Расход воздуха, скорость газов и диаметр сушилки

Расход воздуха, скорость газов и диаметр сушилки

Определим расход влаги, удаляемой из высушиваемого материала по уравнению (9.10):

;                                          (9.10)
.

Определим параметры отработанного воздуха. Для этого примем температуру его t2=52ºC, так как обычно температуру отработанного воздуха принимают на 1–2 градуса выше температуры материала в псевдоожиженном слое. Принимая модель полного перемешивания материала в псевдоожиженном слое, можно считать температуру высушенного материала равной температуре материала в слое, т. е. θ=50ºC.

Рассчитаем внутренний тепловой баланс сушилки по уравнению (9.11):
,                                                                                                                              (9.11)
где Δ – разность между удельными приходами и расходами тепла непосредственно сушильной камере, с – теплоемкость влаги во влажном материале при температуре θ1, кДж/(кг∙К); qдоп – удельный дополнительный подвод тепла в сушильную камеру, кДж/кг влаги; при работе сушилки по нормальному сушильному варианту qдоп=0; qт – удельный подвод тепла в сушилку с транспортными средствами, кДж/кг влаги; в рассматриваемом случае qт=0; qм – удельный подвод тепла в сушильную камеру с высушиваемым материалом, кДж/кг влаги; ; см – теплоемкость высушенного материала, равная 1,638 кДж/(кг∙К); θ2 - температура высушенного материала на выходе из сушилки, ºC.

.

На диаграмме Ι – x (рис.  ) по известным параметрам t0=18ºC и φ0=72% находим влагосодержание x0 и энтальпию Ι0 свежего воздуха: x0=0,0092 кг влаги/кг сухого воздуха;  Ι0=41,9 кДж/кг сухого воздуха.

При нагревании воздуха до температуры t1=130ºC его энтальпия увеличивается до Ι1=157 кДж/кг;так как нагрев сушильного агента осуществляется через стенку, влагосодержание остается постоянным: x0= x1. для определения параметров отработанного воздуха необходимо на диаграмме Ι – x построить рабочую линию сушки. Зададим произвольное значение влагосодержания воздуха х=0,04. Соответствующее ему значение энтальпии находим по уравнению:
I=I1+Δ(x-x1)
I=157-1010(0.04-0.0092)=1250892 кДж/кг сухого воздуха.

Далее проводим линию сушки на диаграмме Ι – x через две точки с координатами x1= x0=0,0092 кг/кг, I1=157 кДж/кг и x=0,04 кг/кг, I=125,892 кДж/кг до пересечения с заданным параметром отработанного воздуха t2=52ºC.В точке пересечения линии сушки и изотермы 52ºC находим конечное влагосодержание отработанного воздуха x2=0,0312 кг/кг.

Расход воздуха L на сушку равен по уравнению:
;
L=0,1125/(0,0312—0,0092)=5,114 кг/с.

Средняя температура воздуха в сушилке
9.2.1. Расход воздуха, скорость газов и диаметр сушилки

По уравнению (9.10) определим расход влаги, удаляемой из высушиваемого материала: W=0,556(12 - 0,5)/(100— 12) =0,0726 кг/с.

Определим параметры отработанного воздуха. Для этого примем температуру его t2 = 60 °С, что позволит достаточно полно использовать тепло сушильного агента. Обычно температуру материала в псевдоожиженном слое принимают на 1—2 градуса ниже температуры отработанного воздуха. Тогда температура материала в слое равна 58 °С. Принимая модель полного перемешивания материала в псевдоожижен ном слое, можно считать температуру высушенного материала равной температуре материала в слое, т. е. 6 = 58 °С.

Рассчитаем внутренний тепловой баланс сушилки по уравнению (9.11):

= 4,19*18-0,556*0,8(58-18)/0,0726-22,6 =192 кДж/кг влаги.

На диаграмме 1-х (рис. 9.5)- по известным параметрам t0= 18 °С и ф0 = 72 % находим влагосодержание хо и энтальпию /0 свежего воздуха: х0 = 0,0092 кг влаги/кг сухого воздуха; I = 41,9 кДж/кг сухого воздуха.

