7006
.pdf
81
Обычно задаются: ω 0 , |
ω 0 |
, |
G |
либо G . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W |
= 1 - |
|
|
|
G2 |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d 2 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
G1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
G1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L2 × |
|
|
|
|||||||
G |
|
|
= |
G1 ×(100 -ω10 ) |
= |
G2 ×(100 -ω20 ) |
; |
|
|
|
|
|
|
1000 |
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
сух |
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
G2 ×ω20 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
G1 ×ω10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
G1 ×(100 -ω10 )= G2 ×(100 -ω20 ); |
|
|
|
|
W = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W = |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
G2 |
|
|
|
100 -ω10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
100 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
G |
|
|
100 -ω 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
W |
=1- |
100 -ω10 |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L × |
|
d |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
G1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
100 -ω2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
W = G × |
|
ω10 -ω20 |
|
= G |
|
× |
ω10 -ω20 |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
100 -ω20 |
|
|
|
2 |
100 -ω10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
W = G × |
ω1c -ω2c |
|
= G |
|
× |
ω1c -ω2c |
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
100 -ω1c |
|
|
|
2 |
100 -ω2c |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Количество воздуха и тепла, идущего на испарение влаги:
|
|
G ×ω 0 |
|
d |
1 |
|
|
G |
2 |
×ω 0 |
|
|
|
|
d |
2 |
L = L = L |
||||||||||||||
|
1 |
|
|
|
|
1 |
+ L × |
|
|
= |
|
|
|
2 |
+ L × |
|
|
||||||||||||||
100 |
|
1000 |
|
|
|
|
|
1000 |
|||||||||||||||||||||||
1 |
|
|
|
|
100 |
2 |
|
1 |
2 |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
d |
2 |
- d |
G ×ω |
0 |
|
|
G |
2 |
×ω |
0 |
=W ; |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
L × |
|
|
1 |
= |
|
1 |
|
1 |
- |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
||||||||||||
|
1000 |
100 |
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
W |
= |
d2 − d1 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
L |
|
|
|
|
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Если обозначить |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
W |
= l , тогда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l = |
|
|
1000 |
|
|
|
|
– |
|
удельный |
|
расход |
воздуха на кг испарённой |
||||||||||||||||||
|
d 2 - d1 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
жидкости.
q = l ×(I 2 |
- I1 ) =1000 × |
I |
2 |
− I1 |
. |
d |
|
|
|||
|
|
2 |
- d1 |
||
9 .1 . Тепловой баланс сушильной установки, работающей
на воздухе с паровым подогревателем
В расходную часть теплового баланса входят следующие параметры: q1 + q2 + qм + qтр + q5 .
q1 – тепло, полезно используемое и идущее на испарение влаги из материала.
q1 = iп -iв , iв = Cв ×tв ;
|
82 |
|
|
|
||
iп |
= (595 + 0,47 ×tп ) , |
ккал |
или iп = 2493 +1,97 ×t |
п , |
кДж |
. |
|
|
|||||
|
|
кг |
|
кг |
||
q2 – |
потеря теплоты с уходящим сушильным агентом. |
|||||||||
q2 = l ×Cвозд(t2 -t0 ) |
|
или Q2 = q2 ×W |
|
|
|
|
||||
Cвозд |
= 0,24 + 0,47 × |
|
d0 |
, |
ккал |
или Cвозд =1,01+1,97 × |
d0 |
, |
кДж |
. |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
1000 |
кг× К |
1000 кг× К |
||||||
Для воздуха при н. у. d0 =10...12 .
qм |
– потери материала с материалом. |
|||||
qм |
= |
G2 |
×C |
м ×(Qм2 - Qм1 ) , |
|
|
|
|
|
||||
|
|
W |
|
|
||
где Qм – |
температура материала, |
|||||
См |
= |
Ссух.м ×(100 -ω2с ) + Св ×ω2с |
, |
|||
|
||||||
|
|
|
|
|
100 |
|
Если противоток: Qм1 = t2 и Qм2 = t1 ; Если прямоток: Qм1 = t1 и Qм2 = t2 .
qтр |
– потери тепла с транспортом. |
||||
qтр |
= |
Gтр |
×Cтр ×(Qтр2 - Qтр1 ) , |
||
|
|
||||
|
|
|
W |
||
Стр |
= |
Gм ×См + Gдер ×Сдер |
, |
||
|
|||||
|
|
|
|
Gм + Gдер |
|
Gм + Gдер – суммарный вес металла и дерева. Если противоток: Qтр1 = t2 и Qтр2 = t1 ;
Если прямоток: Qтр1 = t1 и Qтр2 = t2 .
