Конструкция, методика расчёта сушил

dнач = dвоз, Тнач, Iнач.

В процессе сушки влагосодержание воздуха и его температура изменяются. Влагосодержание воздуха возрастает за счет удаления влаги из материала, а его температура снижается до величины Ткон вследствие затраты тепла на процесс сушки. Температура Ткон соответствует моменту выхода сушильного агента из сушильной камеры. Эту температуру принимают равной рекомендуемой (по т

ехнологическим условиям) температуре сушки или величине несколько меньшей в случае, если садка загружается в холодную камеру, и тогда учитывается средняя за период температура уходящих газов. (Во всех случаях выбирать параметры процесса сушки ниже линии относительной влажности φ=100% нельзя, так как насыщенный пар частично конденсируется и влага оседает на высушиваемых изделиях, что резко ухудшает качество форм и стержней.)

Если в процессе сушки все вводимое в сушило тепло расходуется исключительно па удаление влаги из материала, то происходит так называемый теоретический процесс сушки, который протекает при постоянной энтальпии сушильного агента. На I—d диаграмме он изображен прямой линией ВС', параллельной линиям постоянной энтальпии I== const до пересечения в точке С' с изотермой Ткон =const. Энтальпия сушильного агента (в данном случае воздуха) при теоретическом процессе сушки остается постоянной, поскольку тепло, затраченное на испарение влаги, возвращается воздуху с водяными парами, несущими в себе скрытую теплоту парообразования.

Рисунок 10 – ПостроениеI–d-диаграммепроцессасушки нагретым воздухом

Для определения количества сухого воздуха lтеор, требующегося для удаления 1 кг влаги из материала, находят по шкале влагосодержаний разность конечного d2 и начального d1 = dнач влагосодержаний воздуха, соответствующих началу и концу теоретического процесса сушки, а затем подставляют эту величину в выражение (XIII-37). Отрезок (d2—d1) можно заменить отрезком (D’—С'), измеренным в миллиметрах и умноженным на масштаб. Точку D' находят следующим построением. Из точки С' проводят линию, параллельную оси абсцисс до пересечения с вертикальной прямой, 'характеризующей влагосодержание воздуха в начале процесса. Масштаб влагосодержаний Md зависит от общего масштаба диаграммы и указывается обычно на оси абсцисс.

Действительный процесс сушки отличается от теоретического тем, что учитывается расход тепла на потери разного рода (аккумуляцию тепла высушиваемым материалом, транспортирующими устройствами, непосредственно сушильной камерой и т. п.). Эти затраты тепла уменьшаютэнтальпию сушильного агента. Расчет действительного процесса сушки сводится к определению изменения энтальпии сушильного агента, зависящего от величины тепловых потерь. Для построения действительного процесса сушки по I—d диаграмме предварительно находят величину перечисленных выше потерь, относя их к единице массы (1 кг) испаренной влаги.

Потери тепла на нагрев материала дм, отнесенные к 1 кг испаренной влаги, находят с помощью выражения

qM =MM cM (TMкон -ТМнач)/mвлкДж/кг исп. вл.,(3)

гдеММ— масса материала после сушки, кг;

CM— средняятеплоемкостьпесчано-глинистых смесей,

принимаемаяравной0,837кДж/(кг*К);

ТМ кон — конечная температура материала, °С;

ТМнач — начальная температура материала, °С.

Потери тепла на нагрев транспортирующих устройств qтр, отнесенные к 1 кг испаренной влаги:

qтр =Mтр cM (Tтркон –Ттрнач)/mвлкДж/кг исп. вл.,(4)

гдеМтр— масса транспортирующих устройств, кг;

Cтр— средняятеплоемкость материала транспортирующих

устройств,кДж/(кг*К).

Потери тепла на аккумуляцию камерой сушила qакк, отнесенные к 1 кг испаренной влаги:

qакк =Mкл cкл (Tсркон –Тсрнач)/mвлкДж/кг исп. вл.,(5)

гдеМкл— масса кладки камеры сушила, кг;

Cср— средняятеплоемкость материала кладуки камеры,

кДж/(кг*К);

Тср кон — средняя конечная температура кладки, °С;

Тсрнач —средняя начальная температура кладки, °С.

Для нахождения средних температур по толщине стен используют метод конечных разностей.

Неучтенные потери принимают равными 5-10% от величины найденных суммарных потерь (исключая потери тепла на нагрев сухого материала).

После суммирования величин найденных тепловых потерь находят потери теплосодержания, относя их к 1 кг сухого воздуха:

Iпот =∑qпот /lтеоркДж/кг сух.воз.(6)

Полученную величину в масштабе энтальпий откладывают от точки С’ по вертикали d2 =const вниз (отрезок С’E). Точку Е соединяют с точкой В начала процесса сушки. Таким образом, действительный процесс сушки, протекающий с уменьшением энтальпии воздуха, изображается на I–d диаграмме прямой линией ВЕ. Поскольку процесс сушки заканчивается при заданной температуре уходящего из сушила воздуха Ткон , то на пересечении линии ВЕ с изотермой Ткон находят точку С, соответствующую концу действительного процесса сушки и характеризующуюся параметрами воздухаdкон, Ткон, Iкон. Проведя из точки С прямую линию, параллельную оси абсцисс, до пересечения с прямой АВ (dнач =const) в точке D, находят величину отрезка CD, соответствующую разности влагосодержаний воздуха (dкон - dнач) в действительном процессе сушки. Подставляя величину(dкон - dнач) в выражение (2) , определяют действительное количество сухого воздуха, необходимого для удаления 1 кг влаги из высушиваемого материала.

Расчет воздуха в объемных единицах можно найти по формуле

Vдейств =Vlдействм3/кг исп. вл.,(7)

где V– объем влажного воздуха, приходящего на 1 кг сухого

воздуха при атмосферном давлении. При температуре

200 С можно принять V=0,86 м3/кг.

Расход тепла для удаления 1 кг влаги можно найти по изменению энтальпии воздуха при его подогреве от Твоз до Тнач:

q=lдейств (I’нач-Iвоз)-сТМначкДж/кг исп. вл.,(8)

где (I’нач-Iвоз)– разность энтальпий воздуха, определяемая по отрезку

АВ с учетом масштаба энтальпии Мr (указываемом

обычно на оси ординат).

сТМнач – количество тепла, кДж/кг исп. вл., внесенного в сушило

влагой, содержащейся в материале при начальной

температурематериала ТМнач ;

с– теплоемкость воды, равная 4,187 кДж/(кг*К);

Расход тепла на подогрев воздуха за цикл сушки равен

Qцикл=qmвлкДж.(9)

Сушка дымовыми газами. Для построения процесса сушки дымовыми газами предварительно определяют начальные параметры продуктов горения ТД(как действительную температуру горения) и dД на выходе из топки. По этим данным строят точку В’, соответствующую параметрам продуктов горения на воздухе в сушильную камеру (рис. 11).

Как уже отмечалось, температуру Тнач выбирают, исходя из требований технологии процесса сушки. Так как эта температура должна быть существенно меньше температуры продуктов горения, то для снижения последней смешивают дымовые газы с атмосферным воздухом или возвратом. Рассмотрим сначала порядок построения процесса сушки смесью дымовых газов с воздухом.

Рисунок 11 – Построение на I—d-диаграмме процесса сушки смесью дымовых газов и воздуха

 Скачать реферат