Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат

Кафедра технологии строй материалов

Курсовая работа

По дисциплине: ПАТСИ

ТЕМА: Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке.


Задание:

Высчитать процесс конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке при обогреве воздуха продуктами сгорания отопительного газа при последующих критериях:

1. Материал – песок;

2. Производительность сушилки по сухому материалу Gк = 12000 кг/ч;

3. Влагосодержание Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат материала:

а) изначальное – Uн = 10%,

б) конечное – Uк = 0,5%;

4. Температура, 0 С:

а) атмосферного воздуха – 20 0 С,

б) газов на входе в сушилку – 300 0 С,

в) газов на выходе из сушилки – 80 0 С;

5. Относительная влажность воздуха φ0 = 70%;

6. Атмосферное давление – 105 Па;

7. Теплоемкость материала – 0,8 кДж/кг∙К, плотность – 1200 кг/м3 ;

8. Напряженность сушилки по воды – 85 кг/м3 ∙ч;

9. Средний поперечник частички Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат материала – 1 мм;

10. Удельные утраты тепла в окружающую среду на 1 кг испаренной воды qп = 22,6 кДж/кг, что соответствует приблизительно 1% тепла затрачиваемого на испарение 1 кг воды.

11. Перевалочные устройства – подъемнолопастные, степень наполнения – 12%

12. Состав природного газа:

CH4 – 98,0 %,

C2 H6 – 1,0 %,

C3 H8 – 0,2 %,

C4 H10 – 0,3 %,

CО – 0,2 %,

H2 – 0,3 %.

По приведенным данным произвести расчет вещественного Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат и термического балансов процесса сушки при помощи диаграммы Рамзина. Произвести расчет габаритов барабанной сушилки. Зависимо от типа материала употребляются разные перевалочные устройства, зная тип перевалочных устройств можно найти степень наполнения барабана.


Содержание:

Введение…………………………………………………………….…...3

I. Систематизация сушилок……………..………………………….……..4

II. Барабанная сушилка ……………………………………………….….5

III. Принципная схема барабанной сушилки…..…………….……….6

Глава 1. Расчет характеристик топочных газов подаваемых

в Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат сушилку…………………………………………………………..7

Глава 2. Определение характеристик отработанных газов,

расхода сушильного агента и расхода тепла на сушку……...….9

Глава 3. Определение главных размеров сушильного барабана……....11

IV. Заключение…………………………………………………………....15

Перечень литературы…………………………………………...……….16


Введение

Удаление воды из жестких и пастообразных материалов удешевляет их транспортировку и присваивает им определенные характеристики, также уменьшению коррозии аппаратуры. Воду можно удалять механическим Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат методом: отжим, центрифугирование, отстаивание. Но этими методами влага удаляется отчасти, более тщательное удаление воды осуществляется оковём термический сушки: испарение воды, удаление паров.

Процесс термический сушки может быть естественным и искусственным. Естественная сушка применяется изредка. По физической сути сушка является сложным диффузионным процессом. Его скорость определяется скоростью диффузии воды из Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат глубинных частей материала к поверхности, а потом в окружающую среду. Удаление воды при сушке включает не только лишь перенос материала, да и перенос тепла, таким макаром является теплообменным и массообменным процессами. По методу подвода тепла к высушиваемому материалу сушку делят:

1) Контактная – оковём передачи тепла от теплоносителя к материалу через Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат разделительную стену;

2) Конвективная – оковём конкретного соприкосновения высушиваемого материала с сушильным агентом. В качестве которого употребляют: нагретый воздух, топочные газы или топочные газы с воздухом;

3) Радиационная – оковём передачи тепла инфракрасным излучением;

4) Диэлектрическая – в поле токов высочайшей частоты;

5) Сублимационная – в замороженном состоянии в вакууме.

Высушиваемый материал при любом способе сушки находится Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат в контакте с мокроватым воздухом либо газом. При конвективной сушке мокроватому воздуху отводится главная роль. Потому нужно чётко представлять какими параметрами описывается воздух.


I. Систематизация сушилок.

Сушка материалов, полупродуктов либо готовых изделий употребляется фактически на всех стадиях производства строй материалов, изделий и конструкций.

Для сушки используют различные сушилки, отличающиеся Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат по ряду признаков которые положены в базу систематизации, приведённой ниже:

Таблица №1

Признак систематизации

Типы сушилок

1. Давление в рабочем пространстве.

