Барабанная сушилка

      Принимаем диаметр топки 1,5 м.

      Длина топки:

      L=1,8D=1,8·1,5=2,7 м.

      Размеры топки:  D=1500 мм; L=2700 мм. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      2.2 Расчет и выбор барабанной сушилки 

      Исходные  данные

      Параметры материала

      Материал        еловый опил

      Размер  частиц       1,2 × 2,0 × 1,8 мм

      Производительность  по сухому материалу  G₁ = 3,6т/ч = 1кг/с

      Относительная влажность:

            начальная       ω₀₁ = 40%

            конечная       ω₀₂ = 12%

      Температура влажного материала    θ₁ = 20°С

      Параметры сушильного агента

      Сушильный агент – топочные газы, разбавленные воздухом.

      Топливо – природный газ Елшанского месторождения

      Вход  в сушилку

            Температура      t₁ = 400°С

            Влагосодержание      x₁ = 0.033 кг/кг

      Выход из сушилки

            Температура      t₂ = 90°С

      Параметры наружного воздуха

      Температура       t₀ = 17,2°С

      Влагосодержание      x₀ = 0.009 кг/кг

      Теплосодержание      I₀ = 40кДж/кг 

      2.2.1 Технологический расчет

      Теплофизические свойства елового опила 

      Эквивалентный диаметр частиц

      d_э = (6V_ч/π)^0,33= [(6·4,32·10^-9)/3,14]^0,33 = 2,2·10^-3 м,

      где V_ч - объем частицы, м³;

      V_ч = δbl = 1,2·2,0·1,8·(10^-3)³ = 4,32·10^-9

      Абсолютная  влажность материала:

      на  входе в сушилку: ω_а1 = 100ω₀₁/(100-ω₀₁) = 100·40/(100-40) = 67%

      на  выходе из сушилки: ω_а2 = 100ω₀₂/(100-ω₀₂) = 100·12/(100-12) = 14%

      средняя влажность: ω_{а ср} = 0,5(ω_а1+ω_а2) = 0,5(67+14) = 40,5%;

      Плотность опила при ω_{а ср} = 40,5% [4, таблица 4]: ρ_ср = 522 кг/м³;

      Теплоемкость  опила при θ_ср = 0,5(θ₁+θ₂) = 0,5(20+60) = 40°С и при ω_{а ср} = 40,5% [2, таблица 6]: С_м  = 2,64 кДж/(кг·К).

      Теплопроводность  опила при ω_{а ср} = 40,5% [4, таблица 7]: λ_ср = 0,158 Вт/(м·К)

      Насыпная  плотность опила ρ_н = 200 кг/м³ [2, таблица 5]. 

      Материальный  баланс 

      Производительность  по влажному материалу:

      G₂ = G₁(100-ω₀₁)/(100 ω₀₂) = 1·(100-40)/(100-12) = 0,682 кг/с;

      Производительность  по испаренной влаге:

      W = G₁ – G₂ = 1 - 0,682 = 0,318 кг/с;

      Производительность  по абсолютно сухому материалу:

      G_а = G₁ (100-ω₀₁)/100 = 1·(100-40)/100 = 0,6 кг/с; 

      2.2.2 Построение рабочей линии процесса сушки на I-x диаграмме (рисунок 2.1) 

      Теплосодержание сушильного агента на входе в сушилку  при х₁ и t₁:

      I₁₁ = 1,01·t₁+(2493+1,97·t₁)·x₁ = 1,01·400+(2493+1,97)·0,033 = 512 кДж/кг;

      Параметры наружного воздуха:

      Точка А на I-x диаграмме: x₀ = 0.009 кг/кг; t₀ = 17,2°С; I₀ = 40кДж/кг

      Параметры топочных газов:

      Точка К на I-x диаграмме:

      x _тг = x’ = 0,12 кг/кг;

      t _тг = 1000°С;

      I _тг = 1,01·1000+(2493+1,97·1000)·0,12 = 1546 кДж/кг;

      Параметры сушильного агента

      Вход  в сушилку

      Точка В на I-x диаграмме: x₀ = 0,009 кг/кг;

      Выход из сушилки

      Точка С на I-x диаграмме: t₂ = 90°С. 

      Последовательность  построения рабочей  линии сушки на I-x диаграмме 

      1. На I-x диаграмме находим точку А по x₀ = 0.009 кг/кг и t₀ = 17,2°С точку К по x _тг = 0,12 кг/кг и по t _тг = 1000°С проводим рабочую линию горения мазута АК.

      2. Находим точку В на пересечении линии АК и линии температур t₁ = 400°С Определяем x₁ = 0.033 кг/кг. Ошибка при построении точки В: (0,045-0,033)·100/0,045=2,8%

      3. Определяем температуру материала на выходе из сушилки, при условии, что из опила испаряется только поверхностная влага при t_м1 (I₁ = I₂), тогда θ₂ = t_м1 =40°С

      4. Расход тепла на  нагревание материала:

      Q_м = G₂С_м(θ₂-θ₁) = 0,682·2,64·(40-20) = 36 кДж/c;

      5. Удельный расход  тепла на нагрев  материала:

      q_м = Q_м/W = 36/0,318 = 113 кДж/кг влаги;

      6. Удельные потери  тепла принимаем q_пот = 200 кДж/кг влаги;

      7. Внутренний тепловой баланс сушилки:

      Δ = 4,19θ₁-(q_м+q_пот) = 4,19·20-(113+200) = -229 кДж/кг влаги;

      8. Координаты точки Е. Задаемся значением x > x₁; х = 0,05 кг/кг:

      I = I₁₁+Δ(x-x₁) = 512-229·(0,05-0,033) = 508 кДж/кг;

      9. Строим точку Е по координатам: х = 0,05 кг/кг и I = 508 кДж/кг.

      10. Строим рабочую  линию сушки ВС: соединяем точку В и Е и продолжаем линию до пересечения с линией температур t₂ = 90⁰C, получаем точку С – окончание сушки.

      11. По координатам точки С определяем влагосодержание сушильного агента на выходе из сушилки: х₂ = 0,081 кг/кг.

      Теплосодержание сушильного агента на выходе из сушилки:

      I₂=1,01t₂+(2493+1,97t₂)x₂=1,01·90+(2493+1,97·90)·0,081=307 кДж/кг. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Рисунок 2.1 - Построение рабочей линии сушки на диаграмме I – x