Расчет пневматической трубы-сушилки

По опытным  данным для древесных частиц критерий Nu рассчитывают по формуле:

Nu = 0,62 Rе _вит.^0,5 = 0,62 · 3378^0,5 = 36

Объемный коэффициент  теплоотдачи:

α_y = 6 Nu · λ t_ср · Ỹ · ρ t_ср / d_э² · ρ _мср = 6 · 36 · 0,426 · 0,67 · 0,693 / (11,79 · 10^-3)² · 580 = 530 Вт/(м³ · к)

Средняя разность температур:

Δ t_ср = [(t₁ – θ₁) - (t₂ – θ₂)] / ln (t₁ – θ₁)/ (t₂ – θ₂) = [(400 - 5) – (90 – 62)] / ln (400 – 5) / (90 – 62) = 139 К

Объем трубы  сушилки:

Vc = (Qu + Qм) / Δ t_ср · α_y = (90 + 43) · 10³ / 139 · 530 = 1,8 м³

Длина зоны сушилки:

l з.с. = Vc / 0,785 · D² = 1,8 / 0,785 · 0,28² = 29 м

Длину трубы от места  ввода сушильного агента до места  ввода влажной стружки принимаем l м = 2 м.

Длина участка  разгона:

l р = 0,5 · w₂ · D = 0,5 · 10,95 · 0,28 = 1,5 м

Общая длина  трубы- сушилки:

l =  l з.с. + l м + l р = 29 + 2 + 1,5 = 32,5 м. Принимаем l =  33 м.

Итак, пневматическая труба-сушилка  имеет D = 280 мм; ¢ 300х10 мм и длину l =  33 м.

 

10. Гидравлическое сопротивление трубы–сушилки

Потери давления при движении чистого сушильного агента на трение и местные сопротивления:

Δ Рг = 0,5 · w₂² · ρ t_ср (1 + λг L/ D + Σ Емс) = 0,5 · 10,95² · 0,693 (1 + 0,0414 33/0,28 + 2) = 327 Па

Где λг – коэффициент  сопротивления трения, при Rе вит. > 2300, λг = 0,316 / 3378^0,25 = 0,0414 [1, формула 1.40]

Местные сопротивления трубы-сушилки принимаем по таблицам 12,13 [5]:

Вход в трубу ζ вх = 1,0 – 1 шт.

Выход из трубы ζ вых = 1,0 – 1 шт.

Σ ζ м.с. = 1 ζ вх + 1 ζ вых = 2

Потери на трение при движении материала (стружки):

Δ Рм = 0,5 · λм · Ỹ l / D · w₂² · ρ t_ср = 0,5 · 0,02 · 0,67 (33/0,28) 10,95² · 0,693 = 65 Па

Где λм – коэффициент  трения; λм = 0,01 – 0,03: принимаем λм = 0,02.

Потери давления на поддержание стружки во взвешенном состоянии:

Δ Рпод = l · ρ t_ср q · Ỹ = 33 · 0,693 · 9,81 · 0,67 = 150 Па

Потери давления на разгон материала до скорости его движения:

Δ Рр = 0,5 · ζ р · Ỹ · w₂² · ρ t_ср = 0,5 · 1,5 · 0,67 · 10,95² · 0,693 = 42 Па

Где ζ р – коэффициент сопротивления разгона материала, ζ р = 1 – 2, принимаем ζ р = 1,5.

Общее гидравлическое сопротивление  трубы-сушилки:

Δ Рс = Δ Рг + Δ Рм + Δ Рпод + Δ Рр = 327 + 65 + 150 + 42 = 584 Па

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

Основным элементом  пневматической трубной сушилки  является вертикальная труба диаметром  до 2 м, высотой до 30 м, в которой  высушиваемый материал транспортируется потоком сушильного воздуха в режиме, близком к идеальному вытеснению. Пребывание материала в зоне сушки кратковременное, обычно несколько секунд. Количество находящегося в сушилке материала невелико. Эти особенности позволяют использовать пневмотрубы для сушки различных дисперсных материалов (порошкообразных, зернистых, гранулирован и взрывоопасных).

 Пневматические трубы-сушилки  могут быть разнообразных конструкций  в зависимости от свойств высушиваемого материала и требований к высушенному продукту.

Пневматические трубы-сушилки относятся к более новым и менее изученным. По некоторым показателям они пока уступают сушилкам псевдоожиженного слоя, но выгодно отличаются простотой конструкции и малой металлоемкостью, легкостью управления, обслуживания и др. Кроме того, они работают под разрежением, что обеспечивает большую безопасность и хорошие санитарные условия.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

 

1. Павлов К.ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии.  Л., Химия, 1987. 576с.
2. Процессы и аппараты химической технологии. Справочные материалы.  Екатеринбург, УГЛТУ, 2002. 121 с.
3. Ведерникова М.И., Старцева Л.Г., Орлов В.П., Терентьев В.Б. Проектирование сушильных установок для сушки измельченной древесины. Ч.III. Примеры расчета сушилок. Екатеринбург, УГЛТА, 2001. 41 с.
4. Ведерникова М.И., Старцева Л.Г., Орлов В.П., Терентьев В.Б., Штеба Т.В., Кожевников Н.П. Проектирование сушильных установок для сушки измельченной древесины. Ч.I. Технологические и гидродинамические расчеты сушилок. – Екатеринбург, УГЛТА, 2001. 40 с.
5. Ведерникова М.И. Гидравлические расчеты. Расчет и выбор насосов и вентиляторов Ч.I. Екатеринбург, УГЛТА, 2002. 40с.
6. Старцева Л.Г., Ведерникова М.И. Гидравлические расчеты Ч.II. Примеры расчетов и выбора насосов и вентиляторов. Екатеринбург, УГЛТА, 2000. 44с.
7. Ведерникова М.И., Таланкин В.С., Панова Т.М. Общие требования к   выполнению и оформлению курсовых и дипломных проектов (работ). Требования к текстовой части. Ч. I. Екатеринбург, УГЛТУ, 2002. 56 с.

 

 

Рисунок 1. Построение рабочей линии процесса сушки на У-х диаграмме

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2