Расчет сушильной установки

Министерство образования и науки РФ

Иркутский государственный технический университет

Кафедра теплоэнергетики

Расчетно-графическая работа

по дисциплине: «Тепломассообменное оборудование предприятий»

на тему: «Расчет сушильной установки»

вариант 17

Выполнил студент

Гр. ТЭ-04-2

Придеина Ю.Ю.

Проверил

Картавская В.М.

Иркутск 2007

Содержание

Задание:

произвести тепловой расчёт сушильной установки с кипящем слоем по исходным данным.

Исходные данные:

Производительность сушилки по высушенному материалу

Материал – известь:

начальная и конечная влажность материала;

начальная и конечная температура материала;

гранулометрический состав материала по фракциям %:

;

коэффициент порозности .

Воздух:

температура .

влагосодержание .

топливо – Сланец капширский;

Температура газов:

начальная (на входе в сушилку) t1=600 °C ;

конечная (на выходе из сушилки) t2=100°C.

КПД топки .

потери тепла .

Расчет сушильной установки

1. Материальный баланс сушки [1]

Уравнение материального баланса продукта, подвергаемого сушке

;

.

где - количество испарённой влаги, ; - количество влажного материала, поступающего в сушку, .

2. Тепловой баланс сушилки

2.1 Расход теплоты на нагрев материала [1]

.

2.2 Тепловыделение при испарении влаги [1]

;

2.3 Внутренний баланс сушилки [1]

.

По [3] принимаем элементный состав Сланца капширского на рабочую массу топлива:

влажность- W^р = 13%

зольность- A^р = 40% ;

содержание- серы S^р = 1,6% ;

содержание углерода- C^р = 24,1% ;

содержание водорода- H^р = 3,1% ;

содержание азота- N^р = 0,1% ;

содержание кислорода- O^р = 3,7% .

низшая теплота сгорания – ;

выход летучих – .

3 Рассчитываем параметры топочных газов

3.1 Теоретически необходимое количество воздуха [1]

3.2 Теплота сгорания топлива [1]

3.3 Коэффициент избытка воздуха [1]

3.4 Масса сухих газов [1]

3.5 Масса водяных паров:

3.6 Влагосодержание топочных газов [1]

3.7 Энтальпия топочных газов [1]

Расход топлива [1]

Вт= кг/ч.

Расход сушильного агента [1]

l=1/()=1/(0,18-0,03)=7 кг/кг.

4 Построение процесса сушки в h-d диаграмме [2]

Построение процесса сушки в h-d диаграмме [2]

По уравнению энтальпии воздуха рассчитываем значения энтальпий воздуха. Для и -произвольное значение. Для построения изотерм наносим на h-d диаграмму параметры воздуха начальные (т.1), начальные параметры сушильного агента (т.B) и конечную температуру сушильного агента. Действительные процессы сушки.

При однократном использовании топочных газов по параметрам Hг(883,05кДж/кг) и dг(0,034кг/кг) (топочных газов) – определяется точка К, а по параметрам H0(8,38 кДж/кг) и d0(0,008кг/кг) наружного воздуха точка А. Соединяют точки К и А, АК – это процесс смешения наружного воздуха и топочных газов.

На пересечении линии смешения АК с изотермой t1=600°C определяем точку М (состояние сушильного агента перед входом в сушилку). Через точку М под углом 45° к оси H проводим линию H1=const (H1=725 кДж/кг - энтальпия сушильного агента). При пересечении H1=const и t2=const (t2=100°С) получаем точку С0 (точка теоретического процесса сушки). Определяем значения энтальпии сушильного агента на выходе из сушилки H2”=577,9 кДж/кг, проводим H2”=const также под углом 45° к оси H. C0” – точка пересечения H2”=const и t2=const. МС0” – действительный процесс сушки.

5. Тепловой расчет сушилки с кипящим слоем

Предварительно рассчитываем критерий Архимеда

где - эквивалентный диаметр частиц;

м.

Критическая скорость псевдоожижения [1]

м/с.

Рабочая скорость газа, отнесенная к полному сечению аппарата, м/c:

где Ly- критерий Лященко при известной порозности слоя.

Скорость газов в отверстиях решётки [1]

м/с.

где , м²– проходное сечение решётки, принимается от 0,05 до 0,1 величины площади решётки Sреш:

.

Площади решётки [1]

м²,

где l – расход сушильного агента [1]

кг/кг.

Диаметр решетки [1]

м.

Высота неподвижного слоя [1]

м.

