Определение площади поверхности аппарата

рис. 2. Схема сушильного аппарата.

Площадь аппарата складывается из площадей геометрических фигур:

S_апп=S_цил+S_{усеч.кон}+S_{верх.кон} +S_{нижн.кон}(20)

а) цилиндрическая часть аппарата – пространство под газораспределительной решеткой – имеет боковую площадь, равную (R– радиус цилиндра,L– его высота,D– диаметр)

S_цил= 2RL=DL= 3.14 · 1870 · 1870 = 11.0·10⁶мм²;

б) усеченный конус – пространство над газораспределительной решеткой (R₁,R₂– радиусы, соответственно, нижнего и верхнего оснований;L– длина боковой стороны):

R₁= 935 мм;R₂= 935 + 3720·tg15 = 1932 мм;L= 3720 /cos15 = 3851 мм

S_{усеч.кон}=(R₁+R₂)L= 3.14·(935 + 1932)·3851 = 34.70·10⁶мм²;

в

рис. 3. Упрощенная схема крышек для расчета габаритов сушильного аппарата.

) верхние и нижние конические части. Так как размеры штуцеров намного меньше размеров самих крышек, будем считать крышки коническими поверхностями. Тогда при радиусе основания верхнего конусаR_верх= 1932 мм и длине стороныL=R_верх/sin60 = 1932 /sin60 = 2231 мм, площадь поверхности верхнего конуса составит

S_{верх.кон}=R_верх·(R_верх+L) = 3.14 · 1932 · (1932 + 3851) = 35.10·10⁶мм²;

А при радиусе нижнего конуса R_нижн= 935 мм и длине стороныL=R_нижн/sin60 = = 935 /sin60 = 1080 мм, площадь поверхности нижнего конуса будет равна

S_{нижн.кон}=R_нижн·(R_нижн+L) = 3.14 · 935 · (935 + 1080) = 5.92·10⁶мм².

Таким образом, сложив все полученные площади геометрических фигур, найдем общую площадь поверхности аппарата:

S_апп= 11.0·10⁶+ 34.70·10⁶+ 35.10·10⁶+ 5.92·10⁶86.72·10⁶мм²= 86.72 м².

Определение потерь тепла в окружающую среду

Итак, зная общую площадь поверхности аппарата S_апп и коэффициент теплоотдачи, определим потери тепла в окружающую среду по формуле:

Расчет процесса реальной сушки

В основе технологического расчета и построения в диаграмме I–xпроцесса в реальной сушилке лежит расчет параметра сушки:

.

q_M– удельные потери тепла с уходящим (высушенным) материалом, которые можно определить по формуле

,

где t',t'' – начальная и конечная температуры равные, соответственно, 20.3^оС и 50^оС;С_М''– теплоемкость сухого материала, по справочным данным [Error: Reference source not found]С_М''= 0.631 кДж/(кг·град);С_в– теплоемкость воды,С_в= 4.19 кДж/кг.

G₂=G₁–W= 8000 – 683.42 = 7316.58 кг/ч = 2.03 кг/с.

Таким образом,

Удельные потери тепла в окружающую среду q_окр:

Откуда,

Отрицательное значение параметра сушки говорит о том, что подвод теплоты в сушильной камере недостаточен для компенсации суммы теплопотерь. Тогда процесс сушки идет с понижением энтальпии. Компенсация теплопотерь осуществляется путем увеличения расхода сушильного агента (воздуха). Т.е. новое рассчитанное значение расхода сушильного агента должно превышать его значение при идеальном процессе сушки.

Расход сушильного агента для реального процесса сушки рассчитывается аналогично идеальному процессу:

,x₁=x₀= 0.01 кгВл. / кгАСВ.

Необходимо определить влагосодержание x₂. Его определяют из уравнения

Зададимся x= 0.03 (выбираем произвольное значениеx>x₁), тогда знаяI₁= 172 кДж/кг (расчет приведен в разделе идеальной сушки), можем посчитать значениеI:

Воспользовавшись диаграммой Рамзина в координатах I–x, определим параметры для значения влагосодержания в точке 2:x₂= 0.042 кгВл/кгАСВ,I₂= 160 кДж/кгАСВ. Тогда расход сушильного агента составит

.

Полученное значение расхода в условиях реальной сушки, как мы и предполагали, получилось немного больше соответствующего значения в условиях идеальной сушки. Рассчитаем в процентах отличие вычислений при идеальном и реальном процессе сушки:

Тогда, зная условный удельный объем воздуха V_у= 0.86 м³/кг (см. идеальную сушку), найдем