Расчет шахтной прямоточной зерносушилки

.

 

       5.2 Производительность сушилки на выходе из сушильной камеры G2,   кг/ч:

,

 кг/ч.

 

      5.3 Удельные потери  теплоты на нагрев материала qм, кДж/кгисп.вл.:

 ,

где см2 – удельная теплоемкость материала на выходе из сушильной камеры, кДж/(кг*К);

       Θ1 и Θ2 – температуры зерна соответственно на входе и на выходе из сушильной камеры, 0С.

 

,

где свл – удельная теплоемкость влаги (свл=4,19кДж/(кг∙К);

      сс.в-ва – удельная теплоемкость сухого вещества (сс.в-ва=1,34кДж/(кг∙К)).

 

  кДж/(кг∙К) ;               

кДж/кгисп.вл..

 

5.4 Удельная  разность между добавлениями  и потерями теплоты в сушильной  камере Δ, кДж/кгисп.вл.:

,

кДж/кгисп.вл..

 

5.5 Влагосодержание  агента сушки на выходе из  сушильной камеры  d2,   г/кгс.в. :

 

,

где t2– определяется по i-d диаграмме влажного воздуха (принимается t2=350C);

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

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

г/кгс.в..

 

5.6 Удельный  расход сухого агента сушки  l, кгс.в./кгисп.вл.:

,

кгс.в./кгисп.вл..

 

5.7 Массовый  расход сухого агента сушки  L, кгс.в./ч:

,

кгс.в./ч.

 

5.8 Объемный  расход влажного воздуха на  входе в сушильную камеру Vвх, м3/ч:

,

где v0вх – удельный объем влажного воздуха на каждый килограмм сухого.

 

           v0вх=(t1, φ1)=1,324% ;

  м3/ч.

 

5.9 Объемный  расход агента сушки на выходе  из сушильной камеры Vвых,   м3/ч:

,

 

где v0вых – объемный расход влажного воздуха на каждый килограмм сухого.

 

          v0вых=(t2, φ2)=0,9327% ;

м3/ч.

 

 

 

       

  5.10 Удельный расход теплоты  q, кДж/кгисп.вл.:

,

кДж/кгисп.вл..

 

5.11 Общий  расход теплоты Q, кДж/ч:

,

;

          .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

          6 Тепловой расчет процесса охлаждения

 

6.1 Количество испаренной влаги Wх, кг/ч:

  ,

где ω2 и ω3 – относительная влажность зерна соответственно на входе в охладительную  камеру  и на выходе из неё, %;

       G2 – производительность сушилки на входе в охладительную камеру, кг/ч.

 кг/ч.

 

6.2 Производительность  сушилки на выходе из охладительной  камеры G3, кг/ч:

,

кг/ч.

 

6.3 Удельный  расход теплоты, отданной зерном  qмх, кДж/кгисп.вл.:

 ,

где см3 – удельная теплоемкость материала на выходе из охладительной камеры, кДж/(кг∙К);

      Θ2 и Θ3 – температуры зерна на входе и на выходе из охладительной камеры, 0С.

 

,

где свл – удельная теплоемкость влаги (свл=4,19кДж/(кг∙К);

      сс.в-ва – удельная теплоемкость сухого вещества (сс.в-ва=1,34кДж/(кг∙К)).

 

  кДж/(кг∙К);                 

кДж/кгисп.вл..

 

6.4 Удельная  разность между добавлениями  и потерями теплоты Δх, кДж/кгисп.вл.:

,

 кДж/кгисп.вл ;

 кДж/кгисп.вл..

 

6.5 Влагосодержание  агента сушки на выходе из  охладительной камеры d3, г/кгс.в.:

 

,

г/кгс.в..

 

6.6 Удельный  расход воздуха lх, кгс.в./кгисп.вл.:

,

кгс.в./кгисп.вл..

 

6.7 Массовый  расход сухого воздуха  , кгс.в./ч

,

 кгс.в./ч.

 

6.8 Объемный  расход влажного воздуха на  входе в охладительную камеру Vвхх, м3/ч

,

где v0вх – объемный расход влажного воздуха на каждый килограмм сухого.

v0вх=(t0, φ0)= 0.8253%;

м3/ч.

 

6.9 Объемный  расход влажного воздуха на  выходе из охладительной камеры  Vвыхх, м3/ч

,

где v0вых – объемный расход влажного воздуха на каждый килограмм сухого.

v0вых= (t3, φ3)= 0.8835%;

м3/ч.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

          7 Конструктивный расчет шахтной зерносушилки

 

Цель этого расчета определение размеров сушильной и охладительной камер. В качестве прототипа принимаем зерносушилку типа ДСП-24.

 

 

 

 

Рисунок 5-Размеры сушилки в плане

.

