Расчет шахтной прямоточной зерносушилки

Короб представляет собой канал с открытой нижней стороной, через которую агент сушки или входит в зерновой слой, или выходит из него. Под нижней открытой стороной зерно располагается под углом естественного откоса. Одна из торцовых сторон каждого короба открыта, а другая заглушена. Подводящие короба открыты со стороны входа агента сушки, а отводящие короба - со стороны выхода. Короба изготавливают из листовой стали толщиной 2 мм. Стенки отводящих коробов с внутренней стороны покрывают антикоррозийным лаком, так как на них может конденсироваться водяной пар отработавшего агента сушки.

Наиболее распространены короба пятигранной формы; применяют также треугольные короба. Для лучшего скольжения зерна по коробу угол между его верхними гранями должен быть не более 70°. Радиус закругления верхнего ребра короба делают не более 5 мм во избежание задержки зерна и скопления сора на коробе. Форма короба должна обеспечивать хорошую обтекаемость зерна потоком агента сушки, минимальную площадь контактирования зерна с нагретой поверхностью короба, оптимальную площадь поперечного сечения без опасения выноса зерна из шахты, наибольшую открытую поверхность зерна для входа агента сушки, минимальный объем, занимаемый коробами в шахте, хорошее перемешивание зерновых потоков. Пятигранные короба позволяют иметь наибольшую площадь для подвода и отвода агента сушки. Наилучшую обтекаемость имеет короб, очерченный по лемнискате. Однако вследствие сложности изготовления такие короба не получили распространения в промышленности.

Общее число коробов в шахте определяют в зависимости от количества агента, подаваемого в сушилку. При этом во избежание выдувания зерна из шахты средняя скорость на выходе не должна превышать 6 м/с.

Короба располагают рядами в шахматном порядке, что способствует перемешиванию зерна при его нисходящем движении в шахте. Применяют две схемы размещения отводящих и подводящих коробов в шахте: рядную и диагональную. Короба располагают рядами в шахматном порядке, что способствует перемешиванию зерна при его нисходящем движении в шахте. Применяют две схемы размещения отводящих и подводящих коробов в шахте: рядную и диагональную.

 

                                     а)                                                                 б)

Рисунок 1-Размещение отводящих и подводящих коробов в шахте

            а - рядное размещение;

б - диагональное размещение.

 

Надшахтный бункер. Предназначен для накопления сырого зерна и обеспечения непрерывной подачи его в сушилку. Зерно в надшахтном бункере препятствует утечке агента сушки из верхних рядов коробов, т. е. служит своеобразным зерновым затвором.

Охладительная камера. Это нижняя часть шахты, куда направляют наружный воздух. Распределительная камера. Представляет собой устройство для выравнивания потоков агента сушки и охлаждающего воздуха и равномерного распределения их по подводящим коробам. В сушилках, состоящих из двух шахт, распределительная камера расположена между шахтами. В зависимости от выбранного режима сушки распределительную камеру разделяют по высоте горизонтальными перегородками, обеспечивающими подачу в соответствующие зоны сушки и охладительную камеру агента сушки и воздуха с заданными параметрами.

Выпускной затвор. Предназначен для равномерного выпуска зерна по всему сечению шахты. Выпускной затвор сушилки ДСП-24сн имеет 16 отверстий по числу коробов в ряду. Открывается затвор электродвигателем через редуктор. Включение электродвигателя осуществляет командно-электрический прибор КЭП-12У. Поскольку сушилка не имеет промежуточного затвора, первая порция просушиваемого зерна возвращается на досушку, после чего сушилка выходит на установившийся режим работы.

Устройство прямоточной шахтной зерносушилки типа ДСП показано на рисунке 2.

Рисунок 2-Устройство прямоточной шахтной зерносушилки ДСП

            1- надсушильный бункер;

2- сушильные зоны;

3- зоны охлаждения;

4- газораспределительные камеры;

5- воздухораспределительная камера;

6- выпускной затвор;

7- вентилятор для подачи агента  сушки;

8- вентилятор для подачи атмосферного  воздуха.

 

1.2    Принцип действия шахтной прямоточной  зерносушилки.

Зерно плотным слоем перемещается в сушильной шахте сверху вниз между коробами под действием гравитационных сил и при этом постоянно продувается агентом сушки. В свою очередь агент сушки, получаемый в топке, нагнетается вентилятором в газораспределительную камеру и поступает во все подводящие короба. Из каждого подводящего короба агент сушки через нижнюю открытую часть проходит через зерновой слой в ближайшие выше- и нижерасположенные отводящие короба. Толщина продуваемого слоя равна шагу коробов. Зерновой слой продувается по вертикали непрерывно на всем пути движения зерна в шахте. Отработанный агент сушки через отводящие короба уходит в атмосферу или в осадочную камеру. Выпуск зерна из шахты осуществляется через выпускные устройства, которые и регулируют производительность сушилки. Принцип действия шахтной зерносушилки показан на рисунке 3.