Атмосферные, вакуумные, под лишним давлением.

2. Режим работы.

Повторяющегося и непериодического деяния.

3. Вид теплоносителя.

Воздушные, на дымовых либо инертных газах, на насыщенном либо перегретом паре, на водянистых теплоносителях.

4. Направление движения теплоносителя относительно материала Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат.

Прямоточные, противоточные, с перекрёстным током, реверсивные.

5. Нрав циркуляции теплоносителя.

С естественной и принудительной циркуляцией.

6. Метод нагревания теплоносителя.

С паровыми воздухонагревателями, с топочными устройствами, с электронагревателями, комбинированные.

7. Краткость использования теплоносителя.

Прямоточные либо рециркуляционные.

8. Метод удаления воды из сушилки.

С отходящим теплоносителем, с продувочным воздухом, компенсационные, с хим поглощением воды.

9. Метод Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат подвода тепла к материалу.

Конвективные, контактные, с нагревом токами высочайшей частоты, с лучистым нагревом, с акустически либо ультразвуковым нагревом.

10. Вид высушиваемого материала.

Для крупно дисперсных, мелкозернистых, пылевидных, ленточных, пастообразных, водянистых смесей либо суспензий.

11.Гидродинамический режим.

С плотным недвижным слоем, перемешиваемым слоем, взвешаным слоем (псевдосжиженый слой, закрученные потоки), с распылением Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат в потоке теплоносителя.

12. Конструктивный тип сушилки.

Камерные, шахтные, ленточные, барабанные, трубные и т. д.


II. Барабанная сушилка.

Она представляет собой сварной цилиндр – барабан, на внешней поверхности которого укреплены бандажные опоры, кольца жесткости и приводной зубчатый венец; Ось барабана может быть наклонена к горизонту на 4о - 6о

Барабанные атмосферные сушилки непрерывного деяния созданы Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат для сушки сыпучих материалов топочными газами либо нагретым воздухом.

Снутри барабана устанавливают насадки, конструкция которых находится в зависимости от параметров высушиваемого материала. Со стороны загрузочной камеры многозапорная винтообразная насадка, с числом спиральных лопастей от 6 до шестнадцати зависимо от поперечника барабана. При сушке материала с большой адгезией к Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат поверхности на исходном участке последнего закрепляют цепи, с помощью которых разрушают камки и очищают стены барабана. Для этой же цели могут использовать ударные приспособления, расположенные с наружной стороны барабана.

В сушилках поперечником 1000 – 1600 мм для материала с неплохой сыпучестью и средним размером частиц до 8 мм устанавливают секторную насадку. В тех же Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат сушилках, для материалов, владеющих завышенной адгезией либо сыпучих материалов со средним размером частиц более 8 мм устанавливают подъемно – лопастные устройства. В сушилках поперечником 1000 – 3500 мм для материалов склонных к налипанию, но восстанавливающих сыпучие характеристики в процессе сушки поначалу устанавливают подъемно – лопастные перевалочные устройства, а потом секторные насадки.

Основной материал Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат для производства барабанов сушилок, загрузочных и разгрузочных камер – углеродистые стали. В на техническом уровне обоснованных случаях дополнительное изготовка барабанов, разгрузочных и разгрузочных камер отчасти либо на сто процентов из жаростойких сталей особых марок.

Барабанные вакуумные сушилки работают, обычно, временами и их используют для сушки термочувствительных материалов от воды и Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат органических растворителей, также для сушки ядовитых материалов. Зависимо от параметров материала и требований к готовой продукции используют сушилки среднего либо глубочайшего вакуума. Вакуумные барабанные сушилки используют в главном в производстве полимерных материалов.


III. Принципная схема барабанной сушилки

1 – барабан; 2 – питатель; 3 – сушильный барабан; 4 – топка; 5 – смесительная камера; 6, 7, 11. – вентиляторы; 8 – промежный бункер; 9 – транспортёр; 10– циклон; 12 – зубчатая передача Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат.

Мокроватый материал из бункера 1 при помощи питателя 2 попадает во крутящийся сушильный барабан 3. Параллельно материалу в сушилку подаётся сушильный агент, образующийся от сгорания горючего в топке 4 и смешения газов в смесительной камере 5. Воздух в топку и смесительную камеру подаётся вентиляторами 6,7. Высушеный материал с обратного конца сушильного барабана 8, а из него на Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат транспортирующее устройство 9.

