книги / Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии.-1

10.14. Найти необходимый расход воздуха в сушилке и расход теплоты на калорифер при следующих условиях:

и /2 = 50 °С. Влага испаряется при температуре мокрого термо­ метра.

10.16. Найти средний потенциал сушки в теоретической су­ шилке при г0 = 20 °С, ф0 = 0,7 и t2 = 50 °С, ф2 = 0,4. Испаре­ ние идет при температуре мокрого термометра.

10.17. В теоретическую сушилку поступает воздух из калори­ фера с температурой 85 ЙС, при этом потенциал сушки составляет 43 °С. Потенциал сушки воздуха, покидающего сушилку, 8 °С. Найти парциальное давление водяного пара в воздухе, уходящем из сушилки, и объемный процент водяного пара в нем, если дав­

условиях сушки до 9% влажности в течение 8 ч. Определить про­ должительность сушки до 3% влажности в тех же условиях. Влажность дана в процентах от массы абсолютно сухого вещества.

10.19. Определить поверхность нагрева вальцовой вакуумсушилки производительностью 200 кг/ч (по высушенному мате­ риалу). Начальная влажность 50%, конечная 5% (считая на общую

1,26-103 Дж/(кг* К); начальная температура материала 20 РС; дав­ ление греющего пара Р абс = 1,5 кгс/см2. Потери теплоты состав­ ляют 10% от общего количества теплоты, отдаваемого греющим паром.

10.20. Найти точку росы и относительную влажность воздуха, выходящего из сушилки, по показаниями психрометра: /с = 50 °С, /м = 35 °С.

10.21. Найти температуру влажного материала в теоретиче­ ской сушилке (в первом периоде сушки), если атмосферный воздух поступает в калорифер при /0 = 15 °С и ф0 = 0,8 и нагревается

внем до /j = 123 °С.

10.22.В сушилке производительностью 1 т/ч (по влажному

материалу) высушивается материал от 55 до 8% влажности /на общую массу). Атмосферный воздух имеет параметры t0 = 20 ЬС, <р0 =0,75 и нагревается в калорифере до tx = 110ЬС Потенциал сушки на выходе из сушилки х2 = 10 °С. Определить расход воз­ духа и греющего пара, если давление пара Рабс = 0,25 МПа,

астепень сухости его 95 %.

10.23.В сушилке производительностью 500 кг/ч (по абсолютно сухому продукту) высушивается материал от 42 до 9% влажности (на абсолютно сухое вещество). Температура воздуха, поступаю­ щего в калорифер, t0 = 20 °С, а его точка росы tv = 8 °С. Процесс сушки в теоретической сушилке шел бы при I = 125 кДж^кг. Температура воздуха на выходе из сушилки t2 = 45 °С. Нормаль­ ный сушильный вариант. Определить расход греющего пара и поверхность нагрева калорифера, если давление (абсолютное) греющего пара 0,2 МПа и влажность 5%, а коэффициент тепло­ передачи К = 32 Вт/(м2-К). Сумма всех потерь теплоты состав­ ляет 15% от расхода теплоты в теоретической сушилке.

10.24.Воздух с / = 60 °С и <р = 0,2 охлаждается холодной водой в трубчатом противоточном теплообменнике до точки росы. Охлаждающая вода нагревается от 15 до 25 °С. Определить расход охлаждаемого воздуха, парциальное давление водяного пара и его объемный процент в воздухе, а также расход охлаждающей воды, если поверхность теплообменника 15 м2, а коэффициент тепло­

передачи К = 46 Вт/(м2- К).

10.25. Найти температуру и влагосодержание гоздуха, ухо­ дящего из теоретической сушилки, если средний потенциал сушки

сушилку воздуха, если средняя движущая сила сушильного про­

требуемое его давление для противоточной воздушной сушилки, работающей по нормальному сушильному варианту. Производи­ тельность сушилки 600 кг/ч влажного материала, начальная влаж­ ность которого 50% (считая на общую массу), а конечная 9%. Воздух, поступающий в калорифер, имеет /0 = Ю °С, ф0 = 80% ;

воздух, выходящий из сушилки, имеет /2 = 50 °С, <ра = 50%. Тем­ пературу греющего пара выбрать. Влажность греющего пара 6%.

Расчет произвести: а) для теоретической сушилки, б) для дей­ ствительной сушилки, принимая в ней температуру материала на входе 16 °С, на выходе 55 °С. Удельная теплоемкость высушенного материала 1,68 кДж/(кг-К). Масса транспортного устройства (стальной транспортер), несущего часовую загрузку сырого ма­ териала, 450 кг. Потери теплоты сушилкой в окружающую среду составляют 10% от количества теплоты, передаваемого воздуху

вкалорифере.

10.28.В теоретическую сушилку, работающую с промежуточ­ ным (ступенчатым) подогревом воздуха, поступает 1800 кг/ч влаж­ ного материала с начальной влажностью 39%. Конечная влаж­ ность 8% (считая на общую массу). Воздух на выходе из сушилки имеет температуру 45 °С. Температура атмосферного воздуха 20 °С. Всего в сушильной установке три калорифера, в каждом из кото­ рых воздух нагревается до 70 °С. После каждого калорифера воздух в сушилке насыщается водяным паром до <р = 0,7. Опре­ делить расход сухого воздуха и греющего пара. Давление греющего

пара Рабе = 0,3 МПа, влажность его 5% Дать схему процесса на диаграмме Рамзина.

