лабка сушка. Лабка сушка. Лабораторная работа 2 Вариант 003 Расчет пневматической сушилки
 Скачать 46.17 Kb.
|
|
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2 Вариант 003 Расчет пневматической сушилкиЦель работы: Освоить методику расчета и проектирования сушильных установок. Общие сведенияСушка — термический процесс принудительного удаления жидкости из твёрдых, жидких веществ или их смесей с помощью испарения. Цель сушки – улучшение качества веществ и материалов, подготовка их к переработке, использованию, транспортированию и хранению. Данный процесс часто является последней технологической операцией перед выпуском продукции. Сушка может быть естественной и искусственной. Естественную сушку из-за значительной продолжительности используют крайне редко. Как правило, в технологических процессах применяют искусственную сушку, проводимую в специальных сушильных установках. Для осуществления процесса сушки к влажному материалу необходимо подводить теплоту. В материале, при обычных способах сушки, влага перемещается в зону фазовых превращений, затем, в виде пара, удаляется в окружающую среду. Испарение влаги создает перепад влагосодержания между внутренними и поверхностными слоями в материале, что вызывает непрерывное движение влаги в направлении к поверхности материала. По способу подвода теплоты к влажному материалу различают следующие виды сушки: конвективная – сушка в потоке нагретого сушильного агента. выполняющего одновременно функции теплоносителя и влагоносителя (среды, в которую переходит удаляемая влага); контактная – сушка при соприкосновении влажного материала с нагретой поверхностью; сушка токами сверхвысокой частоты; сублимационная – сушка вымораживанием в вакууме; радиационная – сушка инфракрасным излучением; акустическая – сушка с помощью ультразвука. Закономерности сушки определяются совместным влиянием одновременно протекающих тепло- и массопереноса. В ходе сушки система «влажное тело-газ» стремится к фазовому равновесию, при котором наблюдается равенство химических потенциалов жидкости и ее пара. При достижении равновесия сушка прекращается. Следовательно, сушка - неравновесный процесс, движущей силой которого является разность химических потенциалов. Эта разность определяется через градиенты параметров материальных потоков, участвующих в сушке (разность парциальных давлений, разность влагосодержаний, разность температур и т.д.). Для сушки во взвешенном состоянии зернистых не слипающихся и кристаллических материалов применяют пневматические сушилки. Сушка осуществляется в вертикальной трубе длиной до 20 м. Частицы материала движутся в потоке нагретого воздуха или топочных газов, скорость которого превышает скорость витания частиц. В подобных трубах- сушилках процесс сушки длится секунды и за такое короткое время из материала удается испарить только часть свободной влаги.  Рис.1 Схема пневматической сушилки 1- бункер для влажного материала; 2- питатель; 3- пневматическая труба; 4- вентилятор для подачи агента сушки; 5- калорифер для нагрева агента сушки; 6- сборник; 7- циклон; 8- устройство выгрузки; 9 – фильтр. В пневматической сушилке материал из бункера 1 подается питателем 2 в трубу 3 и увлекается потоком воздуха, который нагнетается вентилятором 4 и нагревается в калорифере 5. Воздух выносит высохший материал в сборник-амортизатор 6 и затем в циклон 7, где отделяется от частиц материала. Высушенный материал удаляется с помощью разгрузочного устройства 8. Отработанный воздух для окончательной очистки от пыли проходит через фильтр 9, после чего удаляется в атмосферу. Расход энергии в пневматических сушилках значителен, причем он снижается с уменьшением размера частиц материала, который не должен превышать 8 – 10 мм. Для сушки материалов с крупными частицами, а также для удаления из материала связанной влаги пневматические сушилки комбинируют с сушилками других типов. Таким образом, несмотря на компактность и простоту устройства –область применения данных сушилок ограничена. Исходные данные для расчетаОпределить количество теплоты, затраченное на сушку Qc и диаметр пневматической трубы D для сушки влажного песка нагретым воздухом при следующих условиях: производительность сушилки по высушенному материалу G2, начальная влажность песка 10 , конечная влажность песка 02 , температура воздуха перед калорифером t0 , влагосодержание воздуха перед калорифером d0, температура воздуха после калорифера t1, температура воздуха на выходе из сушилки t2, эквивалентный диаметр частиц песка Dп, начальная температура влажного песка tм1, удельные потери теплоты в окружающую среду qп, длина трубы l, удельная теплоемкость песка сп= 0,8 кДж/кг0С, насыпная плотность ρп= 1200 кг/м3 . Давление воздуха в сушилке равно атмосферному. Значение параметров выбрать из табл.1 в соответствии с вариантом. Таблица 1 – Исходные данные
Порядок выполнения расчетовРассчитывается расход влаги W, удаляемой из песка, из уравнения материального баланса, кг/с:  В i-d- диаграмме строится процесс нагрева воздуха в калорифере (0-1) отt0 до t1. Процесс нагрева протекает при постоянном влагосодержании воздуха d0. Далее в i-d- диаграмме строится теоретический процесс сушки при постоянной энтальпии, равной энтальпии нагретого в калорифере воздуха (1- 2а). Для теоретического процесса сушки определяется адиабатическая температура мокрого термометра tма (температура, соответствующая точке пересечения линии адиабатной сушки с линией φ=100%) и влагосодержание воздуха d2а в конце теоретического процесса сушки (влагосодержание для точки пересечения линии адиабатной сушки с изотермой, соответствующей температуре газов t2). Строится действительный процесс сушки (1-2). Для построения действительного процесса используется уравнение внутреннего теплового баланса сушилки. Рассчитывается разность между удельным приходом и расходом теплоты в сушилке, ∆, кДж/кг:  где свл – удельная теплоемкость влаги во влажном материале при температуре tм1, кДж/кг0С; tм2 – конечная температура песка на выходе из сушилки, принимается равной tма, 0С. Находится энтальпия воздуха в конце действительного процесса сушки, кДж/кг: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
