Автор: Пользователь скрыл имя, 31 Марта 2012 в 14:39, контрольная работа
Задание: Рассчитать барабанную сушилку конвективного типа, в которой влажный материал сушится с помощью воздуха, предварительно нагретого в паровом калорифере.
Расчётная часть
1 Материальный баланс
Цель расчёта – определение количества испарённой влаги из влажного материала.
Количество испарённой влаги W, кг/с рассчитывается по уравнениям материального баланса конвективной сушки:
где G1 – количество материала, поступающего на сушку, кг/с
G2 – количество высушенного материала, кг/с
u1, u2 – влажность материала до и после сушки, вес. доли.
2 Тепловой баланс
Цель расчёта – определение расхода воздуха на сушку, количества теплоты, подводимого к калориферу и расхода греющего пара на подогрев воздуха в калорифере.
2.1 Расчёт параметров сушильного агента
Влагосодержание наружного воздуха х0, рассчитывается по формуле
где φ0 – относительная влажность наружного воздуха, вес. доли
рн – давление насыщенных паров при t0 0С (берётся в справочнике)
Рат – атмосферное давление, Па
Энтальпия наружного воздуха I0 ,кДж/кг:
Энтальпия воздуха после калорифера I1, кДж/кг:
Энтальпия пара на выходе из сушилки IП , кДж/кг:
Удельный расход теплоты на нагрев высушиваемого материала qм, кДж/кг:
где см – удельная теплоёмкость материала,
Изменение потенциала воздуха относительно испарившейся влаги Δ, кДж/кг рассчитывается по формуле:
где свл – удельная теплоёмкость влаги,
свл = 4,19
qп – удельные потери теплоты сушилкой в окружающую среду, кДж/кг. Принимают в пределах 85 – 170 кДж/кг.
Энтальпия влажного воздуха на выходе из сушилки I2, кДж/кг:
Конечное влагосодержание воздуха х2, кг вл./кгс.в. на выходе из сушилки:
Сравнить параметры воздуха, полученные расчётным путём, с параметрами, определёнными по диаграмме I – x, сделать вывод.
2.2 Расчёт расхода теплоты на сушку
Расход воздуха L,кг/с на сушку рассчитывается исходя из количества испарённой влаги по формуле:
Расход теплоты Q, кВт в калорифере:
Расход пара в калорифере на нагрев воздуха Gг.п., кг/с:
где rп – удельная теплота парообразования водяного пара, кДж/ кг, rп = 2171кДж/кг.
3 Конструктивный расчёт
Цель расчёта – определение основных размеров барабана: длины ℓ и диаметра D. Отношение длины барабана к его диаметру n берётся в пределах от 3,5 до 6 (ℓ : D = n)
Объём барабана VБ, м3:
где S – площадь сечения барабана, м2.
Из данной формулы определяется диаметр барабана D, м:
Объём барабана ориентировочно можно определить исходя из количества испарённой влаги W, кг/с и напряжения объёма барабана по испарившейся влаге А, кг/м3с:
По расчётным данным в соответствии с ГОСТ 11875-79 выбирается стандартный диаметр и длина барабана.
Схема барабанной сушильной установки
Q
2
1
Мел (97-99% карбоната кальция) 2900кг/м3.
Каолин (белая фарфоровая глина) 2600 -2670кг/м3.
Барит (BaSO4)3950 – 4500 кг/м3.
Тальк (3MgO·4SiO2·H2O) 2690кг/м3).
Пемза (кремнезём и щелочные металлы) 2400кг/м3.
