Исходные данные для расчета
1 Массовая производительность установки по
поступающему молоку G = 500 кг/ч.
Содержание влаги в молоке
начальное u1 = 50%
конечное u2 = 3%
Температура наружного воздуха t0 = 15 0C
Температура воздуха после калорифера t1 = 150 0C
Температура воздуха на выходе из сушилки t2 = 80 0C
Относительная влажность наружного воздуха φ0 = 60%
Напряжение объёма сушилки по влаге A = 3,0 кг/м³· ч
Материальный расчёт
Массовый расход удалённой влаги (W)
кг/с
Производительность сушилки по сухому молоку (G2)
кг/с
Проверка по расходу удалённой влаги (W)
кг/с
кг/с
Используя I - х - диаграмму Рамзина для влажного воздуха, определяем начальное (х0) и конечное (х2) влагосодержания воздуха, а также характерные энтальпии. На пересечении линий t0 и φ0 находим точку А, характеризующую начальное состояние наружного воздуха. Из точки А, опустив перпендикуляр на ось х, находим значение х 0 = 0,0064 кг/кг. Через точку А проходит линия постоянной энтальпии (изоэнтальпа) I 0 = 31,4 кДж/кг. Из точки А, поднявшись по перпендикуляру до пересечения с изотермой t 1 = 1500С, находим точку B, характеризующую состояние воздуха на выходе из калорифера перед подачей в сушильную камеру. От точки В движемся вниз по изоэнтальпе I 1=170 кДж/кг до пересечения с изотермой t 2=800С, получив точку С. Из точки С, опустив перпендикуляр на ось х, находим значение х2 = 0, 0317 кг/кг.
Определяем теоретический удельный расход воздуха ℓ0 в сушилке.
кг/кг
Рассчитываем теоретический абсолютный расход воздуха в сушилке.
.
Тепловой расчет
Составляем уравнение теплового баланса для сушильной камеры.
где Qп - тепловые потери, которые с учётом правильно наложенной изоляции принимаем 5% от тепла, поступившего с горячим воздухом.
|
|
кВт
Θ1 - температура молока, поступающего в сушильную камеру, Θ1 = 600С;
Θ2 - температура сухого порошкообразного молока, выходящего из сушильной камеры, Θ = 800С.
Определяем для молока значения теплоемкостей с1 = 2918 кДж / кг·град; с2 = 1968 кДж / кг·град.
Из уравнения теплового баланса определяем затраты тепла на сушку в сушильной камере и тепловую поправку.
где 
- алгебраическая сумма абсолютных теплот в сушильной камере, Вт.
- тепловая поправка на действительный (реальный) сушильный процесс, кДж/кг.
Рассчитываем 
= 0,071·1,968·80 - 0,139·2,818·+22,6
= 11,178 - 24,336+22,6 = 9,442 кДж/с
Рассчитываем тепловую поправку
= 
кДж / кг
Определяем 
170 + 140,3 / 39,5 = 173,5 кДж / кг
Корректируем расход воздуха на действительный сушильный процесс.
Находим точку С1 на пересечении изоэнтальпы 
и изотермы t 2. Соединяем прямой точки В и С1. Имеем ломаную линию ABC1, характеризующую действительный сушильный процесс. Из точки С1, опустив перпендикуляр на ось х, определяем действительное влагосодержание воздуха на выходе из сушильной камеры х2 = 0,035 кг/кг.
Тогда действительный удельный расход воздуха определится:
кг/кг
Рассчитываем действительный абсолютный расход воздуха в сушилке.
= 35 · 0,0673 = 2,3555 кг/с = 8479,8 кг/ч
Геометрический расчёт
Определяем объём сушильной камеры (Vк)
м³
Определяем скорость воздуха по эмпирической формуле (Vв)
Площадь сечения сушильной камеры (Fк) определяем из уравнения расхода:
|
|
Определяем диаметр камеры (Dк) по пропускной способности воздушного потока
Высота сушильной камеры при геометрическом коэффициенте К=1,5:
м
Объём сушильной камеры
м³
Сравнивая со значением, полученным в п. 2.1. делаем вывод. Что величину Hk необходимо несколько уменьшить. Принимаем К = 1,4, тогда Hк = 1,4 · 4,2 = 5,88 м. Вновь вычисляем объём камеры:
м³
Принимаем Vк =81 м³.