10

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ

ФГОУ ВПО Рязанская государственная сельскохозяйственная академия имени проф. П.А. Костычева

КАФЕДРА «Механизация переработки с/х продукции»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Для выполнения расчетно-графической работы № 2

по дисциплине: «Сооружения и оборудование для хранения продукции растениеводства и животноводства» для специальности: 311200 «Технология производства и переработки с/х продукции»

Разработал ассистент Асташкин В.Н.

Рязань, 2005 г.

Методические указания обсуждены на заседании кафедры от «____»__________ 2005г. Протокол №_______

Зав. Кафедрой __________________ В.К.Киреев

Одобрено советом методической комиссии технологического факультета

протокол № ________________ «_____» _________________2005г.

Председатель комиссии ________________________ Черкасов О.В.

Методика выполнения расчетно-графической работы

Тема 1: Расчет барабанных зерносушилок .

Для расчета процесса сушки удобнее перевести относительную влажность W, % материала в абсолютное влагосодержание U, кг/кг:

, ( 1 )

где W₀ – начальная влажность продукта, % (приводится в таблице 2);

, ( 2 )

где W_к - конечная влажность продукта, % (приводится в таблице 2).

Производительность сушилки (кг/ч) рассчитывают по формулам:

по абсолютно сухому продукту:

, ( 3 )

где G_г.п. – производительность сушилки по готовому продукту ( приводится в задании);

по испаряемой влаге:

, ( 4 )

по исходному продукту:

. ( 5 )

Унос материала из сушилки с отработанным воздухом, кг/ч:

, ( 6 )

где k_ун – коэффициент уноса высушенного материала из барабана, % (таблица 2).

Рабочий объем барабана V_б (м ³) рассчитывают по формуле:

, ( 7 )

где А – напряжение рабочего объема барабана по испаренной влаге, кг/(м ³ч) (таблица 3 ).

Поперечное сечение барабана S_б , м ² определяется по формуле:

, ( 8 )

где - коэффициент заполнения барабанной сушилки, зависящий от конструкции насадки,= 0,15…0,35;

- максимально допустимая скорость газов в аппарате, зависящая от насыпной плотности материала, м/с ( таблица 4).

Длина барабана l_б (м) определяется по формуле:

. ( 9 )

Диаметр барабана D_б (м) вычисляется по формуле:

. ( 10 )

Влагосодержание воздуха, поступающего в калорифер Х_вх (кг/кг) определяется из выражения:

, ( 11 )

где - относительная влажность наружного воздуха (= 0,6…0,85);

Р – барометрическое давление воздуха, Па (Р = 99,5 кПа);

Р_н – давление насыщенного водяного пара (Па), при температуре наружного воздуха t_вх =18…23 ⁰С ( таблица 5 ).

Энтальпия наружного воздуха I _вх , (кДж/кг) вычисляется по формуле:

, ( 12 )

где с _r – удельная теплоемкость наружного воздуха, [кДж/(кг К)], с _r = 1,006 кДж/(кг К);

t _вх = 18…23 ⁰С – температура наружного воздуха;

r₀ – удельная теплота парообразования при 0 ⁰С, (кДж/кг ) (r₀ = 2495 кДж/кг);

с_n – удельная теплоемкость пара, [кДж/(кг К)], [с_n = 1,965 кДж/(кг К)].

Учитывая, что Х₀ = Х_вх , энтальпию нагретого воздуха на входе в сушилку ( кДж/кг) находят по формуле:

, ( 13 )

где t₀ – начальная температура теплоносителя ⁰С.

Удельный расход теплоты на нагрев высушиваемого материала (кДж/кг) равен:

, ( 14 )

где с _м – удельная теплоемкость продукта, [кДж/(кг К)];

с _ж – удельная теплоемкость воды, [кДж/(кг К)], с _ж = 4,187 кДж/(кг К);

и - начальная и конечная температура продукта,⁰С.

Удельный расход теплоты на компенсацию энергии связи влаги с материалом (кДж/кг) определяется из выражения:

, ( 15 )

где а = 4200 кДж/кг – постоянная величина.

Удельные тепловые потериq _nm обычно принимаются равными 10% от q _m:

. ( 16 )

Тогда изменение потенциала воздуха относительно испарившейся влаги, кДж/кг равно:

. ( 17 )

Энтальпия пара при конечной температуре t_к , кДж/кг:

. ( 18 )

Конечная энтальпия влажного воздуха, кДж/кг:

. ( 19 )

Конечное влагосодержание воздуха, кг/кг:

. ( 20 )

Тогда:

( 21 )

Расход теплоты в калорифере, кДж/кг, определяется по формуле:

( 22 )

Расход воздуха, кг/ч, равен:

( 23 )

Время сушки продукта (мин) в аппарате с вращающимся барабаном определяется из выражения:

, ( 24 )

где - насыпная плотность продукта, кг/м ³.

Объем продукта, находящегося в барабане (м ³), рассчитывают по формуле:

( 25 )

В общем случае время пребывания сыпучего продукта в барабане (мин), можно определить из выражения:

( 26 )

Тогда коэффициент заполнения барабана продуктом рассчитывается как:

( 27 )

Частота вращения барабана n (мин ^–1) с подъемно-лопастной и комбинированной насадкой определяется из выражения:

, ( 28 )

где m, k – коэффициенты, зависящие от типа насадки и направления движения теплоносителя (при подъемно-лопастной насадке m = 0,6; k > 0.2 (прямоток), k = 0,5 (противоток); при секторной и лопастной секторной насадке m = 0,75…1; k > 0,7 (прямоток), k < 2 (противоток);

- время пребывания продукта в барабане, мин;

- угол наклона барабана (=3,5⁰).