6.2.2. Зимний период.

Параметры исходного воздуха для Санкт-Петербурга:

,

. [1, стр. 538]

На диаграмме Рамзина при пересечении линий, соответствующих этим параметрам, получается точка А, характеризующая параметры исходного воздуха. Для неё по диаграмме определяются:

- энтальпия исходного воздуха

- влагосодержание исходного воздуха.

При нагревании воздуха в калорифере увеличивается его температура, а влагосодержание остаётся постоянным. Процесс нагревания изображается отрезком АВ. Параметры воздуха на выходе из калорифера (на входе в сушилку):

- температура воздуха на выходе из калорифера;

- энтальпия воздуха на входе в сушилку.

Далее идёт процесс сушки. В теоретической сушилке он протекает при постоянной энтальпии . Процесс сушки изображается отрезком ВС. Сушка ведётся до температуры .

- температура мокрого термометра (при )

- температура воздуха на выходе из сушилки;

- относительная влажность воздуха на выходе из сушилки;

1. Расход сухого воздуха в сушилке L, кг/сек:

,

где l – удельный расход сухого воздуха, кг/ кг влаги.

;

;

2. Расход теплоты в калорифере Q при нормальном варианте процесса сушки для теоретической сушилки, Вт:

.

3. Расход теплоты в калорифере Q_д для действительной сушилки, Вт:

, [1, стр. 427]

где Q_м – расход теплоты на нагрев материала, Вт:

;

,

Q_тр – расход теплоты на трение, Вт; Q_тр=0, т.к. нет транспортных устройств;

Q_пот – потери теплоты, Вт; ; Q_пот=581 Вт; (см. стр.38)

с_в – теплоёмкость воды; .

.

4. Расход воздуха для действительной сушилки L_д, кг/сек:

;

.

5. Удельный расход воздуха для действительной сушилки l_д, кг возд./кг влаги:

.

6. Конечное влагосодержание воздуха для действительной сушилки:

По диаграмме Рамзина определяется точка D – точка пересечения линии x₂=0,029 кг/кг сух.возд и изотермы . Находится в этой точке энтальпия , .

Процесс сушки для зимнего периода изображён на рис.3.

7. Расход греющего пара G_гп, кг/сек:

,

где x_гп – степень сухости греющего пара, x_гп=0,95;

r_гп – удельная теплота парообразования, [1,стр. 550]

Расход греющего пара для зимнего периода больше, чем для летнего, поэтому дальнейший расчет теплонагревателя проводится для зимнего периода, как наиболее напряженного. Расчет сушилки, циклона и рукавного фильтра необходимо вести так же для зимнего периода (больше расход сухого воздуха).

7. Расчёт пневматической сушилки.

7.1. Коэффициент теплоотдачи α от горячего воздуха к частицам материала:

, [1,стр.150]

где λ – коэффициент теплопроводности при средней температуре:

	50	90	100
	0,279	x	0,0326

[1,стр.530]

;

Nu – коэффициент Нуссельта,

, [1,стр. 93]

где d_э – эквивалентный диаметр частиц, ;

- истинная плотность материала, ;

- плотность воздуха:

, [1,стр. 13]

где - плотность воздуха при ;

[1,стр. 513]

- атмосферное давление;

T – средняя температура воздуха в сушилке;

;

;

- ускорение свободного падения;

- вязкость воздуха:

, [1,стр. 15]

где С = 124 – постоянная Сатерленда [1,стр. 513]

.

.

Пользуясь зависимостью [1,стр. 444, рис. 10.11.] определяем:

.

7.2. Число частиц материала n, проходящих через сушилку за 1 секунду:

, [1,стр.530]

где G_к – производительность сушилки по высушенному продукту, ;

.

7.3. Площадь F_c поверхности теплообмена воздуха с частицами, м²:

7.4. Количество теплоты Q_с, отдаваемое горячим воздухом материалу:

, [1,стр.444]

где Q₁ – расход теплоты на нагревание влажного материала, Вт:

; [1,стр.444]

;

Q₂ – расход теплоты на испарение влаги, Вт:

, [1,стр.444]

где [1,стр.549]

;

Q₃ – расход тепла на нагрев высушенного материала, Вт:

; [1,стр.444]

;

7.4. Продолжительность сушки τ_с,с:

, [1,стр.445]

где - средняя разность температур воздуха и материала, К;

воздух

материал

; ;

.

7.5. Длина пневматической сушилки l_с, м:

[1,стр.445]

где - скорость воздуха в сушилке, м²/с;

- скорость осаждения частиц:

, [1,стр.94]

где g = 9,8 м/с² – ускорение свободного падения;

- критерий Лященко; , [1, рис.3.1.]

;

;

.

В действительности время пребывания частиц в трубе-сушилке больше, чем получается по расчёту, так как в расчёте не учитывается время на разгон частиц, только после которого устанавливается режим движения; это подтверждается экспериментальными данными. Дополнительная длина трубы l_p может быть определена по эмпирической зависимости:

, [1,стр.445]

где d – диаметр частицы, мм;

.

7.6. Диаметр пневматической сушилки D,м:

[1,стр.446]

7.7. Гидравлическое сопротивление пневматической сушилки Δ p_суш, Па:

,

где - потери давления, обусловленные трением газового потока о стенки трубы, Па:

, [1,стр.21]

где λ – коэффициент сопротивления трубы (трения). При турбулентном движении рассчитывается как:

, [1,стр.21]

где ε – относительная шероховатость:

,

где e – средняя высота выступов на стенках трубы, e = 0,2 мм [1,стр.519];

;

, ;

;

- статический напор, обусловленный весом материала в трубе, Па:

,

где F – площадь поперечного сечения трубы сушилки, м²;

;

;

- динамические потери напора, обусловленные затратой энергии на разгон частиц, Па:

.