5. Расчет расхода смеси газов

Расход воздуха в камере смешения, кг/кг топлива

Расход газа в сушилке, кг/кг топлива

Общий расход сухих газов в сушилке, кг/кг топлива

Полный расход тепла в сушилке, кВт

Расход топлива на сушку, кг/с

Объемный расход влажного сушильного агента на выходе из сушилки, м³/с

где молярная масса сухих газов, принимаемая равной молярной массе воздуха, г/кмоль,

молярная масса влаги, принимаемая равной молярной массе воды, кг/кмоль,

среднее содержание влаги в сушильном агенте, кг/кг сухого воздуха.

6. Расчет размеров сушилки

Скорость витания (осаждения) определяется следующим образом. Сначала определяем критерий Архимеда

где плотность высушиваемого материала, принимаем кг/м³ [1, с. 22],

динамический коэффициент вязкости газа при средней температуре в сушилке, Па*с [4, с.557].

При находим .

μ(O₂)=0,033*10^-3 Па*с

μ(CO₂)=0,027*10^-3 Па*с

μ(SO₂)=0,023*10^-3 Па*с

μ(N₂)=0,0285*10^-3 Па*с

d_э – эквивалентный диаметр высушиваемых частиц, м

где фактор формы, для продолговатых частиц ,

объем частицы неправильной формы, м³,

средняя плотность газа в сушилке, кг/м³

где плотность i-го компонента смеси газов, кг/м³,

объемная доля i-го компонента смеси газов.

Объемные доли компонентов газовой смеси

где объем i-го компонента, м³/кг,

объем сухих газов, м³/кг.

Объем двухатомного газа, м³/кг

где теоретический объем воздуха, необходимый для полного сгорания жидкого топлива, м³/кг

м³

Объем трехатомных газов, м³/кг

Объем сухих газов в м³/кг

где характеристика жидкого топлива

Плотности газов находим по таблице [4, с. 513], кг/м³

ρ(N₂)=1,25 кг/м³

ρ(O₂)=1,429 кг/м³

ρ(SO₂)=2,93 кг/м³

ρ(CO₂)=1,98 кг/м³

Находим среднюю плотность газа в сушилке

кг/м³.

Пересчитываем плотность с учетом средней температуры, кг/м³

Молекулярная масса газа, кг/кмоль

Находим средний динамический коэффициент вязкости

Находим критерий Архимеда

Критерий Рейнольдса

Скорость витания, м/с

Скорость газа, м/с

1. Расчет диаметра аппарата

Диаметр трубы-сушилки, м

Подбираем стандартный диаметр трубы .

Тогда рабочая скорость газа, м/с

2. Расчет длины аппарата

Коэффициент теплоотдачи от горячего газа к высушенному материалу может быть определен из критериальных уравнений И. М. Федорова

так как

Коэффициент теплоотдачи, Вт/м²*К

где коэффициент теплоотдачи газа при средней температуре в сушилке, Вт/м*К, определяется по номограмме [4, с. 560], Вт/м*К.

Теплоотдающая поверхность частиц в секунду, м²/с

Средняя разность температур, К

Время пребывания частиц в сушилке, с

где суммарный расход тепла в сушилке, кВт

где расход тепла с газом, покидающего сушилку

где 170 кДж/кг – энтальпия при х₀ и t₂.

Длина трубы-сушилки, м

Дополнительная длина трубы-сушилки, м

Общая длина трубы-сушилки, м

Напряжение сушилки по влаге, кг/м³*с

где объем сушилки, м³

7. Расчет гидравлического сопротивления сушилки

Полное гидравлическое сопротивление сушилки, Па

где гидравлическое сопротивление трубы-сушилки, циклона и транспортировочных труб, Па.

Сопротивление сушилки, Па

где гидравлическое сопротивление пустой сушилки, возникшее при трении материала о стенки трубы и возникшее при поддержании материала во взвешенном состоянии, Па.

Гидравлическое сопротивление пустой сушилки, Па

где сумма местных сопротивлений пустой сушилки.

Таблица 2

№	Местные сопротивления		ξ
1	Постепенное расширение (диффузор)		0,25
2	Постепенное сужение (конфузор)		0,10
Всего		0,35

Определим режим движения

Примем согласно [4, с. 519] для сварных труб с небольшой коррозией относительную шероховатость e=0,2 мм.

Определим отношение .

Тогда при турбулентном режиме движения коэффициент сопротивления трения будет равен

Тогда

Сопротивление материала, Па

где коэффициент трения высушенного материала о стенки аппарата,

где коэффициент сопротивления, определенный по рисунку [1, с. 28].

При

Для плоских частиц

Тогда

Гидравлическое сопротивление, возникшее при поддержании материала во взвешенном состоянии, Па

где высота подъема материала, м,

относительная концентрация смеси, кг материала/кг газа,

Полное сопротивление трубы-сушилки, Па

Гидравлическое сопротивление трубопровода, Па

где скорость газа в транспортировочных трубах, примем 25 м/с [1, с. 16],

диаметр труб, м,

длина транспортировочных труб, м, согласно [1, с. 24] принимаем 10 м.

Диаметр трубопровода, м

По ГОСТу подбираем стандартную трубу [7, с. 425]

Тогда

Для определения коэффициента сопротивления трения газа сначала нужно установить режим движения газа, то есть определить критерий Рейнольдса.

где плотность газа при температуре окружающей среды, кг/м³, коэффициент вязкости газа при температуре окружающей среды, Па*с.

Пересчитываем плотности компонентов смеси газов на температуру t₀=23,1℃.

Плотность газовой смеси,

Определяем динамический коэффициент вязкости смеси газов при температуре t₀=23,1℃.

Примем, согласно [4, с. 519], для сварных труб с незначительной коррозией относительную шероховатость e=0,2 мм.

Определим отношение .

Тогда при турбулентном режиме движения коэффициент сопротивления трения будет равен

Тогда

Полное гидравлическое сопротивление сушильной установки, Па