4 Расчет барабанной сушилки

Исходные данные для расчета:

- производительность сушилки по исходному влажному материалу: 6200кг/ч;

- влажность материала на его общую массу: начальная – 6%масс., конечная – 0,2%масс.;

- температура материала в сушильном аппарате на входе 20°С, на выходе 105ºС;

- род сушильного агента – воздух;

- тип сушилки – барабанная;

- организация движения материала и сушильного агента в сушильном аппарате – прямоток;

- климатические условия в районе установки сушилки – зима t₀=-6,8, ϕ₀=88%, лето t₀=+17,5, ϕ₀=78%;

- греющий теплоноситель в калорифере – греющий пар.

4.1 Составление материального баланса

Рассчитаем количество влаги, удаляемое из материала в процессе сушки по формуле:

W = G₂(x₁⁰–x₂⁰)/(100–x₁⁰), (4.1)

где W – производительность сушилки по выделенной влаге, кг/ч;

G₂ – производительность сушилки по высушенному материалу, кг/ч;

x₁⁰ и x₂⁰— начальная и конечная влажность материала соответственно (в расчёте на общую массу), кг/кг.

Производительность сушилки по влажному материалу G₁, кг/ч:

G₁ = G₂ +W (4.2)

Следовательно масса высушеного материала G₂, кг/ч:

G₂=G₁-W. (4.3)

Подставляя значения в формулы, получаем:

W=6200·(6–0,2)/(100–0,2) = 360,3 кг/ч=0,1001 кг/с

G₂=6200-360,3 =5839,7 кг/ч=1,622 кг/с

4.2 Выбор основных габаритных размеров

Объем сушильного барабана

V_б=W/А (4.4)

где А=7,2 кг/м³·ч – напряженность барабана по влаге.

V_б=360,3/7,2 =50,04 м³

Диаметр барабана находим по соотношению

где – длина барабана

Выразив диаметр получаем следующее соотношение

Длинна барабана

По таблице выбираем барабанную сушилку №7207 со следующими характеристиками: V=74 м³ – объем сушильного пространства, D=2,8 м² – диаметр барабана, L=12м – длина барабана.

4.3 Определение потерь тепла в окружающую среду

Норма потерь тепла в окружающую среду с одного погонного метра определяется по эмпирической формуле:

где – тепловые потери с цилиндрической поверхности, Вт;

– наружный диаметр с учетом изоляции, м;

– температура теплоносителя, ºС;

- поправочный коэффициент, определяемый по справочнику, К=1

Средняя температура теплоносителя (воздуха)

Подставив в уравнение температуры воздуха на входе и выходе из барабана получим

Наружный диаметр барабана с учетом изоляции принимаем предварительно равным 2,9 м.

По формуле 4.6 находим норму тепловых потерь

Потери тепла по всей длине барабана

4.4 Расчёт параметров сушильного агента на входе в сушилку

Для предварительного нагревания сушильного агента необходимо использовать калорифер, которые применяются для подогрева воздуха до температуры не выше 240ºС, начальная температура сушильного агента t₁ = 200ºС.

Содержание влаги в воздухе x₁, кг/кг сухого воздуха, и энтальпия I₁, Дж/кг сухого воздуха, зависят от параметров окружающего воздуха соответственно месторасположению сушилки и от поры года.

По условию задания согласно климатическим условиям в июле относительная влажность воздуха составляет φ=78%, а в январе – φ=88%. Средняя температура воздуха при этом в июле – t = + 17,5 ˚С, в январе t = –6,8 ˚С.

Влагосодержание воздуха при данных параметрах определяем по диаграмме Рамзина:

зимой – x^з = 0,00175 кг/кг сухого воздуха;

летом – x^л = 0,0098 кг/кг сухого воздуха.