q5 – потеря теплоты в окружающую среду.
q5 = k × F ×Dt /W , |
|
|
|
|
|
|
|
||
где F – |
поверхность аппарата, |
|
|
|
|
|
|
|
|
t – |
температура между |
поверхностью |
аппарата и |
||||||
окружающим воздухом. |
|
|
|
|
|
|
|
||
Обычно q5 принимаю 10 … 15 % от суммы всех других потерь. |
|||||||||
В приходную часть теплового баланса включают qвп |
и qдоп . |
||||||||
КПД сушильной камеры: ηс.к. = |
|
|
q1 |
|
×100% |
|
|
||
q1 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
+ q2 + qм + qтр + q5 |
|
|
|
||||
КПД сушильной установки: ηс. у. |
= |
|
q1 |
|
|
×100% . |
|||
q1 + q2 + qм |
+ qтр + q5 |
+ q5вп |
|
||||||
|
|
|
|
+ q5к |
|||||
q5к – потери тепла в окружающую среду с конденсатом.
q5вп = qвп ×(1-ηвп ) ,
ηвп = (95 ¸97)% ;
83
q5к |
= |
D |
×ik , |
||
|
|||||
|
|
W |
|
|
|
D = |
|
Q ' |
|||
|
|
|
, |
||
|
|
|
|||
|
|
iгр.п. |
− ik |
||
Q ' = Qвн + Q'
Q' = Qвп (1-ηк ) ×W .
9 .2 . Методика расчета сушильной установки с дымовыми
|
|
|
|
|
|
газами |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 . Исходные данные |
|
|
|
|||
1 |
. Теплоноситель |
– |
дымовые газы |
( разбавленные |
воздухом |
||||||
|
продукты сгорания природного газа); |
|
|
|
|
||||||
2 |
. Топливо – природные газ ( метан – |
77 ,1 %; этан – 8 ,0 %; |
пропан – |
||||||||
|
4 ,1 %; бутан – 2 ,0 %; |
пентан – 1 ,5%; |
СО2 – 1 ,2 %; |
азот – 0 ,1 %); |
|||||||
3 |
. Температура теплоносителя – 120 оС; |
|
|
|
|
||||||
4 |
. Производительность сушильной установки – 43 |
тыс. шт. / сут. ; |
|||||||||
5 |
. Место |
эксплуатации сушильной |
установки |
– |
г. |
Нижний |
|||||
|
Новгород; |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
6 |
. Температура кирпичасырца перед |
помещением в |
сушилку – |
||||||||
|
35 оС; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
. Размер кирпича – 2 50 х120 х65 мм; |
|
|
|
|
|
|||||
8 |
. Влажность кирпича н = 22,7%; к = 2,4%; кр = 15%; |
|
|
||||||||
9 |
. Количество вагонеток в сушильной установке – 15; |
|
|
||||||||
10 . |
Объемная масса кирпича – 163 0 |
кг/ м3 . |
|
|
|
||||||
|
|
|
2 . Расчет продолжительности сушки |
|
|
||||||
|
|
Продолжительность сушки кирпича в периоде усадки |
|||||||||
|
материала, час: |
|
|
# ∙(&н'&кр) |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
" = |
; |
|
|
|
(1 ) |
|
|
|
|
|
|
∙)∙*+ |
|
|
|
|||
|
|
где , – вес абсолютно сухого кирпича, кг: |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
, = - ∙ ., кг; |
|
|
|
||
|
|
V - объем |
кирпича , м |
3 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
1 – |
общая поверхность кирпича, |
м2 : |
|
|
|
||||
84
23 – допустимая скорость сушки, кг∙чм6 ; устанавливается
экспериментально и принимается равной 2 = 0,28 кг∙ч ;
3 м6
Продолжительность сушки после усадки материала конечно влажности, час:
"= #;∙(&кр'&к)
:<∙ ∙*+; ;
где = – площадь кирпича во втором периоде, м2 ;
принимается равной
2:
3 – средняя скорость сушки во второй период,
2: = 0,38 кг∙ч ;
принимаемая равной 3 м6
,: – вес кирпича после усадки, кг:
Суммарная продолжительность сушки: " = " + ":,
3 . Расчет конструктивных размеров тоннеля
Объем штабелей:
= @A: , шт;
где B – суточная производительность, сутшт ;
= G ∙ H, = 29401,25 шт.
:
Число вагонеток:
B = G:J , шт;
B = :K ,:L = 90,744шт 91 шт.
G:
Емкость одного тоннеля:
N = 324 ∙ O, шт; N = 324 ∙ 15 = 4860 шт.
Количество тоннелей:
Oт = /N, шт;
до
(2 )
(3 )
(4 )
(5 )
(6 )
85
Длина тоннеля: R = O ∙ 2,2 + 1, м м.
Часовая производительность тоннелей: ПA = TA , штч .
Весовая производительность: ,сух = ПA ∙ ,, кгч .
Количество влаги, испаряемой в тоннеле в течение часа:
|
#сух(&н'&кр) |
кг |
|
|
||||
в первом периоде: V = |
|
|
|
, |
|
ч |
; |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
#сух(&кр'&к) |
кг |
|
||||
во втором периоде: V: = |
|
|
|
|
, |
ч . |
||
|
|
|
|
|||||
Общее количество испаряемой влаги: |
Vобщ = V + V:, кгч . |
|||||||
Определяем длину первой зоны тоннеля, где подается рециркуляционный воздух. Количество испаряемой влаги в каждой доле принимаем пропорционально длине тоннеля.
Длина тоннеля в первой зоне: R = R ZZ[Z; 12,9 ,м м.
Сушка производится дымовыми газами, разбавленными воздухом. В точке сжимается природный газ.
4 . Расчет горения природного газа:
Низшая теплота сгорания природного газа:
1460 ∙ н = 358,2 ∙ + 632,5 ∙ : L + 912,5 ∙ G \ + 1186 ∙ +
∙L :, кДжм6 ;
Теоретически необходимый для горения расход сухого
воздуха при влагосодержании d:
_ = 0,0476 ∙ (2 ∙ + 3,5 ∙ : L + 5 ∙ G \ + 6,5 ∙ + 8 ∙ L :),
86
Количество и состав продуктов сгорания при _ = 1: |
||
.`a; = 0,01 ∙ ( b: + + 2 ∙ : H + 3 ∙ G \ + 4 ∙ + 5 ∙ |
||
L :), |
(9 ) |
|
.c;a = 0,01 ∙ (2 ∙ + 2 ∙ : H + 4 ∙ G \ + 5 ∙ + 6 ∙ L : |
||
0,16 ∙ d ∙ _ ), |
м6 |
(10 ) |
м6 |
||
.e; = 0,79 ∙ _ + 0,01 ∙ V:, мм66;
Теплосодержание продуктов сгорания:
общ = gн[ `в∙iв∙jk[`l∙il , кДж; mk м6
+
(11 )
(12 )
Определяем коэффициент избытка после подмешивания к
воздуху горячих продуктов сгорания |
до температуры |
смеси |
||||
н = 120 : |
`в∙iв∙o |
|
o |
|
|
|
общBi + |
= дым: + |
в: ; |
(13 ) |
|||
mk |
mk |
|||||
Состав разбавленных продуктов сгорания с _:
R`j = R + s, мм66;
_` = RR`j
.a`; = 0,21(_` − 1)R , мм66;
87
.c`;a = .c;a + 0,0016 ∙ _ ∙ (_` − 1) |
6 |
∙ R мм6; |
.e` ; = 9,619 + _ ∙ (_` − 1) ∙ R , мм66;
.` = .a`; + .c`;a + .e` ; + .`a;, мм66.
Влагосодержание продуктов сгорания:
dн = |
|
\ ∙m` |
|
, |
г |
|
|
|
t;u |
|
|
||||
|
|
|
|
; |
(14 ) |
||
,Kvv∙m |
[ ,:L ∙m` |
[ , :K∙m` |
кг с.в. |
||||
|
wu; |
x; |
u; |
|
|||
.
По найденным значениям параметров токсичных газов н и dн находим положение точки В для последующего расчета сушки по z − d диаграмме.