10.29.Расход пара в калорифере сушилки при давлении Риаб =

=0,2 МПа и влажности 10% составляет 200 кг/ч. Расход теплоты на 10% больше расхода теплоты в теоретической сушилке. Площадь поверхности нагрева калорифера 41 м2. Атмосферный воздух имеет t$ = 25 °С и точку росы /р = 10 °С. Процесс сушки

идет при / а = 100 кДж/кг. Парциальное давление водяного пара в воздухе, покидающем сушилку, 25 мм рт. ст.

Определить коэффициент теплопередачи в калорифере и произ­ водительность сушилки по влажному материалу, если поступаю­ щий в сушилку материал имеет влажность 60%, а выходящий из сушилки 10% (считая на общую массу).

10.30. В сушилке производительностью 500 кг/ч (по высушен­ ному материалу) высушивается материал от 70 до 10% (считая на общую массу). Показания психрометра атмосферного воздуха 15 и 20 °С. Из сушилки воздух выходит 'с температурой 45 °С и относи­ тельной влажностью 50%. Потери теплоты в сушилке и в калори­ фере составляют 8% от расхода теплоты в теоретической сушилке.

Определить площадь поверхности нагрева калорифера и рас­ ход греющего водяного пара, если он имеет давление Рабс = = 0,2 МПа и влажность 5%. Коэффициент теплопередачи в кало­

рифере 35 Вт/(м2-К).

10.31. 1000 кг/ч влажного материала с начальной влажностью 50% высушивается до конечной влажности 8% (считая на общую массу). Высушивание производится: а) в вакуум-сушилке при тем­ пературе материала во время сушки 40 °С; б) в атмосферной воздушной сушилке при той же температуре материала (в первом периоде). Атмосферный воздух имеет /0 = 20 °С, q>0 — 0,7; ухо­

Для сушки использовать топочные газы. Тепловые потери принять равными 15% от расхода теплоты на нагрев материала и испарение влаги. В качестве топ­

лива используется мазут марки М-100 состава: Ср = 80,8 % ; Нр =* 9,8 % : Np =»

Тепловые потери в топке принять равными 5 % от теплоты сгорания твердого топлива. Параметры воздуха иа входе в топку: t0= 20 °С; хп— 0,01 кг/кг.

Значения коэффициентов для расчета теплоемкостей различных компонентов при заданных температурах даны в табл. 10.4.

В ы б о р к о н с т р у к ц и и с у ш и л к и и у с л о в и й ее р а б о т ы. Факторы, влияющие на выбор конструкции сушилки:

1) состояние высушиваемого материала — сыпучий, комкующийся во влаж­ ном состоянии;

2)материал выдерживает нагревание до высокой температуры (/пл” 770 °C)j

3)отношение максимального размера частиц к минимальному dMaKC/dMlIH=

=0,5/0,1 = 5;

4)подлежит удалению в основном поверхностная влага;

5)решетку выбираем (рекомендуемую при сушке солей) с диаметром отверстий

^отв ==s 5 мм;

С) допускается некоторая неравномерность высушенного материала по ко­ нечному влагосодержанию, поскольку при хранении все частицы соли приобретут одинаковую влажность.

Фактор 3) позволяет предварительно выбрать однокамерный сушильный аппарат с вертикальными стенками.

Дйя обеспечения лучших гидродинамических условий выбираем аппарат круглого сечения.

Высоту кипящего слоя в аппарате принимаем в 4 раза больше высоты зоны действия струй — зоны гидродинамической стабилизации [10*7], Последняя опре­ деляется из соотношения:

Лстр = 20d0TB = 20 -5 =з 100 мм; h =* 4ЛСтр = 4* 100 в 400 мм.

Температуру разбавленных воздухом топочных газов, поступающих под решетку, принимаем равной /х =* 800 °С, температуру выходящих газов t2= = 125 ®С, что позволит исключить конденсацию паров в пылеулавливающей аппа­ ратуре (циклоны, фильтры). Температуру выгружаемой соли приближенно можно принять равной температуре отходящих газов, т. е. ФР = 125 °С,

Подачу комкующейся влажной соли для обеспечения равномерного «кипения* следует производить с помощью разбрасывателей, равномерно распределяющих материал по поверхности слоя.

Выгрузку соли из аппарата рекомендуется производить непосредственно

урешетки для вывода из аппарата комков.

Ра с ч е т , 1. Количество влажного материала:

*={[(os—ssi)«oi.m,o.ag,S4-i(os—esi) «oi.te.i -t-«oi-oeM:]*85,o}3i,i =«

.Tfl *01-0822 =

:итоип9т A0X9Bq нмнапддЧ

.aoeÊ i хын«шшг£Э вавтэоэ н вдоховq тэрэвЧ Л

ROTHAoaoqn ио от ,Аннэпэнрыа момэадо мншаноЬ э ивеяаэ TôPOBq тоте ивл лвТ

,М Я € вн :6T9P0Bq BMTHqoiRB вмэхэ-иолЯ