2 Теоретические основы расчетов

2.1 Расчет барабанных зерносушилок

1 Перевод относительной влажности (W, %) материала в абсолютное влагосодержание осуществляется по формуле (1) или (2):

(1)

где U₀ - влагосодержание начального продукта, кг/кг; W₀ — начальная влажность продукта, %

(2)

где U_k - влагосодержание конечного продукта кг/кг; W_k - конечная влажность продук­та, %

2 Производительность сушилки рассчитывают по абсолютно сухому продукту (формула 3), по испаряемой влаге (формула 4) и по исходному продукту (формула 5):

кг/ч (3)

где G_г.п - производительность сушилки по готовому продукту (приводится в задании);

(4)

(5)

3 Количество материала, уносимого из сушилки с отработанным воздухом рассчитывается по формуле (6):

кг/ч (6)

где k_ун - коэффициент уноса высушенного материала из барабана (приложение 1), %

4 Рабочая вместимость барабана рассчитывается по формуле (7):

м³ (7)

где А - напряжение рабочего объема барабана по испаренной влаге, кг/(м³ • ч) (приложение 2)

5 Поперечное сечение барабана рассчитывается по формуле (8):

м² (8)

где V_п - пропускная способность сушилки, м³/с; β - коэффициент заполнения барабанной сушилки, зависящий от конструкции насадки (β = 0,15...0,35); v - максимально допустимая скорость газов в аппарате, зависящая от насыпной плот­ности материала, м/с (приложение 3).

6 Длинна барабана рассчитывается по формуле (9):

м (9)

7 Диаметр барабана рассчитывается по формуле (10):

, м (10)

8 Влагосодержание воздуха, поступающего в колорифе рассчитывают по формуле (11):

кг/кг (11)

где φ_вх - относительная влажность наружного воздуха (φ_вх = 0,60...0,85); р_бар - барометрическое давление воздуха, Па (р_бар = 99,5 кПа); р_н - давление насыщенного водяного пара, Па [при температуре наружного воздуха t_вх = 18...13 °С (приложение 4)]

9 Энтальпия (теплосодержание)наружного воздуха рассчитывается по формуле (12):

кДж/кг (12)

где с_н.в - удельная теплоемкость наружного воздуха, кДж/(кг • К) [с_н.в = 1,006 кДж/(кг ∙ К)]; t_вх - температура наружного воздуха (t_вх = 18...23°С); r_п - удельная теплота парообразования при 0°С, кДж/кг (r_п = 2495 кДж/кг); с_г.п - удельная теплоемкость пара, кДж/(кг • К) [с_г.п = 1,965 кДжДкг ∙ К)].

10 Учитывая что Х_о=Х_вн, энтальпия нагретого воздуха на входе в сушилку рассчитывается по формуле (13):

кДж/кг (13)

где t₀ - начальная температура воздуха, °С

11 Удельный расход теплоты на нагрев высушиваемого материала рассчитывается по формуле (14):

кДж/кг (14)

где с_м - удельная теплоемкость материала, кДж/(кг ∙ К); с_в - удельная теплоемкость воды [с_в = 4,187 кДж/(кг ∙ К)]; 0₀ и 0_К - начальная и конечная температура материала, °С

12 Удельный расход теплоты на компенсацию энергии связи влаги с материалом рассчитывают по формуле (15):

кДж/кг (15)

где а - постоянная величина (а = 4200 кДж/кг)

13 Удельные тепловые потери обычно принимают равными 10% от удельного расхода теплоты на нагрев высушиваемого материала;

14 Изменение потенциала воздуха относительно испарившейся влаги рассчитывают по формуле (16):

кДж/кг (16)

15 Энтальпию пара при конечной температуре рассчитывают по формуле (17):

, кДж/кг (17)

16 Конечная энтальпия наружного воздуха рассчитывается по формуле (18):

17 Конечное влагосодержание воздуха составит (формула 19):

(19)

Тогда

(20)

18 Расход теплоты в калорифере находится по формуле (21):

, кДж/кг (21)

19 расход воздуха составит (формула 22):

кг/ч (21)

20 Продолжительность сушки продукта в аппарате с вращающимся барабаном составит (формула 22):

мин (22)

где ρ_нс - насыпная плотность продукта, кг/м³ (приложение 1); W_о и W^к - соответственно начальная и конечная влажность продукта, %.

21 Объем продукта, находящегося в барабане рассчитывают по формуле (23):

м³ (23)

22 В общем случае продолжительность пребывания сыпучего продукта в барабане можно определить по формуле (24):

, мин (24)

23 Коэффициент заполнения барабана рассчитывают по формуле (25):

(25)