5 . Расчёт тепловых потерь в сушилке
Тепловые потери складываются из следующих величин:
а) Расход теплоты на нагрев изделия:
м = |
#вл∙`м∙(|;'| ) |
, |
кДж |
; |
(15 ) |
|
|
Zобщ |
кг |
||||
где ,вл = ,сух ∙ 1 + |
Zк |
, кДжкг ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
б) Расход теплоты на нагрев транспортных средств:
|
|
тр = |
#`в∙`в∙}|``в'|``р~[#`р∙`р∙}|``Р'|``р~ |
, |
кДж |
; |
(16 ) |
|
A |
Zобщ |
кг |
||||
где: "в = |
, ч; |
|
|
|
|
|
|
e |
|
|
|
|
|
88
,`в = #Aвв , кгч ; ,`р = #Aвр , кгч ;
в) Теплопотери через ограждения сушилки:
= ∑Zgобk; |
|
∑ = T• + ст + пол + вх + вых; |
(17 ) |
= ‚ ∙ ∆ ∙ ƒ, Вт – количество передаваемой теплоты.
Толщина наружной стены тоннеля 380 мм ( λкк = 0,6 ккал/м ∙
К) .
Свод |
тоннеля выполнен |
из |
бетонной трубы толщиной |
δбет=1 00 мм |
( λбет = 0,79 ккал/м ∙ К) |
и засыпан керамзитовым |
|
гравием δгр= 120 мм |
( λгр = 0,2 ккал/м ∙ К); |
||
Через пол теряется 10 Вт на 1 м2 площади;
Температура снаружи сушилки 20 ˚ С;
Температура вначале тоннеля 120 ˚ С;
Температура в конце тоннеля 45 ˚ С.
Средняя температура по длине тоннеля:
= : [ L = 82,5 .
:
Коэффициент теплопередачи при определении потери тепла
вокружающую среду через потолок, стены, пол двери,
определяют по формуле:
‚тр = |
|
|
|
; |
(18) |
|
[∑Š‹[ |
||||
|
‰ |
Œ‹ |
‰; |
|
|
89
α2 — коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности в
окружающую среду
α = 4,82 + 3,45 ω , ккалм;∙К;
ккал
`2 = 8 ,79 м;∙К – от боковой поверхности;
ккал
α2 = 8 ,74 м;∙К – от свода сушилки;
ст = : [ L − 20 = 62,5 ;
:
= ∑Zgобk = KHK,KK\:,\ = 54,02 кг∙сВт = 194,472 кДжкг .
Внутренний баланс тепла на 1 кг испаренной влаги: |
|
||||
|
= qвл − 1,1}qм + qтр + q ~,кДж/кг |
(19 ) |
|||
Физическое тепло влаги, вводимое в сушилку при |
|||||
температуре ’1 =35 0 С |
|
|
|
||
|
|
вл = N“ ∙ ’ , кДжкг ; |
(20 ) |
||
где N“ = 4,19 кДжкг ; |
|
|
|
||
вл = 4,19 ∙ 35 = 146,65 кДжкг ; |
|
|
|||
|
|
”O = |
•(–—'–˜) |
кДж |
|
Нš = 157 |
кДж |
|
, кг ; |
(21 ) |
|
; |
|
|
|
||
кг с.в. |
|
|
|
||
90
Расход воздуха на 1 кг испаренной влаги во всей сушилке равен:
› = , кг
–w'–˜ кг вл.; (22 )
Общий расход воздуха: |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
R = › ∙ Vобщ, кгч ; |
(23 ) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
= R ∙ ( š − œ), кДжкг ; |
(24 ) |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
• = |
g |
, |
м6 |
; |
|
|
|
(25 ) |
|
|
|
|
gн∙žТ |
ч |
||||||||||||
Количество сушильного агента во 2 й зоне: |
|
|||||||||||||||
›: = |
|
|
, |
кг |
. |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Z; |
|
|
||||||||||||||
|
|
кг вл. |
|
|||||||||||||
Влагосодержание теплоносителя в конце 1 й зоны: |
|
|||||||||||||||
dš` = ¡; + dš, |
г |
; |
|
|
|
|
|
|||||||||
кг с.в. |
–w∙@[–˜` |
г |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
dсм = d``` = |
, |
; |
(26 ) |
|||||||
где n – |
|
|
|
@[ |
кг с.в. |
|||||||||||
|
кратность циркуляции |
|
||||||||||||||
dсм = d```, кггс.в..
Сушильный агент в 1 й зоне
› = –``w'–˜ , кгкгвл.;
2 . Расчет топки