Расчет процесу конвективного сушіння сипкого матеріалу в барабанним, обертовою сушилке

Кафедра технології будівельних материалов.

Курсова работа.

По дисципліни: ПАТСИ.

ТЕМА: Розрахунок процесу конвективного сушіння сипкого матеріалу в барабанним, обертовою сушилке.

Задание:

Розрахувати процес конвективного сушіння сипкого матеріалу в барабанним, обертовою сушилці при підігріванні повітря продуктами згоряння опалювального газу при наступних условиях:

1. Матеріал — пісок; 2. Продуктивність сушарки по сухому матеріалу Gк = 12 000 кг/ч; 3. Влагосодержание матеріалу: а) початкова — Uн = 10%, б) кінцеве — Uк = 0,5%; 4. Температура, градусів: а) атмосферного повітря — 20 градусів, б) газів на вході у сушилку — 300 градусів, в) газів виході з сушарки — 80 градусів; 5. Відносна вогкість повітря ?0 = 70%; 6. Атмосферне тиск — 105 Па; 7. Теплоємність матеріалу — 0,8 кДж/кг?К, щільність — 1200 кг/м3; 8. Напруженість сушарки по вологи — 85 кг/м3?ч; 9. Середній діаметр частки матеріалу — 1 мм; 10. Удільні втрати тепла в довкілля на 1 кг испаренной вологи qп = 22,6 кДж/кг, що він відповідає приблизно% тепла затрачуваного на випаровування 1 кг води. 11. Перевалочні устрою — подъемнолопастные, ступінь заповнення — 12% 12. Склад природного газа:

CH4 — 98,0%,.

C2H6 — 1,0%,.

C3H8 — 0,2%,.

C4H10 — 0,3%,.

CО — 0,2%,.

H2 — 0,3%.

По наведених даним розрахуватися матеріального і теплового балансів процесу сушіння з допомогою діаграми Рамзина. Виробити розрахунок габаритів барабанним сушарки. Залежно від типу матеріалу використовуються різні перевалочні устрою, знаючи тип перевалочних пристроїв можна визначити рівень заповнення барабана.

Введение

…3.

I. Класифікація сушилок…4.

II. Барабанна сушарка …5.

III. Принципова схема барабанним сушилки…6.

Глава 1. Розрахунок параметрів топочных газів поданих у сушилку…7.

Глава 2. Визначення параметрів відпрацьованих газів, витрати сушильного агента і витрати тепла на сушку…9.

Глава 3. Визначення основних розмірів сушильного барабана…11.

IV.

Заключение

…15.

Список литературы

…16.

Видалення вологи з твердих і пастообразных матеріалів здешевлює їх транспортування і надає їм певних властивостей, і навіть зменшенню корозії апаратури. Вологу можна видаляти механічним способом: отжим, центрифугування, відстоювання. Проте цими способами волога видаляється частково, ретельніше видалення вологи здійснюється шляхом теплової сушіння: випаровування вологи, видалення паров.

Процес теплової сушіння то, можливо буденною і штучним. Природна сушіння застосовується рідко. По фізичної сутності сушіння є складним диффузионным процесом. Його швидкість визначається швидкістю дифузії вологи з глибинних частин матеріалу до, потім у довкілля. Видалення вологи при сушінню включає як перенесення матеріалу, а й перенесення тепла, в такий спосіб є теплообменным і массообменным процесами. По способу підвода тепла до высушиваемому матеріалу сушіння ділять: 1) Контактна — шляхом передачі тепла від теплоносія матеріалу через роздільну стінку; 2) Конвективная — шляхом безпосереднього дотику высушиваемого матеріалу із сушильним агентом. Як якого використовують: підігрітий повітря, топочные гази або топочные гази з повітрям; 3) Радіаційна — шляхом передачі тепла інфрачервоним випромінюванням; 4) Диэлектрическая — на полі струмів високої частоти; 5) Сублимационная — в замороженому стані вакууме.

Высушиваемый матеріал незалежно від методі сушіння перебуває у контакту з вологим повітрям чи газом. При конвективного сушінню влажному повітрю відводиться основна роль. Тому необхідно чітко представляти якими параметрами описується воздух.

I. Класифікація сушилок.

Сушіння матеріалів, напівпродуктів чи готових виробів використовується на всіх стадіях виробництва будівельних матеріалів, виробів і конструкций.

Для сушіння застосовують різноманітні сушарки, відмінні за низкою ознак покладені основою класифікації, приведённой ниже:

Таблиця № 1.

|Признак класифікації |Типи сушарок | |1. Тиск у робочому |Атмосферні, вакуумні, під надлишковим | |просторі. |тиском. | |2. Режим роботи. |Періодичного і непериодического дії. | |3. Вигляд теплоносія. |Повітряні, на димових чи інертних газах, на | | |насиченому чи перегрітому парі, на рідких | | |теплоносителях. | |4. Напрям |Прямоточні, противоточные, з перехресним | |руху теплоносителя|током, реверсивні. | |щодо | | |матеріалу. | | |5. Характер циркуляции|С природною та примусової циркуляцією. | |теплоносія. | | |6. Спосіб нагрівання |З паровими воздухонагревателями, з топочными | |теплоносія. |пристроями, з электронагревателями, | | |комбіновані. | |7. Стислість |Прямоточні чи рециркуляционные. | |використання | | |теплоносія. | | |8. Спосіб видалення |З який відходить теплоносієм, з продувочным | |вологи з сушарки. |повітрям, компенсаційні, з хімічним | | |поглинанням вологи. | |9. Спосіб підвода |Конвективные, контактні, з нагріванням струмами | |тепла матеріалу. |високої частоти, з променистим нагріванням, з | | |акустично чи ультразвуковим нагріванням. | |10. Вигляд высушиваемого |Для крупно дисперсних, тонкодисперсных, | |матеріалу. |пылевидных, стрічкових, пастообразных, рідких | | |розчинів чи суспензий. | |11.Гидродинамический |З щільним нерухомим шаром, перемешиваемым | |режим. |шаром, взвешаным шаром (псевдосжиженый шар, | | |закручені потоки), з розпиленням серед | | |теплоносія. | |12. Конструктивний тип|Камерные, шахтні, стрічкові, барабанні, | |сушарки. |трубні тощо. буд. |.

II. Барабанна сушилка.

Це зварної циліндр — барабан, на зовнішньої поверхні якого укріплені бандажные опори, кільця жорсткості і приводний зубцюватий вінець; Вісь барабана то, можливо нахилена до обрію на 4о — 6о.

Барабанні атмосферні сушарки безперервного дії призначені для сушіння сипучих матеріалів топочными газами чи нагрітим воздухом.

Усередині барабана встановлюють насадки, конструкція яких залежить від властивостей высушиваемого матеріалу. З боку завантажувальної камери многозапорная гвинтова насадка, із кількістю спіральних лопатей від шести до шістнадцяти залежно від діаметра барабана. При сушінню матеріалу з великий адгезией до на початковому ділянці останнього закріплюють ланцюга, з яких руйнують камки і очищають стінки барабана. Для тієї ж мети можуть застосовувати ударні пристосування, розташовані з з зовнішнього боку барабана.

У сушарках діаметром 1000 — 1600 мм для матеріалу із хорошою сыпучестью та середнім розміром частинок до 8 мм встановлюють секторную насадку. У тих сушарках, для матеріалів, які мають підвищену адгезией чи сипучих матеріалів із середнім розміром частинок більш як вісім мм встановлюють підйомне — лопатеві устрою. У сушарках діаметром 1000 — 3500 мм для матеріалів схильних до налипанию, але відновлюють сипучі властивості у процесі сушіння спочатку встановлюють підйомне — лопатеві перевалочні устрою, а потім секторні насадки.

Основний матеріал виготовлення барабанів сушарок, завантажувальних і розвантажувальних камер — углеродистые стали. У технічно обгрунтованих випадках додаткове виготовлення барабанів, розвантажувальних і розвантажувальних камер частково чи цілком з жаростойких сталей спеціальних марок.

Барабанні вакуумні сушарки працюють, зазвичай, періодично та його застосовують для сушіння термочувствительных матеріалів від води та органічних розчинників, і навіть для сушіння токсичних матеріалів. Залежно від властивостей матеріалу й виконання вимог до готової продукції застосовують сушарки середнього чи глибокого вакууму. Вакуумні барабанні сушарки застосовують у основному виробництві полімерних материалов.