9.2.1. Расход воздуха, скорость газов и диаметр сушилки

По уравнению (9.10) определим расход влаги, удаляемой из высушиваемого материала: W=0,556(12 - 0,5)/(100— 12) =0,0726 кг/с.

Определим параметры отработанного воздуха. Для этого примем температуру его t2 = 60 °С, что позволит достаточно полно использовать тепло сушильного агента. Обычно температуру материала в псевдоожиженном слое принимают на 1—2 градуса ниже температуры отработанного воздуха. Тогда температура материала в слое равна 58 °С. Принимая модель полного перемешивания материала в псевдоожижен ном слое, можно считать температуру высушенного материала равной температуре материала в слое, т. е. 6 = 58 °С.

Рассчитаем внутренний тепловой баланс сушилки по уравнению (9.11):

= 4,19*18-0,556*0,8(58-18)/0,0726-22,6 =192 кДж/кг влаги.

На диаграмме 1-х (рис. 9.5)- по известным параметрам t0= 18 °С и ф0 = 72 % находим влагосодержание хо и энтальпию /0 свежего воздуха: х0 = 0,0092 кг влаги/кг сухого воздуха; I = 41,9 кДж/кг сухого воздуха.

Критерий Рейнольдса                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         ;.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 . <>г ,(|,

(       ^^7Л7^Р^(Н00^5Д^,17^104) =25,6. Скорость начала псевдоожижения        , ,,                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   г !

, .  :    гг и |1 .,,-.   .-        .,,..<:      ,      •::•',..!'        -..••.'-••        ..<•••!.         • •        .        ../:••                                                                                                                         ' -      - •                                                                                                                                              -•                                                                                                                                                                                      .       .'                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      .        • -

25,6-2,2.Ю-5   {'. ок    ,    '

••"* о;9б..,з5.|(г^0^м/с-

Верхний предел допустимой скорости воздуха в псевдоожиженном слое опре­деляется скоростью свободного витания (уноса) наиболее мелких частиц. Эту скорость определяют по уравнению (9.32).

Критерий Архимеда для частиц песка диаметром 1 мм равен:                                                                                                                                                                                                                                                                                               ?' >

Аг = {10-3)30,96.9,8-1500/ (2,2- 1(Г5)2 = 2,91 • 104. Скорость свободного витания (уноса)

2,2-Ю-5/        2,91-104         \   „_    .

**\   "                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                аУс.в=---=——-(---                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     1=5,75 м/с.

Ю-3-0,96 V 18 + 0,575У2,9Ы04 /

Рабочую скоростью сушильного агента выбирают в пределах от шпс до шс.в. Эта Скорость зависит от предельного числа псевдоожижения Кпр-гъЮъщ/Щпс: -при^ Дпр более 40—50 рабочее число псевдоожижения Ки, = ш/№пс рекомендуется выбирать в,интер­вале от 3 до 7; при /Спр меньше 20—30 значение /С^ можно выбирать в интервале от 1;5 до 3. В рассматриваемом расчёте /Спр = 5,^5/0,435 = 13,2. Примем /(^ = 2,3. Тогда рабочая,скррость сушильиогр агента ч                                                                                                                                                                                                                                                                                               , ; ; ,                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      :

ш = /С»Шпс = 2,3-0,435=1,0 м/с.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    '   ^1

Диаметр сушилки ^ определяют из уравнения расхода (9.27): •^ = УЗ,04/0,785'-1-=:1-,97-м«2 м. -

9.2.2. Высота псевдоожиженного слоя

Высоту псевдоожиженного слоя высушиваемого материала можно определить на основании экспериментальных данных по кинетике как массо-, так и теплообмена. Ниже приведен расчет высоты псевдоожиженного слоя, необходимой для удаления • свободной влаги (что имеет место в нашем случае), двумя указанными методами. Решая совместно уравнения материального баланса и массоотдачи, получим:

й?и? = шрСр$Лс = М**"^^,:.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               : ;                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    (9:35)