Расчет пароводяного теплообменника , барабанной сушильной установки

e="text-align:justify;text-indent:36pt">m =0,75 – коэффициент порозности;

 

υ_г – скорость газов у поверхности частиц, м/с;

D = 2,0 м – диаметр барабана;

ν = 180 · 10‾ ³ м²/с – коэффициент кинематической вязкости;

χ_i – доля фракции от общего количества материала;

δ_i – средний размер частиц, мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2.2.

 

Средняя логарифмическая разность температур между теплоносителями: 

 

 

 

Средняя температура газов в  сушилке:   

 

 

 

     При температуре t_с.г. по таблице находим удельный объем сухих газов

υ_с.г. = 1,98 м³/кг.

    

Часовой объем газов:

 

 

 

 

 

     Средняя по объему барабана скорость газов:

 

 

 

     По рис. 2.2 измерены площади F₁ = 0,15 м²,  F₂ = 0,075 м²,  F₃ = 0,016 м²,

= 0,24 м², площадь  завала – 0,58 м², а также высоты  падения частиц

h₁ = 0,5 м,  h₂ = 1,24 м,  h₃ = 1,3 м.

    Скорость газов у поверхности частиц:   

 

где h_ср – средняя высота падения частиц с лопаток, м

 

 

 

 

    По формуле находим:

 

 

     Найдем сумму:

 

 

     По формуле находим:

 

     Вычисление коэффициента теплоотдачи от наружной поверхности материала, находящегося на лопатках и в завале:   

 

где α – коэффициент теплоотдачи от газа к поверхности материала;

      S/D, 1/D – параметры барабанной сушилки.

     Средняя длина скатывания частиц:   

 

где z = 8 – число лопаток

 

     Критерий Рейнольдса:

 

 

 

     Коэффициенты ν и λ берутся при средней температуре газа в сушилке:

λ=0,0411Вт/мК

ν=630∙10^-6м²/с

     Критерий Нуссельта:

 

 

     Коэффициент теплоотдачи от газа к поверхности материала:

 

 

     Подставляем в формулу:

 

     Кондуктивный теплообмен между нагретыми частицами сушилки и слоем материала учитывается коэффициентом:  

 

где t_м – средняя температура материала;

       α_к – коэффициент теплоотдачи от газа к оголенной поверхности барабана, Вт/(м²·К).

     Средняя плотность газов:  

 

 

 

     Значение коэффициента  α_к находят из эмпирической зависимости:

 

 

     Подставим в формулу:

 

     Найдем суммарный коэффициент теплообмена αv по формуле:

α_V = 1235 + 16,8 +  28,7 = 1281 Вт/(м²·К).

     Количество тепла, передаваемого в единицу времени от топочных газов к материалу:           

Q = W · (q + q_м)

Q = 1165,05 · (6583+612,9 ) = 8383700 кВт

     Можно рассчитать объем барабана:

 

 

 

   Коэффициент 1,2 учитывает, что в начальной части барабана, где условия теплообмена намного хуже, расположены приемно-винтовая и упрощенная насадки.

     Длина сушильного барабана:  

 

 

 

 

     Напряжение сушилки по влаге:

 

 

 

2.5. Определение времени  пребывания материала в сушилке

 

     Чтобы  проверить правильность принятого ранее в расчетах значения коэффициента заполнения объема барабана материалом β, необходимо определить время прохождения его через сушилку.

      Для каждой фракции:

 

 

 

 

 

     

 

 Средневзвешенное время пребывания частиц в сушилке:

 

 

 

 

     Степень заполнения сушилки материалом:  

 

где ρ_м = 1200 кг/м³ - насыпная плотность материала.

 

 

     Расхождение полученного значения с принятым ранее составляет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В ходе данной работы мы ознакомились с устройством  и техническими характеристиками пароводяного подогревателя и барабанной сушильной  установки, а также произвели  расчет этих теплообменных аппаратов. Также мы научились пользоваться специальной и справочной литературой  и еще раз коснулись государственных и отраслевых стандартов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1.В.В. Овсянников, В.Н. Кузнецов  Теоретическиеосновы теплотехники ч.2 Тепломассообмен Уч.-изд. Омск 2002.

 

2.В.Н. Кузнецов   Тепломассобменное оборудование предприятий Уч.-изд. Омск 2001.