где G – заполнение сушилки материалом

кг/м².

Средний температурный напор [1]

.

11.1 Коэффициент теплоотдачи α от газа к частицам материала определяется с учётом критериев Nu, Re, Fe [1]

.

.

.

, Вт/м²·К.

Высота сепарационного пространства [2]

м.

Общая высота слоя [2]

м.

Список литературы

1.Промышленные тепломассообменные процессы и установки. Методические указания по курсовому проектированию. В.М.Картавская.-Иркутск,1991г.- 63 с.

2. Лебедев П.Д., Щукин А.А..Теплоиспользующие установки промышленных предприятий.- Москва. Энергия 1970г.- 408 с.

3. Сорокина Л.Л., Федчишин В.В., Кудряшов А.Н.. Котельные установки и парогенераторы - Учебное пособие.-Иркутск, издательство ИрГТУ,2002.-148 с.

4. Лебедев П.Д.. Расчёт и проектирование сушильных установок.-Москва.Госэнергоиздат, 1962г.-320с.

Вариант 17. Тепловой баланс конвективной сушилки Лист 1

-----------------------------------------------------------------------------

Hаименование | Размерность | Величина

-----------------------------------------------------------------------------

Расчет параметров топочных газов (сушильного агента)

ИСХОДHЫЕ ДАHHЫЕ

Топливо Сланец капширский

Элементный состав на рабочую массу: | |

углерод Ср | % |24.100

водород Hр | % |3.100

кислород Ор | % |3.700

сера Sр | % |1.600

влажность Wр | % |13.000

зольность Aр | % |40.000

Температура tт | °С |2.000

Теплоемкость Ст | кДж/кгК |1.000

КПД топки nт | |0.920

Сушильный агент: | |

температура: начальная tг1 | °С |600.000

конечная tг2 | °С |100.000

теплоемкость Ссг | кДж/кгК |1.214

энтальпия водяных паров hп | кДж/кг |3705.600

Воздух: | |

температура tо | °С |2.000

влагосодержание dо | кг/кг |0.008

энтальпия Hо | кДж/кг |8.390

РАССЧИТЫВАЕМЫЕ ВЕЛИЧИHЫ свой

расчет

Теоретически необходимое количество воздуха

Lо | кг/кг |3.750 (3.750)

Теплота сгорания топлива (высшая рабочая)

Qвр | кДж/кг |11486.33(11486,33)

Коэффициент избытка воздуха (альфа) | |3.171 (3.171)

Сушильный агент: | |

масса: сухих газов Gсг | кг/кг |12.083 (12.08)

водяных паров Gп | кг/кг |0.504 (0,41)

влагосодержание dг1 | кг/кг |0.042 (0,034)

энтальпия Hг1 | кДж/кг |883.010 (883.047)

-----------------------------------------------------------------------------

Лист 2

-----------------------------------------------------------------------------

Hаименование | Размерность | Величина

-----------------------------------------------------------------------------

Расчет теплового баланса сушилки

ИСХОДHЫЕ ДАHHЫЕ

Материал Известь

Производительность сушилки по высуш.материалу

G2 | тыс.кг/ч |25.000

Влажность материала: начальная w1 | % |40.000

конечная w2 | % |12.000

Температура материала: начальная tм1 | °C |2.000

конечная tм2 | °C |95.000

Теплоемкость материала при: tм1 - см1 | кДж/кгК |1.000

tм2 - см2 | кДж/кгК |1.000

Потери теплоты в окружающую среду q5 | кДж/кг влаги |52.000

Влагосодержание сушильного агента на | |

выходе из сушилки dг2 | кг/кг |0.140

Влагосодержание сушильного агента d2 | кг/кг |0.180

РАССЧИТЫВАЕМЫЕ ВЕЛИЧИHЫ свой

расчет

Количество испаренной влаги W | кг/ч |11.667 (11.667)

Производительность сушилки по влажному матер.

G1 | тыс.кг/ч |36.667 (36.667)

Расход теплоты на: нагрев материала qм | кДж/кг влаги |199.286(199,3)

испарение влаги qвл | кДж/кг влаги |8.380 (8.39)

Внутренний баланс сушилки q | кДж/кг влаги |242.906(242,92)

Сушильный агент: | |

энтальпия на выходе из сушилки Hг2 | кДж/кг |915.074

расход l | кг/кг влаги |7.232 (7)

расход топлива B | кг/ч |6.983 (6,76)

-----------------------------------------------------------------------------