Туннельная сушилка

 

Влагосодержание находим по диаграмме. Для летних условий г. Ростов-на-Дону получаем . И теплосодержание . При повышении температуры в зоне охлаждения печи до его влагосодержание не изменяется, а теплосодержание повышается до .

Теоретический процесс  сушки изображенный линией , заканчивается при . Точка находится пересечением линии с линией (задано по условию).

Расход сухого воздуха  при теоретическом процессе сушки  находим по формуле

Летом:

Зимой:

 

 

8. Потери теплосодержания воздуха в процессе сушки

Для расчета действительного  процесса сушки определяем расход тепла  в сушиле на нагрев материала, транспортирующих устройств и потери тепла в  окружающую среду.

Расход тепла на нагрев изделий в сушиле определяем по формуле:

где ;

Температуру влажного материала  принимают равной температуре мокрого термометра при средних параметрах окружающего воздуха. В зимних условиях примем при хранении материала в помещении. В летних условиях, учитывая район расположения сушилки, примем (по i-x-диаграмме), температуру высушенного материала (принимаем на ниже начальной температуры сушильного агента), тогда:

Летом:

Зимой:

Расход тепла на нагрев транспортирующих устройств определяем по формуле:

Масса металлической  части вагонетки равна  . Масса деревянной части вагонетки равна (данные берутся по чертежу вагонетки). Теплоемкость стали . Начальная температура вагонетки в зимних условиях и в летних условиях. Конечная температура металлической части вагонетки , деревянной части .

 

В час поступает вагонеток в  сушило (все данные, относящиеся к конструктивным приводятся ниже, пункт “Конструктивный расчет сушилки”), тогда:

Летом:

Зимой:

Потери тепла в окружающую среду через стены, потолок, пол  и двери определяем по формуле:

где  – коэффициент теплопередачи, который определяем по формуле:

.

Средняя температура  сушильного агента

Коэффициент теплоотдачи  внутри сушила от движущегося сушильного агента к стенкам камеры при скорости 2 м/с определим по формуле:

Коэффициент теплопроводности кирпичной стенки равен:

Коэффициент теплоотдачи от стенки в окружающую среду определим по номограмме (рис. 25) для .

Коэффициент теплопередачи  составляет:

Теплоотдающая поверхность  стенок (определяется по чертежу)

Потери тепла через  стены равны:

Летом:

Зимой:

Находим поверхность потолка, выполненного из железобетонных плит.

Коэффициент теплопроводности железобетона Вт/м град; для теплоизоляционной засыпки Вт/м град.

По графику находим 

Коэффициент теплопередачи 

Потери тепла через  потолок

Летом:

Зимой:

Потери тепла через  пол сушила принимаем , тогда

Определяем потери тепла через дверки со стороны подачи теплоносителя: поверхность 18-ти дверок, выполненных из дерева толщиной 50мм ( Вт/м град.) 

Коэффициент теплопередачи

, тогда

Летом:

Зимой:

Потери тепла со стороны  выдачи вагонеток равны:

 

Летом:

Зимой:

Суммарные потери тепла  в окружающую среду составят:

Летом:

Зимой:

Общие потери тепла в  сушиле

Летом:

Зимой:

Потери теплосодержания  воздуха в сушиле

Летом:

Зимой:

Действительный расход воздуха на сушку определяем с помощью диаграммы. Для этого по диаграмме от точки вниз откладываем величину . Действительный процесс сушки изображается линией . Конечные параметры сушильного агента: летом: ; ; зимой: ; .

Действительный расход воздуха на сушку равен:

Летом:

Зимой:

Количество воздуха  подаваемого в сушило при  и , и , составит:

Летом:

Зимой:

При температуре действительный расход воздуха будет равен:

Летом:

Зимой:

Количество отобранного  воздуха, удаляемого из сушила при 

где - летом,

- зимой

плотность отработанного воздуха

Тогда 

Тогда 

Расход тепла на сушку  равен:  

Летом:

Зимой:

Удельный расход тепла  на сушку:

 

Наименование статьи	Количество тепла
	кДж/ч		%
	Лето	Зима	Лето	Зима
1. Нагрев материала qм   2. Нагрев транспортирующих устройств qтр   3. Потери в окружающую  среду qокр   4. Испарение и нагрев  влаги материала qисп   5. Тепло, уходящее с  отра- ботанным воздухом qух   6. Итого   7. Невязка баланса	222982   113492     197641     1154641     294811     1983567   -79665	280792   147840     308360     1200632     1220645     3158269   -777	11,7   6     10,4     60,6     15,5     -   -4,2	8,9   4,7     9,8     38     38,7     -   -0,02
Всего:	1903902	3157492	100	100

 

Расход тепла  на нагрев и испарение влаги материала:

Летом:

Зимой:

Тепло уходящее с отработанным воздухом:

Летом:

Зимой:

 

 

9. Построение на i-x - диаграмме процесса сушки  воздухом

 

Изобразим процесс построения сушки в I-x-диаграмме для теоретического и действительного процессов:

Процесс построения производится следующим образом (см. диаграмму): Точка  А соответствует начальным параметрам атмосферного воздуха  
, , зимой и , , летом. Точка B отображает состояние воздуха на входе в сушилку с параметрами , , зимой и , , летом. Точку B находим на пересечении вертикальной линии АВ с заданной изотермой. Состояние воздуха на выходе из сушилки изображается на диаграмме точкой С с параметрами  , , зимой и , , летом. Точку С находим на пересечении линии постоянной энтальпии с заданной изотермой  . Однако прямая ВС характеризует теоретический процесс сушки.

