книги / Расчёты и задачи по теплотехническому оборудованию предприятий промышленности строительных материалов

Дuнаl'luvеское {Jа6ленuе на 4ЫJlЛQпе

(J - низкого давления серни Ц4·70 Nv 4 (к.-эадаче 38)

Для расчета принимаем объемный расход 8000 м3/ч. Так как не·

обходимое отрицательное давление рассчитывают обычио для за· данной температуры, то оно остается без изменения. Но разреже·

ние, создаваемое дымососом, необходимо пересчитать для данных

По этим параметрам Vt =8000 м3Jч И Р=3320 Па, и будем под·

бирать вентилятор Данное отрицательное давление может создавать

61

только дымосос (вентишIГОР) высокого давления, поэтому исполь­

давлению 3320 Па и объемному расходу воздуха 8000 м3/ч Эта точ­ ка определяет характеристику выбранного вентилятора К п. д. его 0,565; частота вращения n= 1020 об/мин, окружная скорость колеса 58 м/с; средняя скорость на выхлопе 34 м/с; динамическое давление

на выхлопе 700 Па Мощность на валу электродвигателя при соеди­

нении эластичной муфтой (11.=0,98) составит

34. Определить отрицательное давление, создаваемое

дымовой трубой высотой 60 м при средней температуре дымовых газов в ней 2000 С и температуре окружающего

воздуха 350 С, если плотность дымовых газов Ро=

= 1,3 кг/м3.

Ответ: Р=306 Па.

35. Определить диаметр металлической дымовой тру­ бы и среднюю температуру дымовых газов, если труба

имеет высоту 18 м, объем проходящих дымовых газов

1,4 м3/с при температуре их внизу трубы 4000 С.

Ответ: при понижении температуры 11/=50 С на 1 м,

скорости вылета 4 м/с tcp =355° С; d=0,67 м.

36. Рассчитать верхний и нижний диаметры дымовой кирпичной трубы для удаления из тепловой установки

10800 м3 газов в 1 ч. Скорость вылета принять 4 м/с.

Ответ: dB =0,98 м; ьн= 1,46 м.

37. Рассчитать высоту и нижний диаметр дымовой трубы для удаления из тепловой установки продуктов

горения объемом 4,2 м3/с при средней температуре их

2600 С. Отрицательное давление, создаваемое трубой, должно со('тавить 450 Па. Принять температуру окру­ жающего воздуха 200 С, а плотность дымовых газов

ро= 1,3 кг/м3.

Ответ: Н=86,4 м. При (1)8=3 м/с dH =2 м.

38. Подобрать номер, серию вентилятора и его к. п. д.

для подачи 3600 м3/ч воздуха с температурой 200 С и

создания давления 430 Па.

Ответ: вентилятор центробежный низкего давления

.N2 4, серии Ц4-70, к. п. д.=0,77 (см. рис. IV.3, в).

62

Глава V

ЗАДАЧИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ I-d-ДИАГРАММЫ

1. Определить удельные расходы воздуха l и теплоты q на 1 кг испаренной влаги для действительного процес­

са сушки с однократным использованием нагретого воз­

духа согласно схеме рис. V.l.

Параметры воздуха, согласно схеме для точек:

A-dо=lО г/кг; to=20°C; B-tl =100°С; С-СР2=80%.

Потери теплоты действительного процесса сушки qпот=2100 кДж на 1 кг испаренной влаги. Добавочный подвод теплоты в рабочей камере сушилки qдоб=420 кДж на 1 кг испаренной влаги. Температура материала, по­ ступающего в сушилку, tM =40° С.

Реш е н и е. По заданным параметрам атмосферного воздуха

строим на l-d-диаграмме (рис. У.2) точку А. Согласно схеме, ат­

мосферный воздух подогревается до температуры tt в калорифере.

