Тепловой расчет барабанной сушилки

 
 
 
 
 
 

 

1.Тепловой расчет сушильной установки.

                        1.1.Определение производительности сушилки

по  влаге.

  Уравнение материального баланса сушилки  

                                                                                            

где     W - количество удаляемой влаги, кг/час,

           G₁ - количество влажного материала, поступающего в сушилку, кг/ч;

           G₂  - количество высушенного материала, уходящего из сушилки, кг/ч.

        G₁и G₂  это фактически - производительность сушилки соответственно по влажному материалу и сухому продукту.

Количество влаги, удаляемой в сушилке в единицу времени: 
 

          

        При расчетах сушилок приходится относить производительность сушилок по влаге или по высушенному веществу к единице поверхности нагрева или единице объема сушилки. Эта величина, зависящая от типа сушилки, влажности материала и других факторов, получила название напряжения сушилки. Напряжение объема сушилки по влаге А_V задаемся: 

А_V =    

1.2. Определение расхода  тепла и топочных  газов на 1 кг испаренной  влаги. 

В качестве сушильного агента используют дымовые газы, который определяет количество и качество дымовых газов.

  Высшая теплота сгорания.

                                               

  Теоретически необходимое количество воздуха

 
 

       Общий коэффициент  избытка воздуха  необходимый для  получения сушильного  агента с заданной  температурой перед  сушилкой  t₁. 
 
 

где  t_Т =30,5⁰С - температура топлива, которая может быть принята равной температуре наружного воздуха;

       С_СГ =1 кДж/(кг·К); - теплоемкость сухих газов,

       ί_п =2734 кДж/кг - энтальпия водяного пара при температуре t₁,;

       I_О =60,9 кДж/кг – энтальпия наружного воздуха, определяемая по I, d- диаграмме влажного воздуха или по справочным данным (для конкретного географического пункта),;

      d_О =13,8 г/кг– влагосодержание атмосферного воздуха в г на 1кг сухого воздуха.

Теплоемкость  сухих газов С_С.Г принимают равной теплоемкости воздуха (С_В=1кДж/кг·К).

 Равенство  для расчета коэффициента избытка  воздуха получено из уравнения теплового баланса на 1кг топлива, составленного для дымовых газов перед входом в сушилку. 

  

Масса сухих газов при  сгорании 1кг топлива 

 

Масса водяных паров 

 

Влагосодержание топочных газов (сушильного агента) . 

 

 Энтальпия топочных газов. 

  Потери тепла в сушилке на 1 кг испаренной влаги : 

                                                                                 

Расход тепла на нагрев материала 

                                                                             

Q₁ и Q₂ –температура материала на входе в сушилку и на выходе из неё; 

q₅ =50 кДж / кг – потери в окружающую среду; 

С_В =4,19 кДж / кг·к – теплоёмкость воды,. 
 

         Определение расхода газов и  тепла на 1 кг испаренной влаги  производим по I,d – диаграмме влажного воздуха.

Точка О характеризует состояние наружного воздуха. Состояние газов перед сушилкой (точка 1) определяется пересечением изотермы t₁=соnst с изоэнтальпой I₁=соnst.

Политропа процесса сушки строится с учётом потерь тепла  Δ.

На линии I₁= соnst произвольно выбираем точку е и определяем длину отрезка еЕ   

Параметры т.А(свежий воздух) выбираю из справочника по заданному городу. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 
 

Масштабный  коэффициент  

 
 
 

        Через точки 1 и Е проводим политропу процесса до пересечения с изотермой t₂ = соnst в точке 2, соответствующей состоянию газов на выходе из сушилки. 
 

  Расход сушильного агента на испарение 1 кг влаги

     

Расход сушильного агента на испарение 1 кг влаги зависит  только от разности влагосодержания  отработанного и свежего сушильного агента. 

  Расход тепла, затрачиваемого в сушилке на испарение 1 кг влаги из материала

                                

        Расход его будет тем больше, чем выше d_О , которое определяется температурой t_О и относительной влажностью воздуха при прочих разных условиях, будет возрастать с увеличением t_О и φ_О.

          Следовательно, расход воздуха  на сушку в летних  условиях  больше, чем в зимних, и устройства для перемещения сушильного агента

(вентиляторы, газодувки) необходимо выбирать по расходу воздуха в самый теплый месяц 
 

1.3. Определение расхода  топлива и КПД  сушилки

Часовой расход топлива сушильной  установки:

 
 

Количество  тепла, воспринятого влагой материала  на её нагревание испарение, т.е. полезно используемое тепло в сушилке:

    

гдеi₂^"- энтальпия пара при температуре t₂. 

КПД сушильной установки  с учётом потерь тепла  в топке :

 

2.Конструктивное  выполнение сушильной  установки.

                        2.1.Определение размеров  барабанной сушилки.

        Размеры корпусов сушилки нормализованы. Выбираю размеры по заводским нормалям.

В качестве сушильного агента в данной сушилке используются воздух и дымовые газы. В этом аппарате сушке подвергают руду: «Техническая характеристика сушилки с лопастной насадкой»

Таблица  2 

 

  «Материалы, из которых изготовлены главные детали сушилки» 

    Таблица  3      

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Таблица  4 
 

 

3.Определение  мощности приводного  электродвигателя.

               

        Мощность, затрачиваемую на вращение барабана, приближённо определяют по формуле, кВт: 

    

Полученное значение мощности Ν совпадает с данными табл. 2. при соответствующих размерах барабана и скорости его вращения, после чего был выбран тип электродвигателя. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выводы

    В  данной курсовой работе был произведён теплотехнический расчёт барабанного сушила производительностью 16000 кг/ч для сушки руды.