II. Расчетная часть

2. Основные расчеты сушильных установок

2.1. Материальный расчет сушилки

Общее количество испаряемой влаги рассчитывается по формуле:

кг/с,

где G₂ переведем из т/ч в кг/с:

G₂ = (1,1 т/ч *1000)/3600 = 0,31 кг/с;

Находим производительность сушилки по высушенному материалу:

G₁ = G₂ + W= 0,31 + 0,26 = 0,57 кг/с.

2.2 Внутренний баланс сушильной камеры

Внутренний баланс сушильной камеры Δ считают по формуле:

Δ =q_вл - (qт_Р+ q_M+ q_n);

Удельный приход теплоты с влагой материала q_BJ1 равен:

q_вл= С_вл*θ₁;

Температуру θ₁ влажного материала принимают равной температуре мокрого термометра при средних параметрах окружающего воздуха. В зимних условиях допускается считать θ₁=0⁰C (при хранении материала в помещении).

Удельный расход теплоты на нагрев высушенного материала равен:

q_M = G₂*С₂*( θ₂ - θ₁)/W;

Удельная теплоемкость С₂ высушенного материала рассчитывают по формуле:

С₂= С₀+( С_вл - С₀)*U₂;

С₀ - удельная теплоемкость абсолютно сухого материала, С₀=0,921 кДж/(кг*К);

С₂ = 0,921 + (4,19-0,921)*0,045 = 1,07 кДж/(кг*К);

Удельные потери в окружающую среду оценивают предварительно в долях от теплоты, расходуемую на испарение 1 кг влаги.

q_n=a_n*(r₀+c_n*t₂) ,

где г₀ - удельная теплота парообразования при нормальных условиях (для воды г₀=2493 кДж/кг);

с_п - удельная теплоемкость пара (с_п=1 ,97 кДж/(кг*К));

а_п - коэффициент а_п=0,005 - 0,05;

q_n=0,05(2493 кДж/кг+1,97 кДж/(кг*К)*75 ºС)=132,03 кДж/кг;

Находим внутренний баланс сушильной камеры:

Находим необходимые данные для лета и зимы по диаграмме 1-х.

Лето: Φ0 = 69%; t0=19,3 ºС; tм=16 ºС; θ1А = tмА=47.5 ºС; θ2В = tмВ +5 ºС=47.5 +5=52.5 ºС; qвл=4,19кДж/(кг*К)*16ºС=67,04кДж/кг 0,2478*0,922(45-16)/0,03=220,86камерыциального давления его в окружающей газообразной среде. в газообразную.0000000000000000000qM=0,31*1,07 *36.5/0,26=46.57 кДж/кг; Δ= 67,04 - (46.57 + 132,03)= - 111.56 кДж/кг

Зима: Φ0 = 89%; t0=-6 ºС; θ1А = 0 ºС; θ2В =48 ºС; qвл=4,19кДж/(кг*К)*0ºС=0 кДж/кг 0,2478*0,922(45-16)/0,03=220,86камерыциального давления его в окружающей газообразной среде. в газообразную.0000000000000000000qM=0,31*1,07*48/0,26=61.24 кДж/кг; Δ= 0 кДж/кг - (61.24 + 132,03)= -193.27 кДж/кг

2.3. Построение на диаграмме 1-х процесса сушки воздухом

На диаграмме состояния атмосферного воздуха изображается точка А, состояния горячего воздуха на входе в сушилку точка В. Прямая АВ характеризует процесс нагрева воздуха в калорифере.

Точку А наносят на диаграмму по значениям температуры t₀ к относительной влажности φ₀ в заданном районе. Для зимних условий

(при отрицательной температуре) рекомендуется использовать параметры х₀ и I₀. Влагосодержание воздуха рассчитывается по уравнению:

х₀=0,622* (φ₀*Р_н)/(Р-Р_н* φ₀),

где Р_н - давление насыщенного водяного пара, соответствующее заданной температуре t₀ (табл. 25);

Р — общее давление влажного воздуха (диаграмма 1-х построена для давления Р=99,3 кПа).

Энтальпия 1₀ определяется по формуле:

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

1-х построена для давления 000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000Io=С_B*to+(ro+c_n*to)*Xo ,

где t₀, x₀ - температура и влагосодержание окружающего воздуха;

г₀, с_в, с_п - удельная теплота парообразования и теплоемкость воздуха и пара,

с_в=1 кДж/(кг*К);

Параметры точки А:

Лето: t0=19,3°C; Фо=69%; Рн=2197Па(таб. 2.5); Р = 99300Па; х0=0,622*0,69*2197Па/(99300Па -2197Па)=0,0096 кг/кг сух. в.; I0=1кДж/(кг*К)*(19,3°С)+(2493 кДж/кг+1,97кДж/(кг*К)*(19,3°С)) *0,0094 кг/кг сух. в. = 48,34 кДж/кг.

Зима: t0=-6°C; Фо=89%; Рн=368Па(таб. 2.5); Р = 99300Па; х0=0,622*0,89*368Па/(99300Па -368Па)=0,00206 кг/кг сух. в.; I0=1кДж/(кг*К)*(-6°С)+(2493 кДж/кг+1,97кДж/(кг*К)*(-6°С))**0,00206 кг/кг сух. в. = -0,88 кДж/кг.

Для проверки правильности построения убедимся в том, что разность энтальпии I₁ и I₂ при влагосодержании х₂ соответствует величине рассчитанной

по формуле:

I₁ - I₂ = Δ ( х'₂- х₁);

Лето: С - С' = (20*12мм)/31 = 7,74 кДж/кг≈ Δ ( х'2- х1)= 8,12 кДж/кг;

Зима: С - С' = (20*19мм)/31 = 12,26 кДж/кг≈ Δ ( х'2- х1)= 12,88 кДж/кг;

2.4. Расчет расходов сушильного агента, греющего пара и топлива

Массовый расход абсолютно сухого газа рассчитывают используя результат построения процесса сушки на диаграмме 1-х:

L=W/(x₂-x,);

Лето: L=0,26 кг/с /(0,0395 кг/кг сух. в.-0,0098 кг/кг сух. в.)=8,75 кг/с;

Зима: L=0,26 кг/с /(0,029 кг/кг сух. в.-0,0021 кг/кг сух. в.)=9,66 кг/с;

Массовый расход влажного газа L_BJ1, определяют в зависимости от его влагосодержания.

L_BJ1=L*(l+x₁);

Лето: LBJ1=8,75кг/с*(1+0,0098 кг/кг сух. в.) =8,83 кг/с;

Зима: LBJ1=9,66кг/с*(1+0,0021 кг/кг сух. в.) =9,681 кг/с;

Расход греющего пара в калорифере при сушке воздухом рассчитывают по уравнению:

D=L*(I₁-I₀)/r,

где г - удельная теплота парообразования, соответствующая заданному давлению греющего пара( г=2106 кДж/кг, Р=5,5 кг/см² (табл. LVIII, стр. 550).

Лето: D=8,75кг/с*(180кДж/кг-45кДж/кг) / 2106 кДж/кг=0,56 кг/с;

Зима: D=9,68кг/с*(157кДж/кг+0,8кДж/кг) / 2106 кДж/кг=0,72 кг/с;