- •Курсовой проект на тему: “Расчет и проектирование сушилки кипящего слоя”
- •Белгород, 2007 Задание
- •I. Основной расчет сушильной установки
- •1. Материальный расчет сушилки
- •2. Внутренний баланс сушильной камеры
- •3. Построение на диаграммеI–х процесса сушки воздухом
- •4. Расчет расхода воздуха на сушку
- •5. Расчет рабочего объема сушилки
- •6. Расчет параметров псевдоожиженного слоя
- •7. Расчет коэффициента теплоотдачи
- •II. Вспомогательные и дополнительные расчеты
- •1. Расчет плотности влажного газа
- •2. Расчет калорифера при сушке воздухом
- •3. Выбор и расчет пылеулавливателей
- •4. Расчет питателей и затворов
- •5. Расчет гидравлического сопротивления сушильной установки
- •6. Выбор вентиляторов и дымососов
- •7. Расчет потери теплоты в окружающую среду.
- •Список используемой литературы
7. Расчет коэффициента теплоотдачи
Для расчета конвективной теплоотдачи применяем эмпирические уравнения, которые устанавливают зависимость критерия Нуссельта, от критерия Рейнольдса:
.
где
υ – средняя скорость газа, м/с;
l – определяющий линейный размер, м;
λ – коэффициент теплопроводности, ВТ/м·К;
ν – кинематический коэффициент вязкости, м2/с;
т.к. , т.е. , тогда критерий Нуссельта вычисляем по формуле:
где порозность псевдоожиженного слоя, ;
критерий Прантля
Тогда коэффициент теплоотдачи будет равен:
Среднюю температуру сушильного агента находим по формуле:
где температура материала рассчитанная
Находим температуру газа на выходе из псевдоожиженного слоя:
где
теплоемкость газа
и температура газа на входе в слой и на выходе из него;
температура материала в слое
По площади кипящего слоя высоте и порозности определяем заполнение сушилки материалом и среднее время сушки материала.
II. Вспомогательные и дополнительные расчеты
1. Расчет плотности влажного газа
Плотность пара значительно меньше плотности сухого газа, поэтому при расчете параметров псевдоожиженного слоя, гидравлического сопротивления воздуховодов и в некоторых других случаях следует плотность сушильного агента находить с учетом его влагосодержания.
Рассматривая плотность влажного газа ρв.г. как сумму плотностей абсолютно сухого газа ρс.г. и пара ρп, взятых при их парциальных давлениях, а влагосодержание х как соотношение плотностей пара и воздуха () получим расчетную формулу:
Парциальное давление сухого газа Рс.г. вычисляем как разность между общим давлением смеси Р и парциальных давлений пара Рп.
Парциальное давление пара Рп можно найти по дополнительному графику на I – х диаграмме в зависимости от величины влагосодержания х.
Плотность сухого газа при давлении Рс.г. и температуре t:
где
2. Расчет калорифера при сушке воздухом
Поверхность теплообмена калорифера определяют по уравнению теплопередачи:
где общее количество теплоты, кВт;
средний температурный напор, 0С;
коэффициент теплоотдачи
При этом температурные напоры и на концах теплообменника рассчитывают как разность температуры греющего пара и температура воздуха при входе в калорифер или на выходе из него
тогда
Рекомендуемая скорость воздуха 3…5 кг/м2·с. Принимаем По ГОСТ 7201-70 принимаем оребренный калорифер средней модели №9.
Поверхность теплообмена –
Живое сечение для воздуха –
Размеры секций:
Длина – 200 мм
Ширина – 880 мм
Высота – 1050мм
Находим необходимое число секций выбираем с 20% запасом по сравнению с расчетным:
Фактическое число секций принимаем 16 шт.
Секции калорифера устанавливают параллельно по ходу воздуха, так, чтобы получить в них рекомендуемую скорость воздуха, и последовательно по ходу воздуха, для набора необходимой поверхности теплообмена. Затем рассчитывают среднюю массовую скорость воздуха в калорифере:
где расход абсолютно сухого воздуха, .
площадь живого сечения секций, включенных параллельно по ходу воздуха,
Фактическая скорость воздуха:
Потери давления при проходе воздуха через секцию калорифера можно определить по формуле:
Сопротивление секций средней модели в 1,2 раза меньше, чем большой.
Сопротивление 16 секций 14.78 Па
Секции калорифера устанавливают параллельно по ходу воздуха, так, чтобы получить в них рекомендуемую скорость воздуха, и последовательно по ходу воздуха для набора необходимой поверхности теплообмена. Затем рассчитываем среднюю массовую скорость воздуха в калорифере:
где расход абсолютно сухого воздуха, (кг/с)
площадь живого сечения секций, включенных параллельно по
ходу воздуха, м2.
Фактическая скорость воздуха:
Потери давления при проходе воздуха через секцию калорифера можно определить по формуле:
Сопротивление секций средней модели в 1,2 раза меньше, чем большой.
Сопротивление 16 секций составляет 147,8 Па.