Отработанный сушильный агент перед выбросом в атмосферу очищается от пыли в циклоне 10. По мере надобности делается дополнительное, влажное пылеулавливание.

Транспортировка сушильного агента через сушильную камеру осуществляется при помощи вентилятора 11. При всем этом установка находится под маленьким разрежением, что исключает утечку сушильного агента через неплотности упаковки Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат.

Барабан приводится во вращение электродвигателем через зубчатую передачу 12.


Глава 1. Расчет характеристик топочных газов подаваемых в сушилку.

В качестве горючего употребляется природный газ последующего состава (в больших процентах):

СН4 – 98,0 %

С2 Н6 – 1,0 %

С3 Н8 – 0,2 %

С4 Н10 – 0,3 %

CO – 0,2 %

H2 – 0,3 %

Теоретическое количество сухого газа L0 затрачиваемого на сжигание 1-го кг горючего равно:

L0 = 138∙(0,0179∙CO Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат + 0,248∙H2 + ∑ [(m+n/4)/(12m+n)]Cm Hn ), (1)

где составы горючих газов выражены в больших толиках.

Подставив надлежащие значения, получим:

L0 = 138∙(0,0179∙0,002 + 0,248∙0,003 + 0,125∙0,98 + 0,116∙0,01 + 0,1136∙0,002 + +0,1121∙0,003) = 17,25 кг/кг

Для определения теплоты сгорания горючего воспользуемся чертами горения обычных газов.

Таблица 2

Газ

Реакция

Термический эф – фект реакции, кДж/м3

Водород

Н2 + 0,5О2 = Н2 О

10810

Оксид углерода (11)

СО + 0,5 О2 = СО2

12680

Метан

СН4 + 2 О2 = СО2 + 2Н Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат2 О

35741

Ацетилен

С2 Н2 +2,5 О2 = 2СО2 + Н2 О

58052

Этилен

С2 Н4 + 3 О2 = 2СО2 + 2Н2 О

59108

Этан

С2 Н6 + 3,5 О2 = 2СО2 + 3Н2 О

63797

Пропан

С3 Н8 + 5 О8 = 3СО2 + 4Н2 О

91321

Бутан

С4 Н10 + 6.5 O2 = 4CO2 + 5 H2 O

118736

Сероводород

Н2 S + 1.5O2 =S2 O + H2 O

23401

Количество тепла QV , выделяющееся при сжигании 1 м3 газа равно:

Qν = ∑ φi ∙ Hi = 0,98∙35741 + 0,01∙63797 + 0,002∙91321 + 0,003∙118736 + 0,002∙12680 +0,003∙10810= 36260,79 (кДж Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат/кг),

где φi – большая толика компонент газа;

Hi – термический эффект реакции (кДж/м3 ).

Плотность газообразного горючего:

ρt = (∑Cm Hn ∙Mi / V0 )∙(Т0 / Т0 +tт ), (2)

где Mi - мольная масса горючего (кмоль/кг);

tт – температура горючего; tт = 20 0 C

V0 – мольный объем; V0 = 22.4 м3 /кмоль

Т0 = 273 0 К.

ρт = (0,98∙16 + 0,01∙30 + 0,002∙44 + 0,003∙58)∙273 / 22,4∙(273 + 20) = 0,6756 кг/м3

Количество тепла выделяющееся при сжигании 1 кг Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат горючего равно:

Q = Qν / ρт = 36260/0,6756 = 53671,98 Дж∙м3

Масса сухого газа, подаваемого в сушильный барабан, в расчете на 1 кг сжигаемого горючего определяется общим коэффициентом излишка воздуха α, нужного для сжигания горючего и разбавления топочных газов, до температуры консистенции. tсм = 300 0 C

Значение α находят из уравнений вещественного и термического баланса.

– Уравнение Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат вещественного баланса:

1 + L0 = Lс.г + ∑9n/(12m+n)Cm Hn , (4)

где Lс.г. – масса сухих газов образовавшихся при сгорании 1 кг горючего;

Cm Hn – массовая толика компонент, при сгорании которых

появляется вода (кг/кг).

