7. Расчет коэффициента теплоотдачи

Для расчета конвективной теплоотдачи применяем эмпирические уравнения, которые устанавливают зависимость критерия Нуссельта, от критерия Рейнольдса:

.

где

υ – средняя скорость газа, м/с;

l – определяющий линейный размер, м;

λ – коэффициент теплопроводности, В_Т/м·К;

ν – кинематический коэффициент вязкости, м²/с;

т.к. , т.е. , тогда критерий Нуссельта вычисляем по формуле:

где порозность псевдоожиженного слоя, ;

критерий Прантля

Тогда коэффициент теплоотдачи будет равен:

Среднюю температуру сушильного агента находим по формуле:

где температура материала рассчитанная

Находим температуру газа на выходе из псевдоожиженного слоя:

где

теплоемкость газа

и температура газа на входе в слой и на выходе из него;

температура материала в слое

По площади кипящего слоя высоте и порозности определяем заполнение сушилки материалом и среднее время сушки материала.

II. Вспомогательные и дополнительные расчеты

1. Расчет плотности влажного газа

Плотность пара значительно меньше плотности сухого газа, поэтому при расчете параметров псевдоожиженного слоя, гидравлического сопротивления воздуховодов и в некоторых других случаях следует плотность сушильного агента находить с учетом его влагосодержания.

Рассматривая плотность влажного газа ρ_в.г. как сумму плотностей абсолютно сухого газа ρ_с.г. и пара ρ_п, взятых при их парциальных давлениях, а влагосодержание х как соотношение плотностей пара и воздуха () получим расчетную формулу:

Парциальное давление сухого газа Р_с.г. вычисляем как разность между общим давлением смеси Р и парциальных давлений пара Р_п.

Парциальное давление пара Р_п можно найти по дополнительному графику на I – х диаграмме в зависимости от величины влагосодержания х.

Плотность сухого газа при давлении Р_с.г. и температуре t:

где

2. Расчет калорифера при сушке воздухом

Поверхность теплообмена калорифера определяют по уравнению теплопередачи:

где общее количество теплоты, кВт;

средний температурный напор, ⁰С;

коэффициент теплоотдачи

При этом температурные напоры и на концах теплообменника рассчитывают как разность температуры греющего пара и температура воздуха при входе в калорифер или на выходе из него

тогда

Рекомендуемая скорость воздуха 3…5 кг/м²·с. Принимаем По ГОСТ 7201-70 принимаем оребренный калорифер средней модели №9.

Поверхность теплообмена –

Живое сечение для воздуха –

Размеры секций:

Длина – 200 мм

Ширина – 880 мм

Высота – 1050мм

Находим необходимое число секций выбираем с 20% запасом по сравнению с расчетным:

Фактическое число секций принимаем 16 шт.

Секции калорифера устанавливают параллельно по ходу воздуха, так, чтобы получить в них рекомендуемую скорость воздуха, и последовательно по ходу воздуха, для набора необходимой поверхности теплообмена. Затем рассчитывают среднюю массовую скорость воздуха в калорифере:

где расход абсолютно сухого воздуха, .

площадь живого сечения секций, включенных параллельно по ходу воздуха,

Фактическая скорость воздуха:

Потери давления при проходе воздуха через секцию калорифера можно определить по формуле:

Сопротивление секций средней модели в 1,2 раза меньше, чем большой.

Сопротивление 16 секций 14.78 Па

Секции калорифера устанавливают параллельно по ходу воздуха, так, чтобы получить в них рекомендуемую скорость воздуха, и последовательно по ходу воздуха для набора необходимой поверхности теплообмена. Затем рассчитываем среднюю массовую скорость воздуха в калорифере:

где расход абсолютно сухого воздуха, (кг/с)

площадь живого сечения секций, включенных параллельно по

ходу воздуха, м².

Фактическая скорость воздуха:

Потери давления при проходе воздуха через секцию калорифера можно определить по формуле:

Сопротивление секций средней модели в 1,2 раза меньше, чем большой.

Сопротивление 16 секций составляет 147,8 Па.