 

 

Рисунок 6- Расположение коробов

 

     7.1 Определение общего  числа рядов подводящих и отводящих коробов:

       - сушильная камера:

,

где Vвых – объемный расход влажного воздуха на выходе из сушильной камеры, м3/ч;

       v – скорость воздуха на выходе из отводящего короба, рекомендуется в пределах 6 м/с (принимается v=5,5м/с);

       n – число коробов в одном ряду (n=16 штук);

       f – площадь поперечного сечения одного короба, f=0,00925м2.

 

.

 
             - охладительная камера:

 

,

где Vхвых – объемный расход влажного воздуха на выходе из охладительной камеры, м3/ч.

 

 

         7.2 Высота  сушильной камеры  ,м:

,

где – вертикальный шаг коробов ( =0,2м).

.

 

7.3 Высота  охладительной камеры  ,м:

,

 м.

 

7.4 Общая  высота сушилки H, м:

,

7,2+3,2=10,4 м.

 

 

 

 

 

 

        8 Подбор и расчет тепловентиляционного оборудования

        Цель: определить  сопротивление слоя зерна и  вентиляционной части сети. Подбор  вентилятора. Расчет топки и КПД  сушилки.

 

       8.1 Определение  площади, по которой воздух проходит  в зерновом слое.

       Примечание: в качестве прототипа принимается зерносушилка типа ДСП. Для нее принято рядное расположение коробов.

При рядном расположении коробов путь прохождения агента сушки (атмосферного воздуха) в зерновом слое из одного подводящего короба в 4 отводящих показан на рисунке, представленном ниже.

Рисунок 7-Путь прохождения агента сушки в зерновом слое

 

S=2 1 3,25=6,5                      S=0,2

 

         8.2 Определяем  объем агента сушки, проходящий через слой зерна Vср, м3/ч:

              -сушильная камера:

,

где - объемный расход агента сушки сушильной камеры;

       n- число коробов в одном ряду, n=16;

       p- число рядов. 

 

м3/ч.

 

 м3/ч.

   - охладительная  камера:

,

где - объемный расход агента сушки охладительной камеры.

 

м3/ч.

 

8.3 Средняя  скорость агента сушки в зерновом слое vсл, м/c:

 

               -сушильная камера:

            ,

.

 

   - охладительная  камера:

,

 м/c.

 

         8.4 Сопротивление  зернового (гидравлического) слоя Hсл, Па:

 

               -сушильная камера:

,

где А и k – эмпирические коэффициенты, зависящие от культуры (определяются по таблице ), для пшеницы А=1,41; k=1,43;

l – вертикальный шаг коробов, мм.

 Па

 

   - охладительная  камера:

,

 Па

 

      

 

 

8.5 Общее сопротивление сети.

         Примечание: принимается общее сопротивление  вентиляционной части сети из  опыта работы зерносушилок для  сушильной камеры 200 Па, для охладительной 120 Па.

               -сушильная камера:

          ,

 Па.

 

   - охладительная  камера:

           ,

.

 

8.6 Подбор  вентилятора.

Рекомендуем установить в сушильной камере вентилятор ВРС №12 с частотой вращения рабочего колеса первой зоны 600об/мин, второй зоны 560 об/мин и коэффициентом полезного действия 0,8, в охладительной камере ВРС №10 с частотой вращения рабочего колеса 600об/мин и коэффициентом полезного действия 0,7.

 

8.7 Мощность  на валу вентилятора.

 

               -сушильная камера:

          , кВт

где - общее сопротивление сети с учетом температуры агента сушки;

      - коэффициент полезного действия вентилятора.

,

;

.

 

     -охладительная камера:

,

 

         .

 

 

8.8 Расход  топлива.

     - физическое топливо:

,

 

где Q- общий расход теплоты в сушильной камере;

      - теплотворная способность топлива.

 кг/ч.

 

    - условное топливо:

          ,

          где  кДж/кг,

          кг/ч.

 

8.9 Объем  топочного пространства Vтопки, м3:

,

где qдоп – предельная тепловая нагрузка на стены (qдоп=500кВт/м3);

 

.

 

8.10 Тепловой  коэффициент полезного действия сушилки , %

%,

где Qпол – полезное количество теплоты, кДж/ч.

,

где Wоб – количество испаренной влаги в сушильной и охладительной    камерах, кг/ч;

  ;

r – теплота парообразования, кДж/кг, зависит от температуры испарения:

,

.

 

 

9 Расчет основных технико- экономических  показателей работы проектируемой  сушильной установки

 

Таблица № 3- Техническая характеристика сушки

 

Наименование показателей	Ед. измерения.	проект	прототип
Производительность	т/ч	15000	15000
Число шахт	шт	1	2
Размеры шахты в плане -ширина -длина	м	3000            3250	3000            3250
Высота зон -сушильная зона  -охладительная зона	м	7,2              3,2	7,644            2,556
Расход условного топлива на тонну зерна	кгусл. т./т	10,1	12,2
Подача вентилятора -сушильная зона -охладительная зона	м3	75376,6            24441,3	73700           49300