– Уравнение термического баланса:

Q∙η + cт ∙tт + α∙L0 ∙I0 = [ Lс.г. + L0 (α – 1)]∙iс.г. + [α∙L0 ∙х0 + ∑9n/(12m Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат+n)Cm Hn ], (5)

где η – общий КПД учитывающий эффективность работы топки и утраты тепла топкой в окружающую среду; η = 0,95;

ст – теплоемкость газообразного горючего при температуре горючего 200 С;

ст = 1,34 кДж/(кг∙к);

I0 – энтальпия свежайшего воздуха ( кДж/кг); I0 = 49 кДж/кг;

iс.г. – энтальпия сухих газов;

iс.г. = сс.г. ∙tc .г Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат. = 1,05∙300 = 315 (кДж/кг),

где сс.г. = 1,05 кДж/(кг∙К)

tс.г. = 300 0 С;

x0 – влагосодержание свежайшего воздуха при температуре t0 = 200 С и влажности φ0 = 70 %, х0 = 0,0125 кг/кг

iп = r0 + сn tn = 2500 + 1,97∙300 = 3091 (кДж/кг)

где r0 – теплота испарения воды при температуре 0 0 С

r0 = 2500 кДж/кг

сп – средняя теплоемкость водяных паров, сп =1,97 кДж/(кг∙К);

tп – температура водяных Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат паров

tп = tс.г. = tсм. = 300 0 C

Решая вместе уравнения 4 и 5, получаем:

α = [Qп ∙η+cт ∙tт −iс.г. (1−∑9n/(12m+n)Cm Hn )−iп ∑9n/(12m+n)Cm Hn ]/L0 ∙(iс.г. +iп ∙x0 −I0 ) (6)

Пересчитаем содержание компонент горючего при сгорании которых появляется вода, из больших толикой в массовые по формуле:

ω(A) = φ(A)∙M Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат(A)∙273 / 22,4∙ρт ∙(273+t0 )

ω(CH4 ) = 0,06157∙0,98∙16 = 0,9654

ω(C2 H6 ) = 0,06157∙0,01∙30 = 0,0185

ω(C3 H8 ) = 0,06157∙0,002∙44 = 0,0054

ω(C4 H10 ) = 0,06157∙0,003∙58 = 0,0107

Количество воды, выделяющееся при сгорании 1 кг горючего равно:

2,17 + 0,0333 + 0,00972 + 0,0166 = 2,2296

Коэффициент излишка воздуха находим по уравнению (6):

α=[53671,98∙0,95 + 1,34∙20 − 315(1 − 2,2296) − 3091∙2,2296]/

/17,25(315 + 3091∙0,0125 − 49) = 8,47

Общая удельная масса сухих газов получаемая при сжигании 1 кг горючего и разбавлении топочных газов воздухом до температуры консистенции tc м = 300 0 С равна:

, (7)

Gс.г Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат. = 1 + 8,47∙17,25 − 2,2296 = 144,878 (кг/кг)

Удельная масса водяных паров в газовой консистенции при сжигании 1 кг горючего равна:

, (8)

Gп = 8,47∙0,0125∙17,25 + 2,2296 = 4,056 (кг/кг)

Влагосодержание газов на входе в сушилку (х1 = хсм ) равно:

,

х1 = 4,056/144,878 = 0,028 кг/кг;

Энтальпия газов на входе в сушилку:

, (9)

I1 = [53671,98∙0,95 + 1,34∙20 + 8,47∙17,25∙49] / 144,878 = 401,541 (кДж/кг)

Так как коэффициент излишка воздуха α велик (α > 1), физические характеристики газовой консистенции, применяемой в Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат качестве сушильного агента, фактически не отличаются от физических параметров воздуха. Это дает возможность использовать в расчетах диаграмму состояния мокроватого воздуха.


Глава 2. Определение характеристик отработанных газов, расхода сушильного агента и расхода тепла на сушку

Из уравнения вещественного баланса сушилки определим расход воды W, удаляемой из высушенного материала.

