Министерство образования и науки РФ
Иркутский государственный технический университет
Кафедра теплоэнергетики
Расчетно-графическая работа
по дисциплине: «Тепломассообменное оборудование предприятий»
на тему: «Расчет сушильной установки»
вариант 17
Выполнил студент
Гр. ТЭ-04-2
Придеина Ю.Ю.
Проверил
Картавская В.М.
Иркутск 2007
Содержание
| Задание Исходные данные Расчет сушильной установки Список литературы |
3 3 4 8 |
Задание:
произвести тепловой расчёт сушильной установки с кипящем слоем по исходным данным.
Исходные данные:
Производительность сушилки по высушенному материалу
Материал – известь:
начальная и конечная влажность материала;
начальная и конечная температура материала;
гранулометрический состав материала по фракциям %:
;
коэффициент порозности .
Воздух:
температура .
влагосодержание .
топливо – Сланец капширский;
Температура газов:
начальная (на входе в сушилку) t1=600 °C ;
конечная (на выходе из сушилки) t2=100°C.
КПД топки .
потери тепла .
Расчет сушильной установки
1. Материальный баланс сушки [1]
Уравнение материального баланса продукта, подвергаемого сушке
;
.
где - количество испарённой влаги, ; - количество влажного материала, поступающего в сушку, .
2. Тепловой баланс сушилки
2.1 Расход теплоты на нагрев материала [1]
.
2.2 Тепловыделение при испарении влаги [1]
;
2.3 Внутренний баланс сушилки [1]
.
По [3]
принимаем элементный состав Сланца капширского на рабочую массу топлива:
влажность- Wр
= 13%
зольность- Aр
= 40% ;
содержание- серы Sр
= 1,6% ;
содержание углерода- Cр
= 24,1% ;
содержание водорода- Hр
= 3,1% ;
содержание азота- Nр
= 0,1% ;
содержание кислорода- Oр
= 3,7% .
низшая теплота сгорания – ;
выход летучих – .
3 Рассчитываем параметры топочных газов
3.1 Теоретически необходимое количество воздуха [1]
3.2 Теплота сгорания топлива [1]
3.3 Коэффициент избытка воздуха [1]
3.4 Масса сухих газов [1]
3.5 Масса водяных паров:
3.6 Влагосодержание топочных газов [1]
3.7 Энтальпия топочных газов [1]
Расход топлива [1]
Вт= кг/ч.
Расход сушильного агента [1]
l=1/()=1/(0,18-0,03)=7 кг/кг.
4 Построение процесса сушки в h-d диаграмме [2]
Построение процесса сушки в h-d диаграмме [2]
По уравнению энтальпии воздуха рассчитываем значения энтальпий воздуха. Для и -произвольное значение. Для построения изотерм наносим на h-d диаграмму параметры воздуха начальные (т.1), начальные параметры сушильного агента (т.B) и конечную температуру сушильного агента. Действительные процессы сушки.
При однократном использовании топочных газов по параметрам Hг(883,05кДж/кг) и dг(0,034кг/кг) (топочных газов) – определяется точка К, а по параметрам H0(8,38 кДж/кг) и d0(0,008кг/кг) наружного воздуха точка А. Соединяют точки К и А, АК – это процесс смешения наружного воздуха и топочных газов.
На пересечении линии смешения АК с изотермой t1=600°C определяем точку М (состояние сушильного агента перед входом в сушилку). Через точку М под углом 45° к оси H проводим линию H1=const (H1=725 кДж/кг - энтальпия сушильного агента). При пересечении H1=const и t2=const (t2=100°С) получаем точку С0 (точка теоретического процесса сушки). Определяем значения энтальпии сушильного агента на выходе из сушилки H2”=577,9 кДж/кг, проводим H2”=const также под углом 45° к оси H. C0” – точка пересечения H2”=const и t2=const. МС0” – действ
5. Тепловой расчет сушилки с кипящим слоем
Предварительно рассчитываем критерий Архимеда
где - эквивалентный диаметр частиц;
м.
Критическая скорость псевдоожижения [1]
м/с.
Рабочая скорость газа, отнесенная к полному сечению аппарата, м/c:
где Ly- критерий Лященко при известной порозности слоя.
Скорость газов в отверстиях решётки [1]
м/с.
где , м²– проходное сечение решётки, принимается от 0,05 до 0,1 величины площади решётки Sреш:
.
Площади решётки [1]
м²,
где l – расход сушильного агента [1]
кг/кг.
Диаметр решетки [1]
м.