III. Принципова схема барабанним сушилки.

[pic] 1 — барабан; 2 — живильник; 3 — сикатив барабан; 4 — топка; 5 — смесительная камера; 6, 7, 11. — вентилятори; 8 — проміжний бункер; 9 — транспортёр; 10- циклон; 12 — зубчаста передача.

Вологе матеріал з бункера 1 з допомогою питателя 2 потрапляє у обертався сикатив барабан 3. Паралельно матеріалу в сушилку подається сикатив агент, утворений від згоряння палива на топці 4 і змішання газів у смесительной камері 5. Повітря в топку і смесительную камеру подається вентиляторами 6,7. Высушеный матеріал з протилежного кінця сушильного барабана 8, та якщо з нього з боку транспортирующее пристрій 9.

Відпрацьований сикатив агент перед викидом у повітря очищається від пилу в циклоні 10. За необхідності виробляється додаткове, мокре пылеулавливание.

Транспортування сушильного агента через сушильную камеру здійснюється з допомогою вентилятора 11. У цьому установка перебуває під невеликим розрідженням, що виключає відплив сушильного агента через неплотности упаковки.

Барабан наводиться у обертання електродвигуном через зубцювату передачу 12.

Глава 1. Розрахунок параметрів топочных газів поданих у сушилку.

Як паливо використовується природного газу наступного складу (в об'ємних процентах):

СН4 — 98,0%.

С2Н6 — 1,0%.

С3Н8 — 0,2%.

С4Н10 — 0,3%.

CO — 0,2%.

H2 — 0,3%.

Теоретичне кількість сухого газу L0 затрачуваного на спалювання одного кг палива равно:

L0 = 138?(0,0179?CO + 0,248?H2 + P. S [(m+n/4)/(12m+n)]CmHn), (1) де склади горючих газів виражені в об'ємних долях.

Підставивши відповідні значення, получим:

L0 = 138?(0,0179?0,002 + 0,248?0,003 + 0,125?0,98 + 0,116?0,01 +.

0,1136?0,002 + +0,1121?0,003) = 17,25 кг/кг.

Для визначення теплоти згоряння палива скористаємося характеристиками горіння простих газов.

Таблиця 2.

|Газ |Реакція |Тепловий еф — | | | |фект реакції, | | | |кДж/м3 | |Водень |Н2 + 0,5О2 = Н2О |10 810 | |Оксид вуглецю (11) |ЗІ + 0,5 О2 = СО2 |12 680 | |Метан |СН4 + 2 О2 = СО2+ 2Н2О |35 741 | |Ацетилен |С2Н2 +2,5 О2 = 2СО2 + Н2О |58 052 | |Етилен |С2Н4 + 3 О2= 2СО2+ 2Н2О |59 108 | |Етан |С2Н6 + 3,5 О2 = 2СО2 + 3Н2О |63 797 | |Пропан |С3Н8 + 5 О8 = 3СО2 + 4Н2О |91 321 | |Бутан |С4Н10 + 6.5 O2 = 4CO2+ 5 H2O |118 736 | |Сірководень |Н2S + 1.5O2 =S2O + H2O |23 401 |.

Кількість тепла QV, яке вирізняється під час спалювання 1 м³ газу одно: Q? = P. S ?і? Hi = 0,98?35 741 + 0,01?63 797 + 0,002?91 321 + 0,003?118 736 + 0,002?12 680 +0,003?10 810= 36 260,79 (кДж/кг), де ?і - об'ємна частка компонентів газа;

Hi — парниковий ефект реакції (кДж/м3).

Щільність газоподібного топлива:

?t = (SCmHn?Mi / V0)?(Т0 / Т0+tт), (2) де Mi — мольная маса палива (кмоль/кг); tт — температура палива; tт = 20 0 C.

V0 — мольный обсяг; V0 = 22.4 м3/кмоль.

Т0 = 273 0 К.

?т = (0,98?16 + 0,01?30 + 0,002?44 + 0,003?58)?273 / 22,4?(273 + 20) =.

0,6756 кг/м3.

Кількість тепла яке вирізняється під час спалювання 1 кг палива равно:

Q = Q? / ?т = 36 260/0,6756 = 53 671,98 Дж? м3.

Маса сухого газу, подаваного в сикатив барабан, для 1 кг спалюваного палива визначається загальним коефіцієнтом надлишку повітря ?, який буде необхідний спалювання палива й розведення топочных газів, до температури суміші. tсм = 300 0 C.

