Все ок!
Информация о работе
Подробнее о работе
«Расчет барабанной сушилки для сушки кускового мела»
- 27 страниц
- 2014 год
- 279 просмотров
- 1 покупка
Гарантия сервиса Автор24
Уникальность не ниже 50%
Фрагменты работ
Удаление влаги из твердых и пастообразных материалов позволяет удешевить их транспортировку, придать им необходимые свойства (например, уменьшить слеживаемость удобрений или улучшить растворимость красителей), а также уменьшить коррозию аппаратуры и трубопроводов при хранении и последующей обработке этих материалов.
Влагу можно удалять из материала механическими способами (отжимом, отстаиванием, фильтрованием, центрифугированием). Однако более полное обезвоживание достигается путем испарения влаги и отвода образующихся паров, т. е. с помощью тепловой сушки.
Этот процесс широко используется в химической технологии. Он часто является последней операцией на производстве, предшествующей выпуску готового продукта. При этом предварительное удаление влаги обычно осуществляется более дешевыми механическими способами (например, фильтрованием), а окончательное – сушкой. Такой комбинированный способ удаления влаги позволяет повысить экономичность процесса.
В химических производствах, как правило, применяется искусственная сушка материалов в специальных сушильных установках, так как естественная сушка на открытом воздухе – процесс слишком длительный.
По своей физической сущности сушка является сложным диффузионным процессом, скорость которого определяется скоростью диффузии влаги из глубины высушиваемого материала в окружающую среду. Удаление влаги сводится к перемещению тепла и вещества (влаги) внутри материала и их переносу с поверхности материала в окружающую среду. Таким образом, процесс сушки является сочетанием связанных друг с другом процессов тепло- и массообмена (влагообмена).
По способу подвода тепла к высушиваемому материалу различают следующие виды сушки:
1) конвективная сушка – путем непосредственного соприкосновения высушиваемого материала с сушильным агентом, в качестве которого обычно используют нагретый воздух или топочные газы (как правило, в смеси с воздухом);
2) контактная сушка – путем передачи тепла от теплоносителя к материалу через разделяющую их стенку;
3) радиационная сушка – путем передачи тепла инфракрасными лучами;
4) диэлектрическая сушка – путем нагревания в поле токов высокой частоты;
5) сублимационная сушка – сушка в замороженном состоянии при глубоком вакууме. По способу передачи тепла этот вид сушки аналогичен контактной, но своеобразие процесса заставляет сублимационную сушку выделять в особую группу.
1. Введение
Удаление влаги из твердых и пастообразных материалов позволяет удешевить их транспортировку, придать им необходимые свойства (например, уменьшить слеживаемость удобрений или улучшить растворимость красителей), а также уменьшить коррозию аппаратуры и трубопроводов при хранении и последующей обработке этих материалов.
Влагу можно удалять из материала механическими способами (отжимом, отстаиванием, фильтрованием, центрифугированием). Однако более полное обезвоживание достигается путем испарения влаги и отвода образующихся паров, т. е. с помощью тепловой сушки.
Этот процесс широко используется в химической технологии. Он часто является последней операцией на производстве, предшествующей выпуску готового продукта. При этом предварительное удаление влаги обычно осуществляется более дешевыми механическими способами (например, фильтрованием), а окончательное – сушкой. Такой комбинированный способ удаления влаги позволяет повысить экономичность процесса.
...
2.2. Внутренний баланс сушильной камеры
Величина ∆, называемая внутренним балансом сушильной камеры, выражает разность между приходом и расходом теплоты непосредственно в сушильной камере без учета теплоты сушильного агента:
∆ = qвл – (qм – qп)
Расчет величины ∆ выполняют для летних и зимних условий.
Удельный приход теплоты с влагой материала равен
qвл = свлΘ1,
где свл – удельная теплоемкость влаги, удаляемой из материала; для воды свл = 4,19 кДж/(кг∙К).
Удельный расход теплоты на нагревание высушенного материала равен
qм = G2c2(Θ2- Θ1)/W
Удельную теплоемкость c2 высушенного материала рассчитывают по формуле:
с2 = с0 + (свл – с0)u2
где с0 – удельная теплоемкость абсолютно сухого материала (3, табл. 2.1, стр.
...
2.5. Расчет рабочего объема сушилки.
Размеры сушилки в значительной степени зависят от интенсивности тепломассообменных процессов.
Общее количество теплоты, затрачиваемой в процессе сушки за 1с, определяют по формуле:
Q0 = L((I1 – I0)
зима
Q0 = 1,023(130-(-9,04)) = 142,24 кВт
лето
Q0 = 0,964(150-42) = 104,11 кВт
Вычитая из него тепловые потери на нагрев транспортных устройств и в окружающую среду, можно найти количество теплоты, передаваемой высушиваемому материалу в рабочем объеме сушилки за 1 с:
Q = Q0 – W(qтр + qп)
зима
Q = 142,24-0,027*129,58 = 138,74 кВт
лето
Q = 104,11-0,027*129,58 = 100,61 кВт
Т.к. расчетные данные по зиме больше, чем по лету, дальнейший расчет ведем по зиме.
Из уравнения A = W/Vp находим рабочий объем сушилки:
Vp = W/A
Интенсивность теплообмена в сушилке определяется по уравнению:
А = Kv∆tср
Kv – объемный коэффициент тепломассообмена (3, табл. 2.6, стр.
...
2.6. Расчет коэффициента теплоотдачи
Для расчета конвективной теплоотдачи при продольном обтекании поверхности турбулентным потоком газа применяют уравнение:
Re =
Среднюю температуру сушильного агента находим по формуле:
tср = Θм + ∆tср
Θм = ˚С
tср = 24 + 29,8 = 53,8˚С
υ – средняя скорость газа, υ = 3 м/с
По табл. 2.7, стр.24и [3] при температуре tср = 53,8˚С находим:
λ = 2,83∙10-2 Вт/м∙К
ν = 18,58∙10-6 м2/с
Pr = 0,695
Re =
Определяющим меловым размером является диаметр кусков l = 0,02 м
Коэффициент теплоотдачи к частицам (кускам) материала можно рассчитать по уравнению, справедливому для значений Re>1000:
Nu = 2 + 1,05Re0,5Pr0,33Gu0,175
Принимаем Pr = 0,7.
Критерий Гухмана Gu, введенный в уравнение, учитывает влияние массообмена на теплообмен:
Gu = (tср – tм)/(273+ tср),
где tср – средняя температура газа, ˚С; tм – температура мокрого термометра, ˚С.
Gu =
Nu = 2 + 1,05*3229,30,5*0,70,33*0,160,175 = 40,77
Коэффициент теплоотдачи:
α =
2.7.
...
2.7. Расчет параметров барабанной сушилки
Из материального баланса сушилки следует зависимость, по которой можно найти коэффициент заполнения ψ барабана, то есть долю рабочего объема барабана, заполненную материалом:
ψ =
где ρн - насыпная плотность материала (табл. 2.6, стр. 22); ρн = 1200кг/м3
ψ =
Во избежание чрезмерного пылеуноса скорость газов υг в барабане не должна превышать 2,5-3 м/с. Исходя из этого условия, находят допустимый диаметр сушильного барабана:
Dб =
где ρ2 и L – плотность и расход абсолютно сухого сушильного агента.
...
2.8. Расчет гидравлического сопротивления сушильной установки.
Потерю давления на трение Ртр и на преодоление местных сопротивлений Рм на отдельных участках газового тракта рассчитываются по уравнениям:
;
где λ – коэффициент трения, λ=0,02; l и dэ – соответственно длина и эквивалентный диаметр расчетного участка тракта; ρ и υ – соответственно плотность и средняя скорость газа на этом участке; ∑ξм – сумма коэффициентов местных сопротивлений на расчетном участке тракта.
Разобьем сушильную установку на участки:
1 участок: от вентилятора до калорифера:
,
Найдем диаметр трубопровода на участке:
,
,
υ=1015м/с, принимаем υ =15 м/с, м=1,5.
.
2 участок: от калорифера до сушильного барабана:
,
,
,
,
,
,
.
3 участок: от сушильного барабана до циклона:
в.г=0,945
υ=10м/с,
=0,18
,
,
,
.
...
Литература
1. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии: Учебник для вузов.-10-е изд., стереотипное, доработанное. Перепеч. С изд. 1973 г. – М.: ООО ТИД «Альянс», 2004. – 753 с.
2. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Учебное пособие для вузов/ Под ред. Чл.-корр. АН СССР П. Г. Романкова. – 10-е изд., перераб. И доп. – Л.: Химия, 1987. – 576 с., ил.
3. Рахимбаев Ш.М., Кузнецов В.А. Сушильные установки в производстве строительных материалов: Учебное пособие для курсового проектирования. – М., Изд.МИСИ и БТИСМ, 82 с.
Форма заказа новой работы
Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям
