Роговой_задачи

г Jl а в а VI

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ СУШИЛОК

§ t. РАСЧЕТ БАРАБАННОЙ СУШИЛКИ

3 а Д а н и е. Спроектировать барабанную сушилку

для сушки глины:

1. Исходные данные

Производительность по высушенной глине а2= 15 т/ч.

Влажность глины:

начальная (1)1 =22%; конечная (1)2=5%.

Плотность сухого материала рс= 1450 кг/мЗ•

Топливо - мазут следующего рабочего состава: СР-

86,5; НР-I0,5; SP-O,3; Np-0,3; ОР-0,3; АР-О,3; WP-l,8.

Температура глины: начальная tu = 100 С; конечная t1(=80° С. Температура газов:

при входе в барабан t~83=800° С;

на выходе из барабана t~аз = 1000 С.

Удельная теплоемкость абсолютно сухой глины 'Сс=

2. Выбор типа барабанной сушилки

и сушильного агента

Так как сушимый материал не боится загрязненЙй, то

применяем в качестве сушильного агента смесь дымовых'

газов и атмосферного воздуха с начальной температурой tu =800° С. Дымовые газы рационально использовать и

потому, что глина сушится при температурах выше

1200 С. При этом также выявляется небольшая потреб-

80

Материальный баланс по абсолютно сухому мате­

риалу, расход по массе которого не изменяется в процес­

се сушки, составляет

ас = а1 (1 -(01) = Gз (1 - (02) = 18270 (1 - 0.22) =

= 15000(1-0.05) = 14250 кг!ч.

Принимаем объемное напряжение барабана по влаге

то=60 кг/(м3 .ч), тогда объем барабана составит

Принимаем отношение длины барабана к его диамет­

ру Lбар =6,5, определяем его диаметр:

Dбар

1tD2

Vбар = SLбар = -4- Lбзр= О.785 п~ap·6.5 Dбар = 5.1 п~ap.

Принимаем Dбар=2,2 м.

Уточняем объем барабана:

Vбар = 5.lD~ip = 5. 1.2.23 = 54,32м3 ,

Определяем площадь сечения и длину барабана:

маем к установке барабанную сушилку завода-изготови­

теля «Строммашина» размером 2,2Х14 м; производи­

тельность по высушенному материалу 15 т/ч; удельный паросъем 60 кг/(м3 'Ч); система внутренних устройств­

лопастная.

82

Определяем производительность барабана по высушен­

ной глине:

где

Тогда

а2 =60.54,32 10022 = 15 000 кг/ч.

22-5 '

I

Объемное напряжение барабана по влаге составит

то = 60.2 кг/(м3 ,ч),

4. Расчет времени сушки

Время нахождения материала в барабане определяем

[35] по формуле

Общее объемное количество продуктов горения при а.= 1,2 составит

Va = 1.604 + 0.0021 + 1,41 +9,925 +0.44 = 13.38 мЗ/кг.

= 69.4 г на 1 кг сухих газов.

Энтальпию дымовых газов на 1 кг сухих газов определя­

ем по формуле

= 2270 кДж на 1 кг сухих газов.

По [-t-диаграмме приложения 13 находим действитель­

ную температуру горения мазута при а= 1,2, tr = 1480° С.

85

6. Графические расчеты процессов сушюt

в /-d-диаграмме

Рассчитываем начальные параметры теплоносителя.

Температура газов при входе в барабан t~аз =8000 С.

ДЛЯ получения такой температуры топочные дымовые газы разбавляем атмосферным воздухом. Приняв к. п. д.

топки 'I'}=0,9, определяем количество воздуха х, необхо­ димого для смешивания с дымовыми газами. Для этого

составляем уравнение теплового баланса топки и камеры

смешивания на 1 кг сжигаемого топлива:

где [возэнтальпия поступающего для смешивания воздуха при

температуре 200 С;

[воз = Своз iвоз = 1,3·20 = 26 кДжjмЗ ;

[дым - энтальпия дымовых газов при t~аз = 8000 С;

[ДЫМ = 1185 кДж/мЗ (см. приложение 13);

[~- энтальпия воздуха при температуре 8000 С (см. табл.

VII.33), I~= 11I О кДж/мЗ•

Тогда

(12,76 + х)26 - x·l1IO

13.38= 1185 - 2998·0.9;

1 кг топлива и разбавления дымовых газов до Зdданной

температуры, составит

L~=L~+x= 12,76+ 19=31,76мЗ •

86

Общий коэффициент избытка воздуха равен:

= 0,112·10,5 +0,0124·1 ,8 +0,0016·10·2,985·10,47 = 1,698 м3 /кг;

VN • = 0,79схобщ Lo+ 0,008 Np = 0,79·2,98(5·10,47 + + 0,008·0,3 = 24,69 м3 /кг;

Vo• = 0,21 (СХобщ - 1) Lo = 0,21 (2,985 - 1)10,47 = 4,364 м3 /кг; VCO• = 1,61 м3 /кг.

Таким образом

804·1,698

dH = 1,977·1,61 + 1,251·24,69 + 1,429·4,364

= 33,9 г на 1 кг сухих газов.

Производим построение..:teоретического процесса суш­

ки на диаграмме Рамзина (рис. VI.l). Точка К характе­ ризуется параметрами Iгаз=~270 кДж на 1 кг сухих га­ зов и dгаз=69,4 г на 1 кг сухих газов, а точка А парамет­

рами окружающего воздуха to=20° С и <ро=70%

= 10,6 г на 1 кг сухого воздуха).

По известным начальным параметрам сушильного

агента (t~аз =8000 С и dп=33,9 г на 1 кг сухих газов)

находим точку В - начало теоретического процесса суш­ ки. Эта точка характеризует параметры сушильного

агента (смесь продуктов сгорания топлива с воздухом), поступающего в сушильный барабан. Соотношение меж-

87

ду топочными газами (точка К) и воздухом (точка А)

= 1,52 кг сухого воздуха на 1 кг сухих дымовых газов .

.7гьз

От точки В проводим линию /~аЗ=сопst до пересече­ ния с изотермой t ~аз = 1000 С и опре~еляем положение

конечной точки процесса Со. Теоретический процесс

сушки на /-d-диаграмме изобразится линией всо. Па­ раметрами точки СО на 1 кг сухих газов являются: по­

стоянная энтальпия Iгa~ = 1010 кДж и влагосодержание

d2 =320 г.

Расход сухих газов по массе при теоретическом про­

цессе сушки

Построение действительного процесса в реальной су­

шилке сводится к определению направления линни суш-

88

ки, для чего находим удельное количество теплоты, от­

данное в окружающую среду поверхностью сушильного

барабана и на нагрев материала QM, т. е.

~Q = QM +Qn кДж/Ч.

Количество теплоты на нагрев материала составляет

QM= 1139 250 кджfч_ Количество теплоты, потерянной

сушилкой в окружающую среду, определяем по формуле

ag - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности теПЛQ­

изоляции в окружающую среду, обычно принимаемый 12-

15 Вт!(м2 .ОС) [35],

8б - площадь боковой поверхности сушильного барабана;

8б = 1tD~~p Lбар = 3,14·2,254·14 = 99 м2;

( t~~З_ t~~~)- разность температур газов рабочего пространства ба­

где tep .. - средняя температура материала в барабане;

tер.lI=tll+2з (?)t:-t= =10+ з2 (80-10)=57°С.

Следовательно,

(800 - 10) - (100 - 80) +57 = 2678 С.

2 31 800-10 , g 100-80

89