Значення? знаходять з рівнянь матеріального і теплового балансу. — Рівняння матеріального баланса:

1 + L0 = Lс. г + S9n/(12m+n)CmHn, (4) де Lс.г. — маса сухих газів які утворилися при згорянні 1 кг топлива;

CmHn — масова частка компонентів, при згорянні яких утворюється вода (кг/кг). — Рівняння теплового баланса:

Q? + cт? tт + ??L0?I0 = [ Lс.г.+ L0(? — 1)]?iс.г.+ [??L0?х0 +.

S9n/(12m+n)CmHn], (5) де? — загальний ККД враховує ефективності роботи топки і тепла топкою в довкілля;? = 0,95; ст — теплоємність газоподібного палива за нормальної температури палива 200 З; ст = 1,34 кДж/(кг?к);

I0 — энтальпия свіжого повітря (кДж/кг); I0 = 49 кДж/кг; iс.г. — энтальпия сухих газів; iс.г. = сс.г.?tc.г. = 1,05?300 = 315 (кДж/кг), де сс.г. = 1,05 кДж/(кг?К) tс.г. = 300 градусів; x0 — влагосодержание свіжого повітря за нормальної температури t0 = 200С і вологості ?0 = 70%, х0 = 0,0125 кг/кг iп = r0 + сntn = 2500 + 1,97?300 = 3091 (кДж/кг) де r0 — теплота випаровування води за нормальної температури 0 градусів r0 = 2500 кДж/кг сп — середня теплоємність водяних парів, сп=1,97 кДж/(кг?К); tп — температура водяних парів tп = tс.г. = tсм. = 300 0C.

Вирішуючи спільно рівняння 4 і п’яти, отримуємо:? = [Qп??+cт?tт-iс.г.(1-S9n/(12m+n)CmHn)-iпS9n/(12m+n)CmHn]/L0?(iс.г.+iп?x0- I0) (6).

Перелічимо зміст компонентів палива при згорянні яких утворюється вода, з об'ємних часток на масові по формуле:[pic].

?(A) = ?(A)?M (A)?273 / 22,4??т?(273+t0).

?(CH4) = 0,6 157?0,98?16 = 0,9654.

?(C2H6) = 0,6 157?0,01?30 = 0,0185.

?(C3H8) = 0,6 157?0,002?44 = 0,0054.

?(C4H10) = 0,6 157?0,003?58 = 0,0107.

Кількість вологи, яке вирізняється при згорянні 1 кг палива равно:

[pic]2,17 + 0,0333 + 0,972 + 0,0166 = 2,2296.

Коефіцієнт надлишку повітря знаходимо по рівнянню (6):

?=[53 671,98?0,95 + 1,34?20 — 315(1 — 2,2296) — 3091?2,2296]/.

/17,25(315 + 3091?0,0125 — 49) = 8,47.

Загальна питома маса сухих газів отримувана під час спалювання 1 кг палива й розведенні топочных газів повітрям до температури суміші tcм = 300 градусів равна:

[pic], (7).

Gс.г. = 1 + 8,47?17,25 — 2,2296 = 144,878 (кг/кг).

Питома маса водяних парів у газовій суміші під час спалювання 1 кг палива равна:

[pic], (8).

Gп = 8,47?0,0125?17,25 + 2,2296 = 4,056 (кг/кг).

Влагосодержание газів на вході у сушилку (х1 = хсм) равно:

[pic], х1= 4,056/144,878 = 0,028 кг/кг;

Энтальпия газів на вході у сушилку:

[pic], (9).

I1 = [53 671,98?0,95 + 1,34?20 + 8,47?17,25?49] / 144,878 = 401,541 (кДж/кг).

Оскільки коефіцієнт надлишку повітря? великий (? > 1), фізичні властивості газової суміші, яка у ролі сушильного агента, мало від фізичних властивостей повітря. Це дає можливість вільно використовувати під час розрахунків діаграму стану вологого воздуха.

Глава 2. Визначення параметрів відпрацьованих газів, витрати сушильного агента і витрати тепла на сушку.

З рівняння матеріального балансу сушарки визначимо витрата вологи W, удаляемой з висушеного материала.

[pic], (10).

W = 3,3?(10 — 0,5)/(100 — 10) = 0,348 (кг/с).

