогрева влажного материала до температуры, при которой начинается интенсив­ное испарение влаги (до температуры мокрого термо­метра сушильного агента), и объема Vc, требуемого, для проведения процесса испарения влаги, т. е.:

Объем сушильного пространства барабана, необходимый для проведения процесса испарения влаги, без учета объема аппарата, требуемого на прогрев влажного материала, вычисляем по модифицирован­ному уравнению массопередачи:

где ΔХср. - средняя движущая сила массопередачи, кг влаги/м3,

Kv - объемный коэффициент массопередачи, 1/с.

При параллельном движении материала и сушильного агента температура влаж­ного материала равна температуре мокрого термо­метра. В этом случае коэффициент массопередачи численно равен коэффициенту массоотдачи Kvv.

Коэффициент массо­отдачи вычисляем по эмпирическому уравнению:

где ρср. - средняя плотность сушильного агента, кг/м3 (при средней температуре в бара­бане tcр.=102.50С);

, кг/м3

с - те­плоемкость сушильного агента при средней температуре в бара­бане, кДж/(кг∙К);

с=1 кДж/(кг∙К);

β - степень заполнения ба­рабана высушиваемым материалом;

β=14%;

Р0 - давление, при котором осуществляется сушка, Па;

Р0=105 Па;

n - частота вращения барабана, об/ мин;

n=3 об/ мин.

ω - скорость газов в барабане, м/с;

ω=3 м/с;

ρср. - насыпная плотность высушиваемого материала, кг/м3;

ρср.=1581 кг/м3;

Р - среднее парциальное давление водяных паров в сушильном барабане (среднеарифметическая величина между парциальным давлением на входе газа в сушилку и на выходе из нее), Па.

На входе в сушилку:

На выходе из сушилки:

Откуда:

Таким образом, объемный коэффициент массоотдачи равен:

, с-1

Движущую силу массопередачи ΔХср. определим по уравнению:

Средняя движущая сила ΔРср, выраженная через единицы давления (Па), равна:

- движущая сила в начале процесса сушки, Па;

- движущая сила в конце процесса сушки. Па

- давление насыщенных паров над влажным материалом в начале и в конце процесса сушки, Па. Определяем по температуре мокрого термометра сушильного агента в начале tм1 и в конце tм2 процесса сушки. По диаграмме I-x находим:

tм1=39.90С,

tм2=380С,

=7374.1 Па,

=6578.3 Па.

Тогда:

Объем сушилки, необходимый для прогрева влаж­ного материала, находим по модифицированному уравнению теплопередачи:

где QП - расход тепла на прогрев материала до температуры tм1, кВт;

, кВт

Kv - объемный коэффициент теплопередачи, кВт/(м3∙К);

, кВт/(м3∙К)

Δtср.- средняя разность температур, град.

Для вычисления Δtср. находим темпе­ратуру сушильного агента tx, до которой он охла­дится, отдавая тепло на нагрев высушиваемого материала до tмl. Эту температуру находим из уравнения теплового баланса:

Откуда tх=1270С.

, 0С

, 0С

, м3

Общий объем сушильного барабана:

, м3

Принимаем: , тогда , м3

, м

, м

Действительная скорость газов в барабане:

, м/с

Объемный расход влажного сушильного агента на выходе из барабана:

, м3

, м3

, м/с

Действительная скорость газов (ωД =2.4 м/с) отличается от принятой в расчете (ω=3 м/с) незначительно.

Среднее время пребывания ма­териала в сушилке:

, с

Количество находящегося в сушилке материала:

, кг

, кг

, с

Угол наклона барабана:

, 0

Скорость уноса, равная скорости свобод­ного витания:

, м/с

где μср. - вязкость сушильного агента при средней температуре;

, Па·с

, Па·с

ρср. - плотность сушильного агента при средней температуре;

, кг/м3

, кг/м3

d - наименьший диаметр частиц мате­риала, м;

d=0.4∙10-3 м;

ρч - плот­ность частиц высушиваемого материала, кг/м3;

ρч=1581 кг/м3;

Аr - критерий Архимеда;

, м/с

Рабочая скорость сушильного агента в сушилке ωд=2.4 м/с меньше, чем скорость уноса частиц наименьшего размера ω=2.62 м/с, поэтому частицы высу­шиваемого материала наименьшего диаметра не будут уноситься потоком сушильного агента из барабана.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-06-12 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: