Кафедра технології будівельних матеріалів p>
Курсова робота p>
З дисципліни: ПАТС p>
ТЕМА: Розрахунок процесу конвективного сушіння сипучих матеріалів в барабанної, що обертається сушарці. p>
Завдання: p>
Розрахувати процес конвективного сушіння сипучих матеріалів в барабанної,обертається сушарці при підігріві повітря продуктами згоряння опалювальногогазу за наступних умов: p>
1. Матеріал - пісок;
2. Продуктивність сушарки по сухому матеріалу Gк = 12000 кг/год;
3. Вологовміст матеріалу: а) початкова - Uн = 10%, б) кінцеве - Uк = 0,5%;
4. Температура, 0С: а) атмосферного повітря - 20 0С, б) газів на вході в сушарку - 300 0С, в) газів на виході із сушарки - 80 0С;
5. Відносна вологість повітря? 0 = 70%;
6. Атмосферний тиск - 105 Па;
7. Теплоємність матеріалу - 0,8 кДж/кг? К, щільність - 1200 кг/м3;
8. Напруженість сушарки за вологи - 85 кг/м3? Ч;
9. Середній діаметр частинки матеріалу - 1 мм;
10. Питомі втрати тепла в навколишнє середовище на 1 кг випаруваної вологи qп = 22,6 кДж/кг, що відповідає приблизно 1% тепла витрачається на випаровування 1 кг води.
11. Перевалочні пристрої - под'емнолопастние, ступінь заповнення - 12%
12. Склад природного газу: p>
CH4 - 98,0%, p>
C2H6 - 1,0%, p>
C3H8 - 0,2%, p>
C4H10 - 0,3%, p>
CО - 0,2%, p>
H2 - 0,3%. p>
За наведеними даними провести розрахунок матеріального і тепловогобалансів процесу сушіння за допомогою діаграми Рамзіна. Зробити розрахунокгабаритів барабанної сушарки. Залежно від типу матеріалу використовуютьсярізні перевалочні пристрої, знаючи тип перевалочних пристроїв можнавизначити ступінь заповнення барабана. p>
Зміст: p>
Введення ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... 3 p>
I. Класифікація сушарок ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... .. 4 p>
II. Барабанна сушарка ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... .5 P>
III. Принципова схема барабанної сушарки ... .. ... ... ... ... .... ... ... ... .6 P>
Глава 1. Розрахунок параметрів топкових газів що подаються в сушарку ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 7 p>
Глава 2. Визначення параметрів відпрацьованих газів, витрат сушильного агента і витрати тепла на сушіння ... ... ... ... .9 p>
Глава 3. Визначення основних розмірів сушильного барабана ... ... .... 11 p>
IV. Висновок ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 15 p>
Список літератури ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .16 p>
Введення p>
Видалення вологи з твердих і пастоподібних матеріалів здешевлює їхтранспортування і надає їм певні властивості, а також зменшеннюкорозії апаратури. Вологу можна видаляти механічним способом: віджимання,центрифугування, відстоювання. Однак цими способами волога віддаляєтьсячастково, більш ретельне видалення вологи здійснюється шляхом тепловоїсушки: випаровування вологи, видалення парів. p>
Процес теплової сушіння може бути природним і штучним.
Природна сушка застосовується рідко. За фізичної сутності сушка єдифузійним складним процесом. Його швидкість визначається швидкістюдифузії вологи з глибинних частин матеріалу до поверхні, а потім унавколишнє середовище. Видалення вологи при сушінні включає не тільки перенесенняматеріалу, а й перенесення тепла, таким чином є теплообмінним імасообмінних процесами. За способом підводу тепла до висушуємоматеріалу сушку ділять:
1) Контактна - шляхом передачі тепла від теплоносія до матеріалу через роздільну стінку;
2) Конвективна - шляхом безпосереднього зіткнення висушуємо матеріалу з сушильним агентом. В якості якого використовують: підігрітий повітря, топкові гази або топкові гази з повітрям;
3) Радіаційна - шляхом передачі тепла інфрачервоним випромінюванням;
4) Діелектрична - у полі струмів високої частоти;
5) Сублімаційна - в замороженому стані в вакуумі. P>
висушуємо матеріал при будь-якому методі сушіння знаходиться в контакті звологим повітрям або газом. При конвективної сушки вологого повітрявідводиться основна роль. Тому необхідно чітко уявляти якимипараметрами описується повітря. p>
I. Класифікація сушарок. P>
Сушка матеріалів, напівпродуктів або готових виробів використовуєтьсяпрактично на всіх стадіях виробництва будівельних матеріалів, виробів таконструкцій. p>
Для сушіння застосовують різноманітні сушарки, що відрізняються по рядуознак які покладені в основу класифікації, наведеній нижче: p>
Таблиця № 1 p>
| Ознака класифікації | Типи сушарок |
| 1. Тиск в робочому | Атмосферні, вакуумні, під надлишковим |
| просторі. | тиском. |
| 2. Режим роботи. | Періодичних і неперіодичних дії. |
| 3. Вид теплоносія. | Повітряні, на димових або інертних газах, на |
| | Насиченому або перегрітому парі, на рідких |
| | Теплоносія. |
| 4. Напрям | прямоточні, протівоточние, з перехресним |
| руху теплоносія | струмом, реверсивні. |
| щодо | |
| матеріалу. | |
| 5. Характер циркуляції | З природною та примусовою циркуляцією. |
| теплоносія. | |
| 6. Спосіб нагрівання | З паровими повітронагрівачі, з топковим |
| теплоносія. | пристроями, з електронагрівачами, |
| | Комбіновані. |
| 7. Стислість | прямоточні або Рециркуляційні. |
| використання | |
| теплоносія. | |
| 8. Спосіб видалення | З відхідним теплоносієм, з продувні |
| вологи із сушарки. | повітрям, компенсаційні, з хімічним |
| | Поглинанням вологи. |
| 9. Спосіб підведення | Конвективні, контактні, з нагріванням струмами |
| тепла до матеріалу. | високої частоти, з променистим нагрівом, з |
| | Акустично або ультразвуковим нагрівом. |
| 10. Вид висушуємо | Для крупно дисперсних, чудові, |
| матеріалу. | пилоподібних, стрічкових, пастоподібних, рідких |
| | Розчинів або суспензій. |
| 11.Гідродінаміческій | З щільним нерухомим шаром, перемішуємо |
| режим. | шаром, взвешаним шаром (псевдозрідженому шар, |
| | Закручені потоки), з розпиленням в потоці |
| | Теплоносія. |
| 12. Конструктивний тип | Камерні, шахтні, стрічкові, барабанні, |
| сушарки. | трубні і т. д. | p>
II. Барабанна сушарка. P>
Вона представляє собою зварний циліндр - барабан, на зовнішнійповерхні якого укріплені бандажні опори, кільця жорсткості іприводний зубчастий вінець; Ось барабана може бути нахилена до горизонту на
4о - 6о p>
Барабанні атмосферні сушарки безперервної дії призначені длясушіння сипучих матеріалів топковим газами або нагрітим повітрям. p>
Всередині барабана встановлюють насадки, конструкція яких залежить відвластивостей висушуємо матеріалу. З боку завантажувальної камеримногозапорная гвинтова насадка, з числом спіральних лопатей від шести дошістнадцяти залежно від діаметра барабана. При сушінні матеріалу звеликий адгезію до поверхні на початковому ділянці останнього закріплюютьланцюга, за допомогою яких руйнують камки і очищають стінки барабана. Дляцієї ж мети можуть застосовувати ударні пристосування, розташовані ззовнішньої сторони барабана. p>
У сушарках діаметром 1000 - 1600 мм для матеріалу з гарною сипучістюі середнім розміром часток до 8 мм встановлюють секторні насадку. У тих жесушарках, для матеріалів, що володіють підвищеною адгезією або сипучихматеріалів із середнім розміром часток більше 8 мм встановлюють підйомно --лопатеві пристрою. У сушарках діаметром 1000 - 3500 мм для матеріалівсхильних до налипання, але відновлюють сипучі властивості в процесісушіння спочатку встановлюють підйомно - лопатеві перевалочні пристрою, апотім секторні насадки. p>
Основний матеріал для виготовлення барабанів сушарок, завантажувальних ірозвантажувальних камер - вуглецеві сталі. У технічно обгрунтованих випадкахдодаткове виготовлення барабанів, розвантажувальних і розвантажувальних камерчастково або повністю з жаростійких сталей спеціальних марок. p>
Барабанні вакуумні сушарки працюють, як правило, періодично і їхзастосовують для сушіння термочутливих матеріалів від води та органічнихрозчинників, а також для сушіння токсичних матеріалів. Залежно відвластивостей матеріалу та вимог до готової продукції застосовують сушаркисереднього або глибокого вакууму. Вакуумні барабанні сушарки застосовують уосновному у виробництві полімерних матеріалів. p>
III. Принципова схема барабанної сушарки p>
1 - барабан; 2 - живильник; 3 - сушильний барабан; 4 - топка; 5 --змішувальна камера; 6, 7, 11. - Вентилятори; 8 - проміжний бункер; 9 --транспортер; 10 - циклон; 12 - зубчаста передача. p>
Вологість матеріал з бункера 1 за допомогою живильника 2 потрапляє уобертається сушильний барабан 3. Паралельно матеріалу в сушарку подаєтьсясушильний агент, який утворюється від згоряння палива в топці 4 і змішаннягазів в змішувальної камері 5. Повітря в топку і змішувальну камеруподається вентиляторами 6,7. Висушена матеріал з протилежного кінцясушильного барабана 8, а з нього на транспортує пристрій 9. p>
Відпрацьований сушильний агент перед викидом в атмосферу очищується відпилу в циклон 10. При необхідності проводиться додаткове, мокрепиловловлення. p>
Транспортування сушильного агента через сушильну камеру здійснюєтьсяза допомогою вентилятора 11. При цьому установка перебуває під невеликимрозрідженням, що виключає витік сушильного агента через нещільністьупаковки. p>
Барабан приводиться в обертання електродвигуном через зубчаступередачу 12. p>
Глава 1. Розрахунок параметрів топкових газів що подаються в сушарку. P>
Як паливо використовується природний газ наступного складу (уоб'ємних відсотках): p>
СН4 - 98,0% p>
С2Н6 - 1,0% p>
С3Н8 - 0,2% p>
С4Н10 - 0,3% p>
CO - 0,2% p>
H2 - 0,3% p>
Теоретичне кількість сухого газу L0 що витрачається на спалюванняодного кг палива дорівнює: p>
L0 = 138? (0,0179? CO + 0,248? H2 + S [(m + n/4)/(12m + n)] CmHn), (1)де склади горючих газів виражені в об'ємних частках. p>
Підставивши відповідні значення, отримаємо: p>
L0 = 138? (0,0179? 0,002 + 0,248? 0,003 + 0,125? 0,98 + 0,116? 0,01 + p>
0,1136? 0,002 + +0,1121? 0,003) = 17,25 кг/кг p>
Для визначення теплоти згоряння палива скористаємося характеристикамигоріння простих газів. p>
Таблиця 2 p>
| Газ | Реакція | Тепловий еф - |
| | | Фект реакції, |
| | | КДж/м3 |
| Водень | Н2 + 0,5 О2 = Н2О | 10810 |
| Оксид вуглецю (11) | З + 0,5 О2 = СО2 | 12680 |
| Метан | СН4 + 2 О2 = СО2 + 2Н2О | 35741 |
| Ацетилен | С2Н2 +2,5 О2 = 2СО2 + Н2О | 58052 |
| Етилен | С2Н4 + 3 О2 = 2СО2 + 2Н2О | 59108 |
| Етан | С2Н6 + 3,5 О2 = 2СО2 + 3Н2О | 63797 |
| Пропан | С3Н8 + 5 ПРО8 = 3СО2 + 4Н2О | 91321 |
| Бутан | С4Н10 + 6.5 O2 = 4CO2 + 5 H2O | 118736 |
| Сірководень | Н2S + 1.5O2 = S2O + H2O | 23401 | p>
Кількість тепла QV, що виділяється при спалюванні 1 м3 газу одно:
Q? = S? I? Hi = 0,98? 35741 + 0,01? 63797 + 0,002? 91321 + 0,003? 118736 +
0,002? 12680 +0,003? 10810 = 36260,79 (кДж/кг), де? I - об'ємна частка компонентів газу; p>
Hi - тепловий ефект реакції (кДж/м3). P>
Щільність газоподібного палива: p>
? t = (SCmHn? Mi/V0)? (Т0/Т0 + Tт), (2) де Mi - мольна маса палива (кмоль/кг); Tт - температура палива ; Tт = 20 0 C p>
V0 - молярний обсяг; V0 = 22.4 м3/кмоль p>
Т0 = 273 0 К. p>
? т = (0, 98? 16 + 0,01? 30 + 0,002? 44 + 0,003? 58)? 273/22,4? (273 + 20) = p>
0,6756 кг/м3 p>
Кількість тепла що виділяється при спалюванні 1 кг палива дорівнює: p>
Q = Q? /? Т = 36260/0,6756 = 53671,98 Дж? М3 p>
Маса сухого газу, що подається в сушильний барабан, в розрахунку на 1 кгпалива, що спалюється визначається загальним коефіцієнтом надлишку повітря?,необхідного для спалювання палива та розведення топкових газів, дотемператури суміші. tсм = 300 0 C p>
Значення? знаходять з рівнянь матеріального і теплового балансу.
- Рівняння матеріального балансу: p>
1 + L0 = Lс.г + S9n/(12m + n) CmHn, (4) де Lс.г. - Маса сухих газів що утворилися при згорянні 1 кгпалива; p>
CmHn - масова частка компонентів, при згорянні яких утворюється вода (кг/кг).
- Рівняння теплового балансу: p>
Q?? + Cт? Tт +?? L0? I0 = [Lс.г. + L0 (? - 1)]? Iс.г. + [?? L0? Х0 + p>
S9n/(12m + n ) CmHn], (5) де? - Загальний ККД враховує ефективність роботи топки і втрати тепла топкою в навколишнє середовище;? = 0,95; ст - теплоємність газоподібного палива при температурі палива 200 С; ст = 1,34 кДж/(кг? К); p>
I0 - ентальпія свіжого повітря (кДж/кг); I0 = 49 кДж/кг; iс.г. - Ентальпія сухих газів; iс.г. = Сс.г.? Tc.г. = 1,05? 300 = 315 (кДж/кг), де сс.г. = 1,05 кДж/(кг? К) tс.г. = 300 0С; x0 - вологовміст свіжого повітря при температурі t0 = 200С та вологості? 0 = 70%, х0 = 0,0125 кг/кг IП = r0 + сntn = 2500 + 1,97? 300 = 3091 (кДж/кг) де r0 - теплота випаровування води при температурі 0 0С r0 = 2500 кДж/кг сп - середня теплоємність водяної пари, сп = 1,97 кДж/(кг? К); tп - температура водяної пари tп = tс.г. = Tсм. = 300 0C p>
Вирішуючи спільно рівняння 4 і 5, отримуємо:
? = [Qп?? + Cт? Tт-iс.г. (1-S9n/(12m + n) CmHn)-iпS9n/(12m + n) CmHn]/L0? (Iс.г. + IП? X0-< br>I0) (6) p>
перерахуємо зміст компонентів палива при згорянні якихутворюється вода, з об'ємних часток у масові за формулою: p>
? (A) =? (A)? M (A)? 273/22,4?? т? (273 + t0) p >
? (CH4) = 0,06157? 0,98? 16 = 0,9654 p>
? (C2H6) = 0,06157? 0,01? 30 = 0,0185 p >
? (C3H8) = 0,06157? 0,002? 44 = 0,0054 p>
? (C4H10) = 0,06157? 0,003? 58 = 0,0107 p>
Кількість вологи, що виділяється при згорянні 1 кг палива дорівнює: p>
2,17 + 0,0333 + 0,00972 + 0,0166 = 2,2296 p>
Коефіцієнт надлишку повітря знаходимо по рівнянню (6): p>
? = [53671,98? 0,95 + 1,34? 20 - 315 (1 - 2,2296) - 3091? 2,2296]/ p>
/17,25 (315 + 3091? 0,0125 - 49) = 8,47 p>
Загальна питома маса сухих газів отримується при спалюванні 1 кг палива тарозведенні топкових газів повітрям до температури суміші tcм = 300 0Сдорівнює: p>
, (7) p>
Gс.г. = 1 + 8,47? 17,25 - 2,2296 = 144,878 (кг/кг) p>
Питома маса водяної пари в газової суміші при спалюванні 1 кг паливадорівнює: p>
, (8) p>
Gп = 8,47? 0,0125? 17,25 + 2,2296 = 4,056 (кг/кг) p>
вологовмісту газів на вході в сушарку (х1 = хсм) дорівнює: p>
, х1 = 4,056/144,878 = 0,028 кг/кг; p>
Ентальпія газів на вході в сушарку: p >
, (9) p>
I1 = [53671,98? 0,95 + 1,34? 20 + 8,47? 17,25? 49]/144,878 = 401,541
(кДж/кг) p>
Оскільки коефіцієнт надлишку повітря? великий (?> 1), фізичнівластивості газової суміші, що використовується в якості сушильного агента,практично не відрізняються від фізичних властивостей повітря. Це даєможливість використовувати в розрахунках діаграму стану вологого повітря. p>
Глава 2. Визначення параметрів відпрацьованих газів, витрат сушильного агента і витрати тепла на сушіння p>
З рівняння матеріального балансу сушарки визначимо витрата вологи W,видаляється з висушеного матеріалу. p>
, (10) p>
W = 3,3? (10 - 0,5)/(100 - 10) = 0,348 (кг/с)
Запишемо рівняння внутрішнього теплового балансу сушарки: p>
, (11) p>
де? - Різниця між питомими приходом і витратою тепла безпосередньо в сушильній камері; с - теплоємність вологи у вологому матеріалі при температурі? 1, кДж/(кг? К); qдоп - питома додатковий підведення тепла в сушарку, [кДж/кг? Вологи]; при роботі сушарки по нормальному сушильного варіанту: qдоп = 0; QТ - питома витрата тепла в сушарці з транспортними засобами, кДж/кг вологи; в даному випадку: QТ = 0; qм - питома витрата тепла в сушильному барабані з висушуємо матеріалом, кДж/кг? вологи p>
= 3,3? 0,8? (53 - 20)/0,348 = 250,345 (кДж/кг) p>
См - теплоємність висушеного матеріалу, кДж/(кг ? К) p>
? 2 - температура висушеного матеріалу на виході з сушарки, 0С p>
При випаровуванні поверхневої вологи? 2 приймається приблизно рівноютемпературі мокрого термометра при відповідних параметрах сушильногоагента. Приймаючи в першому наближенні процес сушіння адіабатичним, знаходимо
? 2 по діаграмі Рамзіна за початковими параметрами сушильного агента: p>
? 2 = 53 qп - питомі втрати тепла в навколишнє середовище, кДж/кг вологи; на 1 кг випаруваної вологи: qп = 22.6 кДж/кг? Вологи ; p>
Підставивши відповідні значення, отримаємо: p>
? = 4,19? 20 - (250,345 + 22,6) = -189,145 (кДж/кг? Вологи); p>
Запишемо рівняння робочої лінії сушіння p>
(12) p >
Для побудови робочої лінії сушіння на діаграмі Рамзіна необхіднознати координати (x і I) мінімум двох точок. Координати перші точкивідомі: x1 = 0,028 (кг/кг), I1 = 401,541 (кДж/кг). Для знаходженнякоординат другої точки задамося довільним значенням х і визначимовідповідне значення I. Нехай х = 0,1 кг вологи/кг сух. пов. Тоді порівнянню 12 p>
I = 401,541 + (-189,145)? (0,1-0,028) = 387,92 p>
Через 2 точки на діаграмі Рамзіна з координатами (х1, I1) і (x, I)проводимо лінію сушки до перетину з заданим кінцевим параметромt2 = 80 0С. У точці перетину лінії сушіння з ізотермою t знаходимопараметри відпрацьованого сушильного агента: х2 = 0,11 (кг/кг) p>
I2 = 375 (кДж/кг) p>
Витрата сухого газу Lс.г. дорівнює: p>
, (13) Lс.г. = 0,348/(0,11 - 0,028) = 4,24 (кг/с) p>
Витрата сухого повітря L дорівнює: p>
, (14); L = 0,348/(0 , 11 - 0,0125) = 3,57 (кг/с) p>
Витрата тепла на сушку Qc дорівнює: p>
, (15) Qc = 4,24? (401,541 -- 49) = 1494,7 (кВт) p>
Витрата палива на сушку Gт дорівнює: p>
, Gт = 1494,7/53464,794 = 0,028 (кг/с) p >
Глава 3. Визначення основних розмірів сушильного барабана p>
Розрахунок основних розмірів сушильного барабана зводиться до визначенняобсягу сушильного барабана Vб, довжини і діаметра барабана. p>
Визначивши довжину і діаметр барабана, вибирають стандартний апарат. p>
Обсяг барабана складається з обсягу необхідного для сушіння Vсуш іобсягу для прогріву матеріалу. p>
Vб = Vсуш + Vпрогр (16) p>
Обсяг необхідний для сушіння матеріалу можна визначити за формулою: p>
, (17) де Кv - об'ємний коефіцієнт массопередачі, з-1 p>
? Хср - середня рушійна сила массопередачі, кг влагі/м3 p>
Рушійну силу массопередачі? Хср визначаємо по рівнянню: p>
, (18) де p>
? ХБ = Х1 * - Х1 - рушійна сила на початку процесу сушіння, кг/м3 p>
? Хм = Х2 * - Х2 - рушійна сила в кінці процесу сушіння, кг/м3 p>
? РБ = р1 * - р1 - рушійна сила на початку процесу сушіння, Па p>
? рм = р2 * - р2 - рушійна сила в кінці процесу сушіння, Па p>
Х1 *, Х2 * - рівноважний вміст вологи на вході в сушилку і на виходіз неї, кг/м3 р1 *, р2 * - тиск насиченої пари над вологим матеріалом на початку іНаприкінці процесу сушіння, Па. Їх значення визначаються по температурі мокроготермометра сушильного агента на початку tм1 і в кінці tм2 процесу сушіння. p>
За діаграмі Рамзіна знайдемо: tm1 = 57 оC р1 * = 18498 (Па), tm2 = 56 оC р2 * = 17109 (Па); р1 , р2-тиск водяної пари в газі на початку і в кінці процесу сушіння,
Па. Їх визначають за формулою: p>
, (19) де Х - вологовміст на вході або на виході з сушарки.
Тоді на вході в сушарку p1 = (0,028/18? 105)/(1/29 + 0,028/18) = 4321 Пана виході з сушарки р2 = (0,11/18? 105)/(1/29 + 0,11/18) = 15054 Па p>
? pср = ((18498-4321) - (17109 -- 15054))/ln (16,7) = 6276 Па p>
Звідки? Хср по рівнянню 18 дорівнюватиме: p>
? Хср = 6276? 18/(105? 22,4? ((273 + 190)/273)) = 0,029 (кг вологи/м) tср = (tвх + tвих)/2 = 300 + 80/2 = 190 0С p>
У випадку сушіння кристалічних матеріалів, т . е. при видаленніповерхневої, вільної вологи і паралельному русі матеріалу ісушильного агента, коефіцієнт массопередачі Кv пропорційний коефіцієнтумассоотдачі? v. p>
Для барабанної сушарки коефіцієнт массотдачі? v може бути обчислений поемпіричному рівнянню: p>
(20) де p>
? - середня щільність сушильного агента, кг/м3 p>
? СР = М? Т0/(V0 (T0 + tср)) = 29? 273/(22,4? (273 + 190)) = 0,763 кг/м3 с - середня теплоємність сушильного агента, с = 1 кДж/(кг? К) p>
? - Ступінь заповнення барабана висушуємо матеріалом,% р - середнє парціальний тиск водяної пари в сушильній барабані, Па p>
p = (p1 + p2)/2 = (4321 + 15054)/2 = 9687,5 (Па ) p>
? - Робоча швидкість сушильного агента в барабані, м/с n - число оборотів барабана (змінюється в реальних барабанах від 2 до p>
12 об/хв) p>
Рівняння 20 справедливо для значень:
?? СР = 0,6 ... 1,8 кг/м 2? з n = 1,5 ... 5 об/хв p>
? = 10 ... 25% p>
Якщо зазначені межі не дотримуються, то об'єм барабана можнарозраховувати за величиною об'ємного напруги по вологи: p>
, (21) де Аv - значення об'ємного напруги по вологи
Швидкість газів в барабанах вибирається в залежності від розмірів часток інасипної щільності висушуємо матеріалу по таблиці 3. p>
Таблиця 3 «Вибір робочої швидкості газів в сушильному барабані».
| Розмір часток, мм | Значення швидкості? при насипної щільності |
| | 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 |
| Більше 2-х | 1,0 - 3,0 | 3,0 - 5,0 | 4,0 - 8,0 | 6,0 - | 7,0 - 12,0 |
| | | | | 10,0 | | p>
Ступінь заповнення барабана залежить від конструкції перевалочнихпристроїв: підйомно - лопатеві допускають? = 12 ... 14%; розподільні з відкритими та закритими осередками -? = 21 ... 27% p>
Приймаємо: p>
? = 2,3 м/с n = 5 об/хв p>
? = 12% p>
p>
Тоді обсяг сушильного простору розраховується за формулою 17 ідорівнює: p>
Vсуш = 0,348/0,45? 0,029 = 26,6 м3; p>
Обсяг барабана необхідний для прогріву вологого матеріалу визначаютьпо рівнянню: p>
, (22) де Qп - витрата тепла на прогрівання матеріалу до температури tм1, кВт p>
Qп = GкСм (tм1 -? 1) + WвСв (tм1 -? 1 ) (23) p>
Qп = 3,3 * 0,8 * 37 + 0,348 * 4,19 * 37 = 151,63 p>
Кv - об'ємний коефіцієнт теплопередачі, кВт/( м3? К) p>
p>
Kv = 16 (2,3 0,763) 0,950,7 120,54 = 0,3127 кВт/м3 * К p>
? tср - середня різниця температур, 0С p>
Св - теплоємність вздуха p>
? 1 - температура вологого матеріалу p>
? 1 = Т0 p>
Для обчислення ? tср необхідно знайти температуру сушильного агента TХдо якої він охолоджується, віддаючи тепло на нагрівання висушуємо матеріалудо tм1. Цю температуру можна визначити з рівняння теплового балансу: p>
Qn = Lс.г.? (1 + X1)? Cг? (t1 - TХ) (24) p>
Звідки : tx = p>
tx = 267 0С; p>
Середня різниця температур? tср дорівнює: p>
, (25) p>
? tср = ((300 - 20) + (267 - 57))/2 = 245 0С; p>
Підставляємо отримані значення в рівняння 22: p>
Vп = 151,63/0,3127? 245 = 1,98 м3; p>
Загальний обсяг сушильного барабана дорівнює: p>
Vб = Vсуш + Vпрогр = 26,6 + 1,98 = 28,58 м3; p>
За довідковими даними знаходимо основні характеристики барабанної сушарки
- Довжину і діаметр, взявши за основу обсяг сушильного простору. P>
По таблиці вибираємо барабанну сушилку № 7119 з наступнимихарактеристиками: p>
Обсяг V = 30,5 м3, p>
Діаметр dвн = 1,8 м, p>
Довжина l = 12 м, p> < p> Частота n = 5 об/хв; p>
Визначимо дійсну швидкість газів в барабані: p>
, (26) де Vг - об'ємна витрата вологого сушильного агента на виході з барабана, м 3/с p>
, (27) хср - середній вміст вологи в сушильному агента, кг/кг p>
p>
Vг = p>
Тоді:
? д = 6,1/0,785? 1,82 = 2,4 м/с; p>
Прийняте:? = 2,3 м/с
Час перебування матеріалу в барабані: p>
, (28) де GМ = V?? М = 30,5 * 0,12 * 1200 = 4392 (29) p>
Звідси p >
? = 4392/(3,3 + 0,348/2) = 1264,25 с; p>
Знаючи час перебування, розрахуємо кут нахилу барабана?: P>
, (30) p>
? = (30? 12/1,8? 5? 1264,25 + 0,007? 2,4)? (180/3,14) = 2,80; p>
Перевіримо допустиму швидкість газів за винесення дрібних частинок : p>
, (31) де? СР - щільність сушильного агента p>
p>
? Ср = [29? (105-9687,5) +18? 9687 , 5]? 273/(22,4? 105? (273 +190)) = 0,735кг/м3; p>
Ar = (d3?? ч?? СР? g)/