Воздух, подаваемый в сушильную часть, предварительно нагре вается в калорифере от температуры до температуры бу, на это за трачивается тепло
Q12= c0L (б3—б2). |
(15-96). |
Тепловой баланс сушки сведен в табл. 15-3. |
Из теплового баланса |
видно, что к сушильным цилиндрам должно быть подведено тепла
Qc. u = Q i + Q2,3 + |
Q8 + Qe- |
(15-97) |
Затрата тепла в калорифере равна Q12. |
|
|
|
|
Т а б л и ц а 15-3 |
Тепловой баланс сушки |
|
П р и х о д тепла |
Р а с х о д |
тепла |
Тепло с паром, поступающим в цилиндры сушильной ча сти, <2с.ц
Тепло с паром, поступающим в калорифер, Q12’
Тепло, использованное в теп лообменнике, Q0
В с е г о : Qc. ц 4~ Qo 4- Q12
На подогрев сушимого вещества Qx
На сушку во втором и третьем периодах
*3 2, 3
На потери в окружающую среду Qe
На подогрев воздуха в теплообменнике Qg На потери тепла с неиспользованным воз
духом Q10
На потери тепла с уходящим воздухом Qls
В с е г о : Qj + Q 2, 3 + Qe 4~ Qo + Q10 4" Q 1 2
Если теплосодержание греющего пара I кдж/кг и температура вы« ходящего конденсата /к, то часовой расход пара (кг) будет:
в сушильной части
|
|
Dj. = |
Qc-ц |
|
(15-98) |
|
|
|
/ — c w t K |
|
|
в калориферах |
|
|
|
|
|
|
D, = |
Ql2 |
|
(15-99) |
|
|
|
/ — cw t K |
|
|
общий |
расход. |
D = Di 4 - Da. |
|
(15-100) |
|
|
|
|
|
|
|
П р и м е р ы |
расчет а суш ки |
|
|
Р а с ч е т в о з д у ш н о й с у ш к и ц е л л ю л о з ы |
Для |
расчета задано: |
|
3000 кгіч абс. сухой целлюлозы. |
Часовая производительность сушилки G = |
Начальная влажность т 2% = 45%. |
Конечная влажность w 2% = |
10%. Воздух, |
которым производится сушка, имеет начальную температуру |
= 10° С и на |
чальную относительную влажность фх — 0,4. |
|
|
Температуре = |
10° С по графику (рис. |
15-1) соответствует давление на |
сыщенного пара рНІ = |
1250 н /м 2. |
|
|
|
Начальное влагосодержание воздуха по формуле (15-38) равно
Фі |
Р ні |
|
0,4- 1250 |
10в |
■= 0,622 |
ІО5 |
Xj = 0,622 |
|
‘ 0,0025 к г / к г . |
|
Р 1.1 |
|
1 - 0 , 4 - 1250 |
- Ф і ІО6 |
|
ІО5 |
Количество влаги, поступающей за 1 ч с целлюлозой в сушилку, по формуле
(15-34) равно
Г і: |
|
-G= |
45 |
• 3000 = 2454 кг/ч . |
|
l0Q — tnt % |
|
|
|
|
|
100 — 45 |
|
Количество влаги, уходящей из сушилки с целлюлозой, по формуле (15-35) |
равно |
|
|
|
|
|
|
«7, |
w 2% |
^ |
= |
10 |
•3000= 333 кгіч. |
|
100 — w 2% |
G |
100— |
|
|
|
|
10 |
|
Примем, что воздух нагревается в калорифере до температуры |
= 160° С. |
Теплосодержание нагретого воздуха |
|
по формуле (15-39) равно |
|
/ = (1 + 1,92*!)»! + 2480л-! = (1 + 1,92-0,0025)- |
160 4- 2480-0,0025 = |
165 к д ж / к г . |
Этому теплосодержанию воздуха по графику (рис. 15-2) соответствует тем пература мокрого термометра tM = t 2 — 40° С.
Температуру воздуха на выходе из сушилки выберем по формуле (15-40)
&з = t M+ A t = 40 + 25 = 65° С.
Снижение температуры воздуха при сушке по формуле (15-41) равно
Д9 = »! — Яд = 160 — 65 = 95° С.
Температура сушимого вещества после сушки по формуле (15-42) равна
|
|
<з = t 2 + 0,85 (&а — і 2) = |
40 + 0,85 (65 — 40) = |
61° С; |
средняя |
температура |
сушимого |
вещества во |
втором |
и третьем периодах |
сушки по формуле (15-43) |
равна |
|
|
|
|
|
t" = t 2 + 0,3 (»з — 12) = 40 + 0,3 (65 — 40) = |
48° С. |
Затраты |
тепла: |
|
|
|
|
на нагрев сушимого вещества по формуле (15-44) |
|
|
Q1 (cG + |
(i2 — |
= (1,45-3000 + 4,18-2454) • (40 — 20) = 292 000 кдж , |
где начальная температура сушимого вещества |
= 20° С; на сушку во втором |
и третьем периодах по формуле (15-45) |
|
|
<32,з = |
(1,45-3000 + 4,18-333) (61 — 40) — 12 390 (2454 — 333) = 5 193 737 кдж , |
где для |
t M = |
40° С по графику (рис. |
15-1) находим т = 2390 кдж /кг. |
Коэффициент теплоотдачи от воздуха к внутренней стенке камеры по фор |
муле (15-49) равен |
|
|
|
|
|
|
«1 = 8 + 29V w K = 8 + 291/4 = 6 6 |
к д ж / м -- ч - г р а д , |
где w K — скорость воздуха вдоль стенок камеры, равная 4 -м /сек .
Температурный перепад ДtK находим из равенства (15-51)
|
|
|
|
|
|
0,1% |
ві Н~ |
|
|
|
|
|
|
Д<к= |
|
|
|
2 |
|
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д*к=- |
|
|
|
|
|
V М<' |
|
0 , 1-66 |
0 , 1-66 |
160 + 65 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
+ |
66 |
•О, |
|
1 + |
66 |
|
2 |
|
|
|
0,58 |
|
|
0,58 • 0,1 |
|
где принимаем температуру окружающей среды И0 = |
25° С, толщину тепловой |
изоляции камеры |
6 = |
0,1 |
м и |
коэффициент теплопроводности изоляции Я = |
= 0,58 кдж/м-ч-град. |
|
|
|
|
|
|
|
коэффициент теплоотдачи |
Путем подбора находим ДtK = 26° С. При этом |
от наружной стенки камеры к окружающему воздуху по формуле (15-50) |
равен |
|
“2 = |
10 |
|
= 10 V 26 = |
23 кдж/м2-ч-град. |
|
Коэффициент теплопередачи через стенки камеры по формуле (15-48) |
равен |
kc. к — ■ |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
■= 4 кдж/м2-ч-град. |
|
|
|
|
|
|
0,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
% |
|
Я |
А2 |
66 |
0,58 |
|
23 |
|
|
Потеря тепла в окружающую среду по формуле (15-47) равна |
|
Qi —kc. I<кс. к Л + Ъ _ _ ЯЛ = 4 . 16о / )60 + |
65 |
25 = 55 680 кдж, |
|
где поверхность камеры Fc. к = |
160 м2. |
|
|
|
|
|
Суммарная затрата тепла в сушилке по формуле (15-52) равна |
|
(? = (?! + Q2,3 + Q5 = 292 000 + |
5 193 737 + |
55 680 = 5 541 417 кдж. |
|
Количество необходимого воздуха по формуле (15-53) |
|
|
|
|
L = ■ Q |
5541 417 = |
58 354 кг. |
|
|
|
|
|
с„Д& |
|
1-95 |
|
|
|
|
|
где теплоемкость воздуха са по формуле (15-54) |
равна |
|
|
с0 — 1 + |
1,92% = 1 + 1,92-0,0025 = |
1,0 кдж/кг-град. |
|
Количество влаги, поступающей с воздухом, по формуле (15-55) равно |
|
|
|
Wn = %L = 0,0025-58354 = |
147 кг. |
|
Конечное влагосодержакие воздуха по формуле (15-56) равно |
|
% = %-)- |
|
|
|
0,0025 + |
----— |
= 0,039 кг/кг. |
|
|
|
|
|
|
|
|
58 354 |
|
|
Количество влаги, уходящей с воздухом, |
по формуле (15-57) равно |
|
Г м = |
WB1+ (Г х — Ws) = |
147 + |
(2454 — 333) = 2268 кг. |
|
Потеря тепла с уходящим воздухом по формуле (15-58) равна |
|
Q6 = cqL |
— &j) = |
1 - 58 354 (65 — 10) = 3 209 470 кдж. |
|
Общая затрата тепла, вносимого воздухом( подогреваемым в калорифере, по формуле (15-59) равна
Qo=Qi + Qs.а + Qb + Qo = 292 000 + 5 193 737 + 55 680+3 209 470= 8 750 887 кдж.
Материальный баланс сушки сведен в табл. 15-4, а тепловой баланс — в
табл. 15-5.
|
|
Т а б л и ц а |
15-4 |
|
Материальный баланс сушки |
|
Приход |
|
Расход |
|
наименование |
кг |
наименование |
кг |
Сухое вещество...................... |
3 000 |
Влага |
с сухим веществом . . |
2 454 |
Сухой воздух .......................... |
58 354 |
Влага |
с воздухом.................. |
147 |
|
В с е г о . . . |
63 955 |
Сухое вещество.................. |
3 000 |
Влага с сухим веществом |
333 |
Сухой воздух ...................... |
58 354 |
Влага с воздухом . . . . |
2 268 |
В с е г о . . . |
63 955 |
Т а б л и ц а 15-5 |
Тепловой баланс сушки
Приход |
|
|
|
Расход |
|
наименование |
кдж |
наименование |
кдж |
С воздухом при подогреве |
8 750 887 |
На подогрев |
сушимого |
292 000 |
в калорифере ................... |
вещ ества |
................... |
\ |
|
На сушку во втором и |
5 193 737 |
|
третьем |
периодах . . |
|
|
Потеря в окружающую |
55 680 |
|
|
среду .......................... |
с |
уходящим |
|
|
Потеря |
3 209 470 |
|
|
воздухом |
................... |
В с е г о . . . |
8 750 887 |
В с е г о . . . |
8 750 887 |
Коэффициент теплопередачи от воздуха к сушимому веществу по формуле
(15-64) равен
k = 28ш0,8 = 2840,8= 86 кдж/м2-<{-град,
где скорость воздуха внутри камеры w = 4 м/сек.
Необходимая поверхность сушимого вещества для его подогрева по формуле
|
(15-60) равна |
|
|
|
Qi |
292 000 |
= 42 ж2, |
|
k(b — t’) |
86(112 — 30) |
|
|
где средняя температура воздуха в камере по формуле (15-62) равна
а = Ь + і з = і6і+.ЁІ = 112оС)
2 2
