Расчет сушильной установки

Министерство  образования и науки РФ

Иркутский государственный технический университет

Кафедра теплоэнергетики 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Расчетно-графическая  работа

по дисциплине: «Тепломассообменное оборудование предприятий»

на тему: «Расчет сушильной установки»

вариант 17 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил  студент 

                                                                                         Гр. ТЭ-04-2

                                                                                                     Придеина Ю.Ю.

                                                           Проверил

                                                           Картавская В.М. 
 
 
 
 
 
 
 

Иркутск 2007

    Содержание

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Задание:

    произвести  тепловой расчёт сушильной установки  с кипящем слоем по исходным данным. 

Исходные  данные:

    Производительность  сушилки по высушенному материалу

    Материал  – известь:                 

    начальная и конечная влажность материала;

    начальная и конечная температура материала;

    гранулометрический  состав материала по фракциям % :

      ;

    коэффициент порозности .

    Воздух:

    температура .

    влагосодержание .

    топливо – Сланец капширский;

    Температура газов:

    начальная (на входе в сушилку) t1=600 °C ;

    конечная (на выходе из сушилки) t2=100°C.

    КПД топки  .

    потери  тепла  . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Расчет  сушильной установки

    1. Материальный баланс сушки [1]

    Уравнение материального баланса продукта, подвергаемого сушке

    

;

    

.

    

где - количество испарённой влаги, ; - количество влажного материала, поступающего в сушку, . 

    2. Тепловой баланс сушилки

    2.1 Расход теплоты на нагрев материала [1]

.

    2.2 Тепловыделение при испарении  влаги [1]

;

    2.3 Внутренний баланс сушилки [1]

. 

    По [3] принимаем элементный состав Сланца капширского на рабочую массу топлива:

     влажность- W^р = 13%

     зольность- A^р = 40% ;

     содержание- серы S^р = 1,6% ;

     содержание углерода- C^р = 24,1% ;

     содержание водорода- H^р = 3,1% ;

     содержание азота- N^р = 0,1% ;

     содержание кислорода- O^р = 3,7% .

     низшая теплота сгорания – ;

     выход летучих – . 

    3 Рассчитываем  параметры топочных газов 

    3.1 Теоретически необходимое количество  воздуха [1]

    3.2 Теплота сгорания топлива [1]

 

    3.3 Коэффициент избытка воздуха [1]

    3.4 Масса сухих газов [1]

    3.5 Масса водяных паров:

    3.6 Влагосодержание топочных газов [1]

 

    3.7 Энтальпия топочных газов [1]

 

    Расход  топлива [1] 

    Вт=

кг/ч. 

    Расход  сушильного агента [1] 

    l=1/(

)=1/(0,18-0,03)=7 кг/кг. 

    4 Построение  процесса сушки в h-d диаграмме [2] 

    Построение  процесса сушки в h-d диаграмме [2]

    По  уравнению энтальпии воздуха  рассчитываем значения энтальпий воздуха. Для и -произвольное значение. Для построения изотерм наносим на h-d диаграмму параметры воздуха начальные (т.1), начальные параметры сушильного агента (т.B) и конечную температуру сушильного агента. Действительные процессы сушки.

    При однократном использовании топочных газов по параметрам Hг(883,05кДж/кг) и dг(0,034кг/кг) (топочных газов) – определяется точка К, а по параметрам H0(8,38 кДж/кг) и d0(0,008кг/кг) наружного воздуха точка А. Соединяют точки К и А, АК – это процесс смешения наружного воздуха и топочных газов.

    На  пересечении линии смешения АК с  изотермой t1=600°C определяем точку М (состояние сушильного агента перед входом в сушилку). Через точку М под углом 45° к оси H проводим линию H1=const (H1=725 кДж/кг - энтальпия сушильного агента). При пересечении H1=const  и t2=const (t2=100°С) получаем точку С0 (точка теоретического процесса сушки). Определяем значения энтальпии сушильного агента на выходе из сушилки H2”=577,9 кДж/кг, проводим H2”=const также под углом 45° к оси H. C0” – точка пересечения H2”=const и t2=const. МС0” – действительный процесс сушки. 
 

5. Тепловой расчет сушилки с кипящим слоем

    Предварительно рассчитываем критерий Архимеда 

где - эквивалентный диаметр частиц;

м.

    Критическая скорость псевдоожижения [1]

м/с.

_{Рабочая скорость газа, отнесенная к полному сечению аппарата, м/c:} 

 
 

    где Ly- критерий Лященко при известной порозности слоя.

Скорость газов в отверстиях решётки [1]

м/с.

     где  , м²– проходное сечение решётки, принимается от 0,05 до 0,1 величины площади решётки Sреш:

.

 Площади решётки [1]

м²,

     где l – расход сушильного агента [1]

 

кг/кг.

 Диаметр решетки [1]

м.

Высота неподвижного слоя [1]

м.

где G – заполнение сушилки материалом

кг/м².

Средний температурный напор [1]

.

    11.1 Коэффициент теплоотдачи α от  газа к частицам материала  определяется с учётом критериев  Nu, Re, Fe [1]

.

.

.

, Вт/м²·К.

 

    Высота сепарационного пространства [2]

м.

    Общая высота слоя [2]

м. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  литературы

    1.Промышленные тепломассообменные процессы и установки. Методические указания по курсовому проектированию. В.М.Картавская.-Иркутск,1991г.- 63 с.

       2. Лебедев П.Д., Щукин А.А..Теплоиспользующие установки    промышленных предприятий.- Москва. Энергия 1970г.- 408 с.

       3. Сорокина Л.Л., Федчишин В.В., Кудряшов А.Н.. Котельные установки и парогенераторы - Учебное пособие.-Иркутск, издательство ИрГТУ,2002.-148 с.

       4. Лебедев П.Д.. Расчёт и проектирование сушильных установок.-Москва.Госэнергоиздат, 1962г.-320с. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Вариант 17. Тепловой баланс конвективной сушилки                             Лист 1 

-----------------------------------------------------------------------------

                  Hаименование               |  Размерность |    Величина  

-----------------------------------------------------------------------------

Расчет параметров топочных газов (сушильного агента)

ИСХОДHЫЕ ДАHHЫЕ 

Топливо                                      Сланец капширский                                                                  

Элементный состав на рабочую массу:          |               |

                        углерод   Ср         |       %       |24.100

                        водород   Hр         |       %       |3.100

                        кислород  Ор         |       %       |3.700

                        сера      Sр         |       %       |1.600

                        влажность Wр         |       %       |13.000

                        зольность Aр         |       %       |40.000

Температура tт                               |      °С       |2.000

Теплоемкость Ст                              |    кДж/кгК    |1.000

КПД топки nт                                 |               |0.920

Сушильный агент:                             |               |