Массообменные процессы. Никалаев Г.И - 101 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

∆x
ср
’
=
()
()
,
//ln
0000
,,
,,
ТtTvР
МР
хх
хx
ср
вср
мб
мб
+
∆
=
∆∆
∆−∆
(5.19)
где ∆x’
б
=x
l
* – x’
1
– движущая сила в начале процесса сушки,
кг/м
2
; x’
м
= х
2
* – x’
1
– движущая сила в конце процесса сушки,
кг/м
3
; x
l
*, х
2
* – равновесное содержание влаги на входе в
сушилку и на выходе из нее, кг/м
3
.
Средняя движущая сила P
ср
, выраженная через единицы
давления (Па), равна:
∆P
ср
= (P
б
– P
м
) / 1n(P
б
/P
м
). (5.20)
Для прямоточного движения сушильного агента и
высушиваемого материала
∆P
б
= р
l
* – р
l
– движущая сила в
начале процесса сушки. Па;
∆P
м
= р
2
*
– р
2
– движущая сила в
конце процесса сушки, Па; р
l
*, р
2
* – давление насыщенных
паров над влажным материалом в начале и в конце процесса
сушки, Па.
Значения р
l
*
и р
2
*
определяют по температуре мокрого
термометра сушильного 1 в начале (t
м1
) и в конце (t
м2
) процесса
сушки. По диаграмме I – х найдем: t
м1
=57
o
C, t
м2
= 56
o
С; при этом
р
l
*
= 17302 Па, р
l
*
= 16500 Па [1]. Тогда
∆Р
ср
=
(
)( )
()( )
[]
.5795
1470016500/384217302ln
1470016500384217302
Па=
−−
−
−
−
Выразим движущую силу в кг/м
3
по уравнению (5.19):
∆x’
ср
=
()
3
5
/0269,0
273/2002734,2210
185795
мкг=
+⋅
⋅
Объём сушильного барабана, необходимый для проведения
процесса испарения учета объема; аппарата, требуемого на
прогрев влажного материала, уравнению (5.16):
v
с
= 0,726 / (0,478
.
0,0269) = 56,5 м
3
.
Рис. 5.3. Типы перевалочных устройств, применяемых в барабанных
сушилках, и степень заполнения барабана β:
1 – подъемно-лопастного β = 12%; 2 – то же. β = 14 %;
3 – распределительные, β = 20,6%; 4 – распределительные с закрытыми
ячейками, β = 27,5 %.
Объем сушилки, необходимый для прогрева влажного
материала, находят по модифицированному уравнению
теплопередачи:
V
п
= Q
п
/ (K
v
t
ср
), (5.21)
где Q
п
– расход тепла на прогрев материала до температуры t
м1
,
кВт; K
v
– объемный коэффициент теплопередачи, кВт/(м
3 .
К): t
ср
–
средняя разность температур, град.
Расход тепла Q
п
равен:
Q
п
= G
к
с
м
(t
м1
– q
1
) + (t
см1
– q
1
); (5.22)
Q
п
= 5,56
.
0,8(57 – 18) + 0,726
.
4,19(57 – 18) = 292 кВт.
Объемный коэффициент теплопередачи определяют по
эмпирическому уравнению [5]:
K
v
= 16(wρ
ср
)
0,9
n
0,7
β
0,54
; (5.23)
K
v
= 16
.
1,8
0,9 .
5
0,7 .
12
0,54
= 321 Вт/(м
3 .
К) = 0,321 кВт/(м
3 .
К).
Для вычисления t
ср
необходимо найти температуру
сушильного агента t
х
, до которой он охладится, отдавая тепло на
нагрев высушиваемого материала до t
м1
. Эту температуру можно
определить из уравнения теплового баланса:
Q
п
= L
с.г
(1 + х
1
) с
г
(t
1
– t
х
); (5.24)
292 = 8,83(1 + 0,0248) 1,05 (300 – t
х
),
198
199
                     ∆xб, − ∆х м,          ∆Рср М в
              ’                     =                         ,
       ∆xср       =
                       (
                    ln ∆хб, / ∆х м,  )Р0 v0 (T0 + tср ) / Т 0
                                                                   (5.19)

где ∆x’б =xl* – x’1 – движущая сила в начале процесса сушки,
кг/м2; x’м = х2* – x’1 – движущая сила в конце процесса сушки,
кг/м3; xl*, х2* – равновесное содержание влаги на входе в                     Рис. 5.3. Типы перевалочных устройств, применяемых в барабанных
                                                                                           сушилках, и степень заполнения барабана β:
сушилку и на выходе из нее, кг/м3.                                                  1 – подъемно-лопастного β = 12%; 2 – то же. β = 14 %;
      Средняя движущая сила Pср, выраженная через единицы                   3 – распределительные, β = 20,6%; 4 – распределительные с закрытыми
давления (Па), равна:                                                                                 ячейками, β = 27,5 %.
                           ∆Pср = (Pб – Pм) / 1n(Pб/Pм).           (5.20)        Объем сушилки, необходимый для прогрева влажного
                                                                            материала,   находят по    модифицированному уравнению
       Для прямоточного движения сушильного агента и
                                                                            теплопередачи:
высушиваемого материала ∆Pб = рl* – рl – движущая сила в
                                                                                                    Vп = Qп / (Kvtср),       (5.21)
начале процесса сушки. Па; ∆P м = р2* – р2 – движущая сила в
конце процесса сушки, Па; рl*, р2* – давление насыщенных                    где Qп – расход тепла на прогрев материала до температуры tм1,
паров над влажным материалом в начале и в конце процесса                    кВт; Kv – объемный коэффициент теплопередачи, кВт/(м3 . К): tср –
сушки, Па.                                                                  средняя разность температур, град.
       Значения рl* и р2* определяют по температуре мокрого                      Расход тепла Qп равен:
термометра сушильного 1 в начале (tм1) и в конце (tм2) процесса                                      Qп = Gксм(tм1 – q1) + (tсм1 – q1);              (5.22)
сушки. По диаграмме I – х найдем: tм1=57oC, tм2= 56oС; при этом                   Qп = 5,56 . 0,8(57 – 18) + 0,726 . 4,19(57 – 18) = 292 кВт.
рl* = 17302 Па, рl*= 16500 Па [1]. Тогда
                                                                                Объемный коэффициент теплопередачи определяют по
       ∆Рср=
                   (17302 − 3842 ) − (16500 − 14700 ) = 5795 Па.            эмпирическому уравнению [5]:
                  ln[(17302 − 3842 ) / (16500 − 14700 )]                                        Kv = 16(wρср)0,9 n0,7 β0,54; (5.23)
     Выразим движущую силу в кг/м3 по уравнению (5.19):                         Kv = 16 .1,80,9 . 50,7 . 120,54 = 321 Вт/(м3 . К) = 0,321 кВт/(м3 . К).
                        5795 ⋅ 18
        ∆x’ср = 5                          = 0,0269 кг / м 3                     Для вычисления tср необходимо найти температуру
               10 ⋅ 22,4(273 + 200 ) / 273
                                                                            сушильного агента tх, до которой он охладится, отдавая тепло на
     Объём сушильного барабана, необходимый для проведения                  нагрев высушиваемого материала до tм1. Эту температуру можно
процесса испарения учета объема; аппарата, требуемого на                    определить из уравнения теплового баланса:
прогрев влажного материала, уравнению (5.16):
                                                                                                  Qп = Lс.г (1 + х1) сг (t1 – tх);   (5.24)
             vс = 0,726 / (0,478 . 0,0269) = 56,5 м3.
                                                                                             292 = 8,83(1 + 0,0248) 1,05 (300 – tх),
                                         198                                                                     199

Страницы