Определение удельных расходов и параметров воздуха в зонах

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 5Следующая ⇒

Определение удельных расходов воздуха включает в себя построение процессов, происходящих в сушильной установке (смешивание наружного и рециркуляционного воздуха, нагрев воздуха, прохождение агента сушки через материал) на I-d диаграмме, с помощью которых находят теплопроизводительность калориферов и массовый расход пара, подаваемого в теплообменник.

Удельный расход воздуха в каждоё зоне l_i, кг сух.возд./кг исп.вл., определяется как:

(4.1)

где L₃ - массовый расход воздуха в зонах по сухой массе, кг сух. в./с,

W_i - количество испарённой влаги в соответствующей зоне, кг/ч, определяемое по перепаду влагосодержания материала в зоне на расчётной кривой сушки.

(4.2)

Влагосодержание отработавшего воздуха d₂ⁱ, г/кг с.в., определяется:

(4.3)

Влагосодержание воздуха после подогрева в калорифере (агент сушки) на входе в материал d₁ⁱ, г/кг с.в.:

или (4.4)

Конечные параметры предыдущей зоны являются начальными для последующей зоны.

Для подстановки параметра d₀ в формулу (4.3) необходимо им задаться. Это делается на основании типа сушильной установки: прямоточная, противоточная или прямоточно-противоточная.

Обычно для прямоточных СУ наружный воздух в них подают из цеха. В этом случае d₀ будет определяться параметрами наружного воздуха в цехе предприятия.

Для противотока наружный воздух часто подаётся в зону охлаждения с улицы, чтобы охладить высушенный материал перед увлажнением, а также несколько нагреть наружный воздух. Для определения d₀ – последней зоны сушки необходимо выполнить тепловой расчёт зоны охлаждения. Иногда забор воздуха для противотока производят, как и для прямотока, из цеха.

Изобразить схему циркуляции воздуха в СУ, выбрав направление движения агента сушки через материал.(Примеры схемы в 1, сю234,250,258,265).

Данные расчёта по каждой зоне сводятся в таблицу 4,1.

Таблица 4.1.

Основные расчётные характеристики СУ по зонам.

N_i зоны

ΔU_i кг вл./кг с.м.

W_i кг/ч

l_i кг с.в./кг исп.вл.

d₀ⁱ г/кг с.в.

d₁ⁱ г/кг с.в.

d₂ⁱ г/кг с.в.

Влагосодержание d, г/кг.сух.возд.

Рис.4.1. Процесс в СУ на I-d диаграмме

По полученным данным табл. 1 строится процесс, происходящий в СУ, на I-d диаграмме. Построение процесса производится отдельно для прямотока и противотока. На основании процесса определяют удельные потребности тепла для каждой зоны q_kⁱ, кДж/кг исп.вл.

(4.5)

где l_i - удельный расход воздуха для соответствующей зоны, кг.сух.воз./кг.исп.вл;

[M.1.]_i - отрезок, значение которого берут путём замера для соответствующей зоны

- масштаб диаграммы по приведенной энтальпии, кДж/(кг мм)

с I-d диаграммы, мм;

Тогда необходима теплопроизводительность калориферов по зонам Q_kⁱ будет равна, кВт:

(4.6)

Общая теплопроизводительность калориферов всей СУ Q_общ, кВт:

(4.7)

Принимаем рабочее давление пара на входе в пароконденсаторную систему (по манометру, для мокрых материалов от 0,3 до 0,45 мПа, для влажных материалов от 0,08 до 0,25 мПа).

Массовый расход пара М_п для СУ, кг/с:

(4.8)

где Q_общ - общая теплопроизводительность калориферов;

i_п и i_к.в. - соответственно энтальпия насыщенного пара и кипящей воды, определяемые в зависимости от рабочего давления, кДж/кг.

Расчёт калориферов

Сушильные установки, предназначенные для сушки лубоволокнистых материалов, комплектуются в основном гладкотрубными калориферами с шахматным или коридорным расположением трубок. Для уменьшения расхода тепла в зонных, связанных с забором свежего наружного воздуха, и размером калориферных блоков в них используется предварительный подогрев воздуха в выносных калориферных блоках. Так как наружный воздух имеет незначительную запылённость, возможно применение стандартных пластинчатых калориферов КЗПП или КВБ. Разработанных общепринятых конструкций гладкотрубных калориферов пока нет, поэтому их обычно проектируют.

