Розрахунок прямоточної барабанної сушильної установки, страница 2

x₂ = 0,024 кг/кг сухі повітря;

І₂ = 125 10³ Дж/кг сухі повітря.

Визначаємо питома витрата повітря, І, кг/кг, по формулі:

,

(1.6)

Витрата сухого повітря на сушіння, L, кг/с, становить:

,

(1.7)

Витрата вологого повітря, що надходить у калорифер, L_{вл. о}, кг/с:

,

(1.8)

Витрата вологого повітря, що виходить із сушарки, L_{вл. 2}, кг/с:

,

(1.9)

Знаходимо об'ємну витрату повітря :

,

(1.10)

де r_вл. - щільність вологого повітря визначаємо по формулі [1]:

,

(1.11)

де Р - загальний тиск, Па; φ - відносна вологість; Р_Н - тиск насиченої водяної пари при даній температурі, Па. Потрібно врахувати, те що температура вологого повітря вище температури насичення водяної пари при загальному тиску Р, то Р_Н = Р; Т - температура повітря, К.

Об'ємна витрата вологого зовнішнього повітря, що надходить у калорифер, V_{вл. о}, м³/с:

,

(1.12)

де ρ_{вл. о} - щільність вологого зовнішнього повітря, що надходить у калорифер, кг/м³,

Визначаємо ρ_{вл. о} , кг/м³:

,

(1.13)

де Р - загальний тиск, Па (Р = 745 мм рт. ст., переводимо в Па); φ₀ - відносна вологість зовнішнього повітря; Р_Н0 - тиск насиченої водяної пари при температурі повітря t₀, Па. Значення Р_Н0 можна знайти в літературі [2; табл. П40]; Р_Н0 = 20,3 мм рт.ст. = 2706 Па; Т₀ - температура зовнішнього повітря, К.

Тоді

Об'ємна витрата вологого повітря на виході з калорифера V_вл.1, м³/с, розраховуємо аналогічно:

,

(1.14)

де ρ_{вл. 1} - щільність повітря на виході з калорифера. Розраховуємо аналогічно ρ_вл.0, При t₁ = 100 °С дорівнює Р₁ = 101308 Па.

Температура повітря на виході з калорифера дорівнює t₁, а відносну вологість φ₁, %, визначаємо по формулі:

,

(1.15)

де Р_max - барометричний тиск, Р₁ = 101308 Па

Відповідно до цього об'ємну витрату вологого повітря на виході з калорифера:

Об'ємна витрата вологого повітря на виході із сушильного барабана, V_вл.2, м³/с, розраховуємо при температурі повітря t₂ = 55 °C і відносної вологості φ₂ = 55 %.

,

(1.16)

розраховуємо аналогічно ρ_вл.0.

Питома витрата тепла на нагрівання повітря в калорифері q, Дж/кг:

,

(1.17)

Витрата тепла на сушіння Q, Вт, становить:

,

(1.18)

1.6. Зимові умови.

Знаходимо параметри зовнішнього повітря для зимових умов міста Дніпропетровськ (прил. 2): t₀¢ = -6,0 °C, φ₀¢ = 88 %. Вологовміст і тепломісткість зовнішнього повітря в крапці А краще визначити аналітично, тому що при негативних температурах повітря визначення їх по діаграмі важко й помилково.

Вологовміст зовнішнього повітря x₀¢, визначимо по формулі:

,

(1.19)

де Р¢_Н0 - тиск насиченої водяної пари при температурі t¢₀, Па; Р - загальний тиск, Па (Р = 745 мм рт. ст.).

При t'₀ = -6 °C P'₀ = 2,761 мм рт. ст. = 368 Па

Энтальпию зовнішнього повітря, І'₀, визначаємо по формулі [1]:

,

(1.20)

Зробивши аналогічне попередньому побудову процесу на І-x діаграмі (рис. 2), одержимо: x'₁ = x'₀ = 0,002 кг/кг сухого повітря.

І'₁ = 108000 Дж/кг сухого повітря,

x'₂ = 0,016 кг/кг сухого повітря,

І'₂ = 100000 Дж/кг сухого повітря,

Еe = -3,4 мм,

t₂ = 55 °С,

Відповідно питома й загальна витрати сухого повітря на сушіння в зимових умовах складе:

          

Витрата вологого повітря, що надходить у калорифер:

Витрата вологого повітря, що виходить із сушарки:

Об'ємні витрати вологого повітря:

Питома й загальна витрати тепла в цих умовах будуть:

Зіставимо отримані значення витрати повітря й тепла для літніх і зимових умов. Помітимо, що в зимових умовах витрата тепла більше, ніж у літніх, а витрата повітря трохи більше в літніх умовах, чим у зимові. У нашому випадку це співвідношення дотримується, виходить, розрахунок виконаний правильно.

1.7 Розрахунок розмірів барабана й потужності, необхідної на обертання барабанної сушарки.

Визначаємо обсяг барабана V_б, м³, по формулі:

,

(1.21)

де А - напруга барабана по волозі, кг/(м³ ч); W - кількість вологи, що випаровує в сушарці, кг/ч.

Прийнявши А = 20 кг/(м³ ч), одержуємо:

Відношення довжини барабана до його діаметра звичайно приймається L_б:D_б = (5-7) [1,12].