Запишемо рівняння внутрішнього теплового балансу сушилки:

[pic], (11).

де? — різницю між питомими парафією і витратою тепла у сушильною камері; з — теплоємність вологи у вологому матеріалі за нормальної температури ?1, кДж/(кг?К); qдоп — питомий додатковий підвід тепла в сушилку, [кДж/кг?влаги]; під час роботи сушарки по нормальному сушильному варіанту: qдоп = 0; qт — питома витрата тепла в сушилці з транспортними засобами, кДж/кг вологи; в аналізованому разі: qт = 0; qм — питома витрата тепла в сушильній барабані з высушиваемом матеріалом, кДж/кг?влаги.

[pic] = 3,3?0,8?(53 — 20)/0,348 = 250,345 (кДж/кг).

Див — теплоємність висушеного матеріалу, кДж/(кг?К).

?2 — температура висушеного матеріалу виході з сушарки, 0С.

При випаровуванні поверхневою вологи ?2 приймається приблизно однаковою температурі мокрого термометра при відповідних параметрах сушильного агента. Беручи участь у першому наближенні процес сушіння адиабатическим, знаходимо ?2 по діаграмі Рамзина по початковим параметрами сушильного агента:

?2 = 53 [pic] qп — удільні втрати тепла в довкілля, кДж/кг вологи; на 1 кг испаренной вологи: qп = 22.6 кДж/кг?влаги;

Підставивши відповідні значення, получим:

? =4,19?20 — (250,345 + 22,6) = -189,145 (кДж/кг?влаги);

Запишемо рівняння робочої лінії сушки.

[pic] (12).

Для побудови робочої лінії сушіння з діаграми Рамзина необхідно знати координати (x і I) мінімум двох точок. Координати першої точки відомі: x1 = 0,028 (кг/кг), I1 = 401,541(кДж/кг). Для перебування координат другий точки задамося довільним значенням x і визначимо відповідне значення I. Нехай x = 0,1 кг влаги/кг сухий. возд. Тоді рівнянню 12.

I = 401,541 + (-189,145)?(0,1−0,028) = 387,92.

Через 2 крапки над діаграмі Рамзина з координатами (х1,I1) і (x, I) проводимо лінію сушіння до перетину з заданим кінцевим параметром t2 = 80 градусів. У точці перетину лінії сушіння з изотермой t знаходимо параметри відпрацьованого сушильного агента: х2 = 0,11 (кг/кг).

I2 = 375 (кДж/кг).

Витрата сухого газу Lс.г. равен:

[pic], (13) Lс.г. = 0,348/(0,11 — 0,028) = 4,24 (кг/с).

Витрата сухого повітря L равен:

[pic], (14); L = 0,348/(0,11 — 0,0125) = 3,57 (кг/с).

Витрата тепла на сушіння Qc равен:

[pic], (15) Qc = 4,24?(401,541 — 49) = 1494,7 (кВт).

Витрата пального на сушіння Gт равен:

[pic], Gт = 1494,7/53 464,794 = 0,028 (кг/с).

Глава 3. Визначення основних розмірів сушильного барабана.

Розрахунок основних розмірів сушильного барабана зводиться до визначення обсягу сушильного барабана Vб, довжини і діаметра барабана.

Визначивши довжину, і діаметр барабана, вибирають стандартний аппарат.

Обсяг барабана складається з обсягів який буде необхідний сушіння Vсуш і обсягу для прогріву материала.

Vб = Vсуш + Vпрогр (16).

Обсяг необхідний сушіння матеріалу можна визначити по формуле:

[pic], (17) де Кv — об'ємний коефіцієнт массопередачи, с-1.

?Хср — середня рушійна сила массопередачи, кг влаги/м3.

Рушійну силу массопередачи? Хср визначаємо по уравнению:

[pic], (18) де [pic].

?Хб = Х1* - Х1 — рушійна сила на початку процесу сушіння, кг/м3.

?Гм = Х2* - Х2 — рушійна сила наприкінці процесу сушіння, кг/м3.

?рб = р1* - р1 — рушійна сила на початку процесу сушіння, Па.

?рм = р2* - р2 — рушійна сила наприкінці процесу сушіння, Па.

Х1*, Х2* - рівноважний зміст вологи на вході у сушилку і виході з її, кг/м3 р1*, р2* - тиск насичених парів над вологим матеріалом на початку й кінці процесу сушіння, Па. Їх значення визначаються по температурі мокрого термометра сушильного агента на початку tм1 і наприкінці tм2 процесу сушки.

По діаграмі Рамзина знайдемо: tm1 = 57 оC р1* = 18 498 (Па), tm2 = 56 оC р2* =17 109 (Па); р1, р2- тиск водяних парів в газі кінці процесу сушіння, Па. Їх визначають по формуле:

[pic], (19) де Х — влагосодержание на вході чи виході з сушарки. Тоді на вході у сушилку p1 = (0,028/18?105) / (1/29 + 0,028/18) = 4321 Па виході з сушарки р2 =(0,11/18?105) / (1/29 + 0,11/18) = 15 054 Па.

?pср = ((18 498−4321) — (17 109 — 15 054)) / ln (16,7) = 6276 Па Откуда? Хср по рівнянню 18 буде равно:

?Хср = 6276?18 / (105?22,4?((273 + 190)/273)) = 0,029 (кг влаги/м[pic]) tср = (tвх + tвых) / 2 = 300 + 80 / 2 = 190 0С.

Що стосується сушіння кристалічних матеріалів, тобто. під час видалення поверхневою, вільної вологи і паралельному русі матеріалу і сушильного агента, коефіцієнт массопередачи Кv пропорційний коефіцієнта массоотдачи? v.

Для барабанним сушарки коефіцієнт массотдачи? v то, можливо вирахувано по емпіричному уравнению:

[pic] (20) где.

?порівн — середня щільність сушильного агента, кг/м3.

?порівн = М? Т0 / (V0(T0 + tср)) = 29?273 / (22,4?(273 + 190)) = 0,763 кг/м3 з — середня теплоємність сушильного агента, з = 1 кДж/(кг?К).

? — ступінь заповнення барабана высушиваемым матеріалом, % р — середнє парціальний тиск водяних парів в сушильній барабані, Па.

p = (p1 + p2)/2 = (4321 + 15 054)/2 = 9687,5(Па).

? — робоча швидкість сушильного агента в барабані, м/с n — число оборотів барабана (змінюється у реальних барабанах від 2 до.

12 об/мин).

Рівняння 20 справедливо для значений:

??порівн = 0,6 … 1,8 кг/м2?с n = 1,5 … 5 об/мин.

? = 10 … 25%.

Якщо зазначені межі порушуються, то обсяг барабана можна розраховувати за величиною об'ємного напруги по влаге:

[pic], (21) де Аv — значення об'ємного напруги по волозі Швидкість газів у барабанах вибирається залежно від розмірів частинок і насипний щільності высушиваемого матеріалу за таблицею 3.

Таблиця 3 «Вибір робочої швидкості газів у сушильній барабані». |Розмір частинок, мм|Значение швидкості? при насипний щільності | | |350 |1000 |1400 |1800 |2200 | |0,3 — 2 |0,5 — 1,0|2,0 — 5,0|3,0 — 7,5|4,0 — 8,0|5,0 — 10,0| |Більше 2-х |1,0 — 3,0|3,0 — 5,0|4,0 — 8,0|6,0 — |7,0 — 12,0| | | | | |10,0 | |.

Ступінь заповнення барабана залежить від конструкції перевалочних пристроїв: підйомне — лопатеві допускають? = 12 … 14%; розподільні з відкритими й закритими осередками —? = 21 … 27%.

Принимаем:

? = 2,3 м/с n = 5 об/мин.

? = 12%.

[pic].

Тоді обсяг сушильного простору вираховується за формулою 17 і равен:

Vсуш = 0,348 / 0,45?0,029 = 26,6 м³;

Обсяг барабана необхідний прогріву вологого матеріалу визначають по уравнению:

[pic], (22) де Qп — витрата тепла на прогрів матеріалу до температури tм1, кВт.

Qп = GкСм (tм1 — ?1) + WвСв (tм1 — ?1) (23).

Qп = 3,3 * 0,8 * 37 + 0,348 *4,19 * 37 = 151,63.

Кv — об'ємний коефіцієнт теплопередачі, кВт/(м3?К).

[pic].

Kv = 16(2,3 [pic] 0,763)0,9[pic]50,7 [pic]120,54 = 0,3127кВт/м3*К.

?tср — середня різницю температур, 0С.

Св — теплоємність вздуха.

?1 — температура вологого материала.

?1 = Т0.

Для обчислення? tср необхідно знайти температуру сушильного агента tх до якій він охолоджується, віддаючи тепло на нагрівання высушиваемого матеріалу до tм1 .Цю температуру можна висунути зі рівняння теплового баланса:

Qn = Lс.г.?(1+X1)?Cг?(t1 — tх) (24).

Звідки: tx = [pic].

[pic] tx = 267 0С;

Середня різницю температур? tср равна:

[pic], (25).

?tср = ((300 — 20) + (267 — 57)) / 2 = 245 0С;

Підставляємо отримані значення рівняння 22:

Vп = 151,63 / 0,3127?245 = 1,98 м³;

Загальний обсяг сушильного барабана равен:

Vб = Vсуш + Vпрогр = 26,6 + 1,98 = 28,58 м³;

По довідковим даним знаходимо основні характеристики барабанним сушарки — довжину, і діаметр, узявши в основі обсяг сушильного пространства.

По таблиці вибираємо барабанну сушилку № 7119 з такими характеристиками:

Обсяг V = 30,5 м³,.

Діаметр dвн = 1,8 м,.

Довжина l = 12 м,.

Частота n = 5 об/мин;

Визначимо справжню швидкість газів у барабане:

[pic], (26) де Vг — об'ємний витрата вологого сушильного агента виході з барабана, м3/с.

[pic], (27) хср — середнє зміст вологи в сушильній агента, кг/кг.

[pic].

Vг = [pic].

Тогда:

?буд = 6,1 / 0,785?1,82 = 2,4 м/с;

Прийняте:? = 2,3 м/с Час перебування матеріалу в барабане:

[pic], (28) де Gм = V?? м = 30,5 * 0,12 * 1200 =4392 (29).

Отсюда.

? = 4392 / (3,3 + 0,348/2) = 1264,25 с;

Знаючи час перебування, розрахуємо кут нахилу барабана ?:

[pic], (30).

? = (30?12/1,8?5?1264,25 + 0,007?2,4)?(180/3,14) = 2,80;

Перевіримо допустиму швидкість газів по уносу дрібних частиц:

[pic], (31) де? порівн — щільність сушильного агента.

[pic].

?порівн = [29?(105−9687,5)+18?9687,5]?273/(22,4?105?(273+190)) = 0,735 кг/м3;

Ar = (d3??ч??ср?g) / µср2 = [(1?10−3)3 ?1200?0,735?9,8]/(0,025?10−3)2 = 34,6?104;

?порівн і ?порівн — в’язкість і щільність сушильного агента за середньої температурі; d — діаметр частинок матеріалу, м;

?r — щільність частинок материала.

Швидкість віднесення равна:

?ун = 0,025?10−3/1?10−3?0,735?[34,6?106/(18 + 0,575??34,6?106)] = 4,6 м/с;

Робоча швидкість сушильного агента в сушилці ?буд = 2,4 м/с менш як швидкість віднесення частинок? ун = 4,6 м/с, тому розрахунок основних розмірів сушильного барабана заканчиваем.

IV.

Заключение

.

За даними умовам ми розрахували процес конвективного сушіння матеріалу (глини) в барабанним, обертовою сушилці при підігріванні повітря продуктами згоряння опалювального газу. Також наведеними даним произвили розрахунок матеріального і теплового балансів процесу сушіння з допомогою діаграми Рамзина. За розрахунками знайшли тип барабанним сушарки — № 7119 та її характиристики: діаметр dвн = 1,8 м, довжина l = 12 м, обсяг V = 30,5 м³, частота n = 5 об./хв, кут нахилу до обрію якої? = 50.

1. Павлов К. Ф., Романков П. Г., Посков А. А. Приклади і завдання курсу процесів і апаратів хімічної технології. Л.: Хімія, 1981.

2. Сушильные апарати та настанови. Каталог НИИХИММАШ. 3-тє вид., М.,.

1975.

3. Апарати з обертовими апаратами загального призначення. Основні параметри й розміри. ГОСТ 11 875–79.

4. Касаткін О.Г. Основні процеси та апарати хімічної технології. М.:

Хімія, 1973.

5. Ликов М. В. Сушіння у хімічній промисловості. М.: Хімія, 1970.