Розрахунок барабанної сушарки, що обігрівається повітрям (розміри сушильного барабана - 10,3 куб.м)

Розрахункова частина

1.Кількість вологи що випаровується за годину, кг:

W=G_н

W=4000*=308 кг.

2.Кількість матеріалу , висушеного за годину, кг:

Gк=Gн-W.

Gк= 4000-308= 3692 кг.

3.Розміри сушильного барабана:

Обєм барабана, М² :

V_б=

V_б= м³

Відношення довжини барабана до діаметра повинно бути таким: L/d=3.5

Звичайно приймають відношення . L/d=5.

V_б= 0.785 d²L=0.785 d²*5d=3.925*d³=10,3

d=

d==1.38м.

Довжина барабана м:

L=5*d

L=5*1,38=6,9 м.

Остаточні розміри барабана обирають відповідно ГОСТ 11875-79

d=1600мм , L=8000мм, l=1650мм, L₁=4700мм, маса=16,9т.

4.Число оборотів барабана в секунду :

 

n=

де а-коефіцієнт для підйомно-лопатевої носадки, а=1,2

-час перебування матеріалу в барабані, сек:

 =

де   - середня насипна щільність матеріалу;

В- коефіцієнт заповнення барабана, В=0,15;

-середня маса матеріалу, що проходить через барабан, кг/год;

tga-тангенс кута нахилу барабана. Барабани мають кут нахилу до горизонту

0,5-6⁰ . Для розрахунку приймають а=2⁰.

5.Втрати тепла в навколишнє седовище, Вт:

Q_n=F_бок (t_ст-t₀),

Q_n=26,5*9,73(35-18)=6379,9 Вт, де F_бок-площа бічної поверхні барабана, м²; F_бок=

F_бок=3.14*1.43*7,15=32,1 м²;

а-коефіцієнт тепловіддачі від стінки барабана в навколишнє середовище,Вт(м³К).

 = _к+ _в

 =7,8+0,48=8,28Вт.

де  _к – коефіцієнт тепловіддачі за рахунок змушеної конвекції навколишнього середовища щодо зовнішньої поверхні обертового барабана,Вт/(м²К),

 _в-  коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням ,Вт(м²К),

t_cт- температура стінки барабана зовнішньої сторони; 0С

t₀-температура навколишнього середовища; ⁰С

6.Приймаємо t_cт=35⁰С і визначаємо режим руху навколишнього повітря щодо зовнішньої поверхні барабана:

де -відносна швидкість руху повітря, м/с

зовнішній діаметра барабана з урахуванням товщини ізоляції, м;

=8-12мм.   

l - довжина окружності  барабана,м,

l= ;

l=3,14*13=4,55м.  - коефіцієнт динамічної в’язкості повітря при t₀ ⁰С.  =0,013

7.Приймаємо попередню товщину теплоізоляції , яка дорівнює 0,06 м;

-щільність повітря при t₀ ⁰С,кг/м³;

Т=Т₀+ t₀

Т- абсолютна температура повітря; 

8.Коефіцієнт тепловіддачі від стінки барабана в навколишнє середовище за рахунок змушеної конвекції, Вт/(м²*К).

 

Вт.

де- =0,01Re⁰⁸;

 -обирають за табл..Ж.2 при знайденому Re і L/d=5.

-теплопровідність повітря при t₀ Вт/м²К(=0,025 Вт/м²К);

9.Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням , Вт/м²К

   

Вт.

деС₀-коефіцієнт випромінювання абсолютно чорного тіла  =5,7Вт /(м²К);

-ступінь чорноватості для поверхні , покритої олійною фарбою,=0,95.

Уточнюють необхідну товщину шару ізоляції. У якості ізоляційного матеріалу приймаємо мінеральну вату з = 0,076 Вт /(м²К). над ізоляцією яка має товщину  , розміщується кожух з листового заліза товщиною =1мм, покритий олійною фарбою. Товщина стінки барабана =12мм.

Можна прийняти   == 60 ⁰С  і  ==35⁰С.

Тут   і   температура внутрішньої і зовнішньої стінок барабана;  і  – температура стінок захисного кожуха.

Розрахунок ведуть за формулами теплопровідності через циліндричну сітку.

10.питомий тепловий потік, Вт/м²:

).

)=904,3.Вт м².

Визначаємо товщину    ,м.

11.Уточнюють зовнішній діаметр барабана, м²:

12.Площа зовнішньої поверхні барабана, м²:

3.14*1.43*7,15=32,1 м²;

13.Теплові втрати в навколишнє середовище,Вт:

).

) = 6379,9 Вт

14.Питома втрата тепла, Дж/кг вологи:

Витрати повітря , тепла  і пари .Для визначення витрат повітря і тепла на сушіння будуємо за допомогою діаграми  1-х  сушильний процес.

Точку А знаходять за вихідними параметрами повітря   ,( волого утриманням ), точку В – за даною температурою   і ; із діаграми визначають  . Точку С(закінчення ідеального сушильного процесу) знаходять за даною температурою  і .

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 е  на лінію АВ, вимірюємо його і визначаємо відрізок еЕ за формулою:

еЕ= е .

де  =-, кДж/кг вологи (- теплоємність води, кДж/кг);

q_(g  )-додаткове виділення тепла (у барабаній сушарці );

-сума витрат 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 :

 Дж/(кгК).

 кг/год.

= 0,84

Витрати тепла в калорифері:

Витрати пари в калорифері:

  кг/год.

Використана література.

Лебедев П.Д. Расчет и проектирование сушильных установок. Госэнергоиздат ,1963.- 320с.

Лыков М.В . Сушка в химической промышленности.-М.:Химия, 1970- 430с.

Перегудов В.В. Тепловые процессы и установки технологии полимерных строительных материалов и изделий, 1973.- 160с.