Для построения действительного  процесса сушки от точки С вниз откладываем величину зимой и  летом. Получаем точку D. Действительный процесс сушки изображается линией ВЕ, где точка Е находится на пересечении прямой ВD с изотермой и характеризует  состояние сушильного агента на выходе из сушила: , , зимой и , , .

 

Поскольку расход тепла  для летних условий меньший, дальнейший расчет ведем только для зимних условий. 
10. Конструктивный расчет

Определим размеры сушила. Срок сушки глиняного кирпича-сырца  принимаем  ч. Габариты вагонетки применительно к монорельсовому транспорту принимаем следующие: длина 1700 мм, ширина 800 мм. По данным практики на каждую вагонетку вмещается в среднем 248 кг, считая по обожженным изделиям. Тогда количество вагонеток, находящихся в сушиле, определим по формуле

Принимаем количество вагонеток  в туннеле 24 шт., тогда количество туннелей будет равно:

 принимаем 18

Определим длину туннеля

Конструктивно длину  туннеля примем на 0,6 м больше, т.е. .

Находим ширину туннеля 

Высоту туннеля при  монорельсовом транспорте вагонеток  принимаем .

Стены сушила выполнены  из красного строительного кирпича  толщиной 380 мм. Сверху сушило покрыто  железобетонными плитами толщиной 70 мм

Общая ширина сушила, состоящего из 18-ти туннелей, равна:

11. Расчет дополнительного оборудования

 

Расчет калорифера.

Поверхность теплообмена  калорифера определяем по уравнению теплопередачи

    здесь  - общее количество теплоты, которое получает воздух в первом калорифере.  Средний температурный напор вычисляют по формуле логарифмического усреднения:

Больший и меньший температурные  напоры  на концах теплообменника рассчитываются как разность температуры греющего пара t₁ (равной температуре насыщения пара при заданном давлении , ) и температуры воздуха на входе в калорифер или на выходе из него .

;                           

Коэффициент теплопередачи для калорифера [1, с 41, табл. 3.2]

Тогда

Найдем необходимое  число секций калорифера .

Размеры и поверхность  теплообмена  секций оребренных калориферов принимаем следующие [1, с.42, табл. 3.3] фактическое число секций выбираем с 15 – 20%-м  запасом по сравнению с расчетным.

Принимаем:  оребренный калорифер средней модели (КФСО) с поверхностью теплообмена  , живое сечение для воздуха , длина секции , ширина секции , высота .

Предусмотрено вертикальное движение пара внутри труб и горизонтальное движение воздуха в межтрубном пространстве. В средней модели КФСО имеется 3 ряда труб.

;

фактическое число секций с учетом 15%-го запаса

Для достижения максимальной эффективности и экономичности  процесса сушки следует установить два калорифера, в каждом из которых  по семь секции.

Секции калорифера устанавливаются  параллельно по ходу воздуха так, чтобы получить в них рекомендуемую скорость воздуха, и последовательно по ходу воздуха для набора необходимой поверхности теплообмена. Затем рассчитывают среднюю массовую скорость воздуха в калорифере

где – расход абсолютно сухого воздуха, – площадь живого сечения секций, включенных параллельно по ходу воздуха.

Фактическая скорость воздуха  незначительно отличается от ранее  принятой.

 

Расход греющего пара в калорифере найдем по уравнению теплового баланса:

 

,

где – удельная теплота парообразования, соответствующая заданному давлению греющего пара, при ; .

Тогда:

.

 

12. Расчет гидравлических сопротивлений сушильной установки

 

Потерю давления в  одной секции калорифера определим  в зависимости от массовой скорости  воздуха в наиболее узком  “живом”  сечении теплообменной части  аппарата [1, с. 43, табл. 3.4]

                                                                  

Сопротивление секции оребренного  калорифера модели КФСО составляет    .

 

Мысленно разобьем нашу сушилку на 2 части (подающую и высасывающую) и рассчитаем потерю давления на преодоление сопротивлений для первой и второй частей отдельно, учитывая, что первая часть (подающая) разделена на 2 равных половины, где в каждой по 9 туннелей, по 1-му калориферу и вентилятору.

Рассчитаем потери для  одной из двух половин подающей части  по следующим формулам:

1. Потери на  трение о стенки