Самостоятельная работа
по теме «Определение параметров влажного воздуха по диаграмме I – x»
| ||||||||||||||
Параметры влажного воздуха | Варианты | |||||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | ||||||||
t 0C | φ % | t 0C | φ % | t 0C | φ % | t 0C | φ % | t 0C | φ % | t 0C | φ % | t 0C | φ % | |
| 70 | 5 | 50 | 40 | 75 | 20 | 40 | 70 | 80 | 30 | 50 | 90 | 25 | 40 |
I, кДж/кг | 95 | 140 | 120 | 136 | 368 | 258 | 61 | |||||||
х, кг вл./кг с.в. | 0,01 | 0,034 | 0,055 | 0,036 | 0,108 | 0,078 | 0,012 | |||||||
рп, кПа | 1,5 | 5,2 | 8 | 5,5 | 14,5 | 11 | 1,8 | |||||||
tр, 0С | 13 | 32 | 42 | 33 | 52 | 45 | 16 | |||||||
tр, 0С | 28 | 36 | 45 | 35 | 54 | 47 | 20 | |||||||
Задачи по определению параметров влажного воздуха
№ вар. | φ | х | I | PП | tм | tр | |
1 |
|
|
|
|
|
| |
1. | 0.4 | 0.0485 | 143 | - | - | - | |
2. | - | 0.0245 | 117 | 4 | 33 | 27 | |
3. | 15 | 0.0215 | 130 |
| 35 | - | |
2 |
|
|
|
|
|
| |
1. | - | 0.101 | 309 | - | - | - | |
2. | - | 0.066 | 240 | 9 | 48 | - | |
3. | 8 | 0.015 | 100 | 5 | 37 | 17 | |
3 |
|
|
|
|
|
| |
1. | 0.0551 | 215 | - | - | - | - | |
2. | - |
| 185 | 6.5 | 42 | - | |
3. | 30 | 0.015 | 80 | - | - | 21 | |
4 |
|
|
|
|
|
| |
1. | - | 0.042 | 179 | - | - | - | |
2. | - | 0.056 | 210 | 8 | 43 | 26 | |
3. | 8 | 0.0225 | 135 | 3.2 | - | - | |
5 |
|
|
|
|
|
| |
1. | - | 0.04888 | 199 | - | - | - | |
2. | - | 0.0245 | 117 | 3.9 | 33 | 27 | |
3. | 15 | 0.022 | 129 | - | 35 | - | |
6 |
|
|
|
|
|
| |
1. | - | 0.0586 | 191 | - | - | - | |
2. | - | 0.014 | 65 | 2 | 22 | 17 | |
3. | 40 | 0.02 | 89 | 3 | 29 | - | |
7 |
|
|
|
|
|
| |
1. | - | 0.0674 | 202.3 | - | - | - | |
2. | - | 0.068 | 230 | 9.8 | 46 | 45 | |
3. | 30 | 0.012 | - | 1.2 | 22 | 15 | |
8 |
|
|
|
|
|
| |
1. | 40 | 0.0633 | 222 | - | - | - | |
2. | - | 0.054 | 220 | 7.8 | 45 | - | |
3. | 20 | - | 160 | 5 | 37 | 34 | |
9 |
|
|
|
|
|
| |
1. | 0.3467 | 0.0397 | 132 | - | - | - | |
2. | 15 | 0.0012 | - | - | 25 | 15 | |
3. | 13 | 0.04 | 186 | 6 | 42 | - | |
10 |
|
|
|
|
|
| |
1. | 46 | 0,0562 | 213 | - | - | - | |
2. | 20 | 0.006 | 45 | 1 | - | 7 | |
3. | - | 0.026 | 120 | 4 | 33 | 27 | |
11 |
|
|
|
|
|
| |
1. | - | 0.029 | 152 | - | - | - | |
2. |
| 0.037 | - | 5.5 | 39 | 34 | |
3. | 34 | 0.022 | 105 | - | - | 26 | |
12 |
|
|
|
|
|
| |
1. | - | 0.062 |
|
|
|
| |
2. | - | 0.033 | 170 | 5 | 40 | 33 | |
3. | - | 0.029 | 155 | 4.5 | 37 | - | |
13 |
|
|
|
|
|
| |
1. | - | 0.09 | 265 | - | - | - | |
2. | - | 0.051 | 183 | 6.5 | 41 | 40 | |
3. | 20 | 0.0125 | 80 | - | - | 17 | |
14 |
|
|
|
|
|
| |
1. | - | 0.00573 | 91 | - | - | - | |
2. | - | 0.054 | 210 | 8 | 45 | 41 | |
3. | 15 | 0.011 | 80 | -- | - | 16 | |
15 |
|
|
|
|
|
| |
1. |
| 0.0185 | 119.5 | - | - | - | |
2. | 8 | 0.052 | 85 | - | 27 | - | |
3. | - | 0.016 | 123 |
| 33.5 |
| |