- •Міністерство аграрної політики України
- •Розрахунок сушарки з псевдорозріджувальним шаром продукту
- •Гідродинаміка процесів в апаратах з псевдорозріджувальним шаром
- •Розрахунок розпилювальної сушарки
- •Геометричний розрахунок сушильної камери
- •Матеріальний розрахунок
- •Аналітичний розрахунок сушильного процесу в розпилювальній камері
- •Розрахунок циклона
- •Розрахунок калорифера
- •Розрахунок вентилятора
Міністерство аграрної політики України
Вінницький національний аграрний університет
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
ДЛЯ ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ
З ДИСЦИПЛІНИ
«МАШИНИ ТА ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ ПЕРЕРОБКИ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКОЇ ПРОДУКЦІЇ»
для студентів напряму підготовки
0919 – Механізація та електрифікація сільського господарства спеціальності 6.091902 – Механізація сільського господарства
денної та заочної форми навчання
Лабораторна робота № 8 ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ СУШІННЯ ХАРЧОВИХ ПРОДУКТІВ
Вінниця 2011
РОЗДІЛ 9. ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ СУШІННЯ ХАРЧОВИХ
ПРОДУКТІВ
Розрахунок барабанної сушарки
Розрахунок сушарок цього типу (рис. 9.1) починається з визначення кількості вологи , що підлягає випарюванню, і кількості висушеного матеріалу при заданій кількості вологого матеріалу в кг/год
(9.1)
(9.2)
де ,– початкова і кінцева вологість матеріалу, %.
Визначення витрат повітря на одиницю випареної вологи ведеться за формулою:
кг/г, (9.3)
а загальні витрати повітря:
кг/г, (9.4)
де – вологовміст повітряна вході в сушарку, кг/кг повітря;
–вологовміст повітря на виході з сушарки, кг/кг повітря.
; (9.5)
, (9.6)
де – відносна вологість повітря;
–пружність парів вологи в повітрі до нагрівання, Н/м2;
–загальний тиск, Н/м2;
–коефіцієнт, що враховує втрати теплоти в навколишнє середовище;
–кількість теплоти для нагрівання сухого матеріалу від початкової його температури до кінцевої:
, Дж/год (9.7)
де – теплоємність сухого матеріалу, Дж/кгград
–годинна продуктивність сушарки по сухому матеріалу, кг/год;
–кінцева і початкова температури матеріалу, °К;
–тепловміст повітря на вході в сушарку, нагрітого до заданої температури сушіння:
, Дж/кг, (9.8)
Тепловміст повітря на виході з сушарки:
, Дж/кг, (9.9)
де і– теплоємність повітря і парів води при температурі виходу їх з сушарки, Дж/(кгград);
–температура повітря на вході в сушарку, С;
–температура повітря на виході з сушарки, С;
–прихована теплота пароутворення, Дж/кг;
–температура повітря на виході з сушарки.
(9.10)
Тепловміст повітря знаходиться здіаграми або за формулою 9.8. Постількидіаграма розроблена виходячи з умовипри, то в даному випадку температури в формулі 9.8 іу формулі 9.6 необхідно підставляти в °С.
Визначення витрат повітря ведеться за формулою:
, кг/год. (9.11)
Ця кількість повітря повинна відповідати кількості повітря, визначеній з рівняння 9.4.
Об’єм сушильного барабана:
, м3 (9.12)
де – напруження сушарки по волозі, , що підбирається з практичних даних в межах від 5 до 15.
Коефіцієнт заповнення барабана матеріалом:
(9.13)
де – термін сушіння матеріалу, що визначається експериментально, або приймається поданим роботи аналогічних сушарок, хв.
–насипна густина матеріалу, кг/м3
Діаметр барабана:
, м (9.14)
де – швидкість повітря на виході з барабана, приймається в межах 1,5 – 3 м/с;
–об’єм повітря, що виходить з сушарки при температурі Т.
Довжина барабана:
, м (9.15)
Визначаємо потужність,що затрачається на обертання барабана:
, кВт (9.16)
де об/хв
, Н∙м, (9.17)
–кут нахилу вісі барабана;
–коефіцієнт, що залежить від конструкції барабана (при підйомно-лопатевій насадці при секторній або без насадок );
Таблиця 9.1
Напрямок руху |
прямотечійне |
протитечійне | ||
Вага матеріалу |
легкий |
тяжкий |
легкий |
тяжкий |
0,2 |
0,7 |
2 |
5 |
Таблиця 9.2
Діаметр барабана,мм |
1100 |
1200 |
1400 |
1600 |
1800 |
2000 |
2200 |
Вага погонного метра, Н |
10790 |
12570 |
15200 |
18630 |
20600 |
24520 |
26980 |
Коефіцієнт, f |
4∙10-3 |
4,3∙10-3 |
4,1∙10-3 |
4,6∙10-3 |
4,7∙10-3 |
4,9∙10-3 |
5,1∙10-3 |
–коефіцієнт, що визначається з таблиці 9.1;
–приведений коефіцієнт тертя;
–вага сушильного барабана, Н/пог. м, визначається за наступними даними (табл. 9.2);
–к.к.д. привода;
–коефіцієнт, що залежить від типу ущільнення (при сальниковому – , при лабіринтному –);
–коефіцієнт, що враховує ексцентриситет (неспіввісність).
Для сушарок з насадками крутний момент визначається за формулою:
Н/м, (9.18)
де – коефіцієнт, що враховує вплив насадок на крутний момент.
і – довжина насадки і приймальної камери,м.
Приклад. Розрахувати барабанну сушарку за наступними даними:
Продуктивність сушарки з початковою вологістю матеріалу і кінцевою1600 кг/год
Тривалість сушіння матеріалу, 90 хв
Насипна маса матеріалу, 15790 Н/м3
Насипна густина матеріалу, 1600 кг/м3
Теплоємність матеріалу, 1257 Дж/(кг∙град)
Початкова температура сушіння матеріалу, 293 °К
Кінцева температура сушіння матеріалу, 343 °К
Теплоносій – повітря,що має наступні параметри:
температура повітря на вході в калорифер, 293 °К
початкова вологість повітря, 60 %
температура повітря на вході в сушарку, 393 °К
температура повітря на виході з сушарки, 333 °К
напруження сушильного барабана по волозі, 10кг/м3
Розрахунок. Визначаємо кількість вологи, яку необхідно випарити і кількість висушеного матеріалу:
кг/год
кг/год
Кількість повітря, необхідна для випарювання вологи:
Визначаємо вологовміст повітря на виході з сушарки:
кг/кг
Для цього необхідно визначати наступні параметри:
тепловміст повітря на вході в сушарку:
Дж/кг
тепловміст повітря на виході з сушарки:
Дж/кг
Кількість теплоти для нагрівання матеріалу:
Дж/кг
Тоді вологовміст повітря на виході з сушарки:
кг/кг
Витрати повітря на сушіння визначаються за балансом вологи:
кг/год
Витрати повітря на сушіння визначаються за рівнянням теплового балансу:
кг/год
Отже, отримали повне співпадання витрат повітря за балансом вологи і за тепловим балансом.
Об’єм барабана сушарки:
м3
Коефіцієнт заповнення барабана:
Діаметр барабана:
м
Об’єм вологи повітря:
де кг/м3 – густина повітря
м/с – швидкість повітря на виході з сушарки (приймається).
За стандартними розмірами приймаємо найближчий діаметр барабана мм (табл. 9.2).
Тоді довжина його буде:
м
Потужність, що затрачається для приводу барабана:
кВт
де об/хв
–приймається, як для барабана без насадок;
–при протитечійному русі для легкого матеріалу;
–к.к.д. приводу барабана;
–ущільнення сальнікове;
–приймається;
Крутний момент:
Н∙м
Величини іприведені в табл. 9.2