![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •3 Конструктивний та Теплотехнічний розрахунок апаратА для здійснення тепло- і масообмінних процесів
- •3.1 Підбір типу тепло- і масообмінного апарата
- •3.2 Розрахунок горіння палива
- •3.3 Розрахунок початкових параметрів теплоносія
- •3.4 Побудова теоретичного процесу сушіння на діаграмі
- •3.5 Побудова дійсного процесу сушіння на діаграмі
- •3.6 Тепловий баланс тепло- і масообмінного апарата
- •3.7 Матеріальний баланс процесу сушіння
- •3.8 Розрахунок об’єму повітря і відхідних газів
- •3.9 Розрахунок технічних характеристик тепло-і масообмінного апарата
3.4 Побудова теоретичного процесу сушіння на діаграмі
Для побудови теоретичного процесу сушіння розраховують початковий вологовміст димових газів, розбавлених повітрям, за формулою:
-
В
В'
Е
С
А
Рп=38675 Н/м2
Д
Вологовміст,
d,
г/кг сух. газу
Рисунок 3.1 – Графічне зображення процесу сушіння до розрахунку сушильного барабана
|
(3.43) |
Розрахунок
зміни об’єму продуктів згоряння
за рахунок додаткового введення водяної
пари з атмосферним повітрям проводять
за формулами:
|
(3.44) | |||
|
(3.45) | |||
|
(3.46) | |||
де |
|
- |
об’єм водяної пари при згорянні коксодоменної суміші, м3/м3; | |
|
|
- |
коефіцієнт витрати повітря (див. табл. 3.1); | |
|
|
- |
коефіцієнт загальної витрати повітря; | |
|
|
- |
теоретична кількість повітря, необхідного для згоряння 1м3 газу, м3/м3; | |
|
|
- |
кількість повітря, необхідного для згоряння коксодоменної суміші, нм3/кг. |
Об’єм
не залежить від коефіцієнта надлишку
повітря.
Кількість повітря, необхідного для згоряння коксодоменної суміші з урахуванням частки доменного і коксового газу, визначають за формулами:
|
(3.47) | |||
|
(3.48) | |||
|
(3.49) | |||
де |
|
- |
частка коксового і доменного газу у складі коксодоменної суміші відповідно. |
нм3/кг;
нм3/кг;
нм3/кг.
Змінний об’єм продуктів згоряння дорівнює:
нм3/кг;
нм3/кг;
нм3/кг.
Початковий вологовміст димових газів складає
г/кг
сух. газу.
Теоретичний
процес сушіння на
діаграмі
(див. рис. 3.1), зображений лінією ВС,
закінчується при
г/кг сух. газу. Точка С характеризується
параметрами: постійною тепломісткістю
кДж/кг сух.газу і кінцевою температурою
теплоносія
˚С.
Витрату сухих газів для теоретичного процесу сушіння знаходять за формулою
|
(3.50) | |||
де |
|
- |
відповідно кінцевий і початковий вологовміст теплоносія при теоретичному процесі сушіння, г/кг сух. газу. |
кг сух.
газу/год.
3.5 Побудова дійсного процесу сушіння на діаграмі
Загальні теплові втрати при дійсному процесі сушіння представляють собою сумарні втрати тепла на нагрів матеріалу, що сушиться, і витрати тепла в навколишнє середовище через стінки сушильного барабана:
|
(3.51) |
Витрату
тепла на нагрів матеріалу
знайшли
за формулою (3.5).
Втрати тепла через стінки барабана в навколишнє середовище знаходять за формулою
|
(3.52) | |||||
де |
|
- |
температура газів всередині барабана, ˚С; | |||
|
|
- |
температура атмосферного повітря, ˚С; | |||
|
|
- |
коефіцієнт тепловіддачі від продуктів згоряння до стінок всередині барабана; для пічних газів звичайно дорівнює 100÷450 Вт/(м2·град); | |||
|
|
- |
сума теплових опорів стінок сушильного барабана: | |||
|
(3.53) | |||||
де |
|
- |
товщина стального корпусу, м; | |||
|
|
- |
товщина теплової ізоляції, виготовленої із діатоміту, м; | |||
|
|
- |
коефіцієнт теплопровідності стального листа, Вт/(м·град); | |||
|
|
- |
коефіцієнт теплопровідності діатоміту, Вт/(м·град); | |||
|
|
- |
коефіцієнт
тепловіддачі від зовнішньої поверхні
барабана у навколишнє середовище,
Вт/(м2·град);
для стальної поверхні, нагрітої до 50
– 80 ˚С,
| |||
|
|
- |
площа поверхні барабана, м2. |
Для
сушильного барабана № _ товщина стального
корпусу
м, товщина теплової ізоляції та коефіцієнти
їх теплопровідності дорівнюють
Вт/(м·град),
м,
Вт/(м·град) відповідно.
Температуру газів в середині барабана визначають за формулами:
|
(3.54) | |||
|
(3.55) | |||
де |
|
|
температура вхідного теплоносія, ˚С; | |
|
|
- |
температура матеріалу на вході в барабан, ˚С; | |
|
|
- |
температура вихідного теплоносія, ˚С; | |
|
|
- |
температура матеріалу на виході з барабана, ˚С; | |
|
|
- |
середня температура матеріалу в барабані, ˚С. |
Середня температура матеріалу в барабані дорівнює
˚С.
Середня температура газів в барабані дорівнює
˚С.
Площу поверхні барабана знаходять за формулою:
|
(3.56) | |||
де |
|
- |
довжина барабана, м; | |
|
|
- |
середній діаметр барабана, який визначать за формулами: | |
|
(3.57) | |||
|
(3.58) | |||
|
(3.59) | |||
де |
|
- |
внутрішній діаметр барабана, м. |
м;
м;
м;
м2.
Втрати тепла через стінки барабану в навколишнє середовище складають
кДж/год.
Загальні теплові втрати складають
кДж/год.
Втрати теплоємності при дійсному процесі сушіння дорівнюють:
|
(3.60) |
кДж/кг
сух. газу.
Із точки
С відкладають
кДж/кг сух. газу. Лінія ВД відповідає
дійсному процесу сушіння. Точка Е
характеризується температурою вихідного
теплоносія із сушильного барабана і
кінцевим вологовмістом
г/кг сух. газа (див. рис. 3.1).
Дійсна витрата газів на сушіння дорівнює:
|
(3.61) |
кг сух.
газу/год.