Высота неподвижного слоя [1]
м.
где G – заполнение сушилки материалом
кг/м².
Средний температурный напор [1]
.
11.1 Коэффициент теплоотдачи α от газа к частицам материала определяется с учётом критериев Nu, Re, Fe [1]
.
.
.
, Вт/м²·К.
Высота сепарационного пространства [2]
м.
Общая высота слоя [2]
м.
Список литературы
1.Промышленные тепломассообменные процессы и установки. Методические указания по курсовому проектированию. В.М.Картавская.-Иркутск,1991г.- 63 с.
2. Лебедев П.Д., Щукин А.А..Теплоиспользующие установки промышленных предприятий.- Москва. Энергия 1970г.- 408 с.
3. Сорокина Л.Л., Федчишин В.В., Кудряшов А.Н.. Котельные установки и парогенераторы - Учебное пособие.-Иркутск, издательство ИрГТУ,2002.-148 с.
4. Лебедев П.Д.. Расчёт и проектирование сушильных установок.-Москва.Госэнергоиздат, 1962г.-320с.
Вариант 17. Тепловой баланс конвективной сушилки Лист 1
-----------------------------------------------------------------------------
Hаименование | Размерность | Величина
-----------------------------------------------------------------------------
Расчет параметров топочных газов (сушильного агента)
ИСХОДHЫЕ ДАHHЫЕ
Топливо Сланец капширский
Элементный состав на рабочую массу: | |
углерод Ср | % |24.100
водород Hр | % |3.100
кислород Ор | % |3.700
сера Sр | % |1.600
влажность Wр | % |13.000
зольность Aр | % |40.000
Температура tт | °С |2.000
Теплоемкость Ст | кДж/кгК |1.000
КПД топки nт | |0.920
Сушильный агент: | |
температура: начальная tг1 | °С |600.000
конечная tг2 | °С |100.000
теплоемкость Ссг | кДж/кгК |1.214
энтальпия водяных паров hп | кДж/кг |3705.600
Воздух: | |
температура tо | °С |2.000
влагосодержание dо | кг/кг |0.008
энтальпия Hо | кДж/кг |8.390
РАССЧИТЫВАЕМЫЕ ВЕЛИЧИHЫ свой
расчет
Теоретически необходимое количество воздуха
Lо | кг/кг |3.750 (3.750)
Теплота сгорания топлива (высшая рабочая)
Qвр | кДж/кг |11486.33(11486,33)
Коэффициент избытка воздуха (альфа) | |3.171 (3.171)
Сушильный агент: | |
масса: сухих газов Gсг | кг/кг |12.083 (12.08)
водяных паров Gп | кг/кг |0.504 (0,41)
влагосодержание dг1 | кг/кг |0.042 (0,034)
энтальпия Hг1 | кДж/кг |883.010 (883.047)
-----------------------------------------------------------------------------
Лист 2
-----------------------------------------------------------------------------
Hаименование | Размерность | Величина
-----------------------------------------------------------------------------
Расчет теплового баланса сушилки
ИСХОДHЫЕ ДАHHЫЕ
Материал Известь
Производительность сушилки по высуш.материалу
G2 | тыс.кг/ч |25.000
Влажность материала: начальная w1 | % |40.000
конечная w2 | % |12.000
Температура материала: начальная tм1 | °C |2.000
конечная tм2 | °C |95.000
Теплоемкость материала при: tм1 - см1 | кДж/кгК |1.000
tм2 - см2 | кДж/кгК |1.000
Потери теплоты в окружающую среду q5 | кДж/кг влаги |52.000
Влагосодержание сушильного агента на | |
выходе из сушилки dг2 | кг/кг |0.140
Влагосодержание сушильного агента d2 | кг/кг |0.180
РАССЧИТЫВАЕМЫЕ ВЕЛИЧИHЫ свой
расчет
Количество испаренной влаги W | кг/ч |11.667 (11.667)
Производительность сушилки по влажному матер.
G1 | тыс.кг/ч |36.667 (36.667)
Расход теплоты на: нагрев материала qм | кДж/кг влаги |199.286(199,3)
испарение влаги qвл | кДж/кг влаги |8.380 (8.39)
Внутренний баланс сушилки q | кДж/кг влаги |242.906(242,92)
Сушильный агент: | |
энтальпия на выходе из сушилки Hг2 | кДж/кг |915.074
расход l | кг/кг влаги |7.232 (7)
расход топлива B | кг/ч |6.983 (6,76)
-----------------------------------------------------------------------------