Рисунок 3-Принцип действия процесса сушки зерна

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Составление расчетной схемы сушильной установки

 

 

Рисунок 4-Расчетная схема сушильной установки

 

t0, φ0, d0, i0 – параметры атмосферного воздуха (температура, относительная влажность, влагосодержание, удельная энтальпия);

t1, φ1, d1, i1 – параметры агента сушки на входе в сушильную камеру;

t2, φ2, d2, i2 – параметры агента сушки на выходе из сушильной камеры;

t3, φ3, d3, i3 – параметры атмосферного воздуха на выходе из охладительной камеры;

G1, ω1, Θ1 – параметры зерна на входе в сушильную камеру

(производительность, влажность, температура);

G2, ω2, Θ2 – параметры зерна на выходе из сушильной камеры;

G3, ω3, – параметры зерна на выходе из охладительной  камеры.

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Выбор и обоснование дополнительных  исходных данных,   необходимых  для расчета

 

3.1 Выбор режима сушки пшеницы, клейковина хорошая.

          Режим сушки выбирается из  инструкции по сушке зерна, [1]:

- предельная  температура нагрева зерна Θ2=400С;

- предельная  температура агента сушки во  всех ступенях   t1=1300C.

 

3.2 Температура  зерна на выходе из охладительной камеры:

По инструкции допускается, чтобы температура зерна на выходе из охладительной камеры была в пределах от 5 до 10°С выше температуры атмосферного воздуха, т. е.

Принимается .

 

3.3 Влажность зерна.

     - на выходе из сушильной камеры:

,

.

     - на выходе из охладительной  камеры:

,

.

 

3.4 Задаемся  температурой атмосферного воздуха  на выходе из охладительной камеры:

Принимается .

 

        3.5 Задаемся  относительной влажностью воздуха  на выходе из сушильной   камеры для шахтных прямоточных  зерносушилок в соответствии  с рекомендациями в пределах  φ2=75…85%.

Принимается φ2=85%.

 

       3.6 Производительность зерносушилки в физических единицах по сырому зерну :

,

где – производительность сушилки, пл.т./ч;

   Ак, Квл – коэффициенты перевода массы зерна в физические единицы в зависимости от влагосъёма и от культуры зерна.

Принимаем Квл=1, Ак=0,6,  [1]

.

 

         3.7 Элементарный  состав топлива

 

Таблица №1 – Элементарный состав топлива, %

 

Вид топлива	Cр	Hр	Nр	Oр	Sр	Wр	Aр	Qрн,кДж/кг
Дизельное топливо	86,3	13,3	-	0,1	0,3	0	-	42650

 

         3.8Данные  для расчета процесса сушки  и охлаждения.

 

Таблица №2 – Исходные данные для теплового расчета сушилки

 

Наименование показателей	Относительная влажность газа φ, %	Температура газа t, 0С	Относительная влажность зерна ω, %	Температура зерна Θ, 0С
Газ
На входе в сушильную камеру		t1=130
На выходе из сушильной камеры	φ2=85	t2=35
На входе в охладительную камеру	φ0=80	t0=10
На выходе из охладительной камеры		t3=17,5
Зерно
На входе в сушильную камеру			ω1 =20	Θ1=10
На входе в охладительную камеру			ω2=15	Θ2=40
На выходе из охладительной камеры			ω3=14	Θ3=15

 

         4 Расчет процесса смешения воздуха с топочными газами

 

Цель расчета: определение параметров агента сушки на входе в сушилку.

 

4.1 Высшая  теплота сгорания топлива  :

,

где Ср, Hр, Ор, Sр – процентное содержание соответственно углерода, водорода, кислорода и серы в составе топлива.

.

 

4.2 Теоретически  необходимое количество сухого  воздуха для сжигания 1кг топлива  :

.

 

4.3 Общий  коэффициент избытка воздуха  α:

 

,

 

 

где ηт – коэффициент полезного действия топки  (ηт=0,9);

      ст – теплоемкость топлива (для жидкого топлива ст=1,7кДж/(кг·К));

      tт – температура топлива (tт=t0=100C);

     Hр, Wр, Aр – содержание соответственно водорода, влаги и золы в составе используемого топлива;

      iп – удельная энтальпия пара, кДж/кг;

     cа.с. – удельная теплоемкость агента сушки (cа.с=1,01кДж/(кг∙К));

     d0, i0 – параметры наружного воздуха (влагосодержание и энтальпия), определяются по таблице [1];

      t1 – температура агента сушки на входе в сушилку, t1=1300С.

      i0=31,41кДж/кг

     d0=6,47гр/кгс.в

 

,

      

   ;

 

. 

4.4 Влагосодержание  агента сушки на входе в  сушильную камеру d1, г/кгc.в.:

,

 

.

 

4.5 Энтальпия  агента сушки i1, кДж/кг:

,

где cс.в. – удельная теплоемкость сухого воздуха (cс.в=1,01кДж/(кг∙К));

      cп – удельная теплоемкость пара (cп=1,88кДж/(кг∙К)).

  .

 

             

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        5 Тепловой  расчет сушильного процесса

 

        Цель теплового  расчета:

            - определение объемного расхода  агента сушки;

            - определение расхода теплоты  на процесс сушки.

 

        5.1 Количество  испаренной влаги W, кг/ч:

  ,

где ω1 и ω2 – относительные влажности зерна соответственно на входе в сушильную камеру  и на выходе из неё, %;

      G1 – производительность сушилки на входе в сушильную камеру, кг/ч.