Теплотехнический расчёт пневматической сушилки

энтальпии разбавленных дымовых газов воспользуемся диаграммой “I – x” приложения. Точка А на диаграмме характеризует состояние воздуха, поступающего в топку на горение и на разбавление дымовых газов. Её мы находим по следующим параметрам: , х_В = 0,01 кг/кг сухого воздуха. Точка В характеризует состояние дымовых газов в топке и находится по следующим параметрам: , х_д.г. = 0,074 кг/кг сухих газов. Энтальпия дымовых газов в точке В равна: I_Д.Г. = 1545 кДж/кг. Соединяем прямой линией точку А с В и, опускаясь по этой линии вниз из точки В до пересечения с изотермой , находим точку В^|, характеризующую состояние разбавленных воздухом дымовых газов до температуры . Для точки В^| находим: влагосодержание равно х_СМ = 0,035 кг/кг сухих газов, энтальпия I_СМ = 545 кДж/кг. Зная параметры смеси дымовых газов и воздуха (х_СМ, I_CM, t_CM), можем составить уравнение баланса тепла и определить количество воздуха, подаваемого на с I_Д.Г. = 1520 кДж/кг смешение:

,         (2.12)

,                                                            (2.13)

,                                                                                    (2.14)

.

Значение С_ВОЗ. взято из [2, табл.1].

,                          (2.15)

.

Значения  для каждого компонента взяты из [2, табл.9].

.

Общее количество воздуха, идущее для горения и разбавления дымовых газов:

,                                                                                     (2.16)

.

Общий коэффициент избытка воздуха:

,                                                                                             (2.17)

Находим состав разбавленных продуктов горения при α = 5,28:

,

,                                                                      (2.18)

,

,                                                                        (2.19)

,

,                                                                           (2.20)

.

V'_a = 1,07 + 2,65 + 42,52 + 9,18 = 55,42 нм³/ нм³.

Определим плотность данной смеси при :

.

Плотность газа при входе в сушилку с температурой  будет равна:

.

Теоретический процесс сушки на “I–x” диаграмме изображается линией В^|С. Параметрами точки С являются постоянное теплосодержание I = 545 кДж/кг и конечная температура газов, которую  принимаем по практическим данным . По “I – x” диаграмме находим для точки С х₂ = 0,155 кг/кг. Расход сухих газов для теоретического процесса сушки:

.

Для того, чтобы рассчитать расход газов в реальной сушилке, необходимо рассчитать потери тепла в сушилке , которые будут состоять из потерь тепла на нагрев материала  и потерь тепла в окружающую среду  через стенку сушилки:

,                                                                           (2.21)

где - расход тепла на нагрев материала;

- потери тепла в окружающую среду.

Расход тепла на нагрев материала:

,                                                            (2.22)

где - количество высушенного материала выходящего из сушилки;

 и - теплоемкость материала при начальной и конечной влажности.

Песок поступает на сушку с температурой , а на выходе задаемся температурой . Теплоемкость сухого песка по [2, табл.4] равна Cc=0,796 кДж/кг∙град.

,                                                             (2.23)

,                                                                       (2.24)

Тогда расход тепла на нагрев материала составит:

.

Потери тепла в окружающую среду ориентировочно можно принять 15% от расхода тепла на нагрев материала, [2]

.

Общие потери тепла:

Потери теплосодержания газов будут равны:

,                                             (2.25)

Переходим к построению на диаграмме “I – x” приложения реального процесса сушки. Из точки С вниз (при х = const) откладываем величину  и получаем точку Д. Соединяем точку Д с точкой В^| и получаем линию В^|Д, по которой пойдёт процесс реальной сушки. Конечная температура сушки нами установлена ранее: . Точка Е пересечения линии В^|Д действительной сушки с изотермой  характеризует состояние газов на выходе из реальной сушилки. Для этой точки х_К = 0,115 кг/кг.

Действительный расход газов на сушку будет равен:

,                                                                               (2.26)

Расход тепла на сушку находим по формуле:

,                                                      (2.27)

I_H = 450 кДж/кг находим по диаграмме “I – x” для точки В^||, как для воздуха при . I_ВОЗ. = 20,2 кДж/кг находим для точки А, в которой .

.

Расход тепла в топке:

,                                                                                             (2.28)

.

Расход природного газа при теплотворности Q=35800кДж/нм³ составит:

,                                                                                            (2.29)

.

Удельный расход тепла на сушку равен:

,                                                                                          (2.30)

.

Количество испарившейся влаги в трубе-сушилке, приходящейся на 1 газа, равно

,                                                                                  (2.31)

.

Общее количество влаги в разбавленных продуктах горения перед выходом из сушилки составляет

.

Плотность газов в конце трубы при  находим по его составу

.

Плотность газов в конце трубы при

.

Закончив тепловые расчеты, переходим к определению размеров сушилки