2.5. Тепловой расчёт сушилки.

Запишем уравнение внутреннего теплового баланса сушилки:

,

где - разность между удельными приходом и расходом тепла непосредственно в сушильной камере, кДж/кг влаги;

- теплоемкость влаги во влажном материале при температуреθ₁=16°С;

= 4.19кДж/(кг^.К);

q_доп. - удельный дополнительный подвод тепла в сушилку, кДж/кг влаги; при работе сушилки по нормальному сушильному варианту q_доп. = 0;

q_т. - удельный расход тепла с транспортными средствами, кДж/кг влаги; в рассматриваемом случае q_т.= 0;

q_м. - удельный расход тепла в сушилке с высушиваемым материалом:

, кДж/кг влаги,

с”_м - теплоемкость высушенного материала:

, кДж/(кг^.К),

где с_м - теплоемкость абсолютно сухого материала, кДж/(кг^.К);

с_м= 1,55 кДж/(кг^.К);

q_п. - удельные потери тепла в окружающую среду:

, кДж/кг влаги,

где l - удельный расход абсолютно сухого воздуха:

, кг возд./кг влаги,

где I₂ – энтальпия воздуха на выходе из сушилки, кДж/кг,

х₂ – удельное влагосодержание воздуха на выходе из сушилки, кг/кг.

Значения I₂ и х₂ находим по I-хдиаграмме влажного воздуха, построив теоретический процесс сушки.

Теплоемкость высушенного материала:

, кДж/кг·К

Удельный расход тепла в сушилке с высушиваемым материалом:

, кДж/кг влаги

Удельные потери тепла в окружающую среду:

, кДж/кг влаги

Разность между удельными приходом и расходом тепла непосредственно в сушильной камере:

, кДж/кг влаги

Запишем уравнение рабочей линии сушки:

,

или

,

Для построения рабочей линии сушки на диаграмме I-х необходимо знать координаты (I и х) минимум двух точек. Координаты одной точки известны:

I₁=173 кДж/кг,

х₁=0,008 кг/кг,

Для нахождения координат второй точки, зададимся произвольным значением х, и определим соответствующее ему значение I. Пусть х=0,015 кг влаги/кг с.в., тогда:

, кДж/кг

Через две точки на диаграмме I-х с координатами I₁, х₁ и I, х поводим линию сушки до пересечения с заданным конечным параметром t₂=45°С. В точке пересечения линии сушки с изотермой t₂=45°С находим параметры воздуха: х₂=0,02 кг /кг.

Энтальпию воздуха рассчитываем по формуле:

, кДж/кг

Расход воздуха на сушку:

, кг/с

, кг/ч

Средняя температура воздуха в сушилке:

⁰С

Среднее влагосодержание воздуха в сушилке:

, кг влаги/кгсух.возд.

Средняя плотность воздуха:

, кг/м³

Средняя плотность водяных паров:

, кг/м³

Средняя объемная производительность по воз­духу:

, м³/с

Расход тепла на сушку:

, кВт

2.5. Конструктивный расчёт сушилки с псевдоожиженным слоем.

Расчёт скорости газов и диаметра сушилки.

Фиктивная (на полное сече­ние аппарата) скорость начала псевдоожижения:

, м/с

где Re - критерий Рейнольдса:

Аr - критерий Архимеда:

— вязкость воздуха при средней температуре:

, Па·с

d_э – эквивалентный диаметр частиц,

d_э = 1.35·10^-3 м.

- плотность частиц высушиваемого материала,

= 1130 кг/м³,

Критерий Архимеда:

Критерий Рейнольдса:

Скорость начала псевдоожижения:

, м/с

Верхний предел допустимой скорости воздуха в псевдоожиженном слое определяется скоростью свободного витания (уноса) наиболее мелких частиц.

, м/с

где d – наименьший диаметр частиц материала, м

d = 10^-3 м,

Аr - критерий Архимеда:

, м/с

Предельное число псевдоожижения:

Рабочее число псевдоожижения:

Рабочая скорость сушильного агента:

, м/с

Диаметр сушилки:

, м