, (10)

W = 3,3∙(10 – 0,5)/(100 – 10) = 0,348 (кг Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат/с)

Запишем уравнение внутреннего термического баланса сушилки:

, (11)

где Δ – разность меж удельными приходом и расходом тепла конкретно в сушильной камере;

с – теплоемкость воды во мокроватом материале при температуре Θ1 , кДж/(кг∙К);

qдоп – удельный дополнительный подвод тепла в сушилку, [кДж/кг∙влаги]; при работе сушилки по нормальному сушильному варианту: qдоп = 0;

qт – удельный Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат расход тепла в сушилке с тс, кДж/кг воды; в рассматриваемом случае: qт = 0;

qм – удельный расход тепла в сушильном барабане с высушиваемом материалом, кДж/кг∙воды

= 3,3∙0,8∙(53 – 20)/0,348 = 250,345 (кДж/кг)

См – теплоемкость высушенного материала, кДж/(кг∙К)

Θ2 – температура высушенного материала на выходе из сушилки, 0 С

При испарении поверхностной воды Θ2 принимается примерно равной Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат температуре влажного указателя температуры при соответственных параметрах сушильного агента. Принимая в первом приближении процесс сушки адиабатическим, находим Θ2 по диаграмме Рамзина по исходным характеристикам сушильного агента:

Θ2 = 53

qп – удельные утраты тепла в окружающую среду, кДж/кг воды; на 1 кг испаренной воды: qп = 22.6 кДж/кг∙воды;

Подставив надлежащие значения, получим:

Δ =4,19∙20 − (250,345 + 22,6) = -189,145 (кДж/кг∙воды);

Запишем уравнение Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат рабочей полосы сушки

(12)

Для построения рабочей полосы сушки на диаграмме Рамзина следует знать координаты (x и I) минимум 2-ух точек. Координаты первой точки известны: x1 = 0,028 (кг/кг), I1 = 401,541(кДж/кг). Для нахождения координат 2-ой точки зададимся произвольным значением х и определим соответственное значение I. Пусть х = 0,1 кг воды/кг Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат сух. возд. Тогда по уравнению 12

I = 401,541 + (-189,145)∙(0,1-0,028) = 387,92

Через 2 точки на диаграмме Рамзина с координатами (х1 ,I1 ) и (x,I) проводим линию сушки до скрещения с данным конечным параметром

t2 = 80 0 С . В точке скрещения полосы сушки с изотермой t находим характеристики отработанного сушильного агента:

х2 = 0,11 (кг/кг)

I2 = 375 (кДж Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат/кг)

Расход сухого газа Lс.г. равен:

, (13) Lс.г. = 0,348/(0,11 – 0,028) = 4,24 (кг/с)

Расход сухого воздуха L равен:

, (14); L = 0,348/(0,11 – 0,0125) = 3,57 (кг/с)

Расход тепла на сушку Qc равен:

, (15) Qc = 4,24∙(401,541 – 49) = 1494,7 (кВт)

Расход горючего на сушку Gт равен:

, Gт = 1494,7/53464,794 = 0,028 (кг/с)


Глава 3. Определение главных размеров сушильного барабана

Расчет главных размеров сушильного барабана сводится к определению объема сушильного Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат барабана Vб , длины и поперечника барабана.

Определив длину и поперечник барабана, выбирают стандартный аппарат.

Объем барабана складывается из объема нужного для сушки Vсуш и объема для прогрева материала.

Vб = Vсуш + Vпрогр (16)

Объем нужный для сушки материала можно найти по формуле:

, (17)

где Кv – большой коэффициент массопередачи, с-1

ΔХср – средняя движущая Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат сила массопередачи, кг воды/м3

Движущую силу массопередачи ΔХср определяем по уравнению:

, (18)

где

ΔХб = Х1 * - Х1 – движущая сила сначала процесса сушки, кг/м3

ΔХм = Х2 * – Х2 – движущая сила в конце процесса сушки, кг/м3

Δрб = р1 * – р1 – движущая сила сначала процесса сушки, Па

Δрм = р2 * – р2 – движущая Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат сила в конце процесса сушки, Па

Х1 * , Х2 * – сбалансированное содержание воды на входе в сушилку и на выходе из нее, кг/м3

р1 * , р2 * – давление насыщенных паров над мокроватым материалом сначала и конце процесса сушки, Па. Их значения определяются по температуре влажного указателя температуры сушильного агента сначала tм1 и в конце tм2 процесса Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат сушки.

По диаграмме Рамзина найдем:

tm1 = 57 о C

р1 * = 18498 (Па),

tm 2 = 56 о C

р2 * =17109 (Па);

р1 , р2 – давление водяных паров в газе сначала и конце процесса сушки, Па. Их определяют по формуле:

, (19)

где Х – влагосодержание на входе либо на выходе из сушилки.


Тогда на входе в сушилку

p1 = (0,028/18∙105 ) / (1/29 + 0,028/18) = 4321 Па

на Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат выходе из сушилки

р2 =(0,11/18∙105 ) / (1/29 + 0,11/18) = 15054 Па

Δpср = ((18498–4321) − (17109 − 15054)) / ln(16,7) = 6276 Па

Откуда ΔХср по уравнению 18 будет равно:

ΔХср = 6276∙18 / (105 ∙22,4∙((273 + 190)/273)) = 0,029 (кг воды/м )

tср = (tвх + tвых ) / 2 = 300 + 80 / 2 = 190 0 С

В случае сушки кристаллических материалов, т.е. при удалении поверхностной, свободной воды и параллельном движении материала и сушильного агента, коэффициент массопередачи Кv пропорционален коэффициенту массоотдачи βv .

Для барабанной сушилки коэффициент массотдачи βv Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат может быть вычислен по эмпирическому уравнению:

(20)

где

ρср – средняя плотность сушильного агента, кг/м3

ρср = М∙Т0 / (V0 (T0 + tср )) = 29∙273 / (22,4∙(273 + 190)) = 0,763 кг/м3

с – средняя теплоемкость сушильного агента,

с = 1 кДж/(кг∙К)

β – степень наполнения барабана высушиваемым материалом, %

р – среднее парциальное давление водяных паров в сушильном барабане, Па

p = (p Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат1 + p2 )/2 = (4321 + 15054)/2 = 9687,5(Па)

ω – рабочая скорость сушильного агента в барабане, м/с

n – число оборотов барабана ( меняется в реальных барабанах от 2 до 12 об/мин)

Уравнение 20 справедливо для значений:

ωρср = 0,6 … 1,8 кг/м2 ∙с

n = 1,5 … 5 об/мин

β = 10 … 25 %

Если обозначенные пределы не соблюдаются, то объем барабана можно рассчитывать по величине большого напряжения по влаге:

, (21)

где Аv - значение большого напряжения по Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат влаге


Скорость газов в барабанах выбирается зависимо от размеров частиц и насыпной плотности высушиваемого материала по таблице 3.

Таблица 3 «Выбор рабочей скорости газов в сушильном барабане».

Размер частиц, мм

Значение скорости ω при насыпной плотности

350

1000

1400

1800

2200

0,3 – 2

0,5 – 1,0

2,0 – 5,0

3,0 – 7,5

4,0 – 8,0

5,0 – 10,0

Более 2-х

1,0 – 3,0

3,0 – 5,0

4,0 – 8,0

6,0 – 10,0

7,0 – 12,0

Степень наполнения барабана находится в зависимости от конструкции перевалочных устройств:

подъемно – лопастные допускают β = 12 … 14 %;

распределительные с открытыми и Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат закрытыми ячейками – β = 21 … 27 %

Принимаем:

ω = 2,3 м/с

n = 5 об/мин

β = 12 %

Тогда объем сушильного места рассчитывается по формуле 17 и равен:

Vсуш = 0,348 / 0,45∙0,029 = 26,6 м3 ;

Объем барабана нужный для прогрева мокроватого материала определяют по уравнению:

, (22)

где Qп – расход тепла на прогрев материала до температуры tм1 , кВт

Qп = Gк См (tм1 – Θ1 ) + Wв Св (tм1 – Θ1 ) (23)

Qп = 3,3 * 0,8 * 37 + 0,348 *4,19 * 37 = 151,63

Кv – большой коэффициент теплопередачи Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат, кВт/(м3 ∙К)

Kv = 16(2,3 0,763)0,9 50,7 120,54 = 0,3127кВт/м3 *К

Δtср – средняя разность температур, 0 С

Св – теплоемкость вздуха

Θ1 – температура мокроватого материала

Θ1 = Т0

Для вычисления Δtср нужно отыскать температуру сушильного агента tх до которой он охлаждается, отдавая тепло на нагрев высушиваемого материала до tм1 .Эту температуру можно найти из уравнения термического баланса:

Qn = Lс.г Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат. ∙(1+X1 )∙Cг ∙(t1 – tх ) (24)

Откуда:

tx =

tx = 267 0 С;

Средняя разность температур Δtср равна:

, (25)

Δtср = ((300 – 20) + (267 – 57)) / 2 = 245 0 С;

Подставляем приобретенные значения в уравнение 22:

Vп = 151,63 / 0,3127∙245 = 1,98 м3 ;

Общий объем сушильного барабана равен:

Vб = Vсуш + Vпрогр = 26,6 + 1,98 = 28,58 м3 ;

По справочным данным находим главные свойства барабанной сушилки – длину и поперечник, взяв за базу объем сушильного места.

По таблице избираем Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат барабанную сушилку № 7119 со последующими чертами:

Объем V = 30,5 м3 ,

Поперечник dвн = 1,8 м,

Длина l = 12 м,

Частота n = 5 об/мин;

Определим действительную скорость газов в барабане:

, (26)

где Vг – большой расход мокроватого сушильного агента на выходе из барабана, м3 /с

, (27)

хср – среднее содержание воды в сушильном агенте, кг/кг

Vг =

Тогда:

ωд = 6,1 / 0,785∙1,82 = 2,4 м/с;

Принятое Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат: ω = 2,3 м/с


Время пребывания материала в барабане:

, (28)

где Gм = Vβρм = 30,5 * 0,12 * 1200 =4392 (29)

Отсюда

τ = 4392 / (3,3 + 0,348/2) = 1264,25 с;

Зная время пребывания, рассчитаем угол наклона барабана α:

, (30)

α = (30∙12/1,8∙5∙1264,25 + 0,007∙2,4)∙(180/3,14) = 2,80 ;

Проверим допустимую скорость газов по уносу маленьких частиц:

, (31)

где ρср – плотность сушильного агента

ρср = [29∙(105 –9687,5)+18∙9687,5]∙273/(22,4∙105 ∙(273+190)) = 0,735 кг/м3 ;

Ar = (d3 ∙ρч ∙ρср ∙g) / µср 2 = [(1∙10-3 )3 ∙1200∙0,735∙9,8]/(0,025∙10-3 )2 = 34,6∙104 ;

μср и ρср – вязкость и плотность сушильного агента Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат при средней температуре;

d – поперечник частиц материала, м;

ρr – плотность частиц материала.

Скорость уноса равна:

ωун = 0,025∙10-3 /1∙10-3 ∙0,735∙[34,6∙106 /(18 + 0,575∙√34,6∙106 )] = 4,6 м/с;

Рабочая скорость сушильного агента в сушилке ωд = 2,4 м/с меньше чем скорость уноса частиц ωун = 4,6 м/с, потому расчет главных размеров сушильного барабана заканчиваем.


IV. Заключение

По данным условиям мы высчитали Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат процесс конвективной сушки материала (глины) в барабанной, вращающейся сушилке при обогреве воздуха продуктами сгорания отопительного газа. Так же по приведенным данным произвили расчет вещественного и термического балансов процесса сушки при помощи диаграммы Рамзина. По расчетам отыскали тип барабанной сушилки – № 7119 и его характиристики: поперечник dвн = 1,8 м, длина l = 12 м, объем Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат V = 30,5 м3 , частота n = 5 об/мин, угол наклона к горизонту которой составляет α = 50 .


Перечень литературы:

1. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Посков А.А. Примеры и задачки по курсу процессов и аппаратов хим технологии. Л.: Химия, 1981.

2. Сушильные аппараты и установки. Каталог НИИХИММАШ. 3-е изд., М.:, 1975.

3. Аппараты с вращающимися аппаратами общего предназначения. Главные Расчет процесса конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке - реферат характеристики и размеры. ГОСТ 11875-79.

4. Касаткин А.Г. Главные процессы и аппараты хим технологии. М.: Химия, 1973.

5. Лыков М.В. Сушка в хим индустрии. М.: Химия, 1970.



raschet-sebestoimosti-i-stoimosti-produkcii.html
raschet-sebestoimosti-odnogo-mashino-chasa-raboti-personalnogo-kompyutera.html
raschet-sebestoimosti-perevozok-v-chasti-zavisyashih-rashodov-uchebno-metodicheskij-kompleks-po-discipline-ekonomika.html