Поскольку в процессе такого подогрева влагосодержание воздуха не меняется (do=d t ), то процесс подогрева изображаем линией do=

=const до пересечения с изотермой t1• Полученная точка В харак­ теризует состояние подогретого воздуха, поступающего в рабочую

камеру сушилки. Из точки В проводим луtJ' 1=const, характеризую­ щий теоретический процесс сушки, и на нем наносим произвольно точку е. Через эту точку проводим вертикальный луч и на нем ищем положение точки Е, вычисляя для этой цели длину отрезка еЕ по формуле

где Д - результат суммирования потерь и добавочной теплоты дей­

ствительного процесса сушки;

(У.2)

в нашем случае Д=420·· ·2\00=-1680 кДж на 1 кг влаги. Знак минус у Д означает, что политропа действительного процесса

сушки располагается ниже адиабаты теоретического процесса; е!­ перпендикуляр, опущенный из точки е на линию АВ, выраженный

в миллиметрах. Согласно построению, ef=64 мм, т - приведенный масштаб I-d-диаграммы

где М; и Md - соответственно масштабы энтальпии и влагосодер­

жаний используемой l-d-диаграммы.

63

Для данного примера построение выполнено на l-а диаграмv.е

с масштабами, отнесенными к 1 кг сухого воздуха

Md=0,32r/MM и М1 =0,636 кДж/мм,

0,636 т = --1000 = 2000

0,32

его от точки е вниз Из точки В через точку Е проводим луч, харак­

теризующий направление действительного процесса сушки, а его

пересечение с кривой <Р2=80% отмечаем точкой С Из этой точки опускаем перпендикуляр на линию АВ и его пересечение с этой ли­

нией обозначаем точкой D

Удельный расход сухого воздуха [' для действительного про­

цесса сушки определяют по формуле

61

са с ОЦнократным использованием теплоносителя

65

Рис. V.3. Схема сушильного процесса с использованием в качестве теплоносителя дымовых газов при однократной их циркуляции

1 - нагнетающий вентилятор холодного воздуха; 2 - топка; 3 - смесительная

го газа Саратовского месторождения (рис. V.3). Топли­ во - природный газ Саратовского месторождения. Мак­

симально допустимая температура в топке по условиям

стойкости футеровки tд= 12000 С. Параметры наружно­

го воздуха (точка А) '1"0= 100 С; 'Ро=60%. Температура

газовоздушной смеси, поступающей в сушилку (точка

В), tj =800 С.

Относительная влажность отработанного теплоноси­

теля (точка С) 'Р2=80%. Потери действительного про­

цесса сушки qпот=800 кДж на, 1 кг влаги. Температура материала, поступающего в сушилку, tM= 150 С.

Реш е н и е. Рассчитывают горение топлива и определяют вла­ госодержание топочных дымовых газов d r и их энтальпию /г.

66

Рис. У.4. Построение на I-d-диаграмме процесса (: однократным ис·

пользованием в качестве теплоносителя дымовых газов

В нашем случае воспользуемся результатами расчета горення при­

температурные, так как построение всего процесса на ОдНой высо­

котемпературной диаграмме, в связи с ее мелким масштабом сни­

жает точность построения и получаемых расчетных результатов.

Схема построения приведена на рис. V4.

На высокотемпературной диаграмме откладываем точки =10°С; ljJо=600/0; r-d r =101 г/кг и /г=208О кДж/кг и соединяем их прямой линией АГ, которая является геометрическим местом то­

мовых газов, чтобы понизить их температуру от tr до t1• в нашем случае ВГ=898 мм, АВ=44 мм

После этого точку В соответственно ее параметрам (t1 =80 ОС; d1= = 12 г/кг) переносят на низкотемпературную I-d-диаграмму и про­

должают построение. Из точки В проводим два луча: адиабатный и вертикально вниз, параллельный линиям d = сопst. На адиабатном

луче отмечаем произвольно точку е, из нее проводим вниз верти­

кальный луч и опускаем перпендикуляр на луч, проведенный из

точки В. Точку их пересечения отмечаем буквой '. На луче, опущен­

ном из точки е, ищем положение точки Е, определяющей направле­

ние политропы действительного процесса сушки. Для этого вычисля­ ем величину отрезка еЕ по формуле

Ае!

еЕ=- •

т

где А=qдоб-qпот (qдоб - добаВО'lная теплота, подводимая непо­ средственно в рабочую камеру сушнлки);

qпот - потерн теплоты прн действнтельном процессе сушки.

Согласно схеме рис. VЗ, qдоо=О; qпот=800 кДж на 1 кг влаги:

А = - 800 кДж/кг.

Отрезок е! измеряем по лостроению На /-d-диаграмме неискажен­

ного масштаба ef=84 мм

т - приведениый масшаб I-d-диаграммы, на которой выполне-

но построение •

Ml m= - 1000.

M d

На I-d-диаграмме неискаженного масштаба М, =0,636 кдж/мм;

McI=0,32 г/мм. Тогда

0,636

m = 0,32 1000 = 2000.

После подстановки в формулу для вычисления отрезка еЕ получаем:

800·84 eE= --- =34 мм.

2000

Из точки В через точку Е :IРОВОДИМ политропный луч деЙствитель· ного процесса сушки и отмечаем его пересечение С линией парамет­

ра отработанного теплоносителя (в нашем случае <1'2=80%) - точ­

кой С. Из точки С опускаем перпендикуляр на ранее проведенный

луч через точку В и их пересечение отмечаем точкой D.

Измеряем отрезок CD Согласно построению на I-d-диаграмме неискаженного масштаба, CD=54 мм

Расход сухой газовоздушной смеси определяем по формуле

Расход сухого атмосферного воздуха составит

l~ -= n 1; = 20,4.2,7 = 55 кг на 1 кг влаги

Расход атмосферного воздуха с влагосодержанием do, равным,

согласно построению, do=7 г на 1 кг сухого воздуха:

1. = 1; (1 + 0,001.7) = 55,007 кг на 1 кг влаги.

69

Расход влажного отработанного теплоносителя с параметрами точки С:

где d2 - влагосодержание отработанного теплоносителя. Соглас­ но построению на I-d-диаграмме d2 =26,5 г на 1 кг

сухих газов;

[отр =58(1+0,001·26,5) =58,0265 кг на I кг влаги.

Для определения расхода теплоты производим дополнительное

построение: из точки А восстанавливаем луч, параллельный линиям d=сопst, и его пересечение с изотермой t1 =800 отмечаем точкой В'.

Так как при смешивании топочных газов с атмосферным возду­

хом тепло расходуется только на подогрев воздуха с влагосодержа­

нием do, то расход теплоты при сушке газовоздушной смесью под­

считывают по формуле

АВ'

q= CD m-4,19tм •

Измеряем отрезок АВ' На I-d-диаграмме неискаженного мас­ штаба АВ = 127 мм. •

127

q= -2000-4,19·15=4720-63=4657 кДж на 1 кг влаги. 54

3. Определить расходы: теплоты q на сушку, теплоно­ сителя 1, циркулирующего в рабочей камере сушилки, наружного воздуха lB и рециркулята lp для процесса

сушки с рециркуляцией отработанного воздуха при по­ догреве в калорифере смеси наружного воздуха с рецир­

кулятом.

Тепловая схема процесса приведена на рис. V.5.

Вентилятор 1 засасывает наружный воздух с параметра­

ми точки А и рециркулят с параметрами точки С, кото­ рый подается рециркуляционным вентилятором 2. Эта

смесь, имеющая параметры точки М, подогревается в ка­

лорифере 3, приобретая при этом параметры точки В, и с

этими параметрами поступает в рабочую камеру сушил­

ки 4. Отработанный воздух с параметрами точки С от­

сасывается из рабочей камеры сушилки вентилятором 5

и частично выбрасывается в атмосферу, а частично заби­

рается вентилятором 2 и поступает на рециркуляцию.

Задано: параметры точек: A-fo=20%; <ро= =50%; C-f2 =35° С; <Р2=80 0ro; содержание рецирку­

лята в смеси Ор=25%; потери теплоты деЙСТВИ1t:ЛЬНОГО процесса сушки qпот=715 кДж на 1 кг влаги.

Реш е н и е Построение процесса на J-d-диаграмме (рис V.б)

начинают с нанесения точек А и С, дЛЯ которых известно по два па_-

70