Длина калориферов с коллекторами для пара и конденсата и длина трубок в них l_тр принимается в зависимости от конструктивно принятой ширины калориферного или сушильного коридоров или рециркуляционного окна в продольной перегородке, где планируется установить калориферы. Наружный диаметр трубок d_н в калорифере принимается, как правило, равным 26.8 мм и толщиной 2.8 мм. Межосевые расстояния меду трубками S₁ и рядами S₂ выбирается с учётом удобства чистки калорифера и оптимального значения аэродинамического сопротивления калорифера проходу воздуха. Число трубок в каждом ряду по ходу движения воздуха i определяется, с учётом компоновочных размеров калорифера.

В конечном итоге расчёт калориферов сводится к определению их количества в данной зоне или камере.

Дать схему расположения труб калорифера.

Площадь живого сечения калорифера f_ж, м², будет равна:

(5.1)

средняя скорость воздуха в живом сечении калорифера, υ_ж, м/с, определится из соотношения:

(5.2)

где V_з - объёмный расход циркулирующего воздуха в зоне, м³/с;

n - число параллельно установленных калориферных блоков;

f_ж - площадь живого сечения калорифера, м².

Средний коэффициент теплопередачи с учётом загрязнения калорифера К_ср, Вт/(м² К) определяется в зависимости от расположения трубок:

при коридорном расположении

(5.3)

при шахматном расположении:

(5.4)

где К₁, К₂, К₃ - коэффициенты теплопередачи для 1-го, 2-го и 3-го рядов калориферов, определённые по формуле Д. А. Литвинова, Вт/(м² К);

m - число рядов в калорифере. Обычно СУ комплектуются четырьмя-, пятью- или восьмирядными калориферами [9, 10, 11, 12].

Согласно формуле Д. А. Литвинова коэффициент теплопередачи соответствующего ряда калорифера К₁, Вт/(м² К), будет равен:

(5.5)

где λ_в и v - соответственно коэффициенты теплопроводности, Вт/(м К), и кинематической вязкости воздуха, м/с, при средних его параметрах в калорифере,

где t_см - температура смеси, °С, определить с помощью I-d диаграммы как среднее арифметическое по всем зонам сушки;

C₁ⁱ, C₂ⁱ и ni - коэффициенты и степень соответствующего ряда калорифера;

d_н - наружный диаметр трубок калорифера, м.

Требуемая поверхность нагрева калориферов в соответствующей зоне СУ, F_kⁱ, м²:

(5.6)

где Q_kⁱ – теплопроводность калорифера, кВт;

К_ср - средний коэффициент теплопередачи, Вт/(м² К);

Δt_ср - средний температурный перепад между теплоносителем и воздухом, °С, при насыщенном или слабо перегретом паре.

(5.7)

где t_н – температура насыщенного пара при данном давлении, °С. Находится исходя из абсолютного давления в калорифере:

Р_аб = Р_ат + Р_изб.

t₁ и t_см – соответственно температура смеси после подогрева в калорифере (агента сушки) и до подогрева калорифера.

При (t_н – t₁)/(t_н – t_см) > 0,5 средний температурный напор можно определить:

(5.8)

Разница между результатами по формулам (5.7) и (5.8) не будет больше 3 %.

Поверхность нагрева одного ряда трубок f_р, м²:

(5.9)

Тогда необходимое количество рядов трубок по ходу нагреваемого воздуха в каждоё зоне будет:

(5.10)

Фактическая поверхность нагрева калорифера F_ф.к., м²:

(5.11)

где n - число трубок в калорифере, всего;

Н и В - размеры боковых стенок калориферов, м, рис. 5.1 (1, с.121).

Рис.5.1. Схема калорифера

1-коллектор, 2 – коллектор для конденсата.

Фактическая поверхность нагрева всего калориферного блока в зоне:

(5.12)

где К - количество калориферных блоков.

Если нагреваемый воздух достаточно чистый, то возможна установка пластинчатых калориферов. В этом случае фактическая поверхность нагрева одного калорифера определяется исходя из справочных данных.

Дать полную схему компоновки калорифера с указаниями размеров.

В паровых сушилках для поддержания постоянного давления пара применяют регулирующие клапаны прямого действия, «после себя», марки 25Ч10НЖ, которые устанавливаются на магистральных паропроводах питающих сушилок.

Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 1440; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 234 5 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!