Розрахунок барабанної сушарки, що обігрівається повітрям (продуктивність по вихідному матеріалу - 4500 кг/год), страница 2

Розрахунок ведуть за формулами теплопровідності через циліндричну стінку.

Питомий тепловий потік, Вт/м²:

q_l = p d_нар · q_нар = p d_нар a(t₄ – t₀)=3,14×1,616×8,471×22=945,6.                     

За спрощеною формулою:

.         =7,6×3,14×1,504×25=897,3                             

Визначаємо товщину d₂ ,м:

δ₂=(λ₂/q_l)×Π(t₁-t₃) ×(d+2δ₁)=(0.076/945.6) ×3.14×25(1.47+0.024)=

=0.00008×3.14×25×1.5=0.009

Уточнюють зовнішній діаметр барабана, м:

d_нар = d + 2d₁ + 2d₂+ 2d₃=1.47+0.024+0.018+0.002=1.514.                                                                        

Площа зовнішньої поверхні барабана, м²:

F_б = p d_нар L=3.14×1.51×8=38.18.

Теплові втрати в навколишнє середовище, Вт:

Q_n = a F_б (t₄ – t₀)=8.471×38.18×22=7115.3.                                                                                

Питома втрата тепла, Дж/кг вологи:

. 

Витрата повітря L_В, тепла Q_k і пари G_n. Для визначення витрат повітря і тепла на сушіння будуємо за допомогою діаграми I - x сушильний процес.

Точку А знаходять за вихідними параметрами повітря t₀, j (вологоутриманням), точку В - за заданою температурою t₁ і х₀; із діаграми визначають I₁. Точку С (закінчення ідеального сушильного процесу ) знаходять за заданою температурою t₂ і I₂ = I₁.

Щоб знайти напрям реального процесу сушіння з довільної точки l, що лежить на лінії теоретичного процесу (точка l повинна лежати ближче до точки С, щоб відрізки, що беруть участь у графічному розрахунку сушарки, були за можливістю великими) опускаємо перпендикуляр e¦ на лінію АВ, вимірюємо його і визначаємо відрізок eE за формулою:

eE = e¦ D,                                                                                           де D= C_В t`_м + q_g - Sq,   кДж/кг вологи (с_в - теплоємність води, кДж/кг;

q_g - додаткове підведення тепла (у барабанній сушарці q_g = 0), кДж/кг вологи;

Sq - сума втрат тепла (з висушеним матеріалом, у навколишнє середовище з транспортуючими пристосуваннями), кДж/кг вологи.

У барабанній сушарці немає втрат тепла з транспортних пристроїв.

Втрати тепла з висушеним матеріалом, кДж/кг:

,                                                                               де C``_м - теплоємність матеріалу на виході з сушарки, кДж/(кг К):

                  де С -  теплоємність абсолютно сухого матеріалу

Визначають відрізок eE:

eE = e¦D = (x₁ – x₀) [c_в t`_м – (q_м + q_n)].                                             

Тут e¦ береться для довільно обраної точки е на лінії І₁=соnst, e¦ = x₁–x₀;    c_в - теплоємність вологи (води) при t`_м. Якщо D > 0, відрізок eE відкладають від точки е вертикально вгору. У даному випадку D < 0 , тому відрізок еE відкладають униз.

Точку B з'єднують з точкою Е і продовжують лінію до переміщення з заданою ізотермою t₂. Отримана точка С₁ характеризує стан повітря після сушіння. Знаходимо I₂ - теплозміст, кДж/кг сухого повітря; х₂ - вологовміст, кг вологого повітря/кг сухого повітря.

Витрата сухого повітря, кг/год.:

.                                                                                      

Об'єм сухого вологого повітря, що проходить через сушарку за 1 год, м³:

U_вп = L_в U_уд,                                                                                        де U_уд - питомий об'єм вологого повітря на 1 кг сухого повітря,

,                                                                 де R - газова постійна для повітря, Дж/(кг·К), R =287;

Т - абсолютна температура повітря, К;

Р_об - загальний тиск пароповітряної суміші, Па;

Р_n - парціальний тиск водяної пари, Па. Приймаємо Р_об = 745 мм рт. ст.