close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

tmo chelikyan kursach

код для вставкиСкачать
Содержание
Введение4 Реферат5
Нормативные ссылки6
Задание к курсовой работе 7
Исходные данные8
Расчет9
1.Расчет для зимних условий
1.1. Количество испарившейся влаги9
1.2. Расход воздуха9
1.3. Расход теплоты 10
1.4. Построение процесса сушки на Id-диаграмме 11
1.5. Определение основных параметров барабана13
1.6. Продолжительность сушки и частота вращения барабана 14
Список литературы15
Приложение №116
Введение
Схема установки конвективного барабанного сушильного аппарата приведена на рисунке1.
Условия работы конвективного сушильного аппарата: над поверхностью влажного материала пропускается сушильный агент - воздух или топочные газы. Происходит тепло- и массообмен: воздух передает теплоту высушиваемому материалу и воспринимает испарившуюся влагу. Такая сушилка должна иметь три основных элемента: подогреватель воздуха (калорифер), сушильную камеру и вентилятор. Основной частью барабанной сушки является барабан 1, снабженный двумя бандажами 2 для качения по опорным роликам 3 и зубчатым венцом 4 для сцепления с шестернёй 5, вращающей барабан вокруг его оси. Внутри барабана имеется устройство (насадка) в виде продольных лопастей, предназначенное для равномерного распределения высушиваемого материала по всему поперечному сечению барабана, интенсивного перемешивания материала, наименьшего измельчения его и обеспечения большой поверхности контакта с сушильным агентом. Барабан установлен горизонтально или с небольшим уклоном в сторону движения материала. Атмосферный воздух нагревается в калорифере 6 и поступает в барабан со стороны входа материала (прямоточная сушилка). Отработанный воздух, пройдя вентилятор 7 и циклон 8, выбрасывается в атмосферу. Циклон улавливает мелкие частицы высушенного материала, захваченные воздухом. Влажный материал поступает в барабан через загрузочную воронку 9 с дозатором, продвигается вдоль барабана при непрерывном перемешивании, высушивается и выходит через разгрузочную камеру 10.
В данном курсовом проекте произведен расчет барабанной сушилки по зимним условиям.
Определены удельные и полные расходы воздуха и теплоты, основные размеры барабана, продолжительность сушки и частота вращения барабана.
Реферат
Цель работы - практическое освоение расчета барабанной сушилки. При этом студент должен научиться пользоваться справочными данными, размерностями величин, используемых в расчетах, основными уравнениями и уметь обобщать зависимости.
Данный курсовой проект содержит 1 рисунок, 1 график, 1 чертёж.
Курсовой работе были использованы термины:
- сушильный агент;
- влажность;
- калорифер;
- теплоёмкость;
-влагосодержание
Нормативные ссылки
В настоящих методических указаниях использованы ссылки на следующие нормативные документы:
ГОСТ Р 7.0.5-2008 СИБИД. Библиографическая ссылка. Общие требования и правила составления
ГОСТ 2.104-68 ЕСКД. Основные надписи
ГОСТ 2.105-95 ЕСКД. Общие требования к текстовым документам
ГОСТ 2.109-73 ЕСКД. Основные требования к чертежам
ГОСТ 2.301-68 ЕСКД. Форматы
ГОСТ 2.302-68 ЕСКД. Масштабы
ГОСТ 2.303-68 ЕСКД. Линии
ГОСТ 2.305-68 ЕСКД. Изображения - виды, разрезы, сечения
ГОСТ 2.307-68 ЕСКД. Нанесение размеров и предельных отклонений
ГОСТ 2.701-2008 ЕСКД. Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению
ОК 015-94 Общероссийский классификатор единиц измерения Задание к курсовой работе:
Определить удельные и полные расходы воздуха и теплоты; Рассчитать основные размеры барабана;
Рассчитать продолжительность сушки;
Рассчитать частоту вращения барабана.
Исходные данные:
- количество материала, поступающего в сушку G_1=4,8 т/ч;
- начальная влажность материала w_1=4,5;
- конечная влажность материала w_2=0,3;
- температура поступающего материалаθ_1=13 ℃;
- предельная температура нагрева материала θ_2=55℃;
- предельная температура сушильного агента t_1=110℃;
- температура сушильного агента на выходе из сушилки t_2=60℃;
- удельная теплоёмкость абсолютно сухого материала с_м=1600Дж∕кг∙℃;
- допустимая скорость агента на выходе из сушилки w_в=1,5÷2 м/с;
- напряжение барабана по влаге A=6 кг∕м^3∙ч;
- насыпная плотность материала ρ=800÷900 кг∕м^3;
- коэффициент заполнения барабана β=0,14
Место установки - Ташкент
Зимние условия:
- средняя температура t_0=-1,3℃ ;
-относительная влажность атмосферного воздуха φ_0=81%;
Летние условия:
- средняя температура t_0=26,8
-относительная влажность атмосферного воздуха φ_0=46
Рисунок 1 - Схема барабанной сушилки
Расчет
1.Зима
1.1. Количество испарившейся влаги
При сушке материала удаляется необходимое количество влаги W, но остается неизменным количество абсолютно сухого материала. Количество испарившейся влаги определяем из уравнений материального баланса:
;
.
Решая совместно эти уравнения, получаем:
G_1=4,8т/ч=1,33кг/с;
w_1=4,5 влажность материала в начале сушки
w_2=0,3 влажность материала в конце сушки
кг/с
1.2. Расход теплоты Определим количество высушенного материала
кг/с, где
G1-количество влажного материала
W1-начальная влажность материала
W2-конечная влажность материала
G_2 □(=) 1,33 (100-4,5)/(100-0,3)=1,27
Определим удельные тепловые потери на нагревание материала
= 4200 Дж/(кгК) - удельная теплоемкость воды при средней температуре материала;
- удельная теплоемкость высушенного материала, Дж/(кг-К), определяется с учетом влажности материала на выходе из сушилки по формуле Дк/(кгК) - удельная теплоемкость абсолютно сухого материала, взяли из таблицы 26;
Дк/(кгК)
-температуру из высушенного материала принимаем как предельную температуру нагрева материала из таблицы .
θ_1-температура поступающего материалла
Дж/кг
Для анализа процессов сушки и расчета сушилок вводится понятие теоретической сушилки, в которой нет добавочного подогревателя в сушильной камере () и температура поступающего материала равна нулю (), а также отсутствуют тепловые потери: в окружающую среду (), на нагревание материала (), на нагревание транспортных устройств Определим удельные тепловые потери в окружающую среду.
Величина этих потерь принимается в размере 4-6% от тепла,затрачиваемого в теоретической сушилке
q_п=0,05q_r
q_r-удельный расход тепла в теоретической сушилке
q_r=(I_1-I_0)/(d_2^'-d_0 ) 1000 ,
Где I_(0,) I_1-энтальпия воздуха в точках А и В дж⁄кг
d_(0,) d_2^/-влагосодержание воздуха в точках А и С'
q_r=(117320-8380)/(20,04-2,6) 1000=6275346 дж
q_п=0,05*6275346=313767 дж\кг
1.3. Построение процесса сушки на Id-диаграмме Для заданного географического пункта из таблицы 25 нашли температуру t_0=-1,3℃ и относительную влажность φ_0=81%. По этим параметрам на Id-диаграмме наносим точку А, характеризующую состояние атмосферного воздуха, который поступает в калорифер. Процесс нагревания воздуха в калорифере изображаем вертикальной линией АВ (). Из точки В проводим линию I=const до пересечения в точке C' с изотермой . Линия BC' изображает процесс сушки в теоретической сушилке. Для построения процесса в действительной сушилке вычисляем величину ∆ (степень покрытия тепловых потерь), которая равна разности удельных расходов теплоты в теоретической и действительной сушилке; Соотношение масштабов m (Дж/кг) диаграммы определяют по формуле где - число единиц энтальпии в I мм диаграммы, Дж/кг; - число единиц влагосодержания в I мм, г/кг;
для диаграммы приложения №1 Дж/кг. На линии ВС' теоретического процесса берём произвольную точку e , измеряем расстояние ef =24 (в мм) до линии АВ и вычисляют отрезок еЕ (мм) по формуле мм
Т.к. ∆<0 отрезок, то еЕ отрицательный и его откладываем вниз от точки e. Через точки В и E проводим линию ВС действительного процесса до пересечения с изотермой , в точке С. По точке С находим параметры , воздуха на выходе из сушилки. 1.4.Определение расходов воздуха и тепла
Расход воздуха в сушилке определяем из уравнения баланса влаги в сушильной камере
Откуда L=(1000∙W)/(d_2^ -d_0 )
d_0=2,6 г/кг - влагосодержание в начале сушки материала, определяется по Id-диаграмме в точке A;
d_2^ =20,04 г/кг - влагосодержание в конце сушки материала, определяется по Id-диаграмме в точке C';
кг/с
Расход воздуха на 1 кг испарившейся влаги (удельный расход) будет равен кг/с Удельный расход тепла
q=l(I_2-I_0 )+q_m+q_п-c_в θ_(1 ) дж/кг, где
l(I_2-I_0 )-расход тепла в калорифере
q_m-удельные тепловые потери на нагревание материала
q_п-удельные тепловые потери в окружающую среду
I_(2, ) I_0-энтальпия воздуха в точках С' и А
θ_1-температура поступающего материала
q=88,5(96370-8380)+1531430+313767-4200*13=9577712
Определим полный расход тепла
Q=q*w ,вт
где q- удельный расход тепла
w-количество испаряемой влаги
Q=9577712*0,056=536351,872
1.5. Определение основных параметров барабана
Диаметр барабана вычисляем из уравнения расхода где - объем воздуха на выходе из сушилки,; - удельный объем воздуха, принимаем из табл. 27 для точки С (); - площадь поперечного сечения барабана, ;
м/с - допустимая скорость воздуха на выходе из сушилки, принимаем из таблицы 26. Расчетная формула для определения диаметра барабана (м) будет иметь вид м
Из таблицы нормали НИИХиммаша выбираем ближайшее значение диаметра барабана D=1,8 (a=0,46) и пересчитываем скорость по уравнению диаметра барабана. Скорость воздуха не должна превышать максимальную величину, указанную в таблице 26.
м/с
Длину барабана определяем из соотношения , m
- объём барабана, где А=6 кг/() напряжение барабана по испаряемой влаге, принимаем из таблицы 26
Площадь сечения барабана
F=πr^2, м^2 ,где
r- радиус барабана
F=3,14*0,9*0,9=2,54
м По нормалям отношение L_(б )/D должно находиться в пределах3,5-7
L_б/D=12,22/1,8=6,8
1.6. Продолжительность сушки и частота вращения барабана Продолжительность сушки τ (с) определяем из уравнения где - средняя насыпная плотность материала; -степень заполнения барабана; ( и величины принимаем из таблицы 26); -средняя масса материала, проходящего через барабан, кг/с; кг/с
с
Частоту вращения барабана, (об/мин) определяем по формуле где =0,46 - коэффициент, зависящий от диаметра и конструкции барабана =4°- угол наклона барабана об/мин
2.Расчет для летнего периода
2.1. Количество испарившейся влаги
При сушке материала удаляется необходимое количество влаги W, но остается неизменным количество абсолютно сухого материала. Количество испарившейся влаги определяем из уравнений материального баланса:
;
.
Решая совместно эти уравнения, получаем:
G_1=4,8т/ч=1,33кг/с;
w_1=4,5 влажность материала в начале сушки
w_2=0,3 влажность материала в конце сушки
кг/с
2.2. Расход теплоты Определим количество высушенного материала
кг/с, где
G1-количество влажного материала
W1-начальная влажность материала
W2-конечная влажность материала
G_2 □(=) 1,33 (100-4,5)/(100-0,3)=1,27
Определим удельные тепловые потери на нагревание материала
= 4200 Дж/(кгК) - удельная теплоемкость воды при средней температуре материала;
- удельная теплоемкость высушенного материала, Дж/(кг-К), определяется с учетом влажности материала на выходе из сушилки по формуле Дк/(кгК) - удельная теплоемкость абсолютно сухого материала, взяли из таблицы 26;
Дк/(кгК)
-температуру из высушенного материала принимаем как предельную температуру нагрева материала из таблицы .
θ_1-температура поступающего материалла
Дж/кг
Для анализа процессов сушки и расчета сушилок вводится понятие теоретической сушилки, в которой нет добавочного подогревателя в сушильной камере () и температура поступающего материала равна нулю (), а также отсутствуют тепловые потери: в окружающую среду (), на нагревание материала (), на нагревание транспортных устройств Определим удельные тепловые потери в окружающую среду.
Величина этих потерь принимается в размере 4-6% от тепла,затрачиваемого в теоретической сушилке
q_п=0,05q_r
q_r-удельный расход тепла в теоретической сушилке
q_r=(I_1-I_0)/(d_2^'-d_0 ) 1000 ,
Где I_(0,) I_1-энтальпия воздуха в точках А и В дж⁄кг
d_(0,) d_2^/-влагосодержание воздуха в точках А и С'
q_r=(138270-50280)/(29,2-9,5) 1000=4466497 дж
q_п=0,05*4466497=223324,9 дж\кг
2.3. Построение процесса сушки на Id-диаграмме Для заданного географического пункта из таблицы 25 нашли температуру t_0=26,8℃ и относительную влажность φ_0=46%. По этим параметрам на Id-диаграмме наносим точку А, характеризующую состояние атмосферного воздуха, который поступает в калорифер. Процесс нагревания воздуха в калорифере изображаем вертикальной линией АВ (). Из точки В проводим линию I=const до пересечения в точке C' с изотермой . Линия BC' изображает процесс сушки в теоретической сушилке. Для построения процесса в действительной сушилке вычисляем величину ∆ (степень покрытия тепловых потерь), которая равна разности удельных расходов теплоты в теоретической и действительной сушилке; Соотношение масштабов m (Дж/кг) диаграммы определяют по формуле где - число единиц энтальпии в I мм диаграммы, Дж/кг; - число единиц влагосодержания в I мм, г/кг;
для диаграммы приложения №1 Дж/кг. На линии ВС' теоретического процесса берём произвольную точку e , измеряем расстояние ef =19 (в мм) до линии АВ и вычисляют отрезок еЕ (мм) по формуле мм
Т.к. ∆<0 отрезок, то еЕ отрицательный и его откладываем вниз от точки e. Через точки В и E проводим линию ВС действительного процесса до пересечения с изотермой , в точке С. По точке С находим параметры , воздуха на выходе из сушилки. 2.4.Определение расходов воздуха и тепла
Расход воздуха в сушилке определяем из уравнения баланса влаги в сушильной камере
Откуда L=(1000∙W)/(d_2^ -d_0 )
d_0=9,5 г/кг - влагосодержание в начале сушки материала, определяется по Id-диаграмме в точке A;
d_2^ =22 г/кг - влагосодержание в конце сушки материала, определяется по Id-диаграмме в точке C';
кг/с
Расход воздуха на 1 кг испарившейся влаги (удельный расход) будет равен кг/с Удельный расход тепла
q=l(I_2-I_0 )+q_m+q_п-c_в θ_(1 ) дж/кг, где
l(I_2-I_0 )-расход тепла в калорифере
q_m-удельные тепловые потери на нагревание материала
q_п-удельные тепловые потери в окружающую среду
I_(2, ) I_0-энтальпия воздуха в точках С' и А
θ_1-температура поступающего материала
q=80(118577-50280)+1531430+223324,9-4200*13=7163914,9
Определим полный расход тепла
Q=q*w ,вт
где q- удельный расход тепла
w-количество испаряемой влаги
Q=7163914,9*0,056=401179
2.5. Определение основных параметров барабана
Диаметр барабана вычисляем из уравнения расхода где - объем воздуха на выходе из сушилки,; - удельный объем воздуха, принимаем из табл. 27 для точки С (); - площадь поперечного сечения барабана, ;
м/с - допустимая скорость воздуха на выходе из сушилки, принимаем из таблицы 26. Расчетная формула для определения диаметра барабана (м) будет иметь вид м
Из таблицы нормали НИИХиммаша выбираем ближайшее значение диаметра барабана D=1,8 (a=0,46) и пересчитываем скорость по уравнению диаметра барабана. Скорость воздуха не должна превышать максимальную величину, указанную в таблице 26.
м/с
Длину барабана определяем из соотношения , m
- объём барабана, где А=6 кг/() напряжение барабана по испаряемой влаге, принимаем из таблицы 26
Площадь сечения барабана
F=πr^2, м^2 ,где
r- радиус барабана
F=3,14*0,9*0,9=2,54
м По нормалям отношение L_(б )/D должно находиться в пределах3,5-7
L_б/D=12,22/1,8=6,8
1.6. Продолжительность сушки и частота вращения барабана Продолжительность сушки τ (с) определяем из уравнения где - средняя насыпная плотность материала; -степень заполнения барабана; ( и величины принимаем из таблицы 26); -средняя масса материала, проходящего через барабан, кг/с; кг/с
с
Частоту вращения барабана, (об/мин) определяем по формуле где =0,46 - коэффициент, зависящий от диаметра и конструкции барабана =4°- угол наклона барабана об/мин
Список литературы
Проектирование монтаж и эксплуатация тепломассообменных установок: Учебное пособие для вузов А.М. Бакластов, В.А Торбенко, П.Г. Удыма; Под редакцией А.М. Бакластова - М. Энергоиздат, 1981- 336 л.Таблица 6.1
Тепломассообменные, сушильные и холодильные установки: Учебник для студентов технических вузов. Лебедев П.Д. Изд. 2-е, перераб. - М. Энергия 1972.
Теплотехнический справочник, Т-2. Редактор В.И Тремболо; Под общ. Редакцией В.И.Юренева, П.Д. Лебедева- М. Энергия стр.- 625
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
14
Размер файла
1 392 Кб
Теги
tmo, chelikyan, kursach
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа