J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета...

45
В.Ю. Лакомкин, С.Н. Смородин РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ СУШИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ Учебно-методическое пособие для выполнения курсового проекта Санкт-Петербург 2013

Transcript of J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета...

Page 1: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

ВЮ Лакомкин СН Смородин

РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ

ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ СУШИЛЬНОЙ

УСТАНОВКИ

Учебно-методическое пособие

для выполнения курсового проекта

Санкт-Петербург

2013

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

laquoСАНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ РАСТИТЕЛЬНЫХ

ПОЛИМЕРОВraquo

__________________________________________________________

ВЮ Лакомкин СН Смородин

РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ

ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ СУШИЛЬНОЙ

УСТАНОВКИ

Учебно-методическое пособие

для выполнения курсового проекта

Санкт-Петербург

2013

УДК 6601(07)

ББК 351я7

Л 195

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование пневматической

сушильной установки учебно-методическое пособие для выполнения курсового

проекта СПб ГТУ РП - СПб 2013 44с ил18

В настоящем пособии приведена методика теплового и гидравлического

расчета пневматической сушильной установки графические материалы для

выполнения чертежа а также перечень необходимой литературы и

вспомогательные таблицы справочных величин

Предназначено для выполнения курсовых и дипломных проектов студентами

факультета промышленной энергетики специальностей 140104 laquoПромышленная

теплоэнергетикаraquo 140105 laquoЭнергетика теплотехнологийraquo а также студентами

бакалавриата и магистратуры по направлению 140100 laquoТеплоэнергетика и

теплотехникаraquo

Рецензент канд техн наук доцент кафедры теплосиловых установок и

тепловых двигателей СПб ГТУ РП ТЮ Короткова

Подготовлено и рекомендовано кафедрой промышленной теплоэнергетики

СПб ГТУ РП (протокол 3 от 12 ноября 2012г)

Утверждено к изданию методической комиссией факультета промышленной

энергетики СПб ГТУ РП (протокол 2 от 4 декабря 2012г)

Рекомендовано к изданию Редакционно-издательским советом Санкт-

Петербургского государственного технологического университета растительных

полимеров в качестве учебно-методического пособия

Редактор и корректор НП Новикова

Техн редактор ЛЯТитова Темплан 2012 г поз 49

_____________________________________________________________________________

Подп к печати 06122012 Формат 60х8416 Бумага тип 1 Печать офсетная

Уч-изд л 30 усл печ л 30 Тираж 100 экз Изд 49 Цена ldquoСrdquo Заказ

_____________________________________________________________________________

Ризограф Санкт-Петербургского государственного технологического университета

растительных полимеров 198095 Санкт-Петербург улИвана Черных 4

copy Санкт-Петербургский

государственный технологический

университет растительных полимеров 2013

copy Лакомкин ВЮ Смородин СН 2013

СХЕМА И ПРИНЦИП РАБОТЫ

ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ СУШИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

В промышленности для сушки мелкодисперсных кристаллических

волокнистых материалов топлива используются пневматические сушильные

установки (трубы-сушилки аэрофонтанные циклонные струйные сушилки)

принцип действия которых основан на перемещении влажного материала

совместно с потоком нагретого воздуха или продуктов сгорания На рис 1

показана схема пневматической сушильной установки которая состоит из

трубы-сушилки транспортера подачи сушильного агента питателя влажного

материала циклона дымососа Это наиболее распространенный тип

пневматической сушильной установки

Рис 1 Принципиальная схема

пневматической сушильной

установки

1ndashтранспортер подачи влажного

материала (топлива) 2 ndash шнек

подачи влажного материала

(топлива) 3 ndash пневматическая

труба-сушилка 4 ndash циклон 5 ndash

бункер сухого материала 6 ndash

дымосос 7 ndash транспортер подачи

сухого материала (топлива)

8 ndash линия подачи сухого топлива

в топку 9 ndash топка

hр hпр hI hII ndash участки

разгона прогрева первого и

второго периодов сушки

о 2 - начальная и конечная

температура материала uо u2 -

начальное и конечное

влагосодержание материала

Влажный материал (или топливо) питателем подается в трубу-сушилку

подхватывается потоком газа и перемещается по трубе-сушилке в циклоне

происходит разделение твердой и газовой фазы Продукты сгорания

выбрасываются в атмосферу а подсушенный материал направляется для

дальнейшего использования Материал находится в сушилке считанные

секунды поэтому такой тип сушилок целесообразно использовать для

удаления поверхностной влаги при сушке мелкодисперсных материалов или

материалов с малым сопротивлением внутреннему перенесу влаги Малое

время пребывания материала в трубе-сушилке обусловливает относительно

небольшой съем влаги за один проход материала поэтому в

одноступенчатых сушилках обычно не удается снизить влажность более чем

на 10

Изготовление пневмосушилок несложно они компактны просты в

обслуживании Экономичность их зависит от размера частиц материала и от

количества свободной влаги Чем меньше диаметр частиц высушиваемого

продукта тем выше эффективность работы сушилки Эффективность работы

зависит также и от концентрации материала в единице объема рабочей

камеры С увеличением концентрации растет производительность сушилки

так как увеличивается поверхность массообмена в единице объема

Пневмосушилка наиболее эффективна при высоких температурах газов

При сушке материалов в трубах-сушилках целесообразно иметь размер

частиц не превышающий 8-10 мм начальную температуру газов не ниже

450-600 degС конечную 100-150 degС концентрацию 05-15 кг материала на 1 кг

газа и скорость газов 20-30 мс Минимальная температура уходящих газов

ограничивается точкой росы для теплоносителя а скорость газов ndash

скоростью витания наиболее крупных частиц материала Диаметр трубы

обычно составляет не более 1 м а ее высота ndash 10-20 м Большая высота

невыгодна так как растет аэродинамическое сопротивление системы

Для сушки материалов можно в отдельных случаях применять

горизонтальные пневматические трубы пневматические трубы с

нисходящим движением потоков сушилки ступенчатого типа (рис 2)

Рис 2 Схема двухступенчатой сушильной установки

1 ndash питатель 2 ndash первая ступень 3 ndash вторая ступень 4 ndash затвор

5 ndash циклон 6 ndash дымосос

К недостаткам пневмосушилок следует отнести повышенные удельные

расходы энергии опасность взрыва пыли истирание стенок труб Особенно

сильно износ наблюдается на поворотах поэтому толщину стенок труб

следует выбирать в зависимости от твердости высушиваемых материалов а в

случае сушки абразивных продуктов все поворотные колена должны

защищаться броневыми плитами В качестве загрузочных устройств для

пневмосушилок применяются либо шнековые питатели (рис 3) либо

специальные забрасыватели (рис 4) которые подают материал в

направлении потока движущегося газа создавая более благоприятные

условия для сушки на начальном участке трубы

Рис 3 Шнековый питатель

1 ndash бункер 2 ndash мешалка 3 ndash горизонтальная ось 4 ndash подшипник

мешалки 5 ndash цилиндрическая пара 6 ndash вал шнека

7 ndash подшипник шнека 8 ndash шнек 9 ndash рубашка шнека

10 ndash гильза шнека 11 ndash фланец для крепления к трубе-сушилке

В настоящее время большое распространение получили сушилки

работающие на смеси топочных газов с воздухом Топочные газы в

большинстве случаев получаются в специальных топках Если топочные газы

имеют высокую температуру то для получения сушильного агента с

требуемой температурой их разбавляют воздухом В случае если топочные

газы используются для сушки материалов при более низких температурах но

с высокой влажностью то применяют рециркуляцию сушильного агента

Рециркуляция ведет к увеличению относительной влажности сушильного

агента поэтому существует предельное значение степени рециркуляции

определяемое относительной влажностью на выходе φ = 100

Одновременно рециркуляция снижает взрывоопасность процесса сушки так

как ведет к уменьшению содержания кислорода Считается что при

концентрации кислорода в сушильном агенте ниже 12-10 вероятность

взрыва практически исключается

Рис 4 Схема забрасывателя

1 - корпус трубы 2 - пятисекционный барабан

3 - нож для очистки барабана 4 - нож-забрасыватель

Основным отличием топок сушильных установок от топок паровых

котлов является то что в них может иметь место более низкая температура

горения топлива Максимальная температура сушильного агента редко

превышает 900 ndash 1000 degС С целью защиты стенок топки от действия высоких

температур и улучшения горения коэффициент избытка воздуха в них при

сжигании твердого топлива принимают равным 2 - 25 а затем топочные

газы разбавляют воздухом или циркулирующей в сушилке смесью до

требуемой температуры Увеличение коэффициента избытка воздуха в топке

практически не сказывается на КПД всей сушильной установки а величина

коэффициента избытка воздуха определяется только минимально возможной

устойчивой температурой горения топлива в топке

Основное требование которое предъявляется к топочным устройствам

сушильных установок состоит в том чтобы в топке происходило полное

сгорание топлива без наличия сажи а продукты сгорания содержали

минимальное количество частиц золы которые должны почти полностью

улавливаться в пылеосадительных камерах или циклонах

На рис5 показана топка ВТИ для сжигания бурых углей и других

многозольных сортов топлива Топливо сжигается на наклонной решетке в

топке имеются две искроосадные камеры и цилиндрический циклон-

искродожигатель выполненный из огнеупорного кирпича Разбавление

топочных газов атмосферным воздухом до требуемой температуры

происходит в камере смешения при пуске открывается растопочный клапан

Рис 5 Топка ВТИ с наклонной колосниковой решеткой

1 ndash топка 2 и 3 ndash осадительные камеры 4 ndash шибер

5 ndash растопочная труба 6 ndash искроотделитель 7 ndash карманы для

улавливания золы 8 ndash выход очищенного газа к сушилке

Сжигание жидкого и газообразного топлив в топках сушильных

установок обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с сжиганием

твердого топлива например продукты сгорания не загрязнены летучей

золой Благодаря этому исключается необходимость установки

искроосадительных камер или каких-либо других обеспыливающих

устройств Топочное устройство получается простым и компактным

облегчается его эксплуатация

На рис 6 показана цилиндрическая газовая топка со стальным кожухом

толщиной 8-10 мм изнутри футерованная шамотным кирпичом Горелки

низкого давления установлены на фронте топки На фронтальной стенке

имеются также смотровой люк и отверстие для ввода запальника (ниже

горелок) Топка работает при разрежении камера смешения отделена от

камеры горения пережимом Вторичный воздух подается в камеру горения

по образующей что обеспечивает хорошее перемешивание газа с воздухом

который одновременно охлаждает кладку топки

Рис 6 Топка для сжигания газа

1 ndash окно для подвода вторичного воздуха 2 ndash газовая горелка

3 ndash смотровое отверстие 4 ndash камера сгорания 5 ndash взрывной

клапан 6 ndash камера смешения 7 ndash футеровка 8 ndash опора

На рис 7 представлена мазутная топка Она представляет собой

цилиндрическую камеру кожух которой выполнен из листовой стали По

фронту размещены две мазутные форсунки низкого давления Воздух для

разбавления газов вводится в смесительную камеру через каналы в верхней

части топки что позволяет одновременно охлаждать свод камеры Изнутри

камера футерована шамотным кирпичом Рекомендуемые значения

теплового напряжения объема топочного пространства при сжигании

различных топлив приведены в табл П7

Рис 7 Топка Гипрохима для сжигания мазута

1 ndash форсунка низкого давления 2 ndash камера сгорания 3 ndash каналы

для подачи воздуха 4 ndash патрубок растопочной трубы

5 ndash перегородка 6 ndash камера смешения

В комплект сушильной установки входит вспомогательное

оборудование для улавливания частиц материала на выходе из сушилки

Интенсивное и эффективное осаждение твердых частиц материала

взвешенных в газе осуществляется в центробежных аппаратах ndash циклонах

Сущность центробежного метода отделения частиц заключается в создании

потока движущегося с определенными скоростями и изменяющего

направление движения Частицы обладающие значительной инерцией не

успевают за изменениями направлений потока и продолжая перемещаться в

первоначальном направлении оседают на стенках циклона Поток газа

содержащий взвешенные частицы вводится по касательной в

цилиндрическую часть аппарата и движется вдоль его стенок по спиралям а

затем выходит вверх по центральной трубе Частицы оседающие на

внутренней стенке циклона падают в его суженную конусообразную часть

откуда систематически удаляются Оптимальными для циклона считаются

скорости потока 2 - 4 мс При больших и меньших скоростях эффективность

циклона резко снижается

На рис 8 представлен циклон НИИОГАЗ типа ЦН-15 Конструктивно

циклоны этой серии различаются только схемой выброса газов Коэффициент

местного сопротивления этих циклонов ξ = 105 Конструктивные размеры

приводятся в таблП11

Для более высокой степени очистки применяются батарейные циклоны

(рис 9а) Они собираются из отдельных элементов (до 120 шт на батарею)

Диаметры элементов Dy = 100 150 и 250 мм с направляющими элементами

типа laquoВинтraquo или laquoРозеткаraquo (рис 9б)

Рис8 Циклон НИИОГАЗ типа ЦН-15

Рис 9 Батарейный циклон

(а) и его элемент (б)

1 ndash верхняя камера

2 ndash кожух 3 ndash элемент

4 ndash направляющий

аппарат типа Розетка

5 ndash внутренняя труба

На рис П1 дан пример расположения оборудования пневматической

сушильной установки

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ СУШИЛЬНОЙ

УСТАНОВКИ

В табл П1 приведены обозначения физических величин принятых в

настоящем учебно-методическом пособии Исходные данные для расчета

пневматической сушильной установки (трубы-сушилки) согласно Вашему

варианту приведены в табл П2

Возможные схемы получения сушильного агента А ndash прямоточная

Б ndash с камерой смешения (задан коэффициент избытка воздуха в топке)

Температуру материала и топлива (кроме мазута) условно принимаем

равной температуре окружающего воздуха

Материальный баланс сушильной установки

Начальное критическое и конечное влагосодержания сушимого

материала кг влаги кг сухого материала

u о = Wо (100 ndash Wо) uк = Wк (100 ndash Wк)

u2 = W2 (100 ndash W2)

Начальное и конечное влагосодержания могут быть любыми (начать и

закончить процесс сушки можно в любой момент) но критическое

влагосодержание зависит от свойств материала Критическое

влагосодержание характеризует переход от испарения поверхностной влаги к

удалению внутренней влаги Если критическое влагосодержание отсутствует

то у материала имеется только поверхностная влага

Производительность сушильной установки по абсолютно сухой массе

Gсух = G2 (1 + u2) кгч

Производительность сушильной установки по влажному материалу

G1 = Gсух (1 + uо) кгч

Расход испаряемой влаги

М = Gсух (uо ndash u2) кгч

Состав и теплота сгорания топлива

Состав твердого топлива на рабочую массу берется по заданию

(табл П3)

Wr + Ar + Cr + Hr + Nr + Or + Sр+оr = 100

Если для получения топочных газов используется твердое топливо

которое сушится в установке необходимо выполнить перерасчет

элементного состава топлива на конечную влажность W2 при которой

топливо выходит из сушилки

В задании дано топливо такое же как у Вас но с другой влажностью

Вы вначале сушите топливо в сушилке до влажности W2 а затем часть этого

топлива сжигаете для получения дымовых газов

Ar2 = Ar (100 ndash Wr

2) (100 ndash Wr) = Ar middot K

Cr2 = KmiddotCr Hr

2 = KHr Nr2 = KmiddotNr Or

2 = KOr S (р+о)r2 = KmiddotS(р+o)

r

Wr2 + Ar

2 + Cr2 + Hr

2 + Nr2 + Or

2 + S(р+о)r2 = 100

где К ndash коэффициент пересчета К=(100 ndash Wr2) (100 ndash Wr)

В дальнейших расчетах используются новые значения элементного

состава Индекс laquo2raquo для простоты отбрасываем

По данной методике все расчеты ведутся на высшую теплоту сгорания

топлива и на кг топлива (в том числе и для газа)

Низшая теплота сгорания топлива Qri берется по заданию

(см табл П3) Если Вы не знаете теплоту сгорания то высшую теплоту

сгорания твёрдого и жидкого топлива определяют по формуле

ДИМенделеева

)S109(O1260H340CQ rrrrrs op кДжкг

или

)W(9H2514QQ rrr

i

r

s кДжкг

Состав газообразного топлива берется в соответствии с заданием

(табл П4)

Низшая теплота сгорания сухого газообразного топлива

ecircAumlaeligecircatilde)

H

SH687H5342CO453

H2041CHC207C2116CH(223224Q

22

1048624d

3i

Высшая теплота сгорания газообразного топлива

nmHC

12

0092514QQ

nm

ndi

ds кДжкг

где nmHC ndash составляющие газообразного топлива в процентах по массе

Соотношение между единицами давления в разных системах измерения

и единицами в системе СИ приведено в табл П5

Определение основных параметров топочных газов

Приближенные уравнения определения энтальпии

Энтальпия водяного пара вычисляется по уравнению ЛКРамзина

iumliumliumloiuml ttcii 022500 кДжкг

где io - удельная энтальпия сухого насыщенного пара при 0 degС и нормальном

давлении сп - теплоемкость пара

Энтальпия влажного воздуха или газа определяется по уравнению или

по I-d диаграмме (рис П2-П4)

1000

ooiumloooo

dtcitcI

кДжкг

где со - теплоемкость сухого воздуха (или газа) при температуре to

do - влагосодержание воздуха (или газа) г влаги кг сухого воздуха

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного сгорания

твердого или жидкого топлива

)S0043(O0345H0115CL rrrropo кг воздуха кг топлива

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного сгорания

газообразного топлива

icirc ecircatildeecircatilde2

On

Hm

Cnm12

n4mS

2Iacute044

2Iacute0248NtildeIcirc00179138L

Коэффициент избытка воздуха в топке (только схема А) для твердого

или жидкого топлива

)I1000

dntildeatildentildeatilde(L

)(W

)1000

dntildeatildentildeatilde(

100

rWr9Hntildeatildentildeatilde)

100

rAgraverWr9H(1ηr

s

oo

o

iuml

iuml

iumliuml

o

on

iumlograveeumlograveeuml

ograve

itc

ii

itc

itctcα

IL

Q

o

Ograve

для газообразного топлива коэффициент избытка воздуха в топке

)I1000

di(L

)nm(nm1ηrsQ

oo

ntildeatildentildeatildeo

ntildeatildentildeatilde

iuml

iumlograveeumlograveeuml

ograve

tc

itntildetc

α

HCnm12

n009HC

nm12

n009Ograve

где iumliuml iW ndash масса и энтальпия водяного пара применяемого для дутья или

для распыливания топлива iumli ndash энтальпия водяного пара при температуре

1ttntildeatilde ntildeatildec - средняя массовая теплоёмкость продуктов сгорания при

температуре 1ttntildeatilde (табл П6) При ograveα gt 5 теплоёмкость продуктов

сгорания равна теплоёмкости воздуха Если вы не сжигаете мазут Wп = 0

Масса сухих продуктов сгорания для твёрдого или жидкого топлива

100

rWrH9rAL1G ontildeatilde ograveα

кгкг (таблП1)

Масса сухих продуктов сгорания для газообразного топлива

nmontildeatilde HC

nm12

n009L1 ograveαG кгкг (таблП1)

Масса водяных паров в составе продуктов сгорания для твёрдого или

жидкого топлива

iumloograve

iuml W1000100

W9HG odLα

rr

кгкг (таблП1)

Масса водяных паров в составе продуктов сгорания для сухого

газообразного топлива

1000

dLHC

nm12

n009 oonmiuml

ograveαG

кгкг (таблП1)

Энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки

ecircAumlaeligecircatildeG

ILηQ

ntildeatilde

iumliumlooograveograveeumlograveeumlNtilders

ograve

it WαI Ograve

Влагосодержание продуктов сгорания на выходе из топки

atildeecircatildeG

G1000

ntildeatildeograve

iumld (таблП1)

Коэффициент избытка воздуха дополнительно подаваемого в камеру

смешения (только для схемы Б)

)Id

(L

GGILαηQα

oontildeigrave

ntildeigraveacirco

cigraveiumlntildeigraventildeatildecatildeooograveograveeumlograveeumlrs

aumlicirciuml

1000

itc

itntildetcOgrave

где cigravei ndash энтальпия водяного пара при температуре смеси 1ntildeigrave tt

Энтальпия смеси продуктов сгорания и присадочного воздуха на

выходе из камеры смешения (для схемы Б)

ecircAumlaeligecircatildeLG

I)L(ηQ

icircaumlicirciumlntildeatilde

icircicircograveaumlicirciumlograveeumlograveeumlogravecigrave

α

ααI

tcrs

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха (для

схемы Б)

icirccigrave

cigraveograve

II

IIn

Влагосодержание смеси продуктов сгорания и присадочного воздуха на

выходе из камеры смешения (для схемы Б)

atildeecircatilde1 n

dndd icircograve

cigrave

(таблП1)

Определение основных параметров сушильного агента в процессе сушки

материала (по I-d диаграмме)

Температура материала на выходе из сушилки при 2kicirc uuu

ecircecircigraveigrave )uu)(u(t 222 ordmС

Температура материала на выходе из сушилки при icircecirc uu

icircicircigraveigrave )uu)(u(t 222 ordmС

Температура материала на выходе из сушилки при ecirc2 uu (или ecircu ndash

отсутствует)

igrave2 ordmС

На I-d диаграмме ставим точку на пересечении линий 1IIograve и

1ograve dd (для схемы А) и ntildeigraveI и ntildeigraved (для схемы Б) Точка лежит на вершине

угла образованного линиями I = const и d = const Из вершины проводим луч

процесса (примерно по биссектрисе) до линии =100 и определяем

температуру в точке пересечения Она примерно совпадает по значению с

температурой смоченного термометра igrave (рис 10)

Рис 10 Схема определения температуры смоченного термометра

по I-d диаграмме

Удельный расход теплоты на испарение влаги

)ntildentilde(iq ecircAumlaeligecircatildeicircw2iumlicircegraventildeiuml t

Удельный расход теплоты на нагрев материала

ecircAumlaeligecircatilde uu

)()untilde(ntildeq

2icirc

icirc22wigraveiacuteagraveatilde

Удельные потери теплоты в окружающую среду от 10 до 12

ecircAumlaeligecircatilde )q012)(q(01q iacuteagraveatildeegraventildeiumlicircecirceth

Термовлажностное отношение или угловой коэффициент процесса

icircecirceth2icirc

igrave2w2igraveicircwicircicircecircethiacuteagraveatildeicircw q

)u(u

)ntildeu(ntilde)ntildeu(ntilde)q(qntildeΔ

кДжкг

Энтальпия сушильного агента на выходе из сушильной установки

ecircAumlaeligecircatilde )(Δ

))(IΔd

I2iumlicirc

2iumlicircacirc

tntildei

tntildeitntilde 11

22

21000

где I1 = Iт и d1= dт (для схемы А) I1 = Iсм и d1= dсм (для схемы Б)

2acircntilde - теплоёмкость сушильного агента равная теплоёмкости воздуха при

температуре t2 на выходе из сушильной установки

Влагосодержание сушильного агента на выходе из сушильной

установки

Δ

)I(Idd atildeecircatilde 12

12

1000

Порядок построения процессов изменения состояния сушильного

агента на I-d диаграмме

Сначала на I-d диаграмму наносится точка 0 соответствующая

параметрам наружного воздуха Далее по рассчитанным энтальпии Iт и

влагосодержанию dт строится точка Т (см рис 11аб) соответствующая

параметрам топочных газов на выходе из топки Точка С (для схемы Б)

соответствующая параметрам смеси на выходе из камеры смешения лежит

на прямой соединяющей 0 и Т

а б

Рис11 Изменение параметров сушильного агента на I-d диаграмме

для схем А и Б на схеме следующие обозначения

1 - топка 2 - камера смешения 3 - сушильная камера 4 - дымосос

5 - уходящие газы

Из точки 1 с координатами I1 d1 или Iсм dсм проводим прямую до

пересечения с заданной изотермой t2 Точке пересечения 2 соответствуют

искомые координаты I2 d2

Линия соединяющая точки 1 и 2 является линией действительного

процесса сушки

Процесс сушки влажного материала в трубе-сушилке является

нестационарным те протекает при переменной температуре как

сушильного агента так и материала (рис 12б) Для большей точности

процесс 1-2 заменяется суммой элементарных процессов прогрева периода

постоянной и периода уменьшающейся скорости сушки для которых легко

могут быть определены температуры материала и сушильного агента

а б

Рис 12 Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии всех периодов сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Энтальпия температура и влагосодержание сушильного агента

определяются по I-d диаграмме в характерных точках начала (окончания)

каждого элементарного процесса

Приращение влагосодержания сушильного агента в первом периоде

сушки (при отсутствии первого периода 0dΔ )

atildeecircatilde )(

)d)(d(d

1000Δ

2

12`

uu

uu

icirc

ecircicirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце периода прогрева (в точке П

рис 12а)

qd)(

))(u)(d(dII ecircAumlaeligecircatilde

1000icircecirceth

icirc

icircigraveicircwigraveiumleth Δ

2

121

uu

cc

Температура сушильного агента в конце периода прогрева

d

dIC

1000

1000

1

1

nacirc

icirciumlethiumleth

cc

it

Влагосодержание сушильного агента в конце первого периода

(в критической точке К рис 12а)

)u(u

)d)(du(udd atildeecircatilde

2

121

icirc

ecircicircecirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

)u(u

)d)(du(ucI

)d(dcII ecircAumlaeligecircatilde

100010002

121

icirc

kicircwigraveiumleth

ecircwigraveiumlethecirc

Температура сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

C dntildentilde

diI

1000

1000

ecircnacirc

kicircecircecirct

В том случае когда отсутствует один из периодов сушки процесс на I-d

диаграмме термограмма и кинетическая кривая упрощаются (рис 1314)

Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива

Расход сушильного агента для схем

А) igrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Б)

ntildeigrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Расход присадочного воздуха для схемы (Б)

n1

nLL ntildeatilde

acirc

кгч

Расход топочных газов для схемы (Б)

n1

LL ntildeatilde

ograve

кгч

Часовой расход топлива для схем

А) G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve Б) ecircatildedivide

n)(1G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve

Объем топочной камеры для получения сушильного агента

igrave 3600

QBV 3

v

rsograve

ograveq

Напряжение топочного объема принимается в зависимости от способа

сжигания и вида топлива (таблП7)

а б

Рис 13Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и первого периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

а б

Рис 14Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и второго периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена

Температура tср влагосодержание dср плотность ρг

ecircatildeecircatilde dd

dCtt

t100022

2121ntildeethntildeeth

(таблП1)

ecircatildeigrave )d)(t(

)d(3

ntildeethntildeeth

ntildeethicircatilde

622273

1622273ρρ

где icircρ =1293 кгм3

Значения νг и λг сушильного агента принимаются по температуре

t = tср (табл П8 П9)

Средние значения влагосодержания uср и плотности ρм сушимого

материала

uu

u ecircatildeecircatilde 2

2icircntildeeth

(таблП1) )u(ρρ 3

ecircatildeigrave1 ntildeethigraveigraveicirc

Скорость витания частиц в трубе-сушилке определяется для каждой

фракции

ρζ

)ρ(ρgdw igraventilde

3

4

atildeacircegraveograve

atildeigraveiiacircegraveograve

где acircegraveograveζ - коэффициент лобового сопротивления частиц при

1 le Re le 30 Re98acircegraveograveζ

30 lt Re lt 400 ζ 02354Reacircegraveograve

400 lt Re lt 5500 11acircegraveograveζ

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке принимаем на 12 мс

больше скорости витания частицы имеющей максимальный размер

ww 21maxacircegraveograveatilde

Сечение трубы-сушилки

2

igrave3600

ρw

Fatildeatilde

ntildeatildeograveeth

L

Диаметр трубы-сушилки (если она круглого сечения)

π

igraveograveeth

ograveeth

4FD

Концентрация частиц материала в трубе-сушилке

ecircatildeigrave )w(w

)(ββ 3

ograveethacircegraveograve2

iiVV

Fi

36002

GG3K 21

x

где ix ndashмассовая доля i фракции К ndash коэффициент при

Dтp lt 025 м rarr К= 077

Dтp = 025 divide 10 м rarr К = 068

Удельная поверхность частиц отдельной фракции

ρd

βf 32

igraveigrave6

igravei

iv

ioacuteauml

Коэффициент конвективного теплообмена при

20iacircegraveograve

Re rarr d

λα CigraveAcircograve

2 2

i

atildei

20 lt i

acircegraveograveRe lt 480 rarr CigraveAcircograve

01862

08

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

480 lt i

acircegraveograveRe lt 2000 rarr

CigraveAcircograve

1142

05

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

Критерий Рейнольдса при скорости витания

atilde

iacircegraveograve

acircegraveograve ν

dwRe i

i

Объемный коэффициент теплообмена

NtildeigraveAcircograve 3

ioacuteaumliv fαα

Расчет высоты трубы-сушилки по участкам

Количество теплоты отданное сушильным агентом в период прогрева

материала (при ик gt ио величина (ио ndash ик) qokp = 0)

ecircAumlaeligdivide])qu(u))(uc[(c icircecircethecircicircicircigraveicircwigravecyxiumlp GQ

Температурный напор на участке прогрева

)(t

)(tln

)(t)(tt

igraveiumlp

icirc1

igraveiumlpicirciumlp

1

Высота участка трубы соответствующая периоду прогрева

Δtα

QH igrave

36 ograveethiumlethv

iumlpiumleth

F

Высота трубы-сушилки зависит от того в каком периоде заканчивается

процесс сушки

При u0 gt uк gt u2 имеют место все три интервала сушки прогрев первый

и второй период сушки (см рис12б)

В случае когда u2 gt uк (или uк - отсутствует) процесс заканчивается в

первом периоде (или материал содержит только поверхностную влагу и

второй период отсутствует)

Тогда температурные напоры будут рассчитываться только для

прогрева и первого периода сушки (см рис 13б)

В случае когда uк gt u2 досушивается материал в котором осталась

только внутренняя влага Температурные напоры будут рассчитываться

только для прогрева и второго периода сушки (см рис14б)

Количество теплоты отданное сушильным агентом в первом периоде

(постоянной скорости) сушки материала

)ntildetc)(iu(u ecircAumlaeligdivideGQ igravewecirciumlicircecircicircntildeoacuteotilde1

Температурный напор на участке первого периода сушки

)(t

)(t

)t(tt CΔ

igraveecirc

igraveiumleth

ecirciumleth

ln

1

Высота участка трубы соответствующая первому периоду

igraveFΔ36

QH

ograveeth1

1

V

1

Количество теплоты отданное сушильным агентом во втором периоде

(уменьшающейся скорости) сушки материала

])qu(u

)ntildetc)(iu(u))(uc[(c

ecircAumlaeligdivide

GQ

icircecirceth2ecirc

igravew2iumlicirc2ecircigrave22wigraventildeoacuteotildeII

Температурный напор на участке второго периода сушки

)(t

)(t

)(t)(tt CΔ

22

22

igraveecirc

igraveecircII

ln

Высота участка трубы соответствующая второму периоду

QH igrave

FΔ36 ograveethIIV

IIII

Высота участка трубы необходимая для разгона частиц

igrave www

wwwln

www

wwwln

2g

)w(wwH

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2acircegraveograveatildeacircegraveograveeth

где скорость частиц материала в начале разгонного участка wм1=0 скорость

в конце разгонного участка wм2 = 095(wг ndashwвит)

Общая высота пневматической сушильной установки

Hтp = Hp + Hпp+HI + HII м

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной установки

Объемная концентрация частиц материала в трубе

3321 igraveigrave

2L

GG

)ρd(1

)ρ(

igraventildeethntildeatilde

atildeχ

Потери напора при трении газа о стенки трубы

)(λ Iumlagrave2

1D

HΔP

2

1atildeatilde

ograveeth

ograveethograveeth χ

где λтp = 64Re + 0136 Re018 при 23 middot103 lt Re lt 106

Потери напора в местных сопротивлениях (сужениях поворотах) из-за

трения газа

)(ξ Iumlagrave2

1ΔP

2atildeatilde

igrave2 χ

где ζм - коэффициент местного сопротивления табл П10

Статический напор газового потока (вес столба газа)

Iumlagrave g)(ρ ograveethatilde3 Hχ1ΔP

Знак laquo+raquo для восходящего знак laquo-raquo для нисходящего потоков газа для

горизонтального участка ΔP3 = 0

Потери напора при трении материала о стенки трубы

λ Iumlagrave2D

HΔP

2igraveigrave

ograveeth

ograveethograveeth4 χ

Здесь коэффициент сопротивления трению равен

075ograveeth Fr27λ при 2520

D

i

ograveeth

d

λ 075

i

ograveethograveeth Fr

d

05

D425

при 2520

D

i

ograveeth

d

где

i

igrave

dg

w2

Fr критерий Фруда

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке стабилизированного движения частиц

gχρ IumlagraveΔ ntildeograveigrave HP5

где высота участка стабилизации Hcт =Hтp ndash Hp

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке разгона частиц

)ww)(www(w

)ww)(www(wln

ρ

)ρ(ρwP IumlagraveΔ

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

ograveethigrave

igraveatildeigraveacircegraveograve6

F2

G

Средняя производительность трубы-сушилки определяется по формуле

Gм = 05 (G1 + G2) кгч

Динамические потери напора на разгонном участке

)w(w

IumlagraveΔ

ograveeth

igraveigraveigrave

F

GP 12

7

Задавшись условной скоростью газа в сечении циклона (wу = 3 divide 4 мс)

определяем диаметр циклона (табл П11)

ρwπ

igrave

atildeoacute

ntildeatildeouml

3600

4LD

Гидравлическое сопротивление циклона

ρw

ξ Iumlagrave2

Δatildeoacute

oumlouml

2

P

где ξц ndash коэффициент гидравлического сопротивления циклона

Полное гидравлическое сопротивление трубы-сушилки

IumlagraveΔΔΔΔΔΔΔΔΔ oumlPPPPPPPPP 7654321

По найденному полному сопротивлению ΔP и расходу сушильного

агента Lсг производится выбор тягодутьевого оборудования

Мощность тягодутьевой установки

ηρ

Acircograve3600

Δ

aumlatilde

ntildeatilde PLN

где ηд = 065 - КПД тягодутьевой установки

Размеры и конкретный тип дымососа (вентилятора дымоудаления)

выбираются по каталогу тягодутьевого оборудования (см электронное

учебное пособие laquoТепломассообменное оборудование предприятий

(сушильные установки)raquo или табл П12)

Таблица П1

Обозначения физических величин

принятые в настоящем учебно-методическом пособии

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Коэффициент избытка воздуха в топке αт

Коэффициент избытка воздуха в камере смешения αдоп

Объемный коэффициент теплообмена Вт(м3 degС) αv

Расход топлива кгч Bт

Концентрация частиц материала в трубе кгм3 βv

Теплоемкость топлива кДж(кг degС) стл

Теплоемкость сухих топочных газов кДж(кг degС) ссг

Теплоемкость воды кДж(кг degС) сw

Теплоемкость сухого материала кДж(кг degС) см

Теплоемкость водяного пара кДж(кг degС) сп

Влагосодержание наружного воздуха г влаги кг воздуха d о

Влагосодержание газов на выходе из топки г кг dт

Влагосодержание смеси на выходе из камеры смешения гкг dсм

Влагосодержание агента на входе в трубу-сушилку гкг d1

Влагосодержание агента в конце периода прогрева гкг d пр

Влагосодержание агента на выходе из трубы-сушилки гкг d2

Влагосодержание воздуха при φ=100 гкг dм

Среднее влагосодержание газов кгкг dср

Диаметр частиц материала данной фракции мм di

Минимальный диаметр частиц материала мм dч min

Средний диаметр частиц материала мм dч ср

Термовлажностное отношение кДжкг ∆

Производительность по абсолютно сухой массе кгч Gсух

Производительность по влажному материалу кгч G1

Производительность по готовой продукции кгч G2

Масса сухих продуктов сгорания кг дымовых газов кг топлива Gсг

Масса водяных паров кг водяных паров кг топлива Gп

Энтальпия наружного воздуха кДжкг воздуха Iо

Энтальпия газов на выходе из топки кДжкг Iт

Энтальпия смеси на выходе из камеры смешения кДжкг Iсм

Энтальпия агента на входе в трубу-сушилку кДжкг I1

Энтальпия агента в конце периода прогрева кДжкг Iпр

Энтальпия агента на выходе из трубы-сушилки кДжкг I2

Энтальпия пара при 0 degС кДжкг пара iо

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Энтальпия пара кДжкг iп

Энтальпия пара применяемого для дутья кДжкг iпprime

Начальная температура материала degС icirc

Температура смоченного термометра degС igrave

Конечная температура материала degС 2

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного

сгорания кг воздуха кг топлива Lо

Расход сушильного агента кгч Lсг

Расход присадочного воздуха кгч Lв

Расход топочных газов кгч Lт

Коэффициент теплопроводности газа Вт(м degС) λг

Коэффициент полезного действия топки ηт

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха n

Коэффициент кинематической вязкости газа м2с ν г

Низшая теплота сгорания топлива кДжкг Qri

Высшая теплота сгорания топлива кДжкг Qrs

Расход теплоты на прогрев влажного материала кВт Qпр

Удельные потери теплоты кДжкг влаги qокр

Средняя плотность газа кгм3 ρг

Средняя плотность материала кгм3 ρм

Средняя температура сушильного агента degС tср

Температурный напор в период прогрева degС ∆ tпр

Температура топлива degС tтл

Температура газов на выходе из топки degС tт

Температура смеси после камеры смешения degС tсм

Температура сушильного агента после прогрева degС tпр

Температура сушильного агента на выходе из трубы-сушилки degС t2

Начальное влагосодержание материала кг влаги кг сухого материала uо

Критическое влагосодержание материала кгкг uк

Конечное влагосодержание материала кгкг u2

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке мс wг

Скорость витания частиц материала мс wвит

Расход испаряемой влаги кгч М

Начальная относительная влажность материала Wо

Критическая влажность материала Wк

Конечная относительная влажность материала W2

Массовая доля отдельных фракций материала xi

Таблица П2

Исходные данные для расчета пневматической сушильной установки

в

ар

Материал ρ кгм3

См

кДж(кг оС)

Размер мм Влажность G2

тч

Дымовые газы Воздух

Топливо

топлива Схема

α топки доля фракции

Wо Wk W2 t1 t2 t о dо 05 03 02

1 Глина простая 2000 084 1 15 3 22 mdash 15 1 600 100 20 10 мазут 29 А mdash

2 Глина огнеупорная 1800 109 2 3 4 9 mdash 07 2 800 120 10 4 мазут 28 А mdash

3 Известняк 1870 092 05 1 12 5 mdash 01 80 800 110 20 12 уголь 11 Б 115

4 Мел 2000 088 01 03 05 51 mdash 24 20 540 270 10 6 уголь 9 Б 11

5 Песок речной 1500 092 1 15 2 10 mdash 05 75 900 120 20 12 уголь 5 Б 115

6 Руда магнитогорская 3000 078 1 25 4 6 mdash 05 12 730 120 25 12 мазут 28 А mdash

7 Руда марганцевая 3450 078 5 2 1 15 mdash 2 15 120 60 25 12 уголь 7 А mdash

8 Железный колчедан 3300 05 2 1 05 12 mdash 3 2 350 100 15 6 уголь 8 А mdash

9 Сернокислый аммоний 800 14 1 3 2 5 mdash 04 25 120 55 25 12 газ 31 Б 102

10 Сланцы (Лен обл) 1100 134 3 2 1 38 40 28 11 600 100 20 8 сланцы 21 А mdash

11 Уголь каменный 1400 13 1 2 5 9 35 06 12 800 120 25 12 уголь 3 А mdash

12 Уголь бурый (Подмоск) 800 113 2 2 1 47 40 38 16 500 160 20 8 уголь 6 Б 11

13 Торф фрезерный 245 176 2 1 3 48 42 38 12 550 140 10 4 торф 23 А mdash

14 Кузнецкий уголь 1300 11 4 1 2 12 35 07 13 350 88 20 8 уголь 2 А mdash

15 Антрацит штыб 730 109 4 3 1 14 40 5 15 400 120 20 12 уголь 10 А mdash

16 Шлам промывки угля 1200 12 02 05 2 50 40 1 5 750 120 15 6 уголь 1 А mdash

17 Опилки 250 25 4 2 1 45 43 35 13 300 100 20 10 древес 25 А mdash

18 Аммофос 1500 11 4 2 1 12 mdash 15 12 350 110 20 12 уголь 12 А mdash

19 Диаммофос 1700 12 4 2 1 4 mdash 1 14 200 90 10 4 мазут 29 Б 11

20 Суперфосфат 2390 12 1 05 2 22 mdash 3 10 750 80 20 8 мазут 28 А mdash

21 Преципитат 870 113 1 2 1 55 mdash 3 6 550 120 25 8 уголь 4 Б 12

22 Фтористый алюминий 900 15 05 1 03 50 mdash 5 12 750 250 25 12 мазут 28 Б 105

23 Соль поваренная 200 089 1 2 1 6 mdash 1 12 200 85 25 14 газ 32 Б 11

24 Сахарный песок(кукурузн) 600 123 2 1 2 14 mdash 8 14 90 40 20 12 газ 41 Б 101

25 Жом свекловичный 800 16 2 3 1 84 40 30 05 750 100 10 4 газ 39 А mdash

Таблица П3

Cостав и низшая теплота сгорания твердых и жидких топлив

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое топливо (угли)

1 Кузнецкий 120 132 04 586 42 19 97 22860

2 80 143 05 633 44 21 74 25250

3 60 141 06 725 34 17 17 27420

4 90 182 03 615 36 15 59 23570

5 70 146 05 702 30 17 30 25120

6 70 363 07 479 34 14 33 18760

7 70 326 03 519 33 16 33 19850

8 Аркагалинское 190 122 02 513 36 08 129 19090

9 Березовское 330 47 02 442 31 04 144 15660

10 Челябинский 170 324 09 359 26 100 102 13440

11 Подмосковный 321 306 25 243 19 04 82 8670

12 Печорский 55 284 09 555 36 17 44 22020

13 Интинский 115 274 25 458 31 15 82 17540

14 Кизеловский 60 348 53 455 34 08 42 18380

15 Минусинский 140 172 05 529 35 14 105 20100

16 Черемховское 130 270 10 462 34 07 87 17880

17 Букачачинское 80 101 06 672 47 08 86 26040

18 Никольское 60 182 04 596 42 11 105 22990

19 Партизанский 55 340 04 498 32 08 63 19470

20 Нерюнгри 100 198 02 600 31 06 63 22480

Окончание табл П3

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое (вторичное) топливо

21 Сланцы (Ленобласть) 110 482 220 301 387 025 438 7660

22 Сланцы (Эстония) 120 444 227 322 410 010 490 9000

23 Торф фрезерный 485 643 014 255 270 113 156 8120

24 Торф кусковой 458 731 011 268 281 117 160 9250

25 Древесные опилки 400 060 0 303 360 04 251 10200

26 Лигнин (ЛГЗ) 650 115 013 213 192 105 - 6410

27 Лигнин (ЗГЗ) 650 400 008 206 168 864 - 6120

Жидкое топливо (мазут)

28 Малосернистый 30 005 03 847 12 03 40280

29 Сернистый 30 01 14 838 11 05 39730

30 Высокосернистый 30 01 28 830 10 07 38770

Таблица П4

Cостав и теплота сгорания газообразных топлив

топ

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Природные газы

31 Уренгой-Надым-Пунга 987 012 001 lt 001 mdash mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35500 0724

32 Уренгой-Ужгород 989 012 001 001 mdash mdash mdash lt 006 090 mdash mdash mdash 35590 0724

33 Уренгой-Новопсков 989 013 001 lt 001 mdash mdash mdash 008 087 mdash mdash mdash 35590 0723

34 Уренгой-Сургут-Челябинск 982 029 02 009 004 mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35800 0729

35 Надым-Пунга-Свердловск 987 016 008 001 mdash mdash mdash 008 100 mdash mdash mdash 35590 0725

36 ННовгород-Иваново 990 025 004 002 mdash mdash mdash 010 060 mdash mdash mdash 35750 0725

37 Бухара-Урал 942 30 089 039 017 013 mdash 028 090 mdash mdash mdash 37560 0771

38 Средняя Азия-Центр 941 28 073 030 007 002 mdash 100 100 mdash mdash mdash 36760 0771

39 Саратов-Москва 903 28 11 075 034 020 mdash 032 420 mdash mdash mdash 37010 0807

40 Мострансгаз (кольцо) 966 14 04 018 007 003 mdash 015 120 mdash mdash mdash 36300 0747

41 Оренбург-Александров Гай 864 39 172 087 030 007 mdash 001 670 mdash mdash mdash 36800 0828

Попутные газы

42 Каменный Лог-Пермь 387 226 107 27 07 mdash mdash mdash 2380 mdash 080 mdash 42370 1196

43 Ярино-Пермь 380 251 125 33 13 mdash mdash mdash 1870 mdash 110 mdash 46890 1196

44 Кулешовка-Самара 580 172 74 20 05 mdash mdash 080 1360 mdash 050 mdash 41740 1052

45 Безенчук-Чапаевск 427 196 126 51 13 mdash mdash 100 1690 mdash 080 mdash 46980 1196

46 Барса-Гельмес-Вышка 939 34 13 07 02 mdash mdash 040 010 mdash mdash mdash 38100 0778

47 Вход в Краснодар Крымск 912 39 2 09 02 mdash mdash 180 mdash mdash mdash mdash 38270 0810

48 Вознесенская-Грозный 767 132 54 25 22 mdash mdash mdash mdash mdash mdash 47020 0971

49 Тэбук-Сосновка 482 182 119 33 1 mdash mdash 090 1650 mdash mdash mdash 45130 1164

50 Туймазы-Уфа 500 220 98 12 04 mdash mdash mdash 1660 mdash mdash mdash 43040 1095

51 Шкапово-Туймазы 441 220 52 14 03 mdash mdash mdash 2700 mdash mdash mdash 36630 1095

52 Казань-Бугульма 536 228 61 09 02 mdash mdash 020 1580 mdash mdash mdash 40610 1046

Окончание табл П4

т

оп

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Промышленные газы

53 Газ доменных печей 03 mdash mdash mdash mdash mdash 280 105 585 mdash mdash 27 3940 1293

54 Газ коксовых печей 250 20 mdash mdash mdash mdash 700 30 40 10 mdash 580 18000 0468

55 Газ генераторный 19 mdash mdash mdash mdash mdash 203 98 562 02 mdash 109 6200 1121

56 Газ генераторный (из древес) 65 mdash mdash mdash mdash mdash 290 65 469 02 mdash 140 6500 1130

57 Газ пиролиза нефти 410 mdash mdash mdash mdash 430 080 05 02 mdash mdash 140 47500 1100

Примечания

1) Теплоемкость твердого топлива

стл = 0012 Wr + стлcух (1 ndash 001 Wr) кДж(кг degС)

где стлcух ndash теплоемкость сухой массы топлива для бурых углей ndash 113 кДж(кг degС)

для каменных углей - 109 кДж(кг degС) для углей - 092 кДж(кг degС)

Теплоемкость мазута

смаз = 174 + 00025 tмаз кДж(кгdegС) где tмаз = 90divide130degС

Расход пара на форсунки Wп = 03 + 035 кг пара кг топлива при Рнас = 06divide15 МПа

2) Теплоемкость газообразного топлива

010cVntilde iiatildeagraveccedil

где Vi - объем составляющих газообразного топлива

ci- теплоемкость составляющих газообразного топлива кДж(м3 оС)

4NtildeIacutentilde = 157 62IacuteCntilde = 278

83IacuteCntilde = 314 104IacuteCntilde = 424

125IacuteCntilde = 527 146IacuteCntilde = 630 NtildeIcircntilde = 130

2NtildeIcircntilde = 159 2Nntilde = 129

2Icircntilde = 130 S2Iacutec = 152 2Iacutentilde = 128

Таблица П5

Соотношение между единицами давления

Величина Па бар тех атм мм рт ст мм водст

1 Нм2=1 Па 1 10-5 10210-5 7510-3 0102

1 бар 105 1 102 750 102middot104

1 техатм=1кгссм2 981middot10-4 0981 1 7356 104

1 мм ртст 1333 133310-5 13610-3 1 136

1 мм водст=1кгсм 981 98110-5 10-4 735610-2 1

Таблица П6

Теплоемкость и плотность горючих газов

Газ Формула Плотность кгм3 Теплоемкость

кДж(м3 degС)

Метан СН4 0717 155

Этан С2Н6 1342 221

Пропан СзН8 1976 305

Бутан С4Н10 2598 413

Пентан С5Н12 3219 513

Гексан СбН14 384 615

Окись углерода СО 125 129

Углекислый газ СО 2 198 16

Азот N2 125 129

Кислород О2 143 13

Сероводород H2S 1539 151

Водород Н2 009 128

Таблица П7

Напряжение топочного объема для сушильных установок

Топливо qv кВтм3

Доменный газ 230-350

Генераторный газ 230-290

Природный газ 350-460

Мазут 230-350

Торф дрова 230-290

Каменные угли 290-350

Таблица П8

Физические свойства дымовых газов

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па 2NtildeIcircETH = 013 IcircIacute 2

ETH = 011 2NETH = 076

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1295 1042 228 169 158 1220 072

100 0950 1068 313 308 204 2154 069

200 0748 1097 401 489 245 3280 067

300 0617 1122 484 699 282 4581 065

400 0525 1151 570 943 317 6038 064

500 0457 1185 656 1211 348 7630 063

600 0405 1214 742 1509 379 9361 062

700 0363 1239 827 1838 407 1121 061

800 0330 1264 915 2197 434 1318 060

900 0301 1290 1000 2580 459 1525 059

1000 0275 1306 1090 3034 484 1743 058

1100 0257 1323 1175 3455 507 1971 057

1200 0240 1340 1262 3924 530 2210 056

Таблица П9

Физические свойства сухого воздуха

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1293 1005 244 188 172 133 0707

100 0946 1009 321 336 219 231 0688

200 0746 1026 393 514 260 349 0680

300 0615 1047 460 718 297 483 0674

400 0524 1068 521 931 330 631 0678

500 0456 1093 574 1153 362 794 0687

600 0404 1114 622 1383 391 969 0699

700 0362 1135 671 1634 418 1154 0706

800 0329 1156 718 1888 443 1348 0713

900 0301 1172 763 2162 467 1551 0717

1000 0277 1185 807 2459 490 1771 0719

1100 0257 1197 850 2762 512 1993 0722

1200 0240 1210 915 3165 535 2337 0724

Таблица П10

Коэффициенты местных сопротивлений

Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления

Колено

угол

поворота 90deg 120deg 135deg 150deg

ξ 11 055 025 02

Отвод радиусом R угол

поворота 30deg 45deg 60deg 75deg 90deg 105deg 120deg

трубы диаметром D

RD = 15 ξ 008 011 014 016 0175 019 02

RD = 20 ξ 007 010 012 014 015 016 017

Вход в трубу

с острыми краями ξ =05

с закругленными ξ =02

Выход из трубы ξ =1

FminFmax 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09

Внезапное расширение ξ 1 081 064 049 036 025 016 009 004 001

Внезапное сужение ξ 05 047 043 038 033 03 025 02 015 009

Таблица П11

Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗ типа ЦН-15 мм (рис8)

Dц A d d1 d2 H h1 h2 h3 h4 h5 a б б1 l

100 820 60 40 105 492 200 232 60 212 32 66 20 29 90

150 1190 90 60 155 720 300 345 75 297 48 99 30 41 110

200 1560 120 60 160 918 400 458 60 354 48 132 40 52 120

250 1930 150 75 180 1149 500 574 75 444 60 165 50 65 150

300 2300 180 90 210 1377 600 687 90 531 72 198 60 78 180

350 2670 210 105 250 1605 700 800 105 618 84 231 70 91 210

400 3040 240 120 280 1833 800 913 120 705 96 264 80 104 240

450 3410 270 135 310 2031 900 1026 135 792 108 297 90 117 270

500 3780 300 150 325 2289 1000 1139 150 879 120 330 100 130 300

550 4150 330 165 350 2520 1100 1255 165 972 132 363 110 143 330

600 4520 360 180 365 2750 1200 1370 180 1060 144 396 120 156 360

650 4890 390 195 400 2980 1300 1485 195 1146 156 429 130 169 390

700 5260 420 210 410 3210 1400 1600 210 1235 168 462 140 182 420

750 5630 450 225 450 3435 1500 1710 225 1320 180 495 150 195 450

800 6000 480 240 470 3665 1600 1825 240 1405 192 528 160 208 480

Таблица П12

Габаритные размеры вентилятора дымоудаления (дымососа) м

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 2: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

laquoСАНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ РАСТИТЕЛЬНЫХ

ПОЛИМЕРОВraquo

__________________________________________________________

ВЮ Лакомкин СН Смородин

РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ

ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ СУШИЛЬНОЙ

УСТАНОВКИ

Учебно-методическое пособие

для выполнения курсового проекта

Санкт-Петербург

2013

УДК 6601(07)

ББК 351я7

Л 195

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование пневматической

сушильной установки учебно-методическое пособие для выполнения курсового

проекта СПб ГТУ РП - СПб 2013 44с ил18

В настоящем пособии приведена методика теплового и гидравлического

расчета пневматической сушильной установки графические материалы для

выполнения чертежа а также перечень необходимой литературы и

вспомогательные таблицы справочных величин

Предназначено для выполнения курсовых и дипломных проектов студентами

факультета промышленной энергетики специальностей 140104 laquoПромышленная

теплоэнергетикаraquo 140105 laquoЭнергетика теплотехнологийraquo а также студентами

бакалавриата и магистратуры по направлению 140100 laquoТеплоэнергетика и

теплотехникаraquo

Рецензент канд техн наук доцент кафедры теплосиловых установок и

тепловых двигателей СПб ГТУ РП ТЮ Короткова

Подготовлено и рекомендовано кафедрой промышленной теплоэнергетики

СПб ГТУ РП (протокол 3 от 12 ноября 2012г)

Утверждено к изданию методической комиссией факультета промышленной

энергетики СПб ГТУ РП (протокол 2 от 4 декабря 2012г)

Рекомендовано к изданию Редакционно-издательским советом Санкт-

Петербургского государственного технологического университета растительных

полимеров в качестве учебно-методического пособия

Редактор и корректор НП Новикова

Техн редактор ЛЯТитова Темплан 2012 г поз 49

_____________________________________________________________________________

Подп к печати 06122012 Формат 60х8416 Бумага тип 1 Печать офсетная

Уч-изд л 30 усл печ л 30 Тираж 100 экз Изд 49 Цена ldquoСrdquo Заказ

_____________________________________________________________________________

Ризограф Санкт-Петербургского государственного технологического университета

растительных полимеров 198095 Санкт-Петербург улИвана Черных 4

copy Санкт-Петербургский

государственный технологический

университет растительных полимеров 2013

copy Лакомкин ВЮ Смородин СН 2013

СХЕМА И ПРИНЦИП РАБОТЫ

ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ СУШИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

В промышленности для сушки мелкодисперсных кристаллических

волокнистых материалов топлива используются пневматические сушильные

установки (трубы-сушилки аэрофонтанные циклонные струйные сушилки)

принцип действия которых основан на перемещении влажного материала

совместно с потоком нагретого воздуха или продуктов сгорания На рис 1

показана схема пневматической сушильной установки которая состоит из

трубы-сушилки транспортера подачи сушильного агента питателя влажного

материала циклона дымососа Это наиболее распространенный тип

пневматической сушильной установки

Рис 1 Принципиальная схема

пневматической сушильной

установки

1ndashтранспортер подачи влажного

материала (топлива) 2 ndash шнек

подачи влажного материала

(топлива) 3 ndash пневматическая

труба-сушилка 4 ndash циклон 5 ndash

бункер сухого материала 6 ndash

дымосос 7 ndash транспортер подачи

сухого материала (топлива)

8 ndash линия подачи сухого топлива

в топку 9 ndash топка

hр hпр hI hII ndash участки

разгона прогрева первого и

второго периодов сушки

о 2 - начальная и конечная

температура материала uо u2 -

начальное и конечное

влагосодержание материала

Влажный материал (или топливо) питателем подается в трубу-сушилку

подхватывается потоком газа и перемещается по трубе-сушилке в циклоне

происходит разделение твердой и газовой фазы Продукты сгорания

выбрасываются в атмосферу а подсушенный материал направляется для

дальнейшего использования Материал находится в сушилке считанные

секунды поэтому такой тип сушилок целесообразно использовать для

удаления поверхностной влаги при сушке мелкодисперсных материалов или

материалов с малым сопротивлением внутреннему перенесу влаги Малое

время пребывания материала в трубе-сушилке обусловливает относительно

небольшой съем влаги за один проход материала поэтому в

одноступенчатых сушилках обычно не удается снизить влажность более чем

на 10

Изготовление пневмосушилок несложно они компактны просты в

обслуживании Экономичность их зависит от размера частиц материала и от

количества свободной влаги Чем меньше диаметр частиц высушиваемого

продукта тем выше эффективность работы сушилки Эффективность работы

зависит также и от концентрации материала в единице объема рабочей

камеры С увеличением концентрации растет производительность сушилки

так как увеличивается поверхность массообмена в единице объема

Пневмосушилка наиболее эффективна при высоких температурах газов

При сушке материалов в трубах-сушилках целесообразно иметь размер

частиц не превышающий 8-10 мм начальную температуру газов не ниже

450-600 degС конечную 100-150 degС концентрацию 05-15 кг материала на 1 кг

газа и скорость газов 20-30 мс Минимальная температура уходящих газов

ограничивается точкой росы для теплоносителя а скорость газов ndash

скоростью витания наиболее крупных частиц материала Диаметр трубы

обычно составляет не более 1 м а ее высота ndash 10-20 м Большая высота

невыгодна так как растет аэродинамическое сопротивление системы

Для сушки материалов можно в отдельных случаях применять

горизонтальные пневматические трубы пневматические трубы с

нисходящим движением потоков сушилки ступенчатого типа (рис 2)

Рис 2 Схема двухступенчатой сушильной установки

1 ndash питатель 2 ndash первая ступень 3 ndash вторая ступень 4 ndash затвор

5 ndash циклон 6 ndash дымосос

К недостаткам пневмосушилок следует отнести повышенные удельные

расходы энергии опасность взрыва пыли истирание стенок труб Особенно

сильно износ наблюдается на поворотах поэтому толщину стенок труб

следует выбирать в зависимости от твердости высушиваемых материалов а в

случае сушки абразивных продуктов все поворотные колена должны

защищаться броневыми плитами В качестве загрузочных устройств для

пневмосушилок применяются либо шнековые питатели (рис 3) либо

специальные забрасыватели (рис 4) которые подают материал в

направлении потока движущегося газа создавая более благоприятные

условия для сушки на начальном участке трубы

Рис 3 Шнековый питатель

1 ndash бункер 2 ndash мешалка 3 ndash горизонтальная ось 4 ndash подшипник

мешалки 5 ndash цилиндрическая пара 6 ndash вал шнека

7 ndash подшипник шнека 8 ndash шнек 9 ndash рубашка шнека

10 ndash гильза шнека 11 ndash фланец для крепления к трубе-сушилке

В настоящее время большое распространение получили сушилки

работающие на смеси топочных газов с воздухом Топочные газы в

большинстве случаев получаются в специальных топках Если топочные газы

имеют высокую температуру то для получения сушильного агента с

требуемой температурой их разбавляют воздухом В случае если топочные

газы используются для сушки материалов при более низких температурах но

с высокой влажностью то применяют рециркуляцию сушильного агента

Рециркуляция ведет к увеличению относительной влажности сушильного

агента поэтому существует предельное значение степени рециркуляции

определяемое относительной влажностью на выходе φ = 100

Одновременно рециркуляция снижает взрывоопасность процесса сушки так

как ведет к уменьшению содержания кислорода Считается что при

концентрации кислорода в сушильном агенте ниже 12-10 вероятность

взрыва практически исключается

Рис 4 Схема забрасывателя

1 - корпус трубы 2 - пятисекционный барабан

3 - нож для очистки барабана 4 - нож-забрасыватель

Основным отличием топок сушильных установок от топок паровых

котлов является то что в них может иметь место более низкая температура

горения топлива Максимальная температура сушильного агента редко

превышает 900 ndash 1000 degС С целью защиты стенок топки от действия высоких

температур и улучшения горения коэффициент избытка воздуха в них при

сжигании твердого топлива принимают равным 2 - 25 а затем топочные

газы разбавляют воздухом или циркулирующей в сушилке смесью до

требуемой температуры Увеличение коэффициента избытка воздуха в топке

практически не сказывается на КПД всей сушильной установки а величина

коэффициента избытка воздуха определяется только минимально возможной

устойчивой температурой горения топлива в топке

Основное требование которое предъявляется к топочным устройствам

сушильных установок состоит в том чтобы в топке происходило полное

сгорание топлива без наличия сажи а продукты сгорания содержали

минимальное количество частиц золы которые должны почти полностью

улавливаться в пылеосадительных камерах или циклонах

На рис5 показана топка ВТИ для сжигания бурых углей и других

многозольных сортов топлива Топливо сжигается на наклонной решетке в

топке имеются две искроосадные камеры и цилиндрический циклон-

искродожигатель выполненный из огнеупорного кирпича Разбавление

топочных газов атмосферным воздухом до требуемой температуры

происходит в камере смешения при пуске открывается растопочный клапан

Рис 5 Топка ВТИ с наклонной колосниковой решеткой

1 ndash топка 2 и 3 ndash осадительные камеры 4 ndash шибер

5 ndash растопочная труба 6 ndash искроотделитель 7 ndash карманы для

улавливания золы 8 ndash выход очищенного газа к сушилке

Сжигание жидкого и газообразного топлив в топках сушильных

установок обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с сжиганием

твердого топлива например продукты сгорания не загрязнены летучей

золой Благодаря этому исключается необходимость установки

искроосадительных камер или каких-либо других обеспыливающих

устройств Топочное устройство получается простым и компактным

облегчается его эксплуатация

На рис 6 показана цилиндрическая газовая топка со стальным кожухом

толщиной 8-10 мм изнутри футерованная шамотным кирпичом Горелки

низкого давления установлены на фронте топки На фронтальной стенке

имеются также смотровой люк и отверстие для ввода запальника (ниже

горелок) Топка работает при разрежении камера смешения отделена от

камеры горения пережимом Вторичный воздух подается в камеру горения

по образующей что обеспечивает хорошее перемешивание газа с воздухом

который одновременно охлаждает кладку топки

Рис 6 Топка для сжигания газа

1 ndash окно для подвода вторичного воздуха 2 ndash газовая горелка

3 ndash смотровое отверстие 4 ndash камера сгорания 5 ndash взрывной

клапан 6 ndash камера смешения 7 ndash футеровка 8 ndash опора

На рис 7 представлена мазутная топка Она представляет собой

цилиндрическую камеру кожух которой выполнен из листовой стали По

фронту размещены две мазутные форсунки низкого давления Воздух для

разбавления газов вводится в смесительную камеру через каналы в верхней

части топки что позволяет одновременно охлаждать свод камеры Изнутри

камера футерована шамотным кирпичом Рекомендуемые значения

теплового напряжения объема топочного пространства при сжигании

различных топлив приведены в табл П7

Рис 7 Топка Гипрохима для сжигания мазута

1 ndash форсунка низкого давления 2 ndash камера сгорания 3 ndash каналы

для подачи воздуха 4 ndash патрубок растопочной трубы

5 ndash перегородка 6 ndash камера смешения

В комплект сушильной установки входит вспомогательное

оборудование для улавливания частиц материала на выходе из сушилки

Интенсивное и эффективное осаждение твердых частиц материала

взвешенных в газе осуществляется в центробежных аппаратах ndash циклонах

Сущность центробежного метода отделения частиц заключается в создании

потока движущегося с определенными скоростями и изменяющего

направление движения Частицы обладающие значительной инерцией не

успевают за изменениями направлений потока и продолжая перемещаться в

первоначальном направлении оседают на стенках циклона Поток газа

содержащий взвешенные частицы вводится по касательной в

цилиндрическую часть аппарата и движется вдоль его стенок по спиралям а

затем выходит вверх по центральной трубе Частицы оседающие на

внутренней стенке циклона падают в его суженную конусообразную часть

откуда систематически удаляются Оптимальными для циклона считаются

скорости потока 2 - 4 мс При больших и меньших скоростях эффективность

циклона резко снижается

На рис 8 представлен циклон НИИОГАЗ типа ЦН-15 Конструктивно

циклоны этой серии различаются только схемой выброса газов Коэффициент

местного сопротивления этих циклонов ξ = 105 Конструктивные размеры

приводятся в таблП11

Для более высокой степени очистки применяются батарейные циклоны

(рис 9а) Они собираются из отдельных элементов (до 120 шт на батарею)

Диаметры элементов Dy = 100 150 и 250 мм с направляющими элементами

типа laquoВинтraquo или laquoРозеткаraquo (рис 9б)

Рис8 Циклон НИИОГАЗ типа ЦН-15

Рис 9 Батарейный циклон

(а) и его элемент (б)

1 ndash верхняя камера

2 ndash кожух 3 ndash элемент

4 ndash направляющий

аппарат типа Розетка

5 ndash внутренняя труба

На рис П1 дан пример расположения оборудования пневматической

сушильной установки

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ СУШИЛЬНОЙ

УСТАНОВКИ

В табл П1 приведены обозначения физических величин принятых в

настоящем учебно-методическом пособии Исходные данные для расчета

пневматической сушильной установки (трубы-сушилки) согласно Вашему

варианту приведены в табл П2

Возможные схемы получения сушильного агента А ndash прямоточная

Б ndash с камерой смешения (задан коэффициент избытка воздуха в топке)

Температуру материала и топлива (кроме мазута) условно принимаем

равной температуре окружающего воздуха

Материальный баланс сушильной установки

Начальное критическое и конечное влагосодержания сушимого

материала кг влаги кг сухого материала

u о = Wо (100 ndash Wо) uк = Wк (100 ndash Wк)

u2 = W2 (100 ndash W2)

Начальное и конечное влагосодержания могут быть любыми (начать и

закончить процесс сушки можно в любой момент) но критическое

влагосодержание зависит от свойств материала Критическое

влагосодержание характеризует переход от испарения поверхностной влаги к

удалению внутренней влаги Если критическое влагосодержание отсутствует

то у материала имеется только поверхностная влага

Производительность сушильной установки по абсолютно сухой массе

Gсух = G2 (1 + u2) кгч

Производительность сушильной установки по влажному материалу

G1 = Gсух (1 + uо) кгч

Расход испаряемой влаги

М = Gсух (uо ndash u2) кгч

Состав и теплота сгорания топлива

Состав твердого топлива на рабочую массу берется по заданию

(табл П3)

Wr + Ar + Cr + Hr + Nr + Or + Sр+оr = 100

Если для получения топочных газов используется твердое топливо

которое сушится в установке необходимо выполнить перерасчет

элементного состава топлива на конечную влажность W2 при которой

топливо выходит из сушилки

В задании дано топливо такое же как у Вас но с другой влажностью

Вы вначале сушите топливо в сушилке до влажности W2 а затем часть этого

топлива сжигаете для получения дымовых газов

Ar2 = Ar (100 ndash Wr

2) (100 ndash Wr) = Ar middot K

Cr2 = KmiddotCr Hr

2 = KHr Nr2 = KmiddotNr Or

2 = KOr S (р+о)r2 = KmiddotS(р+o)

r

Wr2 + Ar

2 + Cr2 + Hr

2 + Nr2 + Or

2 + S(р+о)r2 = 100

где К ndash коэффициент пересчета К=(100 ndash Wr2) (100 ndash Wr)

В дальнейших расчетах используются новые значения элементного

состава Индекс laquo2raquo для простоты отбрасываем

По данной методике все расчеты ведутся на высшую теплоту сгорания

топлива и на кг топлива (в том числе и для газа)

Низшая теплота сгорания топлива Qri берется по заданию

(см табл П3) Если Вы не знаете теплоту сгорания то высшую теплоту

сгорания твёрдого и жидкого топлива определяют по формуле

ДИМенделеева

)S109(O1260H340CQ rrrrrs op кДжкг

или

)W(9H2514QQ rrr

i

r

s кДжкг

Состав газообразного топлива берется в соответствии с заданием

(табл П4)

Низшая теплота сгорания сухого газообразного топлива

ecircAumlaeligecircatilde)

H

SH687H5342CO453

H2041CHC207C2116CH(223224Q

22

1048624d

3i

Высшая теплота сгорания газообразного топлива

nmHC

12

0092514QQ

nm

ndi

ds кДжкг

где nmHC ndash составляющие газообразного топлива в процентах по массе

Соотношение между единицами давления в разных системах измерения

и единицами в системе СИ приведено в табл П5

Определение основных параметров топочных газов

Приближенные уравнения определения энтальпии

Энтальпия водяного пара вычисляется по уравнению ЛКРамзина

iumliumliumloiuml ttcii 022500 кДжкг

где io - удельная энтальпия сухого насыщенного пара при 0 degС и нормальном

давлении сп - теплоемкость пара

Энтальпия влажного воздуха или газа определяется по уравнению или

по I-d диаграмме (рис П2-П4)

1000

ooiumloooo

dtcitcI

кДжкг

где со - теплоемкость сухого воздуха (или газа) при температуре to

do - влагосодержание воздуха (или газа) г влаги кг сухого воздуха

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного сгорания

твердого или жидкого топлива

)S0043(O0345H0115CL rrrropo кг воздуха кг топлива

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного сгорания

газообразного топлива

icirc ecircatildeecircatilde2

On

Hm

Cnm12

n4mS

2Iacute044

2Iacute0248NtildeIcirc00179138L

Коэффициент избытка воздуха в топке (только схема А) для твердого

или жидкого топлива

)I1000

dntildeatildentildeatilde(L

)(W

)1000

dntildeatildentildeatilde(

100

rWr9Hntildeatildentildeatilde)

100

rAgraverWr9H(1ηr

s

oo

o

iuml

iuml

iumliuml

o

on

iumlograveeumlograveeuml

ograve

itc

ii

itc

itctcα

IL

Q

o

Ograve

для газообразного топлива коэффициент избытка воздуха в топке

)I1000

di(L

)nm(nm1ηrsQ

oo

ntildeatildentildeatildeo

ntildeatildentildeatilde

iuml

iumlograveeumlograveeuml

ograve

tc

itntildetc

α

HCnm12

n009HC

nm12

n009Ograve

где iumliuml iW ndash масса и энтальпия водяного пара применяемого для дутья или

для распыливания топлива iumli ndash энтальпия водяного пара при температуре

1ttntildeatilde ntildeatildec - средняя массовая теплоёмкость продуктов сгорания при

температуре 1ttntildeatilde (табл П6) При ograveα gt 5 теплоёмкость продуктов

сгорания равна теплоёмкости воздуха Если вы не сжигаете мазут Wп = 0

Масса сухих продуктов сгорания для твёрдого или жидкого топлива

100

rWrH9rAL1G ontildeatilde ograveα

кгкг (таблП1)

Масса сухих продуктов сгорания для газообразного топлива

nmontildeatilde HC

nm12

n009L1 ograveαG кгкг (таблП1)

Масса водяных паров в составе продуктов сгорания для твёрдого или

жидкого топлива

iumloograve

iuml W1000100

W9HG odLα

rr

кгкг (таблП1)

Масса водяных паров в составе продуктов сгорания для сухого

газообразного топлива

1000

dLHC

nm12

n009 oonmiuml

ograveαG

кгкг (таблП1)

Энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки

ecircAumlaeligecircatildeG

ILηQ

ntildeatilde

iumliumlooograveograveeumlograveeumlNtilders

ograve

it WαI Ograve

Влагосодержание продуктов сгорания на выходе из топки

atildeecircatildeG

G1000

ntildeatildeograve

iumld (таблП1)

Коэффициент избытка воздуха дополнительно подаваемого в камеру

смешения (только для схемы Б)

)Id

(L

GGILαηQα

oontildeigrave

ntildeigraveacirco

cigraveiumlntildeigraventildeatildecatildeooograveograveeumlograveeumlrs

aumlicirciuml

1000

itc

itntildetcOgrave

где cigravei ndash энтальпия водяного пара при температуре смеси 1ntildeigrave tt

Энтальпия смеси продуктов сгорания и присадочного воздуха на

выходе из камеры смешения (для схемы Б)

ecircAumlaeligecircatildeLG

I)L(ηQ

icircaumlicirciumlntildeatilde

icircicircograveaumlicirciumlograveeumlograveeumlogravecigrave

α

ααI

tcrs

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха (для

схемы Б)

icirccigrave

cigraveograve

II

IIn

Влагосодержание смеси продуктов сгорания и присадочного воздуха на

выходе из камеры смешения (для схемы Б)

atildeecircatilde1 n

dndd icircograve

cigrave

(таблП1)

Определение основных параметров сушильного агента в процессе сушки

материала (по I-d диаграмме)

Температура материала на выходе из сушилки при 2kicirc uuu

ecircecircigraveigrave )uu)(u(t 222 ordmС

Температура материала на выходе из сушилки при icircecirc uu

icircicircigraveigrave )uu)(u(t 222 ordmС

Температура материала на выходе из сушилки при ecirc2 uu (или ecircu ndash

отсутствует)

igrave2 ordmС

На I-d диаграмме ставим точку на пересечении линий 1IIograve и

1ograve dd (для схемы А) и ntildeigraveI и ntildeigraved (для схемы Б) Точка лежит на вершине

угла образованного линиями I = const и d = const Из вершины проводим луч

процесса (примерно по биссектрисе) до линии =100 и определяем

температуру в точке пересечения Она примерно совпадает по значению с

температурой смоченного термометра igrave (рис 10)

Рис 10 Схема определения температуры смоченного термометра

по I-d диаграмме

Удельный расход теплоты на испарение влаги

)ntildentilde(iq ecircAumlaeligecircatildeicircw2iumlicircegraventildeiuml t

Удельный расход теплоты на нагрев материала

ecircAumlaeligecircatilde uu

)()untilde(ntildeq

2icirc

icirc22wigraveiacuteagraveatilde

Удельные потери теплоты в окружающую среду от 10 до 12

ecircAumlaeligecircatilde )q012)(q(01q iacuteagraveatildeegraventildeiumlicircecirceth

Термовлажностное отношение или угловой коэффициент процесса

icircecirceth2icirc

igrave2w2igraveicircwicircicircecircethiacuteagraveatildeicircw q

)u(u

)ntildeu(ntilde)ntildeu(ntilde)q(qntildeΔ

кДжкг

Энтальпия сушильного агента на выходе из сушильной установки

ecircAumlaeligecircatilde )(Δ

))(IΔd

I2iumlicirc

2iumlicircacirc

tntildei

tntildeitntilde 11

22

21000

где I1 = Iт и d1= dт (для схемы А) I1 = Iсм и d1= dсм (для схемы Б)

2acircntilde - теплоёмкость сушильного агента равная теплоёмкости воздуха при

температуре t2 на выходе из сушильной установки

Влагосодержание сушильного агента на выходе из сушильной

установки

Δ

)I(Idd atildeecircatilde 12

12

1000

Порядок построения процессов изменения состояния сушильного

агента на I-d диаграмме

Сначала на I-d диаграмму наносится точка 0 соответствующая

параметрам наружного воздуха Далее по рассчитанным энтальпии Iт и

влагосодержанию dт строится точка Т (см рис 11аб) соответствующая

параметрам топочных газов на выходе из топки Точка С (для схемы Б)

соответствующая параметрам смеси на выходе из камеры смешения лежит

на прямой соединяющей 0 и Т

а б

Рис11 Изменение параметров сушильного агента на I-d диаграмме

для схем А и Б на схеме следующие обозначения

1 - топка 2 - камера смешения 3 - сушильная камера 4 - дымосос

5 - уходящие газы

Из точки 1 с координатами I1 d1 или Iсм dсм проводим прямую до

пересечения с заданной изотермой t2 Точке пересечения 2 соответствуют

искомые координаты I2 d2

Линия соединяющая точки 1 и 2 является линией действительного

процесса сушки

Процесс сушки влажного материала в трубе-сушилке является

нестационарным те протекает при переменной температуре как

сушильного агента так и материала (рис 12б) Для большей точности

процесс 1-2 заменяется суммой элементарных процессов прогрева периода

постоянной и периода уменьшающейся скорости сушки для которых легко

могут быть определены температуры материала и сушильного агента

а б

Рис 12 Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии всех периодов сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Энтальпия температура и влагосодержание сушильного агента

определяются по I-d диаграмме в характерных точках начала (окончания)

каждого элементарного процесса

Приращение влагосодержания сушильного агента в первом периоде

сушки (при отсутствии первого периода 0dΔ )

atildeecircatilde )(

)d)(d(d

1000Δ

2

12`

uu

uu

icirc

ecircicirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце периода прогрева (в точке П

рис 12а)

qd)(

))(u)(d(dII ecircAumlaeligecircatilde

1000icircecirceth

icirc

icircigraveicircwigraveiumleth Δ

2

121

uu

cc

Температура сушильного агента в конце периода прогрева

d

dIC

1000

1000

1

1

nacirc

icirciumlethiumleth

cc

it

Влагосодержание сушильного агента в конце первого периода

(в критической точке К рис 12а)

)u(u

)d)(du(udd atildeecircatilde

2

121

icirc

ecircicircecirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

)u(u

)d)(du(ucI

)d(dcII ecircAumlaeligecircatilde

100010002

121

icirc

kicircwigraveiumleth

ecircwigraveiumlethecirc

Температура сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

C dntildentilde

diI

1000

1000

ecircnacirc

kicircecircecirct

В том случае когда отсутствует один из периодов сушки процесс на I-d

диаграмме термограмма и кинетическая кривая упрощаются (рис 1314)

Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива

Расход сушильного агента для схем

А) igrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Б)

ntildeigrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Расход присадочного воздуха для схемы (Б)

n1

nLL ntildeatilde

acirc

кгч

Расход топочных газов для схемы (Б)

n1

LL ntildeatilde

ograve

кгч

Часовой расход топлива для схем

А) G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve Б) ecircatildedivide

n)(1G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve

Объем топочной камеры для получения сушильного агента

igrave 3600

QBV 3

v

rsograve

ograveq

Напряжение топочного объема принимается в зависимости от способа

сжигания и вида топлива (таблП7)

а б

Рис 13Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и первого периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

а б

Рис 14Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и второго периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена

Температура tср влагосодержание dср плотность ρг

ecircatildeecircatilde dd

dCtt

t100022

2121ntildeethntildeeth

(таблП1)

ecircatildeigrave )d)(t(

)d(3

ntildeethntildeeth

ntildeethicircatilde

622273

1622273ρρ

где icircρ =1293 кгм3

Значения νг и λг сушильного агента принимаются по температуре

t = tср (табл П8 П9)

Средние значения влагосодержания uср и плотности ρм сушимого

материала

uu

u ecircatildeecircatilde 2

2icircntildeeth

(таблП1) )u(ρρ 3

ecircatildeigrave1 ntildeethigraveigraveicirc

Скорость витания частиц в трубе-сушилке определяется для каждой

фракции

ρζ

)ρ(ρgdw igraventilde

3

4

atildeacircegraveograve

atildeigraveiiacircegraveograve

где acircegraveograveζ - коэффициент лобового сопротивления частиц при

1 le Re le 30 Re98acircegraveograveζ

30 lt Re lt 400 ζ 02354Reacircegraveograve

400 lt Re lt 5500 11acircegraveograveζ

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке принимаем на 12 мс

больше скорости витания частицы имеющей максимальный размер

ww 21maxacircegraveograveatilde

Сечение трубы-сушилки

2

igrave3600

ρw

Fatildeatilde

ntildeatildeograveeth

L

Диаметр трубы-сушилки (если она круглого сечения)

π

igraveograveeth

ograveeth

4FD

Концентрация частиц материала в трубе-сушилке

ecircatildeigrave )w(w

)(ββ 3

ograveethacircegraveograve2

iiVV

Fi

36002

GG3K 21

x

где ix ndashмассовая доля i фракции К ndash коэффициент при

Dтp lt 025 м rarr К= 077

Dтp = 025 divide 10 м rarr К = 068

Удельная поверхность частиц отдельной фракции

ρd

βf 32

igraveigrave6

igravei

iv

ioacuteauml

Коэффициент конвективного теплообмена при

20iacircegraveograve

Re rarr d

λα CigraveAcircograve

2 2

i

atildei

20 lt i

acircegraveograveRe lt 480 rarr CigraveAcircograve

01862

08

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

480 lt i

acircegraveograveRe lt 2000 rarr

CigraveAcircograve

1142

05

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

Критерий Рейнольдса при скорости витания

atilde

iacircegraveograve

acircegraveograve ν

dwRe i

i

Объемный коэффициент теплообмена

NtildeigraveAcircograve 3

ioacuteaumliv fαα

Расчет высоты трубы-сушилки по участкам

Количество теплоты отданное сушильным агентом в период прогрева

материала (при ик gt ио величина (ио ndash ик) qokp = 0)

ecircAumlaeligdivide])qu(u))(uc[(c icircecircethecircicircicircigraveicircwigravecyxiumlp GQ

Температурный напор на участке прогрева

)(t

)(tln

)(t)(tt

igraveiumlp

icirc1

igraveiumlpicirciumlp

1

Высота участка трубы соответствующая периоду прогрева

Δtα

QH igrave

36 ograveethiumlethv

iumlpiumleth

F

Высота трубы-сушилки зависит от того в каком периоде заканчивается

процесс сушки

При u0 gt uк gt u2 имеют место все три интервала сушки прогрев первый

и второй период сушки (см рис12б)

В случае когда u2 gt uк (или uк - отсутствует) процесс заканчивается в

первом периоде (или материал содержит только поверхностную влагу и

второй период отсутствует)

Тогда температурные напоры будут рассчитываться только для

прогрева и первого периода сушки (см рис 13б)

В случае когда uк gt u2 досушивается материал в котором осталась

только внутренняя влага Температурные напоры будут рассчитываться

только для прогрева и второго периода сушки (см рис14б)

Количество теплоты отданное сушильным агентом в первом периоде

(постоянной скорости) сушки материала

)ntildetc)(iu(u ecircAumlaeligdivideGQ igravewecirciumlicircecircicircntildeoacuteotilde1

Температурный напор на участке первого периода сушки

)(t

)(t

)t(tt CΔ

igraveecirc

igraveiumleth

ecirciumleth

ln

1

Высота участка трубы соответствующая первому периоду

igraveFΔ36

QH

ograveeth1

1

V

1

Количество теплоты отданное сушильным агентом во втором периоде

(уменьшающейся скорости) сушки материала

])qu(u

)ntildetc)(iu(u))(uc[(c

ecircAumlaeligdivide

GQ

icircecirceth2ecirc

igravew2iumlicirc2ecircigrave22wigraventildeoacuteotildeII

Температурный напор на участке второго периода сушки

)(t

)(t

)(t)(tt CΔ

22

22

igraveecirc

igraveecircII

ln

Высота участка трубы соответствующая второму периоду

QH igrave

FΔ36 ograveethIIV

IIII

Высота участка трубы необходимая для разгона частиц

igrave www

wwwln

www

wwwln

2g

)w(wwH

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2acircegraveograveatildeacircegraveograveeth

где скорость частиц материала в начале разгонного участка wм1=0 скорость

в конце разгонного участка wм2 = 095(wг ndashwвит)

Общая высота пневматической сушильной установки

Hтp = Hp + Hпp+HI + HII м

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной установки

Объемная концентрация частиц материала в трубе

3321 igraveigrave

2L

GG

)ρd(1

)ρ(

igraventildeethntildeatilde

atildeχ

Потери напора при трении газа о стенки трубы

)(λ Iumlagrave2

1D

HΔP

2

1atildeatilde

ograveeth

ograveethograveeth χ

где λтp = 64Re + 0136 Re018 при 23 middot103 lt Re lt 106

Потери напора в местных сопротивлениях (сужениях поворотах) из-за

трения газа

)(ξ Iumlagrave2

1ΔP

2atildeatilde

igrave2 χ

где ζм - коэффициент местного сопротивления табл П10

Статический напор газового потока (вес столба газа)

Iumlagrave g)(ρ ograveethatilde3 Hχ1ΔP

Знак laquo+raquo для восходящего знак laquo-raquo для нисходящего потоков газа для

горизонтального участка ΔP3 = 0

Потери напора при трении материала о стенки трубы

λ Iumlagrave2D

HΔP

2igraveigrave

ograveeth

ograveethograveeth4 χ

Здесь коэффициент сопротивления трению равен

075ograveeth Fr27λ при 2520

D

i

ograveeth

d

λ 075

i

ograveethograveeth Fr

d

05

D425

при 2520

D

i

ograveeth

d

где

i

igrave

dg

w2

Fr критерий Фруда

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке стабилизированного движения частиц

gχρ IumlagraveΔ ntildeograveigrave HP5

где высота участка стабилизации Hcт =Hтp ndash Hp

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке разгона частиц

)ww)(www(w

)ww)(www(wln

ρ

)ρ(ρwP IumlagraveΔ

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

ograveethigrave

igraveatildeigraveacircegraveograve6

F2

G

Средняя производительность трубы-сушилки определяется по формуле

Gм = 05 (G1 + G2) кгч

Динамические потери напора на разгонном участке

)w(w

IumlagraveΔ

ograveeth

igraveigraveigrave

F

GP 12

7

Задавшись условной скоростью газа в сечении циклона (wу = 3 divide 4 мс)

определяем диаметр циклона (табл П11)

ρwπ

igrave

atildeoacute

ntildeatildeouml

3600

4LD

Гидравлическое сопротивление циклона

ρw

ξ Iumlagrave2

Δatildeoacute

oumlouml

2

P

где ξц ndash коэффициент гидравлического сопротивления циклона

Полное гидравлическое сопротивление трубы-сушилки

IumlagraveΔΔΔΔΔΔΔΔΔ oumlPPPPPPPPP 7654321

По найденному полному сопротивлению ΔP и расходу сушильного

агента Lсг производится выбор тягодутьевого оборудования

Мощность тягодутьевой установки

ηρ

Acircograve3600

Δ

aumlatilde

ntildeatilde PLN

где ηд = 065 - КПД тягодутьевой установки

Размеры и конкретный тип дымососа (вентилятора дымоудаления)

выбираются по каталогу тягодутьевого оборудования (см электронное

учебное пособие laquoТепломассообменное оборудование предприятий

(сушильные установки)raquo или табл П12)

Таблица П1

Обозначения физических величин

принятые в настоящем учебно-методическом пособии

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Коэффициент избытка воздуха в топке αт

Коэффициент избытка воздуха в камере смешения αдоп

Объемный коэффициент теплообмена Вт(м3 degС) αv

Расход топлива кгч Bт

Концентрация частиц материала в трубе кгм3 βv

Теплоемкость топлива кДж(кг degС) стл

Теплоемкость сухих топочных газов кДж(кг degС) ссг

Теплоемкость воды кДж(кг degС) сw

Теплоемкость сухого материала кДж(кг degС) см

Теплоемкость водяного пара кДж(кг degС) сп

Влагосодержание наружного воздуха г влаги кг воздуха d о

Влагосодержание газов на выходе из топки г кг dт

Влагосодержание смеси на выходе из камеры смешения гкг dсм

Влагосодержание агента на входе в трубу-сушилку гкг d1

Влагосодержание агента в конце периода прогрева гкг d пр

Влагосодержание агента на выходе из трубы-сушилки гкг d2

Влагосодержание воздуха при φ=100 гкг dм

Среднее влагосодержание газов кгкг dср

Диаметр частиц материала данной фракции мм di

Минимальный диаметр частиц материала мм dч min

Средний диаметр частиц материала мм dч ср

Термовлажностное отношение кДжкг ∆

Производительность по абсолютно сухой массе кгч Gсух

Производительность по влажному материалу кгч G1

Производительность по готовой продукции кгч G2

Масса сухих продуктов сгорания кг дымовых газов кг топлива Gсг

Масса водяных паров кг водяных паров кг топлива Gп

Энтальпия наружного воздуха кДжкг воздуха Iо

Энтальпия газов на выходе из топки кДжкг Iт

Энтальпия смеси на выходе из камеры смешения кДжкг Iсм

Энтальпия агента на входе в трубу-сушилку кДжкг I1

Энтальпия агента в конце периода прогрева кДжкг Iпр

Энтальпия агента на выходе из трубы-сушилки кДжкг I2

Энтальпия пара при 0 degС кДжкг пара iо

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Энтальпия пара кДжкг iп

Энтальпия пара применяемого для дутья кДжкг iпprime

Начальная температура материала degС icirc

Температура смоченного термометра degС igrave

Конечная температура материала degС 2

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного

сгорания кг воздуха кг топлива Lо

Расход сушильного агента кгч Lсг

Расход присадочного воздуха кгч Lв

Расход топочных газов кгч Lт

Коэффициент теплопроводности газа Вт(м degС) λг

Коэффициент полезного действия топки ηт

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха n

Коэффициент кинематической вязкости газа м2с ν г

Низшая теплота сгорания топлива кДжкг Qri

Высшая теплота сгорания топлива кДжкг Qrs

Расход теплоты на прогрев влажного материала кВт Qпр

Удельные потери теплоты кДжкг влаги qокр

Средняя плотность газа кгм3 ρг

Средняя плотность материала кгм3 ρм

Средняя температура сушильного агента degС tср

Температурный напор в период прогрева degС ∆ tпр

Температура топлива degС tтл

Температура газов на выходе из топки degС tт

Температура смеси после камеры смешения degС tсм

Температура сушильного агента после прогрева degС tпр

Температура сушильного агента на выходе из трубы-сушилки degС t2

Начальное влагосодержание материала кг влаги кг сухого материала uо

Критическое влагосодержание материала кгкг uк

Конечное влагосодержание материала кгкг u2

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке мс wг

Скорость витания частиц материала мс wвит

Расход испаряемой влаги кгч М

Начальная относительная влажность материала Wо

Критическая влажность материала Wк

Конечная относительная влажность материала W2

Массовая доля отдельных фракций материала xi

Таблица П2

Исходные данные для расчета пневматической сушильной установки

в

ар

Материал ρ кгм3

См

кДж(кг оС)

Размер мм Влажность G2

тч

Дымовые газы Воздух

Топливо

топлива Схема

α топки доля фракции

Wо Wk W2 t1 t2 t о dо 05 03 02

1 Глина простая 2000 084 1 15 3 22 mdash 15 1 600 100 20 10 мазут 29 А mdash

2 Глина огнеупорная 1800 109 2 3 4 9 mdash 07 2 800 120 10 4 мазут 28 А mdash

3 Известняк 1870 092 05 1 12 5 mdash 01 80 800 110 20 12 уголь 11 Б 115

4 Мел 2000 088 01 03 05 51 mdash 24 20 540 270 10 6 уголь 9 Б 11

5 Песок речной 1500 092 1 15 2 10 mdash 05 75 900 120 20 12 уголь 5 Б 115

6 Руда магнитогорская 3000 078 1 25 4 6 mdash 05 12 730 120 25 12 мазут 28 А mdash

7 Руда марганцевая 3450 078 5 2 1 15 mdash 2 15 120 60 25 12 уголь 7 А mdash

8 Железный колчедан 3300 05 2 1 05 12 mdash 3 2 350 100 15 6 уголь 8 А mdash

9 Сернокислый аммоний 800 14 1 3 2 5 mdash 04 25 120 55 25 12 газ 31 Б 102

10 Сланцы (Лен обл) 1100 134 3 2 1 38 40 28 11 600 100 20 8 сланцы 21 А mdash

11 Уголь каменный 1400 13 1 2 5 9 35 06 12 800 120 25 12 уголь 3 А mdash

12 Уголь бурый (Подмоск) 800 113 2 2 1 47 40 38 16 500 160 20 8 уголь 6 Б 11

13 Торф фрезерный 245 176 2 1 3 48 42 38 12 550 140 10 4 торф 23 А mdash

14 Кузнецкий уголь 1300 11 4 1 2 12 35 07 13 350 88 20 8 уголь 2 А mdash

15 Антрацит штыб 730 109 4 3 1 14 40 5 15 400 120 20 12 уголь 10 А mdash

16 Шлам промывки угля 1200 12 02 05 2 50 40 1 5 750 120 15 6 уголь 1 А mdash

17 Опилки 250 25 4 2 1 45 43 35 13 300 100 20 10 древес 25 А mdash

18 Аммофос 1500 11 4 2 1 12 mdash 15 12 350 110 20 12 уголь 12 А mdash

19 Диаммофос 1700 12 4 2 1 4 mdash 1 14 200 90 10 4 мазут 29 Б 11

20 Суперфосфат 2390 12 1 05 2 22 mdash 3 10 750 80 20 8 мазут 28 А mdash

21 Преципитат 870 113 1 2 1 55 mdash 3 6 550 120 25 8 уголь 4 Б 12

22 Фтористый алюминий 900 15 05 1 03 50 mdash 5 12 750 250 25 12 мазут 28 Б 105

23 Соль поваренная 200 089 1 2 1 6 mdash 1 12 200 85 25 14 газ 32 Б 11

24 Сахарный песок(кукурузн) 600 123 2 1 2 14 mdash 8 14 90 40 20 12 газ 41 Б 101

25 Жом свекловичный 800 16 2 3 1 84 40 30 05 750 100 10 4 газ 39 А mdash

Таблица П3

Cостав и низшая теплота сгорания твердых и жидких топлив

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое топливо (угли)

1 Кузнецкий 120 132 04 586 42 19 97 22860

2 80 143 05 633 44 21 74 25250

3 60 141 06 725 34 17 17 27420

4 90 182 03 615 36 15 59 23570

5 70 146 05 702 30 17 30 25120

6 70 363 07 479 34 14 33 18760

7 70 326 03 519 33 16 33 19850

8 Аркагалинское 190 122 02 513 36 08 129 19090

9 Березовское 330 47 02 442 31 04 144 15660

10 Челябинский 170 324 09 359 26 100 102 13440

11 Подмосковный 321 306 25 243 19 04 82 8670

12 Печорский 55 284 09 555 36 17 44 22020

13 Интинский 115 274 25 458 31 15 82 17540

14 Кизеловский 60 348 53 455 34 08 42 18380

15 Минусинский 140 172 05 529 35 14 105 20100

16 Черемховское 130 270 10 462 34 07 87 17880

17 Букачачинское 80 101 06 672 47 08 86 26040

18 Никольское 60 182 04 596 42 11 105 22990

19 Партизанский 55 340 04 498 32 08 63 19470

20 Нерюнгри 100 198 02 600 31 06 63 22480

Окончание табл П3

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое (вторичное) топливо

21 Сланцы (Ленобласть) 110 482 220 301 387 025 438 7660

22 Сланцы (Эстония) 120 444 227 322 410 010 490 9000

23 Торф фрезерный 485 643 014 255 270 113 156 8120

24 Торф кусковой 458 731 011 268 281 117 160 9250

25 Древесные опилки 400 060 0 303 360 04 251 10200

26 Лигнин (ЛГЗ) 650 115 013 213 192 105 - 6410

27 Лигнин (ЗГЗ) 650 400 008 206 168 864 - 6120

Жидкое топливо (мазут)

28 Малосернистый 30 005 03 847 12 03 40280

29 Сернистый 30 01 14 838 11 05 39730

30 Высокосернистый 30 01 28 830 10 07 38770

Таблица П4

Cостав и теплота сгорания газообразных топлив

топ

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Природные газы

31 Уренгой-Надым-Пунга 987 012 001 lt 001 mdash mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35500 0724

32 Уренгой-Ужгород 989 012 001 001 mdash mdash mdash lt 006 090 mdash mdash mdash 35590 0724

33 Уренгой-Новопсков 989 013 001 lt 001 mdash mdash mdash 008 087 mdash mdash mdash 35590 0723

34 Уренгой-Сургут-Челябинск 982 029 02 009 004 mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35800 0729

35 Надым-Пунга-Свердловск 987 016 008 001 mdash mdash mdash 008 100 mdash mdash mdash 35590 0725

36 ННовгород-Иваново 990 025 004 002 mdash mdash mdash 010 060 mdash mdash mdash 35750 0725

37 Бухара-Урал 942 30 089 039 017 013 mdash 028 090 mdash mdash mdash 37560 0771

38 Средняя Азия-Центр 941 28 073 030 007 002 mdash 100 100 mdash mdash mdash 36760 0771

39 Саратов-Москва 903 28 11 075 034 020 mdash 032 420 mdash mdash mdash 37010 0807

40 Мострансгаз (кольцо) 966 14 04 018 007 003 mdash 015 120 mdash mdash mdash 36300 0747

41 Оренбург-Александров Гай 864 39 172 087 030 007 mdash 001 670 mdash mdash mdash 36800 0828

Попутные газы

42 Каменный Лог-Пермь 387 226 107 27 07 mdash mdash mdash 2380 mdash 080 mdash 42370 1196

43 Ярино-Пермь 380 251 125 33 13 mdash mdash mdash 1870 mdash 110 mdash 46890 1196

44 Кулешовка-Самара 580 172 74 20 05 mdash mdash 080 1360 mdash 050 mdash 41740 1052

45 Безенчук-Чапаевск 427 196 126 51 13 mdash mdash 100 1690 mdash 080 mdash 46980 1196

46 Барса-Гельмес-Вышка 939 34 13 07 02 mdash mdash 040 010 mdash mdash mdash 38100 0778

47 Вход в Краснодар Крымск 912 39 2 09 02 mdash mdash 180 mdash mdash mdash mdash 38270 0810

48 Вознесенская-Грозный 767 132 54 25 22 mdash mdash mdash mdash mdash mdash 47020 0971

49 Тэбук-Сосновка 482 182 119 33 1 mdash mdash 090 1650 mdash mdash mdash 45130 1164

50 Туймазы-Уфа 500 220 98 12 04 mdash mdash mdash 1660 mdash mdash mdash 43040 1095

51 Шкапово-Туймазы 441 220 52 14 03 mdash mdash mdash 2700 mdash mdash mdash 36630 1095

52 Казань-Бугульма 536 228 61 09 02 mdash mdash 020 1580 mdash mdash mdash 40610 1046

Окончание табл П4

т

оп

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Промышленные газы

53 Газ доменных печей 03 mdash mdash mdash mdash mdash 280 105 585 mdash mdash 27 3940 1293

54 Газ коксовых печей 250 20 mdash mdash mdash mdash 700 30 40 10 mdash 580 18000 0468

55 Газ генераторный 19 mdash mdash mdash mdash mdash 203 98 562 02 mdash 109 6200 1121

56 Газ генераторный (из древес) 65 mdash mdash mdash mdash mdash 290 65 469 02 mdash 140 6500 1130

57 Газ пиролиза нефти 410 mdash mdash mdash mdash 430 080 05 02 mdash mdash 140 47500 1100

Примечания

1) Теплоемкость твердого топлива

стл = 0012 Wr + стлcух (1 ndash 001 Wr) кДж(кг degС)

где стлcух ndash теплоемкость сухой массы топлива для бурых углей ndash 113 кДж(кг degС)

для каменных углей - 109 кДж(кг degС) для углей - 092 кДж(кг degС)

Теплоемкость мазута

смаз = 174 + 00025 tмаз кДж(кгdegС) где tмаз = 90divide130degС

Расход пара на форсунки Wп = 03 + 035 кг пара кг топлива при Рнас = 06divide15 МПа

2) Теплоемкость газообразного топлива

010cVntilde iiatildeagraveccedil

где Vi - объем составляющих газообразного топлива

ci- теплоемкость составляющих газообразного топлива кДж(м3 оС)

4NtildeIacutentilde = 157 62IacuteCntilde = 278

83IacuteCntilde = 314 104IacuteCntilde = 424

125IacuteCntilde = 527 146IacuteCntilde = 630 NtildeIcircntilde = 130

2NtildeIcircntilde = 159 2Nntilde = 129

2Icircntilde = 130 S2Iacutec = 152 2Iacutentilde = 128

Таблица П5

Соотношение между единицами давления

Величина Па бар тех атм мм рт ст мм водст

1 Нм2=1 Па 1 10-5 10210-5 7510-3 0102

1 бар 105 1 102 750 102middot104

1 техатм=1кгссм2 981middot10-4 0981 1 7356 104

1 мм ртст 1333 133310-5 13610-3 1 136

1 мм водст=1кгсм 981 98110-5 10-4 735610-2 1

Таблица П6

Теплоемкость и плотность горючих газов

Газ Формула Плотность кгм3 Теплоемкость

кДж(м3 degС)

Метан СН4 0717 155

Этан С2Н6 1342 221

Пропан СзН8 1976 305

Бутан С4Н10 2598 413

Пентан С5Н12 3219 513

Гексан СбН14 384 615

Окись углерода СО 125 129

Углекислый газ СО 2 198 16

Азот N2 125 129

Кислород О2 143 13

Сероводород H2S 1539 151

Водород Н2 009 128

Таблица П7

Напряжение топочного объема для сушильных установок

Топливо qv кВтм3

Доменный газ 230-350

Генераторный газ 230-290

Природный газ 350-460

Мазут 230-350

Торф дрова 230-290

Каменные угли 290-350

Таблица П8

Физические свойства дымовых газов

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па 2NtildeIcircETH = 013 IcircIacute 2

ETH = 011 2NETH = 076

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1295 1042 228 169 158 1220 072

100 0950 1068 313 308 204 2154 069

200 0748 1097 401 489 245 3280 067

300 0617 1122 484 699 282 4581 065

400 0525 1151 570 943 317 6038 064

500 0457 1185 656 1211 348 7630 063

600 0405 1214 742 1509 379 9361 062

700 0363 1239 827 1838 407 1121 061

800 0330 1264 915 2197 434 1318 060

900 0301 1290 1000 2580 459 1525 059

1000 0275 1306 1090 3034 484 1743 058

1100 0257 1323 1175 3455 507 1971 057

1200 0240 1340 1262 3924 530 2210 056

Таблица П9

Физические свойства сухого воздуха

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1293 1005 244 188 172 133 0707

100 0946 1009 321 336 219 231 0688

200 0746 1026 393 514 260 349 0680

300 0615 1047 460 718 297 483 0674

400 0524 1068 521 931 330 631 0678

500 0456 1093 574 1153 362 794 0687

600 0404 1114 622 1383 391 969 0699

700 0362 1135 671 1634 418 1154 0706

800 0329 1156 718 1888 443 1348 0713

900 0301 1172 763 2162 467 1551 0717

1000 0277 1185 807 2459 490 1771 0719

1100 0257 1197 850 2762 512 1993 0722

1200 0240 1210 915 3165 535 2337 0724

Таблица П10

Коэффициенты местных сопротивлений

Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления

Колено

угол

поворота 90deg 120deg 135deg 150deg

ξ 11 055 025 02

Отвод радиусом R угол

поворота 30deg 45deg 60deg 75deg 90deg 105deg 120deg

трубы диаметром D

RD = 15 ξ 008 011 014 016 0175 019 02

RD = 20 ξ 007 010 012 014 015 016 017

Вход в трубу

с острыми краями ξ =05

с закругленными ξ =02

Выход из трубы ξ =1

FminFmax 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09

Внезапное расширение ξ 1 081 064 049 036 025 016 009 004 001

Внезапное сужение ξ 05 047 043 038 033 03 025 02 015 009

Таблица П11

Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗ типа ЦН-15 мм (рис8)

Dц A d d1 d2 H h1 h2 h3 h4 h5 a б б1 l

100 820 60 40 105 492 200 232 60 212 32 66 20 29 90

150 1190 90 60 155 720 300 345 75 297 48 99 30 41 110

200 1560 120 60 160 918 400 458 60 354 48 132 40 52 120

250 1930 150 75 180 1149 500 574 75 444 60 165 50 65 150

300 2300 180 90 210 1377 600 687 90 531 72 198 60 78 180

350 2670 210 105 250 1605 700 800 105 618 84 231 70 91 210

400 3040 240 120 280 1833 800 913 120 705 96 264 80 104 240

450 3410 270 135 310 2031 900 1026 135 792 108 297 90 117 270

500 3780 300 150 325 2289 1000 1139 150 879 120 330 100 130 300

550 4150 330 165 350 2520 1100 1255 165 972 132 363 110 143 330

600 4520 360 180 365 2750 1200 1370 180 1060 144 396 120 156 360

650 4890 390 195 400 2980 1300 1485 195 1146 156 429 130 169 390

700 5260 420 210 410 3210 1400 1600 210 1235 168 462 140 182 420

750 5630 450 225 450 3435 1500 1710 225 1320 180 495 150 195 450

800 6000 480 240 470 3665 1600 1825 240 1405 192 528 160 208 480

Таблица П12

Габаритные размеры вентилятора дымоудаления (дымососа) м

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 3: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

УДК 6601(07)

ББК 351я7

Л 195

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование пневматической

сушильной установки учебно-методическое пособие для выполнения курсового

проекта СПб ГТУ РП - СПб 2013 44с ил18

В настоящем пособии приведена методика теплового и гидравлического

расчета пневматической сушильной установки графические материалы для

выполнения чертежа а также перечень необходимой литературы и

вспомогательные таблицы справочных величин

Предназначено для выполнения курсовых и дипломных проектов студентами

факультета промышленной энергетики специальностей 140104 laquoПромышленная

теплоэнергетикаraquo 140105 laquoЭнергетика теплотехнологийraquo а также студентами

бакалавриата и магистратуры по направлению 140100 laquoТеплоэнергетика и

теплотехникаraquo

Рецензент канд техн наук доцент кафедры теплосиловых установок и

тепловых двигателей СПб ГТУ РП ТЮ Короткова

Подготовлено и рекомендовано кафедрой промышленной теплоэнергетики

СПб ГТУ РП (протокол 3 от 12 ноября 2012г)

Утверждено к изданию методической комиссией факультета промышленной

энергетики СПб ГТУ РП (протокол 2 от 4 декабря 2012г)

Рекомендовано к изданию Редакционно-издательским советом Санкт-

Петербургского государственного технологического университета растительных

полимеров в качестве учебно-методического пособия

Редактор и корректор НП Новикова

Техн редактор ЛЯТитова Темплан 2012 г поз 49

_____________________________________________________________________________

Подп к печати 06122012 Формат 60х8416 Бумага тип 1 Печать офсетная

Уч-изд л 30 усл печ л 30 Тираж 100 экз Изд 49 Цена ldquoСrdquo Заказ

_____________________________________________________________________________

Ризограф Санкт-Петербургского государственного технологического университета

растительных полимеров 198095 Санкт-Петербург улИвана Черных 4

copy Санкт-Петербургский

государственный технологический

университет растительных полимеров 2013

copy Лакомкин ВЮ Смородин СН 2013

СХЕМА И ПРИНЦИП РАБОТЫ

ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ СУШИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

В промышленности для сушки мелкодисперсных кристаллических

волокнистых материалов топлива используются пневматические сушильные

установки (трубы-сушилки аэрофонтанные циклонные струйные сушилки)

принцип действия которых основан на перемещении влажного материала

совместно с потоком нагретого воздуха или продуктов сгорания На рис 1

показана схема пневматической сушильной установки которая состоит из

трубы-сушилки транспортера подачи сушильного агента питателя влажного

материала циклона дымососа Это наиболее распространенный тип

пневматической сушильной установки

Рис 1 Принципиальная схема

пневматической сушильной

установки

1ndashтранспортер подачи влажного

материала (топлива) 2 ndash шнек

подачи влажного материала

(топлива) 3 ndash пневматическая

труба-сушилка 4 ndash циклон 5 ndash

бункер сухого материала 6 ndash

дымосос 7 ndash транспортер подачи

сухого материала (топлива)

8 ndash линия подачи сухого топлива

в топку 9 ndash топка

hр hпр hI hII ndash участки

разгона прогрева первого и

второго периодов сушки

о 2 - начальная и конечная

температура материала uо u2 -

начальное и конечное

влагосодержание материала

Влажный материал (или топливо) питателем подается в трубу-сушилку

подхватывается потоком газа и перемещается по трубе-сушилке в циклоне

происходит разделение твердой и газовой фазы Продукты сгорания

выбрасываются в атмосферу а подсушенный материал направляется для

дальнейшего использования Материал находится в сушилке считанные

секунды поэтому такой тип сушилок целесообразно использовать для

удаления поверхностной влаги при сушке мелкодисперсных материалов или

материалов с малым сопротивлением внутреннему перенесу влаги Малое

время пребывания материала в трубе-сушилке обусловливает относительно

небольшой съем влаги за один проход материала поэтому в

одноступенчатых сушилках обычно не удается снизить влажность более чем

на 10

Изготовление пневмосушилок несложно они компактны просты в

обслуживании Экономичность их зависит от размера частиц материала и от

количества свободной влаги Чем меньше диаметр частиц высушиваемого

продукта тем выше эффективность работы сушилки Эффективность работы

зависит также и от концентрации материала в единице объема рабочей

камеры С увеличением концентрации растет производительность сушилки

так как увеличивается поверхность массообмена в единице объема

Пневмосушилка наиболее эффективна при высоких температурах газов

При сушке материалов в трубах-сушилках целесообразно иметь размер

частиц не превышающий 8-10 мм начальную температуру газов не ниже

450-600 degС конечную 100-150 degС концентрацию 05-15 кг материала на 1 кг

газа и скорость газов 20-30 мс Минимальная температура уходящих газов

ограничивается точкой росы для теплоносителя а скорость газов ndash

скоростью витания наиболее крупных частиц материала Диаметр трубы

обычно составляет не более 1 м а ее высота ndash 10-20 м Большая высота

невыгодна так как растет аэродинамическое сопротивление системы

Для сушки материалов можно в отдельных случаях применять

горизонтальные пневматические трубы пневматические трубы с

нисходящим движением потоков сушилки ступенчатого типа (рис 2)

Рис 2 Схема двухступенчатой сушильной установки

1 ndash питатель 2 ndash первая ступень 3 ndash вторая ступень 4 ndash затвор

5 ndash циклон 6 ndash дымосос

К недостаткам пневмосушилок следует отнести повышенные удельные

расходы энергии опасность взрыва пыли истирание стенок труб Особенно

сильно износ наблюдается на поворотах поэтому толщину стенок труб

следует выбирать в зависимости от твердости высушиваемых материалов а в

случае сушки абразивных продуктов все поворотные колена должны

защищаться броневыми плитами В качестве загрузочных устройств для

пневмосушилок применяются либо шнековые питатели (рис 3) либо

специальные забрасыватели (рис 4) которые подают материал в

направлении потока движущегося газа создавая более благоприятные

условия для сушки на начальном участке трубы

Рис 3 Шнековый питатель

1 ndash бункер 2 ndash мешалка 3 ndash горизонтальная ось 4 ndash подшипник

мешалки 5 ndash цилиндрическая пара 6 ndash вал шнека

7 ndash подшипник шнека 8 ndash шнек 9 ndash рубашка шнека

10 ndash гильза шнека 11 ndash фланец для крепления к трубе-сушилке

В настоящее время большое распространение получили сушилки

работающие на смеси топочных газов с воздухом Топочные газы в

большинстве случаев получаются в специальных топках Если топочные газы

имеют высокую температуру то для получения сушильного агента с

требуемой температурой их разбавляют воздухом В случае если топочные

газы используются для сушки материалов при более низких температурах но

с высокой влажностью то применяют рециркуляцию сушильного агента

Рециркуляция ведет к увеличению относительной влажности сушильного

агента поэтому существует предельное значение степени рециркуляции

определяемое относительной влажностью на выходе φ = 100

Одновременно рециркуляция снижает взрывоопасность процесса сушки так

как ведет к уменьшению содержания кислорода Считается что при

концентрации кислорода в сушильном агенте ниже 12-10 вероятность

взрыва практически исключается

Рис 4 Схема забрасывателя

1 - корпус трубы 2 - пятисекционный барабан

3 - нож для очистки барабана 4 - нож-забрасыватель

Основным отличием топок сушильных установок от топок паровых

котлов является то что в них может иметь место более низкая температура

горения топлива Максимальная температура сушильного агента редко

превышает 900 ndash 1000 degС С целью защиты стенок топки от действия высоких

температур и улучшения горения коэффициент избытка воздуха в них при

сжигании твердого топлива принимают равным 2 - 25 а затем топочные

газы разбавляют воздухом или циркулирующей в сушилке смесью до

требуемой температуры Увеличение коэффициента избытка воздуха в топке

практически не сказывается на КПД всей сушильной установки а величина

коэффициента избытка воздуха определяется только минимально возможной

устойчивой температурой горения топлива в топке

Основное требование которое предъявляется к топочным устройствам

сушильных установок состоит в том чтобы в топке происходило полное

сгорание топлива без наличия сажи а продукты сгорания содержали

минимальное количество частиц золы которые должны почти полностью

улавливаться в пылеосадительных камерах или циклонах

На рис5 показана топка ВТИ для сжигания бурых углей и других

многозольных сортов топлива Топливо сжигается на наклонной решетке в

топке имеются две искроосадные камеры и цилиндрический циклон-

искродожигатель выполненный из огнеупорного кирпича Разбавление

топочных газов атмосферным воздухом до требуемой температуры

происходит в камере смешения при пуске открывается растопочный клапан

Рис 5 Топка ВТИ с наклонной колосниковой решеткой

1 ndash топка 2 и 3 ndash осадительные камеры 4 ndash шибер

5 ndash растопочная труба 6 ndash искроотделитель 7 ndash карманы для

улавливания золы 8 ndash выход очищенного газа к сушилке

Сжигание жидкого и газообразного топлив в топках сушильных

установок обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с сжиганием

твердого топлива например продукты сгорания не загрязнены летучей

золой Благодаря этому исключается необходимость установки

искроосадительных камер или каких-либо других обеспыливающих

устройств Топочное устройство получается простым и компактным

облегчается его эксплуатация

На рис 6 показана цилиндрическая газовая топка со стальным кожухом

толщиной 8-10 мм изнутри футерованная шамотным кирпичом Горелки

низкого давления установлены на фронте топки На фронтальной стенке

имеются также смотровой люк и отверстие для ввода запальника (ниже

горелок) Топка работает при разрежении камера смешения отделена от

камеры горения пережимом Вторичный воздух подается в камеру горения

по образующей что обеспечивает хорошее перемешивание газа с воздухом

который одновременно охлаждает кладку топки

Рис 6 Топка для сжигания газа

1 ndash окно для подвода вторичного воздуха 2 ndash газовая горелка

3 ndash смотровое отверстие 4 ndash камера сгорания 5 ndash взрывной

клапан 6 ndash камера смешения 7 ndash футеровка 8 ndash опора

На рис 7 представлена мазутная топка Она представляет собой

цилиндрическую камеру кожух которой выполнен из листовой стали По

фронту размещены две мазутные форсунки низкого давления Воздух для

разбавления газов вводится в смесительную камеру через каналы в верхней

части топки что позволяет одновременно охлаждать свод камеры Изнутри

камера футерована шамотным кирпичом Рекомендуемые значения

теплового напряжения объема топочного пространства при сжигании

различных топлив приведены в табл П7

Рис 7 Топка Гипрохима для сжигания мазута

1 ndash форсунка низкого давления 2 ndash камера сгорания 3 ndash каналы

для подачи воздуха 4 ndash патрубок растопочной трубы

5 ndash перегородка 6 ndash камера смешения

В комплект сушильной установки входит вспомогательное

оборудование для улавливания частиц материала на выходе из сушилки

Интенсивное и эффективное осаждение твердых частиц материала

взвешенных в газе осуществляется в центробежных аппаратах ndash циклонах

Сущность центробежного метода отделения частиц заключается в создании

потока движущегося с определенными скоростями и изменяющего

направление движения Частицы обладающие значительной инерцией не

успевают за изменениями направлений потока и продолжая перемещаться в

первоначальном направлении оседают на стенках циклона Поток газа

содержащий взвешенные частицы вводится по касательной в

цилиндрическую часть аппарата и движется вдоль его стенок по спиралям а

затем выходит вверх по центральной трубе Частицы оседающие на

внутренней стенке циклона падают в его суженную конусообразную часть

откуда систематически удаляются Оптимальными для циклона считаются

скорости потока 2 - 4 мс При больших и меньших скоростях эффективность

циклона резко снижается

На рис 8 представлен циклон НИИОГАЗ типа ЦН-15 Конструктивно

циклоны этой серии различаются только схемой выброса газов Коэффициент

местного сопротивления этих циклонов ξ = 105 Конструктивные размеры

приводятся в таблП11

Для более высокой степени очистки применяются батарейные циклоны

(рис 9а) Они собираются из отдельных элементов (до 120 шт на батарею)

Диаметры элементов Dy = 100 150 и 250 мм с направляющими элементами

типа laquoВинтraquo или laquoРозеткаraquo (рис 9б)

Рис8 Циклон НИИОГАЗ типа ЦН-15

Рис 9 Батарейный циклон

(а) и его элемент (б)

1 ndash верхняя камера

2 ndash кожух 3 ndash элемент

4 ndash направляющий

аппарат типа Розетка

5 ndash внутренняя труба

На рис П1 дан пример расположения оборудования пневматической

сушильной установки

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ СУШИЛЬНОЙ

УСТАНОВКИ

В табл П1 приведены обозначения физических величин принятых в

настоящем учебно-методическом пособии Исходные данные для расчета

пневматической сушильной установки (трубы-сушилки) согласно Вашему

варианту приведены в табл П2

Возможные схемы получения сушильного агента А ndash прямоточная

Б ndash с камерой смешения (задан коэффициент избытка воздуха в топке)

Температуру материала и топлива (кроме мазута) условно принимаем

равной температуре окружающего воздуха

Материальный баланс сушильной установки

Начальное критическое и конечное влагосодержания сушимого

материала кг влаги кг сухого материала

u о = Wо (100 ndash Wо) uк = Wк (100 ndash Wк)

u2 = W2 (100 ndash W2)

Начальное и конечное влагосодержания могут быть любыми (начать и

закончить процесс сушки можно в любой момент) но критическое

влагосодержание зависит от свойств материала Критическое

влагосодержание характеризует переход от испарения поверхностной влаги к

удалению внутренней влаги Если критическое влагосодержание отсутствует

то у материала имеется только поверхностная влага

Производительность сушильной установки по абсолютно сухой массе

Gсух = G2 (1 + u2) кгч

Производительность сушильной установки по влажному материалу

G1 = Gсух (1 + uо) кгч

Расход испаряемой влаги

М = Gсух (uо ndash u2) кгч

Состав и теплота сгорания топлива

Состав твердого топлива на рабочую массу берется по заданию

(табл П3)

Wr + Ar + Cr + Hr + Nr + Or + Sр+оr = 100

Если для получения топочных газов используется твердое топливо

которое сушится в установке необходимо выполнить перерасчет

элементного состава топлива на конечную влажность W2 при которой

топливо выходит из сушилки

В задании дано топливо такое же как у Вас но с другой влажностью

Вы вначале сушите топливо в сушилке до влажности W2 а затем часть этого

топлива сжигаете для получения дымовых газов

Ar2 = Ar (100 ndash Wr

2) (100 ndash Wr) = Ar middot K

Cr2 = KmiddotCr Hr

2 = KHr Nr2 = KmiddotNr Or

2 = KOr S (р+о)r2 = KmiddotS(р+o)

r

Wr2 + Ar

2 + Cr2 + Hr

2 + Nr2 + Or

2 + S(р+о)r2 = 100

где К ndash коэффициент пересчета К=(100 ndash Wr2) (100 ndash Wr)

В дальнейших расчетах используются новые значения элементного

состава Индекс laquo2raquo для простоты отбрасываем

По данной методике все расчеты ведутся на высшую теплоту сгорания

топлива и на кг топлива (в том числе и для газа)

Низшая теплота сгорания топлива Qri берется по заданию

(см табл П3) Если Вы не знаете теплоту сгорания то высшую теплоту

сгорания твёрдого и жидкого топлива определяют по формуле

ДИМенделеева

)S109(O1260H340CQ rrrrrs op кДжкг

или

)W(9H2514QQ rrr

i

r

s кДжкг

Состав газообразного топлива берется в соответствии с заданием

(табл П4)

Низшая теплота сгорания сухого газообразного топлива

ecircAumlaeligecircatilde)

H

SH687H5342CO453

H2041CHC207C2116CH(223224Q

22

1048624d

3i

Высшая теплота сгорания газообразного топлива

nmHC

12

0092514QQ

nm

ndi

ds кДжкг

где nmHC ndash составляющие газообразного топлива в процентах по массе

Соотношение между единицами давления в разных системах измерения

и единицами в системе СИ приведено в табл П5

Определение основных параметров топочных газов

Приближенные уравнения определения энтальпии

Энтальпия водяного пара вычисляется по уравнению ЛКРамзина

iumliumliumloiuml ttcii 022500 кДжкг

где io - удельная энтальпия сухого насыщенного пара при 0 degС и нормальном

давлении сп - теплоемкость пара

Энтальпия влажного воздуха или газа определяется по уравнению или

по I-d диаграмме (рис П2-П4)

1000

ooiumloooo

dtcitcI

кДжкг

где со - теплоемкость сухого воздуха (или газа) при температуре to

do - влагосодержание воздуха (или газа) г влаги кг сухого воздуха

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного сгорания

твердого или жидкого топлива

)S0043(O0345H0115CL rrrropo кг воздуха кг топлива

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного сгорания

газообразного топлива

icirc ecircatildeecircatilde2

On

Hm

Cnm12

n4mS

2Iacute044

2Iacute0248NtildeIcirc00179138L

Коэффициент избытка воздуха в топке (только схема А) для твердого

или жидкого топлива

)I1000

dntildeatildentildeatilde(L

)(W

)1000

dntildeatildentildeatilde(

100

rWr9Hntildeatildentildeatilde)

100

rAgraverWr9H(1ηr

s

oo

o

iuml

iuml

iumliuml

o

on

iumlograveeumlograveeuml

ograve

itc

ii

itc

itctcα

IL

Q

o

Ograve

для газообразного топлива коэффициент избытка воздуха в топке

)I1000

di(L

)nm(nm1ηrsQ

oo

ntildeatildentildeatildeo

ntildeatildentildeatilde

iuml

iumlograveeumlograveeuml

ograve

tc

itntildetc

α

HCnm12

n009HC

nm12

n009Ograve

где iumliuml iW ndash масса и энтальпия водяного пара применяемого для дутья или

для распыливания топлива iumli ndash энтальпия водяного пара при температуре

1ttntildeatilde ntildeatildec - средняя массовая теплоёмкость продуктов сгорания при

температуре 1ttntildeatilde (табл П6) При ograveα gt 5 теплоёмкость продуктов

сгорания равна теплоёмкости воздуха Если вы не сжигаете мазут Wп = 0

Масса сухих продуктов сгорания для твёрдого или жидкого топлива

100

rWrH9rAL1G ontildeatilde ograveα

кгкг (таблП1)

Масса сухих продуктов сгорания для газообразного топлива

nmontildeatilde HC

nm12

n009L1 ograveαG кгкг (таблП1)

Масса водяных паров в составе продуктов сгорания для твёрдого или

жидкого топлива

iumloograve

iuml W1000100

W9HG odLα

rr

кгкг (таблП1)

Масса водяных паров в составе продуктов сгорания для сухого

газообразного топлива

1000

dLHC

nm12

n009 oonmiuml

ograveαG

кгкг (таблП1)

Энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки

ecircAumlaeligecircatildeG

ILηQ

ntildeatilde

iumliumlooograveograveeumlograveeumlNtilders

ograve

it WαI Ograve

Влагосодержание продуктов сгорания на выходе из топки

atildeecircatildeG

G1000

ntildeatildeograve

iumld (таблП1)

Коэффициент избытка воздуха дополнительно подаваемого в камеру

смешения (только для схемы Б)

)Id

(L

GGILαηQα

oontildeigrave

ntildeigraveacirco

cigraveiumlntildeigraventildeatildecatildeooograveograveeumlograveeumlrs

aumlicirciuml

1000

itc

itntildetcOgrave

где cigravei ndash энтальпия водяного пара при температуре смеси 1ntildeigrave tt

Энтальпия смеси продуктов сгорания и присадочного воздуха на

выходе из камеры смешения (для схемы Б)

ecircAumlaeligecircatildeLG

I)L(ηQ

icircaumlicirciumlntildeatilde

icircicircograveaumlicirciumlograveeumlograveeumlogravecigrave

α

ααI

tcrs

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха (для

схемы Б)

icirccigrave

cigraveograve

II

IIn

Влагосодержание смеси продуктов сгорания и присадочного воздуха на

выходе из камеры смешения (для схемы Б)

atildeecircatilde1 n

dndd icircograve

cigrave

(таблП1)

Определение основных параметров сушильного агента в процессе сушки

материала (по I-d диаграмме)

Температура материала на выходе из сушилки при 2kicirc uuu

ecircecircigraveigrave )uu)(u(t 222 ordmС

Температура материала на выходе из сушилки при icircecirc uu

icircicircigraveigrave )uu)(u(t 222 ordmС

Температура материала на выходе из сушилки при ecirc2 uu (или ecircu ndash

отсутствует)

igrave2 ordmС

На I-d диаграмме ставим точку на пересечении линий 1IIograve и

1ograve dd (для схемы А) и ntildeigraveI и ntildeigraved (для схемы Б) Точка лежит на вершине

угла образованного линиями I = const и d = const Из вершины проводим луч

процесса (примерно по биссектрисе) до линии =100 и определяем

температуру в точке пересечения Она примерно совпадает по значению с

температурой смоченного термометра igrave (рис 10)

Рис 10 Схема определения температуры смоченного термометра

по I-d диаграмме

Удельный расход теплоты на испарение влаги

)ntildentilde(iq ecircAumlaeligecircatildeicircw2iumlicircegraventildeiuml t

Удельный расход теплоты на нагрев материала

ecircAumlaeligecircatilde uu

)()untilde(ntildeq

2icirc

icirc22wigraveiacuteagraveatilde

Удельные потери теплоты в окружающую среду от 10 до 12

ecircAumlaeligecircatilde )q012)(q(01q iacuteagraveatildeegraventildeiumlicircecirceth

Термовлажностное отношение или угловой коэффициент процесса

icircecirceth2icirc

igrave2w2igraveicircwicircicircecircethiacuteagraveatildeicircw q

)u(u

)ntildeu(ntilde)ntildeu(ntilde)q(qntildeΔ

кДжкг

Энтальпия сушильного агента на выходе из сушильной установки

ecircAumlaeligecircatilde )(Δ

))(IΔd

I2iumlicirc

2iumlicircacirc

tntildei

tntildeitntilde 11

22

21000

где I1 = Iт и d1= dт (для схемы А) I1 = Iсм и d1= dсм (для схемы Б)

2acircntilde - теплоёмкость сушильного агента равная теплоёмкости воздуха при

температуре t2 на выходе из сушильной установки

Влагосодержание сушильного агента на выходе из сушильной

установки

Δ

)I(Idd atildeecircatilde 12

12

1000

Порядок построения процессов изменения состояния сушильного

агента на I-d диаграмме

Сначала на I-d диаграмму наносится точка 0 соответствующая

параметрам наружного воздуха Далее по рассчитанным энтальпии Iт и

влагосодержанию dт строится точка Т (см рис 11аб) соответствующая

параметрам топочных газов на выходе из топки Точка С (для схемы Б)

соответствующая параметрам смеси на выходе из камеры смешения лежит

на прямой соединяющей 0 и Т

а б

Рис11 Изменение параметров сушильного агента на I-d диаграмме

для схем А и Б на схеме следующие обозначения

1 - топка 2 - камера смешения 3 - сушильная камера 4 - дымосос

5 - уходящие газы

Из точки 1 с координатами I1 d1 или Iсм dсм проводим прямую до

пересечения с заданной изотермой t2 Точке пересечения 2 соответствуют

искомые координаты I2 d2

Линия соединяющая точки 1 и 2 является линией действительного

процесса сушки

Процесс сушки влажного материала в трубе-сушилке является

нестационарным те протекает при переменной температуре как

сушильного агента так и материала (рис 12б) Для большей точности

процесс 1-2 заменяется суммой элементарных процессов прогрева периода

постоянной и периода уменьшающейся скорости сушки для которых легко

могут быть определены температуры материала и сушильного агента

а б

Рис 12 Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии всех периодов сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Энтальпия температура и влагосодержание сушильного агента

определяются по I-d диаграмме в характерных точках начала (окончания)

каждого элементарного процесса

Приращение влагосодержания сушильного агента в первом периоде

сушки (при отсутствии первого периода 0dΔ )

atildeecircatilde )(

)d)(d(d

1000Δ

2

12`

uu

uu

icirc

ecircicirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце периода прогрева (в точке П

рис 12а)

qd)(

))(u)(d(dII ecircAumlaeligecircatilde

1000icircecirceth

icirc

icircigraveicircwigraveiumleth Δ

2

121

uu

cc

Температура сушильного агента в конце периода прогрева

d

dIC

1000

1000

1

1

nacirc

icirciumlethiumleth

cc

it

Влагосодержание сушильного агента в конце первого периода

(в критической точке К рис 12а)

)u(u

)d)(du(udd atildeecircatilde

2

121

icirc

ecircicircecirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

)u(u

)d)(du(ucI

)d(dcII ecircAumlaeligecircatilde

100010002

121

icirc

kicircwigraveiumleth

ecircwigraveiumlethecirc

Температура сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

C dntildentilde

diI

1000

1000

ecircnacirc

kicircecircecirct

В том случае когда отсутствует один из периодов сушки процесс на I-d

диаграмме термограмма и кинетическая кривая упрощаются (рис 1314)

Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива

Расход сушильного агента для схем

А) igrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Б)

ntildeigrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Расход присадочного воздуха для схемы (Б)

n1

nLL ntildeatilde

acirc

кгч

Расход топочных газов для схемы (Б)

n1

LL ntildeatilde

ograve

кгч

Часовой расход топлива для схем

А) G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve Б) ecircatildedivide

n)(1G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve

Объем топочной камеры для получения сушильного агента

igrave 3600

QBV 3

v

rsograve

ograveq

Напряжение топочного объема принимается в зависимости от способа

сжигания и вида топлива (таблП7)

а б

Рис 13Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и первого периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

а б

Рис 14Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и второго периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена

Температура tср влагосодержание dср плотность ρг

ecircatildeecircatilde dd

dCtt

t100022

2121ntildeethntildeeth

(таблП1)

ecircatildeigrave )d)(t(

)d(3

ntildeethntildeeth

ntildeethicircatilde

622273

1622273ρρ

где icircρ =1293 кгм3

Значения νг и λг сушильного агента принимаются по температуре

t = tср (табл П8 П9)

Средние значения влагосодержания uср и плотности ρм сушимого

материала

uu

u ecircatildeecircatilde 2

2icircntildeeth

(таблП1) )u(ρρ 3

ecircatildeigrave1 ntildeethigraveigraveicirc

Скорость витания частиц в трубе-сушилке определяется для каждой

фракции

ρζ

)ρ(ρgdw igraventilde

3

4

atildeacircegraveograve

atildeigraveiiacircegraveograve

где acircegraveograveζ - коэффициент лобового сопротивления частиц при

1 le Re le 30 Re98acircegraveograveζ

30 lt Re lt 400 ζ 02354Reacircegraveograve

400 lt Re lt 5500 11acircegraveograveζ

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке принимаем на 12 мс

больше скорости витания частицы имеющей максимальный размер

ww 21maxacircegraveograveatilde

Сечение трубы-сушилки

2

igrave3600

ρw

Fatildeatilde

ntildeatildeograveeth

L

Диаметр трубы-сушилки (если она круглого сечения)

π

igraveograveeth

ograveeth

4FD

Концентрация частиц материала в трубе-сушилке

ecircatildeigrave )w(w

)(ββ 3

ograveethacircegraveograve2

iiVV

Fi

36002

GG3K 21

x

где ix ndashмассовая доля i фракции К ndash коэффициент при

Dтp lt 025 м rarr К= 077

Dтp = 025 divide 10 м rarr К = 068

Удельная поверхность частиц отдельной фракции

ρd

βf 32

igraveigrave6

igravei

iv

ioacuteauml

Коэффициент конвективного теплообмена при

20iacircegraveograve

Re rarr d

λα CigraveAcircograve

2 2

i

atildei

20 lt i

acircegraveograveRe lt 480 rarr CigraveAcircograve

01862

08

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

480 lt i

acircegraveograveRe lt 2000 rarr

CigraveAcircograve

1142

05

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

Критерий Рейнольдса при скорости витания

atilde

iacircegraveograve

acircegraveograve ν

dwRe i

i

Объемный коэффициент теплообмена

NtildeigraveAcircograve 3

ioacuteaumliv fαα

Расчет высоты трубы-сушилки по участкам

Количество теплоты отданное сушильным агентом в период прогрева

материала (при ик gt ио величина (ио ndash ик) qokp = 0)

ecircAumlaeligdivide])qu(u))(uc[(c icircecircethecircicircicircigraveicircwigravecyxiumlp GQ

Температурный напор на участке прогрева

)(t

)(tln

)(t)(tt

igraveiumlp

icirc1

igraveiumlpicirciumlp

1

Высота участка трубы соответствующая периоду прогрева

Δtα

QH igrave

36 ograveethiumlethv

iumlpiumleth

F

Высота трубы-сушилки зависит от того в каком периоде заканчивается

процесс сушки

При u0 gt uк gt u2 имеют место все три интервала сушки прогрев первый

и второй период сушки (см рис12б)

В случае когда u2 gt uк (или uк - отсутствует) процесс заканчивается в

первом периоде (или материал содержит только поверхностную влагу и

второй период отсутствует)

Тогда температурные напоры будут рассчитываться только для

прогрева и первого периода сушки (см рис 13б)

В случае когда uк gt u2 досушивается материал в котором осталась

только внутренняя влага Температурные напоры будут рассчитываться

только для прогрева и второго периода сушки (см рис14б)

Количество теплоты отданное сушильным агентом в первом периоде

(постоянной скорости) сушки материала

)ntildetc)(iu(u ecircAumlaeligdivideGQ igravewecirciumlicircecircicircntildeoacuteotilde1

Температурный напор на участке первого периода сушки

)(t

)(t

)t(tt CΔ

igraveecirc

igraveiumleth

ecirciumleth

ln

1

Высота участка трубы соответствующая первому периоду

igraveFΔ36

QH

ograveeth1

1

V

1

Количество теплоты отданное сушильным агентом во втором периоде

(уменьшающейся скорости) сушки материала

])qu(u

)ntildetc)(iu(u))(uc[(c

ecircAumlaeligdivide

GQ

icircecirceth2ecirc

igravew2iumlicirc2ecircigrave22wigraventildeoacuteotildeII

Температурный напор на участке второго периода сушки

)(t

)(t

)(t)(tt CΔ

22

22

igraveecirc

igraveecircII

ln

Высота участка трубы соответствующая второму периоду

QH igrave

FΔ36 ograveethIIV

IIII

Высота участка трубы необходимая для разгона частиц

igrave www

wwwln

www

wwwln

2g

)w(wwH

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2acircegraveograveatildeacircegraveograveeth

где скорость частиц материала в начале разгонного участка wм1=0 скорость

в конце разгонного участка wм2 = 095(wг ndashwвит)

Общая высота пневматической сушильной установки

Hтp = Hp + Hпp+HI + HII м

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной установки

Объемная концентрация частиц материала в трубе

3321 igraveigrave

2L

GG

)ρd(1

)ρ(

igraventildeethntildeatilde

atildeχ

Потери напора при трении газа о стенки трубы

)(λ Iumlagrave2

1D

HΔP

2

1atildeatilde

ograveeth

ograveethograveeth χ

где λтp = 64Re + 0136 Re018 при 23 middot103 lt Re lt 106

Потери напора в местных сопротивлениях (сужениях поворотах) из-за

трения газа

)(ξ Iumlagrave2

1ΔP

2atildeatilde

igrave2 χ

где ζм - коэффициент местного сопротивления табл П10

Статический напор газового потока (вес столба газа)

Iumlagrave g)(ρ ograveethatilde3 Hχ1ΔP

Знак laquo+raquo для восходящего знак laquo-raquo для нисходящего потоков газа для

горизонтального участка ΔP3 = 0

Потери напора при трении материала о стенки трубы

λ Iumlagrave2D

HΔP

2igraveigrave

ograveeth

ograveethograveeth4 χ

Здесь коэффициент сопротивления трению равен

075ograveeth Fr27λ при 2520

D

i

ograveeth

d

λ 075

i

ograveethograveeth Fr

d

05

D425

при 2520

D

i

ograveeth

d

где

i

igrave

dg

w2

Fr критерий Фруда

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке стабилизированного движения частиц

gχρ IumlagraveΔ ntildeograveigrave HP5

где высота участка стабилизации Hcт =Hтp ndash Hp

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке разгона частиц

)ww)(www(w

)ww)(www(wln

ρ

)ρ(ρwP IumlagraveΔ

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

ograveethigrave

igraveatildeigraveacircegraveograve6

F2

G

Средняя производительность трубы-сушилки определяется по формуле

Gм = 05 (G1 + G2) кгч

Динамические потери напора на разгонном участке

)w(w

IumlagraveΔ

ograveeth

igraveigraveigrave

F

GP 12

7

Задавшись условной скоростью газа в сечении циклона (wу = 3 divide 4 мс)

определяем диаметр циклона (табл П11)

ρwπ

igrave

atildeoacute

ntildeatildeouml

3600

4LD

Гидравлическое сопротивление циклона

ρw

ξ Iumlagrave2

Δatildeoacute

oumlouml

2

P

где ξц ndash коэффициент гидравлического сопротивления циклона

Полное гидравлическое сопротивление трубы-сушилки

IumlagraveΔΔΔΔΔΔΔΔΔ oumlPPPPPPPPP 7654321

По найденному полному сопротивлению ΔP и расходу сушильного

агента Lсг производится выбор тягодутьевого оборудования

Мощность тягодутьевой установки

ηρ

Acircograve3600

Δ

aumlatilde

ntildeatilde PLN

где ηд = 065 - КПД тягодутьевой установки

Размеры и конкретный тип дымососа (вентилятора дымоудаления)

выбираются по каталогу тягодутьевого оборудования (см электронное

учебное пособие laquoТепломассообменное оборудование предприятий

(сушильные установки)raquo или табл П12)

Таблица П1

Обозначения физических величин

принятые в настоящем учебно-методическом пособии

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Коэффициент избытка воздуха в топке αт

Коэффициент избытка воздуха в камере смешения αдоп

Объемный коэффициент теплообмена Вт(м3 degС) αv

Расход топлива кгч Bт

Концентрация частиц материала в трубе кгм3 βv

Теплоемкость топлива кДж(кг degС) стл

Теплоемкость сухих топочных газов кДж(кг degС) ссг

Теплоемкость воды кДж(кг degС) сw

Теплоемкость сухого материала кДж(кг degС) см

Теплоемкость водяного пара кДж(кг degС) сп

Влагосодержание наружного воздуха г влаги кг воздуха d о

Влагосодержание газов на выходе из топки г кг dт

Влагосодержание смеси на выходе из камеры смешения гкг dсм

Влагосодержание агента на входе в трубу-сушилку гкг d1

Влагосодержание агента в конце периода прогрева гкг d пр

Влагосодержание агента на выходе из трубы-сушилки гкг d2

Влагосодержание воздуха при φ=100 гкг dм

Среднее влагосодержание газов кгкг dср

Диаметр частиц материала данной фракции мм di

Минимальный диаметр частиц материала мм dч min

Средний диаметр частиц материала мм dч ср

Термовлажностное отношение кДжкг ∆

Производительность по абсолютно сухой массе кгч Gсух

Производительность по влажному материалу кгч G1

Производительность по готовой продукции кгч G2

Масса сухих продуктов сгорания кг дымовых газов кг топлива Gсг

Масса водяных паров кг водяных паров кг топлива Gп

Энтальпия наружного воздуха кДжкг воздуха Iо

Энтальпия газов на выходе из топки кДжкг Iт

Энтальпия смеси на выходе из камеры смешения кДжкг Iсм

Энтальпия агента на входе в трубу-сушилку кДжкг I1

Энтальпия агента в конце периода прогрева кДжкг Iпр

Энтальпия агента на выходе из трубы-сушилки кДжкг I2

Энтальпия пара при 0 degС кДжкг пара iо

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Энтальпия пара кДжкг iп

Энтальпия пара применяемого для дутья кДжкг iпprime

Начальная температура материала degС icirc

Температура смоченного термометра degС igrave

Конечная температура материала degС 2

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного

сгорания кг воздуха кг топлива Lо

Расход сушильного агента кгч Lсг

Расход присадочного воздуха кгч Lв

Расход топочных газов кгч Lт

Коэффициент теплопроводности газа Вт(м degС) λг

Коэффициент полезного действия топки ηт

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха n

Коэффициент кинематической вязкости газа м2с ν г

Низшая теплота сгорания топлива кДжкг Qri

Высшая теплота сгорания топлива кДжкг Qrs

Расход теплоты на прогрев влажного материала кВт Qпр

Удельные потери теплоты кДжкг влаги qокр

Средняя плотность газа кгм3 ρг

Средняя плотность материала кгм3 ρм

Средняя температура сушильного агента degС tср

Температурный напор в период прогрева degС ∆ tпр

Температура топлива degС tтл

Температура газов на выходе из топки degС tт

Температура смеси после камеры смешения degС tсм

Температура сушильного агента после прогрева degС tпр

Температура сушильного агента на выходе из трубы-сушилки degС t2

Начальное влагосодержание материала кг влаги кг сухого материала uо

Критическое влагосодержание материала кгкг uк

Конечное влагосодержание материала кгкг u2

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке мс wг

Скорость витания частиц материала мс wвит

Расход испаряемой влаги кгч М

Начальная относительная влажность материала Wо

Критическая влажность материала Wк

Конечная относительная влажность материала W2

Массовая доля отдельных фракций материала xi

Таблица П2

Исходные данные для расчета пневматической сушильной установки

в

ар

Материал ρ кгм3

См

кДж(кг оС)

Размер мм Влажность G2

тч

Дымовые газы Воздух

Топливо

топлива Схема

α топки доля фракции

Wо Wk W2 t1 t2 t о dо 05 03 02

1 Глина простая 2000 084 1 15 3 22 mdash 15 1 600 100 20 10 мазут 29 А mdash

2 Глина огнеупорная 1800 109 2 3 4 9 mdash 07 2 800 120 10 4 мазут 28 А mdash

3 Известняк 1870 092 05 1 12 5 mdash 01 80 800 110 20 12 уголь 11 Б 115

4 Мел 2000 088 01 03 05 51 mdash 24 20 540 270 10 6 уголь 9 Б 11

5 Песок речной 1500 092 1 15 2 10 mdash 05 75 900 120 20 12 уголь 5 Б 115

6 Руда магнитогорская 3000 078 1 25 4 6 mdash 05 12 730 120 25 12 мазут 28 А mdash

7 Руда марганцевая 3450 078 5 2 1 15 mdash 2 15 120 60 25 12 уголь 7 А mdash

8 Железный колчедан 3300 05 2 1 05 12 mdash 3 2 350 100 15 6 уголь 8 А mdash

9 Сернокислый аммоний 800 14 1 3 2 5 mdash 04 25 120 55 25 12 газ 31 Б 102

10 Сланцы (Лен обл) 1100 134 3 2 1 38 40 28 11 600 100 20 8 сланцы 21 А mdash

11 Уголь каменный 1400 13 1 2 5 9 35 06 12 800 120 25 12 уголь 3 А mdash

12 Уголь бурый (Подмоск) 800 113 2 2 1 47 40 38 16 500 160 20 8 уголь 6 Б 11

13 Торф фрезерный 245 176 2 1 3 48 42 38 12 550 140 10 4 торф 23 А mdash

14 Кузнецкий уголь 1300 11 4 1 2 12 35 07 13 350 88 20 8 уголь 2 А mdash

15 Антрацит штыб 730 109 4 3 1 14 40 5 15 400 120 20 12 уголь 10 А mdash

16 Шлам промывки угля 1200 12 02 05 2 50 40 1 5 750 120 15 6 уголь 1 А mdash

17 Опилки 250 25 4 2 1 45 43 35 13 300 100 20 10 древес 25 А mdash

18 Аммофос 1500 11 4 2 1 12 mdash 15 12 350 110 20 12 уголь 12 А mdash

19 Диаммофос 1700 12 4 2 1 4 mdash 1 14 200 90 10 4 мазут 29 Б 11

20 Суперфосфат 2390 12 1 05 2 22 mdash 3 10 750 80 20 8 мазут 28 А mdash

21 Преципитат 870 113 1 2 1 55 mdash 3 6 550 120 25 8 уголь 4 Б 12

22 Фтористый алюминий 900 15 05 1 03 50 mdash 5 12 750 250 25 12 мазут 28 Б 105

23 Соль поваренная 200 089 1 2 1 6 mdash 1 12 200 85 25 14 газ 32 Б 11

24 Сахарный песок(кукурузн) 600 123 2 1 2 14 mdash 8 14 90 40 20 12 газ 41 Б 101

25 Жом свекловичный 800 16 2 3 1 84 40 30 05 750 100 10 4 газ 39 А mdash

Таблица П3

Cостав и низшая теплота сгорания твердых и жидких топлив

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое топливо (угли)

1 Кузнецкий 120 132 04 586 42 19 97 22860

2 80 143 05 633 44 21 74 25250

3 60 141 06 725 34 17 17 27420

4 90 182 03 615 36 15 59 23570

5 70 146 05 702 30 17 30 25120

6 70 363 07 479 34 14 33 18760

7 70 326 03 519 33 16 33 19850

8 Аркагалинское 190 122 02 513 36 08 129 19090

9 Березовское 330 47 02 442 31 04 144 15660

10 Челябинский 170 324 09 359 26 100 102 13440

11 Подмосковный 321 306 25 243 19 04 82 8670

12 Печорский 55 284 09 555 36 17 44 22020

13 Интинский 115 274 25 458 31 15 82 17540

14 Кизеловский 60 348 53 455 34 08 42 18380

15 Минусинский 140 172 05 529 35 14 105 20100

16 Черемховское 130 270 10 462 34 07 87 17880

17 Букачачинское 80 101 06 672 47 08 86 26040

18 Никольское 60 182 04 596 42 11 105 22990

19 Партизанский 55 340 04 498 32 08 63 19470

20 Нерюнгри 100 198 02 600 31 06 63 22480

Окончание табл П3

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое (вторичное) топливо

21 Сланцы (Ленобласть) 110 482 220 301 387 025 438 7660

22 Сланцы (Эстония) 120 444 227 322 410 010 490 9000

23 Торф фрезерный 485 643 014 255 270 113 156 8120

24 Торф кусковой 458 731 011 268 281 117 160 9250

25 Древесные опилки 400 060 0 303 360 04 251 10200

26 Лигнин (ЛГЗ) 650 115 013 213 192 105 - 6410

27 Лигнин (ЗГЗ) 650 400 008 206 168 864 - 6120

Жидкое топливо (мазут)

28 Малосернистый 30 005 03 847 12 03 40280

29 Сернистый 30 01 14 838 11 05 39730

30 Высокосернистый 30 01 28 830 10 07 38770

Таблица П4

Cостав и теплота сгорания газообразных топлив

топ

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Природные газы

31 Уренгой-Надым-Пунга 987 012 001 lt 001 mdash mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35500 0724

32 Уренгой-Ужгород 989 012 001 001 mdash mdash mdash lt 006 090 mdash mdash mdash 35590 0724

33 Уренгой-Новопсков 989 013 001 lt 001 mdash mdash mdash 008 087 mdash mdash mdash 35590 0723

34 Уренгой-Сургут-Челябинск 982 029 02 009 004 mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35800 0729

35 Надым-Пунга-Свердловск 987 016 008 001 mdash mdash mdash 008 100 mdash mdash mdash 35590 0725

36 ННовгород-Иваново 990 025 004 002 mdash mdash mdash 010 060 mdash mdash mdash 35750 0725

37 Бухара-Урал 942 30 089 039 017 013 mdash 028 090 mdash mdash mdash 37560 0771

38 Средняя Азия-Центр 941 28 073 030 007 002 mdash 100 100 mdash mdash mdash 36760 0771

39 Саратов-Москва 903 28 11 075 034 020 mdash 032 420 mdash mdash mdash 37010 0807

40 Мострансгаз (кольцо) 966 14 04 018 007 003 mdash 015 120 mdash mdash mdash 36300 0747

41 Оренбург-Александров Гай 864 39 172 087 030 007 mdash 001 670 mdash mdash mdash 36800 0828

Попутные газы

42 Каменный Лог-Пермь 387 226 107 27 07 mdash mdash mdash 2380 mdash 080 mdash 42370 1196

43 Ярино-Пермь 380 251 125 33 13 mdash mdash mdash 1870 mdash 110 mdash 46890 1196

44 Кулешовка-Самара 580 172 74 20 05 mdash mdash 080 1360 mdash 050 mdash 41740 1052

45 Безенчук-Чапаевск 427 196 126 51 13 mdash mdash 100 1690 mdash 080 mdash 46980 1196

46 Барса-Гельмес-Вышка 939 34 13 07 02 mdash mdash 040 010 mdash mdash mdash 38100 0778

47 Вход в Краснодар Крымск 912 39 2 09 02 mdash mdash 180 mdash mdash mdash mdash 38270 0810

48 Вознесенская-Грозный 767 132 54 25 22 mdash mdash mdash mdash mdash mdash 47020 0971

49 Тэбук-Сосновка 482 182 119 33 1 mdash mdash 090 1650 mdash mdash mdash 45130 1164

50 Туймазы-Уфа 500 220 98 12 04 mdash mdash mdash 1660 mdash mdash mdash 43040 1095

51 Шкапово-Туймазы 441 220 52 14 03 mdash mdash mdash 2700 mdash mdash mdash 36630 1095

52 Казань-Бугульма 536 228 61 09 02 mdash mdash 020 1580 mdash mdash mdash 40610 1046

Окончание табл П4

т

оп

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Промышленные газы

53 Газ доменных печей 03 mdash mdash mdash mdash mdash 280 105 585 mdash mdash 27 3940 1293

54 Газ коксовых печей 250 20 mdash mdash mdash mdash 700 30 40 10 mdash 580 18000 0468

55 Газ генераторный 19 mdash mdash mdash mdash mdash 203 98 562 02 mdash 109 6200 1121

56 Газ генераторный (из древес) 65 mdash mdash mdash mdash mdash 290 65 469 02 mdash 140 6500 1130

57 Газ пиролиза нефти 410 mdash mdash mdash mdash 430 080 05 02 mdash mdash 140 47500 1100

Примечания

1) Теплоемкость твердого топлива

стл = 0012 Wr + стлcух (1 ndash 001 Wr) кДж(кг degС)

где стлcух ndash теплоемкость сухой массы топлива для бурых углей ndash 113 кДж(кг degС)

для каменных углей - 109 кДж(кг degС) для углей - 092 кДж(кг degС)

Теплоемкость мазута

смаз = 174 + 00025 tмаз кДж(кгdegС) где tмаз = 90divide130degС

Расход пара на форсунки Wп = 03 + 035 кг пара кг топлива при Рнас = 06divide15 МПа

2) Теплоемкость газообразного топлива

010cVntilde iiatildeagraveccedil

где Vi - объем составляющих газообразного топлива

ci- теплоемкость составляющих газообразного топлива кДж(м3 оС)

4NtildeIacutentilde = 157 62IacuteCntilde = 278

83IacuteCntilde = 314 104IacuteCntilde = 424

125IacuteCntilde = 527 146IacuteCntilde = 630 NtildeIcircntilde = 130

2NtildeIcircntilde = 159 2Nntilde = 129

2Icircntilde = 130 S2Iacutec = 152 2Iacutentilde = 128

Таблица П5

Соотношение между единицами давления

Величина Па бар тех атм мм рт ст мм водст

1 Нм2=1 Па 1 10-5 10210-5 7510-3 0102

1 бар 105 1 102 750 102middot104

1 техатм=1кгссм2 981middot10-4 0981 1 7356 104

1 мм ртст 1333 133310-5 13610-3 1 136

1 мм водст=1кгсм 981 98110-5 10-4 735610-2 1

Таблица П6

Теплоемкость и плотность горючих газов

Газ Формула Плотность кгм3 Теплоемкость

кДж(м3 degС)

Метан СН4 0717 155

Этан С2Н6 1342 221

Пропан СзН8 1976 305

Бутан С4Н10 2598 413

Пентан С5Н12 3219 513

Гексан СбН14 384 615

Окись углерода СО 125 129

Углекислый газ СО 2 198 16

Азот N2 125 129

Кислород О2 143 13

Сероводород H2S 1539 151

Водород Н2 009 128

Таблица П7

Напряжение топочного объема для сушильных установок

Топливо qv кВтм3

Доменный газ 230-350

Генераторный газ 230-290

Природный газ 350-460

Мазут 230-350

Торф дрова 230-290

Каменные угли 290-350

Таблица П8

Физические свойства дымовых газов

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па 2NtildeIcircETH = 013 IcircIacute 2

ETH = 011 2NETH = 076

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1295 1042 228 169 158 1220 072

100 0950 1068 313 308 204 2154 069

200 0748 1097 401 489 245 3280 067

300 0617 1122 484 699 282 4581 065

400 0525 1151 570 943 317 6038 064

500 0457 1185 656 1211 348 7630 063

600 0405 1214 742 1509 379 9361 062

700 0363 1239 827 1838 407 1121 061

800 0330 1264 915 2197 434 1318 060

900 0301 1290 1000 2580 459 1525 059

1000 0275 1306 1090 3034 484 1743 058

1100 0257 1323 1175 3455 507 1971 057

1200 0240 1340 1262 3924 530 2210 056

Таблица П9

Физические свойства сухого воздуха

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1293 1005 244 188 172 133 0707

100 0946 1009 321 336 219 231 0688

200 0746 1026 393 514 260 349 0680

300 0615 1047 460 718 297 483 0674

400 0524 1068 521 931 330 631 0678

500 0456 1093 574 1153 362 794 0687

600 0404 1114 622 1383 391 969 0699

700 0362 1135 671 1634 418 1154 0706

800 0329 1156 718 1888 443 1348 0713

900 0301 1172 763 2162 467 1551 0717

1000 0277 1185 807 2459 490 1771 0719

1100 0257 1197 850 2762 512 1993 0722

1200 0240 1210 915 3165 535 2337 0724

Таблица П10

Коэффициенты местных сопротивлений

Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления

Колено

угол

поворота 90deg 120deg 135deg 150deg

ξ 11 055 025 02

Отвод радиусом R угол

поворота 30deg 45deg 60deg 75deg 90deg 105deg 120deg

трубы диаметром D

RD = 15 ξ 008 011 014 016 0175 019 02

RD = 20 ξ 007 010 012 014 015 016 017

Вход в трубу

с острыми краями ξ =05

с закругленными ξ =02

Выход из трубы ξ =1

FminFmax 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09

Внезапное расширение ξ 1 081 064 049 036 025 016 009 004 001

Внезапное сужение ξ 05 047 043 038 033 03 025 02 015 009

Таблица П11

Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗ типа ЦН-15 мм (рис8)

Dц A d d1 d2 H h1 h2 h3 h4 h5 a б б1 l

100 820 60 40 105 492 200 232 60 212 32 66 20 29 90

150 1190 90 60 155 720 300 345 75 297 48 99 30 41 110

200 1560 120 60 160 918 400 458 60 354 48 132 40 52 120

250 1930 150 75 180 1149 500 574 75 444 60 165 50 65 150

300 2300 180 90 210 1377 600 687 90 531 72 198 60 78 180

350 2670 210 105 250 1605 700 800 105 618 84 231 70 91 210

400 3040 240 120 280 1833 800 913 120 705 96 264 80 104 240

450 3410 270 135 310 2031 900 1026 135 792 108 297 90 117 270

500 3780 300 150 325 2289 1000 1139 150 879 120 330 100 130 300

550 4150 330 165 350 2520 1100 1255 165 972 132 363 110 143 330

600 4520 360 180 365 2750 1200 1370 180 1060 144 396 120 156 360

650 4890 390 195 400 2980 1300 1485 195 1146 156 429 130 169 390

700 5260 420 210 410 3210 1400 1600 210 1235 168 462 140 182 420

750 5630 450 225 450 3435 1500 1710 225 1320 180 495 150 195 450

800 6000 480 240 470 3665 1600 1825 240 1405 192 528 160 208 480

Таблица П12

Габаритные размеры вентилятора дымоудаления (дымососа) м

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 4: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

СХЕМА И ПРИНЦИП РАБОТЫ

ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ СУШИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

В промышленности для сушки мелкодисперсных кристаллических

волокнистых материалов топлива используются пневматические сушильные

установки (трубы-сушилки аэрофонтанные циклонные струйные сушилки)

принцип действия которых основан на перемещении влажного материала

совместно с потоком нагретого воздуха или продуктов сгорания На рис 1

показана схема пневматической сушильной установки которая состоит из

трубы-сушилки транспортера подачи сушильного агента питателя влажного

материала циклона дымососа Это наиболее распространенный тип

пневматической сушильной установки

Рис 1 Принципиальная схема

пневматической сушильной

установки

1ndashтранспортер подачи влажного

материала (топлива) 2 ndash шнек

подачи влажного материала

(топлива) 3 ndash пневматическая

труба-сушилка 4 ndash циклон 5 ndash

бункер сухого материала 6 ndash

дымосос 7 ndash транспортер подачи

сухого материала (топлива)

8 ndash линия подачи сухого топлива

в топку 9 ndash топка

hр hпр hI hII ndash участки

разгона прогрева первого и

второго периодов сушки

о 2 - начальная и конечная

температура материала uо u2 -

начальное и конечное

влагосодержание материала

Влажный материал (или топливо) питателем подается в трубу-сушилку

подхватывается потоком газа и перемещается по трубе-сушилке в циклоне

происходит разделение твердой и газовой фазы Продукты сгорания

выбрасываются в атмосферу а подсушенный материал направляется для

дальнейшего использования Материал находится в сушилке считанные

секунды поэтому такой тип сушилок целесообразно использовать для

удаления поверхностной влаги при сушке мелкодисперсных материалов или

материалов с малым сопротивлением внутреннему перенесу влаги Малое

время пребывания материала в трубе-сушилке обусловливает относительно

небольшой съем влаги за один проход материала поэтому в

одноступенчатых сушилках обычно не удается снизить влажность более чем

на 10

Изготовление пневмосушилок несложно они компактны просты в

обслуживании Экономичность их зависит от размера частиц материала и от

количества свободной влаги Чем меньше диаметр частиц высушиваемого

продукта тем выше эффективность работы сушилки Эффективность работы

зависит также и от концентрации материала в единице объема рабочей

камеры С увеличением концентрации растет производительность сушилки

так как увеличивается поверхность массообмена в единице объема

Пневмосушилка наиболее эффективна при высоких температурах газов

При сушке материалов в трубах-сушилках целесообразно иметь размер

частиц не превышающий 8-10 мм начальную температуру газов не ниже

450-600 degС конечную 100-150 degС концентрацию 05-15 кг материала на 1 кг

газа и скорость газов 20-30 мс Минимальная температура уходящих газов

ограничивается точкой росы для теплоносителя а скорость газов ndash

скоростью витания наиболее крупных частиц материала Диаметр трубы

обычно составляет не более 1 м а ее высота ndash 10-20 м Большая высота

невыгодна так как растет аэродинамическое сопротивление системы

Для сушки материалов можно в отдельных случаях применять

горизонтальные пневматические трубы пневматические трубы с

нисходящим движением потоков сушилки ступенчатого типа (рис 2)

Рис 2 Схема двухступенчатой сушильной установки

1 ndash питатель 2 ndash первая ступень 3 ndash вторая ступень 4 ndash затвор

5 ndash циклон 6 ndash дымосос

К недостаткам пневмосушилок следует отнести повышенные удельные

расходы энергии опасность взрыва пыли истирание стенок труб Особенно

сильно износ наблюдается на поворотах поэтому толщину стенок труб

следует выбирать в зависимости от твердости высушиваемых материалов а в

случае сушки абразивных продуктов все поворотные колена должны

защищаться броневыми плитами В качестве загрузочных устройств для

пневмосушилок применяются либо шнековые питатели (рис 3) либо

специальные забрасыватели (рис 4) которые подают материал в

направлении потока движущегося газа создавая более благоприятные

условия для сушки на начальном участке трубы

Рис 3 Шнековый питатель

1 ndash бункер 2 ndash мешалка 3 ndash горизонтальная ось 4 ndash подшипник

мешалки 5 ndash цилиндрическая пара 6 ndash вал шнека

7 ndash подшипник шнека 8 ndash шнек 9 ndash рубашка шнека

10 ndash гильза шнека 11 ndash фланец для крепления к трубе-сушилке

В настоящее время большое распространение получили сушилки

работающие на смеси топочных газов с воздухом Топочные газы в

большинстве случаев получаются в специальных топках Если топочные газы

имеют высокую температуру то для получения сушильного агента с

требуемой температурой их разбавляют воздухом В случае если топочные

газы используются для сушки материалов при более низких температурах но

с высокой влажностью то применяют рециркуляцию сушильного агента

Рециркуляция ведет к увеличению относительной влажности сушильного

агента поэтому существует предельное значение степени рециркуляции

определяемое относительной влажностью на выходе φ = 100

Одновременно рециркуляция снижает взрывоопасность процесса сушки так

как ведет к уменьшению содержания кислорода Считается что при

концентрации кислорода в сушильном агенте ниже 12-10 вероятность

взрыва практически исключается

Рис 4 Схема забрасывателя

1 - корпус трубы 2 - пятисекционный барабан

3 - нож для очистки барабана 4 - нож-забрасыватель

Основным отличием топок сушильных установок от топок паровых

котлов является то что в них может иметь место более низкая температура

горения топлива Максимальная температура сушильного агента редко

превышает 900 ndash 1000 degС С целью защиты стенок топки от действия высоких

температур и улучшения горения коэффициент избытка воздуха в них при

сжигании твердого топлива принимают равным 2 - 25 а затем топочные

газы разбавляют воздухом или циркулирующей в сушилке смесью до

требуемой температуры Увеличение коэффициента избытка воздуха в топке

практически не сказывается на КПД всей сушильной установки а величина

коэффициента избытка воздуха определяется только минимально возможной

устойчивой температурой горения топлива в топке

Основное требование которое предъявляется к топочным устройствам

сушильных установок состоит в том чтобы в топке происходило полное

сгорание топлива без наличия сажи а продукты сгорания содержали

минимальное количество частиц золы которые должны почти полностью

улавливаться в пылеосадительных камерах или циклонах

На рис5 показана топка ВТИ для сжигания бурых углей и других

многозольных сортов топлива Топливо сжигается на наклонной решетке в

топке имеются две искроосадные камеры и цилиндрический циклон-

искродожигатель выполненный из огнеупорного кирпича Разбавление

топочных газов атмосферным воздухом до требуемой температуры

происходит в камере смешения при пуске открывается растопочный клапан

Рис 5 Топка ВТИ с наклонной колосниковой решеткой

1 ndash топка 2 и 3 ndash осадительные камеры 4 ndash шибер

5 ndash растопочная труба 6 ndash искроотделитель 7 ndash карманы для

улавливания золы 8 ndash выход очищенного газа к сушилке

Сжигание жидкого и газообразного топлив в топках сушильных

установок обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с сжиганием

твердого топлива например продукты сгорания не загрязнены летучей

золой Благодаря этому исключается необходимость установки

искроосадительных камер или каких-либо других обеспыливающих

устройств Топочное устройство получается простым и компактным

облегчается его эксплуатация

На рис 6 показана цилиндрическая газовая топка со стальным кожухом

толщиной 8-10 мм изнутри футерованная шамотным кирпичом Горелки

низкого давления установлены на фронте топки На фронтальной стенке

имеются также смотровой люк и отверстие для ввода запальника (ниже

горелок) Топка работает при разрежении камера смешения отделена от

камеры горения пережимом Вторичный воздух подается в камеру горения

по образующей что обеспечивает хорошее перемешивание газа с воздухом

который одновременно охлаждает кладку топки

Рис 6 Топка для сжигания газа

1 ndash окно для подвода вторичного воздуха 2 ndash газовая горелка

3 ndash смотровое отверстие 4 ndash камера сгорания 5 ndash взрывной

клапан 6 ndash камера смешения 7 ndash футеровка 8 ndash опора

На рис 7 представлена мазутная топка Она представляет собой

цилиндрическую камеру кожух которой выполнен из листовой стали По

фронту размещены две мазутные форсунки низкого давления Воздух для

разбавления газов вводится в смесительную камеру через каналы в верхней

части топки что позволяет одновременно охлаждать свод камеры Изнутри

камера футерована шамотным кирпичом Рекомендуемые значения

теплового напряжения объема топочного пространства при сжигании

различных топлив приведены в табл П7

Рис 7 Топка Гипрохима для сжигания мазута

1 ndash форсунка низкого давления 2 ndash камера сгорания 3 ndash каналы

для подачи воздуха 4 ndash патрубок растопочной трубы

5 ndash перегородка 6 ndash камера смешения

В комплект сушильной установки входит вспомогательное

оборудование для улавливания частиц материала на выходе из сушилки

Интенсивное и эффективное осаждение твердых частиц материала

взвешенных в газе осуществляется в центробежных аппаратах ndash циклонах

Сущность центробежного метода отделения частиц заключается в создании

потока движущегося с определенными скоростями и изменяющего

направление движения Частицы обладающие значительной инерцией не

успевают за изменениями направлений потока и продолжая перемещаться в

первоначальном направлении оседают на стенках циклона Поток газа

содержащий взвешенные частицы вводится по касательной в

цилиндрическую часть аппарата и движется вдоль его стенок по спиралям а

затем выходит вверх по центральной трубе Частицы оседающие на

внутренней стенке циклона падают в его суженную конусообразную часть

откуда систематически удаляются Оптимальными для циклона считаются

скорости потока 2 - 4 мс При больших и меньших скоростях эффективность

циклона резко снижается

На рис 8 представлен циклон НИИОГАЗ типа ЦН-15 Конструктивно

циклоны этой серии различаются только схемой выброса газов Коэффициент

местного сопротивления этих циклонов ξ = 105 Конструктивные размеры

приводятся в таблП11

Для более высокой степени очистки применяются батарейные циклоны

(рис 9а) Они собираются из отдельных элементов (до 120 шт на батарею)

Диаметры элементов Dy = 100 150 и 250 мм с направляющими элементами

типа laquoВинтraquo или laquoРозеткаraquo (рис 9б)

Рис8 Циклон НИИОГАЗ типа ЦН-15

Рис 9 Батарейный циклон

(а) и его элемент (б)

1 ndash верхняя камера

2 ndash кожух 3 ndash элемент

4 ndash направляющий

аппарат типа Розетка

5 ndash внутренняя труба

На рис П1 дан пример расположения оборудования пневматической

сушильной установки

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ СУШИЛЬНОЙ

УСТАНОВКИ

В табл П1 приведены обозначения физических величин принятых в

настоящем учебно-методическом пособии Исходные данные для расчета

пневматической сушильной установки (трубы-сушилки) согласно Вашему

варианту приведены в табл П2

Возможные схемы получения сушильного агента А ndash прямоточная

Б ndash с камерой смешения (задан коэффициент избытка воздуха в топке)

Температуру материала и топлива (кроме мазута) условно принимаем

равной температуре окружающего воздуха

Материальный баланс сушильной установки

Начальное критическое и конечное влагосодержания сушимого

материала кг влаги кг сухого материала

u о = Wо (100 ndash Wо) uк = Wк (100 ndash Wк)

u2 = W2 (100 ndash W2)

Начальное и конечное влагосодержания могут быть любыми (начать и

закончить процесс сушки можно в любой момент) но критическое

влагосодержание зависит от свойств материала Критическое

влагосодержание характеризует переход от испарения поверхностной влаги к

удалению внутренней влаги Если критическое влагосодержание отсутствует

то у материала имеется только поверхностная влага

Производительность сушильной установки по абсолютно сухой массе

Gсух = G2 (1 + u2) кгч

Производительность сушильной установки по влажному материалу

G1 = Gсух (1 + uо) кгч

Расход испаряемой влаги

М = Gсух (uо ndash u2) кгч

Состав и теплота сгорания топлива

Состав твердого топлива на рабочую массу берется по заданию

(табл П3)

Wr + Ar + Cr + Hr + Nr + Or + Sр+оr = 100

Если для получения топочных газов используется твердое топливо

которое сушится в установке необходимо выполнить перерасчет

элементного состава топлива на конечную влажность W2 при которой

топливо выходит из сушилки

В задании дано топливо такое же как у Вас но с другой влажностью

Вы вначале сушите топливо в сушилке до влажности W2 а затем часть этого

топлива сжигаете для получения дымовых газов

Ar2 = Ar (100 ndash Wr

2) (100 ndash Wr) = Ar middot K

Cr2 = KmiddotCr Hr

2 = KHr Nr2 = KmiddotNr Or

2 = KOr S (р+о)r2 = KmiddotS(р+o)

r

Wr2 + Ar

2 + Cr2 + Hr

2 + Nr2 + Or

2 + S(р+о)r2 = 100

где К ndash коэффициент пересчета К=(100 ndash Wr2) (100 ndash Wr)

В дальнейших расчетах используются новые значения элементного

состава Индекс laquo2raquo для простоты отбрасываем

По данной методике все расчеты ведутся на высшую теплоту сгорания

топлива и на кг топлива (в том числе и для газа)

Низшая теплота сгорания топлива Qri берется по заданию

(см табл П3) Если Вы не знаете теплоту сгорания то высшую теплоту

сгорания твёрдого и жидкого топлива определяют по формуле

ДИМенделеева

)S109(O1260H340CQ rrrrrs op кДжкг

или

)W(9H2514QQ rrr

i

r

s кДжкг

Состав газообразного топлива берется в соответствии с заданием

(табл П4)

Низшая теплота сгорания сухого газообразного топлива

ecircAumlaeligecircatilde)

H

SH687H5342CO453

H2041CHC207C2116CH(223224Q

22

1048624d

3i

Высшая теплота сгорания газообразного топлива

nmHC

12

0092514QQ

nm

ndi

ds кДжкг

где nmHC ndash составляющие газообразного топлива в процентах по массе

Соотношение между единицами давления в разных системах измерения

и единицами в системе СИ приведено в табл П5

Определение основных параметров топочных газов

Приближенные уравнения определения энтальпии

Энтальпия водяного пара вычисляется по уравнению ЛКРамзина

iumliumliumloiuml ttcii 022500 кДжкг

где io - удельная энтальпия сухого насыщенного пара при 0 degС и нормальном

давлении сп - теплоемкость пара

Энтальпия влажного воздуха или газа определяется по уравнению или

по I-d диаграмме (рис П2-П4)

1000

ooiumloooo

dtcitcI

кДжкг

где со - теплоемкость сухого воздуха (или газа) при температуре to

do - влагосодержание воздуха (или газа) г влаги кг сухого воздуха

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного сгорания

твердого или жидкого топлива

)S0043(O0345H0115CL rrrropo кг воздуха кг топлива

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного сгорания

газообразного топлива

icirc ecircatildeecircatilde2

On

Hm

Cnm12

n4mS

2Iacute044

2Iacute0248NtildeIcirc00179138L

Коэффициент избытка воздуха в топке (только схема А) для твердого

или жидкого топлива

)I1000

dntildeatildentildeatilde(L

)(W

)1000

dntildeatildentildeatilde(

100

rWr9Hntildeatildentildeatilde)

100

rAgraverWr9H(1ηr

s

oo

o

iuml

iuml

iumliuml

o

on

iumlograveeumlograveeuml

ograve

itc

ii

itc

itctcα

IL

Q

o

Ograve

для газообразного топлива коэффициент избытка воздуха в топке

)I1000

di(L

)nm(nm1ηrsQ

oo

ntildeatildentildeatildeo

ntildeatildentildeatilde

iuml

iumlograveeumlograveeuml

ograve

tc

itntildetc

α

HCnm12

n009HC

nm12

n009Ograve

где iumliuml iW ndash масса и энтальпия водяного пара применяемого для дутья или

для распыливания топлива iumli ndash энтальпия водяного пара при температуре

1ttntildeatilde ntildeatildec - средняя массовая теплоёмкость продуктов сгорания при

температуре 1ttntildeatilde (табл П6) При ograveα gt 5 теплоёмкость продуктов

сгорания равна теплоёмкости воздуха Если вы не сжигаете мазут Wп = 0

Масса сухих продуктов сгорания для твёрдого или жидкого топлива

100

rWrH9rAL1G ontildeatilde ograveα

кгкг (таблП1)

Масса сухих продуктов сгорания для газообразного топлива

nmontildeatilde HC

nm12

n009L1 ograveαG кгкг (таблП1)

Масса водяных паров в составе продуктов сгорания для твёрдого или

жидкого топлива

iumloograve

iuml W1000100

W9HG odLα

rr

кгкг (таблП1)

Масса водяных паров в составе продуктов сгорания для сухого

газообразного топлива

1000

dLHC

nm12

n009 oonmiuml

ograveαG

кгкг (таблП1)

Энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки

ecircAumlaeligecircatildeG

ILηQ

ntildeatilde

iumliumlooograveograveeumlograveeumlNtilders

ograve

it WαI Ograve

Влагосодержание продуктов сгорания на выходе из топки

atildeecircatildeG

G1000

ntildeatildeograve

iumld (таблП1)

Коэффициент избытка воздуха дополнительно подаваемого в камеру

смешения (только для схемы Б)

)Id

(L

GGILαηQα

oontildeigrave

ntildeigraveacirco

cigraveiumlntildeigraventildeatildecatildeooograveograveeumlograveeumlrs

aumlicirciuml

1000

itc

itntildetcOgrave

где cigravei ndash энтальпия водяного пара при температуре смеси 1ntildeigrave tt

Энтальпия смеси продуктов сгорания и присадочного воздуха на

выходе из камеры смешения (для схемы Б)

ecircAumlaeligecircatildeLG

I)L(ηQ

icircaumlicirciumlntildeatilde

icircicircograveaumlicirciumlograveeumlograveeumlogravecigrave

α

ααI

tcrs

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха (для

схемы Б)

icirccigrave

cigraveograve

II

IIn

Влагосодержание смеси продуктов сгорания и присадочного воздуха на

выходе из камеры смешения (для схемы Б)

atildeecircatilde1 n

dndd icircograve

cigrave

(таблП1)

Определение основных параметров сушильного агента в процессе сушки

материала (по I-d диаграмме)

Температура материала на выходе из сушилки при 2kicirc uuu

ecircecircigraveigrave )uu)(u(t 222 ordmС

Температура материала на выходе из сушилки при icircecirc uu

icircicircigraveigrave )uu)(u(t 222 ordmС

Температура материала на выходе из сушилки при ecirc2 uu (или ecircu ndash

отсутствует)

igrave2 ordmС

На I-d диаграмме ставим точку на пересечении линий 1IIograve и

1ograve dd (для схемы А) и ntildeigraveI и ntildeigraved (для схемы Б) Точка лежит на вершине

угла образованного линиями I = const и d = const Из вершины проводим луч

процесса (примерно по биссектрисе) до линии =100 и определяем

температуру в точке пересечения Она примерно совпадает по значению с

температурой смоченного термометра igrave (рис 10)

Рис 10 Схема определения температуры смоченного термометра

по I-d диаграмме

Удельный расход теплоты на испарение влаги

)ntildentilde(iq ecircAumlaeligecircatildeicircw2iumlicircegraventildeiuml t

Удельный расход теплоты на нагрев материала

ecircAumlaeligecircatilde uu

)()untilde(ntildeq

2icirc

icirc22wigraveiacuteagraveatilde

Удельные потери теплоты в окружающую среду от 10 до 12

ecircAumlaeligecircatilde )q012)(q(01q iacuteagraveatildeegraventildeiumlicircecirceth

Термовлажностное отношение или угловой коэффициент процесса

icircecirceth2icirc

igrave2w2igraveicircwicircicircecircethiacuteagraveatildeicircw q

)u(u

)ntildeu(ntilde)ntildeu(ntilde)q(qntildeΔ

кДжкг

Энтальпия сушильного агента на выходе из сушильной установки

ecircAumlaeligecircatilde )(Δ

))(IΔd

I2iumlicirc

2iumlicircacirc

tntildei

tntildeitntilde 11

22

21000

где I1 = Iт и d1= dт (для схемы А) I1 = Iсм и d1= dсм (для схемы Б)

2acircntilde - теплоёмкость сушильного агента равная теплоёмкости воздуха при

температуре t2 на выходе из сушильной установки

Влагосодержание сушильного агента на выходе из сушильной

установки

Δ

)I(Idd atildeecircatilde 12

12

1000

Порядок построения процессов изменения состояния сушильного

агента на I-d диаграмме

Сначала на I-d диаграмму наносится точка 0 соответствующая

параметрам наружного воздуха Далее по рассчитанным энтальпии Iт и

влагосодержанию dт строится точка Т (см рис 11аб) соответствующая

параметрам топочных газов на выходе из топки Точка С (для схемы Б)

соответствующая параметрам смеси на выходе из камеры смешения лежит

на прямой соединяющей 0 и Т

а б

Рис11 Изменение параметров сушильного агента на I-d диаграмме

для схем А и Б на схеме следующие обозначения

1 - топка 2 - камера смешения 3 - сушильная камера 4 - дымосос

5 - уходящие газы

Из точки 1 с координатами I1 d1 или Iсм dсм проводим прямую до

пересечения с заданной изотермой t2 Точке пересечения 2 соответствуют

искомые координаты I2 d2

Линия соединяющая точки 1 и 2 является линией действительного

процесса сушки

Процесс сушки влажного материала в трубе-сушилке является

нестационарным те протекает при переменной температуре как

сушильного агента так и материала (рис 12б) Для большей точности

процесс 1-2 заменяется суммой элементарных процессов прогрева периода

постоянной и периода уменьшающейся скорости сушки для которых легко

могут быть определены температуры материала и сушильного агента

а б

Рис 12 Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии всех периодов сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Энтальпия температура и влагосодержание сушильного агента

определяются по I-d диаграмме в характерных точках начала (окончания)

каждого элементарного процесса

Приращение влагосодержания сушильного агента в первом периоде

сушки (при отсутствии первого периода 0dΔ )

atildeecircatilde )(

)d)(d(d

1000Δ

2

12`

uu

uu

icirc

ecircicirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце периода прогрева (в точке П

рис 12а)

qd)(

))(u)(d(dII ecircAumlaeligecircatilde

1000icircecirceth

icirc

icircigraveicircwigraveiumleth Δ

2

121

uu

cc

Температура сушильного агента в конце периода прогрева

d

dIC

1000

1000

1

1

nacirc

icirciumlethiumleth

cc

it

Влагосодержание сушильного агента в конце первого периода

(в критической точке К рис 12а)

)u(u

)d)(du(udd atildeecircatilde

2

121

icirc

ecircicircecirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

)u(u

)d)(du(ucI

)d(dcII ecircAumlaeligecircatilde

100010002

121

icirc

kicircwigraveiumleth

ecircwigraveiumlethecirc

Температура сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

C dntildentilde

diI

1000

1000

ecircnacirc

kicircecircecirct

В том случае когда отсутствует один из периодов сушки процесс на I-d

диаграмме термограмма и кинетическая кривая упрощаются (рис 1314)

Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива

Расход сушильного агента для схем

А) igrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Б)

ntildeigrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Расход присадочного воздуха для схемы (Б)

n1

nLL ntildeatilde

acirc

кгч

Расход топочных газов для схемы (Б)

n1

LL ntildeatilde

ograve

кгч

Часовой расход топлива для схем

А) G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve Б) ecircatildedivide

n)(1G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve

Объем топочной камеры для получения сушильного агента

igrave 3600

QBV 3

v

rsograve

ograveq

Напряжение топочного объема принимается в зависимости от способа

сжигания и вида топлива (таблП7)

а б

Рис 13Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и первого периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

а б

Рис 14Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и второго периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена

Температура tср влагосодержание dср плотность ρг

ecircatildeecircatilde dd

dCtt

t100022

2121ntildeethntildeeth

(таблП1)

ecircatildeigrave )d)(t(

)d(3

ntildeethntildeeth

ntildeethicircatilde

622273

1622273ρρ

где icircρ =1293 кгм3

Значения νг и λг сушильного агента принимаются по температуре

t = tср (табл П8 П9)

Средние значения влагосодержания uср и плотности ρм сушимого

материала

uu

u ecircatildeecircatilde 2

2icircntildeeth

(таблП1) )u(ρρ 3

ecircatildeigrave1 ntildeethigraveigraveicirc

Скорость витания частиц в трубе-сушилке определяется для каждой

фракции

ρζ

)ρ(ρgdw igraventilde

3

4

atildeacircegraveograve

atildeigraveiiacircegraveograve

где acircegraveograveζ - коэффициент лобового сопротивления частиц при

1 le Re le 30 Re98acircegraveograveζ

30 lt Re lt 400 ζ 02354Reacircegraveograve

400 lt Re lt 5500 11acircegraveograveζ

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке принимаем на 12 мс

больше скорости витания частицы имеющей максимальный размер

ww 21maxacircegraveograveatilde

Сечение трубы-сушилки

2

igrave3600

ρw

Fatildeatilde

ntildeatildeograveeth

L

Диаметр трубы-сушилки (если она круглого сечения)

π

igraveograveeth

ograveeth

4FD

Концентрация частиц материала в трубе-сушилке

ecircatildeigrave )w(w

)(ββ 3

ograveethacircegraveograve2

iiVV

Fi

36002

GG3K 21

x

где ix ndashмассовая доля i фракции К ndash коэффициент при

Dтp lt 025 м rarr К= 077

Dтp = 025 divide 10 м rarr К = 068

Удельная поверхность частиц отдельной фракции

ρd

βf 32

igraveigrave6

igravei

iv

ioacuteauml

Коэффициент конвективного теплообмена при

20iacircegraveograve

Re rarr d

λα CigraveAcircograve

2 2

i

atildei

20 lt i

acircegraveograveRe lt 480 rarr CigraveAcircograve

01862

08

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

480 lt i

acircegraveograveRe lt 2000 rarr

CigraveAcircograve

1142

05

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

Критерий Рейнольдса при скорости витания

atilde

iacircegraveograve

acircegraveograve ν

dwRe i

i

Объемный коэффициент теплообмена

NtildeigraveAcircograve 3

ioacuteaumliv fαα

Расчет высоты трубы-сушилки по участкам

Количество теплоты отданное сушильным агентом в период прогрева

материала (при ик gt ио величина (ио ndash ик) qokp = 0)

ecircAumlaeligdivide])qu(u))(uc[(c icircecircethecircicircicircigraveicircwigravecyxiumlp GQ

Температурный напор на участке прогрева

)(t

)(tln

)(t)(tt

igraveiumlp

icirc1

igraveiumlpicirciumlp

1

Высота участка трубы соответствующая периоду прогрева

Δtα

QH igrave

36 ograveethiumlethv

iumlpiumleth

F

Высота трубы-сушилки зависит от того в каком периоде заканчивается

процесс сушки

При u0 gt uк gt u2 имеют место все три интервала сушки прогрев первый

и второй период сушки (см рис12б)

В случае когда u2 gt uк (или uк - отсутствует) процесс заканчивается в

первом периоде (или материал содержит только поверхностную влагу и

второй период отсутствует)

Тогда температурные напоры будут рассчитываться только для

прогрева и первого периода сушки (см рис 13б)

В случае когда uк gt u2 досушивается материал в котором осталась

только внутренняя влага Температурные напоры будут рассчитываться

только для прогрева и второго периода сушки (см рис14б)

Количество теплоты отданное сушильным агентом в первом периоде

(постоянной скорости) сушки материала

)ntildetc)(iu(u ecircAumlaeligdivideGQ igravewecirciumlicircecircicircntildeoacuteotilde1

Температурный напор на участке первого периода сушки

)(t

)(t

)t(tt CΔ

igraveecirc

igraveiumleth

ecirciumleth

ln

1

Высота участка трубы соответствующая первому периоду

igraveFΔ36

QH

ograveeth1

1

V

1

Количество теплоты отданное сушильным агентом во втором периоде

(уменьшающейся скорости) сушки материала

])qu(u

)ntildetc)(iu(u))(uc[(c

ecircAumlaeligdivide

GQ

icircecirceth2ecirc

igravew2iumlicirc2ecircigrave22wigraventildeoacuteotildeII

Температурный напор на участке второго периода сушки

)(t

)(t

)(t)(tt CΔ

22

22

igraveecirc

igraveecircII

ln

Высота участка трубы соответствующая второму периоду

QH igrave

FΔ36 ograveethIIV

IIII

Высота участка трубы необходимая для разгона частиц

igrave www

wwwln

www

wwwln

2g

)w(wwH

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2acircegraveograveatildeacircegraveograveeth

где скорость частиц материала в начале разгонного участка wм1=0 скорость

в конце разгонного участка wм2 = 095(wг ndashwвит)

Общая высота пневматической сушильной установки

Hтp = Hp + Hпp+HI + HII м

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной установки

Объемная концентрация частиц материала в трубе

3321 igraveigrave

2L

GG

)ρd(1

)ρ(

igraventildeethntildeatilde

atildeχ

Потери напора при трении газа о стенки трубы

)(λ Iumlagrave2

1D

HΔP

2

1atildeatilde

ograveeth

ograveethograveeth χ

где λтp = 64Re + 0136 Re018 при 23 middot103 lt Re lt 106

Потери напора в местных сопротивлениях (сужениях поворотах) из-за

трения газа

)(ξ Iumlagrave2

1ΔP

2atildeatilde

igrave2 χ

где ζм - коэффициент местного сопротивления табл П10

Статический напор газового потока (вес столба газа)

Iumlagrave g)(ρ ograveethatilde3 Hχ1ΔP

Знак laquo+raquo для восходящего знак laquo-raquo для нисходящего потоков газа для

горизонтального участка ΔP3 = 0

Потери напора при трении материала о стенки трубы

λ Iumlagrave2D

HΔP

2igraveigrave

ograveeth

ograveethograveeth4 χ

Здесь коэффициент сопротивления трению равен

075ograveeth Fr27λ при 2520

D

i

ograveeth

d

λ 075

i

ograveethograveeth Fr

d

05

D425

при 2520

D

i

ograveeth

d

где

i

igrave

dg

w2

Fr критерий Фруда

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке стабилизированного движения частиц

gχρ IumlagraveΔ ntildeograveigrave HP5

где высота участка стабилизации Hcт =Hтp ndash Hp

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке разгона частиц

)ww)(www(w

)ww)(www(wln

ρ

)ρ(ρwP IumlagraveΔ

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

ograveethigrave

igraveatildeigraveacircegraveograve6

F2

G

Средняя производительность трубы-сушилки определяется по формуле

Gм = 05 (G1 + G2) кгч

Динамические потери напора на разгонном участке

)w(w

IumlagraveΔ

ograveeth

igraveigraveigrave

F

GP 12

7

Задавшись условной скоростью газа в сечении циклона (wу = 3 divide 4 мс)

определяем диаметр циклона (табл П11)

ρwπ

igrave

atildeoacute

ntildeatildeouml

3600

4LD

Гидравлическое сопротивление циклона

ρw

ξ Iumlagrave2

Δatildeoacute

oumlouml

2

P

где ξц ndash коэффициент гидравлического сопротивления циклона

Полное гидравлическое сопротивление трубы-сушилки

IumlagraveΔΔΔΔΔΔΔΔΔ oumlPPPPPPPPP 7654321

По найденному полному сопротивлению ΔP и расходу сушильного

агента Lсг производится выбор тягодутьевого оборудования

Мощность тягодутьевой установки

ηρ

Acircograve3600

Δ

aumlatilde

ntildeatilde PLN

где ηд = 065 - КПД тягодутьевой установки

Размеры и конкретный тип дымососа (вентилятора дымоудаления)

выбираются по каталогу тягодутьевого оборудования (см электронное

учебное пособие laquoТепломассообменное оборудование предприятий

(сушильные установки)raquo или табл П12)

Таблица П1

Обозначения физических величин

принятые в настоящем учебно-методическом пособии

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Коэффициент избытка воздуха в топке αт

Коэффициент избытка воздуха в камере смешения αдоп

Объемный коэффициент теплообмена Вт(м3 degС) αv

Расход топлива кгч Bт

Концентрация частиц материала в трубе кгм3 βv

Теплоемкость топлива кДж(кг degС) стл

Теплоемкость сухих топочных газов кДж(кг degС) ссг

Теплоемкость воды кДж(кг degС) сw

Теплоемкость сухого материала кДж(кг degС) см

Теплоемкость водяного пара кДж(кг degС) сп

Влагосодержание наружного воздуха г влаги кг воздуха d о

Влагосодержание газов на выходе из топки г кг dт

Влагосодержание смеси на выходе из камеры смешения гкг dсм

Влагосодержание агента на входе в трубу-сушилку гкг d1

Влагосодержание агента в конце периода прогрева гкг d пр

Влагосодержание агента на выходе из трубы-сушилки гкг d2

Влагосодержание воздуха при φ=100 гкг dм

Среднее влагосодержание газов кгкг dср

Диаметр частиц материала данной фракции мм di

Минимальный диаметр частиц материала мм dч min

Средний диаметр частиц материала мм dч ср

Термовлажностное отношение кДжкг ∆

Производительность по абсолютно сухой массе кгч Gсух

Производительность по влажному материалу кгч G1

Производительность по готовой продукции кгч G2

Масса сухих продуктов сгорания кг дымовых газов кг топлива Gсг

Масса водяных паров кг водяных паров кг топлива Gп

Энтальпия наружного воздуха кДжкг воздуха Iо

Энтальпия газов на выходе из топки кДжкг Iт

Энтальпия смеси на выходе из камеры смешения кДжкг Iсм

Энтальпия агента на входе в трубу-сушилку кДжкг I1

Энтальпия агента в конце периода прогрева кДжкг Iпр

Энтальпия агента на выходе из трубы-сушилки кДжкг I2

Энтальпия пара при 0 degС кДжкг пара iо

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Энтальпия пара кДжкг iп

Энтальпия пара применяемого для дутья кДжкг iпprime

Начальная температура материала degС icirc

Температура смоченного термометра degС igrave

Конечная температура материала degС 2

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного

сгорания кг воздуха кг топлива Lо

Расход сушильного агента кгч Lсг

Расход присадочного воздуха кгч Lв

Расход топочных газов кгч Lт

Коэффициент теплопроводности газа Вт(м degС) λг

Коэффициент полезного действия топки ηт

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха n

Коэффициент кинематической вязкости газа м2с ν г

Низшая теплота сгорания топлива кДжкг Qri

Высшая теплота сгорания топлива кДжкг Qrs

Расход теплоты на прогрев влажного материала кВт Qпр

Удельные потери теплоты кДжкг влаги qокр

Средняя плотность газа кгм3 ρг

Средняя плотность материала кгм3 ρм

Средняя температура сушильного агента degС tср

Температурный напор в период прогрева degС ∆ tпр

Температура топлива degС tтл

Температура газов на выходе из топки degС tт

Температура смеси после камеры смешения degС tсм

Температура сушильного агента после прогрева degС tпр

Температура сушильного агента на выходе из трубы-сушилки degС t2

Начальное влагосодержание материала кг влаги кг сухого материала uо

Критическое влагосодержание материала кгкг uк

Конечное влагосодержание материала кгкг u2

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке мс wг

Скорость витания частиц материала мс wвит

Расход испаряемой влаги кгч М

Начальная относительная влажность материала Wо

Критическая влажность материала Wк

Конечная относительная влажность материала W2

Массовая доля отдельных фракций материала xi

Таблица П2

Исходные данные для расчета пневматической сушильной установки

в

ар

Материал ρ кгм3

См

кДж(кг оС)

Размер мм Влажность G2

тч

Дымовые газы Воздух

Топливо

топлива Схема

α топки доля фракции

Wо Wk W2 t1 t2 t о dо 05 03 02

1 Глина простая 2000 084 1 15 3 22 mdash 15 1 600 100 20 10 мазут 29 А mdash

2 Глина огнеупорная 1800 109 2 3 4 9 mdash 07 2 800 120 10 4 мазут 28 А mdash

3 Известняк 1870 092 05 1 12 5 mdash 01 80 800 110 20 12 уголь 11 Б 115

4 Мел 2000 088 01 03 05 51 mdash 24 20 540 270 10 6 уголь 9 Б 11

5 Песок речной 1500 092 1 15 2 10 mdash 05 75 900 120 20 12 уголь 5 Б 115

6 Руда магнитогорская 3000 078 1 25 4 6 mdash 05 12 730 120 25 12 мазут 28 А mdash

7 Руда марганцевая 3450 078 5 2 1 15 mdash 2 15 120 60 25 12 уголь 7 А mdash

8 Железный колчедан 3300 05 2 1 05 12 mdash 3 2 350 100 15 6 уголь 8 А mdash

9 Сернокислый аммоний 800 14 1 3 2 5 mdash 04 25 120 55 25 12 газ 31 Б 102

10 Сланцы (Лен обл) 1100 134 3 2 1 38 40 28 11 600 100 20 8 сланцы 21 А mdash

11 Уголь каменный 1400 13 1 2 5 9 35 06 12 800 120 25 12 уголь 3 А mdash

12 Уголь бурый (Подмоск) 800 113 2 2 1 47 40 38 16 500 160 20 8 уголь 6 Б 11

13 Торф фрезерный 245 176 2 1 3 48 42 38 12 550 140 10 4 торф 23 А mdash

14 Кузнецкий уголь 1300 11 4 1 2 12 35 07 13 350 88 20 8 уголь 2 А mdash

15 Антрацит штыб 730 109 4 3 1 14 40 5 15 400 120 20 12 уголь 10 А mdash

16 Шлам промывки угля 1200 12 02 05 2 50 40 1 5 750 120 15 6 уголь 1 А mdash

17 Опилки 250 25 4 2 1 45 43 35 13 300 100 20 10 древес 25 А mdash

18 Аммофос 1500 11 4 2 1 12 mdash 15 12 350 110 20 12 уголь 12 А mdash

19 Диаммофос 1700 12 4 2 1 4 mdash 1 14 200 90 10 4 мазут 29 Б 11

20 Суперфосфат 2390 12 1 05 2 22 mdash 3 10 750 80 20 8 мазут 28 А mdash

21 Преципитат 870 113 1 2 1 55 mdash 3 6 550 120 25 8 уголь 4 Б 12

22 Фтористый алюминий 900 15 05 1 03 50 mdash 5 12 750 250 25 12 мазут 28 Б 105

23 Соль поваренная 200 089 1 2 1 6 mdash 1 12 200 85 25 14 газ 32 Б 11

24 Сахарный песок(кукурузн) 600 123 2 1 2 14 mdash 8 14 90 40 20 12 газ 41 Б 101

25 Жом свекловичный 800 16 2 3 1 84 40 30 05 750 100 10 4 газ 39 А mdash

Таблица П3

Cостав и низшая теплота сгорания твердых и жидких топлив

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое топливо (угли)

1 Кузнецкий 120 132 04 586 42 19 97 22860

2 80 143 05 633 44 21 74 25250

3 60 141 06 725 34 17 17 27420

4 90 182 03 615 36 15 59 23570

5 70 146 05 702 30 17 30 25120

6 70 363 07 479 34 14 33 18760

7 70 326 03 519 33 16 33 19850

8 Аркагалинское 190 122 02 513 36 08 129 19090

9 Березовское 330 47 02 442 31 04 144 15660

10 Челябинский 170 324 09 359 26 100 102 13440

11 Подмосковный 321 306 25 243 19 04 82 8670

12 Печорский 55 284 09 555 36 17 44 22020

13 Интинский 115 274 25 458 31 15 82 17540

14 Кизеловский 60 348 53 455 34 08 42 18380

15 Минусинский 140 172 05 529 35 14 105 20100

16 Черемховское 130 270 10 462 34 07 87 17880

17 Букачачинское 80 101 06 672 47 08 86 26040

18 Никольское 60 182 04 596 42 11 105 22990

19 Партизанский 55 340 04 498 32 08 63 19470

20 Нерюнгри 100 198 02 600 31 06 63 22480

Окончание табл П3

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое (вторичное) топливо

21 Сланцы (Ленобласть) 110 482 220 301 387 025 438 7660

22 Сланцы (Эстония) 120 444 227 322 410 010 490 9000

23 Торф фрезерный 485 643 014 255 270 113 156 8120

24 Торф кусковой 458 731 011 268 281 117 160 9250

25 Древесные опилки 400 060 0 303 360 04 251 10200

26 Лигнин (ЛГЗ) 650 115 013 213 192 105 - 6410

27 Лигнин (ЗГЗ) 650 400 008 206 168 864 - 6120

Жидкое топливо (мазут)

28 Малосернистый 30 005 03 847 12 03 40280

29 Сернистый 30 01 14 838 11 05 39730

30 Высокосернистый 30 01 28 830 10 07 38770

Таблица П4

Cостав и теплота сгорания газообразных топлив

топ

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Природные газы

31 Уренгой-Надым-Пунга 987 012 001 lt 001 mdash mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35500 0724

32 Уренгой-Ужгород 989 012 001 001 mdash mdash mdash lt 006 090 mdash mdash mdash 35590 0724

33 Уренгой-Новопсков 989 013 001 lt 001 mdash mdash mdash 008 087 mdash mdash mdash 35590 0723

34 Уренгой-Сургут-Челябинск 982 029 02 009 004 mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35800 0729

35 Надым-Пунга-Свердловск 987 016 008 001 mdash mdash mdash 008 100 mdash mdash mdash 35590 0725

36 ННовгород-Иваново 990 025 004 002 mdash mdash mdash 010 060 mdash mdash mdash 35750 0725

37 Бухара-Урал 942 30 089 039 017 013 mdash 028 090 mdash mdash mdash 37560 0771

38 Средняя Азия-Центр 941 28 073 030 007 002 mdash 100 100 mdash mdash mdash 36760 0771

39 Саратов-Москва 903 28 11 075 034 020 mdash 032 420 mdash mdash mdash 37010 0807

40 Мострансгаз (кольцо) 966 14 04 018 007 003 mdash 015 120 mdash mdash mdash 36300 0747

41 Оренбург-Александров Гай 864 39 172 087 030 007 mdash 001 670 mdash mdash mdash 36800 0828

Попутные газы

42 Каменный Лог-Пермь 387 226 107 27 07 mdash mdash mdash 2380 mdash 080 mdash 42370 1196

43 Ярино-Пермь 380 251 125 33 13 mdash mdash mdash 1870 mdash 110 mdash 46890 1196

44 Кулешовка-Самара 580 172 74 20 05 mdash mdash 080 1360 mdash 050 mdash 41740 1052

45 Безенчук-Чапаевск 427 196 126 51 13 mdash mdash 100 1690 mdash 080 mdash 46980 1196

46 Барса-Гельмес-Вышка 939 34 13 07 02 mdash mdash 040 010 mdash mdash mdash 38100 0778

47 Вход в Краснодар Крымск 912 39 2 09 02 mdash mdash 180 mdash mdash mdash mdash 38270 0810

48 Вознесенская-Грозный 767 132 54 25 22 mdash mdash mdash mdash mdash mdash 47020 0971

49 Тэбук-Сосновка 482 182 119 33 1 mdash mdash 090 1650 mdash mdash mdash 45130 1164

50 Туймазы-Уфа 500 220 98 12 04 mdash mdash mdash 1660 mdash mdash mdash 43040 1095

51 Шкапово-Туймазы 441 220 52 14 03 mdash mdash mdash 2700 mdash mdash mdash 36630 1095

52 Казань-Бугульма 536 228 61 09 02 mdash mdash 020 1580 mdash mdash mdash 40610 1046

Окончание табл П4

т

оп

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Промышленные газы

53 Газ доменных печей 03 mdash mdash mdash mdash mdash 280 105 585 mdash mdash 27 3940 1293

54 Газ коксовых печей 250 20 mdash mdash mdash mdash 700 30 40 10 mdash 580 18000 0468

55 Газ генераторный 19 mdash mdash mdash mdash mdash 203 98 562 02 mdash 109 6200 1121

56 Газ генераторный (из древес) 65 mdash mdash mdash mdash mdash 290 65 469 02 mdash 140 6500 1130

57 Газ пиролиза нефти 410 mdash mdash mdash mdash 430 080 05 02 mdash mdash 140 47500 1100

Примечания

1) Теплоемкость твердого топлива

стл = 0012 Wr + стлcух (1 ndash 001 Wr) кДж(кг degС)

где стлcух ndash теплоемкость сухой массы топлива для бурых углей ndash 113 кДж(кг degС)

для каменных углей - 109 кДж(кг degС) для углей - 092 кДж(кг degС)

Теплоемкость мазута

смаз = 174 + 00025 tмаз кДж(кгdegС) где tмаз = 90divide130degС

Расход пара на форсунки Wп = 03 + 035 кг пара кг топлива при Рнас = 06divide15 МПа

2) Теплоемкость газообразного топлива

010cVntilde iiatildeagraveccedil

где Vi - объем составляющих газообразного топлива

ci- теплоемкость составляющих газообразного топлива кДж(м3 оС)

4NtildeIacutentilde = 157 62IacuteCntilde = 278

83IacuteCntilde = 314 104IacuteCntilde = 424

125IacuteCntilde = 527 146IacuteCntilde = 630 NtildeIcircntilde = 130

2NtildeIcircntilde = 159 2Nntilde = 129

2Icircntilde = 130 S2Iacutec = 152 2Iacutentilde = 128

Таблица П5

Соотношение между единицами давления

Величина Па бар тех атм мм рт ст мм водст

1 Нм2=1 Па 1 10-5 10210-5 7510-3 0102

1 бар 105 1 102 750 102middot104

1 техатм=1кгссм2 981middot10-4 0981 1 7356 104

1 мм ртст 1333 133310-5 13610-3 1 136

1 мм водст=1кгсм 981 98110-5 10-4 735610-2 1

Таблица П6

Теплоемкость и плотность горючих газов

Газ Формула Плотность кгм3 Теплоемкость

кДж(м3 degС)

Метан СН4 0717 155

Этан С2Н6 1342 221

Пропан СзН8 1976 305

Бутан С4Н10 2598 413

Пентан С5Н12 3219 513

Гексан СбН14 384 615

Окись углерода СО 125 129

Углекислый газ СО 2 198 16

Азот N2 125 129

Кислород О2 143 13

Сероводород H2S 1539 151

Водород Н2 009 128

Таблица П7

Напряжение топочного объема для сушильных установок

Топливо qv кВтм3

Доменный газ 230-350

Генераторный газ 230-290

Природный газ 350-460

Мазут 230-350

Торф дрова 230-290

Каменные угли 290-350

Таблица П8

Физические свойства дымовых газов

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па 2NtildeIcircETH = 013 IcircIacute 2

ETH = 011 2NETH = 076

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1295 1042 228 169 158 1220 072

100 0950 1068 313 308 204 2154 069

200 0748 1097 401 489 245 3280 067

300 0617 1122 484 699 282 4581 065

400 0525 1151 570 943 317 6038 064

500 0457 1185 656 1211 348 7630 063

600 0405 1214 742 1509 379 9361 062

700 0363 1239 827 1838 407 1121 061

800 0330 1264 915 2197 434 1318 060

900 0301 1290 1000 2580 459 1525 059

1000 0275 1306 1090 3034 484 1743 058

1100 0257 1323 1175 3455 507 1971 057

1200 0240 1340 1262 3924 530 2210 056

Таблица П9

Физические свойства сухого воздуха

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1293 1005 244 188 172 133 0707

100 0946 1009 321 336 219 231 0688

200 0746 1026 393 514 260 349 0680

300 0615 1047 460 718 297 483 0674

400 0524 1068 521 931 330 631 0678

500 0456 1093 574 1153 362 794 0687

600 0404 1114 622 1383 391 969 0699

700 0362 1135 671 1634 418 1154 0706

800 0329 1156 718 1888 443 1348 0713

900 0301 1172 763 2162 467 1551 0717

1000 0277 1185 807 2459 490 1771 0719

1100 0257 1197 850 2762 512 1993 0722

1200 0240 1210 915 3165 535 2337 0724

Таблица П10

Коэффициенты местных сопротивлений

Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления

Колено

угол

поворота 90deg 120deg 135deg 150deg

ξ 11 055 025 02

Отвод радиусом R угол

поворота 30deg 45deg 60deg 75deg 90deg 105deg 120deg

трубы диаметром D

RD = 15 ξ 008 011 014 016 0175 019 02

RD = 20 ξ 007 010 012 014 015 016 017

Вход в трубу

с острыми краями ξ =05

с закругленными ξ =02

Выход из трубы ξ =1

FminFmax 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09

Внезапное расширение ξ 1 081 064 049 036 025 016 009 004 001

Внезапное сужение ξ 05 047 043 038 033 03 025 02 015 009

Таблица П11

Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗ типа ЦН-15 мм (рис8)

Dц A d d1 d2 H h1 h2 h3 h4 h5 a б б1 l

100 820 60 40 105 492 200 232 60 212 32 66 20 29 90

150 1190 90 60 155 720 300 345 75 297 48 99 30 41 110

200 1560 120 60 160 918 400 458 60 354 48 132 40 52 120

250 1930 150 75 180 1149 500 574 75 444 60 165 50 65 150

300 2300 180 90 210 1377 600 687 90 531 72 198 60 78 180

350 2670 210 105 250 1605 700 800 105 618 84 231 70 91 210

400 3040 240 120 280 1833 800 913 120 705 96 264 80 104 240

450 3410 270 135 310 2031 900 1026 135 792 108 297 90 117 270

500 3780 300 150 325 2289 1000 1139 150 879 120 330 100 130 300

550 4150 330 165 350 2520 1100 1255 165 972 132 363 110 143 330

600 4520 360 180 365 2750 1200 1370 180 1060 144 396 120 156 360

650 4890 390 195 400 2980 1300 1485 195 1146 156 429 130 169 390

700 5260 420 210 410 3210 1400 1600 210 1235 168 462 140 182 420

750 5630 450 225 450 3435 1500 1710 225 1320 180 495 150 195 450

800 6000 480 240 470 3665 1600 1825 240 1405 192 528 160 208 480

Таблица П12

Габаритные размеры вентилятора дымоудаления (дымососа) м

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 5: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

Влажный материал (или топливо) питателем подается в трубу-сушилку

подхватывается потоком газа и перемещается по трубе-сушилке в циклоне

происходит разделение твердой и газовой фазы Продукты сгорания

выбрасываются в атмосферу а подсушенный материал направляется для

дальнейшего использования Материал находится в сушилке считанные

секунды поэтому такой тип сушилок целесообразно использовать для

удаления поверхностной влаги при сушке мелкодисперсных материалов или

материалов с малым сопротивлением внутреннему перенесу влаги Малое

время пребывания материала в трубе-сушилке обусловливает относительно

небольшой съем влаги за один проход материала поэтому в

одноступенчатых сушилках обычно не удается снизить влажность более чем

на 10

Изготовление пневмосушилок несложно они компактны просты в

обслуживании Экономичность их зависит от размера частиц материала и от

количества свободной влаги Чем меньше диаметр частиц высушиваемого

продукта тем выше эффективность работы сушилки Эффективность работы

зависит также и от концентрации материала в единице объема рабочей

камеры С увеличением концентрации растет производительность сушилки

так как увеличивается поверхность массообмена в единице объема

Пневмосушилка наиболее эффективна при высоких температурах газов

При сушке материалов в трубах-сушилках целесообразно иметь размер

частиц не превышающий 8-10 мм начальную температуру газов не ниже

450-600 degС конечную 100-150 degС концентрацию 05-15 кг материала на 1 кг

газа и скорость газов 20-30 мс Минимальная температура уходящих газов

ограничивается точкой росы для теплоносителя а скорость газов ndash

скоростью витания наиболее крупных частиц материала Диаметр трубы

обычно составляет не более 1 м а ее высота ndash 10-20 м Большая высота

невыгодна так как растет аэродинамическое сопротивление системы

Для сушки материалов можно в отдельных случаях применять

горизонтальные пневматические трубы пневматические трубы с

нисходящим движением потоков сушилки ступенчатого типа (рис 2)

Рис 2 Схема двухступенчатой сушильной установки

1 ndash питатель 2 ndash первая ступень 3 ndash вторая ступень 4 ndash затвор

5 ndash циклон 6 ndash дымосос

К недостаткам пневмосушилок следует отнести повышенные удельные

расходы энергии опасность взрыва пыли истирание стенок труб Особенно

сильно износ наблюдается на поворотах поэтому толщину стенок труб

следует выбирать в зависимости от твердости высушиваемых материалов а в

случае сушки абразивных продуктов все поворотные колена должны

защищаться броневыми плитами В качестве загрузочных устройств для

пневмосушилок применяются либо шнековые питатели (рис 3) либо

специальные забрасыватели (рис 4) которые подают материал в

направлении потока движущегося газа создавая более благоприятные

условия для сушки на начальном участке трубы

Рис 3 Шнековый питатель

1 ndash бункер 2 ndash мешалка 3 ndash горизонтальная ось 4 ndash подшипник

мешалки 5 ndash цилиндрическая пара 6 ndash вал шнека

7 ndash подшипник шнека 8 ndash шнек 9 ndash рубашка шнека

10 ndash гильза шнека 11 ndash фланец для крепления к трубе-сушилке

В настоящее время большое распространение получили сушилки

работающие на смеси топочных газов с воздухом Топочные газы в

большинстве случаев получаются в специальных топках Если топочные газы

имеют высокую температуру то для получения сушильного агента с

требуемой температурой их разбавляют воздухом В случае если топочные

газы используются для сушки материалов при более низких температурах но

с высокой влажностью то применяют рециркуляцию сушильного агента

Рециркуляция ведет к увеличению относительной влажности сушильного

агента поэтому существует предельное значение степени рециркуляции

определяемое относительной влажностью на выходе φ = 100

Одновременно рециркуляция снижает взрывоопасность процесса сушки так

как ведет к уменьшению содержания кислорода Считается что при

концентрации кислорода в сушильном агенте ниже 12-10 вероятность

взрыва практически исключается

Рис 4 Схема забрасывателя

1 - корпус трубы 2 - пятисекционный барабан

3 - нож для очистки барабана 4 - нож-забрасыватель

Основным отличием топок сушильных установок от топок паровых

котлов является то что в них может иметь место более низкая температура

горения топлива Максимальная температура сушильного агента редко

превышает 900 ndash 1000 degС С целью защиты стенок топки от действия высоких

температур и улучшения горения коэффициент избытка воздуха в них при

сжигании твердого топлива принимают равным 2 - 25 а затем топочные

газы разбавляют воздухом или циркулирующей в сушилке смесью до

требуемой температуры Увеличение коэффициента избытка воздуха в топке

практически не сказывается на КПД всей сушильной установки а величина

коэффициента избытка воздуха определяется только минимально возможной

устойчивой температурой горения топлива в топке

Основное требование которое предъявляется к топочным устройствам

сушильных установок состоит в том чтобы в топке происходило полное

сгорание топлива без наличия сажи а продукты сгорания содержали

минимальное количество частиц золы которые должны почти полностью

улавливаться в пылеосадительных камерах или циклонах

На рис5 показана топка ВТИ для сжигания бурых углей и других

многозольных сортов топлива Топливо сжигается на наклонной решетке в

топке имеются две искроосадные камеры и цилиндрический циклон-

искродожигатель выполненный из огнеупорного кирпича Разбавление

топочных газов атмосферным воздухом до требуемой температуры

происходит в камере смешения при пуске открывается растопочный клапан

Рис 5 Топка ВТИ с наклонной колосниковой решеткой

1 ndash топка 2 и 3 ndash осадительные камеры 4 ndash шибер

5 ndash растопочная труба 6 ndash искроотделитель 7 ndash карманы для

улавливания золы 8 ndash выход очищенного газа к сушилке

Сжигание жидкого и газообразного топлив в топках сушильных

установок обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с сжиганием

твердого топлива например продукты сгорания не загрязнены летучей

золой Благодаря этому исключается необходимость установки

искроосадительных камер или каких-либо других обеспыливающих

устройств Топочное устройство получается простым и компактным

облегчается его эксплуатация

На рис 6 показана цилиндрическая газовая топка со стальным кожухом

толщиной 8-10 мм изнутри футерованная шамотным кирпичом Горелки

низкого давления установлены на фронте топки На фронтальной стенке

имеются также смотровой люк и отверстие для ввода запальника (ниже

горелок) Топка работает при разрежении камера смешения отделена от

камеры горения пережимом Вторичный воздух подается в камеру горения

по образующей что обеспечивает хорошее перемешивание газа с воздухом

который одновременно охлаждает кладку топки

Рис 6 Топка для сжигания газа

1 ndash окно для подвода вторичного воздуха 2 ndash газовая горелка

3 ndash смотровое отверстие 4 ndash камера сгорания 5 ndash взрывной

клапан 6 ndash камера смешения 7 ndash футеровка 8 ndash опора

На рис 7 представлена мазутная топка Она представляет собой

цилиндрическую камеру кожух которой выполнен из листовой стали По

фронту размещены две мазутные форсунки низкого давления Воздух для

разбавления газов вводится в смесительную камеру через каналы в верхней

части топки что позволяет одновременно охлаждать свод камеры Изнутри

камера футерована шамотным кирпичом Рекомендуемые значения

теплового напряжения объема топочного пространства при сжигании

различных топлив приведены в табл П7

Рис 7 Топка Гипрохима для сжигания мазута

1 ndash форсунка низкого давления 2 ndash камера сгорания 3 ndash каналы

для подачи воздуха 4 ndash патрубок растопочной трубы

5 ndash перегородка 6 ndash камера смешения

В комплект сушильной установки входит вспомогательное

оборудование для улавливания частиц материала на выходе из сушилки

Интенсивное и эффективное осаждение твердых частиц материала

взвешенных в газе осуществляется в центробежных аппаратах ndash циклонах

Сущность центробежного метода отделения частиц заключается в создании

потока движущегося с определенными скоростями и изменяющего

направление движения Частицы обладающие значительной инерцией не

успевают за изменениями направлений потока и продолжая перемещаться в

первоначальном направлении оседают на стенках циклона Поток газа

содержащий взвешенные частицы вводится по касательной в

цилиндрическую часть аппарата и движется вдоль его стенок по спиралям а

затем выходит вверх по центральной трубе Частицы оседающие на

внутренней стенке циклона падают в его суженную конусообразную часть

откуда систематически удаляются Оптимальными для циклона считаются

скорости потока 2 - 4 мс При больших и меньших скоростях эффективность

циклона резко снижается

На рис 8 представлен циклон НИИОГАЗ типа ЦН-15 Конструктивно

циклоны этой серии различаются только схемой выброса газов Коэффициент

местного сопротивления этих циклонов ξ = 105 Конструктивные размеры

приводятся в таблП11

Для более высокой степени очистки применяются батарейные циклоны

(рис 9а) Они собираются из отдельных элементов (до 120 шт на батарею)

Диаметры элементов Dy = 100 150 и 250 мм с направляющими элементами

типа laquoВинтraquo или laquoРозеткаraquo (рис 9б)

Рис8 Циклон НИИОГАЗ типа ЦН-15

Рис 9 Батарейный циклон

(а) и его элемент (б)

1 ndash верхняя камера

2 ndash кожух 3 ndash элемент

4 ndash направляющий

аппарат типа Розетка

5 ndash внутренняя труба

На рис П1 дан пример расположения оборудования пневматической

сушильной установки

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ СУШИЛЬНОЙ

УСТАНОВКИ

В табл П1 приведены обозначения физических величин принятых в

настоящем учебно-методическом пособии Исходные данные для расчета

пневматической сушильной установки (трубы-сушилки) согласно Вашему

варианту приведены в табл П2

Возможные схемы получения сушильного агента А ndash прямоточная

Б ndash с камерой смешения (задан коэффициент избытка воздуха в топке)

Температуру материала и топлива (кроме мазута) условно принимаем

равной температуре окружающего воздуха

Материальный баланс сушильной установки

Начальное критическое и конечное влагосодержания сушимого

материала кг влаги кг сухого материала

u о = Wо (100 ndash Wо) uк = Wк (100 ndash Wк)

u2 = W2 (100 ndash W2)

Начальное и конечное влагосодержания могут быть любыми (начать и

закончить процесс сушки можно в любой момент) но критическое

влагосодержание зависит от свойств материала Критическое

влагосодержание характеризует переход от испарения поверхностной влаги к

удалению внутренней влаги Если критическое влагосодержание отсутствует

то у материала имеется только поверхностная влага

Производительность сушильной установки по абсолютно сухой массе

Gсух = G2 (1 + u2) кгч

Производительность сушильной установки по влажному материалу

G1 = Gсух (1 + uо) кгч

Расход испаряемой влаги

М = Gсух (uо ndash u2) кгч

Состав и теплота сгорания топлива

Состав твердого топлива на рабочую массу берется по заданию

(табл П3)

Wr + Ar + Cr + Hr + Nr + Or + Sр+оr = 100

Если для получения топочных газов используется твердое топливо

которое сушится в установке необходимо выполнить перерасчет

элементного состава топлива на конечную влажность W2 при которой

топливо выходит из сушилки

В задании дано топливо такое же как у Вас но с другой влажностью

Вы вначале сушите топливо в сушилке до влажности W2 а затем часть этого

топлива сжигаете для получения дымовых газов

Ar2 = Ar (100 ndash Wr

2) (100 ndash Wr) = Ar middot K

Cr2 = KmiddotCr Hr

2 = KHr Nr2 = KmiddotNr Or

2 = KOr S (р+о)r2 = KmiddotS(р+o)

r

Wr2 + Ar

2 + Cr2 + Hr

2 + Nr2 + Or

2 + S(р+о)r2 = 100

где К ndash коэффициент пересчета К=(100 ndash Wr2) (100 ndash Wr)

В дальнейших расчетах используются новые значения элементного

состава Индекс laquo2raquo для простоты отбрасываем

По данной методике все расчеты ведутся на высшую теплоту сгорания

топлива и на кг топлива (в том числе и для газа)

Низшая теплота сгорания топлива Qri берется по заданию

(см табл П3) Если Вы не знаете теплоту сгорания то высшую теплоту

сгорания твёрдого и жидкого топлива определяют по формуле

ДИМенделеева

)S109(O1260H340CQ rrrrrs op кДжкг

или

)W(9H2514QQ rrr

i

r

s кДжкг

Состав газообразного топлива берется в соответствии с заданием

(табл П4)

Низшая теплота сгорания сухого газообразного топлива

ecircAumlaeligecircatilde)

H

SH687H5342CO453

H2041CHC207C2116CH(223224Q

22

1048624d

3i

Высшая теплота сгорания газообразного топлива

nmHC

12

0092514QQ

nm

ndi

ds кДжкг

где nmHC ndash составляющие газообразного топлива в процентах по массе

Соотношение между единицами давления в разных системах измерения

и единицами в системе СИ приведено в табл П5

Определение основных параметров топочных газов

Приближенные уравнения определения энтальпии

Энтальпия водяного пара вычисляется по уравнению ЛКРамзина

iumliumliumloiuml ttcii 022500 кДжкг

где io - удельная энтальпия сухого насыщенного пара при 0 degС и нормальном

давлении сп - теплоемкость пара

Энтальпия влажного воздуха или газа определяется по уравнению или

по I-d диаграмме (рис П2-П4)

1000

ooiumloooo

dtcitcI

кДжкг

где со - теплоемкость сухого воздуха (или газа) при температуре to

do - влагосодержание воздуха (или газа) г влаги кг сухого воздуха

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного сгорания

твердого или жидкого топлива

)S0043(O0345H0115CL rrrropo кг воздуха кг топлива

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного сгорания

газообразного топлива

icirc ecircatildeecircatilde2

On

Hm

Cnm12

n4mS

2Iacute044

2Iacute0248NtildeIcirc00179138L

Коэффициент избытка воздуха в топке (только схема А) для твердого

или жидкого топлива

)I1000

dntildeatildentildeatilde(L

)(W

)1000

dntildeatildentildeatilde(

100

rWr9Hntildeatildentildeatilde)

100

rAgraverWr9H(1ηr

s

oo

o

iuml

iuml

iumliuml

o

on

iumlograveeumlograveeuml

ograve

itc

ii

itc

itctcα

IL

Q

o

Ograve

для газообразного топлива коэффициент избытка воздуха в топке

)I1000

di(L

)nm(nm1ηrsQ

oo

ntildeatildentildeatildeo

ntildeatildentildeatilde

iuml

iumlograveeumlograveeuml

ograve

tc

itntildetc

α

HCnm12

n009HC

nm12

n009Ograve

где iumliuml iW ndash масса и энтальпия водяного пара применяемого для дутья или

для распыливания топлива iumli ndash энтальпия водяного пара при температуре

1ttntildeatilde ntildeatildec - средняя массовая теплоёмкость продуктов сгорания при

температуре 1ttntildeatilde (табл П6) При ograveα gt 5 теплоёмкость продуктов

сгорания равна теплоёмкости воздуха Если вы не сжигаете мазут Wп = 0

Масса сухих продуктов сгорания для твёрдого или жидкого топлива

100

rWrH9rAL1G ontildeatilde ograveα

кгкг (таблП1)

Масса сухих продуктов сгорания для газообразного топлива

nmontildeatilde HC

nm12

n009L1 ograveαG кгкг (таблП1)

Масса водяных паров в составе продуктов сгорания для твёрдого или

жидкого топлива

iumloograve

iuml W1000100

W9HG odLα

rr

кгкг (таблП1)

Масса водяных паров в составе продуктов сгорания для сухого

газообразного топлива

1000

dLHC

nm12

n009 oonmiuml

ograveαG

кгкг (таблП1)

Энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки

ecircAumlaeligecircatildeG

ILηQ

ntildeatilde

iumliumlooograveograveeumlograveeumlNtilders

ograve

it WαI Ograve

Влагосодержание продуктов сгорания на выходе из топки

atildeecircatildeG

G1000

ntildeatildeograve

iumld (таблП1)

Коэффициент избытка воздуха дополнительно подаваемого в камеру

смешения (только для схемы Б)

)Id

(L

GGILαηQα

oontildeigrave

ntildeigraveacirco

cigraveiumlntildeigraventildeatildecatildeooograveograveeumlograveeumlrs

aumlicirciuml

1000

itc

itntildetcOgrave

где cigravei ndash энтальпия водяного пара при температуре смеси 1ntildeigrave tt

Энтальпия смеси продуктов сгорания и присадочного воздуха на

выходе из камеры смешения (для схемы Б)

ecircAumlaeligecircatildeLG

I)L(ηQ

icircaumlicirciumlntildeatilde

icircicircograveaumlicirciumlograveeumlograveeumlogravecigrave

α

ααI

tcrs

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха (для

схемы Б)

icirccigrave

cigraveograve

II

IIn

Влагосодержание смеси продуктов сгорания и присадочного воздуха на

выходе из камеры смешения (для схемы Б)

atildeecircatilde1 n

dndd icircograve

cigrave

(таблП1)

Определение основных параметров сушильного агента в процессе сушки

материала (по I-d диаграмме)

Температура материала на выходе из сушилки при 2kicirc uuu

ecircecircigraveigrave )uu)(u(t 222 ordmС

Температура материала на выходе из сушилки при icircecirc uu

icircicircigraveigrave )uu)(u(t 222 ordmС

Температура материала на выходе из сушилки при ecirc2 uu (или ecircu ndash

отсутствует)

igrave2 ordmС

На I-d диаграмме ставим точку на пересечении линий 1IIograve и

1ograve dd (для схемы А) и ntildeigraveI и ntildeigraved (для схемы Б) Точка лежит на вершине

угла образованного линиями I = const и d = const Из вершины проводим луч

процесса (примерно по биссектрисе) до линии =100 и определяем

температуру в точке пересечения Она примерно совпадает по значению с

температурой смоченного термометра igrave (рис 10)

Рис 10 Схема определения температуры смоченного термометра

по I-d диаграмме

Удельный расход теплоты на испарение влаги

)ntildentilde(iq ecircAumlaeligecircatildeicircw2iumlicircegraventildeiuml t

Удельный расход теплоты на нагрев материала

ecircAumlaeligecircatilde uu

)()untilde(ntildeq

2icirc

icirc22wigraveiacuteagraveatilde

Удельные потери теплоты в окружающую среду от 10 до 12

ecircAumlaeligecircatilde )q012)(q(01q iacuteagraveatildeegraventildeiumlicircecirceth

Термовлажностное отношение или угловой коэффициент процесса

icircecirceth2icirc

igrave2w2igraveicircwicircicircecircethiacuteagraveatildeicircw q

)u(u

)ntildeu(ntilde)ntildeu(ntilde)q(qntildeΔ

кДжкг

Энтальпия сушильного агента на выходе из сушильной установки

ecircAumlaeligecircatilde )(Δ

))(IΔd

I2iumlicirc

2iumlicircacirc

tntildei

tntildeitntilde 11

22

21000

где I1 = Iт и d1= dт (для схемы А) I1 = Iсм и d1= dсм (для схемы Б)

2acircntilde - теплоёмкость сушильного агента равная теплоёмкости воздуха при

температуре t2 на выходе из сушильной установки

Влагосодержание сушильного агента на выходе из сушильной

установки

Δ

)I(Idd atildeecircatilde 12

12

1000

Порядок построения процессов изменения состояния сушильного

агента на I-d диаграмме

Сначала на I-d диаграмму наносится точка 0 соответствующая

параметрам наружного воздуха Далее по рассчитанным энтальпии Iт и

влагосодержанию dт строится точка Т (см рис 11аб) соответствующая

параметрам топочных газов на выходе из топки Точка С (для схемы Б)

соответствующая параметрам смеси на выходе из камеры смешения лежит

на прямой соединяющей 0 и Т

а б

Рис11 Изменение параметров сушильного агента на I-d диаграмме

для схем А и Б на схеме следующие обозначения

1 - топка 2 - камера смешения 3 - сушильная камера 4 - дымосос

5 - уходящие газы

Из точки 1 с координатами I1 d1 или Iсм dсм проводим прямую до

пересечения с заданной изотермой t2 Точке пересечения 2 соответствуют

искомые координаты I2 d2

Линия соединяющая точки 1 и 2 является линией действительного

процесса сушки

Процесс сушки влажного материала в трубе-сушилке является

нестационарным те протекает при переменной температуре как

сушильного агента так и материала (рис 12б) Для большей точности

процесс 1-2 заменяется суммой элементарных процессов прогрева периода

постоянной и периода уменьшающейся скорости сушки для которых легко

могут быть определены температуры материала и сушильного агента

а б

Рис 12 Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии всех периодов сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Энтальпия температура и влагосодержание сушильного агента

определяются по I-d диаграмме в характерных точках начала (окончания)

каждого элементарного процесса

Приращение влагосодержания сушильного агента в первом периоде

сушки (при отсутствии первого периода 0dΔ )

atildeecircatilde )(

)d)(d(d

1000Δ

2

12`

uu

uu

icirc

ecircicirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце периода прогрева (в точке П

рис 12а)

qd)(

))(u)(d(dII ecircAumlaeligecircatilde

1000icircecirceth

icirc

icircigraveicircwigraveiumleth Δ

2

121

uu

cc

Температура сушильного агента в конце периода прогрева

d

dIC

1000

1000

1

1

nacirc

icirciumlethiumleth

cc

it

Влагосодержание сушильного агента в конце первого периода

(в критической точке К рис 12а)

)u(u

)d)(du(udd atildeecircatilde

2

121

icirc

ecircicircecirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

)u(u

)d)(du(ucI

)d(dcII ecircAumlaeligecircatilde

100010002

121

icirc

kicircwigraveiumleth

ecircwigraveiumlethecirc

Температура сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

C dntildentilde

diI

1000

1000

ecircnacirc

kicircecircecirct

В том случае когда отсутствует один из периодов сушки процесс на I-d

диаграмме термограмма и кинетическая кривая упрощаются (рис 1314)

Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива

Расход сушильного агента для схем

А) igrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Б)

ntildeigrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Расход присадочного воздуха для схемы (Б)

n1

nLL ntildeatilde

acirc

кгч

Расход топочных газов для схемы (Б)

n1

LL ntildeatilde

ograve

кгч

Часовой расход топлива для схем

А) G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve Б) ecircatildedivide

n)(1G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve

Объем топочной камеры для получения сушильного агента

igrave 3600

QBV 3

v

rsograve

ograveq

Напряжение топочного объема принимается в зависимости от способа

сжигания и вида топлива (таблП7)

а б

Рис 13Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и первого периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

а б

Рис 14Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и второго периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена

Температура tср влагосодержание dср плотность ρг

ecircatildeecircatilde dd

dCtt

t100022

2121ntildeethntildeeth

(таблП1)

ecircatildeigrave )d)(t(

)d(3

ntildeethntildeeth

ntildeethicircatilde

622273

1622273ρρ

где icircρ =1293 кгм3

Значения νг и λг сушильного агента принимаются по температуре

t = tср (табл П8 П9)

Средние значения влагосодержания uср и плотности ρм сушимого

материала

uu

u ecircatildeecircatilde 2

2icircntildeeth

(таблП1) )u(ρρ 3

ecircatildeigrave1 ntildeethigraveigraveicirc

Скорость витания частиц в трубе-сушилке определяется для каждой

фракции

ρζ

)ρ(ρgdw igraventilde

3

4

atildeacircegraveograve

atildeigraveiiacircegraveograve

где acircegraveograveζ - коэффициент лобового сопротивления частиц при

1 le Re le 30 Re98acircegraveograveζ

30 lt Re lt 400 ζ 02354Reacircegraveograve

400 lt Re lt 5500 11acircegraveograveζ

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке принимаем на 12 мс

больше скорости витания частицы имеющей максимальный размер

ww 21maxacircegraveograveatilde

Сечение трубы-сушилки

2

igrave3600

ρw

Fatildeatilde

ntildeatildeograveeth

L

Диаметр трубы-сушилки (если она круглого сечения)

π

igraveograveeth

ograveeth

4FD

Концентрация частиц материала в трубе-сушилке

ecircatildeigrave )w(w

)(ββ 3

ograveethacircegraveograve2

iiVV

Fi

36002

GG3K 21

x

где ix ndashмассовая доля i фракции К ndash коэффициент при

Dтp lt 025 м rarr К= 077

Dтp = 025 divide 10 м rarr К = 068

Удельная поверхность частиц отдельной фракции

ρd

βf 32

igraveigrave6

igravei

iv

ioacuteauml

Коэффициент конвективного теплообмена при

20iacircegraveograve

Re rarr d

λα CigraveAcircograve

2 2

i

atildei

20 lt i

acircegraveograveRe lt 480 rarr CigraveAcircograve

01862

08

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

480 lt i

acircegraveograveRe lt 2000 rarr

CigraveAcircograve

1142

05

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

Критерий Рейнольдса при скорости витания

atilde

iacircegraveograve

acircegraveograve ν

dwRe i

i

Объемный коэффициент теплообмена

NtildeigraveAcircograve 3

ioacuteaumliv fαα

Расчет высоты трубы-сушилки по участкам

Количество теплоты отданное сушильным агентом в период прогрева

материала (при ик gt ио величина (ио ndash ик) qokp = 0)

ecircAumlaeligdivide])qu(u))(uc[(c icircecircethecircicircicircigraveicircwigravecyxiumlp GQ

Температурный напор на участке прогрева

)(t

)(tln

)(t)(tt

igraveiumlp

icirc1

igraveiumlpicirciumlp

1

Высота участка трубы соответствующая периоду прогрева

Δtα

QH igrave

36 ograveethiumlethv

iumlpiumleth

F

Высота трубы-сушилки зависит от того в каком периоде заканчивается

процесс сушки

При u0 gt uк gt u2 имеют место все три интервала сушки прогрев первый

и второй период сушки (см рис12б)

В случае когда u2 gt uк (или uк - отсутствует) процесс заканчивается в

первом периоде (или материал содержит только поверхностную влагу и

второй период отсутствует)

Тогда температурные напоры будут рассчитываться только для

прогрева и первого периода сушки (см рис 13б)

В случае когда uк gt u2 досушивается материал в котором осталась

только внутренняя влага Температурные напоры будут рассчитываться

только для прогрева и второго периода сушки (см рис14б)

Количество теплоты отданное сушильным агентом в первом периоде

(постоянной скорости) сушки материала

)ntildetc)(iu(u ecircAumlaeligdivideGQ igravewecirciumlicircecircicircntildeoacuteotilde1

Температурный напор на участке первого периода сушки

)(t

)(t

)t(tt CΔ

igraveecirc

igraveiumleth

ecirciumleth

ln

1

Высота участка трубы соответствующая первому периоду

igraveFΔ36

QH

ograveeth1

1

V

1

Количество теплоты отданное сушильным агентом во втором периоде

(уменьшающейся скорости) сушки материала

])qu(u

)ntildetc)(iu(u))(uc[(c

ecircAumlaeligdivide

GQ

icircecirceth2ecirc

igravew2iumlicirc2ecircigrave22wigraventildeoacuteotildeII

Температурный напор на участке второго периода сушки

)(t

)(t

)(t)(tt CΔ

22

22

igraveecirc

igraveecircII

ln

Высота участка трубы соответствующая второму периоду

QH igrave

FΔ36 ograveethIIV

IIII

Высота участка трубы необходимая для разгона частиц

igrave www

wwwln

www

wwwln

2g

)w(wwH

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2acircegraveograveatildeacircegraveograveeth

где скорость частиц материала в начале разгонного участка wм1=0 скорость

в конце разгонного участка wм2 = 095(wг ndashwвит)

Общая высота пневматической сушильной установки

Hтp = Hp + Hпp+HI + HII м

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной установки

Объемная концентрация частиц материала в трубе

3321 igraveigrave

2L

GG

)ρd(1

)ρ(

igraventildeethntildeatilde

atildeχ

Потери напора при трении газа о стенки трубы

)(λ Iumlagrave2

1D

HΔP

2

1atildeatilde

ograveeth

ograveethograveeth χ

где λтp = 64Re + 0136 Re018 при 23 middot103 lt Re lt 106

Потери напора в местных сопротивлениях (сужениях поворотах) из-за

трения газа

)(ξ Iumlagrave2

1ΔP

2atildeatilde

igrave2 χ

где ζм - коэффициент местного сопротивления табл П10

Статический напор газового потока (вес столба газа)

Iumlagrave g)(ρ ograveethatilde3 Hχ1ΔP

Знак laquo+raquo для восходящего знак laquo-raquo для нисходящего потоков газа для

горизонтального участка ΔP3 = 0

Потери напора при трении материала о стенки трубы

λ Iumlagrave2D

HΔP

2igraveigrave

ograveeth

ograveethograveeth4 χ

Здесь коэффициент сопротивления трению равен

075ograveeth Fr27λ при 2520

D

i

ograveeth

d

λ 075

i

ograveethograveeth Fr

d

05

D425

при 2520

D

i

ograveeth

d

где

i

igrave

dg

w2

Fr критерий Фруда

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке стабилизированного движения частиц

gχρ IumlagraveΔ ntildeograveigrave HP5

где высота участка стабилизации Hcт =Hтp ndash Hp

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке разгона частиц

)ww)(www(w

)ww)(www(wln

ρ

)ρ(ρwP IumlagraveΔ

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

ograveethigrave

igraveatildeigraveacircegraveograve6

F2

G

Средняя производительность трубы-сушилки определяется по формуле

Gм = 05 (G1 + G2) кгч

Динамические потери напора на разгонном участке

)w(w

IumlagraveΔ

ograveeth

igraveigraveigrave

F

GP 12

7

Задавшись условной скоростью газа в сечении циклона (wу = 3 divide 4 мс)

определяем диаметр циклона (табл П11)

ρwπ

igrave

atildeoacute

ntildeatildeouml

3600

4LD

Гидравлическое сопротивление циклона

ρw

ξ Iumlagrave2

Δatildeoacute

oumlouml

2

P

где ξц ndash коэффициент гидравлического сопротивления циклона

Полное гидравлическое сопротивление трубы-сушилки

IumlagraveΔΔΔΔΔΔΔΔΔ oumlPPPPPPPPP 7654321

По найденному полному сопротивлению ΔP и расходу сушильного

агента Lсг производится выбор тягодутьевого оборудования

Мощность тягодутьевой установки

ηρ

Acircograve3600

Δ

aumlatilde

ntildeatilde PLN

где ηд = 065 - КПД тягодутьевой установки

Размеры и конкретный тип дымососа (вентилятора дымоудаления)

выбираются по каталогу тягодутьевого оборудования (см электронное

учебное пособие laquoТепломассообменное оборудование предприятий

(сушильные установки)raquo или табл П12)

Таблица П1

Обозначения физических величин

принятые в настоящем учебно-методическом пособии

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Коэффициент избытка воздуха в топке αт

Коэффициент избытка воздуха в камере смешения αдоп

Объемный коэффициент теплообмена Вт(м3 degС) αv

Расход топлива кгч Bт

Концентрация частиц материала в трубе кгм3 βv

Теплоемкость топлива кДж(кг degС) стл

Теплоемкость сухих топочных газов кДж(кг degС) ссг

Теплоемкость воды кДж(кг degС) сw

Теплоемкость сухого материала кДж(кг degС) см

Теплоемкость водяного пара кДж(кг degС) сп

Влагосодержание наружного воздуха г влаги кг воздуха d о

Влагосодержание газов на выходе из топки г кг dт

Влагосодержание смеси на выходе из камеры смешения гкг dсм

Влагосодержание агента на входе в трубу-сушилку гкг d1

Влагосодержание агента в конце периода прогрева гкг d пр

Влагосодержание агента на выходе из трубы-сушилки гкг d2

Влагосодержание воздуха при φ=100 гкг dм

Среднее влагосодержание газов кгкг dср

Диаметр частиц материала данной фракции мм di

Минимальный диаметр частиц материала мм dч min

Средний диаметр частиц материала мм dч ср

Термовлажностное отношение кДжкг ∆

Производительность по абсолютно сухой массе кгч Gсух

Производительность по влажному материалу кгч G1

Производительность по готовой продукции кгч G2

Масса сухих продуктов сгорания кг дымовых газов кг топлива Gсг

Масса водяных паров кг водяных паров кг топлива Gп

Энтальпия наружного воздуха кДжкг воздуха Iо

Энтальпия газов на выходе из топки кДжкг Iт

Энтальпия смеси на выходе из камеры смешения кДжкг Iсм

Энтальпия агента на входе в трубу-сушилку кДжкг I1

Энтальпия агента в конце периода прогрева кДжкг Iпр

Энтальпия агента на выходе из трубы-сушилки кДжкг I2

Энтальпия пара при 0 degС кДжкг пара iо

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Энтальпия пара кДжкг iп

Энтальпия пара применяемого для дутья кДжкг iпprime

Начальная температура материала degС icirc

Температура смоченного термометра degС igrave

Конечная температура материала degС 2

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного

сгорания кг воздуха кг топлива Lо

Расход сушильного агента кгч Lсг

Расход присадочного воздуха кгч Lв

Расход топочных газов кгч Lт

Коэффициент теплопроводности газа Вт(м degС) λг

Коэффициент полезного действия топки ηт

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха n

Коэффициент кинематической вязкости газа м2с ν г

Низшая теплота сгорания топлива кДжкг Qri

Высшая теплота сгорания топлива кДжкг Qrs

Расход теплоты на прогрев влажного материала кВт Qпр

Удельные потери теплоты кДжкг влаги qокр

Средняя плотность газа кгм3 ρг

Средняя плотность материала кгм3 ρм

Средняя температура сушильного агента degС tср

Температурный напор в период прогрева degС ∆ tпр

Температура топлива degС tтл

Температура газов на выходе из топки degС tт

Температура смеси после камеры смешения degС tсм

Температура сушильного агента после прогрева degС tпр

Температура сушильного агента на выходе из трубы-сушилки degС t2

Начальное влагосодержание материала кг влаги кг сухого материала uо

Критическое влагосодержание материала кгкг uк

Конечное влагосодержание материала кгкг u2

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке мс wг

Скорость витания частиц материала мс wвит

Расход испаряемой влаги кгч М

Начальная относительная влажность материала Wо

Критическая влажность материала Wк

Конечная относительная влажность материала W2

Массовая доля отдельных фракций материала xi

Таблица П2

Исходные данные для расчета пневматической сушильной установки

в

ар

Материал ρ кгм3

См

кДж(кг оС)

Размер мм Влажность G2

тч

Дымовые газы Воздух

Топливо

топлива Схема

α топки доля фракции

Wо Wk W2 t1 t2 t о dо 05 03 02

1 Глина простая 2000 084 1 15 3 22 mdash 15 1 600 100 20 10 мазут 29 А mdash

2 Глина огнеупорная 1800 109 2 3 4 9 mdash 07 2 800 120 10 4 мазут 28 А mdash

3 Известняк 1870 092 05 1 12 5 mdash 01 80 800 110 20 12 уголь 11 Б 115

4 Мел 2000 088 01 03 05 51 mdash 24 20 540 270 10 6 уголь 9 Б 11

5 Песок речной 1500 092 1 15 2 10 mdash 05 75 900 120 20 12 уголь 5 Б 115

6 Руда магнитогорская 3000 078 1 25 4 6 mdash 05 12 730 120 25 12 мазут 28 А mdash

7 Руда марганцевая 3450 078 5 2 1 15 mdash 2 15 120 60 25 12 уголь 7 А mdash

8 Железный колчедан 3300 05 2 1 05 12 mdash 3 2 350 100 15 6 уголь 8 А mdash

9 Сернокислый аммоний 800 14 1 3 2 5 mdash 04 25 120 55 25 12 газ 31 Б 102

10 Сланцы (Лен обл) 1100 134 3 2 1 38 40 28 11 600 100 20 8 сланцы 21 А mdash

11 Уголь каменный 1400 13 1 2 5 9 35 06 12 800 120 25 12 уголь 3 А mdash

12 Уголь бурый (Подмоск) 800 113 2 2 1 47 40 38 16 500 160 20 8 уголь 6 Б 11

13 Торф фрезерный 245 176 2 1 3 48 42 38 12 550 140 10 4 торф 23 А mdash

14 Кузнецкий уголь 1300 11 4 1 2 12 35 07 13 350 88 20 8 уголь 2 А mdash

15 Антрацит штыб 730 109 4 3 1 14 40 5 15 400 120 20 12 уголь 10 А mdash

16 Шлам промывки угля 1200 12 02 05 2 50 40 1 5 750 120 15 6 уголь 1 А mdash

17 Опилки 250 25 4 2 1 45 43 35 13 300 100 20 10 древес 25 А mdash

18 Аммофос 1500 11 4 2 1 12 mdash 15 12 350 110 20 12 уголь 12 А mdash

19 Диаммофос 1700 12 4 2 1 4 mdash 1 14 200 90 10 4 мазут 29 Б 11

20 Суперфосфат 2390 12 1 05 2 22 mdash 3 10 750 80 20 8 мазут 28 А mdash

21 Преципитат 870 113 1 2 1 55 mdash 3 6 550 120 25 8 уголь 4 Б 12

22 Фтористый алюминий 900 15 05 1 03 50 mdash 5 12 750 250 25 12 мазут 28 Б 105

23 Соль поваренная 200 089 1 2 1 6 mdash 1 12 200 85 25 14 газ 32 Б 11

24 Сахарный песок(кукурузн) 600 123 2 1 2 14 mdash 8 14 90 40 20 12 газ 41 Б 101

25 Жом свекловичный 800 16 2 3 1 84 40 30 05 750 100 10 4 газ 39 А mdash

Таблица П3

Cостав и низшая теплота сгорания твердых и жидких топлив

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое топливо (угли)

1 Кузнецкий 120 132 04 586 42 19 97 22860

2 80 143 05 633 44 21 74 25250

3 60 141 06 725 34 17 17 27420

4 90 182 03 615 36 15 59 23570

5 70 146 05 702 30 17 30 25120

6 70 363 07 479 34 14 33 18760

7 70 326 03 519 33 16 33 19850

8 Аркагалинское 190 122 02 513 36 08 129 19090

9 Березовское 330 47 02 442 31 04 144 15660

10 Челябинский 170 324 09 359 26 100 102 13440

11 Подмосковный 321 306 25 243 19 04 82 8670

12 Печорский 55 284 09 555 36 17 44 22020

13 Интинский 115 274 25 458 31 15 82 17540

14 Кизеловский 60 348 53 455 34 08 42 18380

15 Минусинский 140 172 05 529 35 14 105 20100

16 Черемховское 130 270 10 462 34 07 87 17880

17 Букачачинское 80 101 06 672 47 08 86 26040

18 Никольское 60 182 04 596 42 11 105 22990

19 Партизанский 55 340 04 498 32 08 63 19470

20 Нерюнгри 100 198 02 600 31 06 63 22480

Окончание табл П3

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое (вторичное) топливо

21 Сланцы (Ленобласть) 110 482 220 301 387 025 438 7660

22 Сланцы (Эстония) 120 444 227 322 410 010 490 9000

23 Торф фрезерный 485 643 014 255 270 113 156 8120

24 Торф кусковой 458 731 011 268 281 117 160 9250

25 Древесные опилки 400 060 0 303 360 04 251 10200

26 Лигнин (ЛГЗ) 650 115 013 213 192 105 - 6410

27 Лигнин (ЗГЗ) 650 400 008 206 168 864 - 6120

Жидкое топливо (мазут)

28 Малосернистый 30 005 03 847 12 03 40280

29 Сернистый 30 01 14 838 11 05 39730

30 Высокосернистый 30 01 28 830 10 07 38770

Таблица П4

Cостав и теплота сгорания газообразных топлив

топ

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Природные газы

31 Уренгой-Надым-Пунга 987 012 001 lt 001 mdash mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35500 0724

32 Уренгой-Ужгород 989 012 001 001 mdash mdash mdash lt 006 090 mdash mdash mdash 35590 0724

33 Уренгой-Новопсков 989 013 001 lt 001 mdash mdash mdash 008 087 mdash mdash mdash 35590 0723

34 Уренгой-Сургут-Челябинск 982 029 02 009 004 mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35800 0729

35 Надым-Пунга-Свердловск 987 016 008 001 mdash mdash mdash 008 100 mdash mdash mdash 35590 0725

36 ННовгород-Иваново 990 025 004 002 mdash mdash mdash 010 060 mdash mdash mdash 35750 0725

37 Бухара-Урал 942 30 089 039 017 013 mdash 028 090 mdash mdash mdash 37560 0771

38 Средняя Азия-Центр 941 28 073 030 007 002 mdash 100 100 mdash mdash mdash 36760 0771

39 Саратов-Москва 903 28 11 075 034 020 mdash 032 420 mdash mdash mdash 37010 0807

40 Мострансгаз (кольцо) 966 14 04 018 007 003 mdash 015 120 mdash mdash mdash 36300 0747

41 Оренбург-Александров Гай 864 39 172 087 030 007 mdash 001 670 mdash mdash mdash 36800 0828

Попутные газы

42 Каменный Лог-Пермь 387 226 107 27 07 mdash mdash mdash 2380 mdash 080 mdash 42370 1196

43 Ярино-Пермь 380 251 125 33 13 mdash mdash mdash 1870 mdash 110 mdash 46890 1196

44 Кулешовка-Самара 580 172 74 20 05 mdash mdash 080 1360 mdash 050 mdash 41740 1052

45 Безенчук-Чапаевск 427 196 126 51 13 mdash mdash 100 1690 mdash 080 mdash 46980 1196

46 Барса-Гельмес-Вышка 939 34 13 07 02 mdash mdash 040 010 mdash mdash mdash 38100 0778

47 Вход в Краснодар Крымск 912 39 2 09 02 mdash mdash 180 mdash mdash mdash mdash 38270 0810

48 Вознесенская-Грозный 767 132 54 25 22 mdash mdash mdash mdash mdash mdash 47020 0971

49 Тэбук-Сосновка 482 182 119 33 1 mdash mdash 090 1650 mdash mdash mdash 45130 1164

50 Туймазы-Уфа 500 220 98 12 04 mdash mdash mdash 1660 mdash mdash mdash 43040 1095

51 Шкапово-Туймазы 441 220 52 14 03 mdash mdash mdash 2700 mdash mdash mdash 36630 1095

52 Казань-Бугульма 536 228 61 09 02 mdash mdash 020 1580 mdash mdash mdash 40610 1046

Окончание табл П4

т

оп

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Промышленные газы

53 Газ доменных печей 03 mdash mdash mdash mdash mdash 280 105 585 mdash mdash 27 3940 1293

54 Газ коксовых печей 250 20 mdash mdash mdash mdash 700 30 40 10 mdash 580 18000 0468

55 Газ генераторный 19 mdash mdash mdash mdash mdash 203 98 562 02 mdash 109 6200 1121

56 Газ генераторный (из древес) 65 mdash mdash mdash mdash mdash 290 65 469 02 mdash 140 6500 1130

57 Газ пиролиза нефти 410 mdash mdash mdash mdash 430 080 05 02 mdash mdash 140 47500 1100

Примечания

1) Теплоемкость твердого топлива

стл = 0012 Wr + стлcух (1 ndash 001 Wr) кДж(кг degС)

где стлcух ndash теплоемкость сухой массы топлива для бурых углей ndash 113 кДж(кг degС)

для каменных углей - 109 кДж(кг degС) для углей - 092 кДж(кг degС)

Теплоемкость мазута

смаз = 174 + 00025 tмаз кДж(кгdegС) где tмаз = 90divide130degС

Расход пара на форсунки Wп = 03 + 035 кг пара кг топлива при Рнас = 06divide15 МПа

2) Теплоемкость газообразного топлива

010cVntilde iiatildeagraveccedil

где Vi - объем составляющих газообразного топлива

ci- теплоемкость составляющих газообразного топлива кДж(м3 оС)

4NtildeIacutentilde = 157 62IacuteCntilde = 278

83IacuteCntilde = 314 104IacuteCntilde = 424

125IacuteCntilde = 527 146IacuteCntilde = 630 NtildeIcircntilde = 130

2NtildeIcircntilde = 159 2Nntilde = 129

2Icircntilde = 130 S2Iacutec = 152 2Iacutentilde = 128

Таблица П5

Соотношение между единицами давления

Величина Па бар тех атм мм рт ст мм водст

1 Нм2=1 Па 1 10-5 10210-5 7510-3 0102

1 бар 105 1 102 750 102middot104

1 техатм=1кгссм2 981middot10-4 0981 1 7356 104

1 мм ртст 1333 133310-5 13610-3 1 136

1 мм водст=1кгсм 981 98110-5 10-4 735610-2 1

Таблица П6

Теплоемкость и плотность горючих газов

Газ Формула Плотность кгм3 Теплоемкость

кДж(м3 degС)

Метан СН4 0717 155

Этан С2Н6 1342 221

Пропан СзН8 1976 305

Бутан С4Н10 2598 413

Пентан С5Н12 3219 513

Гексан СбН14 384 615

Окись углерода СО 125 129

Углекислый газ СО 2 198 16

Азот N2 125 129

Кислород О2 143 13

Сероводород H2S 1539 151

Водород Н2 009 128

Таблица П7

Напряжение топочного объема для сушильных установок

Топливо qv кВтм3

Доменный газ 230-350

Генераторный газ 230-290

Природный газ 350-460

Мазут 230-350

Торф дрова 230-290

Каменные угли 290-350

Таблица П8

Физические свойства дымовых газов

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па 2NtildeIcircETH = 013 IcircIacute 2

ETH = 011 2NETH = 076

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1295 1042 228 169 158 1220 072

100 0950 1068 313 308 204 2154 069

200 0748 1097 401 489 245 3280 067

300 0617 1122 484 699 282 4581 065

400 0525 1151 570 943 317 6038 064

500 0457 1185 656 1211 348 7630 063

600 0405 1214 742 1509 379 9361 062

700 0363 1239 827 1838 407 1121 061

800 0330 1264 915 2197 434 1318 060

900 0301 1290 1000 2580 459 1525 059

1000 0275 1306 1090 3034 484 1743 058

1100 0257 1323 1175 3455 507 1971 057

1200 0240 1340 1262 3924 530 2210 056

Таблица П9

Физические свойства сухого воздуха

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1293 1005 244 188 172 133 0707

100 0946 1009 321 336 219 231 0688

200 0746 1026 393 514 260 349 0680

300 0615 1047 460 718 297 483 0674

400 0524 1068 521 931 330 631 0678

500 0456 1093 574 1153 362 794 0687

600 0404 1114 622 1383 391 969 0699

700 0362 1135 671 1634 418 1154 0706

800 0329 1156 718 1888 443 1348 0713

900 0301 1172 763 2162 467 1551 0717

1000 0277 1185 807 2459 490 1771 0719

1100 0257 1197 850 2762 512 1993 0722

1200 0240 1210 915 3165 535 2337 0724

Таблица П10

Коэффициенты местных сопротивлений

Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления

Колено

угол

поворота 90deg 120deg 135deg 150deg

ξ 11 055 025 02

Отвод радиусом R угол

поворота 30deg 45deg 60deg 75deg 90deg 105deg 120deg

трубы диаметром D

RD = 15 ξ 008 011 014 016 0175 019 02

RD = 20 ξ 007 010 012 014 015 016 017

Вход в трубу

с острыми краями ξ =05

с закругленными ξ =02

Выход из трубы ξ =1

FminFmax 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09

Внезапное расширение ξ 1 081 064 049 036 025 016 009 004 001

Внезапное сужение ξ 05 047 043 038 033 03 025 02 015 009

Таблица П11

Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗ типа ЦН-15 мм (рис8)

Dц A d d1 d2 H h1 h2 h3 h4 h5 a б б1 l

100 820 60 40 105 492 200 232 60 212 32 66 20 29 90

150 1190 90 60 155 720 300 345 75 297 48 99 30 41 110

200 1560 120 60 160 918 400 458 60 354 48 132 40 52 120

250 1930 150 75 180 1149 500 574 75 444 60 165 50 65 150

300 2300 180 90 210 1377 600 687 90 531 72 198 60 78 180

350 2670 210 105 250 1605 700 800 105 618 84 231 70 91 210

400 3040 240 120 280 1833 800 913 120 705 96 264 80 104 240

450 3410 270 135 310 2031 900 1026 135 792 108 297 90 117 270

500 3780 300 150 325 2289 1000 1139 150 879 120 330 100 130 300

550 4150 330 165 350 2520 1100 1255 165 972 132 363 110 143 330

600 4520 360 180 365 2750 1200 1370 180 1060 144 396 120 156 360

650 4890 390 195 400 2980 1300 1485 195 1146 156 429 130 169 390

700 5260 420 210 410 3210 1400 1600 210 1235 168 462 140 182 420

750 5630 450 225 450 3435 1500 1710 225 1320 180 495 150 195 450

800 6000 480 240 470 3665 1600 1825 240 1405 192 528 160 208 480

Таблица П12

Габаритные размеры вентилятора дымоудаления (дымососа) м

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 6: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

Рис 2 Схема двухступенчатой сушильной установки

1 ndash питатель 2 ndash первая ступень 3 ndash вторая ступень 4 ndash затвор

5 ndash циклон 6 ndash дымосос

К недостаткам пневмосушилок следует отнести повышенные удельные

расходы энергии опасность взрыва пыли истирание стенок труб Особенно

сильно износ наблюдается на поворотах поэтому толщину стенок труб

следует выбирать в зависимости от твердости высушиваемых материалов а в

случае сушки абразивных продуктов все поворотные колена должны

защищаться броневыми плитами В качестве загрузочных устройств для

пневмосушилок применяются либо шнековые питатели (рис 3) либо

специальные забрасыватели (рис 4) которые подают материал в

направлении потока движущегося газа создавая более благоприятные

условия для сушки на начальном участке трубы

Рис 3 Шнековый питатель

1 ndash бункер 2 ndash мешалка 3 ndash горизонтальная ось 4 ndash подшипник

мешалки 5 ndash цилиндрическая пара 6 ndash вал шнека

7 ndash подшипник шнека 8 ndash шнек 9 ndash рубашка шнека

10 ndash гильза шнека 11 ndash фланец для крепления к трубе-сушилке

В настоящее время большое распространение получили сушилки

работающие на смеси топочных газов с воздухом Топочные газы в

большинстве случаев получаются в специальных топках Если топочные газы

имеют высокую температуру то для получения сушильного агента с

требуемой температурой их разбавляют воздухом В случае если топочные

газы используются для сушки материалов при более низких температурах но

с высокой влажностью то применяют рециркуляцию сушильного агента

Рециркуляция ведет к увеличению относительной влажности сушильного

агента поэтому существует предельное значение степени рециркуляции

определяемое относительной влажностью на выходе φ = 100

Одновременно рециркуляция снижает взрывоопасность процесса сушки так

как ведет к уменьшению содержания кислорода Считается что при

концентрации кислорода в сушильном агенте ниже 12-10 вероятность

взрыва практически исключается

Рис 4 Схема забрасывателя

1 - корпус трубы 2 - пятисекционный барабан

3 - нож для очистки барабана 4 - нож-забрасыватель

Основным отличием топок сушильных установок от топок паровых

котлов является то что в них может иметь место более низкая температура

горения топлива Максимальная температура сушильного агента редко

превышает 900 ndash 1000 degС С целью защиты стенок топки от действия высоких

температур и улучшения горения коэффициент избытка воздуха в них при

сжигании твердого топлива принимают равным 2 - 25 а затем топочные

газы разбавляют воздухом или циркулирующей в сушилке смесью до

требуемой температуры Увеличение коэффициента избытка воздуха в топке

практически не сказывается на КПД всей сушильной установки а величина

коэффициента избытка воздуха определяется только минимально возможной

устойчивой температурой горения топлива в топке

Основное требование которое предъявляется к топочным устройствам

сушильных установок состоит в том чтобы в топке происходило полное

сгорание топлива без наличия сажи а продукты сгорания содержали

минимальное количество частиц золы которые должны почти полностью

улавливаться в пылеосадительных камерах или циклонах

На рис5 показана топка ВТИ для сжигания бурых углей и других

многозольных сортов топлива Топливо сжигается на наклонной решетке в

топке имеются две искроосадные камеры и цилиндрический циклон-

искродожигатель выполненный из огнеупорного кирпича Разбавление

топочных газов атмосферным воздухом до требуемой температуры

происходит в камере смешения при пуске открывается растопочный клапан

Рис 5 Топка ВТИ с наклонной колосниковой решеткой

1 ndash топка 2 и 3 ndash осадительные камеры 4 ndash шибер

5 ndash растопочная труба 6 ndash искроотделитель 7 ndash карманы для

улавливания золы 8 ndash выход очищенного газа к сушилке

Сжигание жидкого и газообразного топлив в топках сушильных

установок обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с сжиганием

твердого топлива например продукты сгорания не загрязнены летучей

золой Благодаря этому исключается необходимость установки

искроосадительных камер или каких-либо других обеспыливающих

устройств Топочное устройство получается простым и компактным

облегчается его эксплуатация

На рис 6 показана цилиндрическая газовая топка со стальным кожухом

толщиной 8-10 мм изнутри футерованная шамотным кирпичом Горелки

низкого давления установлены на фронте топки На фронтальной стенке

имеются также смотровой люк и отверстие для ввода запальника (ниже

горелок) Топка работает при разрежении камера смешения отделена от

камеры горения пережимом Вторичный воздух подается в камеру горения

по образующей что обеспечивает хорошее перемешивание газа с воздухом

который одновременно охлаждает кладку топки

Рис 6 Топка для сжигания газа

1 ndash окно для подвода вторичного воздуха 2 ndash газовая горелка

3 ndash смотровое отверстие 4 ndash камера сгорания 5 ndash взрывной

клапан 6 ndash камера смешения 7 ndash футеровка 8 ndash опора

На рис 7 представлена мазутная топка Она представляет собой

цилиндрическую камеру кожух которой выполнен из листовой стали По

фронту размещены две мазутные форсунки низкого давления Воздух для

разбавления газов вводится в смесительную камеру через каналы в верхней

части топки что позволяет одновременно охлаждать свод камеры Изнутри

камера футерована шамотным кирпичом Рекомендуемые значения

теплового напряжения объема топочного пространства при сжигании

различных топлив приведены в табл П7

Рис 7 Топка Гипрохима для сжигания мазута

1 ndash форсунка низкого давления 2 ndash камера сгорания 3 ndash каналы

для подачи воздуха 4 ndash патрубок растопочной трубы

5 ndash перегородка 6 ndash камера смешения

В комплект сушильной установки входит вспомогательное

оборудование для улавливания частиц материала на выходе из сушилки

Интенсивное и эффективное осаждение твердых частиц материала

взвешенных в газе осуществляется в центробежных аппаратах ndash циклонах

Сущность центробежного метода отделения частиц заключается в создании

потока движущегося с определенными скоростями и изменяющего

направление движения Частицы обладающие значительной инерцией не

успевают за изменениями направлений потока и продолжая перемещаться в

первоначальном направлении оседают на стенках циклона Поток газа

содержащий взвешенные частицы вводится по касательной в

цилиндрическую часть аппарата и движется вдоль его стенок по спиралям а

затем выходит вверх по центральной трубе Частицы оседающие на

внутренней стенке циклона падают в его суженную конусообразную часть

откуда систематически удаляются Оптимальными для циклона считаются

скорости потока 2 - 4 мс При больших и меньших скоростях эффективность

циклона резко снижается

На рис 8 представлен циклон НИИОГАЗ типа ЦН-15 Конструктивно

циклоны этой серии различаются только схемой выброса газов Коэффициент

местного сопротивления этих циклонов ξ = 105 Конструктивные размеры

приводятся в таблП11

Для более высокой степени очистки применяются батарейные циклоны

(рис 9а) Они собираются из отдельных элементов (до 120 шт на батарею)

Диаметры элементов Dy = 100 150 и 250 мм с направляющими элементами

типа laquoВинтraquo или laquoРозеткаraquo (рис 9б)

Рис8 Циклон НИИОГАЗ типа ЦН-15

Рис 9 Батарейный циклон

(а) и его элемент (б)

1 ndash верхняя камера

2 ndash кожух 3 ndash элемент

4 ndash направляющий

аппарат типа Розетка

5 ndash внутренняя труба

На рис П1 дан пример расположения оборудования пневматической

сушильной установки

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ СУШИЛЬНОЙ

УСТАНОВКИ

В табл П1 приведены обозначения физических величин принятых в

настоящем учебно-методическом пособии Исходные данные для расчета

пневматической сушильной установки (трубы-сушилки) согласно Вашему

варианту приведены в табл П2

Возможные схемы получения сушильного агента А ndash прямоточная

Б ndash с камерой смешения (задан коэффициент избытка воздуха в топке)

Температуру материала и топлива (кроме мазута) условно принимаем

равной температуре окружающего воздуха

Материальный баланс сушильной установки

Начальное критическое и конечное влагосодержания сушимого

материала кг влаги кг сухого материала

u о = Wо (100 ndash Wо) uк = Wк (100 ndash Wк)

u2 = W2 (100 ndash W2)

Начальное и конечное влагосодержания могут быть любыми (начать и

закончить процесс сушки можно в любой момент) но критическое

влагосодержание зависит от свойств материала Критическое

влагосодержание характеризует переход от испарения поверхностной влаги к

удалению внутренней влаги Если критическое влагосодержание отсутствует

то у материала имеется только поверхностная влага

Производительность сушильной установки по абсолютно сухой массе

Gсух = G2 (1 + u2) кгч

Производительность сушильной установки по влажному материалу

G1 = Gсух (1 + uо) кгч

Расход испаряемой влаги

М = Gсух (uо ndash u2) кгч

Состав и теплота сгорания топлива

Состав твердого топлива на рабочую массу берется по заданию

(табл П3)

Wr + Ar + Cr + Hr + Nr + Or + Sр+оr = 100

Если для получения топочных газов используется твердое топливо

которое сушится в установке необходимо выполнить перерасчет

элементного состава топлива на конечную влажность W2 при которой

топливо выходит из сушилки

В задании дано топливо такое же как у Вас но с другой влажностью

Вы вначале сушите топливо в сушилке до влажности W2 а затем часть этого

топлива сжигаете для получения дымовых газов

Ar2 = Ar (100 ndash Wr

2) (100 ndash Wr) = Ar middot K

Cr2 = KmiddotCr Hr

2 = KHr Nr2 = KmiddotNr Or

2 = KOr S (р+о)r2 = KmiddotS(р+o)

r

Wr2 + Ar

2 + Cr2 + Hr

2 + Nr2 + Or

2 + S(р+о)r2 = 100

где К ndash коэффициент пересчета К=(100 ndash Wr2) (100 ndash Wr)

В дальнейших расчетах используются новые значения элементного

состава Индекс laquo2raquo для простоты отбрасываем

По данной методике все расчеты ведутся на высшую теплоту сгорания

топлива и на кг топлива (в том числе и для газа)

Низшая теплота сгорания топлива Qri берется по заданию

(см табл П3) Если Вы не знаете теплоту сгорания то высшую теплоту

сгорания твёрдого и жидкого топлива определяют по формуле

ДИМенделеева

)S109(O1260H340CQ rrrrrs op кДжкг

или

)W(9H2514QQ rrr

i

r

s кДжкг

Состав газообразного топлива берется в соответствии с заданием

(табл П4)

Низшая теплота сгорания сухого газообразного топлива

ecircAumlaeligecircatilde)

H

SH687H5342CO453

H2041CHC207C2116CH(223224Q

22

1048624d

3i

Высшая теплота сгорания газообразного топлива

nmHC

12

0092514QQ

nm

ndi

ds кДжкг

где nmHC ndash составляющие газообразного топлива в процентах по массе

Соотношение между единицами давления в разных системах измерения

и единицами в системе СИ приведено в табл П5

Определение основных параметров топочных газов

Приближенные уравнения определения энтальпии

Энтальпия водяного пара вычисляется по уравнению ЛКРамзина

iumliumliumloiuml ttcii 022500 кДжкг

где io - удельная энтальпия сухого насыщенного пара при 0 degС и нормальном

давлении сп - теплоемкость пара

Энтальпия влажного воздуха или газа определяется по уравнению или

по I-d диаграмме (рис П2-П4)

1000

ooiumloooo

dtcitcI

кДжкг

где со - теплоемкость сухого воздуха (или газа) при температуре to

do - влагосодержание воздуха (или газа) г влаги кг сухого воздуха

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного сгорания

твердого или жидкого топлива

)S0043(O0345H0115CL rrrropo кг воздуха кг топлива

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного сгорания

газообразного топлива

icirc ecircatildeecircatilde2

On

Hm

Cnm12

n4mS

2Iacute044

2Iacute0248NtildeIcirc00179138L

Коэффициент избытка воздуха в топке (только схема А) для твердого

или жидкого топлива

)I1000

dntildeatildentildeatilde(L

)(W

)1000

dntildeatildentildeatilde(

100

rWr9Hntildeatildentildeatilde)

100

rAgraverWr9H(1ηr

s

oo

o

iuml

iuml

iumliuml

o

on

iumlograveeumlograveeuml

ograve

itc

ii

itc

itctcα

IL

Q

o

Ograve

для газообразного топлива коэффициент избытка воздуха в топке

)I1000

di(L

)nm(nm1ηrsQ

oo

ntildeatildentildeatildeo

ntildeatildentildeatilde

iuml

iumlograveeumlograveeuml

ograve

tc

itntildetc

α

HCnm12

n009HC

nm12

n009Ograve

где iumliuml iW ndash масса и энтальпия водяного пара применяемого для дутья или

для распыливания топлива iumli ndash энтальпия водяного пара при температуре

1ttntildeatilde ntildeatildec - средняя массовая теплоёмкость продуктов сгорания при

температуре 1ttntildeatilde (табл П6) При ograveα gt 5 теплоёмкость продуктов

сгорания равна теплоёмкости воздуха Если вы не сжигаете мазут Wп = 0

Масса сухих продуктов сгорания для твёрдого или жидкого топлива

100

rWrH9rAL1G ontildeatilde ograveα

кгкг (таблП1)

Масса сухих продуктов сгорания для газообразного топлива

nmontildeatilde HC

nm12

n009L1 ograveαG кгкг (таблП1)

Масса водяных паров в составе продуктов сгорания для твёрдого или

жидкого топлива

iumloograve

iuml W1000100

W9HG odLα

rr

кгкг (таблП1)

Масса водяных паров в составе продуктов сгорания для сухого

газообразного топлива

1000

dLHC

nm12

n009 oonmiuml

ograveαG

кгкг (таблП1)

Энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки

ecircAumlaeligecircatildeG

ILηQ

ntildeatilde

iumliumlooograveograveeumlograveeumlNtilders

ograve

it WαI Ograve

Влагосодержание продуктов сгорания на выходе из топки

atildeecircatildeG

G1000

ntildeatildeograve

iumld (таблП1)

Коэффициент избытка воздуха дополнительно подаваемого в камеру

смешения (только для схемы Б)

)Id

(L

GGILαηQα

oontildeigrave

ntildeigraveacirco

cigraveiumlntildeigraventildeatildecatildeooograveograveeumlograveeumlrs

aumlicirciuml

1000

itc

itntildetcOgrave

где cigravei ndash энтальпия водяного пара при температуре смеси 1ntildeigrave tt

Энтальпия смеси продуктов сгорания и присадочного воздуха на

выходе из камеры смешения (для схемы Б)

ecircAumlaeligecircatildeLG

I)L(ηQ

icircaumlicirciumlntildeatilde

icircicircograveaumlicirciumlograveeumlograveeumlogravecigrave

α

ααI

tcrs

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха (для

схемы Б)

icirccigrave

cigraveograve

II

IIn

Влагосодержание смеси продуктов сгорания и присадочного воздуха на

выходе из камеры смешения (для схемы Б)

atildeecircatilde1 n

dndd icircograve

cigrave

(таблП1)

Определение основных параметров сушильного агента в процессе сушки

материала (по I-d диаграмме)

Температура материала на выходе из сушилки при 2kicirc uuu

ecircecircigraveigrave )uu)(u(t 222 ordmС

Температура материала на выходе из сушилки при icircecirc uu

icircicircigraveigrave )uu)(u(t 222 ordmС

Температура материала на выходе из сушилки при ecirc2 uu (или ecircu ndash

отсутствует)

igrave2 ordmС

На I-d диаграмме ставим точку на пересечении линий 1IIograve и

1ograve dd (для схемы А) и ntildeigraveI и ntildeigraved (для схемы Б) Точка лежит на вершине

угла образованного линиями I = const и d = const Из вершины проводим луч

процесса (примерно по биссектрисе) до линии =100 и определяем

температуру в точке пересечения Она примерно совпадает по значению с

температурой смоченного термометра igrave (рис 10)

Рис 10 Схема определения температуры смоченного термометра

по I-d диаграмме

Удельный расход теплоты на испарение влаги

)ntildentilde(iq ecircAumlaeligecircatildeicircw2iumlicircegraventildeiuml t

Удельный расход теплоты на нагрев материала

ecircAumlaeligecircatilde uu

)()untilde(ntildeq

2icirc

icirc22wigraveiacuteagraveatilde

Удельные потери теплоты в окружающую среду от 10 до 12

ecircAumlaeligecircatilde )q012)(q(01q iacuteagraveatildeegraventildeiumlicircecirceth

Термовлажностное отношение или угловой коэффициент процесса

icircecirceth2icirc

igrave2w2igraveicircwicircicircecircethiacuteagraveatildeicircw q

)u(u

)ntildeu(ntilde)ntildeu(ntilde)q(qntildeΔ

кДжкг

Энтальпия сушильного агента на выходе из сушильной установки

ecircAumlaeligecircatilde )(Δ

))(IΔd

I2iumlicirc

2iumlicircacirc

tntildei

tntildeitntilde 11

22

21000

где I1 = Iт и d1= dт (для схемы А) I1 = Iсм и d1= dсм (для схемы Б)

2acircntilde - теплоёмкость сушильного агента равная теплоёмкости воздуха при

температуре t2 на выходе из сушильной установки

Влагосодержание сушильного агента на выходе из сушильной

установки

Δ

)I(Idd atildeecircatilde 12

12

1000

Порядок построения процессов изменения состояния сушильного

агента на I-d диаграмме

Сначала на I-d диаграмму наносится точка 0 соответствующая

параметрам наружного воздуха Далее по рассчитанным энтальпии Iт и

влагосодержанию dт строится точка Т (см рис 11аб) соответствующая

параметрам топочных газов на выходе из топки Точка С (для схемы Б)

соответствующая параметрам смеси на выходе из камеры смешения лежит

на прямой соединяющей 0 и Т

а б

Рис11 Изменение параметров сушильного агента на I-d диаграмме

для схем А и Б на схеме следующие обозначения

1 - топка 2 - камера смешения 3 - сушильная камера 4 - дымосос

5 - уходящие газы

Из точки 1 с координатами I1 d1 или Iсм dсм проводим прямую до

пересечения с заданной изотермой t2 Точке пересечения 2 соответствуют

искомые координаты I2 d2

Линия соединяющая точки 1 и 2 является линией действительного

процесса сушки

Процесс сушки влажного материала в трубе-сушилке является

нестационарным те протекает при переменной температуре как

сушильного агента так и материала (рис 12б) Для большей точности

процесс 1-2 заменяется суммой элементарных процессов прогрева периода

постоянной и периода уменьшающейся скорости сушки для которых легко

могут быть определены температуры материала и сушильного агента

а б

Рис 12 Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии всех периодов сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Энтальпия температура и влагосодержание сушильного агента

определяются по I-d диаграмме в характерных точках начала (окончания)

каждого элементарного процесса

Приращение влагосодержания сушильного агента в первом периоде

сушки (при отсутствии первого периода 0dΔ )

atildeecircatilde )(

)d)(d(d

1000Δ

2

12`

uu

uu

icirc

ecircicirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце периода прогрева (в точке П

рис 12а)

qd)(

))(u)(d(dII ecircAumlaeligecircatilde

1000icircecirceth

icirc

icircigraveicircwigraveiumleth Δ

2

121

uu

cc

Температура сушильного агента в конце периода прогрева

d

dIC

1000

1000

1

1

nacirc

icirciumlethiumleth

cc

it

Влагосодержание сушильного агента в конце первого периода

(в критической точке К рис 12а)

)u(u

)d)(du(udd atildeecircatilde

2

121

icirc

ecircicircecirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

)u(u

)d)(du(ucI

)d(dcII ecircAumlaeligecircatilde

100010002

121

icirc

kicircwigraveiumleth

ecircwigraveiumlethecirc

Температура сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

C dntildentilde

diI

1000

1000

ecircnacirc

kicircecircecirct

В том случае когда отсутствует один из периодов сушки процесс на I-d

диаграмме термограмма и кинетическая кривая упрощаются (рис 1314)

Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива

Расход сушильного агента для схем

А) igrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Б)

ntildeigrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Расход присадочного воздуха для схемы (Б)

n1

nLL ntildeatilde

acirc

кгч

Расход топочных газов для схемы (Б)

n1

LL ntildeatilde

ograve

кгч

Часовой расход топлива для схем

А) G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve Б) ecircatildedivide

n)(1G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve

Объем топочной камеры для получения сушильного агента

igrave 3600

QBV 3

v

rsograve

ograveq

Напряжение топочного объема принимается в зависимости от способа

сжигания и вида топлива (таблП7)

а б

Рис 13Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и первого периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

а б

Рис 14Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и второго периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена

Температура tср влагосодержание dср плотность ρг

ecircatildeecircatilde dd

dCtt

t100022

2121ntildeethntildeeth

(таблП1)

ecircatildeigrave )d)(t(

)d(3

ntildeethntildeeth

ntildeethicircatilde

622273

1622273ρρ

где icircρ =1293 кгм3

Значения νг и λг сушильного агента принимаются по температуре

t = tср (табл П8 П9)

Средние значения влагосодержания uср и плотности ρм сушимого

материала

uu

u ecircatildeecircatilde 2

2icircntildeeth

(таблП1) )u(ρρ 3

ecircatildeigrave1 ntildeethigraveigraveicirc

Скорость витания частиц в трубе-сушилке определяется для каждой

фракции

ρζ

)ρ(ρgdw igraventilde

3

4

atildeacircegraveograve

atildeigraveiiacircegraveograve

где acircegraveograveζ - коэффициент лобового сопротивления частиц при

1 le Re le 30 Re98acircegraveograveζ

30 lt Re lt 400 ζ 02354Reacircegraveograve

400 lt Re lt 5500 11acircegraveograveζ

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке принимаем на 12 мс

больше скорости витания частицы имеющей максимальный размер

ww 21maxacircegraveograveatilde

Сечение трубы-сушилки

2

igrave3600

ρw

Fatildeatilde

ntildeatildeograveeth

L

Диаметр трубы-сушилки (если она круглого сечения)

π

igraveograveeth

ograveeth

4FD

Концентрация частиц материала в трубе-сушилке

ecircatildeigrave )w(w

)(ββ 3

ograveethacircegraveograve2

iiVV

Fi

36002

GG3K 21

x

где ix ndashмассовая доля i фракции К ndash коэффициент при

Dтp lt 025 м rarr К= 077

Dтp = 025 divide 10 м rarr К = 068

Удельная поверхность частиц отдельной фракции

ρd

βf 32

igraveigrave6

igravei

iv

ioacuteauml

Коэффициент конвективного теплообмена при

20iacircegraveograve

Re rarr d

λα CigraveAcircograve

2 2

i

atildei

20 lt i

acircegraveograveRe lt 480 rarr CigraveAcircograve

01862

08

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

480 lt i

acircegraveograveRe lt 2000 rarr

CigraveAcircograve

1142

05

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

Критерий Рейнольдса при скорости витания

atilde

iacircegraveograve

acircegraveograve ν

dwRe i

i

Объемный коэффициент теплообмена

NtildeigraveAcircograve 3

ioacuteaumliv fαα

Расчет высоты трубы-сушилки по участкам

Количество теплоты отданное сушильным агентом в период прогрева

материала (при ик gt ио величина (ио ndash ик) qokp = 0)

ecircAumlaeligdivide])qu(u))(uc[(c icircecircethecircicircicircigraveicircwigravecyxiumlp GQ

Температурный напор на участке прогрева

)(t

)(tln

)(t)(tt

igraveiumlp

icirc1

igraveiumlpicirciumlp

1

Высота участка трубы соответствующая периоду прогрева

Δtα

QH igrave

36 ograveethiumlethv

iumlpiumleth

F

Высота трубы-сушилки зависит от того в каком периоде заканчивается

процесс сушки

При u0 gt uк gt u2 имеют место все три интервала сушки прогрев первый

и второй период сушки (см рис12б)

В случае когда u2 gt uк (или uк - отсутствует) процесс заканчивается в

первом периоде (или материал содержит только поверхностную влагу и

второй период отсутствует)

Тогда температурные напоры будут рассчитываться только для

прогрева и первого периода сушки (см рис 13б)

В случае когда uк gt u2 досушивается материал в котором осталась

только внутренняя влага Температурные напоры будут рассчитываться

только для прогрева и второго периода сушки (см рис14б)

Количество теплоты отданное сушильным агентом в первом периоде

(постоянной скорости) сушки материала

)ntildetc)(iu(u ecircAumlaeligdivideGQ igravewecirciumlicircecircicircntildeoacuteotilde1

Температурный напор на участке первого периода сушки

)(t

)(t

)t(tt CΔ

igraveecirc

igraveiumleth

ecirciumleth

ln

1

Высота участка трубы соответствующая первому периоду

igraveFΔ36

QH

ograveeth1

1

V

1

Количество теплоты отданное сушильным агентом во втором периоде

(уменьшающейся скорости) сушки материала

])qu(u

)ntildetc)(iu(u))(uc[(c

ecircAumlaeligdivide

GQ

icircecirceth2ecirc

igravew2iumlicirc2ecircigrave22wigraventildeoacuteotildeII

Температурный напор на участке второго периода сушки

)(t

)(t

)(t)(tt CΔ

22

22

igraveecirc

igraveecircII

ln

Высота участка трубы соответствующая второму периоду

QH igrave

FΔ36 ograveethIIV

IIII

Высота участка трубы необходимая для разгона частиц

igrave www

wwwln

www

wwwln

2g

)w(wwH

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2acircegraveograveatildeacircegraveograveeth

где скорость частиц материала в начале разгонного участка wм1=0 скорость

в конце разгонного участка wм2 = 095(wг ndashwвит)

Общая высота пневматической сушильной установки

Hтp = Hp + Hпp+HI + HII м

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной установки

Объемная концентрация частиц материала в трубе

3321 igraveigrave

2L

GG

)ρd(1

)ρ(

igraventildeethntildeatilde

atildeχ

Потери напора при трении газа о стенки трубы

)(λ Iumlagrave2

1D

HΔP

2

1atildeatilde

ograveeth

ograveethograveeth χ

где λтp = 64Re + 0136 Re018 при 23 middot103 lt Re lt 106

Потери напора в местных сопротивлениях (сужениях поворотах) из-за

трения газа

)(ξ Iumlagrave2

1ΔP

2atildeatilde

igrave2 χ

где ζм - коэффициент местного сопротивления табл П10

Статический напор газового потока (вес столба газа)

Iumlagrave g)(ρ ograveethatilde3 Hχ1ΔP

Знак laquo+raquo для восходящего знак laquo-raquo для нисходящего потоков газа для

горизонтального участка ΔP3 = 0

Потери напора при трении материала о стенки трубы

λ Iumlagrave2D

HΔP

2igraveigrave

ograveeth

ograveethograveeth4 χ

Здесь коэффициент сопротивления трению равен

075ograveeth Fr27λ при 2520

D

i

ograveeth

d

λ 075

i

ograveethograveeth Fr

d

05

D425

при 2520

D

i

ograveeth

d

где

i

igrave

dg

w2

Fr критерий Фруда

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке стабилизированного движения частиц

gχρ IumlagraveΔ ntildeograveigrave HP5

где высота участка стабилизации Hcт =Hтp ndash Hp

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке разгона частиц

)ww)(www(w

)ww)(www(wln

ρ

)ρ(ρwP IumlagraveΔ

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

ograveethigrave

igraveatildeigraveacircegraveograve6

F2

G

Средняя производительность трубы-сушилки определяется по формуле

Gм = 05 (G1 + G2) кгч

Динамические потери напора на разгонном участке

)w(w

IumlagraveΔ

ograveeth

igraveigraveigrave

F

GP 12

7

Задавшись условной скоростью газа в сечении циклона (wу = 3 divide 4 мс)

определяем диаметр циклона (табл П11)

ρwπ

igrave

atildeoacute

ntildeatildeouml

3600

4LD

Гидравлическое сопротивление циклона

ρw

ξ Iumlagrave2

Δatildeoacute

oumlouml

2

P

где ξц ndash коэффициент гидравлического сопротивления циклона

Полное гидравлическое сопротивление трубы-сушилки

IumlagraveΔΔΔΔΔΔΔΔΔ oumlPPPPPPPPP 7654321

По найденному полному сопротивлению ΔP и расходу сушильного

агента Lсг производится выбор тягодутьевого оборудования

Мощность тягодутьевой установки

ηρ

Acircograve3600

Δ

aumlatilde

ntildeatilde PLN

где ηд = 065 - КПД тягодутьевой установки

Размеры и конкретный тип дымососа (вентилятора дымоудаления)

выбираются по каталогу тягодутьевого оборудования (см электронное

учебное пособие laquoТепломассообменное оборудование предприятий

(сушильные установки)raquo или табл П12)

Таблица П1

Обозначения физических величин

принятые в настоящем учебно-методическом пособии

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Коэффициент избытка воздуха в топке αт

Коэффициент избытка воздуха в камере смешения αдоп

Объемный коэффициент теплообмена Вт(м3 degС) αv

Расход топлива кгч Bт

Концентрация частиц материала в трубе кгм3 βv

Теплоемкость топлива кДж(кг degС) стл

Теплоемкость сухих топочных газов кДж(кг degС) ссг

Теплоемкость воды кДж(кг degС) сw

Теплоемкость сухого материала кДж(кг degС) см

Теплоемкость водяного пара кДж(кг degС) сп

Влагосодержание наружного воздуха г влаги кг воздуха d о

Влагосодержание газов на выходе из топки г кг dт

Влагосодержание смеси на выходе из камеры смешения гкг dсм

Влагосодержание агента на входе в трубу-сушилку гкг d1

Влагосодержание агента в конце периода прогрева гкг d пр

Влагосодержание агента на выходе из трубы-сушилки гкг d2

Влагосодержание воздуха при φ=100 гкг dм

Среднее влагосодержание газов кгкг dср

Диаметр частиц материала данной фракции мм di

Минимальный диаметр частиц материала мм dч min

Средний диаметр частиц материала мм dч ср

Термовлажностное отношение кДжкг ∆

Производительность по абсолютно сухой массе кгч Gсух

Производительность по влажному материалу кгч G1

Производительность по готовой продукции кгч G2

Масса сухих продуктов сгорания кг дымовых газов кг топлива Gсг

Масса водяных паров кг водяных паров кг топлива Gп

Энтальпия наружного воздуха кДжкг воздуха Iо

Энтальпия газов на выходе из топки кДжкг Iт

Энтальпия смеси на выходе из камеры смешения кДжкг Iсм

Энтальпия агента на входе в трубу-сушилку кДжкг I1

Энтальпия агента в конце периода прогрева кДжкг Iпр

Энтальпия агента на выходе из трубы-сушилки кДжкг I2

Энтальпия пара при 0 degС кДжкг пара iо

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Энтальпия пара кДжкг iп

Энтальпия пара применяемого для дутья кДжкг iпprime

Начальная температура материала degС icirc

Температура смоченного термометра degС igrave

Конечная температура материала degС 2

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного

сгорания кг воздуха кг топлива Lо

Расход сушильного агента кгч Lсг

Расход присадочного воздуха кгч Lв

Расход топочных газов кгч Lт

Коэффициент теплопроводности газа Вт(м degС) λг

Коэффициент полезного действия топки ηт

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха n

Коэффициент кинематической вязкости газа м2с ν г

Низшая теплота сгорания топлива кДжкг Qri

Высшая теплота сгорания топлива кДжкг Qrs

Расход теплоты на прогрев влажного материала кВт Qпр

Удельные потери теплоты кДжкг влаги qокр

Средняя плотность газа кгм3 ρг

Средняя плотность материала кгм3 ρм

Средняя температура сушильного агента degС tср

Температурный напор в период прогрева degС ∆ tпр

Температура топлива degС tтл

Температура газов на выходе из топки degС tт

Температура смеси после камеры смешения degС tсм

Температура сушильного агента после прогрева degС tпр

Температура сушильного агента на выходе из трубы-сушилки degС t2

Начальное влагосодержание материала кг влаги кг сухого материала uо

Критическое влагосодержание материала кгкг uк

Конечное влагосодержание материала кгкг u2

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке мс wг

Скорость витания частиц материала мс wвит

Расход испаряемой влаги кгч М

Начальная относительная влажность материала Wо

Критическая влажность материала Wк

Конечная относительная влажность материала W2

Массовая доля отдельных фракций материала xi

Таблица П2

Исходные данные для расчета пневматической сушильной установки

в

ар

Материал ρ кгм3

См

кДж(кг оС)

Размер мм Влажность G2

тч

Дымовые газы Воздух

Топливо

топлива Схема

α топки доля фракции

Wо Wk W2 t1 t2 t о dо 05 03 02

1 Глина простая 2000 084 1 15 3 22 mdash 15 1 600 100 20 10 мазут 29 А mdash

2 Глина огнеупорная 1800 109 2 3 4 9 mdash 07 2 800 120 10 4 мазут 28 А mdash

3 Известняк 1870 092 05 1 12 5 mdash 01 80 800 110 20 12 уголь 11 Б 115

4 Мел 2000 088 01 03 05 51 mdash 24 20 540 270 10 6 уголь 9 Б 11

5 Песок речной 1500 092 1 15 2 10 mdash 05 75 900 120 20 12 уголь 5 Б 115

6 Руда магнитогорская 3000 078 1 25 4 6 mdash 05 12 730 120 25 12 мазут 28 А mdash

7 Руда марганцевая 3450 078 5 2 1 15 mdash 2 15 120 60 25 12 уголь 7 А mdash

8 Железный колчедан 3300 05 2 1 05 12 mdash 3 2 350 100 15 6 уголь 8 А mdash

9 Сернокислый аммоний 800 14 1 3 2 5 mdash 04 25 120 55 25 12 газ 31 Б 102

10 Сланцы (Лен обл) 1100 134 3 2 1 38 40 28 11 600 100 20 8 сланцы 21 А mdash

11 Уголь каменный 1400 13 1 2 5 9 35 06 12 800 120 25 12 уголь 3 А mdash

12 Уголь бурый (Подмоск) 800 113 2 2 1 47 40 38 16 500 160 20 8 уголь 6 Б 11

13 Торф фрезерный 245 176 2 1 3 48 42 38 12 550 140 10 4 торф 23 А mdash

14 Кузнецкий уголь 1300 11 4 1 2 12 35 07 13 350 88 20 8 уголь 2 А mdash

15 Антрацит штыб 730 109 4 3 1 14 40 5 15 400 120 20 12 уголь 10 А mdash

16 Шлам промывки угля 1200 12 02 05 2 50 40 1 5 750 120 15 6 уголь 1 А mdash

17 Опилки 250 25 4 2 1 45 43 35 13 300 100 20 10 древес 25 А mdash

18 Аммофос 1500 11 4 2 1 12 mdash 15 12 350 110 20 12 уголь 12 А mdash

19 Диаммофос 1700 12 4 2 1 4 mdash 1 14 200 90 10 4 мазут 29 Б 11

20 Суперфосфат 2390 12 1 05 2 22 mdash 3 10 750 80 20 8 мазут 28 А mdash

21 Преципитат 870 113 1 2 1 55 mdash 3 6 550 120 25 8 уголь 4 Б 12

22 Фтористый алюминий 900 15 05 1 03 50 mdash 5 12 750 250 25 12 мазут 28 Б 105

23 Соль поваренная 200 089 1 2 1 6 mdash 1 12 200 85 25 14 газ 32 Б 11

24 Сахарный песок(кукурузн) 600 123 2 1 2 14 mdash 8 14 90 40 20 12 газ 41 Б 101

25 Жом свекловичный 800 16 2 3 1 84 40 30 05 750 100 10 4 газ 39 А mdash

Таблица П3

Cостав и низшая теплота сгорания твердых и жидких топлив

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое топливо (угли)

1 Кузнецкий 120 132 04 586 42 19 97 22860

2 80 143 05 633 44 21 74 25250

3 60 141 06 725 34 17 17 27420

4 90 182 03 615 36 15 59 23570

5 70 146 05 702 30 17 30 25120

6 70 363 07 479 34 14 33 18760

7 70 326 03 519 33 16 33 19850

8 Аркагалинское 190 122 02 513 36 08 129 19090

9 Березовское 330 47 02 442 31 04 144 15660

10 Челябинский 170 324 09 359 26 100 102 13440

11 Подмосковный 321 306 25 243 19 04 82 8670

12 Печорский 55 284 09 555 36 17 44 22020

13 Интинский 115 274 25 458 31 15 82 17540

14 Кизеловский 60 348 53 455 34 08 42 18380

15 Минусинский 140 172 05 529 35 14 105 20100

16 Черемховское 130 270 10 462 34 07 87 17880

17 Букачачинское 80 101 06 672 47 08 86 26040

18 Никольское 60 182 04 596 42 11 105 22990

19 Партизанский 55 340 04 498 32 08 63 19470

20 Нерюнгри 100 198 02 600 31 06 63 22480

Окончание табл П3

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое (вторичное) топливо

21 Сланцы (Ленобласть) 110 482 220 301 387 025 438 7660

22 Сланцы (Эстония) 120 444 227 322 410 010 490 9000

23 Торф фрезерный 485 643 014 255 270 113 156 8120

24 Торф кусковой 458 731 011 268 281 117 160 9250

25 Древесные опилки 400 060 0 303 360 04 251 10200

26 Лигнин (ЛГЗ) 650 115 013 213 192 105 - 6410

27 Лигнин (ЗГЗ) 650 400 008 206 168 864 - 6120

Жидкое топливо (мазут)

28 Малосернистый 30 005 03 847 12 03 40280

29 Сернистый 30 01 14 838 11 05 39730

30 Высокосернистый 30 01 28 830 10 07 38770

Таблица П4

Cостав и теплота сгорания газообразных топлив

топ

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Природные газы

31 Уренгой-Надым-Пунга 987 012 001 lt 001 mdash mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35500 0724

32 Уренгой-Ужгород 989 012 001 001 mdash mdash mdash lt 006 090 mdash mdash mdash 35590 0724

33 Уренгой-Новопсков 989 013 001 lt 001 mdash mdash mdash 008 087 mdash mdash mdash 35590 0723

34 Уренгой-Сургут-Челябинск 982 029 02 009 004 mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35800 0729

35 Надым-Пунга-Свердловск 987 016 008 001 mdash mdash mdash 008 100 mdash mdash mdash 35590 0725

36 ННовгород-Иваново 990 025 004 002 mdash mdash mdash 010 060 mdash mdash mdash 35750 0725

37 Бухара-Урал 942 30 089 039 017 013 mdash 028 090 mdash mdash mdash 37560 0771

38 Средняя Азия-Центр 941 28 073 030 007 002 mdash 100 100 mdash mdash mdash 36760 0771

39 Саратов-Москва 903 28 11 075 034 020 mdash 032 420 mdash mdash mdash 37010 0807

40 Мострансгаз (кольцо) 966 14 04 018 007 003 mdash 015 120 mdash mdash mdash 36300 0747

41 Оренбург-Александров Гай 864 39 172 087 030 007 mdash 001 670 mdash mdash mdash 36800 0828

Попутные газы

42 Каменный Лог-Пермь 387 226 107 27 07 mdash mdash mdash 2380 mdash 080 mdash 42370 1196

43 Ярино-Пермь 380 251 125 33 13 mdash mdash mdash 1870 mdash 110 mdash 46890 1196

44 Кулешовка-Самара 580 172 74 20 05 mdash mdash 080 1360 mdash 050 mdash 41740 1052

45 Безенчук-Чапаевск 427 196 126 51 13 mdash mdash 100 1690 mdash 080 mdash 46980 1196

46 Барса-Гельмес-Вышка 939 34 13 07 02 mdash mdash 040 010 mdash mdash mdash 38100 0778

47 Вход в Краснодар Крымск 912 39 2 09 02 mdash mdash 180 mdash mdash mdash mdash 38270 0810

48 Вознесенская-Грозный 767 132 54 25 22 mdash mdash mdash mdash mdash mdash 47020 0971

49 Тэбук-Сосновка 482 182 119 33 1 mdash mdash 090 1650 mdash mdash mdash 45130 1164

50 Туймазы-Уфа 500 220 98 12 04 mdash mdash mdash 1660 mdash mdash mdash 43040 1095

51 Шкапово-Туймазы 441 220 52 14 03 mdash mdash mdash 2700 mdash mdash mdash 36630 1095

52 Казань-Бугульма 536 228 61 09 02 mdash mdash 020 1580 mdash mdash mdash 40610 1046

Окончание табл П4

т

оп

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Промышленные газы

53 Газ доменных печей 03 mdash mdash mdash mdash mdash 280 105 585 mdash mdash 27 3940 1293

54 Газ коксовых печей 250 20 mdash mdash mdash mdash 700 30 40 10 mdash 580 18000 0468

55 Газ генераторный 19 mdash mdash mdash mdash mdash 203 98 562 02 mdash 109 6200 1121

56 Газ генераторный (из древес) 65 mdash mdash mdash mdash mdash 290 65 469 02 mdash 140 6500 1130

57 Газ пиролиза нефти 410 mdash mdash mdash mdash 430 080 05 02 mdash mdash 140 47500 1100

Примечания

1) Теплоемкость твердого топлива

стл = 0012 Wr + стлcух (1 ndash 001 Wr) кДж(кг degС)

где стлcух ndash теплоемкость сухой массы топлива для бурых углей ndash 113 кДж(кг degС)

для каменных углей - 109 кДж(кг degС) для углей - 092 кДж(кг degС)

Теплоемкость мазута

смаз = 174 + 00025 tмаз кДж(кгdegС) где tмаз = 90divide130degС

Расход пара на форсунки Wп = 03 + 035 кг пара кг топлива при Рнас = 06divide15 МПа

2) Теплоемкость газообразного топлива

010cVntilde iiatildeagraveccedil

где Vi - объем составляющих газообразного топлива

ci- теплоемкость составляющих газообразного топлива кДж(м3 оС)

4NtildeIacutentilde = 157 62IacuteCntilde = 278

83IacuteCntilde = 314 104IacuteCntilde = 424

125IacuteCntilde = 527 146IacuteCntilde = 630 NtildeIcircntilde = 130

2NtildeIcircntilde = 159 2Nntilde = 129

2Icircntilde = 130 S2Iacutec = 152 2Iacutentilde = 128

Таблица П5

Соотношение между единицами давления

Величина Па бар тех атм мм рт ст мм водст

1 Нм2=1 Па 1 10-5 10210-5 7510-3 0102

1 бар 105 1 102 750 102middot104

1 техатм=1кгссм2 981middot10-4 0981 1 7356 104

1 мм ртст 1333 133310-5 13610-3 1 136

1 мм водст=1кгсм 981 98110-5 10-4 735610-2 1

Таблица П6

Теплоемкость и плотность горючих газов

Газ Формула Плотность кгм3 Теплоемкость

кДж(м3 degС)

Метан СН4 0717 155

Этан С2Н6 1342 221

Пропан СзН8 1976 305

Бутан С4Н10 2598 413

Пентан С5Н12 3219 513

Гексан СбН14 384 615

Окись углерода СО 125 129

Углекислый газ СО 2 198 16

Азот N2 125 129

Кислород О2 143 13

Сероводород H2S 1539 151

Водород Н2 009 128

Таблица П7

Напряжение топочного объема для сушильных установок

Топливо qv кВтм3

Доменный газ 230-350

Генераторный газ 230-290

Природный газ 350-460

Мазут 230-350

Торф дрова 230-290

Каменные угли 290-350

Таблица П8

Физические свойства дымовых газов

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па 2NtildeIcircETH = 013 IcircIacute 2

ETH = 011 2NETH = 076

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1295 1042 228 169 158 1220 072

100 0950 1068 313 308 204 2154 069

200 0748 1097 401 489 245 3280 067

300 0617 1122 484 699 282 4581 065

400 0525 1151 570 943 317 6038 064

500 0457 1185 656 1211 348 7630 063

600 0405 1214 742 1509 379 9361 062

700 0363 1239 827 1838 407 1121 061

800 0330 1264 915 2197 434 1318 060

900 0301 1290 1000 2580 459 1525 059

1000 0275 1306 1090 3034 484 1743 058

1100 0257 1323 1175 3455 507 1971 057

1200 0240 1340 1262 3924 530 2210 056

Таблица П9

Физические свойства сухого воздуха

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1293 1005 244 188 172 133 0707

100 0946 1009 321 336 219 231 0688

200 0746 1026 393 514 260 349 0680

300 0615 1047 460 718 297 483 0674

400 0524 1068 521 931 330 631 0678

500 0456 1093 574 1153 362 794 0687

600 0404 1114 622 1383 391 969 0699

700 0362 1135 671 1634 418 1154 0706

800 0329 1156 718 1888 443 1348 0713

900 0301 1172 763 2162 467 1551 0717

1000 0277 1185 807 2459 490 1771 0719

1100 0257 1197 850 2762 512 1993 0722

1200 0240 1210 915 3165 535 2337 0724

Таблица П10

Коэффициенты местных сопротивлений

Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления

Колено

угол

поворота 90deg 120deg 135deg 150deg

ξ 11 055 025 02

Отвод радиусом R угол

поворота 30deg 45deg 60deg 75deg 90deg 105deg 120deg

трубы диаметром D

RD = 15 ξ 008 011 014 016 0175 019 02

RD = 20 ξ 007 010 012 014 015 016 017

Вход в трубу

с острыми краями ξ =05

с закругленными ξ =02

Выход из трубы ξ =1

FminFmax 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09

Внезапное расширение ξ 1 081 064 049 036 025 016 009 004 001

Внезапное сужение ξ 05 047 043 038 033 03 025 02 015 009

Таблица П11

Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗ типа ЦН-15 мм (рис8)

Dц A d d1 d2 H h1 h2 h3 h4 h5 a б б1 l

100 820 60 40 105 492 200 232 60 212 32 66 20 29 90

150 1190 90 60 155 720 300 345 75 297 48 99 30 41 110

200 1560 120 60 160 918 400 458 60 354 48 132 40 52 120

250 1930 150 75 180 1149 500 574 75 444 60 165 50 65 150

300 2300 180 90 210 1377 600 687 90 531 72 198 60 78 180

350 2670 210 105 250 1605 700 800 105 618 84 231 70 91 210

400 3040 240 120 280 1833 800 913 120 705 96 264 80 104 240

450 3410 270 135 310 2031 900 1026 135 792 108 297 90 117 270

500 3780 300 150 325 2289 1000 1139 150 879 120 330 100 130 300

550 4150 330 165 350 2520 1100 1255 165 972 132 363 110 143 330

600 4520 360 180 365 2750 1200 1370 180 1060 144 396 120 156 360

650 4890 390 195 400 2980 1300 1485 195 1146 156 429 130 169 390

700 5260 420 210 410 3210 1400 1600 210 1235 168 462 140 182 420

750 5630 450 225 450 3435 1500 1710 225 1320 180 495 150 195 450

800 6000 480 240 470 3665 1600 1825 240 1405 192 528 160 208 480

Таблица П12

Габаритные размеры вентилятора дымоудаления (дымососа) м

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 7: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

Рис 3 Шнековый питатель

1 ndash бункер 2 ndash мешалка 3 ndash горизонтальная ось 4 ndash подшипник

мешалки 5 ndash цилиндрическая пара 6 ndash вал шнека

7 ndash подшипник шнека 8 ndash шнек 9 ndash рубашка шнека

10 ndash гильза шнека 11 ndash фланец для крепления к трубе-сушилке

В настоящее время большое распространение получили сушилки

работающие на смеси топочных газов с воздухом Топочные газы в

большинстве случаев получаются в специальных топках Если топочные газы

имеют высокую температуру то для получения сушильного агента с

требуемой температурой их разбавляют воздухом В случае если топочные

газы используются для сушки материалов при более низких температурах но

с высокой влажностью то применяют рециркуляцию сушильного агента

Рециркуляция ведет к увеличению относительной влажности сушильного

агента поэтому существует предельное значение степени рециркуляции

определяемое относительной влажностью на выходе φ = 100

Одновременно рециркуляция снижает взрывоопасность процесса сушки так

как ведет к уменьшению содержания кислорода Считается что при

концентрации кислорода в сушильном агенте ниже 12-10 вероятность

взрыва практически исключается

Рис 4 Схема забрасывателя

1 - корпус трубы 2 - пятисекционный барабан

3 - нож для очистки барабана 4 - нож-забрасыватель

Основным отличием топок сушильных установок от топок паровых

котлов является то что в них может иметь место более низкая температура

горения топлива Максимальная температура сушильного агента редко

превышает 900 ndash 1000 degС С целью защиты стенок топки от действия высоких

температур и улучшения горения коэффициент избытка воздуха в них при

сжигании твердого топлива принимают равным 2 - 25 а затем топочные

газы разбавляют воздухом или циркулирующей в сушилке смесью до

требуемой температуры Увеличение коэффициента избытка воздуха в топке

практически не сказывается на КПД всей сушильной установки а величина

коэффициента избытка воздуха определяется только минимально возможной

устойчивой температурой горения топлива в топке

Основное требование которое предъявляется к топочным устройствам

сушильных установок состоит в том чтобы в топке происходило полное

сгорание топлива без наличия сажи а продукты сгорания содержали

минимальное количество частиц золы которые должны почти полностью

улавливаться в пылеосадительных камерах или циклонах

На рис5 показана топка ВТИ для сжигания бурых углей и других

многозольных сортов топлива Топливо сжигается на наклонной решетке в

топке имеются две искроосадные камеры и цилиндрический циклон-

искродожигатель выполненный из огнеупорного кирпича Разбавление

топочных газов атмосферным воздухом до требуемой температуры

происходит в камере смешения при пуске открывается растопочный клапан

Рис 5 Топка ВТИ с наклонной колосниковой решеткой

1 ndash топка 2 и 3 ndash осадительные камеры 4 ndash шибер

5 ndash растопочная труба 6 ndash искроотделитель 7 ndash карманы для

улавливания золы 8 ndash выход очищенного газа к сушилке

Сжигание жидкого и газообразного топлив в топках сушильных

установок обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с сжиганием

твердого топлива например продукты сгорания не загрязнены летучей

золой Благодаря этому исключается необходимость установки

искроосадительных камер или каких-либо других обеспыливающих

устройств Топочное устройство получается простым и компактным

облегчается его эксплуатация

На рис 6 показана цилиндрическая газовая топка со стальным кожухом

толщиной 8-10 мм изнутри футерованная шамотным кирпичом Горелки

низкого давления установлены на фронте топки На фронтальной стенке

имеются также смотровой люк и отверстие для ввода запальника (ниже

горелок) Топка работает при разрежении камера смешения отделена от

камеры горения пережимом Вторичный воздух подается в камеру горения

по образующей что обеспечивает хорошее перемешивание газа с воздухом

который одновременно охлаждает кладку топки

Рис 6 Топка для сжигания газа

1 ndash окно для подвода вторичного воздуха 2 ndash газовая горелка

3 ndash смотровое отверстие 4 ndash камера сгорания 5 ndash взрывной

клапан 6 ndash камера смешения 7 ndash футеровка 8 ndash опора

На рис 7 представлена мазутная топка Она представляет собой

цилиндрическую камеру кожух которой выполнен из листовой стали По

фронту размещены две мазутные форсунки низкого давления Воздух для

разбавления газов вводится в смесительную камеру через каналы в верхней

части топки что позволяет одновременно охлаждать свод камеры Изнутри

камера футерована шамотным кирпичом Рекомендуемые значения

теплового напряжения объема топочного пространства при сжигании

различных топлив приведены в табл П7

Рис 7 Топка Гипрохима для сжигания мазута

1 ndash форсунка низкого давления 2 ndash камера сгорания 3 ndash каналы

для подачи воздуха 4 ndash патрубок растопочной трубы

5 ndash перегородка 6 ndash камера смешения

В комплект сушильной установки входит вспомогательное

оборудование для улавливания частиц материала на выходе из сушилки

Интенсивное и эффективное осаждение твердых частиц материала

взвешенных в газе осуществляется в центробежных аппаратах ndash циклонах

Сущность центробежного метода отделения частиц заключается в создании

потока движущегося с определенными скоростями и изменяющего

направление движения Частицы обладающие значительной инерцией не

успевают за изменениями направлений потока и продолжая перемещаться в

первоначальном направлении оседают на стенках циклона Поток газа

содержащий взвешенные частицы вводится по касательной в

цилиндрическую часть аппарата и движется вдоль его стенок по спиралям а

затем выходит вверх по центральной трубе Частицы оседающие на

внутренней стенке циклона падают в его суженную конусообразную часть

откуда систематически удаляются Оптимальными для циклона считаются

скорости потока 2 - 4 мс При больших и меньших скоростях эффективность

циклона резко снижается

На рис 8 представлен циклон НИИОГАЗ типа ЦН-15 Конструктивно

циклоны этой серии различаются только схемой выброса газов Коэффициент

местного сопротивления этих циклонов ξ = 105 Конструктивные размеры

приводятся в таблП11

Для более высокой степени очистки применяются батарейные циклоны

(рис 9а) Они собираются из отдельных элементов (до 120 шт на батарею)

Диаметры элементов Dy = 100 150 и 250 мм с направляющими элементами

типа laquoВинтraquo или laquoРозеткаraquo (рис 9б)

Рис8 Циклон НИИОГАЗ типа ЦН-15

Рис 9 Батарейный циклон

(а) и его элемент (б)

1 ndash верхняя камера

2 ndash кожух 3 ndash элемент

4 ndash направляющий

аппарат типа Розетка

5 ndash внутренняя труба

На рис П1 дан пример расположения оборудования пневматической

сушильной установки

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ СУШИЛЬНОЙ

УСТАНОВКИ

В табл П1 приведены обозначения физических величин принятых в

настоящем учебно-методическом пособии Исходные данные для расчета

пневматической сушильной установки (трубы-сушилки) согласно Вашему

варианту приведены в табл П2

Возможные схемы получения сушильного агента А ndash прямоточная

Б ndash с камерой смешения (задан коэффициент избытка воздуха в топке)

Температуру материала и топлива (кроме мазута) условно принимаем

равной температуре окружающего воздуха

Материальный баланс сушильной установки

Начальное критическое и конечное влагосодержания сушимого

материала кг влаги кг сухого материала

u о = Wо (100 ndash Wо) uк = Wк (100 ndash Wк)

u2 = W2 (100 ndash W2)

Начальное и конечное влагосодержания могут быть любыми (начать и

закончить процесс сушки можно в любой момент) но критическое

влагосодержание зависит от свойств материала Критическое

влагосодержание характеризует переход от испарения поверхностной влаги к

удалению внутренней влаги Если критическое влагосодержание отсутствует

то у материала имеется только поверхностная влага

Производительность сушильной установки по абсолютно сухой массе

Gсух = G2 (1 + u2) кгч

Производительность сушильной установки по влажному материалу

G1 = Gсух (1 + uо) кгч

Расход испаряемой влаги

М = Gсух (uо ndash u2) кгч

Состав и теплота сгорания топлива

Состав твердого топлива на рабочую массу берется по заданию

(табл П3)

Wr + Ar + Cr + Hr + Nr + Or + Sр+оr = 100

Если для получения топочных газов используется твердое топливо

которое сушится в установке необходимо выполнить перерасчет

элементного состава топлива на конечную влажность W2 при которой

топливо выходит из сушилки

В задании дано топливо такое же как у Вас но с другой влажностью

Вы вначале сушите топливо в сушилке до влажности W2 а затем часть этого

топлива сжигаете для получения дымовых газов

Ar2 = Ar (100 ndash Wr

2) (100 ndash Wr) = Ar middot K

Cr2 = KmiddotCr Hr

2 = KHr Nr2 = KmiddotNr Or

2 = KOr S (р+о)r2 = KmiddotS(р+o)

r

Wr2 + Ar

2 + Cr2 + Hr

2 + Nr2 + Or

2 + S(р+о)r2 = 100

где К ndash коэффициент пересчета К=(100 ndash Wr2) (100 ndash Wr)

В дальнейших расчетах используются новые значения элементного

состава Индекс laquo2raquo для простоты отбрасываем

По данной методике все расчеты ведутся на высшую теплоту сгорания

топлива и на кг топлива (в том числе и для газа)

Низшая теплота сгорания топлива Qri берется по заданию

(см табл П3) Если Вы не знаете теплоту сгорания то высшую теплоту

сгорания твёрдого и жидкого топлива определяют по формуле

ДИМенделеева

)S109(O1260H340CQ rrrrrs op кДжкг

или

)W(9H2514QQ rrr

i

r

s кДжкг

Состав газообразного топлива берется в соответствии с заданием

(табл П4)

Низшая теплота сгорания сухого газообразного топлива

ecircAumlaeligecircatilde)

H

SH687H5342CO453

H2041CHC207C2116CH(223224Q

22

1048624d

3i

Высшая теплота сгорания газообразного топлива

nmHC

12

0092514QQ

nm

ndi

ds кДжкг

где nmHC ndash составляющие газообразного топлива в процентах по массе

Соотношение между единицами давления в разных системах измерения

и единицами в системе СИ приведено в табл П5

Определение основных параметров топочных газов

Приближенные уравнения определения энтальпии

Энтальпия водяного пара вычисляется по уравнению ЛКРамзина

iumliumliumloiuml ttcii 022500 кДжкг

где io - удельная энтальпия сухого насыщенного пара при 0 degС и нормальном

давлении сп - теплоемкость пара

Энтальпия влажного воздуха или газа определяется по уравнению или

по I-d диаграмме (рис П2-П4)

1000

ooiumloooo

dtcitcI

кДжкг

где со - теплоемкость сухого воздуха (или газа) при температуре to

do - влагосодержание воздуха (или газа) г влаги кг сухого воздуха

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного сгорания

твердого или жидкого топлива

)S0043(O0345H0115CL rrrropo кг воздуха кг топлива

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного сгорания

газообразного топлива

icirc ecircatildeecircatilde2

On

Hm

Cnm12

n4mS

2Iacute044

2Iacute0248NtildeIcirc00179138L

Коэффициент избытка воздуха в топке (только схема А) для твердого

или жидкого топлива

)I1000

dntildeatildentildeatilde(L

)(W

)1000

dntildeatildentildeatilde(

100

rWr9Hntildeatildentildeatilde)

100

rAgraverWr9H(1ηr

s

oo

o

iuml

iuml

iumliuml

o

on

iumlograveeumlograveeuml

ograve

itc

ii

itc

itctcα

IL

Q

o

Ograve

для газообразного топлива коэффициент избытка воздуха в топке

)I1000

di(L

)nm(nm1ηrsQ

oo

ntildeatildentildeatildeo

ntildeatildentildeatilde

iuml

iumlograveeumlograveeuml

ograve

tc

itntildetc

α

HCnm12

n009HC

nm12

n009Ograve

где iumliuml iW ndash масса и энтальпия водяного пара применяемого для дутья или

для распыливания топлива iumli ndash энтальпия водяного пара при температуре

1ttntildeatilde ntildeatildec - средняя массовая теплоёмкость продуктов сгорания при

температуре 1ttntildeatilde (табл П6) При ograveα gt 5 теплоёмкость продуктов

сгорания равна теплоёмкости воздуха Если вы не сжигаете мазут Wп = 0

Масса сухих продуктов сгорания для твёрдого или жидкого топлива

100

rWrH9rAL1G ontildeatilde ograveα

кгкг (таблП1)

Масса сухих продуктов сгорания для газообразного топлива

nmontildeatilde HC

nm12

n009L1 ograveαG кгкг (таблП1)

Масса водяных паров в составе продуктов сгорания для твёрдого или

жидкого топлива

iumloograve

iuml W1000100

W9HG odLα

rr

кгкг (таблП1)

Масса водяных паров в составе продуктов сгорания для сухого

газообразного топлива

1000

dLHC

nm12

n009 oonmiuml

ograveαG

кгкг (таблП1)

Энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки

ecircAumlaeligecircatildeG

ILηQ

ntildeatilde

iumliumlooograveograveeumlograveeumlNtilders

ograve

it WαI Ograve

Влагосодержание продуктов сгорания на выходе из топки

atildeecircatildeG

G1000

ntildeatildeograve

iumld (таблП1)

Коэффициент избытка воздуха дополнительно подаваемого в камеру

смешения (только для схемы Б)

)Id

(L

GGILαηQα

oontildeigrave

ntildeigraveacirco

cigraveiumlntildeigraventildeatildecatildeooograveograveeumlograveeumlrs

aumlicirciuml

1000

itc

itntildetcOgrave

где cigravei ndash энтальпия водяного пара при температуре смеси 1ntildeigrave tt

Энтальпия смеси продуктов сгорания и присадочного воздуха на

выходе из камеры смешения (для схемы Б)

ecircAumlaeligecircatildeLG

I)L(ηQ

icircaumlicirciumlntildeatilde

icircicircograveaumlicirciumlograveeumlograveeumlogravecigrave

α

ααI

tcrs

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха (для

схемы Б)

icirccigrave

cigraveograve

II

IIn

Влагосодержание смеси продуктов сгорания и присадочного воздуха на

выходе из камеры смешения (для схемы Б)

atildeecircatilde1 n

dndd icircograve

cigrave

(таблП1)

Определение основных параметров сушильного агента в процессе сушки

материала (по I-d диаграмме)

Температура материала на выходе из сушилки при 2kicirc uuu

ecircecircigraveigrave )uu)(u(t 222 ordmС

Температура материала на выходе из сушилки при icircecirc uu

icircicircigraveigrave )uu)(u(t 222 ordmС

Температура материала на выходе из сушилки при ecirc2 uu (или ecircu ndash

отсутствует)

igrave2 ordmС

На I-d диаграмме ставим точку на пересечении линий 1IIograve и

1ograve dd (для схемы А) и ntildeigraveI и ntildeigraved (для схемы Б) Точка лежит на вершине

угла образованного линиями I = const и d = const Из вершины проводим луч

процесса (примерно по биссектрисе) до линии =100 и определяем

температуру в точке пересечения Она примерно совпадает по значению с

температурой смоченного термометра igrave (рис 10)

Рис 10 Схема определения температуры смоченного термометра

по I-d диаграмме

Удельный расход теплоты на испарение влаги

)ntildentilde(iq ecircAumlaeligecircatildeicircw2iumlicircegraventildeiuml t

Удельный расход теплоты на нагрев материала

ecircAumlaeligecircatilde uu

)()untilde(ntildeq

2icirc

icirc22wigraveiacuteagraveatilde

Удельные потери теплоты в окружающую среду от 10 до 12

ecircAumlaeligecircatilde )q012)(q(01q iacuteagraveatildeegraventildeiumlicircecirceth

Термовлажностное отношение или угловой коэффициент процесса

icircecirceth2icirc

igrave2w2igraveicircwicircicircecircethiacuteagraveatildeicircw q

)u(u

)ntildeu(ntilde)ntildeu(ntilde)q(qntildeΔ

кДжкг

Энтальпия сушильного агента на выходе из сушильной установки

ecircAumlaeligecircatilde )(Δ

))(IΔd

I2iumlicirc

2iumlicircacirc

tntildei

tntildeitntilde 11

22

21000

где I1 = Iт и d1= dт (для схемы А) I1 = Iсм и d1= dсм (для схемы Б)

2acircntilde - теплоёмкость сушильного агента равная теплоёмкости воздуха при

температуре t2 на выходе из сушильной установки

Влагосодержание сушильного агента на выходе из сушильной

установки

Δ

)I(Idd atildeecircatilde 12

12

1000

Порядок построения процессов изменения состояния сушильного

агента на I-d диаграмме

Сначала на I-d диаграмму наносится точка 0 соответствующая

параметрам наружного воздуха Далее по рассчитанным энтальпии Iт и

влагосодержанию dт строится точка Т (см рис 11аб) соответствующая

параметрам топочных газов на выходе из топки Точка С (для схемы Б)

соответствующая параметрам смеси на выходе из камеры смешения лежит

на прямой соединяющей 0 и Т

а б

Рис11 Изменение параметров сушильного агента на I-d диаграмме

для схем А и Б на схеме следующие обозначения

1 - топка 2 - камера смешения 3 - сушильная камера 4 - дымосос

5 - уходящие газы

Из точки 1 с координатами I1 d1 или Iсм dсм проводим прямую до

пересечения с заданной изотермой t2 Точке пересечения 2 соответствуют

искомые координаты I2 d2

Линия соединяющая точки 1 и 2 является линией действительного

процесса сушки

Процесс сушки влажного материала в трубе-сушилке является

нестационарным те протекает при переменной температуре как

сушильного агента так и материала (рис 12б) Для большей точности

процесс 1-2 заменяется суммой элементарных процессов прогрева периода

постоянной и периода уменьшающейся скорости сушки для которых легко

могут быть определены температуры материала и сушильного агента

а б

Рис 12 Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии всех периодов сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Энтальпия температура и влагосодержание сушильного агента

определяются по I-d диаграмме в характерных точках начала (окончания)

каждого элементарного процесса

Приращение влагосодержания сушильного агента в первом периоде

сушки (при отсутствии первого периода 0dΔ )

atildeecircatilde )(

)d)(d(d

1000Δ

2

12`

uu

uu

icirc

ecircicirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце периода прогрева (в точке П

рис 12а)

qd)(

))(u)(d(dII ecircAumlaeligecircatilde

1000icircecirceth

icirc

icircigraveicircwigraveiumleth Δ

2

121

uu

cc

Температура сушильного агента в конце периода прогрева

d

dIC

1000

1000

1

1

nacirc

icirciumlethiumleth

cc

it

Влагосодержание сушильного агента в конце первого периода

(в критической точке К рис 12а)

)u(u

)d)(du(udd atildeecircatilde

2

121

icirc

ecircicircecirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

)u(u

)d)(du(ucI

)d(dcII ecircAumlaeligecircatilde

100010002

121

icirc

kicircwigraveiumleth

ecircwigraveiumlethecirc

Температура сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

C dntildentilde

diI

1000

1000

ecircnacirc

kicircecircecirct

В том случае когда отсутствует один из периодов сушки процесс на I-d

диаграмме термограмма и кинетическая кривая упрощаются (рис 1314)

Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива

Расход сушильного агента для схем

А) igrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Б)

ntildeigrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Расход присадочного воздуха для схемы (Б)

n1

nLL ntildeatilde

acirc

кгч

Расход топочных газов для схемы (Б)

n1

LL ntildeatilde

ograve

кгч

Часовой расход топлива для схем

А) G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve Б) ecircatildedivide

n)(1G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve

Объем топочной камеры для получения сушильного агента

igrave 3600

QBV 3

v

rsograve

ograveq

Напряжение топочного объема принимается в зависимости от способа

сжигания и вида топлива (таблП7)

а б

Рис 13Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и первого периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

а б

Рис 14Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и второго периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена

Температура tср влагосодержание dср плотность ρг

ecircatildeecircatilde dd

dCtt

t100022

2121ntildeethntildeeth

(таблП1)

ecircatildeigrave )d)(t(

)d(3

ntildeethntildeeth

ntildeethicircatilde

622273

1622273ρρ

где icircρ =1293 кгм3

Значения νг и λг сушильного агента принимаются по температуре

t = tср (табл П8 П9)

Средние значения влагосодержания uср и плотности ρм сушимого

материала

uu

u ecircatildeecircatilde 2

2icircntildeeth

(таблП1) )u(ρρ 3

ecircatildeigrave1 ntildeethigraveigraveicirc

Скорость витания частиц в трубе-сушилке определяется для каждой

фракции

ρζ

)ρ(ρgdw igraventilde

3

4

atildeacircegraveograve

atildeigraveiiacircegraveograve

где acircegraveograveζ - коэффициент лобового сопротивления частиц при

1 le Re le 30 Re98acircegraveograveζ

30 lt Re lt 400 ζ 02354Reacircegraveograve

400 lt Re lt 5500 11acircegraveograveζ

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке принимаем на 12 мс

больше скорости витания частицы имеющей максимальный размер

ww 21maxacircegraveograveatilde

Сечение трубы-сушилки

2

igrave3600

ρw

Fatildeatilde

ntildeatildeograveeth

L

Диаметр трубы-сушилки (если она круглого сечения)

π

igraveograveeth

ograveeth

4FD

Концентрация частиц материала в трубе-сушилке

ecircatildeigrave )w(w

)(ββ 3

ograveethacircegraveograve2

iiVV

Fi

36002

GG3K 21

x

где ix ndashмассовая доля i фракции К ndash коэффициент при

Dтp lt 025 м rarr К= 077

Dтp = 025 divide 10 м rarr К = 068

Удельная поверхность частиц отдельной фракции

ρd

βf 32

igraveigrave6

igravei

iv

ioacuteauml

Коэффициент конвективного теплообмена при

20iacircegraveograve

Re rarr d

λα CigraveAcircograve

2 2

i

atildei

20 lt i

acircegraveograveRe lt 480 rarr CigraveAcircograve

01862

08

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

480 lt i

acircegraveograveRe lt 2000 rarr

CigraveAcircograve

1142

05

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

Критерий Рейнольдса при скорости витания

atilde

iacircegraveograve

acircegraveograve ν

dwRe i

i

Объемный коэффициент теплообмена

NtildeigraveAcircograve 3

ioacuteaumliv fαα

Расчет высоты трубы-сушилки по участкам

Количество теплоты отданное сушильным агентом в период прогрева

материала (при ик gt ио величина (ио ndash ик) qokp = 0)

ecircAumlaeligdivide])qu(u))(uc[(c icircecircethecircicircicircigraveicircwigravecyxiumlp GQ

Температурный напор на участке прогрева

)(t

)(tln

)(t)(tt

igraveiumlp

icirc1

igraveiumlpicirciumlp

1

Высота участка трубы соответствующая периоду прогрева

Δtα

QH igrave

36 ograveethiumlethv

iumlpiumleth

F

Высота трубы-сушилки зависит от того в каком периоде заканчивается

процесс сушки

При u0 gt uк gt u2 имеют место все три интервала сушки прогрев первый

и второй период сушки (см рис12б)

В случае когда u2 gt uк (или uк - отсутствует) процесс заканчивается в

первом периоде (или материал содержит только поверхностную влагу и

второй период отсутствует)

Тогда температурные напоры будут рассчитываться только для

прогрева и первого периода сушки (см рис 13б)

В случае когда uк gt u2 досушивается материал в котором осталась

только внутренняя влага Температурные напоры будут рассчитываться

только для прогрева и второго периода сушки (см рис14б)

Количество теплоты отданное сушильным агентом в первом периоде

(постоянной скорости) сушки материала

)ntildetc)(iu(u ecircAumlaeligdivideGQ igravewecirciumlicircecircicircntildeoacuteotilde1

Температурный напор на участке первого периода сушки

)(t

)(t

)t(tt CΔ

igraveecirc

igraveiumleth

ecirciumleth

ln

1

Высота участка трубы соответствующая первому периоду

igraveFΔ36

QH

ograveeth1

1

V

1

Количество теплоты отданное сушильным агентом во втором периоде

(уменьшающейся скорости) сушки материала

])qu(u

)ntildetc)(iu(u))(uc[(c

ecircAumlaeligdivide

GQ

icircecirceth2ecirc

igravew2iumlicirc2ecircigrave22wigraventildeoacuteotildeII

Температурный напор на участке второго периода сушки

)(t

)(t

)(t)(tt CΔ

22

22

igraveecirc

igraveecircII

ln

Высота участка трубы соответствующая второму периоду

QH igrave

FΔ36 ograveethIIV

IIII

Высота участка трубы необходимая для разгона частиц

igrave www

wwwln

www

wwwln

2g

)w(wwH

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2acircegraveograveatildeacircegraveograveeth

где скорость частиц материала в начале разгонного участка wм1=0 скорость

в конце разгонного участка wм2 = 095(wг ndashwвит)

Общая высота пневматической сушильной установки

Hтp = Hp + Hпp+HI + HII м

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной установки

Объемная концентрация частиц материала в трубе

3321 igraveigrave

2L

GG

)ρd(1

)ρ(

igraventildeethntildeatilde

atildeχ

Потери напора при трении газа о стенки трубы

)(λ Iumlagrave2

1D

HΔP

2

1atildeatilde

ograveeth

ograveethograveeth χ

где λтp = 64Re + 0136 Re018 при 23 middot103 lt Re lt 106

Потери напора в местных сопротивлениях (сужениях поворотах) из-за

трения газа

)(ξ Iumlagrave2

1ΔP

2atildeatilde

igrave2 χ

где ζм - коэффициент местного сопротивления табл П10

Статический напор газового потока (вес столба газа)

Iumlagrave g)(ρ ograveethatilde3 Hχ1ΔP

Знак laquo+raquo для восходящего знак laquo-raquo для нисходящего потоков газа для

горизонтального участка ΔP3 = 0

Потери напора при трении материала о стенки трубы

λ Iumlagrave2D

HΔP

2igraveigrave

ograveeth

ograveethograveeth4 χ

Здесь коэффициент сопротивления трению равен

075ograveeth Fr27λ при 2520

D

i

ograveeth

d

λ 075

i

ograveethograveeth Fr

d

05

D425

при 2520

D

i

ograveeth

d

где

i

igrave

dg

w2

Fr критерий Фруда

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке стабилизированного движения частиц

gχρ IumlagraveΔ ntildeograveigrave HP5

где высота участка стабилизации Hcт =Hтp ndash Hp

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке разгона частиц

)ww)(www(w

)ww)(www(wln

ρ

)ρ(ρwP IumlagraveΔ

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

ograveethigrave

igraveatildeigraveacircegraveograve6

F2

G

Средняя производительность трубы-сушилки определяется по формуле

Gм = 05 (G1 + G2) кгч

Динамические потери напора на разгонном участке

)w(w

IumlagraveΔ

ograveeth

igraveigraveigrave

F

GP 12

7

Задавшись условной скоростью газа в сечении циклона (wу = 3 divide 4 мс)

определяем диаметр циклона (табл П11)

ρwπ

igrave

atildeoacute

ntildeatildeouml

3600

4LD

Гидравлическое сопротивление циклона

ρw

ξ Iumlagrave2

Δatildeoacute

oumlouml

2

P

где ξц ndash коэффициент гидравлического сопротивления циклона

Полное гидравлическое сопротивление трубы-сушилки

IumlagraveΔΔΔΔΔΔΔΔΔ oumlPPPPPPPPP 7654321

По найденному полному сопротивлению ΔP и расходу сушильного

агента Lсг производится выбор тягодутьевого оборудования

Мощность тягодутьевой установки

ηρ

Acircograve3600

Δ

aumlatilde

ntildeatilde PLN

где ηд = 065 - КПД тягодутьевой установки

Размеры и конкретный тип дымососа (вентилятора дымоудаления)

выбираются по каталогу тягодутьевого оборудования (см электронное

учебное пособие laquoТепломассообменное оборудование предприятий

(сушильные установки)raquo или табл П12)

Таблица П1

Обозначения физических величин

принятые в настоящем учебно-методическом пособии

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Коэффициент избытка воздуха в топке αт

Коэффициент избытка воздуха в камере смешения αдоп

Объемный коэффициент теплообмена Вт(м3 degС) αv

Расход топлива кгч Bт

Концентрация частиц материала в трубе кгм3 βv

Теплоемкость топлива кДж(кг degС) стл

Теплоемкость сухих топочных газов кДж(кг degС) ссг

Теплоемкость воды кДж(кг degС) сw

Теплоемкость сухого материала кДж(кг degС) см

Теплоемкость водяного пара кДж(кг degС) сп

Влагосодержание наружного воздуха г влаги кг воздуха d о

Влагосодержание газов на выходе из топки г кг dт

Влагосодержание смеси на выходе из камеры смешения гкг dсм

Влагосодержание агента на входе в трубу-сушилку гкг d1

Влагосодержание агента в конце периода прогрева гкг d пр

Влагосодержание агента на выходе из трубы-сушилки гкг d2

Влагосодержание воздуха при φ=100 гкг dм

Среднее влагосодержание газов кгкг dср

Диаметр частиц материала данной фракции мм di

Минимальный диаметр частиц материала мм dч min

Средний диаметр частиц материала мм dч ср

Термовлажностное отношение кДжкг ∆

Производительность по абсолютно сухой массе кгч Gсух

Производительность по влажному материалу кгч G1

Производительность по готовой продукции кгч G2

Масса сухих продуктов сгорания кг дымовых газов кг топлива Gсг

Масса водяных паров кг водяных паров кг топлива Gп

Энтальпия наружного воздуха кДжкг воздуха Iо

Энтальпия газов на выходе из топки кДжкг Iт

Энтальпия смеси на выходе из камеры смешения кДжкг Iсм

Энтальпия агента на входе в трубу-сушилку кДжкг I1

Энтальпия агента в конце периода прогрева кДжкг Iпр

Энтальпия агента на выходе из трубы-сушилки кДжкг I2

Энтальпия пара при 0 degС кДжкг пара iо

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Энтальпия пара кДжкг iп

Энтальпия пара применяемого для дутья кДжкг iпprime

Начальная температура материала degС icirc

Температура смоченного термометра degС igrave

Конечная температура материала degС 2

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного

сгорания кг воздуха кг топлива Lо

Расход сушильного агента кгч Lсг

Расход присадочного воздуха кгч Lв

Расход топочных газов кгч Lт

Коэффициент теплопроводности газа Вт(м degС) λг

Коэффициент полезного действия топки ηт

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха n

Коэффициент кинематической вязкости газа м2с ν г

Низшая теплота сгорания топлива кДжкг Qri

Высшая теплота сгорания топлива кДжкг Qrs

Расход теплоты на прогрев влажного материала кВт Qпр

Удельные потери теплоты кДжкг влаги qокр

Средняя плотность газа кгм3 ρг

Средняя плотность материала кгм3 ρм

Средняя температура сушильного агента degС tср

Температурный напор в период прогрева degС ∆ tпр

Температура топлива degС tтл

Температура газов на выходе из топки degС tт

Температура смеси после камеры смешения degС tсм

Температура сушильного агента после прогрева degС tпр

Температура сушильного агента на выходе из трубы-сушилки degС t2

Начальное влагосодержание материала кг влаги кг сухого материала uо

Критическое влагосодержание материала кгкг uк

Конечное влагосодержание материала кгкг u2

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке мс wг

Скорость витания частиц материала мс wвит

Расход испаряемой влаги кгч М

Начальная относительная влажность материала Wо

Критическая влажность материала Wк

Конечная относительная влажность материала W2

Массовая доля отдельных фракций материала xi

Таблица П2

Исходные данные для расчета пневматической сушильной установки

в

ар

Материал ρ кгм3

См

кДж(кг оС)

Размер мм Влажность G2

тч

Дымовые газы Воздух

Топливо

топлива Схема

α топки доля фракции

Wо Wk W2 t1 t2 t о dо 05 03 02

1 Глина простая 2000 084 1 15 3 22 mdash 15 1 600 100 20 10 мазут 29 А mdash

2 Глина огнеупорная 1800 109 2 3 4 9 mdash 07 2 800 120 10 4 мазут 28 А mdash

3 Известняк 1870 092 05 1 12 5 mdash 01 80 800 110 20 12 уголь 11 Б 115

4 Мел 2000 088 01 03 05 51 mdash 24 20 540 270 10 6 уголь 9 Б 11

5 Песок речной 1500 092 1 15 2 10 mdash 05 75 900 120 20 12 уголь 5 Б 115

6 Руда магнитогорская 3000 078 1 25 4 6 mdash 05 12 730 120 25 12 мазут 28 А mdash

7 Руда марганцевая 3450 078 5 2 1 15 mdash 2 15 120 60 25 12 уголь 7 А mdash

8 Железный колчедан 3300 05 2 1 05 12 mdash 3 2 350 100 15 6 уголь 8 А mdash

9 Сернокислый аммоний 800 14 1 3 2 5 mdash 04 25 120 55 25 12 газ 31 Б 102

10 Сланцы (Лен обл) 1100 134 3 2 1 38 40 28 11 600 100 20 8 сланцы 21 А mdash

11 Уголь каменный 1400 13 1 2 5 9 35 06 12 800 120 25 12 уголь 3 А mdash

12 Уголь бурый (Подмоск) 800 113 2 2 1 47 40 38 16 500 160 20 8 уголь 6 Б 11

13 Торф фрезерный 245 176 2 1 3 48 42 38 12 550 140 10 4 торф 23 А mdash

14 Кузнецкий уголь 1300 11 4 1 2 12 35 07 13 350 88 20 8 уголь 2 А mdash

15 Антрацит штыб 730 109 4 3 1 14 40 5 15 400 120 20 12 уголь 10 А mdash

16 Шлам промывки угля 1200 12 02 05 2 50 40 1 5 750 120 15 6 уголь 1 А mdash

17 Опилки 250 25 4 2 1 45 43 35 13 300 100 20 10 древес 25 А mdash

18 Аммофос 1500 11 4 2 1 12 mdash 15 12 350 110 20 12 уголь 12 А mdash

19 Диаммофос 1700 12 4 2 1 4 mdash 1 14 200 90 10 4 мазут 29 Б 11

20 Суперфосфат 2390 12 1 05 2 22 mdash 3 10 750 80 20 8 мазут 28 А mdash

21 Преципитат 870 113 1 2 1 55 mdash 3 6 550 120 25 8 уголь 4 Б 12

22 Фтористый алюминий 900 15 05 1 03 50 mdash 5 12 750 250 25 12 мазут 28 Б 105

23 Соль поваренная 200 089 1 2 1 6 mdash 1 12 200 85 25 14 газ 32 Б 11

24 Сахарный песок(кукурузн) 600 123 2 1 2 14 mdash 8 14 90 40 20 12 газ 41 Б 101

25 Жом свекловичный 800 16 2 3 1 84 40 30 05 750 100 10 4 газ 39 А mdash

Таблица П3

Cостав и низшая теплота сгорания твердых и жидких топлив

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое топливо (угли)

1 Кузнецкий 120 132 04 586 42 19 97 22860

2 80 143 05 633 44 21 74 25250

3 60 141 06 725 34 17 17 27420

4 90 182 03 615 36 15 59 23570

5 70 146 05 702 30 17 30 25120

6 70 363 07 479 34 14 33 18760

7 70 326 03 519 33 16 33 19850

8 Аркагалинское 190 122 02 513 36 08 129 19090

9 Березовское 330 47 02 442 31 04 144 15660

10 Челябинский 170 324 09 359 26 100 102 13440

11 Подмосковный 321 306 25 243 19 04 82 8670

12 Печорский 55 284 09 555 36 17 44 22020

13 Интинский 115 274 25 458 31 15 82 17540

14 Кизеловский 60 348 53 455 34 08 42 18380

15 Минусинский 140 172 05 529 35 14 105 20100

16 Черемховское 130 270 10 462 34 07 87 17880

17 Букачачинское 80 101 06 672 47 08 86 26040

18 Никольское 60 182 04 596 42 11 105 22990

19 Партизанский 55 340 04 498 32 08 63 19470

20 Нерюнгри 100 198 02 600 31 06 63 22480

Окончание табл П3

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое (вторичное) топливо

21 Сланцы (Ленобласть) 110 482 220 301 387 025 438 7660

22 Сланцы (Эстония) 120 444 227 322 410 010 490 9000

23 Торф фрезерный 485 643 014 255 270 113 156 8120

24 Торф кусковой 458 731 011 268 281 117 160 9250

25 Древесные опилки 400 060 0 303 360 04 251 10200

26 Лигнин (ЛГЗ) 650 115 013 213 192 105 - 6410

27 Лигнин (ЗГЗ) 650 400 008 206 168 864 - 6120

Жидкое топливо (мазут)

28 Малосернистый 30 005 03 847 12 03 40280

29 Сернистый 30 01 14 838 11 05 39730

30 Высокосернистый 30 01 28 830 10 07 38770

Таблица П4

Cостав и теплота сгорания газообразных топлив

топ

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Природные газы

31 Уренгой-Надым-Пунга 987 012 001 lt 001 mdash mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35500 0724

32 Уренгой-Ужгород 989 012 001 001 mdash mdash mdash lt 006 090 mdash mdash mdash 35590 0724

33 Уренгой-Новопсков 989 013 001 lt 001 mdash mdash mdash 008 087 mdash mdash mdash 35590 0723

34 Уренгой-Сургут-Челябинск 982 029 02 009 004 mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35800 0729

35 Надым-Пунга-Свердловск 987 016 008 001 mdash mdash mdash 008 100 mdash mdash mdash 35590 0725

36 ННовгород-Иваново 990 025 004 002 mdash mdash mdash 010 060 mdash mdash mdash 35750 0725

37 Бухара-Урал 942 30 089 039 017 013 mdash 028 090 mdash mdash mdash 37560 0771

38 Средняя Азия-Центр 941 28 073 030 007 002 mdash 100 100 mdash mdash mdash 36760 0771

39 Саратов-Москва 903 28 11 075 034 020 mdash 032 420 mdash mdash mdash 37010 0807

40 Мострансгаз (кольцо) 966 14 04 018 007 003 mdash 015 120 mdash mdash mdash 36300 0747

41 Оренбург-Александров Гай 864 39 172 087 030 007 mdash 001 670 mdash mdash mdash 36800 0828

Попутные газы

42 Каменный Лог-Пермь 387 226 107 27 07 mdash mdash mdash 2380 mdash 080 mdash 42370 1196

43 Ярино-Пермь 380 251 125 33 13 mdash mdash mdash 1870 mdash 110 mdash 46890 1196

44 Кулешовка-Самара 580 172 74 20 05 mdash mdash 080 1360 mdash 050 mdash 41740 1052

45 Безенчук-Чапаевск 427 196 126 51 13 mdash mdash 100 1690 mdash 080 mdash 46980 1196

46 Барса-Гельмес-Вышка 939 34 13 07 02 mdash mdash 040 010 mdash mdash mdash 38100 0778

47 Вход в Краснодар Крымск 912 39 2 09 02 mdash mdash 180 mdash mdash mdash mdash 38270 0810

48 Вознесенская-Грозный 767 132 54 25 22 mdash mdash mdash mdash mdash mdash 47020 0971

49 Тэбук-Сосновка 482 182 119 33 1 mdash mdash 090 1650 mdash mdash mdash 45130 1164

50 Туймазы-Уфа 500 220 98 12 04 mdash mdash mdash 1660 mdash mdash mdash 43040 1095

51 Шкапово-Туймазы 441 220 52 14 03 mdash mdash mdash 2700 mdash mdash mdash 36630 1095

52 Казань-Бугульма 536 228 61 09 02 mdash mdash 020 1580 mdash mdash mdash 40610 1046

Окончание табл П4

т

оп

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Промышленные газы

53 Газ доменных печей 03 mdash mdash mdash mdash mdash 280 105 585 mdash mdash 27 3940 1293

54 Газ коксовых печей 250 20 mdash mdash mdash mdash 700 30 40 10 mdash 580 18000 0468

55 Газ генераторный 19 mdash mdash mdash mdash mdash 203 98 562 02 mdash 109 6200 1121

56 Газ генераторный (из древес) 65 mdash mdash mdash mdash mdash 290 65 469 02 mdash 140 6500 1130

57 Газ пиролиза нефти 410 mdash mdash mdash mdash 430 080 05 02 mdash mdash 140 47500 1100

Примечания

1) Теплоемкость твердого топлива

стл = 0012 Wr + стлcух (1 ndash 001 Wr) кДж(кг degС)

где стлcух ndash теплоемкость сухой массы топлива для бурых углей ndash 113 кДж(кг degС)

для каменных углей - 109 кДж(кг degС) для углей - 092 кДж(кг degС)

Теплоемкость мазута

смаз = 174 + 00025 tмаз кДж(кгdegС) где tмаз = 90divide130degС

Расход пара на форсунки Wп = 03 + 035 кг пара кг топлива при Рнас = 06divide15 МПа

2) Теплоемкость газообразного топлива

010cVntilde iiatildeagraveccedil

где Vi - объем составляющих газообразного топлива

ci- теплоемкость составляющих газообразного топлива кДж(м3 оС)

4NtildeIacutentilde = 157 62IacuteCntilde = 278

83IacuteCntilde = 314 104IacuteCntilde = 424

125IacuteCntilde = 527 146IacuteCntilde = 630 NtildeIcircntilde = 130

2NtildeIcircntilde = 159 2Nntilde = 129

2Icircntilde = 130 S2Iacutec = 152 2Iacutentilde = 128

Таблица П5

Соотношение между единицами давления

Величина Па бар тех атм мм рт ст мм водст

1 Нм2=1 Па 1 10-5 10210-5 7510-3 0102

1 бар 105 1 102 750 102middot104

1 техатм=1кгссм2 981middot10-4 0981 1 7356 104

1 мм ртст 1333 133310-5 13610-3 1 136

1 мм водст=1кгсм 981 98110-5 10-4 735610-2 1

Таблица П6

Теплоемкость и плотность горючих газов

Газ Формула Плотность кгм3 Теплоемкость

кДж(м3 degС)

Метан СН4 0717 155

Этан С2Н6 1342 221

Пропан СзН8 1976 305

Бутан С4Н10 2598 413

Пентан С5Н12 3219 513

Гексан СбН14 384 615

Окись углерода СО 125 129

Углекислый газ СО 2 198 16

Азот N2 125 129

Кислород О2 143 13

Сероводород H2S 1539 151

Водород Н2 009 128

Таблица П7

Напряжение топочного объема для сушильных установок

Топливо qv кВтм3

Доменный газ 230-350

Генераторный газ 230-290

Природный газ 350-460

Мазут 230-350

Торф дрова 230-290

Каменные угли 290-350

Таблица П8

Физические свойства дымовых газов

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па 2NtildeIcircETH = 013 IcircIacute 2

ETH = 011 2NETH = 076

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1295 1042 228 169 158 1220 072

100 0950 1068 313 308 204 2154 069

200 0748 1097 401 489 245 3280 067

300 0617 1122 484 699 282 4581 065

400 0525 1151 570 943 317 6038 064

500 0457 1185 656 1211 348 7630 063

600 0405 1214 742 1509 379 9361 062

700 0363 1239 827 1838 407 1121 061

800 0330 1264 915 2197 434 1318 060

900 0301 1290 1000 2580 459 1525 059

1000 0275 1306 1090 3034 484 1743 058

1100 0257 1323 1175 3455 507 1971 057

1200 0240 1340 1262 3924 530 2210 056

Таблица П9

Физические свойства сухого воздуха

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1293 1005 244 188 172 133 0707

100 0946 1009 321 336 219 231 0688

200 0746 1026 393 514 260 349 0680

300 0615 1047 460 718 297 483 0674

400 0524 1068 521 931 330 631 0678

500 0456 1093 574 1153 362 794 0687

600 0404 1114 622 1383 391 969 0699

700 0362 1135 671 1634 418 1154 0706

800 0329 1156 718 1888 443 1348 0713

900 0301 1172 763 2162 467 1551 0717

1000 0277 1185 807 2459 490 1771 0719

1100 0257 1197 850 2762 512 1993 0722

1200 0240 1210 915 3165 535 2337 0724

Таблица П10

Коэффициенты местных сопротивлений

Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления

Колено

угол

поворота 90deg 120deg 135deg 150deg

ξ 11 055 025 02

Отвод радиусом R угол

поворота 30deg 45deg 60deg 75deg 90deg 105deg 120deg

трубы диаметром D

RD = 15 ξ 008 011 014 016 0175 019 02

RD = 20 ξ 007 010 012 014 015 016 017

Вход в трубу

с острыми краями ξ =05

с закругленными ξ =02

Выход из трубы ξ =1

FminFmax 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09

Внезапное расширение ξ 1 081 064 049 036 025 016 009 004 001

Внезапное сужение ξ 05 047 043 038 033 03 025 02 015 009

Таблица П11

Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗ типа ЦН-15 мм (рис8)

Dц A d d1 d2 H h1 h2 h3 h4 h5 a б б1 l

100 820 60 40 105 492 200 232 60 212 32 66 20 29 90

150 1190 90 60 155 720 300 345 75 297 48 99 30 41 110

200 1560 120 60 160 918 400 458 60 354 48 132 40 52 120

250 1930 150 75 180 1149 500 574 75 444 60 165 50 65 150

300 2300 180 90 210 1377 600 687 90 531 72 198 60 78 180

350 2670 210 105 250 1605 700 800 105 618 84 231 70 91 210

400 3040 240 120 280 1833 800 913 120 705 96 264 80 104 240

450 3410 270 135 310 2031 900 1026 135 792 108 297 90 117 270

500 3780 300 150 325 2289 1000 1139 150 879 120 330 100 130 300

550 4150 330 165 350 2520 1100 1255 165 972 132 363 110 143 330

600 4520 360 180 365 2750 1200 1370 180 1060 144 396 120 156 360

650 4890 390 195 400 2980 1300 1485 195 1146 156 429 130 169 390

700 5260 420 210 410 3210 1400 1600 210 1235 168 462 140 182 420

750 5630 450 225 450 3435 1500 1710 225 1320 180 495 150 195 450

800 6000 480 240 470 3665 1600 1825 240 1405 192 528 160 208 480

Таблица П12

Габаритные размеры вентилятора дымоудаления (дымососа) м

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 8: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

Рис 4 Схема забрасывателя

1 - корпус трубы 2 - пятисекционный барабан

3 - нож для очистки барабана 4 - нож-забрасыватель

Основным отличием топок сушильных установок от топок паровых

котлов является то что в них может иметь место более низкая температура

горения топлива Максимальная температура сушильного агента редко

превышает 900 ndash 1000 degС С целью защиты стенок топки от действия высоких

температур и улучшения горения коэффициент избытка воздуха в них при

сжигании твердого топлива принимают равным 2 - 25 а затем топочные

газы разбавляют воздухом или циркулирующей в сушилке смесью до

требуемой температуры Увеличение коэффициента избытка воздуха в топке

практически не сказывается на КПД всей сушильной установки а величина

коэффициента избытка воздуха определяется только минимально возможной

устойчивой температурой горения топлива в топке

Основное требование которое предъявляется к топочным устройствам

сушильных установок состоит в том чтобы в топке происходило полное

сгорание топлива без наличия сажи а продукты сгорания содержали

минимальное количество частиц золы которые должны почти полностью

улавливаться в пылеосадительных камерах или циклонах

На рис5 показана топка ВТИ для сжигания бурых углей и других

многозольных сортов топлива Топливо сжигается на наклонной решетке в

топке имеются две искроосадные камеры и цилиндрический циклон-

искродожигатель выполненный из огнеупорного кирпича Разбавление

топочных газов атмосферным воздухом до требуемой температуры

происходит в камере смешения при пуске открывается растопочный клапан

Рис 5 Топка ВТИ с наклонной колосниковой решеткой

1 ndash топка 2 и 3 ndash осадительные камеры 4 ndash шибер

5 ndash растопочная труба 6 ndash искроотделитель 7 ndash карманы для

улавливания золы 8 ndash выход очищенного газа к сушилке

Сжигание жидкого и газообразного топлив в топках сушильных

установок обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с сжиганием

твердого топлива например продукты сгорания не загрязнены летучей

золой Благодаря этому исключается необходимость установки

искроосадительных камер или каких-либо других обеспыливающих

устройств Топочное устройство получается простым и компактным

облегчается его эксплуатация

На рис 6 показана цилиндрическая газовая топка со стальным кожухом

толщиной 8-10 мм изнутри футерованная шамотным кирпичом Горелки

низкого давления установлены на фронте топки На фронтальной стенке

имеются также смотровой люк и отверстие для ввода запальника (ниже

горелок) Топка работает при разрежении камера смешения отделена от

камеры горения пережимом Вторичный воздух подается в камеру горения

по образующей что обеспечивает хорошее перемешивание газа с воздухом

который одновременно охлаждает кладку топки

Рис 6 Топка для сжигания газа

1 ndash окно для подвода вторичного воздуха 2 ndash газовая горелка

3 ndash смотровое отверстие 4 ndash камера сгорания 5 ndash взрывной

клапан 6 ndash камера смешения 7 ndash футеровка 8 ndash опора

На рис 7 представлена мазутная топка Она представляет собой

цилиндрическую камеру кожух которой выполнен из листовой стали По

фронту размещены две мазутные форсунки низкого давления Воздух для

разбавления газов вводится в смесительную камеру через каналы в верхней

части топки что позволяет одновременно охлаждать свод камеры Изнутри

камера футерована шамотным кирпичом Рекомендуемые значения

теплового напряжения объема топочного пространства при сжигании

различных топлив приведены в табл П7

Рис 7 Топка Гипрохима для сжигания мазута

1 ndash форсунка низкого давления 2 ndash камера сгорания 3 ndash каналы

для подачи воздуха 4 ndash патрубок растопочной трубы

5 ndash перегородка 6 ndash камера смешения

В комплект сушильной установки входит вспомогательное

оборудование для улавливания частиц материала на выходе из сушилки

Интенсивное и эффективное осаждение твердых частиц материала

взвешенных в газе осуществляется в центробежных аппаратах ndash циклонах

Сущность центробежного метода отделения частиц заключается в создании

потока движущегося с определенными скоростями и изменяющего

направление движения Частицы обладающие значительной инерцией не

успевают за изменениями направлений потока и продолжая перемещаться в

первоначальном направлении оседают на стенках циклона Поток газа

содержащий взвешенные частицы вводится по касательной в

цилиндрическую часть аппарата и движется вдоль его стенок по спиралям а

затем выходит вверх по центральной трубе Частицы оседающие на

внутренней стенке циклона падают в его суженную конусообразную часть

откуда систематически удаляются Оптимальными для циклона считаются

скорости потока 2 - 4 мс При больших и меньших скоростях эффективность

циклона резко снижается

На рис 8 представлен циклон НИИОГАЗ типа ЦН-15 Конструктивно

циклоны этой серии различаются только схемой выброса газов Коэффициент

местного сопротивления этих циклонов ξ = 105 Конструктивные размеры

приводятся в таблП11

Для более высокой степени очистки применяются батарейные циклоны

(рис 9а) Они собираются из отдельных элементов (до 120 шт на батарею)

Диаметры элементов Dy = 100 150 и 250 мм с направляющими элементами

типа laquoВинтraquo или laquoРозеткаraquo (рис 9б)

Рис8 Циклон НИИОГАЗ типа ЦН-15

Рис 9 Батарейный циклон

(а) и его элемент (б)

1 ndash верхняя камера

2 ndash кожух 3 ndash элемент

4 ndash направляющий

аппарат типа Розетка

5 ndash внутренняя труба

На рис П1 дан пример расположения оборудования пневматической

сушильной установки

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ СУШИЛЬНОЙ

УСТАНОВКИ

В табл П1 приведены обозначения физических величин принятых в

настоящем учебно-методическом пособии Исходные данные для расчета

пневматической сушильной установки (трубы-сушилки) согласно Вашему

варианту приведены в табл П2

Возможные схемы получения сушильного агента А ndash прямоточная

Б ndash с камерой смешения (задан коэффициент избытка воздуха в топке)

Температуру материала и топлива (кроме мазута) условно принимаем

равной температуре окружающего воздуха

Материальный баланс сушильной установки

Начальное критическое и конечное влагосодержания сушимого

материала кг влаги кг сухого материала

u о = Wо (100 ndash Wо) uк = Wк (100 ndash Wк)

u2 = W2 (100 ndash W2)

Начальное и конечное влагосодержания могут быть любыми (начать и

закончить процесс сушки можно в любой момент) но критическое

влагосодержание зависит от свойств материала Критическое

влагосодержание характеризует переход от испарения поверхностной влаги к

удалению внутренней влаги Если критическое влагосодержание отсутствует

то у материала имеется только поверхностная влага

Производительность сушильной установки по абсолютно сухой массе

Gсух = G2 (1 + u2) кгч

Производительность сушильной установки по влажному материалу

G1 = Gсух (1 + uо) кгч

Расход испаряемой влаги

М = Gсух (uо ndash u2) кгч

Состав и теплота сгорания топлива

Состав твердого топлива на рабочую массу берется по заданию

(табл П3)

Wr + Ar + Cr + Hr + Nr + Or + Sр+оr = 100

Если для получения топочных газов используется твердое топливо

которое сушится в установке необходимо выполнить перерасчет

элементного состава топлива на конечную влажность W2 при которой

топливо выходит из сушилки

В задании дано топливо такое же как у Вас но с другой влажностью

Вы вначале сушите топливо в сушилке до влажности W2 а затем часть этого

топлива сжигаете для получения дымовых газов

Ar2 = Ar (100 ndash Wr

2) (100 ndash Wr) = Ar middot K

Cr2 = KmiddotCr Hr

2 = KHr Nr2 = KmiddotNr Or

2 = KOr S (р+о)r2 = KmiddotS(р+o)

r

Wr2 + Ar

2 + Cr2 + Hr

2 + Nr2 + Or

2 + S(р+о)r2 = 100

где К ndash коэффициент пересчета К=(100 ndash Wr2) (100 ndash Wr)

В дальнейших расчетах используются новые значения элементного

состава Индекс laquo2raquo для простоты отбрасываем

По данной методике все расчеты ведутся на высшую теплоту сгорания

топлива и на кг топлива (в том числе и для газа)

Низшая теплота сгорания топлива Qri берется по заданию

(см табл П3) Если Вы не знаете теплоту сгорания то высшую теплоту

сгорания твёрдого и жидкого топлива определяют по формуле

ДИМенделеева

)S109(O1260H340CQ rrrrrs op кДжкг

или

)W(9H2514QQ rrr

i

r

s кДжкг

Состав газообразного топлива берется в соответствии с заданием

(табл П4)

Низшая теплота сгорания сухого газообразного топлива

ecircAumlaeligecircatilde)

H

SH687H5342CO453

H2041CHC207C2116CH(223224Q

22

1048624d

3i

Высшая теплота сгорания газообразного топлива

nmHC

12

0092514QQ

nm

ndi

ds кДжкг

где nmHC ndash составляющие газообразного топлива в процентах по массе

Соотношение между единицами давления в разных системах измерения

и единицами в системе СИ приведено в табл П5

Определение основных параметров топочных газов

Приближенные уравнения определения энтальпии

Энтальпия водяного пара вычисляется по уравнению ЛКРамзина

iumliumliumloiuml ttcii 022500 кДжкг

где io - удельная энтальпия сухого насыщенного пара при 0 degС и нормальном

давлении сп - теплоемкость пара

Энтальпия влажного воздуха или газа определяется по уравнению или

по I-d диаграмме (рис П2-П4)

1000

ooiumloooo

dtcitcI

кДжкг

где со - теплоемкость сухого воздуха (или газа) при температуре to

do - влагосодержание воздуха (или газа) г влаги кг сухого воздуха

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного сгорания

твердого или жидкого топлива

)S0043(O0345H0115CL rrrropo кг воздуха кг топлива

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного сгорания

газообразного топлива

icirc ecircatildeecircatilde2

On

Hm

Cnm12

n4mS

2Iacute044

2Iacute0248NtildeIcirc00179138L

Коэффициент избытка воздуха в топке (только схема А) для твердого

или жидкого топлива

)I1000

dntildeatildentildeatilde(L

)(W

)1000

dntildeatildentildeatilde(

100

rWr9Hntildeatildentildeatilde)

100

rAgraverWr9H(1ηr

s

oo

o

iuml

iuml

iumliuml

o

on

iumlograveeumlograveeuml

ograve

itc

ii

itc

itctcα

IL

Q

o

Ograve

для газообразного топлива коэффициент избытка воздуха в топке

)I1000

di(L

)nm(nm1ηrsQ

oo

ntildeatildentildeatildeo

ntildeatildentildeatilde

iuml

iumlograveeumlograveeuml

ograve

tc

itntildetc

α

HCnm12

n009HC

nm12

n009Ograve

где iumliuml iW ndash масса и энтальпия водяного пара применяемого для дутья или

для распыливания топлива iumli ndash энтальпия водяного пара при температуре

1ttntildeatilde ntildeatildec - средняя массовая теплоёмкость продуктов сгорания при

температуре 1ttntildeatilde (табл П6) При ograveα gt 5 теплоёмкость продуктов

сгорания равна теплоёмкости воздуха Если вы не сжигаете мазут Wп = 0

Масса сухих продуктов сгорания для твёрдого или жидкого топлива

100

rWrH9rAL1G ontildeatilde ograveα

кгкг (таблП1)

Масса сухих продуктов сгорания для газообразного топлива

nmontildeatilde HC

nm12

n009L1 ograveαG кгкг (таблП1)

Масса водяных паров в составе продуктов сгорания для твёрдого или

жидкого топлива

iumloograve

iuml W1000100

W9HG odLα

rr

кгкг (таблП1)

Масса водяных паров в составе продуктов сгорания для сухого

газообразного топлива

1000

dLHC

nm12

n009 oonmiuml

ograveαG

кгкг (таблП1)

Энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки

ecircAumlaeligecircatildeG

ILηQ

ntildeatilde

iumliumlooograveograveeumlograveeumlNtilders

ograve

it WαI Ograve

Влагосодержание продуктов сгорания на выходе из топки

atildeecircatildeG

G1000

ntildeatildeograve

iumld (таблП1)

Коэффициент избытка воздуха дополнительно подаваемого в камеру

смешения (только для схемы Б)

)Id

(L

GGILαηQα

oontildeigrave

ntildeigraveacirco

cigraveiumlntildeigraventildeatildecatildeooograveograveeumlograveeumlrs

aumlicirciuml

1000

itc

itntildetcOgrave

где cigravei ndash энтальпия водяного пара при температуре смеси 1ntildeigrave tt

Энтальпия смеси продуктов сгорания и присадочного воздуха на

выходе из камеры смешения (для схемы Б)

ecircAumlaeligecircatildeLG

I)L(ηQ

icircaumlicirciumlntildeatilde

icircicircograveaumlicirciumlograveeumlograveeumlogravecigrave

α

ααI

tcrs

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха (для

схемы Б)

icirccigrave

cigraveograve

II

IIn

Влагосодержание смеси продуктов сгорания и присадочного воздуха на

выходе из камеры смешения (для схемы Б)

atildeecircatilde1 n

dndd icircograve

cigrave

(таблП1)

Определение основных параметров сушильного агента в процессе сушки

материала (по I-d диаграмме)

Температура материала на выходе из сушилки при 2kicirc uuu

ecircecircigraveigrave )uu)(u(t 222 ordmС

Температура материала на выходе из сушилки при icircecirc uu

icircicircigraveigrave )uu)(u(t 222 ordmС

Температура материала на выходе из сушилки при ecirc2 uu (или ecircu ndash

отсутствует)

igrave2 ordmС

На I-d диаграмме ставим точку на пересечении линий 1IIograve и

1ograve dd (для схемы А) и ntildeigraveI и ntildeigraved (для схемы Б) Точка лежит на вершине

угла образованного линиями I = const и d = const Из вершины проводим луч

процесса (примерно по биссектрисе) до линии =100 и определяем

температуру в точке пересечения Она примерно совпадает по значению с

температурой смоченного термометра igrave (рис 10)

Рис 10 Схема определения температуры смоченного термометра

по I-d диаграмме

Удельный расход теплоты на испарение влаги

)ntildentilde(iq ecircAumlaeligecircatildeicircw2iumlicircegraventildeiuml t

Удельный расход теплоты на нагрев материала

ecircAumlaeligecircatilde uu

)()untilde(ntildeq

2icirc

icirc22wigraveiacuteagraveatilde

Удельные потери теплоты в окружающую среду от 10 до 12

ecircAumlaeligecircatilde )q012)(q(01q iacuteagraveatildeegraventildeiumlicircecirceth

Термовлажностное отношение или угловой коэффициент процесса

icircecirceth2icirc

igrave2w2igraveicircwicircicircecircethiacuteagraveatildeicircw q

)u(u

)ntildeu(ntilde)ntildeu(ntilde)q(qntildeΔ

кДжкг

Энтальпия сушильного агента на выходе из сушильной установки

ecircAumlaeligecircatilde )(Δ

))(IΔd

I2iumlicirc

2iumlicircacirc

tntildei

tntildeitntilde 11

22

21000

где I1 = Iт и d1= dт (для схемы А) I1 = Iсм и d1= dсм (для схемы Б)

2acircntilde - теплоёмкость сушильного агента равная теплоёмкости воздуха при

температуре t2 на выходе из сушильной установки

Влагосодержание сушильного агента на выходе из сушильной

установки

Δ

)I(Idd atildeecircatilde 12

12

1000

Порядок построения процессов изменения состояния сушильного

агента на I-d диаграмме

Сначала на I-d диаграмму наносится точка 0 соответствующая

параметрам наружного воздуха Далее по рассчитанным энтальпии Iт и

влагосодержанию dт строится точка Т (см рис 11аб) соответствующая

параметрам топочных газов на выходе из топки Точка С (для схемы Б)

соответствующая параметрам смеси на выходе из камеры смешения лежит

на прямой соединяющей 0 и Т

а б

Рис11 Изменение параметров сушильного агента на I-d диаграмме

для схем А и Б на схеме следующие обозначения

1 - топка 2 - камера смешения 3 - сушильная камера 4 - дымосос

5 - уходящие газы

Из точки 1 с координатами I1 d1 или Iсм dсм проводим прямую до

пересечения с заданной изотермой t2 Точке пересечения 2 соответствуют

искомые координаты I2 d2

Линия соединяющая точки 1 и 2 является линией действительного

процесса сушки

Процесс сушки влажного материала в трубе-сушилке является

нестационарным те протекает при переменной температуре как

сушильного агента так и материала (рис 12б) Для большей точности

процесс 1-2 заменяется суммой элементарных процессов прогрева периода

постоянной и периода уменьшающейся скорости сушки для которых легко

могут быть определены температуры материала и сушильного агента

а б

Рис 12 Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии всех периодов сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Энтальпия температура и влагосодержание сушильного агента

определяются по I-d диаграмме в характерных точках начала (окончания)

каждого элементарного процесса

Приращение влагосодержания сушильного агента в первом периоде

сушки (при отсутствии первого периода 0dΔ )

atildeecircatilde )(

)d)(d(d

1000Δ

2

12`

uu

uu

icirc

ecircicirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце периода прогрева (в точке П

рис 12а)

qd)(

))(u)(d(dII ecircAumlaeligecircatilde

1000icircecirceth

icirc

icircigraveicircwigraveiumleth Δ

2

121

uu

cc

Температура сушильного агента в конце периода прогрева

d

dIC

1000

1000

1

1

nacirc

icirciumlethiumleth

cc

it

Влагосодержание сушильного агента в конце первого периода

(в критической точке К рис 12а)

)u(u

)d)(du(udd atildeecircatilde

2

121

icirc

ecircicircecirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

)u(u

)d)(du(ucI

)d(dcII ecircAumlaeligecircatilde

100010002

121

icirc

kicircwigraveiumleth

ecircwigraveiumlethecirc

Температура сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

C dntildentilde

diI

1000

1000

ecircnacirc

kicircecircecirct

В том случае когда отсутствует один из периодов сушки процесс на I-d

диаграмме термограмма и кинетическая кривая упрощаются (рис 1314)

Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива

Расход сушильного агента для схем

А) igrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Б)

ntildeigrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Расход присадочного воздуха для схемы (Б)

n1

nLL ntildeatilde

acirc

кгч

Расход топочных газов для схемы (Б)

n1

LL ntildeatilde

ograve

кгч

Часовой расход топлива для схем

А) G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve Б) ecircatildedivide

n)(1G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve

Объем топочной камеры для получения сушильного агента

igrave 3600

QBV 3

v

rsograve

ograveq

Напряжение топочного объема принимается в зависимости от способа

сжигания и вида топлива (таблП7)

а б

Рис 13Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и первого периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

а б

Рис 14Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и второго периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена

Температура tср влагосодержание dср плотность ρг

ecircatildeecircatilde dd

dCtt

t100022

2121ntildeethntildeeth

(таблП1)

ecircatildeigrave )d)(t(

)d(3

ntildeethntildeeth

ntildeethicircatilde

622273

1622273ρρ

где icircρ =1293 кгм3

Значения νг и λг сушильного агента принимаются по температуре

t = tср (табл П8 П9)

Средние значения влагосодержания uср и плотности ρм сушимого

материала

uu

u ecircatildeecircatilde 2

2icircntildeeth

(таблП1) )u(ρρ 3

ecircatildeigrave1 ntildeethigraveigraveicirc

Скорость витания частиц в трубе-сушилке определяется для каждой

фракции

ρζ

)ρ(ρgdw igraventilde

3

4

atildeacircegraveograve

atildeigraveiiacircegraveograve

где acircegraveograveζ - коэффициент лобового сопротивления частиц при

1 le Re le 30 Re98acircegraveograveζ

30 lt Re lt 400 ζ 02354Reacircegraveograve

400 lt Re lt 5500 11acircegraveograveζ

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке принимаем на 12 мс

больше скорости витания частицы имеющей максимальный размер

ww 21maxacircegraveograveatilde

Сечение трубы-сушилки

2

igrave3600

ρw

Fatildeatilde

ntildeatildeograveeth

L

Диаметр трубы-сушилки (если она круглого сечения)

π

igraveograveeth

ograveeth

4FD

Концентрация частиц материала в трубе-сушилке

ecircatildeigrave )w(w

)(ββ 3

ograveethacircegraveograve2

iiVV

Fi

36002

GG3K 21

x

где ix ndashмассовая доля i фракции К ndash коэффициент при

Dтp lt 025 м rarr К= 077

Dтp = 025 divide 10 м rarr К = 068

Удельная поверхность частиц отдельной фракции

ρd

βf 32

igraveigrave6

igravei

iv

ioacuteauml

Коэффициент конвективного теплообмена при

20iacircegraveograve

Re rarr d

λα CigraveAcircograve

2 2

i

atildei

20 lt i

acircegraveograveRe lt 480 rarr CigraveAcircograve

01862

08

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

480 lt i

acircegraveograveRe lt 2000 rarr

CigraveAcircograve

1142

05

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

Критерий Рейнольдса при скорости витания

atilde

iacircegraveograve

acircegraveograve ν

dwRe i

i

Объемный коэффициент теплообмена

NtildeigraveAcircograve 3

ioacuteaumliv fαα

Расчет высоты трубы-сушилки по участкам

Количество теплоты отданное сушильным агентом в период прогрева

материала (при ик gt ио величина (ио ndash ик) qokp = 0)

ecircAumlaeligdivide])qu(u))(uc[(c icircecircethecircicircicircigraveicircwigravecyxiumlp GQ

Температурный напор на участке прогрева

)(t

)(tln

)(t)(tt

igraveiumlp

icirc1

igraveiumlpicirciumlp

1

Высота участка трубы соответствующая периоду прогрева

Δtα

QH igrave

36 ograveethiumlethv

iumlpiumleth

F

Высота трубы-сушилки зависит от того в каком периоде заканчивается

процесс сушки

При u0 gt uк gt u2 имеют место все три интервала сушки прогрев первый

и второй период сушки (см рис12б)

В случае когда u2 gt uк (или uк - отсутствует) процесс заканчивается в

первом периоде (или материал содержит только поверхностную влагу и

второй период отсутствует)

Тогда температурные напоры будут рассчитываться только для

прогрева и первого периода сушки (см рис 13б)

В случае когда uк gt u2 досушивается материал в котором осталась

только внутренняя влага Температурные напоры будут рассчитываться

только для прогрева и второго периода сушки (см рис14б)

Количество теплоты отданное сушильным агентом в первом периоде

(постоянной скорости) сушки материала

)ntildetc)(iu(u ecircAumlaeligdivideGQ igravewecirciumlicircecircicircntildeoacuteotilde1

Температурный напор на участке первого периода сушки

)(t

)(t

)t(tt CΔ

igraveecirc

igraveiumleth

ecirciumleth

ln

1

Высота участка трубы соответствующая первому периоду

igraveFΔ36

QH

ograveeth1

1

V

1

Количество теплоты отданное сушильным агентом во втором периоде

(уменьшающейся скорости) сушки материала

])qu(u

)ntildetc)(iu(u))(uc[(c

ecircAumlaeligdivide

GQ

icircecirceth2ecirc

igravew2iumlicirc2ecircigrave22wigraventildeoacuteotildeII

Температурный напор на участке второго периода сушки

)(t

)(t

)(t)(tt CΔ

22

22

igraveecirc

igraveecircII

ln

Высота участка трубы соответствующая второму периоду

QH igrave

FΔ36 ograveethIIV

IIII

Высота участка трубы необходимая для разгона частиц

igrave www

wwwln

www

wwwln

2g

)w(wwH

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2acircegraveograveatildeacircegraveograveeth

где скорость частиц материала в начале разгонного участка wм1=0 скорость

в конце разгонного участка wм2 = 095(wг ndashwвит)

Общая высота пневматической сушильной установки

Hтp = Hp + Hпp+HI + HII м

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной установки

Объемная концентрация частиц материала в трубе

3321 igraveigrave

2L

GG

)ρd(1

)ρ(

igraventildeethntildeatilde

atildeχ

Потери напора при трении газа о стенки трубы

)(λ Iumlagrave2

1D

HΔP

2

1atildeatilde

ograveeth

ograveethograveeth χ

где λтp = 64Re + 0136 Re018 при 23 middot103 lt Re lt 106

Потери напора в местных сопротивлениях (сужениях поворотах) из-за

трения газа

)(ξ Iumlagrave2

1ΔP

2atildeatilde

igrave2 χ

где ζм - коэффициент местного сопротивления табл П10

Статический напор газового потока (вес столба газа)

Iumlagrave g)(ρ ograveethatilde3 Hχ1ΔP

Знак laquo+raquo для восходящего знак laquo-raquo для нисходящего потоков газа для

горизонтального участка ΔP3 = 0

Потери напора при трении материала о стенки трубы

λ Iumlagrave2D

HΔP

2igraveigrave

ograveeth

ograveethograveeth4 χ

Здесь коэффициент сопротивления трению равен

075ograveeth Fr27λ при 2520

D

i

ograveeth

d

λ 075

i

ograveethograveeth Fr

d

05

D425

при 2520

D

i

ograveeth

d

где

i

igrave

dg

w2

Fr критерий Фруда

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке стабилизированного движения частиц

gχρ IumlagraveΔ ntildeograveigrave HP5

где высота участка стабилизации Hcт =Hтp ndash Hp

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке разгона частиц

)ww)(www(w

)ww)(www(wln

ρ

)ρ(ρwP IumlagraveΔ

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

ograveethigrave

igraveatildeigraveacircegraveograve6

F2

G

Средняя производительность трубы-сушилки определяется по формуле

Gм = 05 (G1 + G2) кгч

Динамические потери напора на разгонном участке

)w(w

IumlagraveΔ

ograveeth

igraveigraveigrave

F

GP 12

7

Задавшись условной скоростью газа в сечении циклона (wу = 3 divide 4 мс)

определяем диаметр циклона (табл П11)

ρwπ

igrave

atildeoacute

ntildeatildeouml

3600

4LD

Гидравлическое сопротивление циклона

ρw

ξ Iumlagrave2

Δatildeoacute

oumlouml

2

P

где ξц ndash коэффициент гидравлического сопротивления циклона

Полное гидравлическое сопротивление трубы-сушилки

IumlagraveΔΔΔΔΔΔΔΔΔ oumlPPPPPPPPP 7654321

По найденному полному сопротивлению ΔP и расходу сушильного

агента Lсг производится выбор тягодутьевого оборудования

Мощность тягодутьевой установки

ηρ

Acircograve3600

Δ

aumlatilde

ntildeatilde PLN

где ηд = 065 - КПД тягодутьевой установки

Размеры и конкретный тип дымососа (вентилятора дымоудаления)

выбираются по каталогу тягодутьевого оборудования (см электронное

учебное пособие laquoТепломассообменное оборудование предприятий

(сушильные установки)raquo или табл П12)

Таблица П1

Обозначения физических величин

принятые в настоящем учебно-методическом пособии

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Коэффициент избытка воздуха в топке αт

Коэффициент избытка воздуха в камере смешения αдоп

Объемный коэффициент теплообмена Вт(м3 degС) αv

Расход топлива кгч Bт

Концентрация частиц материала в трубе кгм3 βv

Теплоемкость топлива кДж(кг degС) стл

Теплоемкость сухих топочных газов кДж(кг degС) ссг

Теплоемкость воды кДж(кг degС) сw

Теплоемкость сухого материала кДж(кг degС) см

Теплоемкость водяного пара кДж(кг degС) сп

Влагосодержание наружного воздуха г влаги кг воздуха d о

Влагосодержание газов на выходе из топки г кг dт

Влагосодержание смеси на выходе из камеры смешения гкг dсм

Влагосодержание агента на входе в трубу-сушилку гкг d1

Влагосодержание агента в конце периода прогрева гкг d пр

Влагосодержание агента на выходе из трубы-сушилки гкг d2

Влагосодержание воздуха при φ=100 гкг dм

Среднее влагосодержание газов кгкг dср

Диаметр частиц материала данной фракции мм di

Минимальный диаметр частиц материала мм dч min

Средний диаметр частиц материала мм dч ср

Термовлажностное отношение кДжкг ∆

Производительность по абсолютно сухой массе кгч Gсух

Производительность по влажному материалу кгч G1

Производительность по готовой продукции кгч G2

Масса сухих продуктов сгорания кг дымовых газов кг топлива Gсг

Масса водяных паров кг водяных паров кг топлива Gп

Энтальпия наружного воздуха кДжкг воздуха Iо

Энтальпия газов на выходе из топки кДжкг Iт

Энтальпия смеси на выходе из камеры смешения кДжкг Iсм

Энтальпия агента на входе в трубу-сушилку кДжкг I1

Энтальпия агента в конце периода прогрева кДжкг Iпр

Энтальпия агента на выходе из трубы-сушилки кДжкг I2

Энтальпия пара при 0 degС кДжкг пара iо

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Энтальпия пара кДжкг iп

Энтальпия пара применяемого для дутья кДжкг iпprime

Начальная температура материала degС icirc

Температура смоченного термометра degС igrave

Конечная температура материала degС 2

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного

сгорания кг воздуха кг топлива Lо

Расход сушильного агента кгч Lсг

Расход присадочного воздуха кгч Lв

Расход топочных газов кгч Lт

Коэффициент теплопроводности газа Вт(м degС) λг

Коэффициент полезного действия топки ηт

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха n

Коэффициент кинематической вязкости газа м2с ν г

Низшая теплота сгорания топлива кДжкг Qri

Высшая теплота сгорания топлива кДжкг Qrs

Расход теплоты на прогрев влажного материала кВт Qпр

Удельные потери теплоты кДжкг влаги qокр

Средняя плотность газа кгм3 ρг

Средняя плотность материала кгм3 ρм

Средняя температура сушильного агента degС tср

Температурный напор в период прогрева degС ∆ tпр

Температура топлива degС tтл

Температура газов на выходе из топки degС tт

Температура смеси после камеры смешения degС tсм

Температура сушильного агента после прогрева degС tпр

Температура сушильного агента на выходе из трубы-сушилки degС t2

Начальное влагосодержание материала кг влаги кг сухого материала uо

Критическое влагосодержание материала кгкг uк

Конечное влагосодержание материала кгкг u2

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке мс wг

Скорость витания частиц материала мс wвит

Расход испаряемой влаги кгч М

Начальная относительная влажность материала Wо

Критическая влажность материала Wк

Конечная относительная влажность материала W2

Массовая доля отдельных фракций материала xi

Таблица П2

Исходные данные для расчета пневматической сушильной установки

в

ар

Материал ρ кгм3

См

кДж(кг оС)

Размер мм Влажность G2

тч

Дымовые газы Воздух

Топливо

топлива Схема

α топки доля фракции

Wо Wk W2 t1 t2 t о dо 05 03 02

1 Глина простая 2000 084 1 15 3 22 mdash 15 1 600 100 20 10 мазут 29 А mdash

2 Глина огнеупорная 1800 109 2 3 4 9 mdash 07 2 800 120 10 4 мазут 28 А mdash

3 Известняк 1870 092 05 1 12 5 mdash 01 80 800 110 20 12 уголь 11 Б 115

4 Мел 2000 088 01 03 05 51 mdash 24 20 540 270 10 6 уголь 9 Б 11

5 Песок речной 1500 092 1 15 2 10 mdash 05 75 900 120 20 12 уголь 5 Б 115

6 Руда магнитогорская 3000 078 1 25 4 6 mdash 05 12 730 120 25 12 мазут 28 А mdash

7 Руда марганцевая 3450 078 5 2 1 15 mdash 2 15 120 60 25 12 уголь 7 А mdash

8 Железный колчедан 3300 05 2 1 05 12 mdash 3 2 350 100 15 6 уголь 8 А mdash

9 Сернокислый аммоний 800 14 1 3 2 5 mdash 04 25 120 55 25 12 газ 31 Б 102

10 Сланцы (Лен обл) 1100 134 3 2 1 38 40 28 11 600 100 20 8 сланцы 21 А mdash

11 Уголь каменный 1400 13 1 2 5 9 35 06 12 800 120 25 12 уголь 3 А mdash

12 Уголь бурый (Подмоск) 800 113 2 2 1 47 40 38 16 500 160 20 8 уголь 6 Б 11

13 Торф фрезерный 245 176 2 1 3 48 42 38 12 550 140 10 4 торф 23 А mdash

14 Кузнецкий уголь 1300 11 4 1 2 12 35 07 13 350 88 20 8 уголь 2 А mdash

15 Антрацит штыб 730 109 4 3 1 14 40 5 15 400 120 20 12 уголь 10 А mdash

16 Шлам промывки угля 1200 12 02 05 2 50 40 1 5 750 120 15 6 уголь 1 А mdash

17 Опилки 250 25 4 2 1 45 43 35 13 300 100 20 10 древес 25 А mdash

18 Аммофос 1500 11 4 2 1 12 mdash 15 12 350 110 20 12 уголь 12 А mdash

19 Диаммофос 1700 12 4 2 1 4 mdash 1 14 200 90 10 4 мазут 29 Б 11

20 Суперфосфат 2390 12 1 05 2 22 mdash 3 10 750 80 20 8 мазут 28 А mdash

21 Преципитат 870 113 1 2 1 55 mdash 3 6 550 120 25 8 уголь 4 Б 12

22 Фтористый алюминий 900 15 05 1 03 50 mdash 5 12 750 250 25 12 мазут 28 Б 105

23 Соль поваренная 200 089 1 2 1 6 mdash 1 12 200 85 25 14 газ 32 Б 11

24 Сахарный песок(кукурузн) 600 123 2 1 2 14 mdash 8 14 90 40 20 12 газ 41 Б 101

25 Жом свекловичный 800 16 2 3 1 84 40 30 05 750 100 10 4 газ 39 А mdash

Таблица П3

Cостав и низшая теплота сгорания твердых и жидких топлив

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое топливо (угли)

1 Кузнецкий 120 132 04 586 42 19 97 22860

2 80 143 05 633 44 21 74 25250

3 60 141 06 725 34 17 17 27420

4 90 182 03 615 36 15 59 23570

5 70 146 05 702 30 17 30 25120

6 70 363 07 479 34 14 33 18760

7 70 326 03 519 33 16 33 19850

8 Аркагалинское 190 122 02 513 36 08 129 19090

9 Березовское 330 47 02 442 31 04 144 15660

10 Челябинский 170 324 09 359 26 100 102 13440

11 Подмосковный 321 306 25 243 19 04 82 8670

12 Печорский 55 284 09 555 36 17 44 22020

13 Интинский 115 274 25 458 31 15 82 17540

14 Кизеловский 60 348 53 455 34 08 42 18380

15 Минусинский 140 172 05 529 35 14 105 20100

16 Черемховское 130 270 10 462 34 07 87 17880

17 Букачачинское 80 101 06 672 47 08 86 26040

18 Никольское 60 182 04 596 42 11 105 22990

19 Партизанский 55 340 04 498 32 08 63 19470

20 Нерюнгри 100 198 02 600 31 06 63 22480

Окончание табл П3

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое (вторичное) топливо

21 Сланцы (Ленобласть) 110 482 220 301 387 025 438 7660

22 Сланцы (Эстония) 120 444 227 322 410 010 490 9000

23 Торф фрезерный 485 643 014 255 270 113 156 8120

24 Торф кусковой 458 731 011 268 281 117 160 9250

25 Древесные опилки 400 060 0 303 360 04 251 10200

26 Лигнин (ЛГЗ) 650 115 013 213 192 105 - 6410

27 Лигнин (ЗГЗ) 650 400 008 206 168 864 - 6120

Жидкое топливо (мазут)

28 Малосернистый 30 005 03 847 12 03 40280

29 Сернистый 30 01 14 838 11 05 39730

30 Высокосернистый 30 01 28 830 10 07 38770

Таблица П4

Cостав и теплота сгорания газообразных топлив

топ

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Природные газы

31 Уренгой-Надым-Пунга 987 012 001 lt 001 mdash mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35500 0724

32 Уренгой-Ужгород 989 012 001 001 mdash mdash mdash lt 006 090 mdash mdash mdash 35590 0724

33 Уренгой-Новопсков 989 013 001 lt 001 mdash mdash mdash 008 087 mdash mdash mdash 35590 0723

34 Уренгой-Сургут-Челябинск 982 029 02 009 004 mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35800 0729

35 Надым-Пунга-Свердловск 987 016 008 001 mdash mdash mdash 008 100 mdash mdash mdash 35590 0725

36 ННовгород-Иваново 990 025 004 002 mdash mdash mdash 010 060 mdash mdash mdash 35750 0725

37 Бухара-Урал 942 30 089 039 017 013 mdash 028 090 mdash mdash mdash 37560 0771

38 Средняя Азия-Центр 941 28 073 030 007 002 mdash 100 100 mdash mdash mdash 36760 0771

39 Саратов-Москва 903 28 11 075 034 020 mdash 032 420 mdash mdash mdash 37010 0807

40 Мострансгаз (кольцо) 966 14 04 018 007 003 mdash 015 120 mdash mdash mdash 36300 0747

41 Оренбург-Александров Гай 864 39 172 087 030 007 mdash 001 670 mdash mdash mdash 36800 0828

Попутные газы

42 Каменный Лог-Пермь 387 226 107 27 07 mdash mdash mdash 2380 mdash 080 mdash 42370 1196

43 Ярино-Пермь 380 251 125 33 13 mdash mdash mdash 1870 mdash 110 mdash 46890 1196

44 Кулешовка-Самара 580 172 74 20 05 mdash mdash 080 1360 mdash 050 mdash 41740 1052

45 Безенчук-Чапаевск 427 196 126 51 13 mdash mdash 100 1690 mdash 080 mdash 46980 1196

46 Барса-Гельмес-Вышка 939 34 13 07 02 mdash mdash 040 010 mdash mdash mdash 38100 0778

47 Вход в Краснодар Крымск 912 39 2 09 02 mdash mdash 180 mdash mdash mdash mdash 38270 0810

48 Вознесенская-Грозный 767 132 54 25 22 mdash mdash mdash mdash mdash mdash 47020 0971

49 Тэбук-Сосновка 482 182 119 33 1 mdash mdash 090 1650 mdash mdash mdash 45130 1164

50 Туймазы-Уфа 500 220 98 12 04 mdash mdash mdash 1660 mdash mdash mdash 43040 1095

51 Шкапово-Туймазы 441 220 52 14 03 mdash mdash mdash 2700 mdash mdash mdash 36630 1095

52 Казань-Бугульма 536 228 61 09 02 mdash mdash 020 1580 mdash mdash mdash 40610 1046

Окончание табл П4

т

оп

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Промышленные газы

53 Газ доменных печей 03 mdash mdash mdash mdash mdash 280 105 585 mdash mdash 27 3940 1293

54 Газ коксовых печей 250 20 mdash mdash mdash mdash 700 30 40 10 mdash 580 18000 0468

55 Газ генераторный 19 mdash mdash mdash mdash mdash 203 98 562 02 mdash 109 6200 1121

56 Газ генераторный (из древес) 65 mdash mdash mdash mdash mdash 290 65 469 02 mdash 140 6500 1130

57 Газ пиролиза нефти 410 mdash mdash mdash mdash 430 080 05 02 mdash mdash 140 47500 1100

Примечания

1) Теплоемкость твердого топлива

стл = 0012 Wr + стлcух (1 ndash 001 Wr) кДж(кг degС)

где стлcух ndash теплоемкость сухой массы топлива для бурых углей ndash 113 кДж(кг degС)

для каменных углей - 109 кДж(кг degС) для углей - 092 кДж(кг degС)

Теплоемкость мазута

смаз = 174 + 00025 tмаз кДж(кгdegС) где tмаз = 90divide130degС

Расход пара на форсунки Wп = 03 + 035 кг пара кг топлива при Рнас = 06divide15 МПа

2) Теплоемкость газообразного топлива

010cVntilde iiatildeagraveccedil

где Vi - объем составляющих газообразного топлива

ci- теплоемкость составляющих газообразного топлива кДж(м3 оС)

4NtildeIacutentilde = 157 62IacuteCntilde = 278

83IacuteCntilde = 314 104IacuteCntilde = 424

125IacuteCntilde = 527 146IacuteCntilde = 630 NtildeIcircntilde = 130

2NtildeIcircntilde = 159 2Nntilde = 129

2Icircntilde = 130 S2Iacutec = 152 2Iacutentilde = 128

Таблица П5

Соотношение между единицами давления

Величина Па бар тех атм мм рт ст мм водст

1 Нм2=1 Па 1 10-5 10210-5 7510-3 0102

1 бар 105 1 102 750 102middot104

1 техатм=1кгссм2 981middot10-4 0981 1 7356 104

1 мм ртст 1333 133310-5 13610-3 1 136

1 мм водст=1кгсм 981 98110-5 10-4 735610-2 1

Таблица П6

Теплоемкость и плотность горючих газов

Газ Формула Плотность кгм3 Теплоемкость

кДж(м3 degС)

Метан СН4 0717 155

Этан С2Н6 1342 221

Пропан СзН8 1976 305

Бутан С4Н10 2598 413

Пентан С5Н12 3219 513

Гексан СбН14 384 615

Окись углерода СО 125 129

Углекислый газ СО 2 198 16

Азот N2 125 129

Кислород О2 143 13

Сероводород H2S 1539 151

Водород Н2 009 128

Таблица П7

Напряжение топочного объема для сушильных установок

Топливо qv кВтм3

Доменный газ 230-350

Генераторный газ 230-290

Природный газ 350-460

Мазут 230-350

Торф дрова 230-290

Каменные угли 290-350

Таблица П8

Физические свойства дымовых газов

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па 2NtildeIcircETH = 013 IcircIacute 2

ETH = 011 2NETH = 076

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1295 1042 228 169 158 1220 072

100 0950 1068 313 308 204 2154 069

200 0748 1097 401 489 245 3280 067

300 0617 1122 484 699 282 4581 065

400 0525 1151 570 943 317 6038 064

500 0457 1185 656 1211 348 7630 063

600 0405 1214 742 1509 379 9361 062

700 0363 1239 827 1838 407 1121 061

800 0330 1264 915 2197 434 1318 060

900 0301 1290 1000 2580 459 1525 059

1000 0275 1306 1090 3034 484 1743 058

1100 0257 1323 1175 3455 507 1971 057

1200 0240 1340 1262 3924 530 2210 056

Таблица П9

Физические свойства сухого воздуха

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1293 1005 244 188 172 133 0707

100 0946 1009 321 336 219 231 0688

200 0746 1026 393 514 260 349 0680

300 0615 1047 460 718 297 483 0674

400 0524 1068 521 931 330 631 0678

500 0456 1093 574 1153 362 794 0687

600 0404 1114 622 1383 391 969 0699

700 0362 1135 671 1634 418 1154 0706

800 0329 1156 718 1888 443 1348 0713

900 0301 1172 763 2162 467 1551 0717

1000 0277 1185 807 2459 490 1771 0719

1100 0257 1197 850 2762 512 1993 0722

1200 0240 1210 915 3165 535 2337 0724

Таблица П10

Коэффициенты местных сопротивлений

Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления

Колено

угол

поворота 90deg 120deg 135deg 150deg

ξ 11 055 025 02

Отвод радиусом R угол

поворота 30deg 45deg 60deg 75deg 90deg 105deg 120deg

трубы диаметром D

RD = 15 ξ 008 011 014 016 0175 019 02

RD = 20 ξ 007 010 012 014 015 016 017

Вход в трубу

с острыми краями ξ =05

с закругленными ξ =02

Выход из трубы ξ =1

FminFmax 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09

Внезапное расширение ξ 1 081 064 049 036 025 016 009 004 001

Внезапное сужение ξ 05 047 043 038 033 03 025 02 015 009

Таблица П11

Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗ типа ЦН-15 мм (рис8)

Dц A d d1 d2 H h1 h2 h3 h4 h5 a б б1 l

100 820 60 40 105 492 200 232 60 212 32 66 20 29 90

150 1190 90 60 155 720 300 345 75 297 48 99 30 41 110

200 1560 120 60 160 918 400 458 60 354 48 132 40 52 120

250 1930 150 75 180 1149 500 574 75 444 60 165 50 65 150

300 2300 180 90 210 1377 600 687 90 531 72 198 60 78 180

350 2670 210 105 250 1605 700 800 105 618 84 231 70 91 210

400 3040 240 120 280 1833 800 913 120 705 96 264 80 104 240

450 3410 270 135 310 2031 900 1026 135 792 108 297 90 117 270

500 3780 300 150 325 2289 1000 1139 150 879 120 330 100 130 300

550 4150 330 165 350 2520 1100 1255 165 972 132 363 110 143 330

600 4520 360 180 365 2750 1200 1370 180 1060 144 396 120 156 360

650 4890 390 195 400 2980 1300 1485 195 1146 156 429 130 169 390

700 5260 420 210 410 3210 1400 1600 210 1235 168 462 140 182 420

750 5630 450 225 450 3435 1500 1710 225 1320 180 495 150 195 450

800 6000 480 240 470 3665 1600 1825 240 1405 192 528 160 208 480

Таблица П12

Габаритные размеры вентилятора дымоудаления (дымососа) м

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 9: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

На рис5 показана топка ВТИ для сжигания бурых углей и других

многозольных сортов топлива Топливо сжигается на наклонной решетке в

топке имеются две искроосадные камеры и цилиндрический циклон-

искродожигатель выполненный из огнеупорного кирпича Разбавление

топочных газов атмосферным воздухом до требуемой температуры

происходит в камере смешения при пуске открывается растопочный клапан

Рис 5 Топка ВТИ с наклонной колосниковой решеткой

1 ndash топка 2 и 3 ndash осадительные камеры 4 ndash шибер

5 ndash растопочная труба 6 ndash искроотделитель 7 ndash карманы для

улавливания золы 8 ndash выход очищенного газа к сушилке

Сжигание жидкого и газообразного топлив в топках сушильных

установок обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с сжиганием

твердого топлива например продукты сгорания не загрязнены летучей

золой Благодаря этому исключается необходимость установки

искроосадительных камер или каких-либо других обеспыливающих

устройств Топочное устройство получается простым и компактным

облегчается его эксплуатация

На рис 6 показана цилиндрическая газовая топка со стальным кожухом

толщиной 8-10 мм изнутри футерованная шамотным кирпичом Горелки

низкого давления установлены на фронте топки На фронтальной стенке

имеются также смотровой люк и отверстие для ввода запальника (ниже

горелок) Топка работает при разрежении камера смешения отделена от

камеры горения пережимом Вторичный воздух подается в камеру горения

по образующей что обеспечивает хорошее перемешивание газа с воздухом

который одновременно охлаждает кладку топки

Рис 6 Топка для сжигания газа

1 ndash окно для подвода вторичного воздуха 2 ndash газовая горелка

3 ndash смотровое отверстие 4 ndash камера сгорания 5 ndash взрывной

клапан 6 ndash камера смешения 7 ndash футеровка 8 ndash опора

На рис 7 представлена мазутная топка Она представляет собой

цилиндрическую камеру кожух которой выполнен из листовой стали По

фронту размещены две мазутные форсунки низкого давления Воздух для

разбавления газов вводится в смесительную камеру через каналы в верхней

части топки что позволяет одновременно охлаждать свод камеры Изнутри

камера футерована шамотным кирпичом Рекомендуемые значения

теплового напряжения объема топочного пространства при сжигании

различных топлив приведены в табл П7

Рис 7 Топка Гипрохима для сжигания мазута

1 ndash форсунка низкого давления 2 ndash камера сгорания 3 ndash каналы

для подачи воздуха 4 ndash патрубок растопочной трубы

5 ndash перегородка 6 ndash камера смешения

В комплект сушильной установки входит вспомогательное

оборудование для улавливания частиц материала на выходе из сушилки

Интенсивное и эффективное осаждение твердых частиц материала

взвешенных в газе осуществляется в центробежных аппаратах ndash циклонах

Сущность центробежного метода отделения частиц заключается в создании

потока движущегося с определенными скоростями и изменяющего

направление движения Частицы обладающие значительной инерцией не

успевают за изменениями направлений потока и продолжая перемещаться в

первоначальном направлении оседают на стенках циклона Поток газа

содержащий взвешенные частицы вводится по касательной в

цилиндрическую часть аппарата и движется вдоль его стенок по спиралям а

затем выходит вверх по центральной трубе Частицы оседающие на

внутренней стенке циклона падают в его суженную конусообразную часть

откуда систематически удаляются Оптимальными для циклона считаются

скорости потока 2 - 4 мс При больших и меньших скоростях эффективность

циклона резко снижается

На рис 8 представлен циклон НИИОГАЗ типа ЦН-15 Конструктивно

циклоны этой серии различаются только схемой выброса газов Коэффициент

местного сопротивления этих циклонов ξ = 105 Конструктивные размеры

приводятся в таблП11

Для более высокой степени очистки применяются батарейные циклоны

(рис 9а) Они собираются из отдельных элементов (до 120 шт на батарею)

Диаметры элементов Dy = 100 150 и 250 мм с направляющими элементами

типа laquoВинтraquo или laquoРозеткаraquo (рис 9б)

Рис8 Циклон НИИОГАЗ типа ЦН-15

Рис 9 Батарейный циклон

(а) и его элемент (б)

1 ndash верхняя камера

2 ndash кожух 3 ndash элемент

4 ndash направляющий

аппарат типа Розетка

5 ndash внутренняя труба

На рис П1 дан пример расположения оборудования пневматической

сушильной установки

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ СУШИЛЬНОЙ

УСТАНОВКИ

В табл П1 приведены обозначения физических величин принятых в

настоящем учебно-методическом пособии Исходные данные для расчета

пневматической сушильной установки (трубы-сушилки) согласно Вашему

варианту приведены в табл П2

Возможные схемы получения сушильного агента А ndash прямоточная

Б ndash с камерой смешения (задан коэффициент избытка воздуха в топке)

Температуру материала и топлива (кроме мазута) условно принимаем

равной температуре окружающего воздуха

Материальный баланс сушильной установки

Начальное критическое и конечное влагосодержания сушимого

материала кг влаги кг сухого материала

u о = Wо (100 ndash Wо) uк = Wк (100 ndash Wк)

u2 = W2 (100 ndash W2)

Начальное и конечное влагосодержания могут быть любыми (начать и

закончить процесс сушки можно в любой момент) но критическое

влагосодержание зависит от свойств материала Критическое

влагосодержание характеризует переход от испарения поверхностной влаги к

удалению внутренней влаги Если критическое влагосодержание отсутствует

то у материала имеется только поверхностная влага

Производительность сушильной установки по абсолютно сухой массе

Gсух = G2 (1 + u2) кгч

Производительность сушильной установки по влажному материалу

G1 = Gсух (1 + uо) кгч

Расход испаряемой влаги

М = Gсух (uо ndash u2) кгч

Состав и теплота сгорания топлива

Состав твердого топлива на рабочую массу берется по заданию

(табл П3)

Wr + Ar + Cr + Hr + Nr + Or + Sр+оr = 100

Если для получения топочных газов используется твердое топливо

которое сушится в установке необходимо выполнить перерасчет

элементного состава топлива на конечную влажность W2 при которой

топливо выходит из сушилки

В задании дано топливо такое же как у Вас но с другой влажностью

Вы вначале сушите топливо в сушилке до влажности W2 а затем часть этого

топлива сжигаете для получения дымовых газов

Ar2 = Ar (100 ndash Wr

2) (100 ndash Wr) = Ar middot K

Cr2 = KmiddotCr Hr

2 = KHr Nr2 = KmiddotNr Or

2 = KOr S (р+о)r2 = KmiddotS(р+o)

r

Wr2 + Ar

2 + Cr2 + Hr

2 + Nr2 + Or

2 + S(р+о)r2 = 100

где К ndash коэффициент пересчета К=(100 ndash Wr2) (100 ndash Wr)

В дальнейших расчетах используются новые значения элементного

состава Индекс laquo2raquo для простоты отбрасываем

По данной методике все расчеты ведутся на высшую теплоту сгорания

топлива и на кг топлива (в том числе и для газа)

Низшая теплота сгорания топлива Qri берется по заданию

(см табл П3) Если Вы не знаете теплоту сгорания то высшую теплоту

сгорания твёрдого и жидкого топлива определяют по формуле

ДИМенделеева

)S109(O1260H340CQ rrrrrs op кДжкг

или

)W(9H2514QQ rrr

i

r

s кДжкг

Состав газообразного топлива берется в соответствии с заданием

(табл П4)

Низшая теплота сгорания сухого газообразного топлива

ecircAumlaeligecircatilde)

H

SH687H5342CO453

H2041CHC207C2116CH(223224Q

22

1048624d

3i

Высшая теплота сгорания газообразного топлива

nmHC

12

0092514QQ

nm

ndi

ds кДжкг

где nmHC ndash составляющие газообразного топлива в процентах по массе

Соотношение между единицами давления в разных системах измерения

и единицами в системе СИ приведено в табл П5

Определение основных параметров топочных газов

Приближенные уравнения определения энтальпии

Энтальпия водяного пара вычисляется по уравнению ЛКРамзина

iumliumliumloiuml ttcii 022500 кДжкг

где io - удельная энтальпия сухого насыщенного пара при 0 degС и нормальном

давлении сп - теплоемкость пара

Энтальпия влажного воздуха или газа определяется по уравнению или

по I-d диаграмме (рис П2-П4)

1000

ooiumloooo

dtcitcI

кДжкг

где со - теплоемкость сухого воздуха (или газа) при температуре to

do - влагосодержание воздуха (или газа) г влаги кг сухого воздуха

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного сгорания

твердого или жидкого топлива

)S0043(O0345H0115CL rrrropo кг воздуха кг топлива

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного сгорания

газообразного топлива

icirc ecircatildeecircatilde2

On

Hm

Cnm12

n4mS

2Iacute044

2Iacute0248NtildeIcirc00179138L

Коэффициент избытка воздуха в топке (только схема А) для твердого

или жидкого топлива

)I1000

dntildeatildentildeatilde(L

)(W

)1000

dntildeatildentildeatilde(

100

rWr9Hntildeatildentildeatilde)

100

rAgraverWr9H(1ηr

s

oo

o

iuml

iuml

iumliuml

o

on

iumlograveeumlograveeuml

ograve

itc

ii

itc

itctcα

IL

Q

o

Ograve

для газообразного топлива коэффициент избытка воздуха в топке

)I1000

di(L

)nm(nm1ηrsQ

oo

ntildeatildentildeatildeo

ntildeatildentildeatilde

iuml

iumlograveeumlograveeuml

ograve

tc

itntildetc

α

HCnm12

n009HC

nm12

n009Ograve

где iumliuml iW ndash масса и энтальпия водяного пара применяемого для дутья или

для распыливания топлива iumli ndash энтальпия водяного пара при температуре

1ttntildeatilde ntildeatildec - средняя массовая теплоёмкость продуктов сгорания при

температуре 1ttntildeatilde (табл П6) При ograveα gt 5 теплоёмкость продуктов

сгорания равна теплоёмкости воздуха Если вы не сжигаете мазут Wп = 0

Масса сухих продуктов сгорания для твёрдого или жидкого топлива

100

rWrH9rAL1G ontildeatilde ograveα

кгкг (таблП1)

Масса сухих продуктов сгорания для газообразного топлива

nmontildeatilde HC

nm12

n009L1 ograveαG кгкг (таблП1)

Масса водяных паров в составе продуктов сгорания для твёрдого или

жидкого топлива

iumloograve

iuml W1000100

W9HG odLα

rr

кгкг (таблП1)

Масса водяных паров в составе продуктов сгорания для сухого

газообразного топлива

1000

dLHC

nm12

n009 oonmiuml

ograveαG

кгкг (таблП1)

Энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки

ecircAumlaeligecircatildeG

ILηQ

ntildeatilde

iumliumlooograveograveeumlograveeumlNtilders

ograve

it WαI Ograve

Влагосодержание продуктов сгорания на выходе из топки

atildeecircatildeG

G1000

ntildeatildeograve

iumld (таблП1)

Коэффициент избытка воздуха дополнительно подаваемого в камеру

смешения (только для схемы Б)

)Id

(L

GGILαηQα

oontildeigrave

ntildeigraveacirco

cigraveiumlntildeigraventildeatildecatildeooograveograveeumlograveeumlrs

aumlicirciuml

1000

itc

itntildetcOgrave

где cigravei ndash энтальпия водяного пара при температуре смеси 1ntildeigrave tt

Энтальпия смеси продуктов сгорания и присадочного воздуха на

выходе из камеры смешения (для схемы Б)

ecircAumlaeligecircatildeLG

I)L(ηQ

icircaumlicirciumlntildeatilde

icircicircograveaumlicirciumlograveeumlograveeumlogravecigrave

α

ααI

tcrs

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха (для

схемы Б)

icirccigrave

cigraveograve

II

IIn

Влагосодержание смеси продуктов сгорания и присадочного воздуха на

выходе из камеры смешения (для схемы Б)

atildeecircatilde1 n

dndd icircograve

cigrave

(таблП1)

Определение основных параметров сушильного агента в процессе сушки

материала (по I-d диаграмме)

Температура материала на выходе из сушилки при 2kicirc uuu

ecircecircigraveigrave )uu)(u(t 222 ordmС

Температура материала на выходе из сушилки при icircecirc uu

icircicircigraveigrave )uu)(u(t 222 ordmС

Температура материала на выходе из сушилки при ecirc2 uu (или ecircu ndash

отсутствует)

igrave2 ordmС

На I-d диаграмме ставим точку на пересечении линий 1IIograve и

1ograve dd (для схемы А) и ntildeigraveI и ntildeigraved (для схемы Б) Точка лежит на вершине

угла образованного линиями I = const и d = const Из вершины проводим луч

процесса (примерно по биссектрисе) до линии =100 и определяем

температуру в точке пересечения Она примерно совпадает по значению с

температурой смоченного термометра igrave (рис 10)

Рис 10 Схема определения температуры смоченного термометра

по I-d диаграмме

Удельный расход теплоты на испарение влаги

)ntildentilde(iq ecircAumlaeligecircatildeicircw2iumlicircegraventildeiuml t

Удельный расход теплоты на нагрев материала

ecircAumlaeligecircatilde uu

)()untilde(ntildeq

2icirc

icirc22wigraveiacuteagraveatilde

Удельные потери теплоты в окружающую среду от 10 до 12

ecircAumlaeligecircatilde )q012)(q(01q iacuteagraveatildeegraventildeiumlicircecirceth

Термовлажностное отношение или угловой коэффициент процесса

icircecirceth2icirc

igrave2w2igraveicircwicircicircecircethiacuteagraveatildeicircw q

)u(u

)ntildeu(ntilde)ntildeu(ntilde)q(qntildeΔ

кДжкг

Энтальпия сушильного агента на выходе из сушильной установки

ecircAumlaeligecircatilde )(Δ

))(IΔd

I2iumlicirc

2iumlicircacirc

tntildei

tntildeitntilde 11

22

21000

где I1 = Iт и d1= dт (для схемы А) I1 = Iсм и d1= dсм (для схемы Б)

2acircntilde - теплоёмкость сушильного агента равная теплоёмкости воздуха при

температуре t2 на выходе из сушильной установки

Влагосодержание сушильного агента на выходе из сушильной

установки

Δ

)I(Idd atildeecircatilde 12

12

1000

Порядок построения процессов изменения состояния сушильного

агента на I-d диаграмме

Сначала на I-d диаграмму наносится точка 0 соответствующая

параметрам наружного воздуха Далее по рассчитанным энтальпии Iт и

влагосодержанию dт строится точка Т (см рис 11аб) соответствующая

параметрам топочных газов на выходе из топки Точка С (для схемы Б)

соответствующая параметрам смеси на выходе из камеры смешения лежит

на прямой соединяющей 0 и Т

а б

Рис11 Изменение параметров сушильного агента на I-d диаграмме

для схем А и Б на схеме следующие обозначения

1 - топка 2 - камера смешения 3 - сушильная камера 4 - дымосос

5 - уходящие газы

Из точки 1 с координатами I1 d1 или Iсм dсм проводим прямую до

пересечения с заданной изотермой t2 Точке пересечения 2 соответствуют

искомые координаты I2 d2

Линия соединяющая точки 1 и 2 является линией действительного

процесса сушки

Процесс сушки влажного материала в трубе-сушилке является

нестационарным те протекает при переменной температуре как

сушильного агента так и материала (рис 12б) Для большей точности

процесс 1-2 заменяется суммой элементарных процессов прогрева периода

постоянной и периода уменьшающейся скорости сушки для которых легко

могут быть определены температуры материала и сушильного агента

а б

Рис 12 Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии всех периодов сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Энтальпия температура и влагосодержание сушильного агента

определяются по I-d диаграмме в характерных точках начала (окончания)

каждого элементарного процесса

Приращение влагосодержания сушильного агента в первом периоде

сушки (при отсутствии первого периода 0dΔ )

atildeecircatilde )(

)d)(d(d

1000Δ

2

12`

uu

uu

icirc

ecircicirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце периода прогрева (в точке П

рис 12а)

qd)(

))(u)(d(dII ecircAumlaeligecircatilde

1000icircecirceth

icirc

icircigraveicircwigraveiumleth Δ

2

121

uu

cc

Температура сушильного агента в конце периода прогрева

d

dIC

1000

1000

1

1

nacirc

icirciumlethiumleth

cc

it

Влагосодержание сушильного агента в конце первого периода

(в критической точке К рис 12а)

)u(u

)d)(du(udd atildeecircatilde

2

121

icirc

ecircicircecirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

)u(u

)d)(du(ucI

)d(dcII ecircAumlaeligecircatilde

100010002

121

icirc

kicircwigraveiumleth

ecircwigraveiumlethecirc

Температура сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

C dntildentilde

diI

1000

1000

ecircnacirc

kicircecircecirct

В том случае когда отсутствует один из периодов сушки процесс на I-d

диаграмме термограмма и кинетическая кривая упрощаются (рис 1314)

Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива

Расход сушильного агента для схем

А) igrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Б)

ntildeigrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Расход присадочного воздуха для схемы (Б)

n1

nLL ntildeatilde

acirc

кгч

Расход топочных газов для схемы (Б)

n1

LL ntildeatilde

ograve

кгч

Часовой расход топлива для схем

А) G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve Б) ecircatildedivide

n)(1G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve

Объем топочной камеры для получения сушильного агента

igrave 3600

QBV 3

v

rsograve

ograveq

Напряжение топочного объема принимается в зависимости от способа

сжигания и вида топлива (таблП7)

а б

Рис 13Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и первого периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

а б

Рис 14Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и второго периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена

Температура tср влагосодержание dср плотность ρг

ecircatildeecircatilde dd

dCtt

t100022

2121ntildeethntildeeth

(таблП1)

ecircatildeigrave )d)(t(

)d(3

ntildeethntildeeth

ntildeethicircatilde

622273

1622273ρρ

где icircρ =1293 кгм3

Значения νг и λг сушильного агента принимаются по температуре

t = tср (табл П8 П9)

Средние значения влагосодержания uср и плотности ρм сушимого

материала

uu

u ecircatildeecircatilde 2

2icircntildeeth

(таблП1) )u(ρρ 3

ecircatildeigrave1 ntildeethigraveigraveicirc

Скорость витания частиц в трубе-сушилке определяется для каждой

фракции

ρζ

)ρ(ρgdw igraventilde

3

4

atildeacircegraveograve

atildeigraveiiacircegraveograve

где acircegraveograveζ - коэффициент лобового сопротивления частиц при

1 le Re le 30 Re98acircegraveograveζ

30 lt Re lt 400 ζ 02354Reacircegraveograve

400 lt Re lt 5500 11acircegraveograveζ

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке принимаем на 12 мс

больше скорости витания частицы имеющей максимальный размер

ww 21maxacircegraveograveatilde

Сечение трубы-сушилки

2

igrave3600

ρw

Fatildeatilde

ntildeatildeograveeth

L

Диаметр трубы-сушилки (если она круглого сечения)

π

igraveograveeth

ograveeth

4FD

Концентрация частиц материала в трубе-сушилке

ecircatildeigrave )w(w

)(ββ 3

ograveethacircegraveograve2

iiVV

Fi

36002

GG3K 21

x

где ix ndashмассовая доля i фракции К ndash коэффициент при

Dтp lt 025 м rarr К= 077

Dтp = 025 divide 10 м rarr К = 068

Удельная поверхность частиц отдельной фракции

ρd

βf 32

igraveigrave6

igravei

iv

ioacuteauml

Коэффициент конвективного теплообмена при

20iacircegraveograve

Re rarr d

λα CigraveAcircograve

2 2

i

atildei

20 lt i

acircegraveograveRe lt 480 rarr CigraveAcircograve

01862

08

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

480 lt i

acircegraveograveRe lt 2000 rarr

CigraveAcircograve

1142

05

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

Критерий Рейнольдса при скорости витания

atilde

iacircegraveograve

acircegraveograve ν

dwRe i

i

Объемный коэффициент теплообмена

NtildeigraveAcircograve 3

ioacuteaumliv fαα

Расчет высоты трубы-сушилки по участкам

Количество теплоты отданное сушильным агентом в период прогрева

материала (при ик gt ио величина (ио ndash ик) qokp = 0)

ecircAumlaeligdivide])qu(u))(uc[(c icircecircethecircicircicircigraveicircwigravecyxiumlp GQ

Температурный напор на участке прогрева

)(t

)(tln

)(t)(tt

igraveiumlp

icirc1

igraveiumlpicirciumlp

1

Высота участка трубы соответствующая периоду прогрева

Δtα

QH igrave

36 ograveethiumlethv

iumlpiumleth

F

Высота трубы-сушилки зависит от того в каком периоде заканчивается

процесс сушки

При u0 gt uк gt u2 имеют место все три интервала сушки прогрев первый

и второй период сушки (см рис12б)

В случае когда u2 gt uк (или uк - отсутствует) процесс заканчивается в

первом периоде (или материал содержит только поверхностную влагу и

второй период отсутствует)

Тогда температурные напоры будут рассчитываться только для

прогрева и первого периода сушки (см рис 13б)

В случае когда uк gt u2 досушивается материал в котором осталась

только внутренняя влага Температурные напоры будут рассчитываться

только для прогрева и второго периода сушки (см рис14б)

Количество теплоты отданное сушильным агентом в первом периоде

(постоянной скорости) сушки материала

)ntildetc)(iu(u ecircAumlaeligdivideGQ igravewecirciumlicircecircicircntildeoacuteotilde1

Температурный напор на участке первого периода сушки

)(t

)(t

)t(tt CΔ

igraveecirc

igraveiumleth

ecirciumleth

ln

1

Высота участка трубы соответствующая первому периоду

igraveFΔ36

QH

ograveeth1

1

V

1

Количество теплоты отданное сушильным агентом во втором периоде

(уменьшающейся скорости) сушки материала

])qu(u

)ntildetc)(iu(u))(uc[(c

ecircAumlaeligdivide

GQ

icircecirceth2ecirc

igravew2iumlicirc2ecircigrave22wigraventildeoacuteotildeII

Температурный напор на участке второго периода сушки

)(t

)(t

)(t)(tt CΔ

22

22

igraveecirc

igraveecircII

ln

Высота участка трубы соответствующая второму периоду

QH igrave

FΔ36 ograveethIIV

IIII

Высота участка трубы необходимая для разгона частиц

igrave www

wwwln

www

wwwln

2g

)w(wwH

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2acircegraveograveatildeacircegraveograveeth

где скорость частиц материала в начале разгонного участка wм1=0 скорость

в конце разгонного участка wм2 = 095(wг ndashwвит)

Общая высота пневматической сушильной установки

Hтp = Hp + Hпp+HI + HII м

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной установки

Объемная концентрация частиц материала в трубе

3321 igraveigrave

2L

GG

)ρd(1

)ρ(

igraventildeethntildeatilde

atildeχ

Потери напора при трении газа о стенки трубы

)(λ Iumlagrave2

1D

HΔP

2

1atildeatilde

ograveeth

ograveethograveeth χ

где λтp = 64Re + 0136 Re018 при 23 middot103 lt Re lt 106

Потери напора в местных сопротивлениях (сужениях поворотах) из-за

трения газа

)(ξ Iumlagrave2

1ΔP

2atildeatilde

igrave2 χ

где ζм - коэффициент местного сопротивления табл П10

Статический напор газового потока (вес столба газа)

Iumlagrave g)(ρ ograveethatilde3 Hχ1ΔP

Знак laquo+raquo для восходящего знак laquo-raquo для нисходящего потоков газа для

горизонтального участка ΔP3 = 0

Потери напора при трении материала о стенки трубы

λ Iumlagrave2D

HΔP

2igraveigrave

ograveeth

ograveethograveeth4 χ

Здесь коэффициент сопротивления трению равен

075ograveeth Fr27λ при 2520

D

i

ograveeth

d

λ 075

i

ograveethograveeth Fr

d

05

D425

при 2520

D

i

ograveeth

d

где

i

igrave

dg

w2

Fr критерий Фруда

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке стабилизированного движения частиц

gχρ IumlagraveΔ ntildeograveigrave HP5

где высота участка стабилизации Hcт =Hтp ndash Hp

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке разгона частиц

)ww)(www(w

)ww)(www(wln

ρ

)ρ(ρwP IumlagraveΔ

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

ograveethigrave

igraveatildeigraveacircegraveograve6

F2

G

Средняя производительность трубы-сушилки определяется по формуле

Gм = 05 (G1 + G2) кгч

Динамические потери напора на разгонном участке

)w(w

IumlagraveΔ

ograveeth

igraveigraveigrave

F

GP 12

7

Задавшись условной скоростью газа в сечении циклона (wу = 3 divide 4 мс)

определяем диаметр циклона (табл П11)

ρwπ

igrave

atildeoacute

ntildeatildeouml

3600

4LD

Гидравлическое сопротивление циклона

ρw

ξ Iumlagrave2

Δatildeoacute

oumlouml

2

P

где ξц ndash коэффициент гидравлического сопротивления циклона

Полное гидравлическое сопротивление трубы-сушилки

IumlagraveΔΔΔΔΔΔΔΔΔ oumlPPPPPPPPP 7654321

По найденному полному сопротивлению ΔP и расходу сушильного

агента Lсг производится выбор тягодутьевого оборудования

Мощность тягодутьевой установки

ηρ

Acircograve3600

Δ

aumlatilde

ntildeatilde PLN

где ηд = 065 - КПД тягодутьевой установки

Размеры и конкретный тип дымососа (вентилятора дымоудаления)

выбираются по каталогу тягодутьевого оборудования (см электронное

учебное пособие laquoТепломассообменное оборудование предприятий

(сушильные установки)raquo или табл П12)

Таблица П1

Обозначения физических величин

принятые в настоящем учебно-методическом пособии

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Коэффициент избытка воздуха в топке αт

Коэффициент избытка воздуха в камере смешения αдоп

Объемный коэффициент теплообмена Вт(м3 degС) αv

Расход топлива кгч Bт

Концентрация частиц материала в трубе кгм3 βv

Теплоемкость топлива кДж(кг degС) стл

Теплоемкость сухих топочных газов кДж(кг degС) ссг

Теплоемкость воды кДж(кг degС) сw

Теплоемкость сухого материала кДж(кг degС) см

Теплоемкость водяного пара кДж(кг degС) сп

Влагосодержание наружного воздуха г влаги кг воздуха d о

Влагосодержание газов на выходе из топки г кг dт

Влагосодержание смеси на выходе из камеры смешения гкг dсм

Влагосодержание агента на входе в трубу-сушилку гкг d1

Влагосодержание агента в конце периода прогрева гкг d пр

Влагосодержание агента на выходе из трубы-сушилки гкг d2

Влагосодержание воздуха при φ=100 гкг dм

Среднее влагосодержание газов кгкг dср

Диаметр частиц материала данной фракции мм di

Минимальный диаметр частиц материала мм dч min

Средний диаметр частиц материала мм dч ср

Термовлажностное отношение кДжкг ∆

Производительность по абсолютно сухой массе кгч Gсух

Производительность по влажному материалу кгч G1

Производительность по готовой продукции кгч G2

Масса сухих продуктов сгорания кг дымовых газов кг топлива Gсг

Масса водяных паров кг водяных паров кг топлива Gп

Энтальпия наружного воздуха кДжкг воздуха Iо

Энтальпия газов на выходе из топки кДжкг Iт

Энтальпия смеси на выходе из камеры смешения кДжкг Iсм

Энтальпия агента на входе в трубу-сушилку кДжкг I1

Энтальпия агента в конце периода прогрева кДжкг Iпр

Энтальпия агента на выходе из трубы-сушилки кДжкг I2

Энтальпия пара при 0 degС кДжкг пара iо

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Энтальпия пара кДжкг iп

Энтальпия пара применяемого для дутья кДжкг iпprime

Начальная температура материала degС icirc

Температура смоченного термометра degС igrave

Конечная температура материала degС 2

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного

сгорания кг воздуха кг топлива Lо

Расход сушильного агента кгч Lсг

Расход присадочного воздуха кгч Lв

Расход топочных газов кгч Lт

Коэффициент теплопроводности газа Вт(м degС) λг

Коэффициент полезного действия топки ηт

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха n

Коэффициент кинематической вязкости газа м2с ν г

Низшая теплота сгорания топлива кДжкг Qri

Высшая теплота сгорания топлива кДжкг Qrs

Расход теплоты на прогрев влажного материала кВт Qпр

Удельные потери теплоты кДжкг влаги qокр

Средняя плотность газа кгм3 ρг

Средняя плотность материала кгм3 ρм

Средняя температура сушильного агента degС tср

Температурный напор в период прогрева degС ∆ tпр

Температура топлива degС tтл

Температура газов на выходе из топки degС tт

Температура смеси после камеры смешения degС tсм

Температура сушильного агента после прогрева degС tпр

Температура сушильного агента на выходе из трубы-сушилки degС t2

Начальное влагосодержание материала кг влаги кг сухого материала uо

Критическое влагосодержание материала кгкг uк

Конечное влагосодержание материала кгкг u2

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке мс wг

Скорость витания частиц материала мс wвит

Расход испаряемой влаги кгч М

Начальная относительная влажность материала Wо

Критическая влажность материала Wк

Конечная относительная влажность материала W2

Массовая доля отдельных фракций материала xi

Таблица П2

Исходные данные для расчета пневматической сушильной установки

в

ар

Материал ρ кгм3

См

кДж(кг оС)

Размер мм Влажность G2

тч

Дымовые газы Воздух

Топливо

топлива Схема

α топки доля фракции

Wо Wk W2 t1 t2 t о dо 05 03 02

1 Глина простая 2000 084 1 15 3 22 mdash 15 1 600 100 20 10 мазут 29 А mdash

2 Глина огнеупорная 1800 109 2 3 4 9 mdash 07 2 800 120 10 4 мазут 28 А mdash

3 Известняк 1870 092 05 1 12 5 mdash 01 80 800 110 20 12 уголь 11 Б 115

4 Мел 2000 088 01 03 05 51 mdash 24 20 540 270 10 6 уголь 9 Б 11

5 Песок речной 1500 092 1 15 2 10 mdash 05 75 900 120 20 12 уголь 5 Б 115

6 Руда магнитогорская 3000 078 1 25 4 6 mdash 05 12 730 120 25 12 мазут 28 А mdash

7 Руда марганцевая 3450 078 5 2 1 15 mdash 2 15 120 60 25 12 уголь 7 А mdash

8 Железный колчедан 3300 05 2 1 05 12 mdash 3 2 350 100 15 6 уголь 8 А mdash

9 Сернокислый аммоний 800 14 1 3 2 5 mdash 04 25 120 55 25 12 газ 31 Б 102

10 Сланцы (Лен обл) 1100 134 3 2 1 38 40 28 11 600 100 20 8 сланцы 21 А mdash

11 Уголь каменный 1400 13 1 2 5 9 35 06 12 800 120 25 12 уголь 3 А mdash

12 Уголь бурый (Подмоск) 800 113 2 2 1 47 40 38 16 500 160 20 8 уголь 6 Б 11

13 Торф фрезерный 245 176 2 1 3 48 42 38 12 550 140 10 4 торф 23 А mdash

14 Кузнецкий уголь 1300 11 4 1 2 12 35 07 13 350 88 20 8 уголь 2 А mdash

15 Антрацит штыб 730 109 4 3 1 14 40 5 15 400 120 20 12 уголь 10 А mdash

16 Шлам промывки угля 1200 12 02 05 2 50 40 1 5 750 120 15 6 уголь 1 А mdash

17 Опилки 250 25 4 2 1 45 43 35 13 300 100 20 10 древес 25 А mdash

18 Аммофос 1500 11 4 2 1 12 mdash 15 12 350 110 20 12 уголь 12 А mdash

19 Диаммофос 1700 12 4 2 1 4 mdash 1 14 200 90 10 4 мазут 29 Б 11

20 Суперфосфат 2390 12 1 05 2 22 mdash 3 10 750 80 20 8 мазут 28 А mdash

21 Преципитат 870 113 1 2 1 55 mdash 3 6 550 120 25 8 уголь 4 Б 12

22 Фтористый алюминий 900 15 05 1 03 50 mdash 5 12 750 250 25 12 мазут 28 Б 105

23 Соль поваренная 200 089 1 2 1 6 mdash 1 12 200 85 25 14 газ 32 Б 11

24 Сахарный песок(кукурузн) 600 123 2 1 2 14 mdash 8 14 90 40 20 12 газ 41 Б 101

25 Жом свекловичный 800 16 2 3 1 84 40 30 05 750 100 10 4 газ 39 А mdash

Таблица П3

Cостав и низшая теплота сгорания твердых и жидких топлив

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое топливо (угли)

1 Кузнецкий 120 132 04 586 42 19 97 22860

2 80 143 05 633 44 21 74 25250

3 60 141 06 725 34 17 17 27420

4 90 182 03 615 36 15 59 23570

5 70 146 05 702 30 17 30 25120

6 70 363 07 479 34 14 33 18760

7 70 326 03 519 33 16 33 19850

8 Аркагалинское 190 122 02 513 36 08 129 19090

9 Березовское 330 47 02 442 31 04 144 15660

10 Челябинский 170 324 09 359 26 100 102 13440

11 Подмосковный 321 306 25 243 19 04 82 8670

12 Печорский 55 284 09 555 36 17 44 22020

13 Интинский 115 274 25 458 31 15 82 17540

14 Кизеловский 60 348 53 455 34 08 42 18380

15 Минусинский 140 172 05 529 35 14 105 20100

16 Черемховское 130 270 10 462 34 07 87 17880

17 Букачачинское 80 101 06 672 47 08 86 26040

18 Никольское 60 182 04 596 42 11 105 22990

19 Партизанский 55 340 04 498 32 08 63 19470

20 Нерюнгри 100 198 02 600 31 06 63 22480

Окончание табл П3

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое (вторичное) топливо

21 Сланцы (Ленобласть) 110 482 220 301 387 025 438 7660

22 Сланцы (Эстония) 120 444 227 322 410 010 490 9000

23 Торф фрезерный 485 643 014 255 270 113 156 8120

24 Торф кусковой 458 731 011 268 281 117 160 9250

25 Древесные опилки 400 060 0 303 360 04 251 10200

26 Лигнин (ЛГЗ) 650 115 013 213 192 105 - 6410

27 Лигнин (ЗГЗ) 650 400 008 206 168 864 - 6120

Жидкое топливо (мазут)

28 Малосернистый 30 005 03 847 12 03 40280

29 Сернистый 30 01 14 838 11 05 39730

30 Высокосернистый 30 01 28 830 10 07 38770

Таблица П4

Cостав и теплота сгорания газообразных топлив

топ

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Природные газы

31 Уренгой-Надым-Пунга 987 012 001 lt 001 mdash mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35500 0724

32 Уренгой-Ужгород 989 012 001 001 mdash mdash mdash lt 006 090 mdash mdash mdash 35590 0724

33 Уренгой-Новопсков 989 013 001 lt 001 mdash mdash mdash 008 087 mdash mdash mdash 35590 0723

34 Уренгой-Сургут-Челябинск 982 029 02 009 004 mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35800 0729

35 Надым-Пунга-Свердловск 987 016 008 001 mdash mdash mdash 008 100 mdash mdash mdash 35590 0725

36 ННовгород-Иваново 990 025 004 002 mdash mdash mdash 010 060 mdash mdash mdash 35750 0725

37 Бухара-Урал 942 30 089 039 017 013 mdash 028 090 mdash mdash mdash 37560 0771

38 Средняя Азия-Центр 941 28 073 030 007 002 mdash 100 100 mdash mdash mdash 36760 0771

39 Саратов-Москва 903 28 11 075 034 020 mdash 032 420 mdash mdash mdash 37010 0807

40 Мострансгаз (кольцо) 966 14 04 018 007 003 mdash 015 120 mdash mdash mdash 36300 0747

41 Оренбург-Александров Гай 864 39 172 087 030 007 mdash 001 670 mdash mdash mdash 36800 0828

Попутные газы

42 Каменный Лог-Пермь 387 226 107 27 07 mdash mdash mdash 2380 mdash 080 mdash 42370 1196

43 Ярино-Пермь 380 251 125 33 13 mdash mdash mdash 1870 mdash 110 mdash 46890 1196

44 Кулешовка-Самара 580 172 74 20 05 mdash mdash 080 1360 mdash 050 mdash 41740 1052

45 Безенчук-Чапаевск 427 196 126 51 13 mdash mdash 100 1690 mdash 080 mdash 46980 1196

46 Барса-Гельмес-Вышка 939 34 13 07 02 mdash mdash 040 010 mdash mdash mdash 38100 0778

47 Вход в Краснодар Крымск 912 39 2 09 02 mdash mdash 180 mdash mdash mdash mdash 38270 0810

48 Вознесенская-Грозный 767 132 54 25 22 mdash mdash mdash mdash mdash mdash 47020 0971

49 Тэбук-Сосновка 482 182 119 33 1 mdash mdash 090 1650 mdash mdash mdash 45130 1164

50 Туймазы-Уфа 500 220 98 12 04 mdash mdash mdash 1660 mdash mdash mdash 43040 1095

51 Шкапово-Туймазы 441 220 52 14 03 mdash mdash mdash 2700 mdash mdash mdash 36630 1095

52 Казань-Бугульма 536 228 61 09 02 mdash mdash 020 1580 mdash mdash mdash 40610 1046

Окончание табл П4

т

оп

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Промышленные газы

53 Газ доменных печей 03 mdash mdash mdash mdash mdash 280 105 585 mdash mdash 27 3940 1293

54 Газ коксовых печей 250 20 mdash mdash mdash mdash 700 30 40 10 mdash 580 18000 0468

55 Газ генераторный 19 mdash mdash mdash mdash mdash 203 98 562 02 mdash 109 6200 1121

56 Газ генераторный (из древес) 65 mdash mdash mdash mdash mdash 290 65 469 02 mdash 140 6500 1130

57 Газ пиролиза нефти 410 mdash mdash mdash mdash 430 080 05 02 mdash mdash 140 47500 1100

Примечания

1) Теплоемкость твердого топлива

стл = 0012 Wr + стлcух (1 ndash 001 Wr) кДж(кг degС)

где стлcух ndash теплоемкость сухой массы топлива для бурых углей ndash 113 кДж(кг degС)

для каменных углей - 109 кДж(кг degС) для углей - 092 кДж(кг degС)

Теплоемкость мазута

смаз = 174 + 00025 tмаз кДж(кгdegС) где tмаз = 90divide130degС

Расход пара на форсунки Wп = 03 + 035 кг пара кг топлива при Рнас = 06divide15 МПа

2) Теплоемкость газообразного топлива

010cVntilde iiatildeagraveccedil

где Vi - объем составляющих газообразного топлива

ci- теплоемкость составляющих газообразного топлива кДж(м3 оС)

4NtildeIacutentilde = 157 62IacuteCntilde = 278

83IacuteCntilde = 314 104IacuteCntilde = 424

125IacuteCntilde = 527 146IacuteCntilde = 630 NtildeIcircntilde = 130

2NtildeIcircntilde = 159 2Nntilde = 129

2Icircntilde = 130 S2Iacutec = 152 2Iacutentilde = 128

Таблица П5

Соотношение между единицами давления

Величина Па бар тех атм мм рт ст мм водст

1 Нм2=1 Па 1 10-5 10210-5 7510-3 0102

1 бар 105 1 102 750 102middot104

1 техатм=1кгссм2 981middot10-4 0981 1 7356 104

1 мм ртст 1333 133310-5 13610-3 1 136

1 мм водст=1кгсм 981 98110-5 10-4 735610-2 1

Таблица П6

Теплоемкость и плотность горючих газов

Газ Формула Плотность кгм3 Теплоемкость

кДж(м3 degС)

Метан СН4 0717 155

Этан С2Н6 1342 221

Пропан СзН8 1976 305

Бутан С4Н10 2598 413

Пентан С5Н12 3219 513

Гексан СбН14 384 615

Окись углерода СО 125 129

Углекислый газ СО 2 198 16

Азот N2 125 129

Кислород О2 143 13

Сероводород H2S 1539 151

Водород Н2 009 128

Таблица П7

Напряжение топочного объема для сушильных установок

Топливо qv кВтм3

Доменный газ 230-350

Генераторный газ 230-290

Природный газ 350-460

Мазут 230-350

Торф дрова 230-290

Каменные угли 290-350

Таблица П8

Физические свойства дымовых газов

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па 2NtildeIcircETH = 013 IcircIacute 2

ETH = 011 2NETH = 076

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1295 1042 228 169 158 1220 072

100 0950 1068 313 308 204 2154 069

200 0748 1097 401 489 245 3280 067

300 0617 1122 484 699 282 4581 065

400 0525 1151 570 943 317 6038 064

500 0457 1185 656 1211 348 7630 063

600 0405 1214 742 1509 379 9361 062

700 0363 1239 827 1838 407 1121 061

800 0330 1264 915 2197 434 1318 060

900 0301 1290 1000 2580 459 1525 059

1000 0275 1306 1090 3034 484 1743 058

1100 0257 1323 1175 3455 507 1971 057

1200 0240 1340 1262 3924 530 2210 056

Таблица П9

Физические свойства сухого воздуха

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1293 1005 244 188 172 133 0707

100 0946 1009 321 336 219 231 0688

200 0746 1026 393 514 260 349 0680

300 0615 1047 460 718 297 483 0674

400 0524 1068 521 931 330 631 0678

500 0456 1093 574 1153 362 794 0687

600 0404 1114 622 1383 391 969 0699

700 0362 1135 671 1634 418 1154 0706

800 0329 1156 718 1888 443 1348 0713

900 0301 1172 763 2162 467 1551 0717

1000 0277 1185 807 2459 490 1771 0719

1100 0257 1197 850 2762 512 1993 0722

1200 0240 1210 915 3165 535 2337 0724

Таблица П10

Коэффициенты местных сопротивлений

Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления

Колено

угол

поворота 90deg 120deg 135deg 150deg

ξ 11 055 025 02

Отвод радиусом R угол

поворота 30deg 45deg 60deg 75deg 90deg 105deg 120deg

трубы диаметром D

RD = 15 ξ 008 011 014 016 0175 019 02

RD = 20 ξ 007 010 012 014 015 016 017

Вход в трубу

с острыми краями ξ =05

с закругленными ξ =02

Выход из трубы ξ =1

FminFmax 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09

Внезапное расширение ξ 1 081 064 049 036 025 016 009 004 001

Внезапное сужение ξ 05 047 043 038 033 03 025 02 015 009

Таблица П11

Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗ типа ЦН-15 мм (рис8)

Dц A d d1 d2 H h1 h2 h3 h4 h5 a б б1 l

100 820 60 40 105 492 200 232 60 212 32 66 20 29 90

150 1190 90 60 155 720 300 345 75 297 48 99 30 41 110

200 1560 120 60 160 918 400 458 60 354 48 132 40 52 120

250 1930 150 75 180 1149 500 574 75 444 60 165 50 65 150

300 2300 180 90 210 1377 600 687 90 531 72 198 60 78 180

350 2670 210 105 250 1605 700 800 105 618 84 231 70 91 210

400 3040 240 120 280 1833 800 913 120 705 96 264 80 104 240

450 3410 270 135 310 2031 900 1026 135 792 108 297 90 117 270

500 3780 300 150 325 2289 1000 1139 150 879 120 330 100 130 300

550 4150 330 165 350 2520 1100 1255 165 972 132 363 110 143 330

600 4520 360 180 365 2750 1200 1370 180 1060 144 396 120 156 360

650 4890 390 195 400 2980 1300 1485 195 1146 156 429 130 169 390

700 5260 420 210 410 3210 1400 1600 210 1235 168 462 140 182 420

750 5630 450 225 450 3435 1500 1710 225 1320 180 495 150 195 450

800 6000 480 240 470 3665 1600 1825 240 1405 192 528 160 208 480

Таблица П12

Габаритные размеры вентилятора дымоудаления (дымососа) м

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 10: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

На рис 6 показана цилиндрическая газовая топка со стальным кожухом

толщиной 8-10 мм изнутри футерованная шамотным кирпичом Горелки

низкого давления установлены на фронте топки На фронтальной стенке

имеются также смотровой люк и отверстие для ввода запальника (ниже

горелок) Топка работает при разрежении камера смешения отделена от

камеры горения пережимом Вторичный воздух подается в камеру горения

по образующей что обеспечивает хорошее перемешивание газа с воздухом

который одновременно охлаждает кладку топки

Рис 6 Топка для сжигания газа

1 ndash окно для подвода вторичного воздуха 2 ndash газовая горелка

3 ndash смотровое отверстие 4 ndash камера сгорания 5 ndash взрывной

клапан 6 ndash камера смешения 7 ndash футеровка 8 ndash опора

На рис 7 представлена мазутная топка Она представляет собой

цилиндрическую камеру кожух которой выполнен из листовой стали По

фронту размещены две мазутные форсунки низкого давления Воздух для

разбавления газов вводится в смесительную камеру через каналы в верхней

части топки что позволяет одновременно охлаждать свод камеры Изнутри

камера футерована шамотным кирпичом Рекомендуемые значения

теплового напряжения объема топочного пространства при сжигании

различных топлив приведены в табл П7

Рис 7 Топка Гипрохима для сжигания мазута

1 ndash форсунка низкого давления 2 ndash камера сгорания 3 ndash каналы

для подачи воздуха 4 ndash патрубок растопочной трубы

5 ndash перегородка 6 ndash камера смешения

В комплект сушильной установки входит вспомогательное

оборудование для улавливания частиц материала на выходе из сушилки

Интенсивное и эффективное осаждение твердых частиц материала

взвешенных в газе осуществляется в центробежных аппаратах ndash циклонах

Сущность центробежного метода отделения частиц заключается в создании

потока движущегося с определенными скоростями и изменяющего

направление движения Частицы обладающие значительной инерцией не

успевают за изменениями направлений потока и продолжая перемещаться в

первоначальном направлении оседают на стенках циклона Поток газа

содержащий взвешенные частицы вводится по касательной в

цилиндрическую часть аппарата и движется вдоль его стенок по спиралям а

затем выходит вверх по центральной трубе Частицы оседающие на

внутренней стенке циклона падают в его суженную конусообразную часть

откуда систематически удаляются Оптимальными для циклона считаются

скорости потока 2 - 4 мс При больших и меньших скоростях эффективность

циклона резко снижается

На рис 8 представлен циклон НИИОГАЗ типа ЦН-15 Конструктивно

циклоны этой серии различаются только схемой выброса газов Коэффициент

местного сопротивления этих циклонов ξ = 105 Конструктивные размеры

приводятся в таблП11

Для более высокой степени очистки применяются батарейные циклоны

(рис 9а) Они собираются из отдельных элементов (до 120 шт на батарею)

Диаметры элементов Dy = 100 150 и 250 мм с направляющими элементами

типа laquoВинтraquo или laquoРозеткаraquo (рис 9б)

Рис8 Циклон НИИОГАЗ типа ЦН-15

Рис 9 Батарейный циклон

(а) и его элемент (б)

1 ndash верхняя камера

2 ndash кожух 3 ndash элемент

4 ndash направляющий

аппарат типа Розетка

5 ndash внутренняя труба

На рис П1 дан пример расположения оборудования пневматической

сушильной установки

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ СУШИЛЬНОЙ

УСТАНОВКИ

В табл П1 приведены обозначения физических величин принятых в

настоящем учебно-методическом пособии Исходные данные для расчета

пневматической сушильной установки (трубы-сушилки) согласно Вашему

варианту приведены в табл П2

Возможные схемы получения сушильного агента А ndash прямоточная

Б ndash с камерой смешения (задан коэффициент избытка воздуха в топке)

Температуру материала и топлива (кроме мазута) условно принимаем

равной температуре окружающего воздуха

Материальный баланс сушильной установки

Начальное критическое и конечное влагосодержания сушимого

материала кг влаги кг сухого материала

u о = Wо (100 ndash Wо) uк = Wк (100 ndash Wк)

u2 = W2 (100 ndash W2)

Начальное и конечное влагосодержания могут быть любыми (начать и

закончить процесс сушки можно в любой момент) но критическое

влагосодержание зависит от свойств материала Критическое

влагосодержание характеризует переход от испарения поверхностной влаги к

удалению внутренней влаги Если критическое влагосодержание отсутствует

то у материала имеется только поверхностная влага

Производительность сушильной установки по абсолютно сухой массе

Gсух = G2 (1 + u2) кгч

Производительность сушильной установки по влажному материалу

G1 = Gсух (1 + uо) кгч

Расход испаряемой влаги

М = Gсух (uо ndash u2) кгч

Состав и теплота сгорания топлива

Состав твердого топлива на рабочую массу берется по заданию

(табл П3)

Wr + Ar + Cr + Hr + Nr + Or + Sр+оr = 100

Если для получения топочных газов используется твердое топливо

которое сушится в установке необходимо выполнить перерасчет

элементного состава топлива на конечную влажность W2 при которой

топливо выходит из сушилки

В задании дано топливо такое же как у Вас но с другой влажностью

Вы вначале сушите топливо в сушилке до влажности W2 а затем часть этого

топлива сжигаете для получения дымовых газов

Ar2 = Ar (100 ndash Wr

2) (100 ndash Wr) = Ar middot K

Cr2 = KmiddotCr Hr

2 = KHr Nr2 = KmiddotNr Or

2 = KOr S (р+о)r2 = KmiddotS(р+o)

r

Wr2 + Ar

2 + Cr2 + Hr

2 + Nr2 + Or

2 + S(р+о)r2 = 100

где К ndash коэффициент пересчета К=(100 ndash Wr2) (100 ndash Wr)

В дальнейших расчетах используются новые значения элементного

состава Индекс laquo2raquo для простоты отбрасываем

По данной методике все расчеты ведутся на высшую теплоту сгорания

топлива и на кг топлива (в том числе и для газа)

Низшая теплота сгорания топлива Qri берется по заданию

(см табл П3) Если Вы не знаете теплоту сгорания то высшую теплоту

сгорания твёрдого и жидкого топлива определяют по формуле

ДИМенделеева

)S109(O1260H340CQ rrrrrs op кДжкг

или

)W(9H2514QQ rrr

i

r

s кДжкг

Состав газообразного топлива берется в соответствии с заданием

(табл П4)

Низшая теплота сгорания сухого газообразного топлива

ecircAumlaeligecircatilde)

H

SH687H5342CO453

H2041CHC207C2116CH(223224Q

22

1048624d

3i

Высшая теплота сгорания газообразного топлива

nmHC

12

0092514QQ

nm

ndi

ds кДжкг

где nmHC ndash составляющие газообразного топлива в процентах по массе

Соотношение между единицами давления в разных системах измерения

и единицами в системе СИ приведено в табл П5

Определение основных параметров топочных газов

Приближенные уравнения определения энтальпии

Энтальпия водяного пара вычисляется по уравнению ЛКРамзина

iumliumliumloiuml ttcii 022500 кДжкг

где io - удельная энтальпия сухого насыщенного пара при 0 degС и нормальном

давлении сп - теплоемкость пара

Энтальпия влажного воздуха или газа определяется по уравнению или

по I-d диаграмме (рис П2-П4)

1000

ooiumloooo

dtcitcI

кДжкг

где со - теплоемкость сухого воздуха (или газа) при температуре to

do - влагосодержание воздуха (или газа) г влаги кг сухого воздуха

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного сгорания

твердого или жидкого топлива

)S0043(O0345H0115CL rrrropo кг воздуха кг топлива

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного сгорания

газообразного топлива

icirc ecircatildeecircatilde2

On

Hm

Cnm12

n4mS

2Iacute044

2Iacute0248NtildeIcirc00179138L

Коэффициент избытка воздуха в топке (только схема А) для твердого

или жидкого топлива

)I1000

dntildeatildentildeatilde(L

)(W

)1000

dntildeatildentildeatilde(

100

rWr9Hntildeatildentildeatilde)

100

rAgraverWr9H(1ηr

s

oo

o

iuml

iuml

iumliuml

o

on

iumlograveeumlograveeuml

ograve

itc

ii

itc

itctcα

IL

Q

o

Ograve

для газообразного топлива коэффициент избытка воздуха в топке

)I1000

di(L

)nm(nm1ηrsQ

oo

ntildeatildentildeatildeo

ntildeatildentildeatilde

iuml

iumlograveeumlograveeuml

ograve

tc

itntildetc

α

HCnm12

n009HC

nm12

n009Ograve

где iumliuml iW ndash масса и энтальпия водяного пара применяемого для дутья или

для распыливания топлива iumli ndash энтальпия водяного пара при температуре

1ttntildeatilde ntildeatildec - средняя массовая теплоёмкость продуктов сгорания при

температуре 1ttntildeatilde (табл П6) При ograveα gt 5 теплоёмкость продуктов

сгорания равна теплоёмкости воздуха Если вы не сжигаете мазут Wп = 0

Масса сухих продуктов сгорания для твёрдого или жидкого топлива

100

rWrH9rAL1G ontildeatilde ograveα

кгкг (таблП1)

Масса сухих продуктов сгорания для газообразного топлива

nmontildeatilde HC

nm12

n009L1 ograveαG кгкг (таблП1)

Масса водяных паров в составе продуктов сгорания для твёрдого или

жидкого топлива

iumloograve

iuml W1000100

W9HG odLα

rr

кгкг (таблП1)

Масса водяных паров в составе продуктов сгорания для сухого

газообразного топлива

1000

dLHC

nm12

n009 oonmiuml

ograveαG

кгкг (таблП1)

Энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки

ecircAumlaeligecircatildeG

ILηQ

ntildeatilde

iumliumlooograveograveeumlograveeumlNtilders

ograve

it WαI Ograve

Влагосодержание продуктов сгорания на выходе из топки

atildeecircatildeG

G1000

ntildeatildeograve

iumld (таблП1)

Коэффициент избытка воздуха дополнительно подаваемого в камеру

смешения (только для схемы Б)

)Id

(L

GGILαηQα

oontildeigrave

ntildeigraveacirco

cigraveiumlntildeigraventildeatildecatildeooograveograveeumlograveeumlrs

aumlicirciuml

1000

itc

itntildetcOgrave

где cigravei ndash энтальпия водяного пара при температуре смеси 1ntildeigrave tt

Энтальпия смеси продуктов сгорания и присадочного воздуха на

выходе из камеры смешения (для схемы Б)

ecircAumlaeligecircatildeLG

I)L(ηQ

icircaumlicirciumlntildeatilde

icircicircograveaumlicirciumlograveeumlograveeumlogravecigrave

α

ααI

tcrs

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха (для

схемы Б)

icirccigrave

cigraveograve

II

IIn

Влагосодержание смеси продуктов сгорания и присадочного воздуха на

выходе из камеры смешения (для схемы Б)

atildeecircatilde1 n

dndd icircograve

cigrave

(таблП1)

Определение основных параметров сушильного агента в процессе сушки

материала (по I-d диаграмме)

Температура материала на выходе из сушилки при 2kicirc uuu

ecircecircigraveigrave )uu)(u(t 222 ordmС

Температура материала на выходе из сушилки при icircecirc uu

icircicircigraveigrave )uu)(u(t 222 ordmС

Температура материала на выходе из сушилки при ecirc2 uu (или ecircu ndash

отсутствует)

igrave2 ordmС

На I-d диаграмме ставим точку на пересечении линий 1IIograve и

1ograve dd (для схемы А) и ntildeigraveI и ntildeigraved (для схемы Б) Точка лежит на вершине

угла образованного линиями I = const и d = const Из вершины проводим луч

процесса (примерно по биссектрисе) до линии =100 и определяем

температуру в точке пересечения Она примерно совпадает по значению с

температурой смоченного термометра igrave (рис 10)

Рис 10 Схема определения температуры смоченного термометра

по I-d диаграмме

Удельный расход теплоты на испарение влаги

)ntildentilde(iq ecircAumlaeligecircatildeicircw2iumlicircegraventildeiuml t

Удельный расход теплоты на нагрев материала

ecircAumlaeligecircatilde uu

)()untilde(ntildeq

2icirc

icirc22wigraveiacuteagraveatilde

Удельные потери теплоты в окружающую среду от 10 до 12

ecircAumlaeligecircatilde )q012)(q(01q iacuteagraveatildeegraventildeiumlicircecirceth

Термовлажностное отношение или угловой коэффициент процесса

icircecirceth2icirc

igrave2w2igraveicircwicircicircecircethiacuteagraveatildeicircw q

)u(u

)ntildeu(ntilde)ntildeu(ntilde)q(qntildeΔ

кДжкг

Энтальпия сушильного агента на выходе из сушильной установки

ecircAumlaeligecircatilde )(Δ

))(IΔd

I2iumlicirc

2iumlicircacirc

tntildei

tntildeitntilde 11

22

21000

где I1 = Iт и d1= dт (для схемы А) I1 = Iсм и d1= dсм (для схемы Б)

2acircntilde - теплоёмкость сушильного агента равная теплоёмкости воздуха при

температуре t2 на выходе из сушильной установки

Влагосодержание сушильного агента на выходе из сушильной

установки

Δ

)I(Idd atildeecircatilde 12

12

1000

Порядок построения процессов изменения состояния сушильного

агента на I-d диаграмме

Сначала на I-d диаграмму наносится точка 0 соответствующая

параметрам наружного воздуха Далее по рассчитанным энтальпии Iт и

влагосодержанию dт строится точка Т (см рис 11аб) соответствующая

параметрам топочных газов на выходе из топки Точка С (для схемы Б)

соответствующая параметрам смеси на выходе из камеры смешения лежит

на прямой соединяющей 0 и Т

а б

Рис11 Изменение параметров сушильного агента на I-d диаграмме

для схем А и Б на схеме следующие обозначения

1 - топка 2 - камера смешения 3 - сушильная камера 4 - дымосос

5 - уходящие газы

Из точки 1 с координатами I1 d1 или Iсм dсм проводим прямую до

пересечения с заданной изотермой t2 Точке пересечения 2 соответствуют

искомые координаты I2 d2

Линия соединяющая точки 1 и 2 является линией действительного

процесса сушки

Процесс сушки влажного материала в трубе-сушилке является

нестационарным те протекает при переменной температуре как

сушильного агента так и материала (рис 12б) Для большей точности

процесс 1-2 заменяется суммой элементарных процессов прогрева периода

постоянной и периода уменьшающейся скорости сушки для которых легко

могут быть определены температуры материала и сушильного агента

а б

Рис 12 Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии всех периодов сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Энтальпия температура и влагосодержание сушильного агента

определяются по I-d диаграмме в характерных точках начала (окончания)

каждого элементарного процесса

Приращение влагосодержания сушильного агента в первом периоде

сушки (при отсутствии первого периода 0dΔ )

atildeecircatilde )(

)d)(d(d

1000Δ

2

12`

uu

uu

icirc

ecircicirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце периода прогрева (в точке П

рис 12а)

qd)(

))(u)(d(dII ecircAumlaeligecircatilde

1000icircecirceth

icirc

icircigraveicircwigraveiumleth Δ

2

121

uu

cc

Температура сушильного агента в конце периода прогрева

d

dIC

1000

1000

1

1

nacirc

icirciumlethiumleth

cc

it

Влагосодержание сушильного агента в конце первого периода

(в критической точке К рис 12а)

)u(u

)d)(du(udd atildeecircatilde

2

121

icirc

ecircicircecirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

)u(u

)d)(du(ucI

)d(dcII ecircAumlaeligecircatilde

100010002

121

icirc

kicircwigraveiumleth

ecircwigraveiumlethecirc

Температура сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

C dntildentilde

diI

1000

1000

ecircnacirc

kicircecircecirct

В том случае когда отсутствует один из периодов сушки процесс на I-d

диаграмме термограмма и кинетическая кривая упрощаются (рис 1314)

Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива

Расход сушильного агента для схем

А) igrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Б)

ntildeigrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Расход присадочного воздуха для схемы (Б)

n1

nLL ntildeatilde

acirc

кгч

Расход топочных газов для схемы (Б)

n1

LL ntildeatilde

ograve

кгч

Часовой расход топлива для схем

А) G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve Б) ecircatildedivide

n)(1G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve

Объем топочной камеры для получения сушильного агента

igrave 3600

QBV 3

v

rsograve

ograveq

Напряжение топочного объема принимается в зависимости от способа

сжигания и вида топлива (таблП7)

а б

Рис 13Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и первого периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

а б

Рис 14Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и второго периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена

Температура tср влагосодержание dср плотность ρг

ecircatildeecircatilde dd

dCtt

t100022

2121ntildeethntildeeth

(таблП1)

ecircatildeigrave )d)(t(

)d(3

ntildeethntildeeth

ntildeethicircatilde

622273

1622273ρρ

где icircρ =1293 кгм3

Значения νг и λг сушильного агента принимаются по температуре

t = tср (табл П8 П9)

Средние значения влагосодержания uср и плотности ρм сушимого

материала

uu

u ecircatildeecircatilde 2

2icircntildeeth

(таблП1) )u(ρρ 3

ecircatildeigrave1 ntildeethigraveigraveicirc

Скорость витания частиц в трубе-сушилке определяется для каждой

фракции

ρζ

)ρ(ρgdw igraventilde

3

4

atildeacircegraveograve

atildeigraveiiacircegraveograve

где acircegraveograveζ - коэффициент лобового сопротивления частиц при

1 le Re le 30 Re98acircegraveograveζ

30 lt Re lt 400 ζ 02354Reacircegraveograve

400 lt Re lt 5500 11acircegraveograveζ

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке принимаем на 12 мс

больше скорости витания частицы имеющей максимальный размер

ww 21maxacircegraveograveatilde

Сечение трубы-сушилки

2

igrave3600

ρw

Fatildeatilde

ntildeatildeograveeth

L

Диаметр трубы-сушилки (если она круглого сечения)

π

igraveograveeth

ograveeth

4FD

Концентрация частиц материала в трубе-сушилке

ecircatildeigrave )w(w

)(ββ 3

ograveethacircegraveograve2

iiVV

Fi

36002

GG3K 21

x

где ix ndashмассовая доля i фракции К ndash коэффициент при

Dтp lt 025 м rarr К= 077

Dтp = 025 divide 10 м rarr К = 068

Удельная поверхность частиц отдельной фракции

ρd

βf 32

igraveigrave6

igravei

iv

ioacuteauml

Коэффициент конвективного теплообмена при

20iacircegraveograve

Re rarr d

λα CigraveAcircograve

2 2

i

atildei

20 lt i

acircegraveograveRe lt 480 rarr CigraveAcircograve

01862

08

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

480 lt i

acircegraveograveRe lt 2000 rarr

CigraveAcircograve

1142

05

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

Критерий Рейнольдса при скорости витания

atilde

iacircegraveograve

acircegraveograve ν

dwRe i

i

Объемный коэффициент теплообмена

NtildeigraveAcircograve 3

ioacuteaumliv fαα

Расчет высоты трубы-сушилки по участкам

Количество теплоты отданное сушильным агентом в период прогрева

материала (при ик gt ио величина (ио ndash ик) qokp = 0)

ecircAumlaeligdivide])qu(u))(uc[(c icircecircethecircicircicircigraveicircwigravecyxiumlp GQ

Температурный напор на участке прогрева

)(t

)(tln

)(t)(tt

igraveiumlp

icirc1

igraveiumlpicirciumlp

1

Высота участка трубы соответствующая периоду прогрева

Δtα

QH igrave

36 ograveethiumlethv

iumlpiumleth

F

Высота трубы-сушилки зависит от того в каком периоде заканчивается

процесс сушки

При u0 gt uк gt u2 имеют место все три интервала сушки прогрев первый

и второй период сушки (см рис12б)

В случае когда u2 gt uк (или uк - отсутствует) процесс заканчивается в

первом периоде (или материал содержит только поверхностную влагу и

второй период отсутствует)

Тогда температурные напоры будут рассчитываться только для

прогрева и первого периода сушки (см рис 13б)

В случае когда uк gt u2 досушивается материал в котором осталась

только внутренняя влага Температурные напоры будут рассчитываться

только для прогрева и второго периода сушки (см рис14б)

Количество теплоты отданное сушильным агентом в первом периоде

(постоянной скорости) сушки материала

)ntildetc)(iu(u ecircAumlaeligdivideGQ igravewecirciumlicircecircicircntildeoacuteotilde1

Температурный напор на участке первого периода сушки

)(t

)(t

)t(tt CΔ

igraveecirc

igraveiumleth

ecirciumleth

ln

1

Высота участка трубы соответствующая первому периоду

igraveFΔ36

QH

ograveeth1

1

V

1

Количество теплоты отданное сушильным агентом во втором периоде

(уменьшающейся скорости) сушки материала

])qu(u

)ntildetc)(iu(u))(uc[(c

ecircAumlaeligdivide

GQ

icircecirceth2ecirc

igravew2iumlicirc2ecircigrave22wigraventildeoacuteotildeII

Температурный напор на участке второго периода сушки

)(t

)(t

)(t)(tt CΔ

22

22

igraveecirc

igraveecircII

ln

Высота участка трубы соответствующая второму периоду

QH igrave

FΔ36 ograveethIIV

IIII

Высота участка трубы необходимая для разгона частиц

igrave www

wwwln

www

wwwln

2g

)w(wwH

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2acircegraveograveatildeacircegraveograveeth

где скорость частиц материала в начале разгонного участка wм1=0 скорость

в конце разгонного участка wм2 = 095(wг ndashwвит)

Общая высота пневматической сушильной установки

Hтp = Hp + Hпp+HI + HII м

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной установки

Объемная концентрация частиц материала в трубе

3321 igraveigrave

2L

GG

)ρd(1

)ρ(

igraventildeethntildeatilde

atildeχ

Потери напора при трении газа о стенки трубы

)(λ Iumlagrave2

1D

HΔP

2

1atildeatilde

ograveeth

ograveethograveeth χ

где λтp = 64Re + 0136 Re018 при 23 middot103 lt Re lt 106

Потери напора в местных сопротивлениях (сужениях поворотах) из-за

трения газа

)(ξ Iumlagrave2

1ΔP

2atildeatilde

igrave2 χ

где ζм - коэффициент местного сопротивления табл П10

Статический напор газового потока (вес столба газа)

Iumlagrave g)(ρ ograveethatilde3 Hχ1ΔP

Знак laquo+raquo для восходящего знак laquo-raquo для нисходящего потоков газа для

горизонтального участка ΔP3 = 0

Потери напора при трении материала о стенки трубы

λ Iumlagrave2D

HΔP

2igraveigrave

ograveeth

ograveethograveeth4 χ

Здесь коэффициент сопротивления трению равен

075ograveeth Fr27λ при 2520

D

i

ograveeth

d

λ 075

i

ograveethograveeth Fr

d

05

D425

при 2520

D

i

ograveeth

d

где

i

igrave

dg

w2

Fr критерий Фруда

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке стабилизированного движения частиц

gχρ IumlagraveΔ ntildeograveigrave HP5

где высота участка стабилизации Hcт =Hтp ndash Hp

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке разгона частиц

)ww)(www(w

)ww)(www(wln

ρ

)ρ(ρwP IumlagraveΔ

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

ograveethigrave

igraveatildeigraveacircegraveograve6

F2

G

Средняя производительность трубы-сушилки определяется по формуле

Gм = 05 (G1 + G2) кгч

Динамические потери напора на разгонном участке

)w(w

IumlagraveΔ

ograveeth

igraveigraveigrave

F

GP 12

7

Задавшись условной скоростью газа в сечении циклона (wу = 3 divide 4 мс)

определяем диаметр циклона (табл П11)

ρwπ

igrave

atildeoacute

ntildeatildeouml

3600

4LD

Гидравлическое сопротивление циклона

ρw

ξ Iumlagrave2

Δatildeoacute

oumlouml

2

P

где ξц ndash коэффициент гидравлического сопротивления циклона

Полное гидравлическое сопротивление трубы-сушилки

IumlagraveΔΔΔΔΔΔΔΔΔ oumlPPPPPPPPP 7654321

По найденному полному сопротивлению ΔP и расходу сушильного

агента Lсг производится выбор тягодутьевого оборудования

Мощность тягодутьевой установки

ηρ

Acircograve3600

Δ

aumlatilde

ntildeatilde PLN

где ηд = 065 - КПД тягодутьевой установки

Размеры и конкретный тип дымососа (вентилятора дымоудаления)

выбираются по каталогу тягодутьевого оборудования (см электронное

учебное пособие laquoТепломассообменное оборудование предприятий

(сушильные установки)raquo или табл П12)

Таблица П1

Обозначения физических величин

принятые в настоящем учебно-методическом пособии

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Коэффициент избытка воздуха в топке αт

Коэффициент избытка воздуха в камере смешения αдоп

Объемный коэффициент теплообмена Вт(м3 degС) αv

Расход топлива кгч Bт

Концентрация частиц материала в трубе кгм3 βv

Теплоемкость топлива кДж(кг degС) стл

Теплоемкость сухих топочных газов кДж(кг degС) ссг

Теплоемкость воды кДж(кг degС) сw

Теплоемкость сухого материала кДж(кг degС) см

Теплоемкость водяного пара кДж(кг degС) сп

Влагосодержание наружного воздуха г влаги кг воздуха d о

Влагосодержание газов на выходе из топки г кг dт

Влагосодержание смеси на выходе из камеры смешения гкг dсм

Влагосодержание агента на входе в трубу-сушилку гкг d1

Влагосодержание агента в конце периода прогрева гкг d пр

Влагосодержание агента на выходе из трубы-сушилки гкг d2

Влагосодержание воздуха при φ=100 гкг dм

Среднее влагосодержание газов кгкг dср

Диаметр частиц материала данной фракции мм di

Минимальный диаметр частиц материала мм dч min

Средний диаметр частиц материала мм dч ср

Термовлажностное отношение кДжкг ∆

Производительность по абсолютно сухой массе кгч Gсух

Производительность по влажному материалу кгч G1

Производительность по готовой продукции кгч G2

Масса сухих продуктов сгорания кг дымовых газов кг топлива Gсг

Масса водяных паров кг водяных паров кг топлива Gп

Энтальпия наружного воздуха кДжкг воздуха Iо

Энтальпия газов на выходе из топки кДжкг Iт

Энтальпия смеси на выходе из камеры смешения кДжкг Iсм

Энтальпия агента на входе в трубу-сушилку кДжкг I1

Энтальпия агента в конце периода прогрева кДжкг Iпр

Энтальпия агента на выходе из трубы-сушилки кДжкг I2

Энтальпия пара при 0 degС кДжкг пара iо

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Энтальпия пара кДжкг iп

Энтальпия пара применяемого для дутья кДжкг iпprime

Начальная температура материала degС icirc

Температура смоченного термометра degС igrave

Конечная температура материала degС 2

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного

сгорания кг воздуха кг топлива Lо

Расход сушильного агента кгч Lсг

Расход присадочного воздуха кгч Lв

Расход топочных газов кгч Lт

Коэффициент теплопроводности газа Вт(м degС) λг

Коэффициент полезного действия топки ηт

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха n

Коэффициент кинематической вязкости газа м2с ν г

Низшая теплота сгорания топлива кДжкг Qri

Высшая теплота сгорания топлива кДжкг Qrs

Расход теплоты на прогрев влажного материала кВт Qпр

Удельные потери теплоты кДжкг влаги qокр

Средняя плотность газа кгм3 ρг

Средняя плотность материала кгм3 ρм

Средняя температура сушильного агента degС tср

Температурный напор в период прогрева degС ∆ tпр

Температура топлива degС tтл

Температура газов на выходе из топки degС tт

Температура смеси после камеры смешения degС tсм

Температура сушильного агента после прогрева degС tпр

Температура сушильного агента на выходе из трубы-сушилки degС t2

Начальное влагосодержание материала кг влаги кг сухого материала uо

Критическое влагосодержание материала кгкг uк

Конечное влагосодержание материала кгкг u2

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке мс wг

Скорость витания частиц материала мс wвит

Расход испаряемой влаги кгч М

Начальная относительная влажность материала Wо

Критическая влажность материала Wк

Конечная относительная влажность материала W2

Массовая доля отдельных фракций материала xi

Таблица П2

Исходные данные для расчета пневматической сушильной установки

в

ар

Материал ρ кгм3

См

кДж(кг оС)

Размер мм Влажность G2

тч

Дымовые газы Воздух

Топливо

топлива Схема

α топки доля фракции

Wо Wk W2 t1 t2 t о dо 05 03 02

1 Глина простая 2000 084 1 15 3 22 mdash 15 1 600 100 20 10 мазут 29 А mdash

2 Глина огнеупорная 1800 109 2 3 4 9 mdash 07 2 800 120 10 4 мазут 28 А mdash

3 Известняк 1870 092 05 1 12 5 mdash 01 80 800 110 20 12 уголь 11 Б 115

4 Мел 2000 088 01 03 05 51 mdash 24 20 540 270 10 6 уголь 9 Б 11

5 Песок речной 1500 092 1 15 2 10 mdash 05 75 900 120 20 12 уголь 5 Б 115

6 Руда магнитогорская 3000 078 1 25 4 6 mdash 05 12 730 120 25 12 мазут 28 А mdash

7 Руда марганцевая 3450 078 5 2 1 15 mdash 2 15 120 60 25 12 уголь 7 А mdash

8 Железный колчедан 3300 05 2 1 05 12 mdash 3 2 350 100 15 6 уголь 8 А mdash

9 Сернокислый аммоний 800 14 1 3 2 5 mdash 04 25 120 55 25 12 газ 31 Б 102

10 Сланцы (Лен обл) 1100 134 3 2 1 38 40 28 11 600 100 20 8 сланцы 21 А mdash

11 Уголь каменный 1400 13 1 2 5 9 35 06 12 800 120 25 12 уголь 3 А mdash

12 Уголь бурый (Подмоск) 800 113 2 2 1 47 40 38 16 500 160 20 8 уголь 6 Б 11

13 Торф фрезерный 245 176 2 1 3 48 42 38 12 550 140 10 4 торф 23 А mdash

14 Кузнецкий уголь 1300 11 4 1 2 12 35 07 13 350 88 20 8 уголь 2 А mdash

15 Антрацит штыб 730 109 4 3 1 14 40 5 15 400 120 20 12 уголь 10 А mdash

16 Шлам промывки угля 1200 12 02 05 2 50 40 1 5 750 120 15 6 уголь 1 А mdash

17 Опилки 250 25 4 2 1 45 43 35 13 300 100 20 10 древес 25 А mdash

18 Аммофос 1500 11 4 2 1 12 mdash 15 12 350 110 20 12 уголь 12 А mdash

19 Диаммофос 1700 12 4 2 1 4 mdash 1 14 200 90 10 4 мазут 29 Б 11

20 Суперфосфат 2390 12 1 05 2 22 mdash 3 10 750 80 20 8 мазут 28 А mdash

21 Преципитат 870 113 1 2 1 55 mdash 3 6 550 120 25 8 уголь 4 Б 12

22 Фтористый алюминий 900 15 05 1 03 50 mdash 5 12 750 250 25 12 мазут 28 Б 105

23 Соль поваренная 200 089 1 2 1 6 mdash 1 12 200 85 25 14 газ 32 Б 11

24 Сахарный песок(кукурузн) 600 123 2 1 2 14 mdash 8 14 90 40 20 12 газ 41 Б 101

25 Жом свекловичный 800 16 2 3 1 84 40 30 05 750 100 10 4 газ 39 А mdash

Таблица П3

Cостав и низшая теплота сгорания твердых и жидких топлив

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое топливо (угли)

1 Кузнецкий 120 132 04 586 42 19 97 22860

2 80 143 05 633 44 21 74 25250

3 60 141 06 725 34 17 17 27420

4 90 182 03 615 36 15 59 23570

5 70 146 05 702 30 17 30 25120

6 70 363 07 479 34 14 33 18760

7 70 326 03 519 33 16 33 19850

8 Аркагалинское 190 122 02 513 36 08 129 19090

9 Березовское 330 47 02 442 31 04 144 15660

10 Челябинский 170 324 09 359 26 100 102 13440

11 Подмосковный 321 306 25 243 19 04 82 8670

12 Печорский 55 284 09 555 36 17 44 22020

13 Интинский 115 274 25 458 31 15 82 17540

14 Кизеловский 60 348 53 455 34 08 42 18380

15 Минусинский 140 172 05 529 35 14 105 20100

16 Черемховское 130 270 10 462 34 07 87 17880

17 Букачачинское 80 101 06 672 47 08 86 26040

18 Никольское 60 182 04 596 42 11 105 22990

19 Партизанский 55 340 04 498 32 08 63 19470

20 Нерюнгри 100 198 02 600 31 06 63 22480

Окончание табл П3

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое (вторичное) топливо

21 Сланцы (Ленобласть) 110 482 220 301 387 025 438 7660

22 Сланцы (Эстония) 120 444 227 322 410 010 490 9000

23 Торф фрезерный 485 643 014 255 270 113 156 8120

24 Торф кусковой 458 731 011 268 281 117 160 9250

25 Древесные опилки 400 060 0 303 360 04 251 10200

26 Лигнин (ЛГЗ) 650 115 013 213 192 105 - 6410

27 Лигнин (ЗГЗ) 650 400 008 206 168 864 - 6120

Жидкое топливо (мазут)

28 Малосернистый 30 005 03 847 12 03 40280

29 Сернистый 30 01 14 838 11 05 39730

30 Высокосернистый 30 01 28 830 10 07 38770

Таблица П4

Cостав и теплота сгорания газообразных топлив

топ

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Природные газы

31 Уренгой-Надым-Пунга 987 012 001 lt 001 mdash mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35500 0724

32 Уренгой-Ужгород 989 012 001 001 mdash mdash mdash lt 006 090 mdash mdash mdash 35590 0724

33 Уренгой-Новопсков 989 013 001 lt 001 mdash mdash mdash 008 087 mdash mdash mdash 35590 0723

34 Уренгой-Сургут-Челябинск 982 029 02 009 004 mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35800 0729

35 Надым-Пунга-Свердловск 987 016 008 001 mdash mdash mdash 008 100 mdash mdash mdash 35590 0725

36 ННовгород-Иваново 990 025 004 002 mdash mdash mdash 010 060 mdash mdash mdash 35750 0725

37 Бухара-Урал 942 30 089 039 017 013 mdash 028 090 mdash mdash mdash 37560 0771

38 Средняя Азия-Центр 941 28 073 030 007 002 mdash 100 100 mdash mdash mdash 36760 0771

39 Саратов-Москва 903 28 11 075 034 020 mdash 032 420 mdash mdash mdash 37010 0807

40 Мострансгаз (кольцо) 966 14 04 018 007 003 mdash 015 120 mdash mdash mdash 36300 0747

41 Оренбург-Александров Гай 864 39 172 087 030 007 mdash 001 670 mdash mdash mdash 36800 0828

Попутные газы

42 Каменный Лог-Пермь 387 226 107 27 07 mdash mdash mdash 2380 mdash 080 mdash 42370 1196

43 Ярино-Пермь 380 251 125 33 13 mdash mdash mdash 1870 mdash 110 mdash 46890 1196

44 Кулешовка-Самара 580 172 74 20 05 mdash mdash 080 1360 mdash 050 mdash 41740 1052

45 Безенчук-Чапаевск 427 196 126 51 13 mdash mdash 100 1690 mdash 080 mdash 46980 1196

46 Барса-Гельмес-Вышка 939 34 13 07 02 mdash mdash 040 010 mdash mdash mdash 38100 0778

47 Вход в Краснодар Крымск 912 39 2 09 02 mdash mdash 180 mdash mdash mdash mdash 38270 0810

48 Вознесенская-Грозный 767 132 54 25 22 mdash mdash mdash mdash mdash mdash 47020 0971

49 Тэбук-Сосновка 482 182 119 33 1 mdash mdash 090 1650 mdash mdash mdash 45130 1164

50 Туймазы-Уфа 500 220 98 12 04 mdash mdash mdash 1660 mdash mdash mdash 43040 1095

51 Шкапово-Туймазы 441 220 52 14 03 mdash mdash mdash 2700 mdash mdash mdash 36630 1095

52 Казань-Бугульма 536 228 61 09 02 mdash mdash 020 1580 mdash mdash mdash 40610 1046

Окончание табл П4

т

оп

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Промышленные газы

53 Газ доменных печей 03 mdash mdash mdash mdash mdash 280 105 585 mdash mdash 27 3940 1293

54 Газ коксовых печей 250 20 mdash mdash mdash mdash 700 30 40 10 mdash 580 18000 0468

55 Газ генераторный 19 mdash mdash mdash mdash mdash 203 98 562 02 mdash 109 6200 1121

56 Газ генераторный (из древес) 65 mdash mdash mdash mdash mdash 290 65 469 02 mdash 140 6500 1130

57 Газ пиролиза нефти 410 mdash mdash mdash mdash 430 080 05 02 mdash mdash 140 47500 1100

Примечания

1) Теплоемкость твердого топлива

стл = 0012 Wr + стлcух (1 ndash 001 Wr) кДж(кг degС)

где стлcух ndash теплоемкость сухой массы топлива для бурых углей ndash 113 кДж(кг degС)

для каменных углей - 109 кДж(кг degС) для углей - 092 кДж(кг degС)

Теплоемкость мазута

смаз = 174 + 00025 tмаз кДж(кгdegС) где tмаз = 90divide130degС

Расход пара на форсунки Wп = 03 + 035 кг пара кг топлива при Рнас = 06divide15 МПа

2) Теплоемкость газообразного топлива

010cVntilde iiatildeagraveccedil

где Vi - объем составляющих газообразного топлива

ci- теплоемкость составляющих газообразного топлива кДж(м3 оС)

4NtildeIacutentilde = 157 62IacuteCntilde = 278

83IacuteCntilde = 314 104IacuteCntilde = 424

125IacuteCntilde = 527 146IacuteCntilde = 630 NtildeIcircntilde = 130

2NtildeIcircntilde = 159 2Nntilde = 129

2Icircntilde = 130 S2Iacutec = 152 2Iacutentilde = 128

Таблица П5

Соотношение между единицами давления

Величина Па бар тех атм мм рт ст мм водст

1 Нм2=1 Па 1 10-5 10210-5 7510-3 0102

1 бар 105 1 102 750 102middot104

1 техатм=1кгссм2 981middot10-4 0981 1 7356 104

1 мм ртст 1333 133310-5 13610-3 1 136

1 мм водст=1кгсм 981 98110-5 10-4 735610-2 1

Таблица П6

Теплоемкость и плотность горючих газов

Газ Формула Плотность кгм3 Теплоемкость

кДж(м3 degС)

Метан СН4 0717 155

Этан С2Н6 1342 221

Пропан СзН8 1976 305

Бутан С4Н10 2598 413

Пентан С5Н12 3219 513

Гексан СбН14 384 615

Окись углерода СО 125 129

Углекислый газ СО 2 198 16

Азот N2 125 129

Кислород О2 143 13

Сероводород H2S 1539 151

Водород Н2 009 128

Таблица П7

Напряжение топочного объема для сушильных установок

Топливо qv кВтм3

Доменный газ 230-350

Генераторный газ 230-290

Природный газ 350-460

Мазут 230-350

Торф дрова 230-290

Каменные угли 290-350

Таблица П8

Физические свойства дымовых газов

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па 2NtildeIcircETH = 013 IcircIacute 2

ETH = 011 2NETH = 076

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1295 1042 228 169 158 1220 072

100 0950 1068 313 308 204 2154 069

200 0748 1097 401 489 245 3280 067

300 0617 1122 484 699 282 4581 065

400 0525 1151 570 943 317 6038 064

500 0457 1185 656 1211 348 7630 063

600 0405 1214 742 1509 379 9361 062

700 0363 1239 827 1838 407 1121 061

800 0330 1264 915 2197 434 1318 060

900 0301 1290 1000 2580 459 1525 059

1000 0275 1306 1090 3034 484 1743 058

1100 0257 1323 1175 3455 507 1971 057

1200 0240 1340 1262 3924 530 2210 056

Таблица П9

Физические свойства сухого воздуха

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1293 1005 244 188 172 133 0707

100 0946 1009 321 336 219 231 0688

200 0746 1026 393 514 260 349 0680

300 0615 1047 460 718 297 483 0674

400 0524 1068 521 931 330 631 0678

500 0456 1093 574 1153 362 794 0687

600 0404 1114 622 1383 391 969 0699

700 0362 1135 671 1634 418 1154 0706

800 0329 1156 718 1888 443 1348 0713

900 0301 1172 763 2162 467 1551 0717

1000 0277 1185 807 2459 490 1771 0719

1100 0257 1197 850 2762 512 1993 0722

1200 0240 1210 915 3165 535 2337 0724

Таблица П10

Коэффициенты местных сопротивлений

Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления

Колено

угол

поворота 90deg 120deg 135deg 150deg

ξ 11 055 025 02

Отвод радиусом R угол

поворота 30deg 45deg 60deg 75deg 90deg 105deg 120deg

трубы диаметром D

RD = 15 ξ 008 011 014 016 0175 019 02

RD = 20 ξ 007 010 012 014 015 016 017

Вход в трубу

с острыми краями ξ =05

с закругленными ξ =02

Выход из трубы ξ =1

FminFmax 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09

Внезапное расширение ξ 1 081 064 049 036 025 016 009 004 001

Внезапное сужение ξ 05 047 043 038 033 03 025 02 015 009

Таблица П11

Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗ типа ЦН-15 мм (рис8)

Dц A d d1 d2 H h1 h2 h3 h4 h5 a б б1 l

100 820 60 40 105 492 200 232 60 212 32 66 20 29 90

150 1190 90 60 155 720 300 345 75 297 48 99 30 41 110

200 1560 120 60 160 918 400 458 60 354 48 132 40 52 120

250 1930 150 75 180 1149 500 574 75 444 60 165 50 65 150

300 2300 180 90 210 1377 600 687 90 531 72 198 60 78 180

350 2670 210 105 250 1605 700 800 105 618 84 231 70 91 210

400 3040 240 120 280 1833 800 913 120 705 96 264 80 104 240

450 3410 270 135 310 2031 900 1026 135 792 108 297 90 117 270

500 3780 300 150 325 2289 1000 1139 150 879 120 330 100 130 300

550 4150 330 165 350 2520 1100 1255 165 972 132 363 110 143 330

600 4520 360 180 365 2750 1200 1370 180 1060 144 396 120 156 360

650 4890 390 195 400 2980 1300 1485 195 1146 156 429 130 169 390

700 5260 420 210 410 3210 1400 1600 210 1235 168 462 140 182 420

750 5630 450 225 450 3435 1500 1710 225 1320 180 495 150 195 450

800 6000 480 240 470 3665 1600 1825 240 1405 192 528 160 208 480

Таблица П12

Габаритные размеры вентилятора дымоудаления (дымососа) м

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 11: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

Рис 7 Топка Гипрохима для сжигания мазута

1 ndash форсунка низкого давления 2 ndash камера сгорания 3 ndash каналы

для подачи воздуха 4 ndash патрубок растопочной трубы

5 ndash перегородка 6 ndash камера смешения

В комплект сушильной установки входит вспомогательное

оборудование для улавливания частиц материала на выходе из сушилки

Интенсивное и эффективное осаждение твердых частиц материала

взвешенных в газе осуществляется в центробежных аппаратах ndash циклонах

Сущность центробежного метода отделения частиц заключается в создании

потока движущегося с определенными скоростями и изменяющего

направление движения Частицы обладающие значительной инерцией не

успевают за изменениями направлений потока и продолжая перемещаться в

первоначальном направлении оседают на стенках циклона Поток газа

содержащий взвешенные частицы вводится по касательной в

цилиндрическую часть аппарата и движется вдоль его стенок по спиралям а

затем выходит вверх по центральной трубе Частицы оседающие на

внутренней стенке циклона падают в его суженную конусообразную часть

откуда систематически удаляются Оптимальными для циклона считаются

скорости потока 2 - 4 мс При больших и меньших скоростях эффективность

циклона резко снижается

На рис 8 представлен циклон НИИОГАЗ типа ЦН-15 Конструктивно

циклоны этой серии различаются только схемой выброса газов Коэффициент

местного сопротивления этих циклонов ξ = 105 Конструктивные размеры

приводятся в таблП11

Для более высокой степени очистки применяются батарейные циклоны

(рис 9а) Они собираются из отдельных элементов (до 120 шт на батарею)

Диаметры элементов Dy = 100 150 и 250 мм с направляющими элементами

типа laquoВинтraquo или laquoРозеткаraquo (рис 9б)

Рис8 Циклон НИИОГАЗ типа ЦН-15

Рис 9 Батарейный циклон

(а) и его элемент (б)

1 ndash верхняя камера

2 ndash кожух 3 ndash элемент

4 ndash направляющий

аппарат типа Розетка

5 ndash внутренняя труба

На рис П1 дан пример расположения оборудования пневматической

сушильной установки

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ СУШИЛЬНОЙ

УСТАНОВКИ

В табл П1 приведены обозначения физических величин принятых в

настоящем учебно-методическом пособии Исходные данные для расчета

пневматической сушильной установки (трубы-сушилки) согласно Вашему

варианту приведены в табл П2

Возможные схемы получения сушильного агента А ndash прямоточная

Б ndash с камерой смешения (задан коэффициент избытка воздуха в топке)

Температуру материала и топлива (кроме мазута) условно принимаем

равной температуре окружающего воздуха

Материальный баланс сушильной установки

Начальное критическое и конечное влагосодержания сушимого

материала кг влаги кг сухого материала

u о = Wо (100 ndash Wо) uк = Wк (100 ndash Wк)

u2 = W2 (100 ndash W2)

Начальное и конечное влагосодержания могут быть любыми (начать и

закончить процесс сушки можно в любой момент) но критическое

влагосодержание зависит от свойств материала Критическое

влагосодержание характеризует переход от испарения поверхностной влаги к

удалению внутренней влаги Если критическое влагосодержание отсутствует

то у материала имеется только поверхностная влага

Производительность сушильной установки по абсолютно сухой массе

Gсух = G2 (1 + u2) кгч

Производительность сушильной установки по влажному материалу

G1 = Gсух (1 + uо) кгч

Расход испаряемой влаги

М = Gсух (uо ndash u2) кгч

Состав и теплота сгорания топлива

Состав твердого топлива на рабочую массу берется по заданию

(табл П3)

Wr + Ar + Cr + Hr + Nr + Or + Sр+оr = 100

Если для получения топочных газов используется твердое топливо

которое сушится в установке необходимо выполнить перерасчет

элементного состава топлива на конечную влажность W2 при которой

топливо выходит из сушилки

В задании дано топливо такое же как у Вас но с другой влажностью

Вы вначале сушите топливо в сушилке до влажности W2 а затем часть этого

топлива сжигаете для получения дымовых газов

Ar2 = Ar (100 ndash Wr

2) (100 ndash Wr) = Ar middot K

Cr2 = KmiddotCr Hr

2 = KHr Nr2 = KmiddotNr Or

2 = KOr S (р+о)r2 = KmiddotS(р+o)

r

Wr2 + Ar

2 + Cr2 + Hr

2 + Nr2 + Or

2 + S(р+о)r2 = 100

где К ndash коэффициент пересчета К=(100 ndash Wr2) (100 ndash Wr)

В дальнейших расчетах используются новые значения элементного

состава Индекс laquo2raquo для простоты отбрасываем

По данной методике все расчеты ведутся на высшую теплоту сгорания

топлива и на кг топлива (в том числе и для газа)

Низшая теплота сгорания топлива Qri берется по заданию

(см табл П3) Если Вы не знаете теплоту сгорания то высшую теплоту

сгорания твёрдого и жидкого топлива определяют по формуле

ДИМенделеева

)S109(O1260H340CQ rrrrrs op кДжкг

или

)W(9H2514QQ rrr

i

r

s кДжкг

Состав газообразного топлива берется в соответствии с заданием

(табл П4)

Низшая теплота сгорания сухого газообразного топлива

ecircAumlaeligecircatilde)

H

SH687H5342CO453

H2041CHC207C2116CH(223224Q

22

1048624d

3i

Высшая теплота сгорания газообразного топлива

nmHC

12

0092514QQ

nm

ndi

ds кДжкг

где nmHC ndash составляющие газообразного топлива в процентах по массе

Соотношение между единицами давления в разных системах измерения

и единицами в системе СИ приведено в табл П5

Определение основных параметров топочных газов

Приближенные уравнения определения энтальпии

Энтальпия водяного пара вычисляется по уравнению ЛКРамзина

iumliumliumloiuml ttcii 022500 кДжкг

где io - удельная энтальпия сухого насыщенного пара при 0 degС и нормальном

давлении сп - теплоемкость пара

Энтальпия влажного воздуха или газа определяется по уравнению или

по I-d диаграмме (рис П2-П4)

1000

ooiumloooo

dtcitcI

кДжкг

где со - теплоемкость сухого воздуха (или газа) при температуре to

do - влагосодержание воздуха (или газа) г влаги кг сухого воздуха

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного сгорания

твердого или жидкого топлива

)S0043(O0345H0115CL rrrropo кг воздуха кг топлива

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного сгорания

газообразного топлива

icirc ecircatildeecircatilde2

On

Hm

Cnm12

n4mS

2Iacute044

2Iacute0248NtildeIcirc00179138L

Коэффициент избытка воздуха в топке (только схема А) для твердого

или жидкого топлива

)I1000

dntildeatildentildeatilde(L

)(W

)1000

dntildeatildentildeatilde(

100

rWr9Hntildeatildentildeatilde)

100

rAgraverWr9H(1ηr

s

oo

o

iuml

iuml

iumliuml

o

on

iumlograveeumlograveeuml

ograve

itc

ii

itc

itctcα

IL

Q

o

Ograve

для газообразного топлива коэффициент избытка воздуха в топке

)I1000

di(L

)nm(nm1ηrsQ

oo

ntildeatildentildeatildeo

ntildeatildentildeatilde

iuml

iumlograveeumlograveeuml

ograve

tc

itntildetc

α

HCnm12

n009HC

nm12

n009Ograve

где iumliuml iW ndash масса и энтальпия водяного пара применяемого для дутья или

для распыливания топлива iumli ndash энтальпия водяного пара при температуре

1ttntildeatilde ntildeatildec - средняя массовая теплоёмкость продуктов сгорания при

температуре 1ttntildeatilde (табл П6) При ograveα gt 5 теплоёмкость продуктов

сгорания равна теплоёмкости воздуха Если вы не сжигаете мазут Wп = 0

Масса сухих продуктов сгорания для твёрдого или жидкого топлива

100

rWrH9rAL1G ontildeatilde ograveα

кгкг (таблП1)

Масса сухих продуктов сгорания для газообразного топлива

nmontildeatilde HC

nm12

n009L1 ograveαG кгкг (таблП1)

Масса водяных паров в составе продуктов сгорания для твёрдого или

жидкого топлива

iumloograve

iuml W1000100

W9HG odLα

rr

кгкг (таблП1)

Масса водяных паров в составе продуктов сгорания для сухого

газообразного топлива

1000

dLHC

nm12

n009 oonmiuml

ograveαG

кгкг (таблП1)

Энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки

ecircAumlaeligecircatildeG

ILηQ

ntildeatilde

iumliumlooograveograveeumlograveeumlNtilders

ograve

it WαI Ograve

Влагосодержание продуктов сгорания на выходе из топки

atildeecircatildeG

G1000

ntildeatildeograve

iumld (таблП1)

Коэффициент избытка воздуха дополнительно подаваемого в камеру

смешения (только для схемы Б)

)Id

(L

GGILαηQα

oontildeigrave

ntildeigraveacirco

cigraveiumlntildeigraventildeatildecatildeooograveograveeumlograveeumlrs

aumlicirciuml

1000

itc

itntildetcOgrave

где cigravei ndash энтальпия водяного пара при температуре смеси 1ntildeigrave tt

Энтальпия смеси продуктов сгорания и присадочного воздуха на

выходе из камеры смешения (для схемы Б)

ecircAumlaeligecircatildeLG

I)L(ηQ

icircaumlicirciumlntildeatilde

icircicircograveaumlicirciumlograveeumlograveeumlogravecigrave

α

ααI

tcrs

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха (для

схемы Б)

icirccigrave

cigraveograve

II

IIn

Влагосодержание смеси продуктов сгорания и присадочного воздуха на

выходе из камеры смешения (для схемы Б)

atildeecircatilde1 n

dndd icircograve

cigrave

(таблП1)

Определение основных параметров сушильного агента в процессе сушки

материала (по I-d диаграмме)

Температура материала на выходе из сушилки при 2kicirc uuu

ecircecircigraveigrave )uu)(u(t 222 ordmС

Температура материала на выходе из сушилки при icircecirc uu

icircicircigraveigrave )uu)(u(t 222 ordmС

Температура материала на выходе из сушилки при ecirc2 uu (или ecircu ndash

отсутствует)

igrave2 ordmС

На I-d диаграмме ставим точку на пересечении линий 1IIograve и

1ograve dd (для схемы А) и ntildeigraveI и ntildeigraved (для схемы Б) Точка лежит на вершине

угла образованного линиями I = const и d = const Из вершины проводим луч

процесса (примерно по биссектрисе) до линии =100 и определяем

температуру в точке пересечения Она примерно совпадает по значению с

температурой смоченного термометра igrave (рис 10)

Рис 10 Схема определения температуры смоченного термометра

по I-d диаграмме

Удельный расход теплоты на испарение влаги

)ntildentilde(iq ecircAumlaeligecircatildeicircw2iumlicircegraventildeiuml t

Удельный расход теплоты на нагрев материала

ecircAumlaeligecircatilde uu

)()untilde(ntildeq

2icirc

icirc22wigraveiacuteagraveatilde

Удельные потери теплоты в окружающую среду от 10 до 12

ecircAumlaeligecircatilde )q012)(q(01q iacuteagraveatildeegraventildeiumlicircecirceth

Термовлажностное отношение или угловой коэффициент процесса

icircecirceth2icirc

igrave2w2igraveicircwicircicircecircethiacuteagraveatildeicircw q

)u(u

)ntildeu(ntilde)ntildeu(ntilde)q(qntildeΔ

кДжкг

Энтальпия сушильного агента на выходе из сушильной установки

ecircAumlaeligecircatilde )(Δ

))(IΔd

I2iumlicirc

2iumlicircacirc

tntildei

tntildeitntilde 11

22

21000

где I1 = Iт и d1= dт (для схемы А) I1 = Iсм и d1= dсм (для схемы Б)

2acircntilde - теплоёмкость сушильного агента равная теплоёмкости воздуха при

температуре t2 на выходе из сушильной установки

Влагосодержание сушильного агента на выходе из сушильной

установки

Δ

)I(Idd atildeecircatilde 12

12

1000

Порядок построения процессов изменения состояния сушильного

агента на I-d диаграмме

Сначала на I-d диаграмму наносится точка 0 соответствующая

параметрам наружного воздуха Далее по рассчитанным энтальпии Iт и

влагосодержанию dт строится точка Т (см рис 11аб) соответствующая

параметрам топочных газов на выходе из топки Точка С (для схемы Б)

соответствующая параметрам смеси на выходе из камеры смешения лежит

на прямой соединяющей 0 и Т

а б

Рис11 Изменение параметров сушильного агента на I-d диаграмме

для схем А и Б на схеме следующие обозначения

1 - топка 2 - камера смешения 3 - сушильная камера 4 - дымосос

5 - уходящие газы

Из точки 1 с координатами I1 d1 или Iсм dсм проводим прямую до

пересечения с заданной изотермой t2 Точке пересечения 2 соответствуют

искомые координаты I2 d2

Линия соединяющая точки 1 и 2 является линией действительного

процесса сушки

Процесс сушки влажного материала в трубе-сушилке является

нестационарным те протекает при переменной температуре как

сушильного агента так и материала (рис 12б) Для большей точности

процесс 1-2 заменяется суммой элементарных процессов прогрева периода

постоянной и периода уменьшающейся скорости сушки для которых легко

могут быть определены температуры материала и сушильного агента

а б

Рис 12 Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии всех периодов сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Энтальпия температура и влагосодержание сушильного агента

определяются по I-d диаграмме в характерных точках начала (окончания)

каждого элементарного процесса

Приращение влагосодержания сушильного агента в первом периоде

сушки (при отсутствии первого периода 0dΔ )

atildeecircatilde )(

)d)(d(d

1000Δ

2

12`

uu

uu

icirc

ecircicirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце периода прогрева (в точке П

рис 12а)

qd)(

))(u)(d(dII ecircAumlaeligecircatilde

1000icircecirceth

icirc

icircigraveicircwigraveiumleth Δ

2

121

uu

cc

Температура сушильного агента в конце периода прогрева

d

dIC

1000

1000

1

1

nacirc

icirciumlethiumleth

cc

it

Влагосодержание сушильного агента в конце первого периода

(в критической точке К рис 12а)

)u(u

)d)(du(udd atildeecircatilde

2

121

icirc

ecircicircecirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

)u(u

)d)(du(ucI

)d(dcII ecircAumlaeligecircatilde

100010002

121

icirc

kicircwigraveiumleth

ecircwigraveiumlethecirc

Температура сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

C dntildentilde

diI

1000

1000

ecircnacirc

kicircecircecirct

В том случае когда отсутствует один из периодов сушки процесс на I-d

диаграмме термограмма и кинетическая кривая упрощаются (рис 1314)

Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива

Расход сушильного агента для схем

А) igrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Б)

ntildeigrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Расход присадочного воздуха для схемы (Б)

n1

nLL ntildeatilde

acirc

кгч

Расход топочных газов для схемы (Б)

n1

LL ntildeatilde

ograve

кгч

Часовой расход топлива для схем

А) G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve Б) ecircatildedivide

n)(1G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve

Объем топочной камеры для получения сушильного агента

igrave 3600

QBV 3

v

rsograve

ograveq

Напряжение топочного объема принимается в зависимости от способа

сжигания и вида топлива (таблП7)

а б

Рис 13Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и первого периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

а б

Рис 14Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и второго периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена

Температура tср влагосодержание dср плотность ρг

ecircatildeecircatilde dd

dCtt

t100022

2121ntildeethntildeeth

(таблП1)

ecircatildeigrave )d)(t(

)d(3

ntildeethntildeeth

ntildeethicircatilde

622273

1622273ρρ

где icircρ =1293 кгм3

Значения νг и λг сушильного агента принимаются по температуре

t = tср (табл П8 П9)

Средние значения влагосодержания uср и плотности ρм сушимого

материала

uu

u ecircatildeecircatilde 2

2icircntildeeth

(таблП1) )u(ρρ 3

ecircatildeigrave1 ntildeethigraveigraveicirc

Скорость витания частиц в трубе-сушилке определяется для каждой

фракции

ρζ

)ρ(ρgdw igraventilde

3

4

atildeacircegraveograve

atildeigraveiiacircegraveograve

где acircegraveograveζ - коэффициент лобового сопротивления частиц при

1 le Re le 30 Re98acircegraveograveζ

30 lt Re lt 400 ζ 02354Reacircegraveograve

400 lt Re lt 5500 11acircegraveograveζ

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке принимаем на 12 мс

больше скорости витания частицы имеющей максимальный размер

ww 21maxacircegraveograveatilde

Сечение трубы-сушилки

2

igrave3600

ρw

Fatildeatilde

ntildeatildeograveeth

L

Диаметр трубы-сушилки (если она круглого сечения)

π

igraveograveeth

ograveeth

4FD

Концентрация частиц материала в трубе-сушилке

ecircatildeigrave )w(w

)(ββ 3

ograveethacircegraveograve2

iiVV

Fi

36002

GG3K 21

x

где ix ndashмассовая доля i фракции К ndash коэффициент при

Dтp lt 025 м rarr К= 077

Dтp = 025 divide 10 м rarr К = 068

Удельная поверхность частиц отдельной фракции

ρd

βf 32

igraveigrave6

igravei

iv

ioacuteauml

Коэффициент конвективного теплообмена при

20iacircegraveograve

Re rarr d

λα CigraveAcircograve

2 2

i

atildei

20 lt i

acircegraveograveRe lt 480 rarr CigraveAcircograve

01862

08

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

480 lt i

acircegraveograveRe lt 2000 rarr

CigraveAcircograve

1142

05

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

Критерий Рейнольдса при скорости витания

atilde

iacircegraveograve

acircegraveograve ν

dwRe i

i

Объемный коэффициент теплообмена

NtildeigraveAcircograve 3

ioacuteaumliv fαα

Расчет высоты трубы-сушилки по участкам

Количество теплоты отданное сушильным агентом в период прогрева

материала (при ик gt ио величина (ио ndash ик) qokp = 0)

ecircAumlaeligdivide])qu(u))(uc[(c icircecircethecircicircicircigraveicircwigravecyxiumlp GQ

Температурный напор на участке прогрева

)(t

)(tln

)(t)(tt

igraveiumlp

icirc1

igraveiumlpicirciumlp

1

Высота участка трубы соответствующая периоду прогрева

Δtα

QH igrave

36 ograveethiumlethv

iumlpiumleth

F

Высота трубы-сушилки зависит от того в каком периоде заканчивается

процесс сушки

При u0 gt uк gt u2 имеют место все три интервала сушки прогрев первый

и второй период сушки (см рис12б)

В случае когда u2 gt uк (или uк - отсутствует) процесс заканчивается в

первом периоде (или материал содержит только поверхностную влагу и

второй период отсутствует)

Тогда температурные напоры будут рассчитываться только для

прогрева и первого периода сушки (см рис 13б)

В случае когда uк gt u2 досушивается материал в котором осталась

только внутренняя влага Температурные напоры будут рассчитываться

только для прогрева и второго периода сушки (см рис14б)

Количество теплоты отданное сушильным агентом в первом периоде

(постоянной скорости) сушки материала

)ntildetc)(iu(u ecircAumlaeligdivideGQ igravewecirciumlicircecircicircntildeoacuteotilde1

Температурный напор на участке первого периода сушки

)(t

)(t

)t(tt CΔ

igraveecirc

igraveiumleth

ecirciumleth

ln

1

Высота участка трубы соответствующая первому периоду

igraveFΔ36

QH

ograveeth1

1

V

1

Количество теплоты отданное сушильным агентом во втором периоде

(уменьшающейся скорости) сушки материала

])qu(u

)ntildetc)(iu(u))(uc[(c

ecircAumlaeligdivide

GQ

icircecirceth2ecirc

igravew2iumlicirc2ecircigrave22wigraventildeoacuteotildeII

Температурный напор на участке второго периода сушки

)(t

)(t

)(t)(tt CΔ

22

22

igraveecirc

igraveecircII

ln

Высота участка трубы соответствующая второму периоду

QH igrave

FΔ36 ograveethIIV

IIII

Высота участка трубы необходимая для разгона частиц

igrave www

wwwln

www

wwwln

2g

)w(wwH

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2acircegraveograveatildeacircegraveograveeth

где скорость частиц материала в начале разгонного участка wм1=0 скорость

в конце разгонного участка wм2 = 095(wг ndashwвит)

Общая высота пневматической сушильной установки

Hтp = Hp + Hпp+HI + HII м

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной установки

Объемная концентрация частиц материала в трубе

3321 igraveigrave

2L

GG

)ρd(1

)ρ(

igraventildeethntildeatilde

atildeχ

Потери напора при трении газа о стенки трубы

)(λ Iumlagrave2

1D

HΔP

2

1atildeatilde

ograveeth

ograveethograveeth χ

где λтp = 64Re + 0136 Re018 при 23 middot103 lt Re lt 106

Потери напора в местных сопротивлениях (сужениях поворотах) из-за

трения газа

)(ξ Iumlagrave2

1ΔP

2atildeatilde

igrave2 χ

где ζм - коэффициент местного сопротивления табл П10

Статический напор газового потока (вес столба газа)

Iumlagrave g)(ρ ograveethatilde3 Hχ1ΔP

Знак laquo+raquo для восходящего знак laquo-raquo для нисходящего потоков газа для

горизонтального участка ΔP3 = 0

Потери напора при трении материала о стенки трубы

λ Iumlagrave2D

HΔP

2igraveigrave

ograveeth

ograveethograveeth4 χ

Здесь коэффициент сопротивления трению равен

075ograveeth Fr27λ при 2520

D

i

ograveeth

d

λ 075

i

ograveethograveeth Fr

d

05

D425

при 2520

D

i

ograveeth

d

где

i

igrave

dg

w2

Fr критерий Фруда

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке стабилизированного движения частиц

gχρ IumlagraveΔ ntildeograveigrave HP5

где высота участка стабилизации Hcт =Hтp ndash Hp

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке разгона частиц

)ww)(www(w

)ww)(www(wln

ρ

)ρ(ρwP IumlagraveΔ

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

ograveethigrave

igraveatildeigraveacircegraveograve6

F2

G

Средняя производительность трубы-сушилки определяется по формуле

Gм = 05 (G1 + G2) кгч

Динамические потери напора на разгонном участке

)w(w

IumlagraveΔ

ograveeth

igraveigraveigrave

F

GP 12

7

Задавшись условной скоростью газа в сечении циклона (wу = 3 divide 4 мс)

определяем диаметр циклона (табл П11)

ρwπ

igrave

atildeoacute

ntildeatildeouml

3600

4LD

Гидравлическое сопротивление циклона

ρw

ξ Iumlagrave2

Δatildeoacute

oumlouml

2

P

где ξц ndash коэффициент гидравлического сопротивления циклона

Полное гидравлическое сопротивление трубы-сушилки

IumlagraveΔΔΔΔΔΔΔΔΔ oumlPPPPPPPPP 7654321

По найденному полному сопротивлению ΔP и расходу сушильного

агента Lсг производится выбор тягодутьевого оборудования

Мощность тягодутьевой установки

ηρ

Acircograve3600

Δ

aumlatilde

ntildeatilde PLN

где ηд = 065 - КПД тягодутьевой установки

Размеры и конкретный тип дымососа (вентилятора дымоудаления)

выбираются по каталогу тягодутьевого оборудования (см электронное

учебное пособие laquoТепломассообменное оборудование предприятий

(сушильные установки)raquo или табл П12)

Таблица П1

Обозначения физических величин

принятые в настоящем учебно-методическом пособии

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Коэффициент избытка воздуха в топке αт

Коэффициент избытка воздуха в камере смешения αдоп

Объемный коэффициент теплообмена Вт(м3 degС) αv

Расход топлива кгч Bт

Концентрация частиц материала в трубе кгм3 βv

Теплоемкость топлива кДж(кг degС) стл

Теплоемкость сухих топочных газов кДж(кг degС) ссг

Теплоемкость воды кДж(кг degС) сw

Теплоемкость сухого материала кДж(кг degС) см

Теплоемкость водяного пара кДж(кг degС) сп

Влагосодержание наружного воздуха г влаги кг воздуха d о

Влагосодержание газов на выходе из топки г кг dт

Влагосодержание смеси на выходе из камеры смешения гкг dсм

Влагосодержание агента на входе в трубу-сушилку гкг d1

Влагосодержание агента в конце периода прогрева гкг d пр

Влагосодержание агента на выходе из трубы-сушилки гкг d2

Влагосодержание воздуха при φ=100 гкг dм

Среднее влагосодержание газов кгкг dср

Диаметр частиц материала данной фракции мм di

Минимальный диаметр частиц материала мм dч min

Средний диаметр частиц материала мм dч ср

Термовлажностное отношение кДжкг ∆

Производительность по абсолютно сухой массе кгч Gсух

Производительность по влажному материалу кгч G1

Производительность по готовой продукции кгч G2

Масса сухих продуктов сгорания кг дымовых газов кг топлива Gсг

Масса водяных паров кг водяных паров кг топлива Gп

Энтальпия наружного воздуха кДжкг воздуха Iо

Энтальпия газов на выходе из топки кДжкг Iт

Энтальпия смеси на выходе из камеры смешения кДжкг Iсм

Энтальпия агента на входе в трубу-сушилку кДжкг I1

Энтальпия агента в конце периода прогрева кДжкг Iпр

Энтальпия агента на выходе из трубы-сушилки кДжкг I2

Энтальпия пара при 0 degС кДжкг пара iо

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Энтальпия пара кДжкг iп

Энтальпия пара применяемого для дутья кДжкг iпprime

Начальная температура материала degС icirc

Температура смоченного термометра degС igrave

Конечная температура материала degС 2

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного

сгорания кг воздуха кг топлива Lо

Расход сушильного агента кгч Lсг

Расход присадочного воздуха кгч Lв

Расход топочных газов кгч Lт

Коэффициент теплопроводности газа Вт(м degС) λг

Коэффициент полезного действия топки ηт

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха n

Коэффициент кинематической вязкости газа м2с ν г

Низшая теплота сгорания топлива кДжкг Qri

Высшая теплота сгорания топлива кДжкг Qrs

Расход теплоты на прогрев влажного материала кВт Qпр

Удельные потери теплоты кДжкг влаги qокр

Средняя плотность газа кгм3 ρг

Средняя плотность материала кгм3 ρм

Средняя температура сушильного агента degС tср

Температурный напор в период прогрева degС ∆ tпр

Температура топлива degС tтл

Температура газов на выходе из топки degС tт

Температура смеси после камеры смешения degС tсм

Температура сушильного агента после прогрева degС tпр

Температура сушильного агента на выходе из трубы-сушилки degС t2

Начальное влагосодержание материала кг влаги кг сухого материала uо

Критическое влагосодержание материала кгкг uк

Конечное влагосодержание материала кгкг u2

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке мс wг

Скорость витания частиц материала мс wвит

Расход испаряемой влаги кгч М

Начальная относительная влажность материала Wо

Критическая влажность материала Wк

Конечная относительная влажность материала W2

Массовая доля отдельных фракций материала xi

Таблица П2

Исходные данные для расчета пневматической сушильной установки

в

ар

Материал ρ кгм3

См

кДж(кг оС)

Размер мм Влажность G2

тч

Дымовые газы Воздух

Топливо

топлива Схема

α топки доля фракции

Wо Wk W2 t1 t2 t о dо 05 03 02

1 Глина простая 2000 084 1 15 3 22 mdash 15 1 600 100 20 10 мазут 29 А mdash

2 Глина огнеупорная 1800 109 2 3 4 9 mdash 07 2 800 120 10 4 мазут 28 А mdash

3 Известняк 1870 092 05 1 12 5 mdash 01 80 800 110 20 12 уголь 11 Б 115

4 Мел 2000 088 01 03 05 51 mdash 24 20 540 270 10 6 уголь 9 Б 11

5 Песок речной 1500 092 1 15 2 10 mdash 05 75 900 120 20 12 уголь 5 Б 115

6 Руда магнитогорская 3000 078 1 25 4 6 mdash 05 12 730 120 25 12 мазут 28 А mdash

7 Руда марганцевая 3450 078 5 2 1 15 mdash 2 15 120 60 25 12 уголь 7 А mdash

8 Железный колчедан 3300 05 2 1 05 12 mdash 3 2 350 100 15 6 уголь 8 А mdash

9 Сернокислый аммоний 800 14 1 3 2 5 mdash 04 25 120 55 25 12 газ 31 Б 102

10 Сланцы (Лен обл) 1100 134 3 2 1 38 40 28 11 600 100 20 8 сланцы 21 А mdash

11 Уголь каменный 1400 13 1 2 5 9 35 06 12 800 120 25 12 уголь 3 А mdash

12 Уголь бурый (Подмоск) 800 113 2 2 1 47 40 38 16 500 160 20 8 уголь 6 Б 11

13 Торф фрезерный 245 176 2 1 3 48 42 38 12 550 140 10 4 торф 23 А mdash

14 Кузнецкий уголь 1300 11 4 1 2 12 35 07 13 350 88 20 8 уголь 2 А mdash

15 Антрацит штыб 730 109 4 3 1 14 40 5 15 400 120 20 12 уголь 10 А mdash

16 Шлам промывки угля 1200 12 02 05 2 50 40 1 5 750 120 15 6 уголь 1 А mdash

17 Опилки 250 25 4 2 1 45 43 35 13 300 100 20 10 древес 25 А mdash

18 Аммофос 1500 11 4 2 1 12 mdash 15 12 350 110 20 12 уголь 12 А mdash

19 Диаммофос 1700 12 4 2 1 4 mdash 1 14 200 90 10 4 мазут 29 Б 11

20 Суперфосфат 2390 12 1 05 2 22 mdash 3 10 750 80 20 8 мазут 28 А mdash

21 Преципитат 870 113 1 2 1 55 mdash 3 6 550 120 25 8 уголь 4 Б 12

22 Фтористый алюминий 900 15 05 1 03 50 mdash 5 12 750 250 25 12 мазут 28 Б 105

23 Соль поваренная 200 089 1 2 1 6 mdash 1 12 200 85 25 14 газ 32 Б 11

24 Сахарный песок(кукурузн) 600 123 2 1 2 14 mdash 8 14 90 40 20 12 газ 41 Б 101

25 Жом свекловичный 800 16 2 3 1 84 40 30 05 750 100 10 4 газ 39 А mdash

Таблица П3

Cостав и низшая теплота сгорания твердых и жидких топлив

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое топливо (угли)

1 Кузнецкий 120 132 04 586 42 19 97 22860

2 80 143 05 633 44 21 74 25250

3 60 141 06 725 34 17 17 27420

4 90 182 03 615 36 15 59 23570

5 70 146 05 702 30 17 30 25120

6 70 363 07 479 34 14 33 18760

7 70 326 03 519 33 16 33 19850

8 Аркагалинское 190 122 02 513 36 08 129 19090

9 Березовское 330 47 02 442 31 04 144 15660

10 Челябинский 170 324 09 359 26 100 102 13440

11 Подмосковный 321 306 25 243 19 04 82 8670

12 Печорский 55 284 09 555 36 17 44 22020

13 Интинский 115 274 25 458 31 15 82 17540

14 Кизеловский 60 348 53 455 34 08 42 18380

15 Минусинский 140 172 05 529 35 14 105 20100

16 Черемховское 130 270 10 462 34 07 87 17880

17 Букачачинское 80 101 06 672 47 08 86 26040

18 Никольское 60 182 04 596 42 11 105 22990

19 Партизанский 55 340 04 498 32 08 63 19470

20 Нерюнгри 100 198 02 600 31 06 63 22480

Окончание табл П3

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое (вторичное) топливо

21 Сланцы (Ленобласть) 110 482 220 301 387 025 438 7660

22 Сланцы (Эстония) 120 444 227 322 410 010 490 9000

23 Торф фрезерный 485 643 014 255 270 113 156 8120

24 Торф кусковой 458 731 011 268 281 117 160 9250

25 Древесные опилки 400 060 0 303 360 04 251 10200

26 Лигнин (ЛГЗ) 650 115 013 213 192 105 - 6410

27 Лигнин (ЗГЗ) 650 400 008 206 168 864 - 6120

Жидкое топливо (мазут)

28 Малосернистый 30 005 03 847 12 03 40280

29 Сернистый 30 01 14 838 11 05 39730

30 Высокосернистый 30 01 28 830 10 07 38770

Таблица П4

Cостав и теплота сгорания газообразных топлив

топ

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Природные газы

31 Уренгой-Надым-Пунга 987 012 001 lt 001 mdash mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35500 0724

32 Уренгой-Ужгород 989 012 001 001 mdash mdash mdash lt 006 090 mdash mdash mdash 35590 0724

33 Уренгой-Новопсков 989 013 001 lt 001 mdash mdash mdash 008 087 mdash mdash mdash 35590 0723

34 Уренгой-Сургут-Челябинск 982 029 02 009 004 mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35800 0729

35 Надым-Пунга-Свердловск 987 016 008 001 mdash mdash mdash 008 100 mdash mdash mdash 35590 0725

36 ННовгород-Иваново 990 025 004 002 mdash mdash mdash 010 060 mdash mdash mdash 35750 0725

37 Бухара-Урал 942 30 089 039 017 013 mdash 028 090 mdash mdash mdash 37560 0771

38 Средняя Азия-Центр 941 28 073 030 007 002 mdash 100 100 mdash mdash mdash 36760 0771

39 Саратов-Москва 903 28 11 075 034 020 mdash 032 420 mdash mdash mdash 37010 0807

40 Мострансгаз (кольцо) 966 14 04 018 007 003 mdash 015 120 mdash mdash mdash 36300 0747

41 Оренбург-Александров Гай 864 39 172 087 030 007 mdash 001 670 mdash mdash mdash 36800 0828

Попутные газы

42 Каменный Лог-Пермь 387 226 107 27 07 mdash mdash mdash 2380 mdash 080 mdash 42370 1196

43 Ярино-Пермь 380 251 125 33 13 mdash mdash mdash 1870 mdash 110 mdash 46890 1196

44 Кулешовка-Самара 580 172 74 20 05 mdash mdash 080 1360 mdash 050 mdash 41740 1052

45 Безенчук-Чапаевск 427 196 126 51 13 mdash mdash 100 1690 mdash 080 mdash 46980 1196

46 Барса-Гельмес-Вышка 939 34 13 07 02 mdash mdash 040 010 mdash mdash mdash 38100 0778

47 Вход в Краснодар Крымск 912 39 2 09 02 mdash mdash 180 mdash mdash mdash mdash 38270 0810

48 Вознесенская-Грозный 767 132 54 25 22 mdash mdash mdash mdash mdash mdash 47020 0971

49 Тэбук-Сосновка 482 182 119 33 1 mdash mdash 090 1650 mdash mdash mdash 45130 1164

50 Туймазы-Уфа 500 220 98 12 04 mdash mdash mdash 1660 mdash mdash mdash 43040 1095

51 Шкапово-Туймазы 441 220 52 14 03 mdash mdash mdash 2700 mdash mdash mdash 36630 1095

52 Казань-Бугульма 536 228 61 09 02 mdash mdash 020 1580 mdash mdash mdash 40610 1046

Окончание табл П4

т

оп

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Промышленные газы

53 Газ доменных печей 03 mdash mdash mdash mdash mdash 280 105 585 mdash mdash 27 3940 1293

54 Газ коксовых печей 250 20 mdash mdash mdash mdash 700 30 40 10 mdash 580 18000 0468

55 Газ генераторный 19 mdash mdash mdash mdash mdash 203 98 562 02 mdash 109 6200 1121

56 Газ генераторный (из древес) 65 mdash mdash mdash mdash mdash 290 65 469 02 mdash 140 6500 1130

57 Газ пиролиза нефти 410 mdash mdash mdash mdash 430 080 05 02 mdash mdash 140 47500 1100

Примечания

1) Теплоемкость твердого топлива

стл = 0012 Wr + стлcух (1 ndash 001 Wr) кДж(кг degС)

где стлcух ndash теплоемкость сухой массы топлива для бурых углей ndash 113 кДж(кг degС)

для каменных углей - 109 кДж(кг degС) для углей - 092 кДж(кг degС)

Теплоемкость мазута

смаз = 174 + 00025 tмаз кДж(кгdegС) где tмаз = 90divide130degС

Расход пара на форсунки Wп = 03 + 035 кг пара кг топлива при Рнас = 06divide15 МПа

2) Теплоемкость газообразного топлива

010cVntilde iiatildeagraveccedil

где Vi - объем составляющих газообразного топлива

ci- теплоемкость составляющих газообразного топлива кДж(м3 оС)

4NtildeIacutentilde = 157 62IacuteCntilde = 278

83IacuteCntilde = 314 104IacuteCntilde = 424

125IacuteCntilde = 527 146IacuteCntilde = 630 NtildeIcircntilde = 130

2NtildeIcircntilde = 159 2Nntilde = 129

2Icircntilde = 130 S2Iacutec = 152 2Iacutentilde = 128

Таблица П5

Соотношение между единицами давления

Величина Па бар тех атм мм рт ст мм водст

1 Нм2=1 Па 1 10-5 10210-5 7510-3 0102

1 бар 105 1 102 750 102middot104

1 техатм=1кгссм2 981middot10-4 0981 1 7356 104

1 мм ртст 1333 133310-5 13610-3 1 136

1 мм водст=1кгсм 981 98110-5 10-4 735610-2 1

Таблица П6

Теплоемкость и плотность горючих газов

Газ Формула Плотность кгм3 Теплоемкость

кДж(м3 degС)

Метан СН4 0717 155

Этан С2Н6 1342 221

Пропан СзН8 1976 305

Бутан С4Н10 2598 413

Пентан С5Н12 3219 513

Гексан СбН14 384 615

Окись углерода СО 125 129

Углекислый газ СО 2 198 16

Азот N2 125 129

Кислород О2 143 13

Сероводород H2S 1539 151

Водород Н2 009 128

Таблица П7

Напряжение топочного объема для сушильных установок

Топливо qv кВтм3

Доменный газ 230-350

Генераторный газ 230-290

Природный газ 350-460

Мазут 230-350

Торф дрова 230-290

Каменные угли 290-350

Таблица П8

Физические свойства дымовых газов

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па 2NtildeIcircETH = 013 IcircIacute 2

ETH = 011 2NETH = 076

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1295 1042 228 169 158 1220 072

100 0950 1068 313 308 204 2154 069

200 0748 1097 401 489 245 3280 067

300 0617 1122 484 699 282 4581 065

400 0525 1151 570 943 317 6038 064

500 0457 1185 656 1211 348 7630 063

600 0405 1214 742 1509 379 9361 062

700 0363 1239 827 1838 407 1121 061

800 0330 1264 915 2197 434 1318 060

900 0301 1290 1000 2580 459 1525 059

1000 0275 1306 1090 3034 484 1743 058

1100 0257 1323 1175 3455 507 1971 057

1200 0240 1340 1262 3924 530 2210 056

Таблица П9

Физические свойства сухого воздуха

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1293 1005 244 188 172 133 0707

100 0946 1009 321 336 219 231 0688

200 0746 1026 393 514 260 349 0680

300 0615 1047 460 718 297 483 0674

400 0524 1068 521 931 330 631 0678

500 0456 1093 574 1153 362 794 0687

600 0404 1114 622 1383 391 969 0699

700 0362 1135 671 1634 418 1154 0706

800 0329 1156 718 1888 443 1348 0713

900 0301 1172 763 2162 467 1551 0717

1000 0277 1185 807 2459 490 1771 0719

1100 0257 1197 850 2762 512 1993 0722

1200 0240 1210 915 3165 535 2337 0724

Таблица П10

Коэффициенты местных сопротивлений

Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления

Колено

угол

поворота 90deg 120deg 135deg 150deg

ξ 11 055 025 02

Отвод радиусом R угол

поворота 30deg 45deg 60deg 75deg 90deg 105deg 120deg

трубы диаметром D

RD = 15 ξ 008 011 014 016 0175 019 02

RD = 20 ξ 007 010 012 014 015 016 017

Вход в трубу

с острыми краями ξ =05

с закругленными ξ =02

Выход из трубы ξ =1

FminFmax 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09

Внезапное расширение ξ 1 081 064 049 036 025 016 009 004 001

Внезапное сужение ξ 05 047 043 038 033 03 025 02 015 009

Таблица П11

Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗ типа ЦН-15 мм (рис8)

Dц A d d1 d2 H h1 h2 h3 h4 h5 a б б1 l

100 820 60 40 105 492 200 232 60 212 32 66 20 29 90

150 1190 90 60 155 720 300 345 75 297 48 99 30 41 110

200 1560 120 60 160 918 400 458 60 354 48 132 40 52 120

250 1930 150 75 180 1149 500 574 75 444 60 165 50 65 150

300 2300 180 90 210 1377 600 687 90 531 72 198 60 78 180

350 2670 210 105 250 1605 700 800 105 618 84 231 70 91 210

400 3040 240 120 280 1833 800 913 120 705 96 264 80 104 240

450 3410 270 135 310 2031 900 1026 135 792 108 297 90 117 270

500 3780 300 150 325 2289 1000 1139 150 879 120 330 100 130 300

550 4150 330 165 350 2520 1100 1255 165 972 132 363 110 143 330

600 4520 360 180 365 2750 1200 1370 180 1060 144 396 120 156 360

650 4890 390 195 400 2980 1300 1485 195 1146 156 429 130 169 390

700 5260 420 210 410 3210 1400 1600 210 1235 168 462 140 182 420

750 5630 450 225 450 3435 1500 1710 225 1320 180 495 150 195 450

800 6000 480 240 470 3665 1600 1825 240 1405 192 528 160 208 480

Таблица П12

Габаритные размеры вентилятора дымоудаления (дымососа) м

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 12: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

Диаметры элементов Dy = 100 150 и 250 мм с направляющими элементами

типа laquoВинтraquo или laquoРозеткаraquo (рис 9б)

Рис8 Циклон НИИОГАЗ типа ЦН-15

Рис 9 Батарейный циклон

(а) и его элемент (б)

1 ndash верхняя камера

2 ndash кожух 3 ndash элемент

4 ndash направляющий

аппарат типа Розетка

5 ndash внутренняя труба

На рис П1 дан пример расположения оборудования пневматической

сушильной установки

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ СУШИЛЬНОЙ

УСТАНОВКИ

В табл П1 приведены обозначения физических величин принятых в

настоящем учебно-методическом пособии Исходные данные для расчета

пневматической сушильной установки (трубы-сушилки) согласно Вашему

варианту приведены в табл П2

Возможные схемы получения сушильного агента А ndash прямоточная

Б ndash с камерой смешения (задан коэффициент избытка воздуха в топке)

Температуру материала и топлива (кроме мазута) условно принимаем

равной температуре окружающего воздуха

Материальный баланс сушильной установки

Начальное критическое и конечное влагосодержания сушимого

материала кг влаги кг сухого материала

u о = Wо (100 ndash Wо) uк = Wк (100 ndash Wк)

u2 = W2 (100 ndash W2)

Начальное и конечное влагосодержания могут быть любыми (начать и

закончить процесс сушки можно в любой момент) но критическое

влагосодержание зависит от свойств материала Критическое

влагосодержание характеризует переход от испарения поверхностной влаги к

удалению внутренней влаги Если критическое влагосодержание отсутствует

то у материала имеется только поверхностная влага

Производительность сушильной установки по абсолютно сухой массе

Gсух = G2 (1 + u2) кгч

Производительность сушильной установки по влажному материалу

G1 = Gсух (1 + uо) кгч

Расход испаряемой влаги

М = Gсух (uо ndash u2) кгч

Состав и теплота сгорания топлива

Состав твердого топлива на рабочую массу берется по заданию

(табл П3)

Wr + Ar + Cr + Hr + Nr + Or + Sр+оr = 100

Если для получения топочных газов используется твердое топливо

которое сушится в установке необходимо выполнить перерасчет

элементного состава топлива на конечную влажность W2 при которой

топливо выходит из сушилки

В задании дано топливо такое же как у Вас но с другой влажностью

Вы вначале сушите топливо в сушилке до влажности W2 а затем часть этого

топлива сжигаете для получения дымовых газов

Ar2 = Ar (100 ndash Wr

2) (100 ndash Wr) = Ar middot K

Cr2 = KmiddotCr Hr

2 = KHr Nr2 = KmiddotNr Or

2 = KOr S (р+о)r2 = KmiddotS(р+o)

r

Wr2 + Ar

2 + Cr2 + Hr

2 + Nr2 + Or

2 + S(р+о)r2 = 100

где К ndash коэффициент пересчета К=(100 ndash Wr2) (100 ndash Wr)

В дальнейших расчетах используются новые значения элементного

состава Индекс laquo2raquo для простоты отбрасываем

По данной методике все расчеты ведутся на высшую теплоту сгорания

топлива и на кг топлива (в том числе и для газа)

Низшая теплота сгорания топлива Qri берется по заданию

(см табл П3) Если Вы не знаете теплоту сгорания то высшую теплоту

сгорания твёрдого и жидкого топлива определяют по формуле

ДИМенделеева

)S109(O1260H340CQ rrrrrs op кДжкг

или

)W(9H2514QQ rrr

i

r

s кДжкг

Состав газообразного топлива берется в соответствии с заданием

(табл П4)

Низшая теплота сгорания сухого газообразного топлива

ecircAumlaeligecircatilde)

H

SH687H5342CO453

H2041CHC207C2116CH(223224Q

22

1048624d

3i

Высшая теплота сгорания газообразного топлива

nmHC

12

0092514QQ

nm

ndi

ds кДжкг

где nmHC ndash составляющие газообразного топлива в процентах по массе

Соотношение между единицами давления в разных системах измерения

и единицами в системе СИ приведено в табл П5

Определение основных параметров топочных газов

Приближенные уравнения определения энтальпии

Энтальпия водяного пара вычисляется по уравнению ЛКРамзина

iumliumliumloiuml ttcii 022500 кДжкг

где io - удельная энтальпия сухого насыщенного пара при 0 degС и нормальном

давлении сп - теплоемкость пара

Энтальпия влажного воздуха или газа определяется по уравнению или

по I-d диаграмме (рис П2-П4)

1000

ooiumloooo

dtcitcI

кДжкг

где со - теплоемкость сухого воздуха (или газа) при температуре to

do - влагосодержание воздуха (или газа) г влаги кг сухого воздуха

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного сгорания

твердого или жидкого топлива

)S0043(O0345H0115CL rrrropo кг воздуха кг топлива

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного сгорания

газообразного топлива

icirc ecircatildeecircatilde2

On

Hm

Cnm12

n4mS

2Iacute044

2Iacute0248NtildeIcirc00179138L

Коэффициент избытка воздуха в топке (только схема А) для твердого

или жидкого топлива

)I1000

dntildeatildentildeatilde(L

)(W

)1000

dntildeatildentildeatilde(

100

rWr9Hntildeatildentildeatilde)

100

rAgraverWr9H(1ηr

s

oo

o

iuml

iuml

iumliuml

o

on

iumlograveeumlograveeuml

ograve

itc

ii

itc

itctcα

IL

Q

o

Ograve

для газообразного топлива коэффициент избытка воздуха в топке

)I1000

di(L

)nm(nm1ηrsQ

oo

ntildeatildentildeatildeo

ntildeatildentildeatilde

iuml

iumlograveeumlograveeuml

ograve

tc

itntildetc

α

HCnm12

n009HC

nm12

n009Ograve

где iumliuml iW ndash масса и энтальпия водяного пара применяемого для дутья или

для распыливания топлива iumli ndash энтальпия водяного пара при температуре

1ttntildeatilde ntildeatildec - средняя массовая теплоёмкость продуктов сгорания при

температуре 1ttntildeatilde (табл П6) При ograveα gt 5 теплоёмкость продуктов

сгорания равна теплоёмкости воздуха Если вы не сжигаете мазут Wп = 0

Масса сухих продуктов сгорания для твёрдого или жидкого топлива

100

rWrH9rAL1G ontildeatilde ograveα

кгкг (таблП1)

Масса сухих продуктов сгорания для газообразного топлива

nmontildeatilde HC

nm12

n009L1 ograveαG кгкг (таблП1)

Масса водяных паров в составе продуктов сгорания для твёрдого или

жидкого топлива

iumloograve

iuml W1000100

W9HG odLα

rr

кгкг (таблП1)

Масса водяных паров в составе продуктов сгорания для сухого

газообразного топлива

1000

dLHC

nm12

n009 oonmiuml

ograveαG

кгкг (таблП1)

Энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки

ecircAumlaeligecircatildeG

ILηQ

ntildeatilde

iumliumlooograveograveeumlograveeumlNtilders

ograve

it WαI Ograve

Влагосодержание продуктов сгорания на выходе из топки

atildeecircatildeG

G1000

ntildeatildeograve

iumld (таблП1)

Коэффициент избытка воздуха дополнительно подаваемого в камеру

смешения (только для схемы Б)

)Id

(L

GGILαηQα

oontildeigrave

ntildeigraveacirco

cigraveiumlntildeigraventildeatildecatildeooograveograveeumlograveeumlrs

aumlicirciuml

1000

itc

itntildetcOgrave

где cigravei ndash энтальпия водяного пара при температуре смеси 1ntildeigrave tt

Энтальпия смеси продуктов сгорания и присадочного воздуха на

выходе из камеры смешения (для схемы Б)

ecircAumlaeligecircatildeLG

I)L(ηQ

icircaumlicirciumlntildeatilde

icircicircograveaumlicirciumlograveeumlograveeumlogravecigrave

α

ααI

tcrs

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха (для

схемы Б)

icirccigrave

cigraveograve

II

IIn

Влагосодержание смеси продуктов сгорания и присадочного воздуха на

выходе из камеры смешения (для схемы Б)

atildeecircatilde1 n

dndd icircograve

cigrave

(таблП1)

Определение основных параметров сушильного агента в процессе сушки

материала (по I-d диаграмме)

Температура материала на выходе из сушилки при 2kicirc uuu

ecircecircigraveigrave )uu)(u(t 222 ordmС

Температура материала на выходе из сушилки при icircecirc uu

icircicircigraveigrave )uu)(u(t 222 ordmС

Температура материала на выходе из сушилки при ecirc2 uu (или ecircu ndash

отсутствует)

igrave2 ordmС

На I-d диаграмме ставим точку на пересечении линий 1IIograve и

1ograve dd (для схемы А) и ntildeigraveI и ntildeigraved (для схемы Б) Точка лежит на вершине

угла образованного линиями I = const и d = const Из вершины проводим луч

процесса (примерно по биссектрисе) до линии =100 и определяем

температуру в точке пересечения Она примерно совпадает по значению с

температурой смоченного термометра igrave (рис 10)

Рис 10 Схема определения температуры смоченного термометра

по I-d диаграмме

Удельный расход теплоты на испарение влаги

)ntildentilde(iq ecircAumlaeligecircatildeicircw2iumlicircegraventildeiuml t

Удельный расход теплоты на нагрев материала

ecircAumlaeligecircatilde uu

)()untilde(ntildeq

2icirc

icirc22wigraveiacuteagraveatilde

Удельные потери теплоты в окружающую среду от 10 до 12

ecircAumlaeligecircatilde )q012)(q(01q iacuteagraveatildeegraventildeiumlicircecirceth

Термовлажностное отношение или угловой коэффициент процесса

icircecirceth2icirc

igrave2w2igraveicircwicircicircecircethiacuteagraveatildeicircw q

)u(u

)ntildeu(ntilde)ntildeu(ntilde)q(qntildeΔ

кДжкг

Энтальпия сушильного агента на выходе из сушильной установки

ecircAumlaeligecircatilde )(Δ

))(IΔd

I2iumlicirc

2iumlicircacirc

tntildei

tntildeitntilde 11

22

21000

где I1 = Iт и d1= dт (для схемы А) I1 = Iсм и d1= dсм (для схемы Б)

2acircntilde - теплоёмкость сушильного агента равная теплоёмкости воздуха при

температуре t2 на выходе из сушильной установки

Влагосодержание сушильного агента на выходе из сушильной

установки

Δ

)I(Idd atildeecircatilde 12

12

1000

Порядок построения процессов изменения состояния сушильного

агента на I-d диаграмме

Сначала на I-d диаграмму наносится точка 0 соответствующая

параметрам наружного воздуха Далее по рассчитанным энтальпии Iт и

влагосодержанию dт строится точка Т (см рис 11аб) соответствующая

параметрам топочных газов на выходе из топки Точка С (для схемы Б)

соответствующая параметрам смеси на выходе из камеры смешения лежит

на прямой соединяющей 0 и Т

а б

Рис11 Изменение параметров сушильного агента на I-d диаграмме

для схем А и Б на схеме следующие обозначения

1 - топка 2 - камера смешения 3 - сушильная камера 4 - дымосос

5 - уходящие газы

Из точки 1 с координатами I1 d1 или Iсм dсм проводим прямую до

пересечения с заданной изотермой t2 Точке пересечения 2 соответствуют

искомые координаты I2 d2

Линия соединяющая точки 1 и 2 является линией действительного

процесса сушки

Процесс сушки влажного материала в трубе-сушилке является

нестационарным те протекает при переменной температуре как

сушильного агента так и материала (рис 12б) Для большей точности

процесс 1-2 заменяется суммой элементарных процессов прогрева периода

постоянной и периода уменьшающейся скорости сушки для которых легко

могут быть определены температуры материала и сушильного агента

а б

Рис 12 Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии всех периодов сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Энтальпия температура и влагосодержание сушильного агента

определяются по I-d диаграмме в характерных точках начала (окончания)

каждого элементарного процесса

Приращение влагосодержания сушильного агента в первом периоде

сушки (при отсутствии первого периода 0dΔ )

atildeecircatilde )(

)d)(d(d

1000Δ

2

12`

uu

uu

icirc

ecircicirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце периода прогрева (в точке П

рис 12а)

qd)(

))(u)(d(dII ecircAumlaeligecircatilde

1000icircecirceth

icirc

icircigraveicircwigraveiumleth Δ

2

121

uu

cc

Температура сушильного агента в конце периода прогрева

d

dIC

1000

1000

1

1

nacirc

icirciumlethiumleth

cc

it

Влагосодержание сушильного агента в конце первого периода

(в критической точке К рис 12а)

)u(u

)d)(du(udd atildeecircatilde

2

121

icirc

ecircicircecirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

)u(u

)d)(du(ucI

)d(dcII ecircAumlaeligecircatilde

100010002

121

icirc

kicircwigraveiumleth

ecircwigraveiumlethecirc

Температура сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

C dntildentilde

diI

1000

1000

ecircnacirc

kicircecircecirct

В том случае когда отсутствует один из периодов сушки процесс на I-d

диаграмме термограмма и кинетическая кривая упрощаются (рис 1314)

Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива

Расход сушильного агента для схем

А) igrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Б)

ntildeigrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Расход присадочного воздуха для схемы (Б)

n1

nLL ntildeatilde

acirc

кгч

Расход топочных газов для схемы (Б)

n1

LL ntildeatilde

ograve

кгч

Часовой расход топлива для схем

А) G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve Б) ecircatildedivide

n)(1G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve

Объем топочной камеры для получения сушильного агента

igrave 3600

QBV 3

v

rsograve

ograveq

Напряжение топочного объема принимается в зависимости от способа

сжигания и вида топлива (таблП7)

а б

Рис 13Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и первого периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

а б

Рис 14Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и второго периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена

Температура tср влагосодержание dср плотность ρг

ecircatildeecircatilde dd

dCtt

t100022

2121ntildeethntildeeth

(таблП1)

ecircatildeigrave )d)(t(

)d(3

ntildeethntildeeth

ntildeethicircatilde

622273

1622273ρρ

где icircρ =1293 кгм3

Значения νг и λг сушильного агента принимаются по температуре

t = tср (табл П8 П9)

Средние значения влагосодержания uср и плотности ρм сушимого

материала

uu

u ecircatildeecircatilde 2

2icircntildeeth

(таблП1) )u(ρρ 3

ecircatildeigrave1 ntildeethigraveigraveicirc

Скорость витания частиц в трубе-сушилке определяется для каждой

фракции

ρζ

)ρ(ρgdw igraventilde

3

4

atildeacircegraveograve

atildeigraveiiacircegraveograve

где acircegraveograveζ - коэффициент лобового сопротивления частиц при

1 le Re le 30 Re98acircegraveograveζ

30 lt Re lt 400 ζ 02354Reacircegraveograve

400 lt Re lt 5500 11acircegraveograveζ

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке принимаем на 12 мс

больше скорости витания частицы имеющей максимальный размер

ww 21maxacircegraveograveatilde

Сечение трубы-сушилки

2

igrave3600

ρw

Fatildeatilde

ntildeatildeograveeth

L

Диаметр трубы-сушилки (если она круглого сечения)

π

igraveograveeth

ograveeth

4FD

Концентрация частиц материала в трубе-сушилке

ecircatildeigrave )w(w

)(ββ 3

ograveethacircegraveograve2

iiVV

Fi

36002

GG3K 21

x

где ix ndashмассовая доля i фракции К ndash коэффициент при

Dтp lt 025 м rarr К= 077

Dтp = 025 divide 10 м rarr К = 068

Удельная поверхность частиц отдельной фракции

ρd

βf 32

igraveigrave6

igravei

iv

ioacuteauml

Коэффициент конвективного теплообмена при

20iacircegraveograve

Re rarr d

λα CigraveAcircograve

2 2

i

atildei

20 lt i

acircegraveograveRe lt 480 rarr CigraveAcircograve

01862

08

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

480 lt i

acircegraveograveRe lt 2000 rarr

CigraveAcircograve

1142

05

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

Критерий Рейнольдса при скорости витания

atilde

iacircegraveograve

acircegraveograve ν

dwRe i

i

Объемный коэффициент теплообмена

NtildeigraveAcircograve 3

ioacuteaumliv fαα

Расчет высоты трубы-сушилки по участкам

Количество теплоты отданное сушильным агентом в период прогрева

материала (при ик gt ио величина (ио ndash ик) qokp = 0)

ecircAumlaeligdivide])qu(u))(uc[(c icircecircethecircicircicircigraveicircwigravecyxiumlp GQ

Температурный напор на участке прогрева

)(t

)(tln

)(t)(tt

igraveiumlp

icirc1

igraveiumlpicirciumlp

1

Высота участка трубы соответствующая периоду прогрева

Δtα

QH igrave

36 ograveethiumlethv

iumlpiumleth

F

Высота трубы-сушилки зависит от того в каком периоде заканчивается

процесс сушки

При u0 gt uк gt u2 имеют место все три интервала сушки прогрев первый

и второй период сушки (см рис12б)

В случае когда u2 gt uк (или uк - отсутствует) процесс заканчивается в

первом периоде (или материал содержит только поверхностную влагу и

второй период отсутствует)

Тогда температурные напоры будут рассчитываться только для

прогрева и первого периода сушки (см рис 13б)

В случае когда uк gt u2 досушивается материал в котором осталась

только внутренняя влага Температурные напоры будут рассчитываться

только для прогрева и второго периода сушки (см рис14б)

Количество теплоты отданное сушильным агентом в первом периоде

(постоянной скорости) сушки материала

)ntildetc)(iu(u ecircAumlaeligdivideGQ igravewecirciumlicircecircicircntildeoacuteotilde1

Температурный напор на участке первого периода сушки

)(t

)(t

)t(tt CΔ

igraveecirc

igraveiumleth

ecirciumleth

ln

1

Высота участка трубы соответствующая первому периоду

igraveFΔ36

QH

ograveeth1

1

V

1

Количество теплоты отданное сушильным агентом во втором периоде

(уменьшающейся скорости) сушки материала

])qu(u

)ntildetc)(iu(u))(uc[(c

ecircAumlaeligdivide

GQ

icircecirceth2ecirc

igravew2iumlicirc2ecircigrave22wigraventildeoacuteotildeII

Температурный напор на участке второго периода сушки

)(t

)(t

)(t)(tt CΔ

22

22

igraveecirc

igraveecircII

ln

Высота участка трубы соответствующая второму периоду

QH igrave

FΔ36 ograveethIIV

IIII

Высота участка трубы необходимая для разгона частиц

igrave www

wwwln

www

wwwln

2g

)w(wwH

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2acircegraveograveatildeacircegraveograveeth

где скорость частиц материала в начале разгонного участка wм1=0 скорость

в конце разгонного участка wм2 = 095(wг ndashwвит)

Общая высота пневматической сушильной установки

Hтp = Hp + Hпp+HI + HII м

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной установки

Объемная концентрация частиц материала в трубе

3321 igraveigrave

2L

GG

)ρd(1

)ρ(

igraventildeethntildeatilde

atildeχ

Потери напора при трении газа о стенки трубы

)(λ Iumlagrave2

1D

HΔP

2

1atildeatilde

ograveeth

ograveethograveeth χ

где λтp = 64Re + 0136 Re018 при 23 middot103 lt Re lt 106

Потери напора в местных сопротивлениях (сужениях поворотах) из-за

трения газа

)(ξ Iumlagrave2

1ΔP

2atildeatilde

igrave2 χ

где ζм - коэффициент местного сопротивления табл П10

Статический напор газового потока (вес столба газа)

Iumlagrave g)(ρ ograveethatilde3 Hχ1ΔP

Знак laquo+raquo для восходящего знак laquo-raquo для нисходящего потоков газа для

горизонтального участка ΔP3 = 0

Потери напора при трении материала о стенки трубы

λ Iumlagrave2D

HΔP

2igraveigrave

ograveeth

ograveethograveeth4 χ

Здесь коэффициент сопротивления трению равен

075ograveeth Fr27λ при 2520

D

i

ograveeth

d

λ 075

i

ograveethograveeth Fr

d

05

D425

при 2520

D

i

ograveeth

d

где

i

igrave

dg

w2

Fr критерий Фруда

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке стабилизированного движения частиц

gχρ IumlagraveΔ ntildeograveigrave HP5

где высота участка стабилизации Hcт =Hтp ndash Hp

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке разгона частиц

)ww)(www(w

)ww)(www(wln

ρ

)ρ(ρwP IumlagraveΔ

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

ograveethigrave

igraveatildeigraveacircegraveograve6

F2

G

Средняя производительность трубы-сушилки определяется по формуле

Gм = 05 (G1 + G2) кгч

Динамические потери напора на разгонном участке

)w(w

IumlagraveΔ

ograveeth

igraveigraveigrave

F

GP 12

7

Задавшись условной скоростью газа в сечении циклона (wу = 3 divide 4 мс)

определяем диаметр циклона (табл П11)

ρwπ

igrave

atildeoacute

ntildeatildeouml

3600

4LD

Гидравлическое сопротивление циклона

ρw

ξ Iumlagrave2

Δatildeoacute

oumlouml

2

P

где ξц ndash коэффициент гидравлического сопротивления циклона

Полное гидравлическое сопротивление трубы-сушилки

IumlagraveΔΔΔΔΔΔΔΔΔ oumlPPPPPPPPP 7654321

По найденному полному сопротивлению ΔP и расходу сушильного

агента Lсг производится выбор тягодутьевого оборудования

Мощность тягодутьевой установки

ηρ

Acircograve3600

Δ

aumlatilde

ntildeatilde PLN

где ηд = 065 - КПД тягодутьевой установки

Размеры и конкретный тип дымососа (вентилятора дымоудаления)

выбираются по каталогу тягодутьевого оборудования (см электронное

учебное пособие laquoТепломассообменное оборудование предприятий

(сушильные установки)raquo или табл П12)

Таблица П1

Обозначения физических величин

принятые в настоящем учебно-методическом пособии

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Коэффициент избытка воздуха в топке αт

Коэффициент избытка воздуха в камере смешения αдоп

Объемный коэффициент теплообмена Вт(м3 degС) αv

Расход топлива кгч Bт

Концентрация частиц материала в трубе кгм3 βv

Теплоемкость топлива кДж(кг degС) стл

Теплоемкость сухих топочных газов кДж(кг degС) ссг

Теплоемкость воды кДж(кг degС) сw

Теплоемкость сухого материала кДж(кг degС) см

Теплоемкость водяного пара кДж(кг degС) сп

Влагосодержание наружного воздуха г влаги кг воздуха d о

Влагосодержание газов на выходе из топки г кг dт

Влагосодержание смеси на выходе из камеры смешения гкг dсм

Влагосодержание агента на входе в трубу-сушилку гкг d1

Влагосодержание агента в конце периода прогрева гкг d пр

Влагосодержание агента на выходе из трубы-сушилки гкг d2

Влагосодержание воздуха при φ=100 гкг dм

Среднее влагосодержание газов кгкг dср

Диаметр частиц материала данной фракции мм di

Минимальный диаметр частиц материала мм dч min

Средний диаметр частиц материала мм dч ср

Термовлажностное отношение кДжкг ∆

Производительность по абсолютно сухой массе кгч Gсух

Производительность по влажному материалу кгч G1

Производительность по готовой продукции кгч G2

Масса сухих продуктов сгорания кг дымовых газов кг топлива Gсг

Масса водяных паров кг водяных паров кг топлива Gп

Энтальпия наружного воздуха кДжкг воздуха Iо

Энтальпия газов на выходе из топки кДжкг Iт

Энтальпия смеси на выходе из камеры смешения кДжкг Iсм

Энтальпия агента на входе в трубу-сушилку кДжкг I1

Энтальпия агента в конце периода прогрева кДжкг Iпр

Энтальпия агента на выходе из трубы-сушилки кДжкг I2

Энтальпия пара при 0 degС кДжкг пара iо

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Энтальпия пара кДжкг iп

Энтальпия пара применяемого для дутья кДжкг iпprime

Начальная температура материала degС icirc

Температура смоченного термометра degС igrave

Конечная температура материала degС 2

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного

сгорания кг воздуха кг топлива Lо

Расход сушильного агента кгч Lсг

Расход присадочного воздуха кгч Lв

Расход топочных газов кгч Lт

Коэффициент теплопроводности газа Вт(м degС) λг

Коэффициент полезного действия топки ηт

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха n

Коэффициент кинематической вязкости газа м2с ν г

Низшая теплота сгорания топлива кДжкг Qri

Высшая теплота сгорания топлива кДжкг Qrs

Расход теплоты на прогрев влажного материала кВт Qпр

Удельные потери теплоты кДжкг влаги qокр

Средняя плотность газа кгм3 ρг

Средняя плотность материала кгм3 ρм

Средняя температура сушильного агента degС tср

Температурный напор в период прогрева degС ∆ tпр

Температура топлива degС tтл

Температура газов на выходе из топки degС tт

Температура смеси после камеры смешения degС tсм

Температура сушильного агента после прогрева degС tпр

Температура сушильного агента на выходе из трубы-сушилки degС t2

Начальное влагосодержание материала кг влаги кг сухого материала uо

Критическое влагосодержание материала кгкг uк

Конечное влагосодержание материала кгкг u2

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке мс wг

Скорость витания частиц материала мс wвит

Расход испаряемой влаги кгч М

Начальная относительная влажность материала Wо

Критическая влажность материала Wк

Конечная относительная влажность материала W2

Массовая доля отдельных фракций материала xi

Таблица П2

Исходные данные для расчета пневматической сушильной установки

в

ар

Материал ρ кгм3

См

кДж(кг оС)

Размер мм Влажность G2

тч

Дымовые газы Воздух

Топливо

топлива Схема

α топки доля фракции

Wо Wk W2 t1 t2 t о dо 05 03 02

1 Глина простая 2000 084 1 15 3 22 mdash 15 1 600 100 20 10 мазут 29 А mdash

2 Глина огнеупорная 1800 109 2 3 4 9 mdash 07 2 800 120 10 4 мазут 28 А mdash

3 Известняк 1870 092 05 1 12 5 mdash 01 80 800 110 20 12 уголь 11 Б 115

4 Мел 2000 088 01 03 05 51 mdash 24 20 540 270 10 6 уголь 9 Б 11

5 Песок речной 1500 092 1 15 2 10 mdash 05 75 900 120 20 12 уголь 5 Б 115

6 Руда магнитогорская 3000 078 1 25 4 6 mdash 05 12 730 120 25 12 мазут 28 А mdash

7 Руда марганцевая 3450 078 5 2 1 15 mdash 2 15 120 60 25 12 уголь 7 А mdash

8 Железный колчедан 3300 05 2 1 05 12 mdash 3 2 350 100 15 6 уголь 8 А mdash

9 Сернокислый аммоний 800 14 1 3 2 5 mdash 04 25 120 55 25 12 газ 31 Б 102

10 Сланцы (Лен обл) 1100 134 3 2 1 38 40 28 11 600 100 20 8 сланцы 21 А mdash

11 Уголь каменный 1400 13 1 2 5 9 35 06 12 800 120 25 12 уголь 3 А mdash

12 Уголь бурый (Подмоск) 800 113 2 2 1 47 40 38 16 500 160 20 8 уголь 6 Б 11

13 Торф фрезерный 245 176 2 1 3 48 42 38 12 550 140 10 4 торф 23 А mdash

14 Кузнецкий уголь 1300 11 4 1 2 12 35 07 13 350 88 20 8 уголь 2 А mdash

15 Антрацит штыб 730 109 4 3 1 14 40 5 15 400 120 20 12 уголь 10 А mdash

16 Шлам промывки угля 1200 12 02 05 2 50 40 1 5 750 120 15 6 уголь 1 А mdash

17 Опилки 250 25 4 2 1 45 43 35 13 300 100 20 10 древес 25 А mdash

18 Аммофос 1500 11 4 2 1 12 mdash 15 12 350 110 20 12 уголь 12 А mdash

19 Диаммофос 1700 12 4 2 1 4 mdash 1 14 200 90 10 4 мазут 29 Б 11

20 Суперфосфат 2390 12 1 05 2 22 mdash 3 10 750 80 20 8 мазут 28 А mdash

21 Преципитат 870 113 1 2 1 55 mdash 3 6 550 120 25 8 уголь 4 Б 12

22 Фтористый алюминий 900 15 05 1 03 50 mdash 5 12 750 250 25 12 мазут 28 Б 105

23 Соль поваренная 200 089 1 2 1 6 mdash 1 12 200 85 25 14 газ 32 Б 11

24 Сахарный песок(кукурузн) 600 123 2 1 2 14 mdash 8 14 90 40 20 12 газ 41 Б 101

25 Жом свекловичный 800 16 2 3 1 84 40 30 05 750 100 10 4 газ 39 А mdash

Таблица П3

Cостав и низшая теплота сгорания твердых и жидких топлив

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое топливо (угли)

1 Кузнецкий 120 132 04 586 42 19 97 22860

2 80 143 05 633 44 21 74 25250

3 60 141 06 725 34 17 17 27420

4 90 182 03 615 36 15 59 23570

5 70 146 05 702 30 17 30 25120

6 70 363 07 479 34 14 33 18760

7 70 326 03 519 33 16 33 19850

8 Аркагалинское 190 122 02 513 36 08 129 19090

9 Березовское 330 47 02 442 31 04 144 15660

10 Челябинский 170 324 09 359 26 100 102 13440

11 Подмосковный 321 306 25 243 19 04 82 8670

12 Печорский 55 284 09 555 36 17 44 22020

13 Интинский 115 274 25 458 31 15 82 17540

14 Кизеловский 60 348 53 455 34 08 42 18380

15 Минусинский 140 172 05 529 35 14 105 20100

16 Черемховское 130 270 10 462 34 07 87 17880

17 Букачачинское 80 101 06 672 47 08 86 26040

18 Никольское 60 182 04 596 42 11 105 22990

19 Партизанский 55 340 04 498 32 08 63 19470

20 Нерюнгри 100 198 02 600 31 06 63 22480

Окончание табл П3

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое (вторичное) топливо

21 Сланцы (Ленобласть) 110 482 220 301 387 025 438 7660

22 Сланцы (Эстония) 120 444 227 322 410 010 490 9000

23 Торф фрезерный 485 643 014 255 270 113 156 8120

24 Торф кусковой 458 731 011 268 281 117 160 9250

25 Древесные опилки 400 060 0 303 360 04 251 10200

26 Лигнин (ЛГЗ) 650 115 013 213 192 105 - 6410

27 Лигнин (ЗГЗ) 650 400 008 206 168 864 - 6120

Жидкое топливо (мазут)

28 Малосернистый 30 005 03 847 12 03 40280

29 Сернистый 30 01 14 838 11 05 39730

30 Высокосернистый 30 01 28 830 10 07 38770

Таблица П4

Cостав и теплота сгорания газообразных топлив

топ

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Природные газы

31 Уренгой-Надым-Пунга 987 012 001 lt 001 mdash mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35500 0724

32 Уренгой-Ужгород 989 012 001 001 mdash mdash mdash lt 006 090 mdash mdash mdash 35590 0724

33 Уренгой-Новопсков 989 013 001 lt 001 mdash mdash mdash 008 087 mdash mdash mdash 35590 0723

34 Уренгой-Сургут-Челябинск 982 029 02 009 004 mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35800 0729

35 Надым-Пунга-Свердловск 987 016 008 001 mdash mdash mdash 008 100 mdash mdash mdash 35590 0725

36 ННовгород-Иваново 990 025 004 002 mdash mdash mdash 010 060 mdash mdash mdash 35750 0725

37 Бухара-Урал 942 30 089 039 017 013 mdash 028 090 mdash mdash mdash 37560 0771

38 Средняя Азия-Центр 941 28 073 030 007 002 mdash 100 100 mdash mdash mdash 36760 0771

39 Саратов-Москва 903 28 11 075 034 020 mdash 032 420 mdash mdash mdash 37010 0807

40 Мострансгаз (кольцо) 966 14 04 018 007 003 mdash 015 120 mdash mdash mdash 36300 0747

41 Оренбург-Александров Гай 864 39 172 087 030 007 mdash 001 670 mdash mdash mdash 36800 0828

Попутные газы

42 Каменный Лог-Пермь 387 226 107 27 07 mdash mdash mdash 2380 mdash 080 mdash 42370 1196

43 Ярино-Пермь 380 251 125 33 13 mdash mdash mdash 1870 mdash 110 mdash 46890 1196

44 Кулешовка-Самара 580 172 74 20 05 mdash mdash 080 1360 mdash 050 mdash 41740 1052

45 Безенчук-Чапаевск 427 196 126 51 13 mdash mdash 100 1690 mdash 080 mdash 46980 1196

46 Барса-Гельмес-Вышка 939 34 13 07 02 mdash mdash 040 010 mdash mdash mdash 38100 0778

47 Вход в Краснодар Крымск 912 39 2 09 02 mdash mdash 180 mdash mdash mdash mdash 38270 0810

48 Вознесенская-Грозный 767 132 54 25 22 mdash mdash mdash mdash mdash mdash 47020 0971

49 Тэбук-Сосновка 482 182 119 33 1 mdash mdash 090 1650 mdash mdash mdash 45130 1164

50 Туймазы-Уфа 500 220 98 12 04 mdash mdash mdash 1660 mdash mdash mdash 43040 1095

51 Шкапово-Туймазы 441 220 52 14 03 mdash mdash mdash 2700 mdash mdash mdash 36630 1095

52 Казань-Бугульма 536 228 61 09 02 mdash mdash 020 1580 mdash mdash mdash 40610 1046

Окончание табл П4

т

оп

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Промышленные газы

53 Газ доменных печей 03 mdash mdash mdash mdash mdash 280 105 585 mdash mdash 27 3940 1293

54 Газ коксовых печей 250 20 mdash mdash mdash mdash 700 30 40 10 mdash 580 18000 0468

55 Газ генераторный 19 mdash mdash mdash mdash mdash 203 98 562 02 mdash 109 6200 1121

56 Газ генераторный (из древес) 65 mdash mdash mdash mdash mdash 290 65 469 02 mdash 140 6500 1130

57 Газ пиролиза нефти 410 mdash mdash mdash mdash 430 080 05 02 mdash mdash 140 47500 1100

Примечания

1) Теплоемкость твердого топлива

стл = 0012 Wr + стлcух (1 ndash 001 Wr) кДж(кг degС)

где стлcух ndash теплоемкость сухой массы топлива для бурых углей ndash 113 кДж(кг degС)

для каменных углей - 109 кДж(кг degС) для углей - 092 кДж(кг degС)

Теплоемкость мазута

смаз = 174 + 00025 tмаз кДж(кгdegС) где tмаз = 90divide130degС

Расход пара на форсунки Wп = 03 + 035 кг пара кг топлива при Рнас = 06divide15 МПа

2) Теплоемкость газообразного топлива

010cVntilde iiatildeagraveccedil

где Vi - объем составляющих газообразного топлива

ci- теплоемкость составляющих газообразного топлива кДж(м3 оС)

4NtildeIacutentilde = 157 62IacuteCntilde = 278

83IacuteCntilde = 314 104IacuteCntilde = 424

125IacuteCntilde = 527 146IacuteCntilde = 630 NtildeIcircntilde = 130

2NtildeIcircntilde = 159 2Nntilde = 129

2Icircntilde = 130 S2Iacutec = 152 2Iacutentilde = 128

Таблица П5

Соотношение между единицами давления

Величина Па бар тех атм мм рт ст мм водст

1 Нм2=1 Па 1 10-5 10210-5 7510-3 0102

1 бар 105 1 102 750 102middot104

1 техатм=1кгссм2 981middot10-4 0981 1 7356 104

1 мм ртст 1333 133310-5 13610-3 1 136

1 мм водст=1кгсм 981 98110-5 10-4 735610-2 1

Таблица П6

Теплоемкость и плотность горючих газов

Газ Формула Плотность кгм3 Теплоемкость

кДж(м3 degС)

Метан СН4 0717 155

Этан С2Н6 1342 221

Пропан СзН8 1976 305

Бутан С4Н10 2598 413

Пентан С5Н12 3219 513

Гексан СбН14 384 615

Окись углерода СО 125 129

Углекислый газ СО 2 198 16

Азот N2 125 129

Кислород О2 143 13

Сероводород H2S 1539 151

Водород Н2 009 128

Таблица П7

Напряжение топочного объема для сушильных установок

Топливо qv кВтм3

Доменный газ 230-350

Генераторный газ 230-290

Природный газ 350-460

Мазут 230-350

Торф дрова 230-290

Каменные угли 290-350

Таблица П8

Физические свойства дымовых газов

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па 2NtildeIcircETH = 013 IcircIacute 2

ETH = 011 2NETH = 076

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1295 1042 228 169 158 1220 072

100 0950 1068 313 308 204 2154 069

200 0748 1097 401 489 245 3280 067

300 0617 1122 484 699 282 4581 065

400 0525 1151 570 943 317 6038 064

500 0457 1185 656 1211 348 7630 063

600 0405 1214 742 1509 379 9361 062

700 0363 1239 827 1838 407 1121 061

800 0330 1264 915 2197 434 1318 060

900 0301 1290 1000 2580 459 1525 059

1000 0275 1306 1090 3034 484 1743 058

1100 0257 1323 1175 3455 507 1971 057

1200 0240 1340 1262 3924 530 2210 056

Таблица П9

Физические свойства сухого воздуха

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1293 1005 244 188 172 133 0707

100 0946 1009 321 336 219 231 0688

200 0746 1026 393 514 260 349 0680

300 0615 1047 460 718 297 483 0674

400 0524 1068 521 931 330 631 0678

500 0456 1093 574 1153 362 794 0687

600 0404 1114 622 1383 391 969 0699

700 0362 1135 671 1634 418 1154 0706

800 0329 1156 718 1888 443 1348 0713

900 0301 1172 763 2162 467 1551 0717

1000 0277 1185 807 2459 490 1771 0719

1100 0257 1197 850 2762 512 1993 0722

1200 0240 1210 915 3165 535 2337 0724

Таблица П10

Коэффициенты местных сопротивлений

Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления

Колено

угол

поворота 90deg 120deg 135deg 150deg

ξ 11 055 025 02

Отвод радиусом R угол

поворота 30deg 45deg 60deg 75deg 90deg 105deg 120deg

трубы диаметром D

RD = 15 ξ 008 011 014 016 0175 019 02

RD = 20 ξ 007 010 012 014 015 016 017

Вход в трубу

с острыми краями ξ =05

с закругленными ξ =02

Выход из трубы ξ =1

FminFmax 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09

Внезапное расширение ξ 1 081 064 049 036 025 016 009 004 001

Внезапное сужение ξ 05 047 043 038 033 03 025 02 015 009

Таблица П11

Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗ типа ЦН-15 мм (рис8)

Dц A d d1 d2 H h1 h2 h3 h4 h5 a б б1 l

100 820 60 40 105 492 200 232 60 212 32 66 20 29 90

150 1190 90 60 155 720 300 345 75 297 48 99 30 41 110

200 1560 120 60 160 918 400 458 60 354 48 132 40 52 120

250 1930 150 75 180 1149 500 574 75 444 60 165 50 65 150

300 2300 180 90 210 1377 600 687 90 531 72 198 60 78 180

350 2670 210 105 250 1605 700 800 105 618 84 231 70 91 210

400 3040 240 120 280 1833 800 913 120 705 96 264 80 104 240

450 3410 270 135 310 2031 900 1026 135 792 108 297 90 117 270

500 3780 300 150 325 2289 1000 1139 150 879 120 330 100 130 300

550 4150 330 165 350 2520 1100 1255 165 972 132 363 110 143 330

600 4520 360 180 365 2750 1200 1370 180 1060 144 396 120 156 360

650 4890 390 195 400 2980 1300 1485 195 1146 156 429 130 169 390

700 5260 420 210 410 3210 1400 1600 210 1235 168 462 140 182 420

750 5630 450 225 450 3435 1500 1710 225 1320 180 495 150 195 450

800 6000 480 240 470 3665 1600 1825 240 1405 192 528 160 208 480

Таблица П12

Габаритные размеры вентилятора дымоудаления (дымососа) м

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 13: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ СУШИЛЬНОЙ

УСТАНОВКИ

В табл П1 приведены обозначения физических величин принятых в

настоящем учебно-методическом пособии Исходные данные для расчета

пневматической сушильной установки (трубы-сушилки) согласно Вашему

варианту приведены в табл П2

Возможные схемы получения сушильного агента А ndash прямоточная

Б ndash с камерой смешения (задан коэффициент избытка воздуха в топке)

Температуру материала и топлива (кроме мазута) условно принимаем

равной температуре окружающего воздуха

Материальный баланс сушильной установки

Начальное критическое и конечное влагосодержания сушимого

материала кг влаги кг сухого материала

u о = Wо (100 ndash Wо) uк = Wк (100 ndash Wк)

u2 = W2 (100 ndash W2)

Начальное и конечное влагосодержания могут быть любыми (начать и

закончить процесс сушки можно в любой момент) но критическое

влагосодержание зависит от свойств материала Критическое

влагосодержание характеризует переход от испарения поверхностной влаги к

удалению внутренней влаги Если критическое влагосодержание отсутствует

то у материала имеется только поверхностная влага

Производительность сушильной установки по абсолютно сухой массе

Gсух = G2 (1 + u2) кгч

Производительность сушильной установки по влажному материалу

G1 = Gсух (1 + uо) кгч

Расход испаряемой влаги

М = Gсух (uо ndash u2) кгч

Состав и теплота сгорания топлива

Состав твердого топлива на рабочую массу берется по заданию

(табл П3)

Wr + Ar + Cr + Hr + Nr + Or + Sр+оr = 100

Если для получения топочных газов используется твердое топливо

которое сушится в установке необходимо выполнить перерасчет

элементного состава топлива на конечную влажность W2 при которой

топливо выходит из сушилки

В задании дано топливо такое же как у Вас но с другой влажностью

Вы вначале сушите топливо в сушилке до влажности W2 а затем часть этого

топлива сжигаете для получения дымовых газов

Ar2 = Ar (100 ndash Wr

2) (100 ndash Wr) = Ar middot K

Cr2 = KmiddotCr Hr

2 = KHr Nr2 = KmiddotNr Or

2 = KOr S (р+о)r2 = KmiddotS(р+o)

r

Wr2 + Ar

2 + Cr2 + Hr

2 + Nr2 + Or

2 + S(р+о)r2 = 100

где К ndash коэффициент пересчета К=(100 ndash Wr2) (100 ndash Wr)

В дальнейших расчетах используются новые значения элементного

состава Индекс laquo2raquo для простоты отбрасываем

По данной методике все расчеты ведутся на высшую теплоту сгорания

топлива и на кг топлива (в том числе и для газа)

Низшая теплота сгорания топлива Qri берется по заданию

(см табл П3) Если Вы не знаете теплоту сгорания то высшую теплоту

сгорания твёрдого и жидкого топлива определяют по формуле

ДИМенделеева

)S109(O1260H340CQ rrrrrs op кДжкг

или

)W(9H2514QQ rrr

i

r

s кДжкг

Состав газообразного топлива берется в соответствии с заданием

(табл П4)

Низшая теплота сгорания сухого газообразного топлива

ecircAumlaeligecircatilde)

H

SH687H5342CO453

H2041CHC207C2116CH(223224Q

22

1048624d

3i

Высшая теплота сгорания газообразного топлива

nmHC

12

0092514QQ

nm

ndi

ds кДжкг

где nmHC ndash составляющие газообразного топлива в процентах по массе

Соотношение между единицами давления в разных системах измерения

и единицами в системе СИ приведено в табл П5

Определение основных параметров топочных газов

Приближенные уравнения определения энтальпии

Энтальпия водяного пара вычисляется по уравнению ЛКРамзина

iumliumliumloiuml ttcii 022500 кДжкг

где io - удельная энтальпия сухого насыщенного пара при 0 degС и нормальном

давлении сп - теплоемкость пара

Энтальпия влажного воздуха или газа определяется по уравнению или

по I-d диаграмме (рис П2-П4)

1000

ooiumloooo

dtcitcI

кДжкг

где со - теплоемкость сухого воздуха (или газа) при температуре to

do - влагосодержание воздуха (или газа) г влаги кг сухого воздуха

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного сгорания

твердого или жидкого топлива

)S0043(O0345H0115CL rrrropo кг воздуха кг топлива

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного сгорания

газообразного топлива

icirc ecircatildeecircatilde2

On

Hm

Cnm12

n4mS

2Iacute044

2Iacute0248NtildeIcirc00179138L

Коэффициент избытка воздуха в топке (только схема А) для твердого

или жидкого топлива

)I1000

dntildeatildentildeatilde(L

)(W

)1000

dntildeatildentildeatilde(

100

rWr9Hntildeatildentildeatilde)

100

rAgraverWr9H(1ηr

s

oo

o

iuml

iuml

iumliuml

o

on

iumlograveeumlograveeuml

ograve

itc

ii

itc

itctcα

IL

Q

o

Ograve

для газообразного топлива коэффициент избытка воздуха в топке

)I1000

di(L

)nm(nm1ηrsQ

oo

ntildeatildentildeatildeo

ntildeatildentildeatilde

iuml

iumlograveeumlograveeuml

ograve

tc

itntildetc

α

HCnm12

n009HC

nm12

n009Ograve

где iumliuml iW ndash масса и энтальпия водяного пара применяемого для дутья или

для распыливания топлива iumli ndash энтальпия водяного пара при температуре

1ttntildeatilde ntildeatildec - средняя массовая теплоёмкость продуктов сгорания при

температуре 1ttntildeatilde (табл П6) При ograveα gt 5 теплоёмкость продуктов

сгорания равна теплоёмкости воздуха Если вы не сжигаете мазут Wп = 0

Масса сухих продуктов сгорания для твёрдого или жидкого топлива

100

rWrH9rAL1G ontildeatilde ograveα

кгкг (таблП1)

Масса сухих продуктов сгорания для газообразного топлива

nmontildeatilde HC

nm12

n009L1 ograveαG кгкг (таблП1)

Масса водяных паров в составе продуктов сгорания для твёрдого или

жидкого топлива

iumloograve

iuml W1000100

W9HG odLα

rr

кгкг (таблП1)

Масса водяных паров в составе продуктов сгорания для сухого

газообразного топлива

1000

dLHC

nm12

n009 oonmiuml

ograveαG

кгкг (таблП1)

Энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки

ecircAumlaeligecircatildeG

ILηQ

ntildeatilde

iumliumlooograveograveeumlograveeumlNtilders

ograve

it WαI Ograve

Влагосодержание продуктов сгорания на выходе из топки

atildeecircatildeG

G1000

ntildeatildeograve

iumld (таблП1)

Коэффициент избытка воздуха дополнительно подаваемого в камеру

смешения (только для схемы Б)

)Id

(L

GGILαηQα

oontildeigrave

ntildeigraveacirco

cigraveiumlntildeigraventildeatildecatildeooograveograveeumlograveeumlrs

aumlicirciuml

1000

itc

itntildetcOgrave

где cigravei ndash энтальпия водяного пара при температуре смеси 1ntildeigrave tt

Энтальпия смеси продуктов сгорания и присадочного воздуха на

выходе из камеры смешения (для схемы Б)

ecircAumlaeligecircatildeLG

I)L(ηQ

icircaumlicirciumlntildeatilde

icircicircograveaumlicirciumlograveeumlograveeumlogravecigrave

α

ααI

tcrs

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха (для

схемы Б)

icirccigrave

cigraveograve

II

IIn

Влагосодержание смеси продуктов сгорания и присадочного воздуха на

выходе из камеры смешения (для схемы Б)

atildeecircatilde1 n

dndd icircograve

cigrave

(таблП1)

Определение основных параметров сушильного агента в процессе сушки

материала (по I-d диаграмме)

Температура материала на выходе из сушилки при 2kicirc uuu

ecircecircigraveigrave )uu)(u(t 222 ordmС

Температура материала на выходе из сушилки при icircecirc uu

icircicircigraveigrave )uu)(u(t 222 ordmС

Температура материала на выходе из сушилки при ecirc2 uu (или ecircu ndash

отсутствует)

igrave2 ordmС

На I-d диаграмме ставим точку на пересечении линий 1IIograve и

1ograve dd (для схемы А) и ntildeigraveI и ntildeigraved (для схемы Б) Точка лежит на вершине

угла образованного линиями I = const и d = const Из вершины проводим луч

процесса (примерно по биссектрисе) до линии =100 и определяем

температуру в точке пересечения Она примерно совпадает по значению с

температурой смоченного термометра igrave (рис 10)

Рис 10 Схема определения температуры смоченного термометра

по I-d диаграмме

Удельный расход теплоты на испарение влаги

)ntildentilde(iq ecircAumlaeligecircatildeicircw2iumlicircegraventildeiuml t

Удельный расход теплоты на нагрев материала

ecircAumlaeligecircatilde uu

)()untilde(ntildeq

2icirc

icirc22wigraveiacuteagraveatilde

Удельные потери теплоты в окружающую среду от 10 до 12

ecircAumlaeligecircatilde )q012)(q(01q iacuteagraveatildeegraventildeiumlicircecirceth

Термовлажностное отношение или угловой коэффициент процесса

icircecirceth2icirc

igrave2w2igraveicircwicircicircecircethiacuteagraveatildeicircw q

)u(u

)ntildeu(ntilde)ntildeu(ntilde)q(qntildeΔ

кДжкг

Энтальпия сушильного агента на выходе из сушильной установки

ecircAumlaeligecircatilde )(Δ

))(IΔd

I2iumlicirc

2iumlicircacirc

tntildei

tntildeitntilde 11

22

21000

где I1 = Iт и d1= dт (для схемы А) I1 = Iсм и d1= dсм (для схемы Б)

2acircntilde - теплоёмкость сушильного агента равная теплоёмкости воздуха при

температуре t2 на выходе из сушильной установки

Влагосодержание сушильного агента на выходе из сушильной

установки

Δ

)I(Idd atildeecircatilde 12

12

1000

Порядок построения процессов изменения состояния сушильного

агента на I-d диаграмме

Сначала на I-d диаграмму наносится точка 0 соответствующая

параметрам наружного воздуха Далее по рассчитанным энтальпии Iт и

влагосодержанию dт строится точка Т (см рис 11аб) соответствующая

параметрам топочных газов на выходе из топки Точка С (для схемы Б)

соответствующая параметрам смеси на выходе из камеры смешения лежит

на прямой соединяющей 0 и Т

а б

Рис11 Изменение параметров сушильного агента на I-d диаграмме

для схем А и Б на схеме следующие обозначения

1 - топка 2 - камера смешения 3 - сушильная камера 4 - дымосос

5 - уходящие газы

Из точки 1 с координатами I1 d1 или Iсм dсм проводим прямую до

пересечения с заданной изотермой t2 Точке пересечения 2 соответствуют

искомые координаты I2 d2

Линия соединяющая точки 1 и 2 является линией действительного

процесса сушки

Процесс сушки влажного материала в трубе-сушилке является

нестационарным те протекает при переменной температуре как

сушильного агента так и материала (рис 12б) Для большей точности

процесс 1-2 заменяется суммой элементарных процессов прогрева периода

постоянной и периода уменьшающейся скорости сушки для которых легко

могут быть определены температуры материала и сушильного агента

а б

Рис 12 Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии всех периодов сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Энтальпия температура и влагосодержание сушильного агента

определяются по I-d диаграмме в характерных точках начала (окончания)

каждого элементарного процесса

Приращение влагосодержания сушильного агента в первом периоде

сушки (при отсутствии первого периода 0dΔ )

atildeecircatilde )(

)d)(d(d

1000Δ

2

12`

uu

uu

icirc

ecircicirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце периода прогрева (в точке П

рис 12а)

qd)(

))(u)(d(dII ecircAumlaeligecircatilde

1000icircecirceth

icirc

icircigraveicircwigraveiumleth Δ

2

121

uu

cc

Температура сушильного агента в конце периода прогрева

d

dIC

1000

1000

1

1

nacirc

icirciumlethiumleth

cc

it

Влагосодержание сушильного агента в конце первого периода

(в критической точке К рис 12а)

)u(u

)d)(du(udd atildeecircatilde

2

121

icirc

ecircicircecirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

)u(u

)d)(du(ucI

)d(dcII ecircAumlaeligecircatilde

100010002

121

icirc

kicircwigraveiumleth

ecircwigraveiumlethecirc

Температура сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

C dntildentilde

diI

1000

1000

ecircnacirc

kicircecircecirct

В том случае когда отсутствует один из периодов сушки процесс на I-d

диаграмме термограмма и кинетическая кривая упрощаются (рис 1314)

Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива

Расход сушильного агента для схем

А) igrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Б)

ntildeigrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Расход присадочного воздуха для схемы (Б)

n1

nLL ntildeatilde

acirc

кгч

Расход топочных газов для схемы (Б)

n1

LL ntildeatilde

ograve

кгч

Часовой расход топлива для схем

А) G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve Б) ecircatildedivide

n)(1G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve

Объем топочной камеры для получения сушильного агента

igrave 3600

QBV 3

v

rsograve

ograveq

Напряжение топочного объема принимается в зависимости от способа

сжигания и вида топлива (таблП7)

а б

Рис 13Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и первого периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

а б

Рис 14Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и второго периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена

Температура tср влагосодержание dср плотность ρг

ecircatildeecircatilde dd

dCtt

t100022

2121ntildeethntildeeth

(таблП1)

ecircatildeigrave )d)(t(

)d(3

ntildeethntildeeth

ntildeethicircatilde

622273

1622273ρρ

где icircρ =1293 кгм3

Значения νг и λг сушильного агента принимаются по температуре

t = tср (табл П8 П9)

Средние значения влагосодержания uср и плотности ρм сушимого

материала

uu

u ecircatildeecircatilde 2

2icircntildeeth

(таблП1) )u(ρρ 3

ecircatildeigrave1 ntildeethigraveigraveicirc

Скорость витания частиц в трубе-сушилке определяется для каждой

фракции

ρζ

)ρ(ρgdw igraventilde

3

4

atildeacircegraveograve

atildeigraveiiacircegraveograve

где acircegraveograveζ - коэффициент лобового сопротивления частиц при

1 le Re le 30 Re98acircegraveograveζ

30 lt Re lt 400 ζ 02354Reacircegraveograve

400 lt Re lt 5500 11acircegraveograveζ

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке принимаем на 12 мс

больше скорости витания частицы имеющей максимальный размер

ww 21maxacircegraveograveatilde

Сечение трубы-сушилки

2

igrave3600

ρw

Fatildeatilde

ntildeatildeograveeth

L

Диаметр трубы-сушилки (если она круглого сечения)

π

igraveograveeth

ograveeth

4FD

Концентрация частиц материала в трубе-сушилке

ecircatildeigrave )w(w

)(ββ 3

ograveethacircegraveograve2

iiVV

Fi

36002

GG3K 21

x

где ix ndashмассовая доля i фракции К ndash коэффициент при

Dтp lt 025 м rarr К= 077

Dтp = 025 divide 10 м rarr К = 068

Удельная поверхность частиц отдельной фракции

ρd

βf 32

igraveigrave6

igravei

iv

ioacuteauml

Коэффициент конвективного теплообмена при

20iacircegraveograve

Re rarr d

λα CigraveAcircograve

2 2

i

atildei

20 lt i

acircegraveograveRe lt 480 rarr CigraveAcircograve

01862

08

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

480 lt i

acircegraveograveRe lt 2000 rarr

CigraveAcircograve

1142

05

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

Критерий Рейнольдса при скорости витания

atilde

iacircegraveograve

acircegraveograve ν

dwRe i

i

Объемный коэффициент теплообмена

NtildeigraveAcircograve 3

ioacuteaumliv fαα

Расчет высоты трубы-сушилки по участкам

Количество теплоты отданное сушильным агентом в период прогрева

материала (при ик gt ио величина (ио ndash ик) qokp = 0)

ecircAumlaeligdivide])qu(u))(uc[(c icircecircethecircicircicircigraveicircwigravecyxiumlp GQ

Температурный напор на участке прогрева

)(t

)(tln

)(t)(tt

igraveiumlp

icirc1

igraveiumlpicirciumlp

1

Высота участка трубы соответствующая периоду прогрева

Δtα

QH igrave

36 ograveethiumlethv

iumlpiumleth

F

Высота трубы-сушилки зависит от того в каком периоде заканчивается

процесс сушки

При u0 gt uк gt u2 имеют место все три интервала сушки прогрев первый

и второй период сушки (см рис12б)

В случае когда u2 gt uк (или uк - отсутствует) процесс заканчивается в

первом периоде (или материал содержит только поверхностную влагу и

второй период отсутствует)

Тогда температурные напоры будут рассчитываться только для

прогрева и первого периода сушки (см рис 13б)

В случае когда uк gt u2 досушивается материал в котором осталась

только внутренняя влага Температурные напоры будут рассчитываться

только для прогрева и второго периода сушки (см рис14б)

Количество теплоты отданное сушильным агентом в первом периоде

(постоянной скорости) сушки материала

)ntildetc)(iu(u ecircAumlaeligdivideGQ igravewecirciumlicircecircicircntildeoacuteotilde1

Температурный напор на участке первого периода сушки

)(t

)(t

)t(tt CΔ

igraveecirc

igraveiumleth

ecirciumleth

ln

1

Высота участка трубы соответствующая первому периоду

igraveFΔ36

QH

ograveeth1

1

V

1

Количество теплоты отданное сушильным агентом во втором периоде

(уменьшающейся скорости) сушки материала

])qu(u

)ntildetc)(iu(u))(uc[(c

ecircAumlaeligdivide

GQ

icircecirceth2ecirc

igravew2iumlicirc2ecircigrave22wigraventildeoacuteotildeII

Температурный напор на участке второго периода сушки

)(t

)(t

)(t)(tt CΔ

22

22

igraveecirc

igraveecircII

ln

Высота участка трубы соответствующая второму периоду

QH igrave

FΔ36 ograveethIIV

IIII

Высота участка трубы необходимая для разгона частиц

igrave www

wwwln

www

wwwln

2g

)w(wwH

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2acircegraveograveatildeacircegraveograveeth

где скорость частиц материала в начале разгонного участка wм1=0 скорость

в конце разгонного участка wм2 = 095(wг ndashwвит)

Общая высота пневматической сушильной установки

Hтp = Hp + Hпp+HI + HII м

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной установки

Объемная концентрация частиц материала в трубе

3321 igraveigrave

2L

GG

)ρd(1

)ρ(

igraventildeethntildeatilde

atildeχ

Потери напора при трении газа о стенки трубы

)(λ Iumlagrave2

1D

HΔP

2

1atildeatilde

ograveeth

ograveethograveeth χ

где λтp = 64Re + 0136 Re018 при 23 middot103 lt Re lt 106

Потери напора в местных сопротивлениях (сужениях поворотах) из-за

трения газа

)(ξ Iumlagrave2

1ΔP

2atildeatilde

igrave2 χ

где ζм - коэффициент местного сопротивления табл П10

Статический напор газового потока (вес столба газа)

Iumlagrave g)(ρ ograveethatilde3 Hχ1ΔP

Знак laquo+raquo для восходящего знак laquo-raquo для нисходящего потоков газа для

горизонтального участка ΔP3 = 0

Потери напора при трении материала о стенки трубы

λ Iumlagrave2D

HΔP

2igraveigrave

ograveeth

ograveethograveeth4 χ

Здесь коэффициент сопротивления трению равен

075ograveeth Fr27λ при 2520

D

i

ograveeth

d

λ 075

i

ograveethograveeth Fr

d

05

D425

при 2520

D

i

ograveeth

d

где

i

igrave

dg

w2

Fr критерий Фруда

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке стабилизированного движения частиц

gχρ IumlagraveΔ ntildeograveigrave HP5

где высота участка стабилизации Hcт =Hтp ndash Hp

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке разгона частиц

)ww)(www(w

)ww)(www(wln

ρ

)ρ(ρwP IumlagraveΔ

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

ograveethigrave

igraveatildeigraveacircegraveograve6

F2

G

Средняя производительность трубы-сушилки определяется по формуле

Gм = 05 (G1 + G2) кгч

Динамические потери напора на разгонном участке

)w(w

IumlagraveΔ

ograveeth

igraveigraveigrave

F

GP 12

7

Задавшись условной скоростью газа в сечении циклона (wу = 3 divide 4 мс)

определяем диаметр циклона (табл П11)

ρwπ

igrave

atildeoacute

ntildeatildeouml

3600

4LD

Гидравлическое сопротивление циклона

ρw

ξ Iumlagrave2

Δatildeoacute

oumlouml

2

P

где ξц ndash коэффициент гидравлического сопротивления циклона

Полное гидравлическое сопротивление трубы-сушилки

IumlagraveΔΔΔΔΔΔΔΔΔ oumlPPPPPPPPP 7654321

По найденному полному сопротивлению ΔP и расходу сушильного

агента Lсг производится выбор тягодутьевого оборудования

Мощность тягодутьевой установки

ηρ

Acircograve3600

Δ

aumlatilde

ntildeatilde PLN

где ηд = 065 - КПД тягодутьевой установки

Размеры и конкретный тип дымососа (вентилятора дымоудаления)

выбираются по каталогу тягодутьевого оборудования (см электронное

учебное пособие laquoТепломассообменное оборудование предприятий

(сушильные установки)raquo или табл П12)

Таблица П1

Обозначения физических величин

принятые в настоящем учебно-методическом пособии

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Коэффициент избытка воздуха в топке αт

Коэффициент избытка воздуха в камере смешения αдоп

Объемный коэффициент теплообмена Вт(м3 degС) αv

Расход топлива кгч Bт

Концентрация частиц материала в трубе кгм3 βv

Теплоемкость топлива кДж(кг degС) стл

Теплоемкость сухих топочных газов кДж(кг degС) ссг

Теплоемкость воды кДж(кг degС) сw

Теплоемкость сухого материала кДж(кг degС) см

Теплоемкость водяного пара кДж(кг degС) сп

Влагосодержание наружного воздуха г влаги кг воздуха d о

Влагосодержание газов на выходе из топки г кг dт

Влагосодержание смеси на выходе из камеры смешения гкг dсм

Влагосодержание агента на входе в трубу-сушилку гкг d1

Влагосодержание агента в конце периода прогрева гкг d пр

Влагосодержание агента на выходе из трубы-сушилки гкг d2

Влагосодержание воздуха при φ=100 гкг dм

Среднее влагосодержание газов кгкг dср

Диаметр частиц материала данной фракции мм di

Минимальный диаметр частиц материала мм dч min

Средний диаметр частиц материала мм dч ср

Термовлажностное отношение кДжкг ∆

Производительность по абсолютно сухой массе кгч Gсух

Производительность по влажному материалу кгч G1

Производительность по готовой продукции кгч G2

Масса сухих продуктов сгорания кг дымовых газов кг топлива Gсг

Масса водяных паров кг водяных паров кг топлива Gп

Энтальпия наружного воздуха кДжкг воздуха Iо

Энтальпия газов на выходе из топки кДжкг Iт

Энтальпия смеси на выходе из камеры смешения кДжкг Iсм

Энтальпия агента на входе в трубу-сушилку кДжкг I1

Энтальпия агента в конце периода прогрева кДжкг Iпр

Энтальпия агента на выходе из трубы-сушилки кДжкг I2

Энтальпия пара при 0 degС кДжкг пара iо

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Энтальпия пара кДжкг iп

Энтальпия пара применяемого для дутья кДжкг iпprime

Начальная температура материала degС icirc

Температура смоченного термометра degС igrave

Конечная температура материала degС 2

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного

сгорания кг воздуха кг топлива Lо

Расход сушильного агента кгч Lсг

Расход присадочного воздуха кгч Lв

Расход топочных газов кгч Lт

Коэффициент теплопроводности газа Вт(м degС) λг

Коэффициент полезного действия топки ηт

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха n

Коэффициент кинематической вязкости газа м2с ν г

Низшая теплота сгорания топлива кДжкг Qri

Высшая теплота сгорания топлива кДжкг Qrs

Расход теплоты на прогрев влажного материала кВт Qпр

Удельные потери теплоты кДжкг влаги qокр

Средняя плотность газа кгм3 ρг

Средняя плотность материала кгм3 ρм

Средняя температура сушильного агента degС tср

Температурный напор в период прогрева degС ∆ tпр

Температура топлива degС tтл

Температура газов на выходе из топки degС tт

Температура смеси после камеры смешения degС tсм

Температура сушильного агента после прогрева degС tпр

Температура сушильного агента на выходе из трубы-сушилки degС t2

Начальное влагосодержание материала кг влаги кг сухого материала uо

Критическое влагосодержание материала кгкг uк

Конечное влагосодержание материала кгкг u2

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке мс wг

Скорость витания частиц материала мс wвит

Расход испаряемой влаги кгч М

Начальная относительная влажность материала Wо

Критическая влажность материала Wк

Конечная относительная влажность материала W2

Массовая доля отдельных фракций материала xi

Таблица П2

Исходные данные для расчета пневматической сушильной установки

в

ар

Материал ρ кгм3

См

кДж(кг оС)

Размер мм Влажность G2

тч

Дымовые газы Воздух

Топливо

топлива Схема

α топки доля фракции

Wо Wk W2 t1 t2 t о dо 05 03 02

1 Глина простая 2000 084 1 15 3 22 mdash 15 1 600 100 20 10 мазут 29 А mdash

2 Глина огнеупорная 1800 109 2 3 4 9 mdash 07 2 800 120 10 4 мазут 28 А mdash

3 Известняк 1870 092 05 1 12 5 mdash 01 80 800 110 20 12 уголь 11 Б 115

4 Мел 2000 088 01 03 05 51 mdash 24 20 540 270 10 6 уголь 9 Б 11

5 Песок речной 1500 092 1 15 2 10 mdash 05 75 900 120 20 12 уголь 5 Б 115

6 Руда магнитогорская 3000 078 1 25 4 6 mdash 05 12 730 120 25 12 мазут 28 А mdash

7 Руда марганцевая 3450 078 5 2 1 15 mdash 2 15 120 60 25 12 уголь 7 А mdash

8 Железный колчедан 3300 05 2 1 05 12 mdash 3 2 350 100 15 6 уголь 8 А mdash

9 Сернокислый аммоний 800 14 1 3 2 5 mdash 04 25 120 55 25 12 газ 31 Б 102

10 Сланцы (Лен обл) 1100 134 3 2 1 38 40 28 11 600 100 20 8 сланцы 21 А mdash

11 Уголь каменный 1400 13 1 2 5 9 35 06 12 800 120 25 12 уголь 3 А mdash

12 Уголь бурый (Подмоск) 800 113 2 2 1 47 40 38 16 500 160 20 8 уголь 6 Б 11

13 Торф фрезерный 245 176 2 1 3 48 42 38 12 550 140 10 4 торф 23 А mdash

14 Кузнецкий уголь 1300 11 4 1 2 12 35 07 13 350 88 20 8 уголь 2 А mdash

15 Антрацит штыб 730 109 4 3 1 14 40 5 15 400 120 20 12 уголь 10 А mdash

16 Шлам промывки угля 1200 12 02 05 2 50 40 1 5 750 120 15 6 уголь 1 А mdash

17 Опилки 250 25 4 2 1 45 43 35 13 300 100 20 10 древес 25 А mdash

18 Аммофос 1500 11 4 2 1 12 mdash 15 12 350 110 20 12 уголь 12 А mdash

19 Диаммофос 1700 12 4 2 1 4 mdash 1 14 200 90 10 4 мазут 29 Б 11

20 Суперфосфат 2390 12 1 05 2 22 mdash 3 10 750 80 20 8 мазут 28 А mdash

21 Преципитат 870 113 1 2 1 55 mdash 3 6 550 120 25 8 уголь 4 Б 12

22 Фтористый алюминий 900 15 05 1 03 50 mdash 5 12 750 250 25 12 мазут 28 Б 105

23 Соль поваренная 200 089 1 2 1 6 mdash 1 12 200 85 25 14 газ 32 Б 11

24 Сахарный песок(кукурузн) 600 123 2 1 2 14 mdash 8 14 90 40 20 12 газ 41 Б 101

25 Жом свекловичный 800 16 2 3 1 84 40 30 05 750 100 10 4 газ 39 А mdash

Таблица П3

Cостав и низшая теплота сгорания твердых и жидких топлив

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое топливо (угли)

1 Кузнецкий 120 132 04 586 42 19 97 22860

2 80 143 05 633 44 21 74 25250

3 60 141 06 725 34 17 17 27420

4 90 182 03 615 36 15 59 23570

5 70 146 05 702 30 17 30 25120

6 70 363 07 479 34 14 33 18760

7 70 326 03 519 33 16 33 19850

8 Аркагалинское 190 122 02 513 36 08 129 19090

9 Березовское 330 47 02 442 31 04 144 15660

10 Челябинский 170 324 09 359 26 100 102 13440

11 Подмосковный 321 306 25 243 19 04 82 8670

12 Печорский 55 284 09 555 36 17 44 22020

13 Интинский 115 274 25 458 31 15 82 17540

14 Кизеловский 60 348 53 455 34 08 42 18380

15 Минусинский 140 172 05 529 35 14 105 20100

16 Черемховское 130 270 10 462 34 07 87 17880

17 Букачачинское 80 101 06 672 47 08 86 26040

18 Никольское 60 182 04 596 42 11 105 22990

19 Партизанский 55 340 04 498 32 08 63 19470

20 Нерюнгри 100 198 02 600 31 06 63 22480

Окончание табл П3

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое (вторичное) топливо

21 Сланцы (Ленобласть) 110 482 220 301 387 025 438 7660

22 Сланцы (Эстония) 120 444 227 322 410 010 490 9000

23 Торф фрезерный 485 643 014 255 270 113 156 8120

24 Торф кусковой 458 731 011 268 281 117 160 9250

25 Древесные опилки 400 060 0 303 360 04 251 10200

26 Лигнин (ЛГЗ) 650 115 013 213 192 105 - 6410

27 Лигнин (ЗГЗ) 650 400 008 206 168 864 - 6120

Жидкое топливо (мазут)

28 Малосернистый 30 005 03 847 12 03 40280

29 Сернистый 30 01 14 838 11 05 39730

30 Высокосернистый 30 01 28 830 10 07 38770

Таблица П4

Cостав и теплота сгорания газообразных топлив

топ

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Природные газы

31 Уренгой-Надым-Пунга 987 012 001 lt 001 mdash mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35500 0724

32 Уренгой-Ужгород 989 012 001 001 mdash mdash mdash lt 006 090 mdash mdash mdash 35590 0724

33 Уренгой-Новопсков 989 013 001 lt 001 mdash mdash mdash 008 087 mdash mdash mdash 35590 0723

34 Уренгой-Сургут-Челябинск 982 029 02 009 004 mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35800 0729

35 Надым-Пунга-Свердловск 987 016 008 001 mdash mdash mdash 008 100 mdash mdash mdash 35590 0725

36 ННовгород-Иваново 990 025 004 002 mdash mdash mdash 010 060 mdash mdash mdash 35750 0725

37 Бухара-Урал 942 30 089 039 017 013 mdash 028 090 mdash mdash mdash 37560 0771

38 Средняя Азия-Центр 941 28 073 030 007 002 mdash 100 100 mdash mdash mdash 36760 0771

39 Саратов-Москва 903 28 11 075 034 020 mdash 032 420 mdash mdash mdash 37010 0807

40 Мострансгаз (кольцо) 966 14 04 018 007 003 mdash 015 120 mdash mdash mdash 36300 0747

41 Оренбург-Александров Гай 864 39 172 087 030 007 mdash 001 670 mdash mdash mdash 36800 0828

Попутные газы

42 Каменный Лог-Пермь 387 226 107 27 07 mdash mdash mdash 2380 mdash 080 mdash 42370 1196

43 Ярино-Пермь 380 251 125 33 13 mdash mdash mdash 1870 mdash 110 mdash 46890 1196

44 Кулешовка-Самара 580 172 74 20 05 mdash mdash 080 1360 mdash 050 mdash 41740 1052

45 Безенчук-Чапаевск 427 196 126 51 13 mdash mdash 100 1690 mdash 080 mdash 46980 1196

46 Барса-Гельмес-Вышка 939 34 13 07 02 mdash mdash 040 010 mdash mdash mdash 38100 0778

47 Вход в Краснодар Крымск 912 39 2 09 02 mdash mdash 180 mdash mdash mdash mdash 38270 0810

48 Вознесенская-Грозный 767 132 54 25 22 mdash mdash mdash mdash mdash mdash 47020 0971

49 Тэбук-Сосновка 482 182 119 33 1 mdash mdash 090 1650 mdash mdash mdash 45130 1164

50 Туймазы-Уфа 500 220 98 12 04 mdash mdash mdash 1660 mdash mdash mdash 43040 1095

51 Шкапово-Туймазы 441 220 52 14 03 mdash mdash mdash 2700 mdash mdash mdash 36630 1095

52 Казань-Бугульма 536 228 61 09 02 mdash mdash 020 1580 mdash mdash mdash 40610 1046

Окончание табл П4

т

оп

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Промышленные газы

53 Газ доменных печей 03 mdash mdash mdash mdash mdash 280 105 585 mdash mdash 27 3940 1293

54 Газ коксовых печей 250 20 mdash mdash mdash mdash 700 30 40 10 mdash 580 18000 0468

55 Газ генераторный 19 mdash mdash mdash mdash mdash 203 98 562 02 mdash 109 6200 1121

56 Газ генераторный (из древес) 65 mdash mdash mdash mdash mdash 290 65 469 02 mdash 140 6500 1130

57 Газ пиролиза нефти 410 mdash mdash mdash mdash 430 080 05 02 mdash mdash 140 47500 1100

Примечания

1) Теплоемкость твердого топлива

стл = 0012 Wr + стлcух (1 ndash 001 Wr) кДж(кг degС)

где стлcух ndash теплоемкость сухой массы топлива для бурых углей ndash 113 кДж(кг degС)

для каменных углей - 109 кДж(кг degС) для углей - 092 кДж(кг degС)

Теплоемкость мазута

смаз = 174 + 00025 tмаз кДж(кгdegС) где tмаз = 90divide130degС

Расход пара на форсунки Wп = 03 + 035 кг пара кг топлива при Рнас = 06divide15 МПа

2) Теплоемкость газообразного топлива

010cVntilde iiatildeagraveccedil

где Vi - объем составляющих газообразного топлива

ci- теплоемкость составляющих газообразного топлива кДж(м3 оС)

4NtildeIacutentilde = 157 62IacuteCntilde = 278

83IacuteCntilde = 314 104IacuteCntilde = 424

125IacuteCntilde = 527 146IacuteCntilde = 630 NtildeIcircntilde = 130

2NtildeIcircntilde = 159 2Nntilde = 129

2Icircntilde = 130 S2Iacutec = 152 2Iacutentilde = 128

Таблица П5

Соотношение между единицами давления

Величина Па бар тех атм мм рт ст мм водст

1 Нм2=1 Па 1 10-5 10210-5 7510-3 0102

1 бар 105 1 102 750 102middot104

1 техатм=1кгссм2 981middot10-4 0981 1 7356 104

1 мм ртст 1333 133310-5 13610-3 1 136

1 мм водст=1кгсм 981 98110-5 10-4 735610-2 1

Таблица П6

Теплоемкость и плотность горючих газов

Газ Формула Плотность кгм3 Теплоемкость

кДж(м3 degС)

Метан СН4 0717 155

Этан С2Н6 1342 221

Пропан СзН8 1976 305

Бутан С4Н10 2598 413

Пентан С5Н12 3219 513

Гексан СбН14 384 615

Окись углерода СО 125 129

Углекислый газ СО 2 198 16

Азот N2 125 129

Кислород О2 143 13

Сероводород H2S 1539 151

Водород Н2 009 128

Таблица П7

Напряжение топочного объема для сушильных установок

Топливо qv кВтм3

Доменный газ 230-350

Генераторный газ 230-290

Природный газ 350-460

Мазут 230-350

Торф дрова 230-290

Каменные угли 290-350

Таблица П8

Физические свойства дымовых газов

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па 2NtildeIcircETH = 013 IcircIacute 2

ETH = 011 2NETH = 076

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1295 1042 228 169 158 1220 072

100 0950 1068 313 308 204 2154 069

200 0748 1097 401 489 245 3280 067

300 0617 1122 484 699 282 4581 065

400 0525 1151 570 943 317 6038 064

500 0457 1185 656 1211 348 7630 063

600 0405 1214 742 1509 379 9361 062

700 0363 1239 827 1838 407 1121 061

800 0330 1264 915 2197 434 1318 060

900 0301 1290 1000 2580 459 1525 059

1000 0275 1306 1090 3034 484 1743 058

1100 0257 1323 1175 3455 507 1971 057

1200 0240 1340 1262 3924 530 2210 056

Таблица П9

Физические свойства сухого воздуха

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1293 1005 244 188 172 133 0707

100 0946 1009 321 336 219 231 0688

200 0746 1026 393 514 260 349 0680

300 0615 1047 460 718 297 483 0674

400 0524 1068 521 931 330 631 0678

500 0456 1093 574 1153 362 794 0687

600 0404 1114 622 1383 391 969 0699

700 0362 1135 671 1634 418 1154 0706

800 0329 1156 718 1888 443 1348 0713

900 0301 1172 763 2162 467 1551 0717

1000 0277 1185 807 2459 490 1771 0719

1100 0257 1197 850 2762 512 1993 0722

1200 0240 1210 915 3165 535 2337 0724

Таблица П10

Коэффициенты местных сопротивлений

Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления

Колено

угол

поворота 90deg 120deg 135deg 150deg

ξ 11 055 025 02

Отвод радиусом R угол

поворота 30deg 45deg 60deg 75deg 90deg 105deg 120deg

трубы диаметром D

RD = 15 ξ 008 011 014 016 0175 019 02

RD = 20 ξ 007 010 012 014 015 016 017

Вход в трубу

с острыми краями ξ =05

с закругленными ξ =02

Выход из трубы ξ =1

FminFmax 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09

Внезапное расширение ξ 1 081 064 049 036 025 016 009 004 001

Внезапное сужение ξ 05 047 043 038 033 03 025 02 015 009

Таблица П11

Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗ типа ЦН-15 мм (рис8)

Dц A d d1 d2 H h1 h2 h3 h4 h5 a б б1 l

100 820 60 40 105 492 200 232 60 212 32 66 20 29 90

150 1190 90 60 155 720 300 345 75 297 48 99 30 41 110

200 1560 120 60 160 918 400 458 60 354 48 132 40 52 120

250 1930 150 75 180 1149 500 574 75 444 60 165 50 65 150

300 2300 180 90 210 1377 600 687 90 531 72 198 60 78 180

350 2670 210 105 250 1605 700 800 105 618 84 231 70 91 210

400 3040 240 120 280 1833 800 913 120 705 96 264 80 104 240

450 3410 270 135 310 2031 900 1026 135 792 108 297 90 117 270

500 3780 300 150 325 2289 1000 1139 150 879 120 330 100 130 300

550 4150 330 165 350 2520 1100 1255 165 972 132 363 110 143 330

600 4520 360 180 365 2750 1200 1370 180 1060 144 396 120 156 360

650 4890 390 195 400 2980 1300 1485 195 1146 156 429 130 169 390

700 5260 420 210 410 3210 1400 1600 210 1235 168 462 140 182 420

750 5630 450 225 450 3435 1500 1710 225 1320 180 495 150 195 450

800 6000 480 240 470 3665 1600 1825 240 1405 192 528 160 208 480

Таблица П12

Габаритные размеры вентилятора дымоудаления (дымососа) м

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 14: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

В задании дано топливо такое же как у Вас но с другой влажностью

Вы вначале сушите топливо в сушилке до влажности W2 а затем часть этого

топлива сжигаете для получения дымовых газов

Ar2 = Ar (100 ndash Wr

2) (100 ndash Wr) = Ar middot K

Cr2 = KmiddotCr Hr

2 = KHr Nr2 = KmiddotNr Or

2 = KOr S (р+о)r2 = KmiddotS(р+o)

r

Wr2 + Ar

2 + Cr2 + Hr

2 + Nr2 + Or

2 + S(р+о)r2 = 100

где К ndash коэффициент пересчета К=(100 ndash Wr2) (100 ndash Wr)

В дальнейших расчетах используются новые значения элементного

состава Индекс laquo2raquo для простоты отбрасываем

По данной методике все расчеты ведутся на высшую теплоту сгорания

топлива и на кг топлива (в том числе и для газа)

Низшая теплота сгорания топлива Qri берется по заданию

(см табл П3) Если Вы не знаете теплоту сгорания то высшую теплоту

сгорания твёрдого и жидкого топлива определяют по формуле

ДИМенделеева

)S109(O1260H340CQ rrrrrs op кДжкг

или

)W(9H2514QQ rrr

i

r

s кДжкг

Состав газообразного топлива берется в соответствии с заданием

(табл П4)

Низшая теплота сгорания сухого газообразного топлива

ecircAumlaeligecircatilde)

H

SH687H5342CO453

H2041CHC207C2116CH(223224Q

22

1048624d

3i

Высшая теплота сгорания газообразного топлива

nmHC

12

0092514QQ

nm

ndi

ds кДжкг

где nmHC ndash составляющие газообразного топлива в процентах по массе

Соотношение между единицами давления в разных системах измерения

и единицами в системе СИ приведено в табл П5

Определение основных параметров топочных газов

Приближенные уравнения определения энтальпии

Энтальпия водяного пара вычисляется по уравнению ЛКРамзина

iumliumliumloiuml ttcii 022500 кДжкг

где io - удельная энтальпия сухого насыщенного пара при 0 degС и нормальном

давлении сп - теплоемкость пара

Энтальпия влажного воздуха или газа определяется по уравнению или

по I-d диаграмме (рис П2-П4)

1000

ooiumloooo

dtcitcI

кДжкг

где со - теплоемкость сухого воздуха (или газа) при температуре to

do - влагосодержание воздуха (или газа) г влаги кг сухого воздуха

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного сгорания

твердого или жидкого топлива

)S0043(O0345H0115CL rrrropo кг воздуха кг топлива

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного сгорания

газообразного топлива

icirc ecircatildeecircatilde2

On

Hm

Cnm12

n4mS

2Iacute044

2Iacute0248NtildeIcirc00179138L

Коэффициент избытка воздуха в топке (только схема А) для твердого

или жидкого топлива

)I1000

dntildeatildentildeatilde(L

)(W

)1000

dntildeatildentildeatilde(

100

rWr9Hntildeatildentildeatilde)

100

rAgraverWr9H(1ηr

s

oo

o

iuml

iuml

iumliuml

o

on

iumlograveeumlograveeuml

ograve

itc

ii

itc

itctcα

IL

Q

o

Ograve

для газообразного топлива коэффициент избытка воздуха в топке

)I1000

di(L

)nm(nm1ηrsQ

oo

ntildeatildentildeatildeo

ntildeatildentildeatilde

iuml

iumlograveeumlograveeuml

ograve

tc

itntildetc

α

HCnm12

n009HC

nm12

n009Ograve

где iumliuml iW ndash масса и энтальпия водяного пара применяемого для дутья или

для распыливания топлива iumli ndash энтальпия водяного пара при температуре

1ttntildeatilde ntildeatildec - средняя массовая теплоёмкость продуктов сгорания при

температуре 1ttntildeatilde (табл П6) При ograveα gt 5 теплоёмкость продуктов

сгорания равна теплоёмкости воздуха Если вы не сжигаете мазут Wп = 0

Масса сухих продуктов сгорания для твёрдого или жидкого топлива

100

rWrH9rAL1G ontildeatilde ograveα

кгкг (таблП1)

Масса сухих продуктов сгорания для газообразного топлива

nmontildeatilde HC

nm12

n009L1 ograveαG кгкг (таблП1)

Масса водяных паров в составе продуктов сгорания для твёрдого или

жидкого топлива

iumloograve

iuml W1000100

W9HG odLα

rr

кгкг (таблП1)

Масса водяных паров в составе продуктов сгорания для сухого

газообразного топлива

1000

dLHC

nm12

n009 oonmiuml

ograveαG

кгкг (таблП1)

Энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки

ecircAumlaeligecircatildeG

ILηQ

ntildeatilde

iumliumlooograveograveeumlograveeumlNtilders

ograve

it WαI Ograve

Влагосодержание продуктов сгорания на выходе из топки

atildeecircatildeG

G1000

ntildeatildeograve

iumld (таблП1)

Коэффициент избытка воздуха дополнительно подаваемого в камеру

смешения (только для схемы Б)

)Id

(L

GGILαηQα

oontildeigrave

ntildeigraveacirco

cigraveiumlntildeigraventildeatildecatildeooograveograveeumlograveeumlrs

aumlicirciuml

1000

itc

itntildetcOgrave

где cigravei ndash энтальпия водяного пара при температуре смеси 1ntildeigrave tt

Энтальпия смеси продуктов сгорания и присадочного воздуха на

выходе из камеры смешения (для схемы Б)

ecircAumlaeligecircatildeLG

I)L(ηQ

icircaumlicirciumlntildeatilde

icircicircograveaumlicirciumlograveeumlograveeumlogravecigrave

α

ααI

tcrs

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха (для

схемы Б)

icirccigrave

cigraveograve

II

IIn

Влагосодержание смеси продуктов сгорания и присадочного воздуха на

выходе из камеры смешения (для схемы Б)

atildeecircatilde1 n

dndd icircograve

cigrave

(таблП1)

Определение основных параметров сушильного агента в процессе сушки

материала (по I-d диаграмме)

Температура материала на выходе из сушилки при 2kicirc uuu

ecircecircigraveigrave )uu)(u(t 222 ordmС

Температура материала на выходе из сушилки при icircecirc uu

icircicircigraveigrave )uu)(u(t 222 ordmС

Температура материала на выходе из сушилки при ecirc2 uu (или ecircu ndash

отсутствует)

igrave2 ordmС

На I-d диаграмме ставим точку на пересечении линий 1IIograve и

1ograve dd (для схемы А) и ntildeigraveI и ntildeigraved (для схемы Б) Точка лежит на вершине

угла образованного линиями I = const и d = const Из вершины проводим луч

процесса (примерно по биссектрисе) до линии =100 и определяем

температуру в точке пересечения Она примерно совпадает по значению с

температурой смоченного термометра igrave (рис 10)

Рис 10 Схема определения температуры смоченного термометра

по I-d диаграмме

Удельный расход теплоты на испарение влаги

)ntildentilde(iq ecircAumlaeligecircatildeicircw2iumlicircegraventildeiuml t

Удельный расход теплоты на нагрев материала

ecircAumlaeligecircatilde uu

)()untilde(ntildeq

2icirc

icirc22wigraveiacuteagraveatilde

Удельные потери теплоты в окружающую среду от 10 до 12

ecircAumlaeligecircatilde )q012)(q(01q iacuteagraveatildeegraventildeiumlicircecirceth

Термовлажностное отношение или угловой коэффициент процесса

icircecirceth2icirc

igrave2w2igraveicircwicircicircecircethiacuteagraveatildeicircw q

)u(u

)ntildeu(ntilde)ntildeu(ntilde)q(qntildeΔ

кДжкг

Энтальпия сушильного агента на выходе из сушильной установки

ecircAumlaeligecircatilde )(Δ

))(IΔd

I2iumlicirc

2iumlicircacirc

tntildei

tntildeitntilde 11

22

21000

где I1 = Iт и d1= dт (для схемы А) I1 = Iсм и d1= dсм (для схемы Б)

2acircntilde - теплоёмкость сушильного агента равная теплоёмкости воздуха при

температуре t2 на выходе из сушильной установки

Влагосодержание сушильного агента на выходе из сушильной

установки

Δ

)I(Idd atildeecircatilde 12

12

1000

Порядок построения процессов изменения состояния сушильного

агента на I-d диаграмме

Сначала на I-d диаграмму наносится точка 0 соответствующая

параметрам наружного воздуха Далее по рассчитанным энтальпии Iт и

влагосодержанию dт строится точка Т (см рис 11аб) соответствующая

параметрам топочных газов на выходе из топки Точка С (для схемы Б)

соответствующая параметрам смеси на выходе из камеры смешения лежит

на прямой соединяющей 0 и Т

а б

Рис11 Изменение параметров сушильного агента на I-d диаграмме

для схем А и Б на схеме следующие обозначения

1 - топка 2 - камера смешения 3 - сушильная камера 4 - дымосос

5 - уходящие газы

Из точки 1 с координатами I1 d1 или Iсм dсм проводим прямую до

пересечения с заданной изотермой t2 Точке пересечения 2 соответствуют

искомые координаты I2 d2

Линия соединяющая точки 1 и 2 является линией действительного

процесса сушки

Процесс сушки влажного материала в трубе-сушилке является

нестационарным те протекает при переменной температуре как

сушильного агента так и материала (рис 12б) Для большей точности

процесс 1-2 заменяется суммой элементарных процессов прогрева периода

постоянной и периода уменьшающейся скорости сушки для которых легко

могут быть определены температуры материала и сушильного агента

а б

Рис 12 Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии всех периодов сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Энтальпия температура и влагосодержание сушильного агента

определяются по I-d диаграмме в характерных точках начала (окончания)

каждого элементарного процесса

Приращение влагосодержания сушильного агента в первом периоде

сушки (при отсутствии первого периода 0dΔ )

atildeecircatilde )(

)d)(d(d

1000Δ

2

12`

uu

uu

icirc

ecircicirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце периода прогрева (в точке П

рис 12а)

qd)(

))(u)(d(dII ecircAumlaeligecircatilde

1000icircecirceth

icirc

icircigraveicircwigraveiumleth Δ

2

121

uu

cc

Температура сушильного агента в конце периода прогрева

d

dIC

1000

1000

1

1

nacirc

icirciumlethiumleth

cc

it

Влагосодержание сушильного агента в конце первого периода

(в критической точке К рис 12а)

)u(u

)d)(du(udd atildeecircatilde

2

121

icirc

ecircicircecirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

)u(u

)d)(du(ucI

)d(dcII ecircAumlaeligecircatilde

100010002

121

icirc

kicircwigraveiumleth

ecircwigraveiumlethecirc

Температура сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

C dntildentilde

diI

1000

1000

ecircnacirc

kicircecircecirct

В том случае когда отсутствует один из периодов сушки процесс на I-d

диаграмме термограмма и кинетическая кривая упрощаются (рис 1314)

Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива

Расход сушильного агента для схем

А) igrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Б)

ntildeigrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Расход присадочного воздуха для схемы (Б)

n1

nLL ntildeatilde

acirc

кгч

Расход топочных газов для схемы (Б)

n1

LL ntildeatilde

ograve

кгч

Часовой расход топлива для схем

А) G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve Б) ecircatildedivide

n)(1G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve

Объем топочной камеры для получения сушильного агента

igrave 3600

QBV 3

v

rsograve

ograveq

Напряжение топочного объема принимается в зависимости от способа

сжигания и вида топлива (таблП7)

а б

Рис 13Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и первого периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

а б

Рис 14Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и второго периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена

Температура tср влагосодержание dср плотность ρг

ecircatildeecircatilde dd

dCtt

t100022

2121ntildeethntildeeth

(таблП1)

ecircatildeigrave )d)(t(

)d(3

ntildeethntildeeth

ntildeethicircatilde

622273

1622273ρρ

где icircρ =1293 кгм3

Значения νг и λг сушильного агента принимаются по температуре

t = tср (табл П8 П9)

Средние значения влагосодержания uср и плотности ρм сушимого

материала

uu

u ecircatildeecircatilde 2

2icircntildeeth

(таблП1) )u(ρρ 3

ecircatildeigrave1 ntildeethigraveigraveicirc

Скорость витания частиц в трубе-сушилке определяется для каждой

фракции

ρζ

)ρ(ρgdw igraventilde

3

4

atildeacircegraveograve

atildeigraveiiacircegraveograve

где acircegraveograveζ - коэффициент лобового сопротивления частиц при

1 le Re le 30 Re98acircegraveograveζ

30 lt Re lt 400 ζ 02354Reacircegraveograve

400 lt Re lt 5500 11acircegraveograveζ

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке принимаем на 12 мс

больше скорости витания частицы имеющей максимальный размер

ww 21maxacircegraveograveatilde

Сечение трубы-сушилки

2

igrave3600

ρw

Fatildeatilde

ntildeatildeograveeth

L

Диаметр трубы-сушилки (если она круглого сечения)

π

igraveograveeth

ograveeth

4FD

Концентрация частиц материала в трубе-сушилке

ecircatildeigrave )w(w

)(ββ 3

ograveethacircegraveograve2

iiVV

Fi

36002

GG3K 21

x

где ix ndashмассовая доля i фракции К ndash коэффициент при

Dтp lt 025 м rarr К= 077

Dтp = 025 divide 10 м rarr К = 068

Удельная поверхность частиц отдельной фракции

ρd

βf 32

igraveigrave6

igravei

iv

ioacuteauml

Коэффициент конвективного теплообмена при

20iacircegraveograve

Re rarr d

λα CigraveAcircograve

2 2

i

atildei

20 lt i

acircegraveograveRe lt 480 rarr CigraveAcircograve

01862

08

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

480 lt i

acircegraveograveRe lt 2000 rarr

CigraveAcircograve

1142

05

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

Критерий Рейнольдса при скорости витания

atilde

iacircegraveograve

acircegraveograve ν

dwRe i

i

Объемный коэффициент теплообмена

NtildeigraveAcircograve 3

ioacuteaumliv fαα

Расчет высоты трубы-сушилки по участкам

Количество теплоты отданное сушильным агентом в период прогрева

материала (при ик gt ио величина (ио ndash ик) qokp = 0)

ecircAumlaeligdivide])qu(u))(uc[(c icircecircethecircicircicircigraveicircwigravecyxiumlp GQ

Температурный напор на участке прогрева

)(t

)(tln

)(t)(tt

igraveiumlp

icirc1

igraveiumlpicirciumlp

1

Высота участка трубы соответствующая периоду прогрева

Δtα

QH igrave

36 ograveethiumlethv

iumlpiumleth

F

Высота трубы-сушилки зависит от того в каком периоде заканчивается

процесс сушки

При u0 gt uк gt u2 имеют место все три интервала сушки прогрев первый

и второй период сушки (см рис12б)

В случае когда u2 gt uк (или uк - отсутствует) процесс заканчивается в

первом периоде (или материал содержит только поверхностную влагу и

второй период отсутствует)

Тогда температурные напоры будут рассчитываться только для

прогрева и первого периода сушки (см рис 13б)

В случае когда uк gt u2 досушивается материал в котором осталась

только внутренняя влага Температурные напоры будут рассчитываться

только для прогрева и второго периода сушки (см рис14б)

Количество теплоты отданное сушильным агентом в первом периоде

(постоянной скорости) сушки материала

)ntildetc)(iu(u ecircAumlaeligdivideGQ igravewecirciumlicircecircicircntildeoacuteotilde1

Температурный напор на участке первого периода сушки

)(t

)(t

)t(tt CΔ

igraveecirc

igraveiumleth

ecirciumleth

ln

1

Высота участка трубы соответствующая первому периоду

igraveFΔ36

QH

ograveeth1

1

V

1

Количество теплоты отданное сушильным агентом во втором периоде

(уменьшающейся скорости) сушки материала

])qu(u

)ntildetc)(iu(u))(uc[(c

ecircAumlaeligdivide

GQ

icircecirceth2ecirc

igravew2iumlicirc2ecircigrave22wigraventildeoacuteotildeII

Температурный напор на участке второго периода сушки

)(t

)(t

)(t)(tt CΔ

22

22

igraveecirc

igraveecircII

ln

Высота участка трубы соответствующая второму периоду

QH igrave

FΔ36 ograveethIIV

IIII

Высота участка трубы необходимая для разгона частиц

igrave www

wwwln

www

wwwln

2g

)w(wwH

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2acircegraveograveatildeacircegraveograveeth

где скорость частиц материала в начале разгонного участка wм1=0 скорость

в конце разгонного участка wм2 = 095(wг ndashwвит)

Общая высота пневматической сушильной установки

Hтp = Hp + Hпp+HI + HII м

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной установки

Объемная концентрация частиц материала в трубе

3321 igraveigrave

2L

GG

)ρd(1

)ρ(

igraventildeethntildeatilde

atildeχ

Потери напора при трении газа о стенки трубы

)(λ Iumlagrave2

1D

HΔP

2

1atildeatilde

ograveeth

ograveethograveeth χ

где λтp = 64Re + 0136 Re018 при 23 middot103 lt Re lt 106

Потери напора в местных сопротивлениях (сужениях поворотах) из-за

трения газа

)(ξ Iumlagrave2

1ΔP

2atildeatilde

igrave2 χ

где ζм - коэффициент местного сопротивления табл П10

Статический напор газового потока (вес столба газа)

Iumlagrave g)(ρ ograveethatilde3 Hχ1ΔP

Знак laquo+raquo для восходящего знак laquo-raquo для нисходящего потоков газа для

горизонтального участка ΔP3 = 0

Потери напора при трении материала о стенки трубы

λ Iumlagrave2D

HΔP

2igraveigrave

ograveeth

ograveethograveeth4 χ

Здесь коэффициент сопротивления трению равен

075ograveeth Fr27λ при 2520

D

i

ograveeth

d

λ 075

i

ograveethograveeth Fr

d

05

D425

при 2520

D

i

ograveeth

d

где

i

igrave

dg

w2

Fr критерий Фруда

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке стабилизированного движения частиц

gχρ IumlagraveΔ ntildeograveigrave HP5

где высота участка стабилизации Hcт =Hтp ndash Hp

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке разгона частиц

)ww)(www(w

)ww)(www(wln

ρ

)ρ(ρwP IumlagraveΔ

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

ograveethigrave

igraveatildeigraveacircegraveograve6

F2

G

Средняя производительность трубы-сушилки определяется по формуле

Gм = 05 (G1 + G2) кгч

Динамические потери напора на разгонном участке

)w(w

IumlagraveΔ

ograveeth

igraveigraveigrave

F

GP 12

7

Задавшись условной скоростью газа в сечении циклона (wу = 3 divide 4 мс)

определяем диаметр циклона (табл П11)

ρwπ

igrave

atildeoacute

ntildeatildeouml

3600

4LD

Гидравлическое сопротивление циклона

ρw

ξ Iumlagrave2

Δatildeoacute

oumlouml

2

P

где ξц ndash коэффициент гидравлического сопротивления циклона

Полное гидравлическое сопротивление трубы-сушилки

IumlagraveΔΔΔΔΔΔΔΔΔ oumlPPPPPPPPP 7654321

По найденному полному сопротивлению ΔP и расходу сушильного

агента Lсг производится выбор тягодутьевого оборудования

Мощность тягодутьевой установки

ηρ

Acircograve3600

Δ

aumlatilde

ntildeatilde PLN

где ηд = 065 - КПД тягодутьевой установки

Размеры и конкретный тип дымососа (вентилятора дымоудаления)

выбираются по каталогу тягодутьевого оборудования (см электронное

учебное пособие laquoТепломассообменное оборудование предприятий

(сушильные установки)raquo или табл П12)

Таблица П1

Обозначения физических величин

принятые в настоящем учебно-методическом пособии

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Коэффициент избытка воздуха в топке αт

Коэффициент избытка воздуха в камере смешения αдоп

Объемный коэффициент теплообмена Вт(м3 degС) αv

Расход топлива кгч Bт

Концентрация частиц материала в трубе кгм3 βv

Теплоемкость топлива кДж(кг degС) стл

Теплоемкость сухих топочных газов кДж(кг degС) ссг

Теплоемкость воды кДж(кг degС) сw

Теплоемкость сухого материала кДж(кг degС) см

Теплоемкость водяного пара кДж(кг degС) сп

Влагосодержание наружного воздуха г влаги кг воздуха d о

Влагосодержание газов на выходе из топки г кг dт

Влагосодержание смеси на выходе из камеры смешения гкг dсм

Влагосодержание агента на входе в трубу-сушилку гкг d1

Влагосодержание агента в конце периода прогрева гкг d пр

Влагосодержание агента на выходе из трубы-сушилки гкг d2

Влагосодержание воздуха при φ=100 гкг dм

Среднее влагосодержание газов кгкг dср

Диаметр частиц материала данной фракции мм di

Минимальный диаметр частиц материала мм dч min

Средний диаметр частиц материала мм dч ср

Термовлажностное отношение кДжкг ∆

Производительность по абсолютно сухой массе кгч Gсух

Производительность по влажному материалу кгч G1

Производительность по готовой продукции кгч G2

Масса сухих продуктов сгорания кг дымовых газов кг топлива Gсг

Масса водяных паров кг водяных паров кг топлива Gп

Энтальпия наружного воздуха кДжкг воздуха Iо

Энтальпия газов на выходе из топки кДжкг Iт

Энтальпия смеси на выходе из камеры смешения кДжкг Iсм

Энтальпия агента на входе в трубу-сушилку кДжкг I1

Энтальпия агента в конце периода прогрева кДжкг Iпр

Энтальпия агента на выходе из трубы-сушилки кДжкг I2

Энтальпия пара при 0 degС кДжкг пара iо

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Энтальпия пара кДжкг iп

Энтальпия пара применяемого для дутья кДжкг iпprime

Начальная температура материала degС icirc

Температура смоченного термометра degС igrave

Конечная температура материала degС 2

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного

сгорания кг воздуха кг топлива Lо

Расход сушильного агента кгч Lсг

Расход присадочного воздуха кгч Lв

Расход топочных газов кгч Lт

Коэффициент теплопроводности газа Вт(м degС) λг

Коэффициент полезного действия топки ηт

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха n

Коэффициент кинематической вязкости газа м2с ν г

Низшая теплота сгорания топлива кДжкг Qri

Высшая теплота сгорания топлива кДжкг Qrs

Расход теплоты на прогрев влажного материала кВт Qпр

Удельные потери теплоты кДжкг влаги qокр

Средняя плотность газа кгм3 ρг

Средняя плотность материала кгм3 ρм

Средняя температура сушильного агента degС tср

Температурный напор в период прогрева degС ∆ tпр

Температура топлива degС tтл

Температура газов на выходе из топки degС tт

Температура смеси после камеры смешения degС tсм

Температура сушильного агента после прогрева degС tпр

Температура сушильного агента на выходе из трубы-сушилки degС t2

Начальное влагосодержание материала кг влаги кг сухого материала uо

Критическое влагосодержание материала кгкг uк

Конечное влагосодержание материала кгкг u2

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке мс wг

Скорость витания частиц материала мс wвит

Расход испаряемой влаги кгч М

Начальная относительная влажность материала Wо

Критическая влажность материала Wк

Конечная относительная влажность материала W2

Массовая доля отдельных фракций материала xi

Таблица П2

Исходные данные для расчета пневматической сушильной установки

в

ар

Материал ρ кгм3

См

кДж(кг оС)

Размер мм Влажность G2

тч

Дымовые газы Воздух

Топливо

топлива Схема

α топки доля фракции

Wо Wk W2 t1 t2 t о dо 05 03 02

1 Глина простая 2000 084 1 15 3 22 mdash 15 1 600 100 20 10 мазут 29 А mdash

2 Глина огнеупорная 1800 109 2 3 4 9 mdash 07 2 800 120 10 4 мазут 28 А mdash

3 Известняк 1870 092 05 1 12 5 mdash 01 80 800 110 20 12 уголь 11 Б 115

4 Мел 2000 088 01 03 05 51 mdash 24 20 540 270 10 6 уголь 9 Б 11

5 Песок речной 1500 092 1 15 2 10 mdash 05 75 900 120 20 12 уголь 5 Б 115

6 Руда магнитогорская 3000 078 1 25 4 6 mdash 05 12 730 120 25 12 мазут 28 А mdash

7 Руда марганцевая 3450 078 5 2 1 15 mdash 2 15 120 60 25 12 уголь 7 А mdash

8 Железный колчедан 3300 05 2 1 05 12 mdash 3 2 350 100 15 6 уголь 8 А mdash

9 Сернокислый аммоний 800 14 1 3 2 5 mdash 04 25 120 55 25 12 газ 31 Б 102

10 Сланцы (Лен обл) 1100 134 3 2 1 38 40 28 11 600 100 20 8 сланцы 21 А mdash

11 Уголь каменный 1400 13 1 2 5 9 35 06 12 800 120 25 12 уголь 3 А mdash

12 Уголь бурый (Подмоск) 800 113 2 2 1 47 40 38 16 500 160 20 8 уголь 6 Б 11

13 Торф фрезерный 245 176 2 1 3 48 42 38 12 550 140 10 4 торф 23 А mdash

14 Кузнецкий уголь 1300 11 4 1 2 12 35 07 13 350 88 20 8 уголь 2 А mdash

15 Антрацит штыб 730 109 4 3 1 14 40 5 15 400 120 20 12 уголь 10 А mdash

16 Шлам промывки угля 1200 12 02 05 2 50 40 1 5 750 120 15 6 уголь 1 А mdash

17 Опилки 250 25 4 2 1 45 43 35 13 300 100 20 10 древес 25 А mdash

18 Аммофос 1500 11 4 2 1 12 mdash 15 12 350 110 20 12 уголь 12 А mdash

19 Диаммофос 1700 12 4 2 1 4 mdash 1 14 200 90 10 4 мазут 29 Б 11

20 Суперфосфат 2390 12 1 05 2 22 mdash 3 10 750 80 20 8 мазут 28 А mdash

21 Преципитат 870 113 1 2 1 55 mdash 3 6 550 120 25 8 уголь 4 Б 12

22 Фтористый алюминий 900 15 05 1 03 50 mdash 5 12 750 250 25 12 мазут 28 Б 105

23 Соль поваренная 200 089 1 2 1 6 mdash 1 12 200 85 25 14 газ 32 Б 11

24 Сахарный песок(кукурузн) 600 123 2 1 2 14 mdash 8 14 90 40 20 12 газ 41 Б 101

25 Жом свекловичный 800 16 2 3 1 84 40 30 05 750 100 10 4 газ 39 А mdash

Таблица П3

Cостав и низшая теплота сгорания твердых и жидких топлив

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое топливо (угли)

1 Кузнецкий 120 132 04 586 42 19 97 22860

2 80 143 05 633 44 21 74 25250

3 60 141 06 725 34 17 17 27420

4 90 182 03 615 36 15 59 23570

5 70 146 05 702 30 17 30 25120

6 70 363 07 479 34 14 33 18760

7 70 326 03 519 33 16 33 19850

8 Аркагалинское 190 122 02 513 36 08 129 19090

9 Березовское 330 47 02 442 31 04 144 15660

10 Челябинский 170 324 09 359 26 100 102 13440

11 Подмосковный 321 306 25 243 19 04 82 8670

12 Печорский 55 284 09 555 36 17 44 22020

13 Интинский 115 274 25 458 31 15 82 17540

14 Кизеловский 60 348 53 455 34 08 42 18380

15 Минусинский 140 172 05 529 35 14 105 20100

16 Черемховское 130 270 10 462 34 07 87 17880

17 Букачачинское 80 101 06 672 47 08 86 26040

18 Никольское 60 182 04 596 42 11 105 22990

19 Партизанский 55 340 04 498 32 08 63 19470

20 Нерюнгри 100 198 02 600 31 06 63 22480

Окончание табл П3

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое (вторичное) топливо

21 Сланцы (Ленобласть) 110 482 220 301 387 025 438 7660

22 Сланцы (Эстония) 120 444 227 322 410 010 490 9000

23 Торф фрезерный 485 643 014 255 270 113 156 8120

24 Торф кусковой 458 731 011 268 281 117 160 9250

25 Древесные опилки 400 060 0 303 360 04 251 10200

26 Лигнин (ЛГЗ) 650 115 013 213 192 105 - 6410

27 Лигнин (ЗГЗ) 650 400 008 206 168 864 - 6120

Жидкое топливо (мазут)

28 Малосернистый 30 005 03 847 12 03 40280

29 Сернистый 30 01 14 838 11 05 39730

30 Высокосернистый 30 01 28 830 10 07 38770

Таблица П4

Cостав и теплота сгорания газообразных топлив

топ

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Природные газы

31 Уренгой-Надым-Пунга 987 012 001 lt 001 mdash mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35500 0724

32 Уренгой-Ужгород 989 012 001 001 mdash mdash mdash lt 006 090 mdash mdash mdash 35590 0724

33 Уренгой-Новопсков 989 013 001 lt 001 mdash mdash mdash 008 087 mdash mdash mdash 35590 0723

34 Уренгой-Сургут-Челябинск 982 029 02 009 004 mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35800 0729

35 Надым-Пунга-Свердловск 987 016 008 001 mdash mdash mdash 008 100 mdash mdash mdash 35590 0725

36 ННовгород-Иваново 990 025 004 002 mdash mdash mdash 010 060 mdash mdash mdash 35750 0725

37 Бухара-Урал 942 30 089 039 017 013 mdash 028 090 mdash mdash mdash 37560 0771

38 Средняя Азия-Центр 941 28 073 030 007 002 mdash 100 100 mdash mdash mdash 36760 0771

39 Саратов-Москва 903 28 11 075 034 020 mdash 032 420 mdash mdash mdash 37010 0807

40 Мострансгаз (кольцо) 966 14 04 018 007 003 mdash 015 120 mdash mdash mdash 36300 0747

41 Оренбург-Александров Гай 864 39 172 087 030 007 mdash 001 670 mdash mdash mdash 36800 0828

Попутные газы

42 Каменный Лог-Пермь 387 226 107 27 07 mdash mdash mdash 2380 mdash 080 mdash 42370 1196

43 Ярино-Пермь 380 251 125 33 13 mdash mdash mdash 1870 mdash 110 mdash 46890 1196

44 Кулешовка-Самара 580 172 74 20 05 mdash mdash 080 1360 mdash 050 mdash 41740 1052

45 Безенчук-Чапаевск 427 196 126 51 13 mdash mdash 100 1690 mdash 080 mdash 46980 1196

46 Барса-Гельмес-Вышка 939 34 13 07 02 mdash mdash 040 010 mdash mdash mdash 38100 0778

47 Вход в Краснодар Крымск 912 39 2 09 02 mdash mdash 180 mdash mdash mdash mdash 38270 0810

48 Вознесенская-Грозный 767 132 54 25 22 mdash mdash mdash mdash mdash mdash 47020 0971

49 Тэбук-Сосновка 482 182 119 33 1 mdash mdash 090 1650 mdash mdash mdash 45130 1164

50 Туймазы-Уфа 500 220 98 12 04 mdash mdash mdash 1660 mdash mdash mdash 43040 1095

51 Шкапово-Туймазы 441 220 52 14 03 mdash mdash mdash 2700 mdash mdash mdash 36630 1095

52 Казань-Бугульма 536 228 61 09 02 mdash mdash 020 1580 mdash mdash mdash 40610 1046

Окончание табл П4

т

оп

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Промышленные газы

53 Газ доменных печей 03 mdash mdash mdash mdash mdash 280 105 585 mdash mdash 27 3940 1293

54 Газ коксовых печей 250 20 mdash mdash mdash mdash 700 30 40 10 mdash 580 18000 0468

55 Газ генераторный 19 mdash mdash mdash mdash mdash 203 98 562 02 mdash 109 6200 1121

56 Газ генераторный (из древес) 65 mdash mdash mdash mdash mdash 290 65 469 02 mdash 140 6500 1130

57 Газ пиролиза нефти 410 mdash mdash mdash mdash 430 080 05 02 mdash mdash 140 47500 1100

Примечания

1) Теплоемкость твердого топлива

стл = 0012 Wr + стлcух (1 ndash 001 Wr) кДж(кг degС)

где стлcух ndash теплоемкость сухой массы топлива для бурых углей ndash 113 кДж(кг degС)

для каменных углей - 109 кДж(кг degС) для углей - 092 кДж(кг degС)

Теплоемкость мазута

смаз = 174 + 00025 tмаз кДж(кгdegС) где tмаз = 90divide130degС

Расход пара на форсунки Wп = 03 + 035 кг пара кг топлива при Рнас = 06divide15 МПа

2) Теплоемкость газообразного топлива

010cVntilde iiatildeagraveccedil

где Vi - объем составляющих газообразного топлива

ci- теплоемкость составляющих газообразного топлива кДж(м3 оС)

4NtildeIacutentilde = 157 62IacuteCntilde = 278

83IacuteCntilde = 314 104IacuteCntilde = 424

125IacuteCntilde = 527 146IacuteCntilde = 630 NtildeIcircntilde = 130

2NtildeIcircntilde = 159 2Nntilde = 129

2Icircntilde = 130 S2Iacutec = 152 2Iacutentilde = 128

Таблица П5

Соотношение между единицами давления

Величина Па бар тех атм мм рт ст мм водст

1 Нм2=1 Па 1 10-5 10210-5 7510-3 0102

1 бар 105 1 102 750 102middot104

1 техатм=1кгссм2 981middot10-4 0981 1 7356 104

1 мм ртст 1333 133310-5 13610-3 1 136

1 мм водст=1кгсм 981 98110-5 10-4 735610-2 1

Таблица П6

Теплоемкость и плотность горючих газов

Газ Формула Плотность кгм3 Теплоемкость

кДж(м3 degС)

Метан СН4 0717 155

Этан С2Н6 1342 221

Пропан СзН8 1976 305

Бутан С4Н10 2598 413

Пентан С5Н12 3219 513

Гексан СбН14 384 615

Окись углерода СО 125 129

Углекислый газ СО 2 198 16

Азот N2 125 129

Кислород О2 143 13

Сероводород H2S 1539 151

Водород Н2 009 128

Таблица П7

Напряжение топочного объема для сушильных установок

Топливо qv кВтм3

Доменный газ 230-350

Генераторный газ 230-290

Природный газ 350-460

Мазут 230-350

Торф дрова 230-290

Каменные угли 290-350

Таблица П8

Физические свойства дымовых газов

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па 2NtildeIcircETH = 013 IcircIacute 2

ETH = 011 2NETH = 076

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1295 1042 228 169 158 1220 072

100 0950 1068 313 308 204 2154 069

200 0748 1097 401 489 245 3280 067

300 0617 1122 484 699 282 4581 065

400 0525 1151 570 943 317 6038 064

500 0457 1185 656 1211 348 7630 063

600 0405 1214 742 1509 379 9361 062

700 0363 1239 827 1838 407 1121 061

800 0330 1264 915 2197 434 1318 060

900 0301 1290 1000 2580 459 1525 059

1000 0275 1306 1090 3034 484 1743 058

1100 0257 1323 1175 3455 507 1971 057

1200 0240 1340 1262 3924 530 2210 056

Таблица П9

Физические свойства сухого воздуха

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1293 1005 244 188 172 133 0707

100 0946 1009 321 336 219 231 0688

200 0746 1026 393 514 260 349 0680

300 0615 1047 460 718 297 483 0674

400 0524 1068 521 931 330 631 0678

500 0456 1093 574 1153 362 794 0687

600 0404 1114 622 1383 391 969 0699

700 0362 1135 671 1634 418 1154 0706

800 0329 1156 718 1888 443 1348 0713

900 0301 1172 763 2162 467 1551 0717

1000 0277 1185 807 2459 490 1771 0719

1100 0257 1197 850 2762 512 1993 0722

1200 0240 1210 915 3165 535 2337 0724

Таблица П10

Коэффициенты местных сопротивлений

Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления

Колено

угол

поворота 90deg 120deg 135deg 150deg

ξ 11 055 025 02

Отвод радиусом R угол

поворота 30deg 45deg 60deg 75deg 90deg 105deg 120deg

трубы диаметром D

RD = 15 ξ 008 011 014 016 0175 019 02

RD = 20 ξ 007 010 012 014 015 016 017

Вход в трубу

с острыми краями ξ =05

с закругленными ξ =02

Выход из трубы ξ =1

FminFmax 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09

Внезапное расширение ξ 1 081 064 049 036 025 016 009 004 001

Внезапное сужение ξ 05 047 043 038 033 03 025 02 015 009

Таблица П11

Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗ типа ЦН-15 мм (рис8)

Dц A d d1 d2 H h1 h2 h3 h4 h5 a б б1 l

100 820 60 40 105 492 200 232 60 212 32 66 20 29 90

150 1190 90 60 155 720 300 345 75 297 48 99 30 41 110

200 1560 120 60 160 918 400 458 60 354 48 132 40 52 120

250 1930 150 75 180 1149 500 574 75 444 60 165 50 65 150

300 2300 180 90 210 1377 600 687 90 531 72 198 60 78 180

350 2670 210 105 250 1605 700 800 105 618 84 231 70 91 210

400 3040 240 120 280 1833 800 913 120 705 96 264 80 104 240

450 3410 270 135 310 2031 900 1026 135 792 108 297 90 117 270

500 3780 300 150 325 2289 1000 1139 150 879 120 330 100 130 300

550 4150 330 165 350 2520 1100 1255 165 972 132 363 110 143 330

600 4520 360 180 365 2750 1200 1370 180 1060 144 396 120 156 360

650 4890 390 195 400 2980 1300 1485 195 1146 156 429 130 169 390

700 5260 420 210 410 3210 1400 1600 210 1235 168 462 140 182 420

750 5630 450 225 450 3435 1500 1710 225 1320 180 495 150 195 450

800 6000 480 240 470 3665 1600 1825 240 1405 192 528 160 208 480

Таблица П12

Габаритные размеры вентилятора дымоудаления (дымососа) м

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 15: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

Определение основных параметров топочных газов

Приближенные уравнения определения энтальпии

Энтальпия водяного пара вычисляется по уравнению ЛКРамзина

iumliumliumloiuml ttcii 022500 кДжкг

где io - удельная энтальпия сухого насыщенного пара при 0 degС и нормальном

давлении сп - теплоемкость пара

Энтальпия влажного воздуха или газа определяется по уравнению или

по I-d диаграмме (рис П2-П4)

1000

ooiumloooo

dtcitcI

кДжкг

где со - теплоемкость сухого воздуха (или газа) при температуре to

do - влагосодержание воздуха (или газа) г влаги кг сухого воздуха

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного сгорания

твердого или жидкого топлива

)S0043(O0345H0115CL rrrropo кг воздуха кг топлива

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного сгорания

газообразного топлива

icirc ecircatildeecircatilde2

On

Hm

Cnm12

n4mS

2Iacute044

2Iacute0248NtildeIcirc00179138L

Коэффициент избытка воздуха в топке (только схема А) для твердого

или жидкого топлива

)I1000

dntildeatildentildeatilde(L

)(W

)1000

dntildeatildentildeatilde(

100

rWr9Hntildeatildentildeatilde)

100

rAgraverWr9H(1ηr

s

oo

o

iuml

iuml

iumliuml

o

on

iumlograveeumlograveeuml

ograve

itc

ii

itc

itctcα

IL

Q

o

Ograve

для газообразного топлива коэффициент избытка воздуха в топке

)I1000

di(L

)nm(nm1ηrsQ

oo

ntildeatildentildeatildeo

ntildeatildentildeatilde

iuml

iumlograveeumlograveeuml

ograve

tc

itntildetc

α

HCnm12

n009HC

nm12

n009Ograve

где iumliuml iW ndash масса и энтальпия водяного пара применяемого для дутья или

для распыливания топлива iumli ndash энтальпия водяного пара при температуре

1ttntildeatilde ntildeatildec - средняя массовая теплоёмкость продуктов сгорания при

температуре 1ttntildeatilde (табл П6) При ograveα gt 5 теплоёмкость продуктов

сгорания равна теплоёмкости воздуха Если вы не сжигаете мазут Wп = 0

Масса сухих продуктов сгорания для твёрдого или жидкого топлива

100

rWrH9rAL1G ontildeatilde ograveα

кгкг (таблП1)

Масса сухих продуктов сгорания для газообразного топлива

nmontildeatilde HC

nm12

n009L1 ograveαG кгкг (таблП1)

Масса водяных паров в составе продуктов сгорания для твёрдого или

жидкого топлива

iumloograve

iuml W1000100

W9HG odLα

rr

кгкг (таблП1)

Масса водяных паров в составе продуктов сгорания для сухого

газообразного топлива

1000

dLHC

nm12

n009 oonmiuml

ograveαG

кгкг (таблП1)

Энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки

ecircAumlaeligecircatildeG

ILηQ

ntildeatilde

iumliumlooograveograveeumlograveeumlNtilders

ograve

it WαI Ograve

Влагосодержание продуктов сгорания на выходе из топки

atildeecircatildeG

G1000

ntildeatildeograve

iumld (таблП1)

Коэффициент избытка воздуха дополнительно подаваемого в камеру

смешения (только для схемы Б)

)Id

(L

GGILαηQα

oontildeigrave

ntildeigraveacirco

cigraveiumlntildeigraventildeatildecatildeooograveograveeumlograveeumlrs

aumlicirciuml

1000

itc

itntildetcOgrave

где cigravei ndash энтальпия водяного пара при температуре смеси 1ntildeigrave tt

Энтальпия смеси продуктов сгорания и присадочного воздуха на

выходе из камеры смешения (для схемы Б)

ecircAumlaeligecircatildeLG

I)L(ηQ

icircaumlicirciumlntildeatilde

icircicircograveaumlicirciumlograveeumlograveeumlogravecigrave

α

ααI

tcrs

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха (для

схемы Б)

icirccigrave

cigraveograve

II

IIn

Влагосодержание смеси продуктов сгорания и присадочного воздуха на

выходе из камеры смешения (для схемы Б)

atildeecircatilde1 n

dndd icircograve

cigrave

(таблП1)

Определение основных параметров сушильного агента в процессе сушки

материала (по I-d диаграмме)

Температура материала на выходе из сушилки при 2kicirc uuu

ecircecircigraveigrave )uu)(u(t 222 ordmС

Температура материала на выходе из сушилки при icircecirc uu

icircicircigraveigrave )uu)(u(t 222 ordmС

Температура материала на выходе из сушилки при ecirc2 uu (или ecircu ndash

отсутствует)

igrave2 ordmС

На I-d диаграмме ставим точку на пересечении линий 1IIograve и

1ograve dd (для схемы А) и ntildeigraveI и ntildeigraved (для схемы Б) Точка лежит на вершине

угла образованного линиями I = const и d = const Из вершины проводим луч

процесса (примерно по биссектрисе) до линии =100 и определяем

температуру в точке пересечения Она примерно совпадает по значению с

температурой смоченного термометра igrave (рис 10)

Рис 10 Схема определения температуры смоченного термометра

по I-d диаграмме

Удельный расход теплоты на испарение влаги

)ntildentilde(iq ecircAumlaeligecircatildeicircw2iumlicircegraventildeiuml t

Удельный расход теплоты на нагрев материала

ecircAumlaeligecircatilde uu

)()untilde(ntildeq

2icirc

icirc22wigraveiacuteagraveatilde

Удельные потери теплоты в окружающую среду от 10 до 12

ecircAumlaeligecircatilde )q012)(q(01q iacuteagraveatildeegraventildeiumlicircecirceth

Термовлажностное отношение или угловой коэффициент процесса

icircecirceth2icirc

igrave2w2igraveicircwicircicircecircethiacuteagraveatildeicircw q

)u(u

)ntildeu(ntilde)ntildeu(ntilde)q(qntildeΔ

кДжкг

Энтальпия сушильного агента на выходе из сушильной установки

ecircAumlaeligecircatilde )(Δ

))(IΔd

I2iumlicirc

2iumlicircacirc

tntildei

tntildeitntilde 11

22

21000

где I1 = Iт и d1= dт (для схемы А) I1 = Iсм и d1= dсм (для схемы Б)

2acircntilde - теплоёмкость сушильного агента равная теплоёмкости воздуха при

температуре t2 на выходе из сушильной установки

Влагосодержание сушильного агента на выходе из сушильной

установки

Δ

)I(Idd atildeecircatilde 12

12

1000

Порядок построения процессов изменения состояния сушильного

агента на I-d диаграмме

Сначала на I-d диаграмму наносится точка 0 соответствующая

параметрам наружного воздуха Далее по рассчитанным энтальпии Iт и

влагосодержанию dт строится точка Т (см рис 11аб) соответствующая

параметрам топочных газов на выходе из топки Точка С (для схемы Б)

соответствующая параметрам смеси на выходе из камеры смешения лежит

на прямой соединяющей 0 и Т

а б

Рис11 Изменение параметров сушильного агента на I-d диаграмме

для схем А и Б на схеме следующие обозначения

1 - топка 2 - камера смешения 3 - сушильная камера 4 - дымосос

5 - уходящие газы

Из точки 1 с координатами I1 d1 или Iсм dсм проводим прямую до

пересечения с заданной изотермой t2 Точке пересечения 2 соответствуют

искомые координаты I2 d2

Линия соединяющая точки 1 и 2 является линией действительного

процесса сушки

Процесс сушки влажного материала в трубе-сушилке является

нестационарным те протекает при переменной температуре как

сушильного агента так и материала (рис 12б) Для большей точности

процесс 1-2 заменяется суммой элементарных процессов прогрева периода

постоянной и периода уменьшающейся скорости сушки для которых легко

могут быть определены температуры материала и сушильного агента

а б

Рис 12 Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии всех периодов сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Энтальпия температура и влагосодержание сушильного агента

определяются по I-d диаграмме в характерных точках начала (окончания)

каждого элементарного процесса

Приращение влагосодержания сушильного агента в первом периоде

сушки (при отсутствии первого периода 0dΔ )

atildeecircatilde )(

)d)(d(d

1000Δ

2

12`

uu

uu

icirc

ecircicirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце периода прогрева (в точке П

рис 12а)

qd)(

))(u)(d(dII ecircAumlaeligecircatilde

1000icircecirceth

icirc

icircigraveicircwigraveiumleth Δ

2

121

uu

cc

Температура сушильного агента в конце периода прогрева

d

dIC

1000

1000

1

1

nacirc

icirciumlethiumleth

cc

it

Влагосодержание сушильного агента в конце первого периода

(в критической точке К рис 12а)

)u(u

)d)(du(udd atildeecircatilde

2

121

icirc

ecircicircecirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

)u(u

)d)(du(ucI

)d(dcII ecircAumlaeligecircatilde

100010002

121

icirc

kicircwigraveiumleth

ecircwigraveiumlethecirc

Температура сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

C dntildentilde

diI

1000

1000

ecircnacirc

kicircecircecirct

В том случае когда отсутствует один из периодов сушки процесс на I-d

диаграмме термограмма и кинетическая кривая упрощаются (рис 1314)

Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива

Расход сушильного агента для схем

А) igrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Б)

ntildeigrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Расход присадочного воздуха для схемы (Б)

n1

nLL ntildeatilde

acirc

кгч

Расход топочных газов для схемы (Б)

n1

LL ntildeatilde

ograve

кгч

Часовой расход топлива для схем

А) G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve Б) ecircatildedivide

n)(1G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve

Объем топочной камеры для получения сушильного агента

igrave 3600

QBV 3

v

rsograve

ograveq

Напряжение топочного объема принимается в зависимости от способа

сжигания и вида топлива (таблП7)

а б

Рис 13Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и первого периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

а б

Рис 14Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и второго периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена

Температура tср влагосодержание dср плотность ρг

ecircatildeecircatilde dd

dCtt

t100022

2121ntildeethntildeeth

(таблП1)

ecircatildeigrave )d)(t(

)d(3

ntildeethntildeeth

ntildeethicircatilde

622273

1622273ρρ

где icircρ =1293 кгм3

Значения νг и λг сушильного агента принимаются по температуре

t = tср (табл П8 П9)

Средние значения влагосодержания uср и плотности ρм сушимого

материала

uu

u ecircatildeecircatilde 2

2icircntildeeth

(таблП1) )u(ρρ 3

ecircatildeigrave1 ntildeethigraveigraveicirc

Скорость витания частиц в трубе-сушилке определяется для каждой

фракции

ρζ

)ρ(ρgdw igraventilde

3

4

atildeacircegraveograve

atildeigraveiiacircegraveograve

где acircegraveograveζ - коэффициент лобового сопротивления частиц при

1 le Re le 30 Re98acircegraveograveζ

30 lt Re lt 400 ζ 02354Reacircegraveograve

400 lt Re lt 5500 11acircegraveograveζ

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке принимаем на 12 мс

больше скорости витания частицы имеющей максимальный размер

ww 21maxacircegraveograveatilde

Сечение трубы-сушилки

2

igrave3600

ρw

Fatildeatilde

ntildeatildeograveeth

L

Диаметр трубы-сушилки (если она круглого сечения)

π

igraveograveeth

ograveeth

4FD

Концентрация частиц материала в трубе-сушилке

ecircatildeigrave )w(w

)(ββ 3

ograveethacircegraveograve2

iiVV

Fi

36002

GG3K 21

x

где ix ndashмассовая доля i фракции К ndash коэффициент при

Dтp lt 025 м rarr К= 077

Dтp = 025 divide 10 м rarr К = 068

Удельная поверхность частиц отдельной фракции

ρd

βf 32

igraveigrave6

igravei

iv

ioacuteauml

Коэффициент конвективного теплообмена при

20iacircegraveograve

Re rarr d

λα CigraveAcircograve

2 2

i

atildei

20 lt i

acircegraveograveRe lt 480 rarr CigraveAcircograve

01862

08

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

480 lt i

acircegraveograveRe lt 2000 rarr

CigraveAcircograve

1142

05

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

Критерий Рейнольдса при скорости витания

atilde

iacircegraveograve

acircegraveograve ν

dwRe i

i

Объемный коэффициент теплообмена

NtildeigraveAcircograve 3

ioacuteaumliv fαα

Расчет высоты трубы-сушилки по участкам

Количество теплоты отданное сушильным агентом в период прогрева

материала (при ик gt ио величина (ио ndash ик) qokp = 0)

ecircAumlaeligdivide])qu(u))(uc[(c icircecircethecircicircicircigraveicircwigravecyxiumlp GQ

Температурный напор на участке прогрева

)(t

)(tln

)(t)(tt

igraveiumlp

icirc1

igraveiumlpicirciumlp

1

Высота участка трубы соответствующая периоду прогрева

Δtα

QH igrave

36 ograveethiumlethv

iumlpiumleth

F

Высота трубы-сушилки зависит от того в каком периоде заканчивается

процесс сушки

При u0 gt uк gt u2 имеют место все три интервала сушки прогрев первый

и второй период сушки (см рис12б)

В случае когда u2 gt uк (или uк - отсутствует) процесс заканчивается в

первом периоде (или материал содержит только поверхностную влагу и

второй период отсутствует)

Тогда температурные напоры будут рассчитываться только для

прогрева и первого периода сушки (см рис 13б)

В случае когда uк gt u2 досушивается материал в котором осталась

только внутренняя влага Температурные напоры будут рассчитываться

только для прогрева и второго периода сушки (см рис14б)

Количество теплоты отданное сушильным агентом в первом периоде

(постоянной скорости) сушки материала

)ntildetc)(iu(u ecircAumlaeligdivideGQ igravewecirciumlicircecircicircntildeoacuteotilde1

Температурный напор на участке первого периода сушки

)(t

)(t

)t(tt CΔ

igraveecirc

igraveiumleth

ecirciumleth

ln

1

Высота участка трубы соответствующая первому периоду

igraveFΔ36

QH

ograveeth1

1

V

1

Количество теплоты отданное сушильным агентом во втором периоде

(уменьшающейся скорости) сушки материала

])qu(u

)ntildetc)(iu(u))(uc[(c

ecircAumlaeligdivide

GQ

icircecirceth2ecirc

igravew2iumlicirc2ecircigrave22wigraventildeoacuteotildeII

Температурный напор на участке второго периода сушки

)(t

)(t

)(t)(tt CΔ

22

22

igraveecirc

igraveecircII

ln

Высота участка трубы соответствующая второму периоду

QH igrave

FΔ36 ograveethIIV

IIII

Высота участка трубы необходимая для разгона частиц

igrave www

wwwln

www

wwwln

2g

)w(wwH

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2acircegraveograveatildeacircegraveograveeth

где скорость частиц материала в начале разгонного участка wм1=0 скорость

в конце разгонного участка wм2 = 095(wг ndashwвит)

Общая высота пневматической сушильной установки

Hтp = Hp + Hпp+HI + HII м

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной установки

Объемная концентрация частиц материала в трубе

3321 igraveigrave

2L

GG

)ρd(1

)ρ(

igraventildeethntildeatilde

atildeχ

Потери напора при трении газа о стенки трубы

)(λ Iumlagrave2

1D

HΔP

2

1atildeatilde

ograveeth

ograveethograveeth χ

где λтp = 64Re + 0136 Re018 при 23 middot103 lt Re lt 106

Потери напора в местных сопротивлениях (сужениях поворотах) из-за

трения газа

)(ξ Iumlagrave2

1ΔP

2atildeatilde

igrave2 χ

где ζм - коэффициент местного сопротивления табл П10

Статический напор газового потока (вес столба газа)

Iumlagrave g)(ρ ograveethatilde3 Hχ1ΔP

Знак laquo+raquo для восходящего знак laquo-raquo для нисходящего потоков газа для

горизонтального участка ΔP3 = 0

Потери напора при трении материала о стенки трубы

λ Iumlagrave2D

HΔP

2igraveigrave

ograveeth

ograveethograveeth4 χ

Здесь коэффициент сопротивления трению равен

075ograveeth Fr27λ при 2520

D

i

ograveeth

d

λ 075

i

ograveethograveeth Fr

d

05

D425

при 2520

D

i

ograveeth

d

где

i

igrave

dg

w2

Fr критерий Фруда

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке стабилизированного движения частиц

gχρ IumlagraveΔ ntildeograveigrave HP5

где высота участка стабилизации Hcт =Hтp ndash Hp

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке разгона частиц

)ww)(www(w

)ww)(www(wln

ρ

)ρ(ρwP IumlagraveΔ

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

ograveethigrave

igraveatildeigraveacircegraveograve6

F2

G

Средняя производительность трубы-сушилки определяется по формуле

Gм = 05 (G1 + G2) кгч

Динамические потери напора на разгонном участке

)w(w

IumlagraveΔ

ograveeth

igraveigraveigrave

F

GP 12

7

Задавшись условной скоростью газа в сечении циклона (wу = 3 divide 4 мс)

определяем диаметр циклона (табл П11)

ρwπ

igrave

atildeoacute

ntildeatildeouml

3600

4LD

Гидравлическое сопротивление циклона

ρw

ξ Iumlagrave2

Δatildeoacute

oumlouml

2

P

где ξц ndash коэффициент гидравлического сопротивления циклона

Полное гидравлическое сопротивление трубы-сушилки

IumlagraveΔΔΔΔΔΔΔΔΔ oumlPPPPPPPPP 7654321

По найденному полному сопротивлению ΔP и расходу сушильного

агента Lсг производится выбор тягодутьевого оборудования

Мощность тягодутьевой установки

ηρ

Acircograve3600

Δ

aumlatilde

ntildeatilde PLN

где ηд = 065 - КПД тягодутьевой установки

Размеры и конкретный тип дымососа (вентилятора дымоудаления)

выбираются по каталогу тягодутьевого оборудования (см электронное

учебное пособие laquoТепломассообменное оборудование предприятий

(сушильные установки)raquo или табл П12)

Таблица П1

Обозначения физических величин

принятые в настоящем учебно-методическом пособии

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Коэффициент избытка воздуха в топке αт

Коэффициент избытка воздуха в камере смешения αдоп

Объемный коэффициент теплообмена Вт(м3 degС) αv

Расход топлива кгч Bт

Концентрация частиц материала в трубе кгм3 βv

Теплоемкость топлива кДж(кг degС) стл

Теплоемкость сухих топочных газов кДж(кг degС) ссг

Теплоемкость воды кДж(кг degС) сw

Теплоемкость сухого материала кДж(кг degС) см

Теплоемкость водяного пара кДж(кг degС) сп

Влагосодержание наружного воздуха г влаги кг воздуха d о

Влагосодержание газов на выходе из топки г кг dт

Влагосодержание смеси на выходе из камеры смешения гкг dсм

Влагосодержание агента на входе в трубу-сушилку гкг d1

Влагосодержание агента в конце периода прогрева гкг d пр

Влагосодержание агента на выходе из трубы-сушилки гкг d2

Влагосодержание воздуха при φ=100 гкг dм

Среднее влагосодержание газов кгкг dср

Диаметр частиц материала данной фракции мм di

Минимальный диаметр частиц материала мм dч min

Средний диаметр частиц материала мм dч ср

Термовлажностное отношение кДжкг ∆

Производительность по абсолютно сухой массе кгч Gсух

Производительность по влажному материалу кгч G1

Производительность по готовой продукции кгч G2

Масса сухих продуктов сгорания кг дымовых газов кг топлива Gсг

Масса водяных паров кг водяных паров кг топлива Gп

Энтальпия наружного воздуха кДжкг воздуха Iо

Энтальпия газов на выходе из топки кДжкг Iт

Энтальпия смеси на выходе из камеры смешения кДжкг Iсм

Энтальпия агента на входе в трубу-сушилку кДжкг I1

Энтальпия агента в конце периода прогрева кДжкг Iпр

Энтальпия агента на выходе из трубы-сушилки кДжкг I2

Энтальпия пара при 0 degС кДжкг пара iо

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Энтальпия пара кДжкг iп

Энтальпия пара применяемого для дутья кДжкг iпprime

Начальная температура материала degС icirc

Температура смоченного термометра degС igrave

Конечная температура материала degС 2

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного

сгорания кг воздуха кг топлива Lо

Расход сушильного агента кгч Lсг

Расход присадочного воздуха кгч Lв

Расход топочных газов кгч Lт

Коэффициент теплопроводности газа Вт(м degС) λг

Коэффициент полезного действия топки ηт

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха n

Коэффициент кинематической вязкости газа м2с ν г

Низшая теплота сгорания топлива кДжкг Qri

Высшая теплота сгорания топлива кДжкг Qrs

Расход теплоты на прогрев влажного материала кВт Qпр

Удельные потери теплоты кДжкг влаги qокр

Средняя плотность газа кгм3 ρг

Средняя плотность материала кгм3 ρм

Средняя температура сушильного агента degС tср

Температурный напор в период прогрева degС ∆ tпр

Температура топлива degС tтл

Температура газов на выходе из топки degС tт

Температура смеси после камеры смешения degС tсм

Температура сушильного агента после прогрева degС tпр

Температура сушильного агента на выходе из трубы-сушилки degС t2

Начальное влагосодержание материала кг влаги кг сухого материала uо

Критическое влагосодержание материала кгкг uк

Конечное влагосодержание материала кгкг u2

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке мс wг

Скорость витания частиц материала мс wвит

Расход испаряемой влаги кгч М

Начальная относительная влажность материала Wо

Критическая влажность материала Wк

Конечная относительная влажность материала W2

Массовая доля отдельных фракций материала xi

Таблица П2

Исходные данные для расчета пневматической сушильной установки

в

ар

Материал ρ кгм3

См

кДж(кг оС)

Размер мм Влажность G2

тч

Дымовые газы Воздух

Топливо

топлива Схема

α топки доля фракции

Wо Wk W2 t1 t2 t о dо 05 03 02

1 Глина простая 2000 084 1 15 3 22 mdash 15 1 600 100 20 10 мазут 29 А mdash

2 Глина огнеупорная 1800 109 2 3 4 9 mdash 07 2 800 120 10 4 мазут 28 А mdash

3 Известняк 1870 092 05 1 12 5 mdash 01 80 800 110 20 12 уголь 11 Б 115

4 Мел 2000 088 01 03 05 51 mdash 24 20 540 270 10 6 уголь 9 Б 11

5 Песок речной 1500 092 1 15 2 10 mdash 05 75 900 120 20 12 уголь 5 Б 115

6 Руда магнитогорская 3000 078 1 25 4 6 mdash 05 12 730 120 25 12 мазут 28 А mdash

7 Руда марганцевая 3450 078 5 2 1 15 mdash 2 15 120 60 25 12 уголь 7 А mdash

8 Железный колчедан 3300 05 2 1 05 12 mdash 3 2 350 100 15 6 уголь 8 А mdash

9 Сернокислый аммоний 800 14 1 3 2 5 mdash 04 25 120 55 25 12 газ 31 Б 102

10 Сланцы (Лен обл) 1100 134 3 2 1 38 40 28 11 600 100 20 8 сланцы 21 А mdash

11 Уголь каменный 1400 13 1 2 5 9 35 06 12 800 120 25 12 уголь 3 А mdash

12 Уголь бурый (Подмоск) 800 113 2 2 1 47 40 38 16 500 160 20 8 уголь 6 Б 11

13 Торф фрезерный 245 176 2 1 3 48 42 38 12 550 140 10 4 торф 23 А mdash

14 Кузнецкий уголь 1300 11 4 1 2 12 35 07 13 350 88 20 8 уголь 2 А mdash

15 Антрацит штыб 730 109 4 3 1 14 40 5 15 400 120 20 12 уголь 10 А mdash

16 Шлам промывки угля 1200 12 02 05 2 50 40 1 5 750 120 15 6 уголь 1 А mdash

17 Опилки 250 25 4 2 1 45 43 35 13 300 100 20 10 древес 25 А mdash

18 Аммофос 1500 11 4 2 1 12 mdash 15 12 350 110 20 12 уголь 12 А mdash

19 Диаммофос 1700 12 4 2 1 4 mdash 1 14 200 90 10 4 мазут 29 Б 11

20 Суперфосфат 2390 12 1 05 2 22 mdash 3 10 750 80 20 8 мазут 28 А mdash

21 Преципитат 870 113 1 2 1 55 mdash 3 6 550 120 25 8 уголь 4 Б 12

22 Фтористый алюминий 900 15 05 1 03 50 mdash 5 12 750 250 25 12 мазут 28 Б 105

23 Соль поваренная 200 089 1 2 1 6 mdash 1 12 200 85 25 14 газ 32 Б 11

24 Сахарный песок(кукурузн) 600 123 2 1 2 14 mdash 8 14 90 40 20 12 газ 41 Б 101

25 Жом свекловичный 800 16 2 3 1 84 40 30 05 750 100 10 4 газ 39 А mdash

Таблица П3

Cостав и низшая теплота сгорания твердых и жидких топлив

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое топливо (угли)

1 Кузнецкий 120 132 04 586 42 19 97 22860

2 80 143 05 633 44 21 74 25250

3 60 141 06 725 34 17 17 27420

4 90 182 03 615 36 15 59 23570

5 70 146 05 702 30 17 30 25120

6 70 363 07 479 34 14 33 18760

7 70 326 03 519 33 16 33 19850

8 Аркагалинское 190 122 02 513 36 08 129 19090

9 Березовское 330 47 02 442 31 04 144 15660

10 Челябинский 170 324 09 359 26 100 102 13440

11 Подмосковный 321 306 25 243 19 04 82 8670

12 Печорский 55 284 09 555 36 17 44 22020

13 Интинский 115 274 25 458 31 15 82 17540

14 Кизеловский 60 348 53 455 34 08 42 18380

15 Минусинский 140 172 05 529 35 14 105 20100

16 Черемховское 130 270 10 462 34 07 87 17880

17 Букачачинское 80 101 06 672 47 08 86 26040

18 Никольское 60 182 04 596 42 11 105 22990

19 Партизанский 55 340 04 498 32 08 63 19470

20 Нерюнгри 100 198 02 600 31 06 63 22480

Окончание табл П3

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое (вторичное) топливо

21 Сланцы (Ленобласть) 110 482 220 301 387 025 438 7660

22 Сланцы (Эстония) 120 444 227 322 410 010 490 9000

23 Торф фрезерный 485 643 014 255 270 113 156 8120

24 Торф кусковой 458 731 011 268 281 117 160 9250

25 Древесные опилки 400 060 0 303 360 04 251 10200

26 Лигнин (ЛГЗ) 650 115 013 213 192 105 - 6410

27 Лигнин (ЗГЗ) 650 400 008 206 168 864 - 6120

Жидкое топливо (мазут)

28 Малосернистый 30 005 03 847 12 03 40280

29 Сернистый 30 01 14 838 11 05 39730

30 Высокосернистый 30 01 28 830 10 07 38770

Таблица П4

Cостав и теплота сгорания газообразных топлив

топ

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Природные газы

31 Уренгой-Надым-Пунга 987 012 001 lt 001 mdash mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35500 0724

32 Уренгой-Ужгород 989 012 001 001 mdash mdash mdash lt 006 090 mdash mdash mdash 35590 0724

33 Уренгой-Новопсков 989 013 001 lt 001 mdash mdash mdash 008 087 mdash mdash mdash 35590 0723

34 Уренгой-Сургут-Челябинск 982 029 02 009 004 mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35800 0729

35 Надым-Пунга-Свердловск 987 016 008 001 mdash mdash mdash 008 100 mdash mdash mdash 35590 0725

36 ННовгород-Иваново 990 025 004 002 mdash mdash mdash 010 060 mdash mdash mdash 35750 0725

37 Бухара-Урал 942 30 089 039 017 013 mdash 028 090 mdash mdash mdash 37560 0771

38 Средняя Азия-Центр 941 28 073 030 007 002 mdash 100 100 mdash mdash mdash 36760 0771

39 Саратов-Москва 903 28 11 075 034 020 mdash 032 420 mdash mdash mdash 37010 0807

40 Мострансгаз (кольцо) 966 14 04 018 007 003 mdash 015 120 mdash mdash mdash 36300 0747

41 Оренбург-Александров Гай 864 39 172 087 030 007 mdash 001 670 mdash mdash mdash 36800 0828

Попутные газы

42 Каменный Лог-Пермь 387 226 107 27 07 mdash mdash mdash 2380 mdash 080 mdash 42370 1196

43 Ярино-Пермь 380 251 125 33 13 mdash mdash mdash 1870 mdash 110 mdash 46890 1196

44 Кулешовка-Самара 580 172 74 20 05 mdash mdash 080 1360 mdash 050 mdash 41740 1052

45 Безенчук-Чапаевск 427 196 126 51 13 mdash mdash 100 1690 mdash 080 mdash 46980 1196

46 Барса-Гельмес-Вышка 939 34 13 07 02 mdash mdash 040 010 mdash mdash mdash 38100 0778

47 Вход в Краснодар Крымск 912 39 2 09 02 mdash mdash 180 mdash mdash mdash mdash 38270 0810

48 Вознесенская-Грозный 767 132 54 25 22 mdash mdash mdash mdash mdash mdash 47020 0971

49 Тэбук-Сосновка 482 182 119 33 1 mdash mdash 090 1650 mdash mdash mdash 45130 1164

50 Туймазы-Уфа 500 220 98 12 04 mdash mdash mdash 1660 mdash mdash mdash 43040 1095

51 Шкапово-Туймазы 441 220 52 14 03 mdash mdash mdash 2700 mdash mdash mdash 36630 1095

52 Казань-Бугульма 536 228 61 09 02 mdash mdash 020 1580 mdash mdash mdash 40610 1046

Окончание табл П4

т

оп

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Промышленные газы

53 Газ доменных печей 03 mdash mdash mdash mdash mdash 280 105 585 mdash mdash 27 3940 1293

54 Газ коксовых печей 250 20 mdash mdash mdash mdash 700 30 40 10 mdash 580 18000 0468

55 Газ генераторный 19 mdash mdash mdash mdash mdash 203 98 562 02 mdash 109 6200 1121

56 Газ генераторный (из древес) 65 mdash mdash mdash mdash mdash 290 65 469 02 mdash 140 6500 1130

57 Газ пиролиза нефти 410 mdash mdash mdash mdash 430 080 05 02 mdash mdash 140 47500 1100

Примечания

1) Теплоемкость твердого топлива

стл = 0012 Wr + стлcух (1 ndash 001 Wr) кДж(кг degС)

где стлcух ndash теплоемкость сухой массы топлива для бурых углей ndash 113 кДж(кг degС)

для каменных углей - 109 кДж(кг degС) для углей - 092 кДж(кг degС)

Теплоемкость мазута

смаз = 174 + 00025 tмаз кДж(кгdegС) где tмаз = 90divide130degС

Расход пара на форсунки Wп = 03 + 035 кг пара кг топлива при Рнас = 06divide15 МПа

2) Теплоемкость газообразного топлива

010cVntilde iiatildeagraveccedil

где Vi - объем составляющих газообразного топлива

ci- теплоемкость составляющих газообразного топлива кДж(м3 оС)

4NtildeIacutentilde = 157 62IacuteCntilde = 278

83IacuteCntilde = 314 104IacuteCntilde = 424

125IacuteCntilde = 527 146IacuteCntilde = 630 NtildeIcircntilde = 130

2NtildeIcircntilde = 159 2Nntilde = 129

2Icircntilde = 130 S2Iacutec = 152 2Iacutentilde = 128

Таблица П5

Соотношение между единицами давления

Величина Па бар тех атм мм рт ст мм водст

1 Нм2=1 Па 1 10-5 10210-5 7510-3 0102

1 бар 105 1 102 750 102middot104

1 техатм=1кгссм2 981middot10-4 0981 1 7356 104

1 мм ртст 1333 133310-5 13610-3 1 136

1 мм водст=1кгсм 981 98110-5 10-4 735610-2 1

Таблица П6

Теплоемкость и плотность горючих газов

Газ Формула Плотность кгм3 Теплоемкость

кДж(м3 degС)

Метан СН4 0717 155

Этан С2Н6 1342 221

Пропан СзН8 1976 305

Бутан С4Н10 2598 413

Пентан С5Н12 3219 513

Гексан СбН14 384 615

Окись углерода СО 125 129

Углекислый газ СО 2 198 16

Азот N2 125 129

Кислород О2 143 13

Сероводород H2S 1539 151

Водород Н2 009 128

Таблица П7

Напряжение топочного объема для сушильных установок

Топливо qv кВтм3

Доменный газ 230-350

Генераторный газ 230-290

Природный газ 350-460

Мазут 230-350

Торф дрова 230-290

Каменные угли 290-350

Таблица П8

Физические свойства дымовых газов

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па 2NtildeIcircETH = 013 IcircIacute 2

ETH = 011 2NETH = 076

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1295 1042 228 169 158 1220 072

100 0950 1068 313 308 204 2154 069

200 0748 1097 401 489 245 3280 067

300 0617 1122 484 699 282 4581 065

400 0525 1151 570 943 317 6038 064

500 0457 1185 656 1211 348 7630 063

600 0405 1214 742 1509 379 9361 062

700 0363 1239 827 1838 407 1121 061

800 0330 1264 915 2197 434 1318 060

900 0301 1290 1000 2580 459 1525 059

1000 0275 1306 1090 3034 484 1743 058

1100 0257 1323 1175 3455 507 1971 057

1200 0240 1340 1262 3924 530 2210 056

Таблица П9

Физические свойства сухого воздуха

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1293 1005 244 188 172 133 0707

100 0946 1009 321 336 219 231 0688

200 0746 1026 393 514 260 349 0680

300 0615 1047 460 718 297 483 0674

400 0524 1068 521 931 330 631 0678

500 0456 1093 574 1153 362 794 0687

600 0404 1114 622 1383 391 969 0699

700 0362 1135 671 1634 418 1154 0706

800 0329 1156 718 1888 443 1348 0713

900 0301 1172 763 2162 467 1551 0717

1000 0277 1185 807 2459 490 1771 0719

1100 0257 1197 850 2762 512 1993 0722

1200 0240 1210 915 3165 535 2337 0724

Таблица П10

Коэффициенты местных сопротивлений

Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления

Колено

угол

поворота 90deg 120deg 135deg 150deg

ξ 11 055 025 02

Отвод радиусом R угол

поворота 30deg 45deg 60deg 75deg 90deg 105deg 120deg

трубы диаметром D

RD = 15 ξ 008 011 014 016 0175 019 02

RD = 20 ξ 007 010 012 014 015 016 017

Вход в трубу

с острыми краями ξ =05

с закругленными ξ =02

Выход из трубы ξ =1

FminFmax 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09

Внезапное расширение ξ 1 081 064 049 036 025 016 009 004 001

Внезапное сужение ξ 05 047 043 038 033 03 025 02 015 009

Таблица П11

Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗ типа ЦН-15 мм (рис8)

Dц A d d1 d2 H h1 h2 h3 h4 h5 a б б1 l

100 820 60 40 105 492 200 232 60 212 32 66 20 29 90

150 1190 90 60 155 720 300 345 75 297 48 99 30 41 110

200 1560 120 60 160 918 400 458 60 354 48 132 40 52 120

250 1930 150 75 180 1149 500 574 75 444 60 165 50 65 150

300 2300 180 90 210 1377 600 687 90 531 72 198 60 78 180

350 2670 210 105 250 1605 700 800 105 618 84 231 70 91 210

400 3040 240 120 280 1833 800 913 120 705 96 264 80 104 240

450 3410 270 135 310 2031 900 1026 135 792 108 297 90 117 270

500 3780 300 150 325 2289 1000 1139 150 879 120 330 100 130 300

550 4150 330 165 350 2520 1100 1255 165 972 132 363 110 143 330

600 4520 360 180 365 2750 1200 1370 180 1060 144 396 120 156 360

650 4890 390 195 400 2980 1300 1485 195 1146 156 429 130 169 390

700 5260 420 210 410 3210 1400 1600 210 1235 168 462 140 182 420

750 5630 450 225 450 3435 1500 1710 225 1320 180 495 150 195 450

800 6000 480 240 470 3665 1600 1825 240 1405 192 528 160 208 480

Таблица П12

Габаритные размеры вентилятора дымоудаления (дымососа) м

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 16: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

для газообразного топлива коэффициент избытка воздуха в топке

)I1000

di(L

)nm(nm1ηrsQ

oo

ntildeatildentildeatildeo

ntildeatildentildeatilde

iuml

iumlograveeumlograveeuml

ograve

tc

itntildetc

α

HCnm12

n009HC

nm12

n009Ograve

где iumliuml iW ndash масса и энтальпия водяного пара применяемого для дутья или

для распыливания топлива iumli ndash энтальпия водяного пара при температуре

1ttntildeatilde ntildeatildec - средняя массовая теплоёмкость продуктов сгорания при

температуре 1ttntildeatilde (табл П6) При ograveα gt 5 теплоёмкость продуктов

сгорания равна теплоёмкости воздуха Если вы не сжигаете мазут Wп = 0

Масса сухих продуктов сгорания для твёрдого или жидкого топлива

100

rWrH9rAL1G ontildeatilde ograveα

кгкг (таблП1)

Масса сухих продуктов сгорания для газообразного топлива

nmontildeatilde HC

nm12

n009L1 ograveαG кгкг (таблП1)

Масса водяных паров в составе продуктов сгорания для твёрдого или

жидкого топлива

iumloograve

iuml W1000100

W9HG odLα

rr

кгкг (таблП1)

Масса водяных паров в составе продуктов сгорания для сухого

газообразного топлива

1000

dLHC

nm12

n009 oonmiuml

ograveαG

кгкг (таблП1)

Энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки

ecircAumlaeligecircatildeG

ILηQ

ntildeatilde

iumliumlooograveograveeumlograveeumlNtilders

ograve

it WαI Ograve

Влагосодержание продуктов сгорания на выходе из топки

atildeecircatildeG

G1000

ntildeatildeograve

iumld (таблП1)

Коэффициент избытка воздуха дополнительно подаваемого в камеру

смешения (только для схемы Б)

)Id

(L

GGILαηQα

oontildeigrave

ntildeigraveacirco

cigraveiumlntildeigraventildeatildecatildeooograveograveeumlograveeumlrs

aumlicirciuml

1000

itc

itntildetcOgrave

где cigravei ndash энтальпия водяного пара при температуре смеси 1ntildeigrave tt

Энтальпия смеси продуктов сгорания и присадочного воздуха на

выходе из камеры смешения (для схемы Б)

ecircAumlaeligecircatildeLG

I)L(ηQ

icircaumlicirciumlntildeatilde

icircicircograveaumlicirciumlograveeumlograveeumlogravecigrave

α

ααI

tcrs

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха (для

схемы Б)

icirccigrave

cigraveograve

II

IIn

Влагосодержание смеси продуктов сгорания и присадочного воздуха на

выходе из камеры смешения (для схемы Б)

atildeecircatilde1 n

dndd icircograve

cigrave

(таблП1)

Определение основных параметров сушильного агента в процессе сушки

материала (по I-d диаграмме)

Температура материала на выходе из сушилки при 2kicirc uuu

ecircecircigraveigrave )uu)(u(t 222 ordmС

Температура материала на выходе из сушилки при icircecirc uu

icircicircigraveigrave )uu)(u(t 222 ordmС

Температура материала на выходе из сушилки при ecirc2 uu (или ecircu ndash

отсутствует)

igrave2 ordmС

На I-d диаграмме ставим точку на пересечении линий 1IIograve и

1ograve dd (для схемы А) и ntildeigraveI и ntildeigraved (для схемы Б) Точка лежит на вершине

угла образованного линиями I = const и d = const Из вершины проводим луч

процесса (примерно по биссектрисе) до линии =100 и определяем

температуру в точке пересечения Она примерно совпадает по значению с

температурой смоченного термометра igrave (рис 10)

Рис 10 Схема определения температуры смоченного термометра

по I-d диаграмме

Удельный расход теплоты на испарение влаги

)ntildentilde(iq ecircAumlaeligecircatildeicircw2iumlicircegraventildeiuml t

Удельный расход теплоты на нагрев материала

ecircAumlaeligecircatilde uu

)()untilde(ntildeq

2icirc

icirc22wigraveiacuteagraveatilde

Удельные потери теплоты в окружающую среду от 10 до 12

ecircAumlaeligecircatilde )q012)(q(01q iacuteagraveatildeegraventildeiumlicircecirceth

Термовлажностное отношение или угловой коэффициент процесса

icircecirceth2icirc

igrave2w2igraveicircwicircicircecircethiacuteagraveatildeicircw q

)u(u

)ntildeu(ntilde)ntildeu(ntilde)q(qntildeΔ

кДжкг

Энтальпия сушильного агента на выходе из сушильной установки

ecircAumlaeligecircatilde )(Δ

))(IΔd

I2iumlicirc

2iumlicircacirc

tntildei

tntildeitntilde 11

22

21000

где I1 = Iт и d1= dт (для схемы А) I1 = Iсм и d1= dсм (для схемы Б)

2acircntilde - теплоёмкость сушильного агента равная теплоёмкости воздуха при

температуре t2 на выходе из сушильной установки

Влагосодержание сушильного агента на выходе из сушильной

установки

Δ

)I(Idd atildeecircatilde 12

12

1000

Порядок построения процессов изменения состояния сушильного

агента на I-d диаграмме

Сначала на I-d диаграмму наносится точка 0 соответствующая

параметрам наружного воздуха Далее по рассчитанным энтальпии Iт и

влагосодержанию dт строится точка Т (см рис 11аб) соответствующая

параметрам топочных газов на выходе из топки Точка С (для схемы Б)

соответствующая параметрам смеси на выходе из камеры смешения лежит

на прямой соединяющей 0 и Т

а б

Рис11 Изменение параметров сушильного агента на I-d диаграмме

для схем А и Б на схеме следующие обозначения

1 - топка 2 - камера смешения 3 - сушильная камера 4 - дымосос

5 - уходящие газы

Из точки 1 с координатами I1 d1 или Iсм dсм проводим прямую до

пересечения с заданной изотермой t2 Точке пересечения 2 соответствуют

искомые координаты I2 d2

Линия соединяющая точки 1 и 2 является линией действительного

процесса сушки

Процесс сушки влажного материала в трубе-сушилке является

нестационарным те протекает при переменной температуре как

сушильного агента так и материала (рис 12б) Для большей точности

процесс 1-2 заменяется суммой элементарных процессов прогрева периода

постоянной и периода уменьшающейся скорости сушки для которых легко

могут быть определены температуры материала и сушильного агента

а б

Рис 12 Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии всех периодов сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Энтальпия температура и влагосодержание сушильного агента

определяются по I-d диаграмме в характерных точках начала (окончания)

каждого элементарного процесса

Приращение влагосодержания сушильного агента в первом периоде

сушки (при отсутствии первого периода 0dΔ )

atildeecircatilde )(

)d)(d(d

1000Δ

2

12`

uu

uu

icirc

ecircicirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце периода прогрева (в точке П

рис 12а)

qd)(

))(u)(d(dII ecircAumlaeligecircatilde

1000icircecirceth

icirc

icircigraveicircwigraveiumleth Δ

2

121

uu

cc

Температура сушильного агента в конце периода прогрева

d

dIC

1000

1000

1

1

nacirc

icirciumlethiumleth

cc

it

Влагосодержание сушильного агента в конце первого периода

(в критической точке К рис 12а)

)u(u

)d)(du(udd atildeecircatilde

2

121

icirc

ecircicircecirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

)u(u

)d)(du(ucI

)d(dcII ecircAumlaeligecircatilde

100010002

121

icirc

kicircwigraveiumleth

ecircwigraveiumlethecirc

Температура сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

C dntildentilde

diI

1000

1000

ecircnacirc

kicircecircecirct

В том случае когда отсутствует один из периодов сушки процесс на I-d

диаграмме термограмма и кинетическая кривая упрощаются (рис 1314)

Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива

Расход сушильного агента для схем

А) igrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Б)

ntildeigrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Расход присадочного воздуха для схемы (Б)

n1

nLL ntildeatilde

acirc

кгч

Расход топочных газов для схемы (Б)

n1

LL ntildeatilde

ograve

кгч

Часовой расход топлива для схем

А) G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve Б) ecircatildedivide

n)(1G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve

Объем топочной камеры для получения сушильного агента

igrave 3600

QBV 3

v

rsograve

ograveq

Напряжение топочного объема принимается в зависимости от способа

сжигания и вида топлива (таблП7)

а б

Рис 13Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и первого периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

а б

Рис 14Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и второго периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена

Температура tср влагосодержание dср плотность ρг

ecircatildeecircatilde dd

dCtt

t100022

2121ntildeethntildeeth

(таблП1)

ecircatildeigrave )d)(t(

)d(3

ntildeethntildeeth

ntildeethicircatilde

622273

1622273ρρ

где icircρ =1293 кгм3

Значения νг и λг сушильного агента принимаются по температуре

t = tср (табл П8 П9)

Средние значения влагосодержания uср и плотности ρм сушимого

материала

uu

u ecircatildeecircatilde 2

2icircntildeeth

(таблП1) )u(ρρ 3

ecircatildeigrave1 ntildeethigraveigraveicirc

Скорость витания частиц в трубе-сушилке определяется для каждой

фракции

ρζ

)ρ(ρgdw igraventilde

3

4

atildeacircegraveograve

atildeigraveiiacircegraveograve

где acircegraveograveζ - коэффициент лобового сопротивления частиц при

1 le Re le 30 Re98acircegraveograveζ

30 lt Re lt 400 ζ 02354Reacircegraveograve

400 lt Re lt 5500 11acircegraveograveζ

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке принимаем на 12 мс

больше скорости витания частицы имеющей максимальный размер

ww 21maxacircegraveograveatilde

Сечение трубы-сушилки

2

igrave3600

ρw

Fatildeatilde

ntildeatildeograveeth

L

Диаметр трубы-сушилки (если она круглого сечения)

π

igraveograveeth

ograveeth

4FD

Концентрация частиц материала в трубе-сушилке

ecircatildeigrave )w(w

)(ββ 3

ograveethacircegraveograve2

iiVV

Fi

36002

GG3K 21

x

где ix ndashмассовая доля i фракции К ndash коэффициент при

Dтp lt 025 м rarr К= 077

Dтp = 025 divide 10 м rarr К = 068

Удельная поверхность частиц отдельной фракции

ρd

βf 32

igraveigrave6

igravei

iv

ioacuteauml

Коэффициент конвективного теплообмена при

20iacircegraveograve

Re rarr d

λα CigraveAcircograve

2 2

i

atildei

20 lt i

acircegraveograveRe lt 480 rarr CigraveAcircograve

01862

08

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

480 lt i

acircegraveograveRe lt 2000 rarr

CigraveAcircograve

1142

05

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

Критерий Рейнольдса при скорости витания

atilde

iacircegraveograve

acircegraveograve ν

dwRe i

i

Объемный коэффициент теплообмена

NtildeigraveAcircograve 3

ioacuteaumliv fαα

Расчет высоты трубы-сушилки по участкам

Количество теплоты отданное сушильным агентом в период прогрева

материала (при ик gt ио величина (ио ndash ик) qokp = 0)

ecircAumlaeligdivide])qu(u))(uc[(c icircecircethecircicircicircigraveicircwigravecyxiumlp GQ

Температурный напор на участке прогрева

)(t

)(tln

)(t)(tt

igraveiumlp

icirc1

igraveiumlpicirciumlp

1

Высота участка трубы соответствующая периоду прогрева

Δtα

QH igrave

36 ograveethiumlethv

iumlpiumleth

F

Высота трубы-сушилки зависит от того в каком периоде заканчивается

процесс сушки

При u0 gt uк gt u2 имеют место все три интервала сушки прогрев первый

и второй период сушки (см рис12б)

В случае когда u2 gt uк (или uк - отсутствует) процесс заканчивается в

первом периоде (или материал содержит только поверхностную влагу и

второй период отсутствует)

Тогда температурные напоры будут рассчитываться только для

прогрева и первого периода сушки (см рис 13б)

В случае когда uк gt u2 досушивается материал в котором осталась

только внутренняя влага Температурные напоры будут рассчитываться

только для прогрева и второго периода сушки (см рис14б)

Количество теплоты отданное сушильным агентом в первом периоде

(постоянной скорости) сушки материала

)ntildetc)(iu(u ecircAumlaeligdivideGQ igravewecirciumlicircecircicircntildeoacuteotilde1

Температурный напор на участке первого периода сушки

)(t

)(t

)t(tt CΔ

igraveecirc

igraveiumleth

ecirciumleth

ln

1

Высота участка трубы соответствующая первому периоду

igraveFΔ36

QH

ograveeth1

1

V

1

Количество теплоты отданное сушильным агентом во втором периоде

(уменьшающейся скорости) сушки материала

])qu(u

)ntildetc)(iu(u))(uc[(c

ecircAumlaeligdivide

GQ

icircecirceth2ecirc

igravew2iumlicirc2ecircigrave22wigraventildeoacuteotildeII

Температурный напор на участке второго периода сушки

)(t

)(t

)(t)(tt CΔ

22

22

igraveecirc

igraveecircII

ln

Высота участка трубы соответствующая второму периоду

QH igrave

FΔ36 ograveethIIV

IIII

Высота участка трубы необходимая для разгона частиц

igrave www

wwwln

www

wwwln

2g

)w(wwH

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2acircegraveograveatildeacircegraveograveeth

где скорость частиц материала в начале разгонного участка wм1=0 скорость

в конце разгонного участка wм2 = 095(wг ndashwвит)

Общая высота пневматической сушильной установки

Hтp = Hp + Hпp+HI + HII м

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной установки

Объемная концентрация частиц материала в трубе

3321 igraveigrave

2L

GG

)ρd(1

)ρ(

igraventildeethntildeatilde

atildeχ

Потери напора при трении газа о стенки трубы

)(λ Iumlagrave2

1D

HΔP

2

1atildeatilde

ograveeth

ograveethograveeth χ

где λтp = 64Re + 0136 Re018 при 23 middot103 lt Re lt 106

Потери напора в местных сопротивлениях (сужениях поворотах) из-за

трения газа

)(ξ Iumlagrave2

1ΔP

2atildeatilde

igrave2 χ

где ζм - коэффициент местного сопротивления табл П10

Статический напор газового потока (вес столба газа)

Iumlagrave g)(ρ ograveethatilde3 Hχ1ΔP

Знак laquo+raquo для восходящего знак laquo-raquo для нисходящего потоков газа для

горизонтального участка ΔP3 = 0

Потери напора при трении материала о стенки трубы

λ Iumlagrave2D

HΔP

2igraveigrave

ograveeth

ograveethograveeth4 χ

Здесь коэффициент сопротивления трению равен

075ograveeth Fr27λ при 2520

D

i

ograveeth

d

λ 075

i

ograveethograveeth Fr

d

05

D425

при 2520

D

i

ograveeth

d

где

i

igrave

dg

w2

Fr критерий Фруда

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке стабилизированного движения частиц

gχρ IumlagraveΔ ntildeograveigrave HP5

где высота участка стабилизации Hcт =Hтp ndash Hp

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке разгона частиц

)ww)(www(w

)ww)(www(wln

ρ

)ρ(ρwP IumlagraveΔ

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

ograveethigrave

igraveatildeigraveacircegraveograve6

F2

G

Средняя производительность трубы-сушилки определяется по формуле

Gм = 05 (G1 + G2) кгч

Динамические потери напора на разгонном участке

)w(w

IumlagraveΔ

ograveeth

igraveigraveigrave

F

GP 12

7

Задавшись условной скоростью газа в сечении циклона (wу = 3 divide 4 мс)

определяем диаметр циклона (табл П11)

ρwπ

igrave

atildeoacute

ntildeatildeouml

3600

4LD

Гидравлическое сопротивление циклона

ρw

ξ Iumlagrave2

Δatildeoacute

oumlouml

2

P

где ξц ndash коэффициент гидравлического сопротивления циклона

Полное гидравлическое сопротивление трубы-сушилки

IumlagraveΔΔΔΔΔΔΔΔΔ oumlPPPPPPPPP 7654321

По найденному полному сопротивлению ΔP и расходу сушильного

агента Lсг производится выбор тягодутьевого оборудования

Мощность тягодутьевой установки

ηρ

Acircograve3600

Δ

aumlatilde

ntildeatilde PLN

где ηд = 065 - КПД тягодутьевой установки

Размеры и конкретный тип дымососа (вентилятора дымоудаления)

выбираются по каталогу тягодутьевого оборудования (см электронное

учебное пособие laquoТепломассообменное оборудование предприятий

(сушильные установки)raquo или табл П12)

Таблица П1

Обозначения физических величин

принятые в настоящем учебно-методическом пособии

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Коэффициент избытка воздуха в топке αт

Коэффициент избытка воздуха в камере смешения αдоп

Объемный коэффициент теплообмена Вт(м3 degС) αv

Расход топлива кгч Bт

Концентрация частиц материала в трубе кгм3 βv

Теплоемкость топлива кДж(кг degС) стл

Теплоемкость сухих топочных газов кДж(кг degС) ссг

Теплоемкость воды кДж(кг degС) сw

Теплоемкость сухого материала кДж(кг degС) см

Теплоемкость водяного пара кДж(кг degС) сп

Влагосодержание наружного воздуха г влаги кг воздуха d о

Влагосодержание газов на выходе из топки г кг dт

Влагосодержание смеси на выходе из камеры смешения гкг dсм

Влагосодержание агента на входе в трубу-сушилку гкг d1

Влагосодержание агента в конце периода прогрева гкг d пр

Влагосодержание агента на выходе из трубы-сушилки гкг d2

Влагосодержание воздуха при φ=100 гкг dм

Среднее влагосодержание газов кгкг dср

Диаметр частиц материала данной фракции мм di

Минимальный диаметр частиц материала мм dч min

Средний диаметр частиц материала мм dч ср

Термовлажностное отношение кДжкг ∆

Производительность по абсолютно сухой массе кгч Gсух

Производительность по влажному материалу кгч G1

Производительность по готовой продукции кгч G2

Масса сухих продуктов сгорания кг дымовых газов кг топлива Gсг

Масса водяных паров кг водяных паров кг топлива Gп

Энтальпия наружного воздуха кДжкг воздуха Iо

Энтальпия газов на выходе из топки кДжкг Iт

Энтальпия смеси на выходе из камеры смешения кДжкг Iсм

Энтальпия агента на входе в трубу-сушилку кДжкг I1

Энтальпия агента в конце периода прогрева кДжкг Iпр

Энтальпия агента на выходе из трубы-сушилки кДжкг I2

Энтальпия пара при 0 degС кДжкг пара iо

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Энтальпия пара кДжкг iп

Энтальпия пара применяемого для дутья кДжкг iпprime

Начальная температура материала degС icirc

Температура смоченного термометра degС igrave

Конечная температура материала degС 2

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного

сгорания кг воздуха кг топлива Lо

Расход сушильного агента кгч Lсг

Расход присадочного воздуха кгч Lв

Расход топочных газов кгч Lт

Коэффициент теплопроводности газа Вт(м degС) λг

Коэффициент полезного действия топки ηт

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха n

Коэффициент кинематической вязкости газа м2с ν г

Низшая теплота сгорания топлива кДжкг Qri

Высшая теплота сгорания топлива кДжкг Qrs

Расход теплоты на прогрев влажного материала кВт Qпр

Удельные потери теплоты кДжкг влаги qокр

Средняя плотность газа кгм3 ρг

Средняя плотность материала кгм3 ρм

Средняя температура сушильного агента degС tср

Температурный напор в период прогрева degС ∆ tпр

Температура топлива degС tтл

Температура газов на выходе из топки degС tт

Температура смеси после камеры смешения degС tсм

Температура сушильного агента после прогрева degС tпр

Температура сушильного агента на выходе из трубы-сушилки degС t2

Начальное влагосодержание материала кг влаги кг сухого материала uо

Критическое влагосодержание материала кгкг uк

Конечное влагосодержание материала кгкг u2

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке мс wг

Скорость витания частиц материала мс wвит

Расход испаряемой влаги кгч М

Начальная относительная влажность материала Wо

Критическая влажность материала Wк

Конечная относительная влажность материала W2

Массовая доля отдельных фракций материала xi

Таблица П2

Исходные данные для расчета пневматической сушильной установки

в

ар

Материал ρ кгм3

См

кДж(кг оС)

Размер мм Влажность G2

тч

Дымовые газы Воздух

Топливо

топлива Схема

α топки доля фракции

Wо Wk W2 t1 t2 t о dо 05 03 02

1 Глина простая 2000 084 1 15 3 22 mdash 15 1 600 100 20 10 мазут 29 А mdash

2 Глина огнеупорная 1800 109 2 3 4 9 mdash 07 2 800 120 10 4 мазут 28 А mdash

3 Известняк 1870 092 05 1 12 5 mdash 01 80 800 110 20 12 уголь 11 Б 115

4 Мел 2000 088 01 03 05 51 mdash 24 20 540 270 10 6 уголь 9 Б 11

5 Песок речной 1500 092 1 15 2 10 mdash 05 75 900 120 20 12 уголь 5 Б 115

6 Руда магнитогорская 3000 078 1 25 4 6 mdash 05 12 730 120 25 12 мазут 28 А mdash

7 Руда марганцевая 3450 078 5 2 1 15 mdash 2 15 120 60 25 12 уголь 7 А mdash

8 Железный колчедан 3300 05 2 1 05 12 mdash 3 2 350 100 15 6 уголь 8 А mdash

9 Сернокислый аммоний 800 14 1 3 2 5 mdash 04 25 120 55 25 12 газ 31 Б 102

10 Сланцы (Лен обл) 1100 134 3 2 1 38 40 28 11 600 100 20 8 сланцы 21 А mdash

11 Уголь каменный 1400 13 1 2 5 9 35 06 12 800 120 25 12 уголь 3 А mdash

12 Уголь бурый (Подмоск) 800 113 2 2 1 47 40 38 16 500 160 20 8 уголь 6 Б 11

13 Торф фрезерный 245 176 2 1 3 48 42 38 12 550 140 10 4 торф 23 А mdash

14 Кузнецкий уголь 1300 11 4 1 2 12 35 07 13 350 88 20 8 уголь 2 А mdash

15 Антрацит штыб 730 109 4 3 1 14 40 5 15 400 120 20 12 уголь 10 А mdash

16 Шлам промывки угля 1200 12 02 05 2 50 40 1 5 750 120 15 6 уголь 1 А mdash

17 Опилки 250 25 4 2 1 45 43 35 13 300 100 20 10 древес 25 А mdash

18 Аммофос 1500 11 4 2 1 12 mdash 15 12 350 110 20 12 уголь 12 А mdash

19 Диаммофос 1700 12 4 2 1 4 mdash 1 14 200 90 10 4 мазут 29 Б 11

20 Суперфосфат 2390 12 1 05 2 22 mdash 3 10 750 80 20 8 мазут 28 А mdash

21 Преципитат 870 113 1 2 1 55 mdash 3 6 550 120 25 8 уголь 4 Б 12

22 Фтористый алюминий 900 15 05 1 03 50 mdash 5 12 750 250 25 12 мазут 28 Б 105

23 Соль поваренная 200 089 1 2 1 6 mdash 1 12 200 85 25 14 газ 32 Б 11

24 Сахарный песок(кукурузн) 600 123 2 1 2 14 mdash 8 14 90 40 20 12 газ 41 Б 101

25 Жом свекловичный 800 16 2 3 1 84 40 30 05 750 100 10 4 газ 39 А mdash

Таблица П3

Cостав и низшая теплота сгорания твердых и жидких топлив

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое топливо (угли)

1 Кузнецкий 120 132 04 586 42 19 97 22860

2 80 143 05 633 44 21 74 25250

3 60 141 06 725 34 17 17 27420

4 90 182 03 615 36 15 59 23570

5 70 146 05 702 30 17 30 25120

6 70 363 07 479 34 14 33 18760

7 70 326 03 519 33 16 33 19850

8 Аркагалинское 190 122 02 513 36 08 129 19090

9 Березовское 330 47 02 442 31 04 144 15660

10 Челябинский 170 324 09 359 26 100 102 13440

11 Подмосковный 321 306 25 243 19 04 82 8670

12 Печорский 55 284 09 555 36 17 44 22020

13 Интинский 115 274 25 458 31 15 82 17540

14 Кизеловский 60 348 53 455 34 08 42 18380

15 Минусинский 140 172 05 529 35 14 105 20100

16 Черемховское 130 270 10 462 34 07 87 17880

17 Букачачинское 80 101 06 672 47 08 86 26040

18 Никольское 60 182 04 596 42 11 105 22990

19 Партизанский 55 340 04 498 32 08 63 19470

20 Нерюнгри 100 198 02 600 31 06 63 22480

Окончание табл П3

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое (вторичное) топливо

21 Сланцы (Ленобласть) 110 482 220 301 387 025 438 7660

22 Сланцы (Эстония) 120 444 227 322 410 010 490 9000

23 Торф фрезерный 485 643 014 255 270 113 156 8120

24 Торф кусковой 458 731 011 268 281 117 160 9250

25 Древесные опилки 400 060 0 303 360 04 251 10200

26 Лигнин (ЛГЗ) 650 115 013 213 192 105 - 6410

27 Лигнин (ЗГЗ) 650 400 008 206 168 864 - 6120

Жидкое топливо (мазут)

28 Малосернистый 30 005 03 847 12 03 40280

29 Сернистый 30 01 14 838 11 05 39730

30 Высокосернистый 30 01 28 830 10 07 38770

Таблица П4

Cостав и теплота сгорания газообразных топлив

топ

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Природные газы

31 Уренгой-Надым-Пунга 987 012 001 lt 001 mdash mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35500 0724

32 Уренгой-Ужгород 989 012 001 001 mdash mdash mdash lt 006 090 mdash mdash mdash 35590 0724

33 Уренгой-Новопсков 989 013 001 lt 001 mdash mdash mdash 008 087 mdash mdash mdash 35590 0723

34 Уренгой-Сургут-Челябинск 982 029 02 009 004 mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35800 0729

35 Надым-Пунга-Свердловск 987 016 008 001 mdash mdash mdash 008 100 mdash mdash mdash 35590 0725

36 ННовгород-Иваново 990 025 004 002 mdash mdash mdash 010 060 mdash mdash mdash 35750 0725

37 Бухара-Урал 942 30 089 039 017 013 mdash 028 090 mdash mdash mdash 37560 0771

38 Средняя Азия-Центр 941 28 073 030 007 002 mdash 100 100 mdash mdash mdash 36760 0771

39 Саратов-Москва 903 28 11 075 034 020 mdash 032 420 mdash mdash mdash 37010 0807

40 Мострансгаз (кольцо) 966 14 04 018 007 003 mdash 015 120 mdash mdash mdash 36300 0747

41 Оренбург-Александров Гай 864 39 172 087 030 007 mdash 001 670 mdash mdash mdash 36800 0828

Попутные газы

42 Каменный Лог-Пермь 387 226 107 27 07 mdash mdash mdash 2380 mdash 080 mdash 42370 1196

43 Ярино-Пермь 380 251 125 33 13 mdash mdash mdash 1870 mdash 110 mdash 46890 1196

44 Кулешовка-Самара 580 172 74 20 05 mdash mdash 080 1360 mdash 050 mdash 41740 1052

45 Безенчук-Чапаевск 427 196 126 51 13 mdash mdash 100 1690 mdash 080 mdash 46980 1196

46 Барса-Гельмес-Вышка 939 34 13 07 02 mdash mdash 040 010 mdash mdash mdash 38100 0778

47 Вход в Краснодар Крымск 912 39 2 09 02 mdash mdash 180 mdash mdash mdash mdash 38270 0810

48 Вознесенская-Грозный 767 132 54 25 22 mdash mdash mdash mdash mdash mdash 47020 0971

49 Тэбук-Сосновка 482 182 119 33 1 mdash mdash 090 1650 mdash mdash mdash 45130 1164

50 Туймазы-Уфа 500 220 98 12 04 mdash mdash mdash 1660 mdash mdash mdash 43040 1095

51 Шкапово-Туймазы 441 220 52 14 03 mdash mdash mdash 2700 mdash mdash mdash 36630 1095

52 Казань-Бугульма 536 228 61 09 02 mdash mdash 020 1580 mdash mdash mdash 40610 1046

Окончание табл П4

т

оп

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Промышленные газы

53 Газ доменных печей 03 mdash mdash mdash mdash mdash 280 105 585 mdash mdash 27 3940 1293

54 Газ коксовых печей 250 20 mdash mdash mdash mdash 700 30 40 10 mdash 580 18000 0468

55 Газ генераторный 19 mdash mdash mdash mdash mdash 203 98 562 02 mdash 109 6200 1121

56 Газ генераторный (из древес) 65 mdash mdash mdash mdash mdash 290 65 469 02 mdash 140 6500 1130

57 Газ пиролиза нефти 410 mdash mdash mdash mdash 430 080 05 02 mdash mdash 140 47500 1100

Примечания

1) Теплоемкость твердого топлива

стл = 0012 Wr + стлcух (1 ndash 001 Wr) кДж(кг degС)

где стлcух ndash теплоемкость сухой массы топлива для бурых углей ndash 113 кДж(кг degС)

для каменных углей - 109 кДж(кг degС) для углей - 092 кДж(кг degС)

Теплоемкость мазута

смаз = 174 + 00025 tмаз кДж(кгdegС) где tмаз = 90divide130degС

Расход пара на форсунки Wп = 03 + 035 кг пара кг топлива при Рнас = 06divide15 МПа

2) Теплоемкость газообразного топлива

010cVntilde iiatildeagraveccedil

где Vi - объем составляющих газообразного топлива

ci- теплоемкость составляющих газообразного топлива кДж(м3 оС)

4NtildeIacutentilde = 157 62IacuteCntilde = 278

83IacuteCntilde = 314 104IacuteCntilde = 424

125IacuteCntilde = 527 146IacuteCntilde = 630 NtildeIcircntilde = 130

2NtildeIcircntilde = 159 2Nntilde = 129

2Icircntilde = 130 S2Iacutec = 152 2Iacutentilde = 128

Таблица П5

Соотношение между единицами давления

Величина Па бар тех атм мм рт ст мм водст

1 Нм2=1 Па 1 10-5 10210-5 7510-3 0102

1 бар 105 1 102 750 102middot104

1 техатм=1кгссм2 981middot10-4 0981 1 7356 104

1 мм ртст 1333 133310-5 13610-3 1 136

1 мм водст=1кгсм 981 98110-5 10-4 735610-2 1

Таблица П6

Теплоемкость и плотность горючих газов

Газ Формула Плотность кгм3 Теплоемкость

кДж(м3 degС)

Метан СН4 0717 155

Этан С2Н6 1342 221

Пропан СзН8 1976 305

Бутан С4Н10 2598 413

Пентан С5Н12 3219 513

Гексан СбН14 384 615

Окись углерода СО 125 129

Углекислый газ СО 2 198 16

Азот N2 125 129

Кислород О2 143 13

Сероводород H2S 1539 151

Водород Н2 009 128

Таблица П7

Напряжение топочного объема для сушильных установок

Топливо qv кВтм3

Доменный газ 230-350

Генераторный газ 230-290

Природный газ 350-460

Мазут 230-350

Торф дрова 230-290

Каменные угли 290-350

Таблица П8

Физические свойства дымовых газов

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па 2NtildeIcircETH = 013 IcircIacute 2

ETH = 011 2NETH = 076

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1295 1042 228 169 158 1220 072

100 0950 1068 313 308 204 2154 069

200 0748 1097 401 489 245 3280 067

300 0617 1122 484 699 282 4581 065

400 0525 1151 570 943 317 6038 064

500 0457 1185 656 1211 348 7630 063

600 0405 1214 742 1509 379 9361 062

700 0363 1239 827 1838 407 1121 061

800 0330 1264 915 2197 434 1318 060

900 0301 1290 1000 2580 459 1525 059

1000 0275 1306 1090 3034 484 1743 058

1100 0257 1323 1175 3455 507 1971 057

1200 0240 1340 1262 3924 530 2210 056

Таблица П9

Физические свойства сухого воздуха

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1293 1005 244 188 172 133 0707

100 0946 1009 321 336 219 231 0688

200 0746 1026 393 514 260 349 0680

300 0615 1047 460 718 297 483 0674

400 0524 1068 521 931 330 631 0678

500 0456 1093 574 1153 362 794 0687

600 0404 1114 622 1383 391 969 0699

700 0362 1135 671 1634 418 1154 0706

800 0329 1156 718 1888 443 1348 0713

900 0301 1172 763 2162 467 1551 0717

1000 0277 1185 807 2459 490 1771 0719

1100 0257 1197 850 2762 512 1993 0722

1200 0240 1210 915 3165 535 2337 0724

Таблица П10

Коэффициенты местных сопротивлений

Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления

Колено

угол

поворота 90deg 120deg 135deg 150deg

ξ 11 055 025 02

Отвод радиусом R угол

поворота 30deg 45deg 60deg 75deg 90deg 105deg 120deg

трубы диаметром D

RD = 15 ξ 008 011 014 016 0175 019 02

RD = 20 ξ 007 010 012 014 015 016 017

Вход в трубу

с острыми краями ξ =05

с закругленными ξ =02

Выход из трубы ξ =1

FminFmax 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09

Внезапное расширение ξ 1 081 064 049 036 025 016 009 004 001

Внезапное сужение ξ 05 047 043 038 033 03 025 02 015 009

Таблица П11

Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗ типа ЦН-15 мм (рис8)

Dц A d d1 d2 H h1 h2 h3 h4 h5 a б б1 l

100 820 60 40 105 492 200 232 60 212 32 66 20 29 90

150 1190 90 60 155 720 300 345 75 297 48 99 30 41 110

200 1560 120 60 160 918 400 458 60 354 48 132 40 52 120

250 1930 150 75 180 1149 500 574 75 444 60 165 50 65 150

300 2300 180 90 210 1377 600 687 90 531 72 198 60 78 180

350 2670 210 105 250 1605 700 800 105 618 84 231 70 91 210

400 3040 240 120 280 1833 800 913 120 705 96 264 80 104 240

450 3410 270 135 310 2031 900 1026 135 792 108 297 90 117 270

500 3780 300 150 325 2289 1000 1139 150 879 120 330 100 130 300

550 4150 330 165 350 2520 1100 1255 165 972 132 363 110 143 330

600 4520 360 180 365 2750 1200 1370 180 1060 144 396 120 156 360

650 4890 390 195 400 2980 1300 1485 195 1146 156 429 130 169 390

700 5260 420 210 410 3210 1400 1600 210 1235 168 462 140 182 420

750 5630 450 225 450 3435 1500 1710 225 1320 180 495 150 195 450

800 6000 480 240 470 3665 1600 1825 240 1405 192 528 160 208 480

Таблица П12

Габаритные размеры вентилятора дымоудаления (дымососа) м

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 17: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

Коэффициент избытка воздуха дополнительно подаваемого в камеру

смешения (только для схемы Б)

)Id

(L

GGILαηQα

oontildeigrave

ntildeigraveacirco

cigraveiumlntildeigraventildeatildecatildeooograveograveeumlograveeumlrs

aumlicirciuml

1000

itc

itntildetcOgrave

где cigravei ndash энтальпия водяного пара при температуре смеси 1ntildeigrave tt

Энтальпия смеси продуктов сгорания и присадочного воздуха на

выходе из камеры смешения (для схемы Б)

ecircAumlaeligecircatildeLG

I)L(ηQ

icircaumlicirciumlntildeatilde

icircicircograveaumlicirciumlograveeumlograveeumlogravecigrave

α

ααI

tcrs

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха (для

схемы Б)

icirccigrave

cigraveograve

II

IIn

Влагосодержание смеси продуктов сгорания и присадочного воздуха на

выходе из камеры смешения (для схемы Б)

atildeecircatilde1 n

dndd icircograve

cigrave

(таблП1)

Определение основных параметров сушильного агента в процессе сушки

материала (по I-d диаграмме)

Температура материала на выходе из сушилки при 2kicirc uuu

ecircecircigraveigrave )uu)(u(t 222 ordmС

Температура материала на выходе из сушилки при icircecirc uu

icircicircigraveigrave )uu)(u(t 222 ordmС

Температура материала на выходе из сушилки при ecirc2 uu (или ecircu ndash

отсутствует)

igrave2 ordmС

На I-d диаграмме ставим точку на пересечении линий 1IIograve и

1ograve dd (для схемы А) и ntildeigraveI и ntildeigraved (для схемы Б) Точка лежит на вершине

угла образованного линиями I = const и d = const Из вершины проводим луч

процесса (примерно по биссектрисе) до линии =100 и определяем

температуру в точке пересечения Она примерно совпадает по значению с

температурой смоченного термометра igrave (рис 10)

Рис 10 Схема определения температуры смоченного термометра

по I-d диаграмме

Удельный расход теплоты на испарение влаги

)ntildentilde(iq ecircAumlaeligecircatildeicircw2iumlicircegraventildeiuml t

Удельный расход теплоты на нагрев материала

ecircAumlaeligecircatilde uu

)()untilde(ntildeq

2icirc

icirc22wigraveiacuteagraveatilde

Удельные потери теплоты в окружающую среду от 10 до 12

ecircAumlaeligecircatilde )q012)(q(01q iacuteagraveatildeegraventildeiumlicircecirceth

Термовлажностное отношение или угловой коэффициент процесса

icircecirceth2icirc

igrave2w2igraveicircwicircicircecircethiacuteagraveatildeicircw q

)u(u

)ntildeu(ntilde)ntildeu(ntilde)q(qntildeΔ

кДжкг

Энтальпия сушильного агента на выходе из сушильной установки

ecircAumlaeligecircatilde )(Δ

))(IΔd

I2iumlicirc

2iumlicircacirc

tntildei

tntildeitntilde 11

22

21000

где I1 = Iт и d1= dт (для схемы А) I1 = Iсм и d1= dсм (для схемы Б)

2acircntilde - теплоёмкость сушильного агента равная теплоёмкости воздуха при

температуре t2 на выходе из сушильной установки

Влагосодержание сушильного агента на выходе из сушильной

установки

Δ

)I(Idd atildeecircatilde 12

12

1000

Порядок построения процессов изменения состояния сушильного

агента на I-d диаграмме

Сначала на I-d диаграмму наносится точка 0 соответствующая

параметрам наружного воздуха Далее по рассчитанным энтальпии Iт и

влагосодержанию dт строится точка Т (см рис 11аб) соответствующая

параметрам топочных газов на выходе из топки Точка С (для схемы Б)

соответствующая параметрам смеси на выходе из камеры смешения лежит

на прямой соединяющей 0 и Т

а б

Рис11 Изменение параметров сушильного агента на I-d диаграмме

для схем А и Б на схеме следующие обозначения

1 - топка 2 - камера смешения 3 - сушильная камера 4 - дымосос

5 - уходящие газы

Из точки 1 с координатами I1 d1 или Iсм dсм проводим прямую до

пересечения с заданной изотермой t2 Точке пересечения 2 соответствуют

искомые координаты I2 d2

Линия соединяющая точки 1 и 2 является линией действительного

процесса сушки

Процесс сушки влажного материала в трубе-сушилке является

нестационарным те протекает при переменной температуре как

сушильного агента так и материала (рис 12б) Для большей точности

процесс 1-2 заменяется суммой элементарных процессов прогрева периода

постоянной и периода уменьшающейся скорости сушки для которых легко

могут быть определены температуры материала и сушильного агента

а б

Рис 12 Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии всех периодов сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Энтальпия температура и влагосодержание сушильного агента

определяются по I-d диаграмме в характерных точках начала (окончания)

каждого элементарного процесса

Приращение влагосодержания сушильного агента в первом периоде

сушки (при отсутствии первого периода 0dΔ )

atildeecircatilde )(

)d)(d(d

1000Δ

2

12`

uu

uu

icirc

ecircicirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце периода прогрева (в точке П

рис 12а)

qd)(

))(u)(d(dII ecircAumlaeligecircatilde

1000icircecirceth

icirc

icircigraveicircwigraveiumleth Δ

2

121

uu

cc

Температура сушильного агента в конце периода прогрева

d

dIC

1000

1000

1

1

nacirc

icirciumlethiumleth

cc

it

Влагосодержание сушильного агента в конце первого периода

(в критической точке К рис 12а)

)u(u

)d)(du(udd atildeecircatilde

2

121

icirc

ecircicircecirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

)u(u

)d)(du(ucI

)d(dcII ecircAumlaeligecircatilde

100010002

121

icirc

kicircwigraveiumleth

ecircwigraveiumlethecirc

Температура сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

C dntildentilde

diI

1000

1000

ecircnacirc

kicircecircecirct

В том случае когда отсутствует один из периодов сушки процесс на I-d

диаграмме термограмма и кинетическая кривая упрощаются (рис 1314)

Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива

Расход сушильного агента для схем

А) igrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Б)

ntildeigrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Расход присадочного воздуха для схемы (Б)

n1

nLL ntildeatilde

acirc

кгч

Расход топочных газов для схемы (Б)

n1

LL ntildeatilde

ograve

кгч

Часовой расход топлива для схем

А) G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve Б) ecircatildedivide

n)(1G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve

Объем топочной камеры для получения сушильного агента

igrave 3600

QBV 3

v

rsograve

ograveq

Напряжение топочного объема принимается в зависимости от способа

сжигания и вида топлива (таблП7)

а б

Рис 13Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и первого периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

а б

Рис 14Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и второго периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена

Температура tср влагосодержание dср плотность ρг

ecircatildeecircatilde dd

dCtt

t100022

2121ntildeethntildeeth

(таблП1)

ecircatildeigrave )d)(t(

)d(3

ntildeethntildeeth

ntildeethicircatilde

622273

1622273ρρ

где icircρ =1293 кгм3

Значения νг и λг сушильного агента принимаются по температуре

t = tср (табл П8 П9)

Средние значения влагосодержания uср и плотности ρм сушимого

материала

uu

u ecircatildeecircatilde 2

2icircntildeeth

(таблП1) )u(ρρ 3

ecircatildeigrave1 ntildeethigraveigraveicirc

Скорость витания частиц в трубе-сушилке определяется для каждой

фракции

ρζ

)ρ(ρgdw igraventilde

3

4

atildeacircegraveograve

atildeigraveiiacircegraveograve

где acircegraveograveζ - коэффициент лобового сопротивления частиц при

1 le Re le 30 Re98acircegraveograveζ

30 lt Re lt 400 ζ 02354Reacircegraveograve

400 lt Re lt 5500 11acircegraveograveζ

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке принимаем на 12 мс

больше скорости витания частицы имеющей максимальный размер

ww 21maxacircegraveograveatilde

Сечение трубы-сушилки

2

igrave3600

ρw

Fatildeatilde

ntildeatildeograveeth

L

Диаметр трубы-сушилки (если она круглого сечения)

π

igraveograveeth

ograveeth

4FD

Концентрация частиц материала в трубе-сушилке

ecircatildeigrave )w(w

)(ββ 3

ograveethacircegraveograve2

iiVV

Fi

36002

GG3K 21

x

где ix ndashмассовая доля i фракции К ndash коэффициент при

Dтp lt 025 м rarr К= 077

Dтp = 025 divide 10 м rarr К = 068

Удельная поверхность частиц отдельной фракции

ρd

βf 32

igraveigrave6

igravei

iv

ioacuteauml

Коэффициент конвективного теплообмена при

20iacircegraveograve

Re rarr d

λα CigraveAcircograve

2 2

i

atildei

20 lt i

acircegraveograveRe lt 480 rarr CigraveAcircograve

01862

08

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

480 lt i

acircegraveograveRe lt 2000 rarr

CigraveAcircograve

1142

05

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

Критерий Рейнольдса при скорости витания

atilde

iacircegraveograve

acircegraveograve ν

dwRe i

i

Объемный коэффициент теплообмена

NtildeigraveAcircograve 3

ioacuteaumliv fαα

Расчет высоты трубы-сушилки по участкам

Количество теплоты отданное сушильным агентом в период прогрева

материала (при ик gt ио величина (ио ndash ик) qokp = 0)

ecircAumlaeligdivide])qu(u))(uc[(c icircecircethecircicircicircigraveicircwigravecyxiumlp GQ

Температурный напор на участке прогрева

)(t

)(tln

)(t)(tt

igraveiumlp

icirc1

igraveiumlpicirciumlp

1

Высота участка трубы соответствующая периоду прогрева

Δtα

QH igrave

36 ograveethiumlethv

iumlpiumleth

F

Высота трубы-сушилки зависит от того в каком периоде заканчивается

процесс сушки

При u0 gt uк gt u2 имеют место все три интервала сушки прогрев первый

и второй период сушки (см рис12б)

В случае когда u2 gt uк (или uк - отсутствует) процесс заканчивается в

первом периоде (или материал содержит только поверхностную влагу и

второй период отсутствует)

Тогда температурные напоры будут рассчитываться только для

прогрева и первого периода сушки (см рис 13б)

В случае когда uк gt u2 досушивается материал в котором осталась

только внутренняя влага Температурные напоры будут рассчитываться

только для прогрева и второго периода сушки (см рис14б)

Количество теплоты отданное сушильным агентом в первом периоде

(постоянной скорости) сушки материала

)ntildetc)(iu(u ecircAumlaeligdivideGQ igravewecirciumlicircecircicircntildeoacuteotilde1

Температурный напор на участке первого периода сушки

)(t

)(t

)t(tt CΔ

igraveecirc

igraveiumleth

ecirciumleth

ln

1

Высота участка трубы соответствующая первому периоду

igraveFΔ36

QH

ograveeth1

1

V

1

Количество теплоты отданное сушильным агентом во втором периоде

(уменьшающейся скорости) сушки материала

])qu(u

)ntildetc)(iu(u))(uc[(c

ecircAumlaeligdivide

GQ

icircecirceth2ecirc

igravew2iumlicirc2ecircigrave22wigraventildeoacuteotildeII

Температурный напор на участке второго периода сушки

)(t

)(t

)(t)(tt CΔ

22

22

igraveecirc

igraveecircII

ln

Высота участка трубы соответствующая второму периоду

QH igrave

FΔ36 ograveethIIV

IIII

Высота участка трубы необходимая для разгона частиц

igrave www

wwwln

www

wwwln

2g

)w(wwH

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2acircegraveograveatildeacircegraveograveeth

где скорость частиц материала в начале разгонного участка wм1=0 скорость

в конце разгонного участка wм2 = 095(wг ndashwвит)

Общая высота пневматической сушильной установки

Hтp = Hp + Hпp+HI + HII м

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной установки

Объемная концентрация частиц материала в трубе

3321 igraveigrave

2L

GG

)ρd(1

)ρ(

igraventildeethntildeatilde

atildeχ

Потери напора при трении газа о стенки трубы

)(λ Iumlagrave2

1D

HΔP

2

1atildeatilde

ograveeth

ograveethograveeth χ

где λтp = 64Re + 0136 Re018 при 23 middot103 lt Re lt 106

Потери напора в местных сопротивлениях (сужениях поворотах) из-за

трения газа

)(ξ Iumlagrave2

1ΔP

2atildeatilde

igrave2 χ

где ζм - коэффициент местного сопротивления табл П10

Статический напор газового потока (вес столба газа)

Iumlagrave g)(ρ ograveethatilde3 Hχ1ΔP

Знак laquo+raquo для восходящего знак laquo-raquo для нисходящего потоков газа для

горизонтального участка ΔP3 = 0

Потери напора при трении материала о стенки трубы

λ Iumlagrave2D

HΔP

2igraveigrave

ograveeth

ograveethograveeth4 χ

Здесь коэффициент сопротивления трению равен

075ograveeth Fr27λ при 2520

D

i

ograveeth

d

λ 075

i

ograveethograveeth Fr

d

05

D425

при 2520

D

i

ograveeth

d

где

i

igrave

dg

w2

Fr критерий Фруда

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке стабилизированного движения частиц

gχρ IumlagraveΔ ntildeograveigrave HP5

где высота участка стабилизации Hcт =Hтp ndash Hp

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке разгона частиц

)ww)(www(w

)ww)(www(wln

ρ

)ρ(ρwP IumlagraveΔ

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

ograveethigrave

igraveatildeigraveacircegraveograve6

F2

G

Средняя производительность трубы-сушилки определяется по формуле

Gм = 05 (G1 + G2) кгч

Динамические потери напора на разгонном участке

)w(w

IumlagraveΔ

ograveeth

igraveigraveigrave

F

GP 12

7

Задавшись условной скоростью газа в сечении циклона (wу = 3 divide 4 мс)

определяем диаметр циклона (табл П11)

ρwπ

igrave

atildeoacute

ntildeatildeouml

3600

4LD

Гидравлическое сопротивление циклона

ρw

ξ Iumlagrave2

Δatildeoacute

oumlouml

2

P

где ξц ndash коэффициент гидравлического сопротивления циклона

Полное гидравлическое сопротивление трубы-сушилки

IumlagraveΔΔΔΔΔΔΔΔΔ oumlPPPPPPPPP 7654321

По найденному полному сопротивлению ΔP и расходу сушильного

агента Lсг производится выбор тягодутьевого оборудования

Мощность тягодутьевой установки

ηρ

Acircograve3600

Δ

aumlatilde

ntildeatilde PLN

где ηд = 065 - КПД тягодутьевой установки

Размеры и конкретный тип дымососа (вентилятора дымоудаления)

выбираются по каталогу тягодутьевого оборудования (см электронное

учебное пособие laquoТепломассообменное оборудование предприятий

(сушильные установки)raquo или табл П12)

Таблица П1

Обозначения физических величин

принятые в настоящем учебно-методическом пособии

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Коэффициент избытка воздуха в топке αт

Коэффициент избытка воздуха в камере смешения αдоп

Объемный коэффициент теплообмена Вт(м3 degС) αv

Расход топлива кгч Bт

Концентрация частиц материала в трубе кгм3 βv

Теплоемкость топлива кДж(кг degС) стл

Теплоемкость сухих топочных газов кДж(кг degС) ссг

Теплоемкость воды кДж(кг degС) сw

Теплоемкость сухого материала кДж(кг degС) см

Теплоемкость водяного пара кДж(кг degС) сп

Влагосодержание наружного воздуха г влаги кг воздуха d о

Влагосодержание газов на выходе из топки г кг dт

Влагосодержание смеси на выходе из камеры смешения гкг dсм

Влагосодержание агента на входе в трубу-сушилку гкг d1

Влагосодержание агента в конце периода прогрева гкг d пр

Влагосодержание агента на выходе из трубы-сушилки гкг d2

Влагосодержание воздуха при φ=100 гкг dм

Среднее влагосодержание газов кгкг dср

Диаметр частиц материала данной фракции мм di

Минимальный диаметр частиц материала мм dч min

Средний диаметр частиц материала мм dч ср

Термовлажностное отношение кДжкг ∆

Производительность по абсолютно сухой массе кгч Gсух

Производительность по влажному материалу кгч G1

Производительность по готовой продукции кгч G2

Масса сухих продуктов сгорания кг дымовых газов кг топлива Gсг

Масса водяных паров кг водяных паров кг топлива Gп

Энтальпия наружного воздуха кДжкг воздуха Iо

Энтальпия газов на выходе из топки кДжкг Iт

Энтальпия смеси на выходе из камеры смешения кДжкг Iсм

Энтальпия агента на входе в трубу-сушилку кДжкг I1

Энтальпия агента в конце периода прогрева кДжкг Iпр

Энтальпия агента на выходе из трубы-сушилки кДжкг I2

Энтальпия пара при 0 degС кДжкг пара iо

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Энтальпия пара кДжкг iп

Энтальпия пара применяемого для дутья кДжкг iпprime

Начальная температура материала degС icirc

Температура смоченного термометра degС igrave

Конечная температура материала degС 2

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного

сгорания кг воздуха кг топлива Lо

Расход сушильного агента кгч Lсг

Расход присадочного воздуха кгч Lв

Расход топочных газов кгч Lт

Коэффициент теплопроводности газа Вт(м degС) λг

Коэффициент полезного действия топки ηт

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха n

Коэффициент кинематической вязкости газа м2с ν г

Низшая теплота сгорания топлива кДжкг Qri

Высшая теплота сгорания топлива кДжкг Qrs

Расход теплоты на прогрев влажного материала кВт Qпр

Удельные потери теплоты кДжкг влаги qокр

Средняя плотность газа кгм3 ρг

Средняя плотность материала кгм3 ρм

Средняя температура сушильного агента degС tср

Температурный напор в период прогрева degС ∆ tпр

Температура топлива degС tтл

Температура газов на выходе из топки degС tт

Температура смеси после камеры смешения degС tсм

Температура сушильного агента после прогрева degС tпр

Температура сушильного агента на выходе из трубы-сушилки degС t2

Начальное влагосодержание материала кг влаги кг сухого материала uо

Критическое влагосодержание материала кгкг uк

Конечное влагосодержание материала кгкг u2

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке мс wг

Скорость витания частиц материала мс wвит

Расход испаряемой влаги кгч М

Начальная относительная влажность материала Wо

Критическая влажность материала Wк

Конечная относительная влажность материала W2

Массовая доля отдельных фракций материала xi

Таблица П2

Исходные данные для расчета пневматической сушильной установки

в

ар

Материал ρ кгм3

См

кДж(кг оС)

Размер мм Влажность G2

тч

Дымовые газы Воздух

Топливо

топлива Схема

α топки доля фракции

Wо Wk W2 t1 t2 t о dо 05 03 02

1 Глина простая 2000 084 1 15 3 22 mdash 15 1 600 100 20 10 мазут 29 А mdash

2 Глина огнеупорная 1800 109 2 3 4 9 mdash 07 2 800 120 10 4 мазут 28 А mdash

3 Известняк 1870 092 05 1 12 5 mdash 01 80 800 110 20 12 уголь 11 Б 115

4 Мел 2000 088 01 03 05 51 mdash 24 20 540 270 10 6 уголь 9 Б 11

5 Песок речной 1500 092 1 15 2 10 mdash 05 75 900 120 20 12 уголь 5 Б 115

6 Руда магнитогорская 3000 078 1 25 4 6 mdash 05 12 730 120 25 12 мазут 28 А mdash

7 Руда марганцевая 3450 078 5 2 1 15 mdash 2 15 120 60 25 12 уголь 7 А mdash

8 Железный колчедан 3300 05 2 1 05 12 mdash 3 2 350 100 15 6 уголь 8 А mdash

9 Сернокислый аммоний 800 14 1 3 2 5 mdash 04 25 120 55 25 12 газ 31 Б 102

10 Сланцы (Лен обл) 1100 134 3 2 1 38 40 28 11 600 100 20 8 сланцы 21 А mdash

11 Уголь каменный 1400 13 1 2 5 9 35 06 12 800 120 25 12 уголь 3 А mdash

12 Уголь бурый (Подмоск) 800 113 2 2 1 47 40 38 16 500 160 20 8 уголь 6 Б 11

13 Торф фрезерный 245 176 2 1 3 48 42 38 12 550 140 10 4 торф 23 А mdash

14 Кузнецкий уголь 1300 11 4 1 2 12 35 07 13 350 88 20 8 уголь 2 А mdash

15 Антрацит штыб 730 109 4 3 1 14 40 5 15 400 120 20 12 уголь 10 А mdash

16 Шлам промывки угля 1200 12 02 05 2 50 40 1 5 750 120 15 6 уголь 1 А mdash

17 Опилки 250 25 4 2 1 45 43 35 13 300 100 20 10 древес 25 А mdash

18 Аммофос 1500 11 4 2 1 12 mdash 15 12 350 110 20 12 уголь 12 А mdash

19 Диаммофос 1700 12 4 2 1 4 mdash 1 14 200 90 10 4 мазут 29 Б 11

20 Суперфосфат 2390 12 1 05 2 22 mdash 3 10 750 80 20 8 мазут 28 А mdash

21 Преципитат 870 113 1 2 1 55 mdash 3 6 550 120 25 8 уголь 4 Б 12

22 Фтористый алюминий 900 15 05 1 03 50 mdash 5 12 750 250 25 12 мазут 28 Б 105

23 Соль поваренная 200 089 1 2 1 6 mdash 1 12 200 85 25 14 газ 32 Б 11

24 Сахарный песок(кукурузн) 600 123 2 1 2 14 mdash 8 14 90 40 20 12 газ 41 Б 101

25 Жом свекловичный 800 16 2 3 1 84 40 30 05 750 100 10 4 газ 39 А mdash

Таблица П3

Cостав и низшая теплота сгорания твердых и жидких топлив

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое топливо (угли)

1 Кузнецкий 120 132 04 586 42 19 97 22860

2 80 143 05 633 44 21 74 25250

3 60 141 06 725 34 17 17 27420

4 90 182 03 615 36 15 59 23570

5 70 146 05 702 30 17 30 25120

6 70 363 07 479 34 14 33 18760

7 70 326 03 519 33 16 33 19850

8 Аркагалинское 190 122 02 513 36 08 129 19090

9 Березовское 330 47 02 442 31 04 144 15660

10 Челябинский 170 324 09 359 26 100 102 13440

11 Подмосковный 321 306 25 243 19 04 82 8670

12 Печорский 55 284 09 555 36 17 44 22020

13 Интинский 115 274 25 458 31 15 82 17540

14 Кизеловский 60 348 53 455 34 08 42 18380

15 Минусинский 140 172 05 529 35 14 105 20100

16 Черемховское 130 270 10 462 34 07 87 17880

17 Букачачинское 80 101 06 672 47 08 86 26040

18 Никольское 60 182 04 596 42 11 105 22990

19 Партизанский 55 340 04 498 32 08 63 19470

20 Нерюнгри 100 198 02 600 31 06 63 22480

Окончание табл П3

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое (вторичное) топливо

21 Сланцы (Ленобласть) 110 482 220 301 387 025 438 7660

22 Сланцы (Эстония) 120 444 227 322 410 010 490 9000

23 Торф фрезерный 485 643 014 255 270 113 156 8120

24 Торф кусковой 458 731 011 268 281 117 160 9250

25 Древесные опилки 400 060 0 303 360 04 251 10200

26 Лигнин (ЛГЗ) 650 115 013 213 192 105 - 6410

27 Лигнин (ЗГЗ) 650 400 008 206 168 864 - 6120

Жидкое топливо (мазут)

28 Малосернистый 30 005 03 847 12 03 40280

29 Сернистый 30 01 14 838 11 05 39730

30 Высокосернистый 30 01 28 830 10 07 38770

Таблица П4

Cостав и теплота сгорания газообразных топлив

топ

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Природные газы

31 Уренгой-Надым-Пунга 987 012 001 lt 001 mdash mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35500 0724

32 Уренгой-Ужгород 989 012 001 001 mdash mdash mdash lt 006 090 mdash mdash mdash 35590 0724

33 Уренгой-Новопсков 989 013 001 lt 001 mdash mdash mdash 008 087 mdash mdash mdash 35590 0723

34 Уренгой-Сургут-Челябинск 982 029 02 009 004 mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35800 0729

35 Надым-Пунга-Свердловск 987 016 008 001 mdash mdash mdash 008 100 mdash mdash mdash 35590 0725

36 ННовгород-Иваново 990 025 004 002 mdash mdash mdash 010 060 mdash mdash mdash 35750 0725

37 Бухара-Урал 942 30 089 039 017 013 mdash 028 090 mdash mdash mdash 37560 0771

38 Средняя Азия-Центр 941 28 073 030 007 002 mdash 100 100 mdash mdash mdash 36760 0771

39 Саратов-Москва 903 28 11 075 034 020 mdash 032 420 mdash mdash mdash 37010 0807

40 Мострансгаз (кольцо) 966 14 04 018 007 003 mdash 015 120 mdash mdash mdash 36300 0747

41 Оренбург-Александров Гай 864 39 172 087 030 007 mdash 001 670 mdash mdash mdash 36800 0828

Попутные газы

42 Каменный Лог-Пермь 387 226 107 27 07 mdash mdash mdash 2380 mdash 080 mdash 42370 1196

43 Ярино-Пермь 380 251 125 33 13 mdash mdash mdash 1870 mdash 110 mdash 46890 1196

44 Кулешовка-Самара 580 172 74 20 05 mdash mdash 080 1360 mdash 050 mdash 41740 1052

45 Безенчук-Чапаевск 427 196 126 51 13 mdash mdash 100 1690 mdash 080 mdash 46980 1196

46 Барса-Гельмес-Вышка 939 34 13 07 02 mdash mdash 040 010 mdash mdash mdash 38100 0778

47 Вход в Краснодар Крымск 912 39 2 09 02 mdash mdash 180 mdash mdash mdash mdash 38270 0810

48 Вознесенская-Грозный 767 132 54 25 22 mdash mdash mdash mdash mdash mdash 47020 0971

49 Тэбук-Сосновка 482 182 119 33 1 mdash mdash 090 1650 mdash mdash mdash 45130 1164

50 Туймазы-Уфа 500 220 98 12 04 mdash mdash mdash 1660 mdash mdash mdash 43040 1095

51 Шкапово-Туймазы 441 220 52 14 03 mdash mdash mdash 2700 mdash mdash mdash 36630 1095

52 Казань-Бугульма 536 228 61 09 02 mdash mdash 020 1580 mdash mdash mdash 40610 1046

Окончание табл П4

т

оп

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Промышленные газы

53 Газ доменных печей 03 mdash mdash mdash mdash mdash 280 105 585 mdash mdash 27 3940 1293

54 Газ коксовых печей 250 20 mdash mdash mdash mdash 700 30 40 10 mdash 580 18000 0468

55 Газ генераторный 19 mdash mdash mdash mdash mdash 203 98 562 02 mdash 109 6200 1121

56 Газ генераторный (из древес) 65 mdash mdash mdash mdash mdash 290 65 469 02 mdash 140 6500 1130

57 Газ пиролиза нефти 410 mdash mdash mdash mdash 430 080 05 02 mdash mdash 140 47500 1100

Примечания

1) Теплоемкость твердого топлива

стл = 0012 Wr + стлcух (1 ndash 001 Wr) кДж(кг degС)

где стлcух ndash теплоемкость сухой массы топлива для бурых углей ndash 113 кДж(кг degС)

для каменных углей - 109 кДж(кг degС) для углей - 092 кДж(кг degС)

Теплоемкость мазута

смаз = 174 + 00025 tмаз кДж(кгdegС) где tмаз = 90divide130degС

Расход пара на форсунки Wп = 03 + 035 кг пара кг топлива при Рнас = 06divide15 МПа

2) Теплоемкость газообразного топлива

010cVntilde iiatildeagraveccedil

где Vi - объем составляющих газообразного топлива

ci- теплоемкость составляющих газообразного топлива кДж(м3 оС)

4NtildeIacutentilde = 157 62IacuteCntilde = 278

83IacuteCntilde = 314 104IacuteCntilde = 424

125IacuteCntilde = 527 146IacuteCntilde = 630 NtildeIcircntilde = 130

2NtildeIcircntilde = 159 2Nntilde = 129

2Icircntilde = 130 S2Iacutec = 152 2Iacutentilde = 128

Таблица П5

Соотношение между единицами давления

Величина Па бар тех атм мм рт ст мм водст

1 Нм2=1 Па 1 10-5 10210-5 7510-3 0102

1 бар 105 1 102 750 102middot104

1 техатм=1кгссм2 981middot10-4 0981 1 7356 104

1 мм ртст 1333 133310-5 13610-3 1 136

1 мм водст=1кгсм 981 98110-5 10-4 735610-2 1

Таблица П6

Теплоемкость и плотность горючих газов

Газ Формула Плотность кгм3 Теплоемкость

кДж(м3 degС)

Метан СН4 0717 155

Этан С2Н6 1342 221

Пропан СзН8 1976 305

Бутан С4Н10 2598 413

Пентан С5Н12 3219 513

Гексан СбН14 384 615

Окись углерода СО 125 129

Углекислый газ СО 2 198 16

Азот N2 125 129

Кислород О2 143 13

Сероводород H2S 1539 151

Водород Н2 009 128

Таблица П7

Напряжение топочного объема для сушильных установок

Топливо qv кВтм3

Доменный газ 230-350

Генераторный газ 230-290

Природный газ 350-460

Мазут 230-350

Торф дрова 230-290

Каменные угли 290-350

Таблица П8

Физические свойства дымовых газов

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па 2NtildeIcircETH = 013 IcircIacute 2

ETH = 011 2NETH = 076

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1295 1042 228 169 158 1220 072

100 0950 1068 313 308 204 2154 069

200 0748 1097 401 489 245 3280 067

300 0617 1122 484 699 282 4581 065

400 0525 1151 570 943 317 6038 064

500 0457 1185 656 1211 348 7630 063

600 0405 1214 742 1509 379 9361 062

700 0363 1239 827 1838 407 1121 061

800 0330 1264 915 2197 434 1318 060

900 0301 1290 1000 2580 459 1525 059

1000 0275 1306 1090 3034 484 1743 058

1100 0257 1323 1175 3455 507 1971 057

1200 0240 1340 1262 3924 530 2210 056

Таблица П9

Физические свойства сухого воздуха

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1293 1005 244 188 172 133 0707

100 0946 1009 321 336 219 231 0688

200 0746 1026 393 514 260 349 0680

300 0615 1047 460 718 297 483 0674

400 0524 1068 521 931 330 631 0678

500 0456 1093 574 1153 362 794 0687

600 0404 1114 622 1383 391 969 0699

700 0362 1135 671 1634 418 1154 0706

800 0329 1156 718 1888 443 1348 0713

900 0301 1172 763 2162 467 1551 0717

1000 0277 1185 807 2459 490 1771 0719

1100 0257 1197 850 2762 512 1993 0722

1200 0240 1210 915 3165 535 2337 0724

Таблица П10

Коэффициенты местных сопротивлений

Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления

Колено

угол

поворота 90deg 120deg 135deg 150deg

ξ 11 055 025 02

Отвод радиусом R угол

поворота 30deg 45deg 60deg 75deg 90deg 105deg 120deg

трубы диаметром D

RD = 15 ξ 008 011 014 016 0175 019 02

RD = 20 ξ 007 010 012 014 015 016 017

Вход в трубу

с острыми краями ξ =05

с закругленными ξ =02

Выход из трубы ξ =1

FminFmax 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09

Внезапное расширение ξ 1 081 064 049 036 025 016 009 004 001

Внезапное сужение ξ 05 047 043 038 033 03 025 02 015 009

Таблица П11

Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗ типа ЦН-15 мм (рис8)

Dц A d d1 d2 H h1 h2 h3 h4 h5 a б б1 l

100 820 60 40 105 492 200 232 60 212 32 66 20 29 90

150 1190 90 60 155 720 300 345 75 297 48 99 30 41 110

200 1560 120 60 160 918 400 458 60 354 48 132 40 52 120

250 1930 150 75 180 1149 500 574 75 444 60 165 50 65 150

300 2300 180 90 210 1377 600 687 90 531 72 198 60 78 180

350 2670 210 105 250 1605 700 800 105 618 84 231 70 91 210

400 3040 240 120 280 1833 800 913 120 705 96 264 80 104 240

450 3410 270 135 310 2031 900 1026 135 792 108 297 90 117 270

500 3780 300 150 325 2289 1000 1139 150 879 120 330 100 130 300

550 4150 330 165 350 2520 1100 1255 165 972 132 363 110 143 330

600 4520 360 180 365 2750 1200 1370 180 1060 144 396 120 156 360

650 4890 390 195 400 2980 1300 1485 195 1146 156 429 130 169 390

700 5260 420 210 410 3210 1400 1600 210 1235 168 462 140 182 420

750 5630 450 225 450 3435 1500 1710 225 1320 180 495 150 195 450

800 6000 480 240 470 3665 1600 1825 240 1405 192 528 160 208 480

Таблица П12

Габаритные размеры вентилятора дымоудаления (дымососа) м

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 18: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

температуру в точке пересечения Она примерно совпадает по значению с

температурой смоченного термометра igrave (рис 10)

Рис 10 Схема определения температуры смоченного термометра

по I-d диаграмме

Удельный расход теплоты на испарение влаги

)ntildentilde(iq ecircAumlaeligecircatildeicircw2iumlicircegraventildeiuml t

Удельный расход теплоты на нагрев материала

ecircAumlaeligecircatilde uu

)()untilde(ntildeq

2icirc

icirc22wigraveiacuteagraveatilde

Удельные потери теплоты в окружающую среду от 10 до 12

ecircAumlaeligecircatilde )q012)(q(01q iacuteagraveatildeegraventildeiumlicircecirceth

Термовлажностное отношение или угловой коэффициент процесса

icircecirceth2icirc

igrave2w2igraveicircwicircicircecircethiacuteagraveatildeicircw q

)u(u

)ntildeu(ntilde)ntildeu(ntilde)q(qntildeΔ

кДжкг

Энтальпия сушильного агента на выходе из сушильной установки

ecircAumlaeligecircatilde )(Δ

))(IΔd

I2iumlicirc

2iumlicircacirc

tntildei

tntildeitntilde 11

22

21000

где I1 = Iт и d1= dт (для схемы А) I1 = Iсм и d1= dсм (для схемы Б)

2acircntilde - теплоёмкость сушильного агента равная теплоёмкости воздуха при

температуре t2 на выходе из сушильной установки

Влагосодержание сушильного агента на выходе из сушильной

установки

Δ

)I(Idd atildeecircatilde 12

12

1000

Порядок построения процессов изменения состояния сушильного

агента на I-d диаграмме

Сначала на I-d диаграмму наносится точка 0 соответствующая

параметрам наружного воздуха Далее по рассчитанным энтальпии Iт и

влагосодержанию dт строится точка Т (см рис 11аб) соответствующая

параметрам топочных газов на выходе из топки Точка С (для схемы Б)

соответствующая параметрам смеси на выходе из камеры смешения лежит

на прямой соединяющей 0 и Т

а б

Рис11 Изменение параметров сушильного агента на I-d диаграмме

для схем А и Б на схеме следующие обозначения

1 - топка 2 - камера смешения 3 - сушильная камера 4 - дымосос

5 - уходящие газы

Из точки 1 с координатами I1 d1 или Iсм dсм проводим прямую до

пересечения с заданной изотермой t2 Точке пересечения 2 соответствуют

искомые координаты I2 d2

Линия соединяющая точки 1 и 2 является линией действительного

процесса сушки

Процесс сушки влажного материала в трубе-сушилке является

нестационарным те протекает при переменной температуре как

сушильного агента так и материала (рис 12б) Для большей точности

процесс 1-2 заменяется суммой элементарных процессов прогрева периода

постоянной и периода уменьшающейся скорости сушки для которых легко

могут быть определены температуры материала и сушильного агента

а б

Рис 12 Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии всех периодов сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Энтальпия температура и влагосодержание сушильного агента

определяются по I-d диаграмме в характерных точках начала (окончания)

каждого элементарного процесса

Приращение влагосодержания сушильного агента в первом периоде

сушки (при отсутствии первого периода 0dΔ )

atildeecircatilde )(

)d)(d(d

1000Δ

2

12`

uu

uu

icirc

ecircicirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце периода прогрева (в точке П

рис 12а)

qd)(

))(u)(d(dII ecircAumlaeligecircatilde

1000icircecirceth

icirc

icircigraveicircwigraveiumleth Δ

2

121

uu

cc

Температура сушильного агента в конце периода прогрева

d

dIC

1000

1000

1

1

nacirc

icirciumlethiumleth

cc

it

Влагосодержание сушильного агента в конце первого периода

(в критической точке К рис 12а)

)u(u

)d)(du(udd atildeecircatilde

2

121

icirc

ecircicircecirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

)u(u

)d)(du(ucI

)d(dcII ecircAumlaeligecircatilde

100010002

121

icirc

kicircwigraveiumleth

ecircwigraveiumlethecirc

Температура сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

C dntildentilde

diI

1000

1000

ecircnacirc

kicircecircecirct

В том случае когда отсутствует один из периодов сушки процесс на I-d

диаграмме термограмма и кинетическая кривая упрощаются (рис 1314)

Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива

Расход сушильного агента для схем

А) igrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Б)

ntildeigrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Расход присадочного воздуха для схемы (Б)

n1

nLL ntildeatilde

acirc

кгч

Расход топочных газов для схемы (Б)

n1

LL ntildeatilde

ograve

кгч

Часовой расход топлива для схем

А) G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve Б) ecircatildedivide

n)(1G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve

Объем топочной камеры для получения сушильного агента

igrave 3600

QBV 3

v

rsograve

ograveq

Напряжение топочного объема принимается в зависимости от способа

сжигания и вида топлива (таблП7)

а б

Рис 13Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и первого периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

а б

Рис 14Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и второго периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена

Температура tср влагосодержание dср плотность ρг

ecircatildeecircatilde dd

dCtt

t100022

2121ntildeethntildeeth

(таблП1)

ecircatildeigrave )d)(t(

)d(3

ntildeethntildeeth

ntildeethicircatilde

622273

1622273ρρ

где icircρ =1293 кгм3

Значения νг и λг сушильного агента принимаются по температуре

t = tср (табл П8 П9)

Средние значения влагосодержания uср и плотности ρм сушимого

материала

uu

u ecircatildeecircatilde 2

2icircntildeeth

(таблП1) )u(ρρ 3

ecircatildeigrave1 ntildeethigraveigraveicirc

Скорость витания частиц в трубе-сушилке определяется для каждой

фракции

ρζ

)ρ(ρgdw igraventilde

3

4

atildeacircegraveograve

atildeigraveiiacircegraveograve

где acircegraveograveζ - коэффициент лобового сопротивления частиц при

1 le Re le 30 Re98acircegraveograveζ

30 lt Re lt 400 ζ 02354Reacircegraveograve

400 lt Re lt 5500 11acircegraveograveζ

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке принимаем на 12 мс

больше скорости витания частицы имеющей максимальный размер

ww 21maxacircegraveograveatilde

Сечение трубы-сушилки

2

igrave3600

ρw

Fatildeatilde

ntildeatildeograveeth

L

Диаметр трубы-сушилки (если она круглого сечения)

π

igraveograveeth

ograveeth

4FD

Концентрация частиц материала в трубе-сушилке

ecircatildeigrave )w(w

)(ββ 3

ograveethacircegraveograve2

iiVV

Fi

36002

GG3K 21

x

где ix ndashмассовая доля i фракции К ndash коэффициент при

Dтp lt 025 м rarr К= 077

Dтp = 025 divide 10 м rarr К = 068

Удельная поверхность частиц отдельной фракции

ρd

βf 32

igraveigrave6

igravei

iv

ioacuteauml

Коэффициент конвективного теплообмена при

20iacircegraveograve

Re rarr d

λα CigraveAcircograve

2 2

i

atildei

20 lt i

acircegraveograveRe lt 480 rarr CigraveAcircograve

01862

08

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

480 lt i

acircegraveograveRe lt 2000 rarr

CigraveAcircograve

1142

05

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

Критерий Рейнольдса при скорости витания

atilde

iacircegraveograve

acircegraveograve ν

dwRe i

i

Объемный коэффициент теплообмена

NtildeigraveAcircograve 3

ioacuteaumliv fαα

Расчет высоты трубы-сушилки по участкам

Количество теплоты отданное сушильным агентом в период прогрева

материала (при ик gt ио величина (ио ndash ик) qokp = 0)

ecircAumlaeligdivide])qu(u))(uc[(c icircecircethecircicircicircigraveicircwigravecyxiumlp GQ

Температурный напор на участке прогрева

)(t

)(tln

)(t)(tt

igraveiumlp

icirc1

igraveiumlpicirciumlp

1

Высота участка трубы соответствующая периоду прогрева

Δtα

QH igrave

36 ograveethiumlethv

iumlpiumleth

F

Высота трубы-сушилки зависит от того в каком периоде заканчивается

процесс сушки

При u0 gt uк gt u2 имеют место все три интервала сушки прогрев первый

и второй период сушки (см рис12б)

В случае когда u2 gt uк (или uк - отсутствует) процесс заканчивается в

первом периоде (или материал содержит только поверхностную влагу и

второй период отсутствует)

Тогда температурные напоры будут рассчитываться только для

прогрева и первого периода сушки (см рис 13б)

В случае когда uк gt u2 досушивается материал в котором осталась

только внутренняя влага Температурные напоры будут рассчитываться

только для прогрева и второго периода сушки (см рис14б)

Количество теплоты отданное сушильным агентом в первом периоде

(постоянной скорости) сушки материала

)ntildetc)(iu(u ecircAumlaeligdivideGQ igravewecirciumlicircecircicircntildeoacuteotilde1

Температурный напор на участке первого периода сушки

)(t

)(t

)t(tt CΔ

igraveecirc

igraveiumleth

ecirciumleth

ln

1

Высота участка трубы соответствующая первому периоду

igraveFΔ36

QH

ograveeth1

1

V

1

Количество теплоты отданное сушильным агентом во втором периоде

(уменьшающейся скорости) сушки материала

])qu(u

)ntildetc)(iu(u))(uc[(c

ecircAumlaeligdivide

GQ

icircecirceth2ecirc

igravew2iumlicirc2ecircigrave22wigraventildeoacuteotildeII

Температурный напор на участке второго периода сушки

)(t

)(t

)(t)(tt CΔ

22

22

igraveecirc

igraveecircII

ln

Высота участка трубы соответствующая второму периоду

QH igrave

FΔ36 ograveethIIV

IIII

Высота участка трубы необходимая для разгона частиц

igrave www

wwwln

www

wwwln

2g

)w(wwH

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2acircegraveograveatildeacircegraveograveeth

где скорость частиц материала в начале разгонного участка wм1=0 скорость

в конце разгонного участка wм2 = 095(wг ndashwвит)

Общая высота пневматической сушильной установки

Hтp = Hp + Hпp+HI + HII м

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной установки

Объемная концентрация частиц материала в трубе

3321 igraveigrave

2L

GG

)ρd(1

)ρ(

igraventildeethntildeatilde

atildeχ

Потери напора при трении газа о стенки трубы

)(λ Iumlagrave2

1D

HΔP

2

1atildeatilde

ograveeth

ograveethograveeth χ

где λтp = 64Re + 0136 Re018 при 23 middot103 lt Re lt 106

Потери напора в местных сопротивлениях (сужениях поворотах) из-за

трения газа

)(ξ Iumlagrave2

1ΔP

2atildeatilde

igrave2 χ

где ζм - коэффициент местного сопротивления табл П10

Статический напор газового потока (вес столба газа)

Iumlagrave g)(ρ ograveethatilde3 Hχ1ΔP

Знак laquo+raquo для восходящего знак laquo-raquo для нисходящего потоков газа для

горизонтального участка ΔP3 = 0

Потери напора при трении материала о стенки трубы

λ Iumlagrave2D

HΔP

2igraveigrave

ograveeth

ograveethograveeth4 χ

Здесь коэффициент сопротивления трению равен

075ograveeth Fr27λ при 2520

D

i

ograveeth

d

λ 075

i

ograveethograveeth Fr

d

05

D425

при 2520

D

i

ograveeth

d

где

i

igrave

dg

w2

Fr критерий Фруда

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке стабилизированного движения частиц

gχρ IumlagraveΔ ntildeograveigrave HP5

где высота участка стабилизации Hcт =Hтp ndash Hp

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке разгона частиц

)ww)(www(w

)ww)(www(wln

ρ

)ρ(ρwP IumlagraveΔ

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

ograveethigrave

igraveatildeigraveacircegraveograve6

F2

G

Средняя производительность трубы-сушилки определяется по формуле

Gм = 05 (G1 + G2) кгч

Динамические потери напора на разгонном участке

)w(w

IumlagraveΔ

ograveeth

igraveigraveigrave

F

GP 12

7

Задавшись условной скоростью газа в сечении циклона (wу = 3 divide 4 мс)

определяем диаметр циклона (табл П11)

ρwπ

igrave

atildeoacute

ntildeatildeouml

3600

4LD

Гидравлическое сопротивление циклона

ρw

ξ Iumlagrave2

Δatildeoacute

oumlouml

2

P

где ξц ndash коэффициент гидравлического сопротивления циклона

Полное гидравлическое сопротивление трубы-сушилки

IumlagraveΔΔΔΔΔΔΔΔΔ oumlPPPPPPPPP 7654321

По найденному полному сопротивлению ΔP и расходу сушильного

агента Lсг производится выбор тягодутьевого оборудования

Мощность тягодутьевой установки

ηρ

Acircograve3600

Δ

aumlatilde

ntildeatilde PLN

где ηд = 065 - КПД тягодутьевой установки

Размеры и конкретный тип дымососа (вентилятора дымоудаления)

выбираются по каталогу тягодутьевого оборудования (см электронное

учебное пособие laquoТепломассообменное оборудование предприятий

(сушильные установки)raquo или табл П12)

Таблица П1

Обозначения физических величин

принятые в настоящем учебно-методическом пособии

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Коэффициент избытка воздуха в топке αт

Коэффициент избытка воздуха в камере смешения αдоп

Объемный коэффициент теплообмена Вт(м3 degС) αv

Расход топлива кгч Bт

Концентрация частиц материала в трубе кгм3 βv

Теплоемкость топлива кДж(кг degС) стл

Теплоемкость сухих топочных газов кДж(кг degС) ссг

Теплоемкость воды кДж(кг degС) сw

Теплоемкость сухого материала кДж(кг degС) см

Теплоемкость водяного пара кДж(кг degС) сп

Влагосодержание наружного воздуха г влаги кг воздуха d о

Влагосодержание газов на выходе из топки г кг dт

Влагосодержание смеси на выходе из камеры смешения гкг dсм

Влагосодержание агента на входе в трубу-сушилку гкг d1

Влагосодержание агента в конце периода прогрева гкг d пр

Влагосодержание агента на выходе из трубы-сушилки гкг d2

Влагосодержание воздуха при φ=100 гкг dм

Среднее влагосодержание газов кгкг dср

Диаметр частиц материала данной фракции мм di

Минимальный диаметр частиц материала мм dч min

Средний диаметр частиц материала мм dч ср

Термовлажностное отношение кДжкг ∆

Производительность по абсолютно сухой массе кгч Gсух

Производительность по влажному материалу кгч G1

Производительность по готовой продукции кгч G2

Масса сухих продуктов сгорания кг дымовых газов кг топлива Gсг

Масса водяных паров кг водяных паров кг топлива Gп

Энтальпия наружного воздуха кДжкг воздуха Iо

Энтальпия газов на выходе из топки кДжкг Iт

Энтальпия смеси на выходе из камеры смешения кДжкг Iсм

Энтальпия агента на входе в трубу-сушилку кДжкг I1

Энтальпия агента в конце периода прогрева кДжкг Iпр

Энтальпия агента на выходе из трубы-сушилки кДжкг I2

Энтальпия пара при 0 degС кДжкг пара iо

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Энтальпия пара кДжкг iп

Энтальпия пара применяемого для дутья кДжкг iпprime

Начальная температура материала degС icirc

Температура смоченного термометра degС igrave

Конечная температура материала degС 2

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного

сгорания кг воздуха кг топлива Lо

Расход сушильного агента кгч Lсг

Расход присадочного воздуха кгч Lв

Расход топочных газов кгч Lт

Коэффициент теплопроводности газа Вт(м degС) λг

Коэффициент полезного действия топки ηт

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха n

Коэффициент кинематической вязкости газа м2с ν г

Низшая теплота сгорания топлива кДжкг Qri

Высшая теплота сгорания топлива кДжкг Qrs

Расход теплоты на прогрев влажного материала кВт Qпр

Удельные потери теплоты кДжкг влаги qокр

Средняя плотность газа кгм3 ρг

Средняя плотность материала кгм3 ρм

Средняя температура сушильного агента degС tср

Температурный напор в период прогрева degС ∆ tпр

Температура топлива degС tтл

Температура газов на выходе из топки degС tт

Температура смеси после камеры смешения degС tсм

Температура сушильного агента после прогрева degС tпр

Температура сушильного агента на выходе из трубы-сушилки degС t2

Начальное влагосодержание материала кг влаги кг сухого материала uо

Критическое влагосодержание материала кгкг uк

Конечное влагосодержание материала кгкг u2

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке мс wг

Скорость витания частиц материала мс wвит

Расход испаряемой влаги кгч М

Начальная относительная влажность материала Wо

Критическая влажность материала Wк

Конечная относительная влажность материала W2

Массовая доля отдельных фракций материала xi

Таблица П2

Исходные данные для расчета пневматической сушильной установки

в

ар

Материал ρ кгм3

См

кДж(кг оС)

Размер мм Влажность G2

тч

Дымовые газы Воздух

Топливо

топлива Схема

α топки доля фракции

Wо Wk W2 t1 t2 t о dо 05 03 02

1 Глина простая 2000 084 1 15 3 22 mdash 15 1 600 100 20 10 мазут 29 А mdash

2 Глина огнеупорная 1800 109 2 3 4 9 mdash 07 2 800 120 10 4 мазут 28 А mdash

3 Известняк 1870 092 05 1 12 5 mdash 01 80 800 110 20 12 уголь 11 Б 115

4 Мел 2000 088 01 03 05 51 mdash 24 20 540 270 10 6 уголь 9 Б 11

5 Песок речной 1500 092 1 15 2 10 mdash 05 75 900 120 20 12 уголь 5 Б 115

6 Руда магнитогорская 3000 078 1 25 4 6 mdash 05 12 730 120 25 12 мазут 28 А mdash

7 Руда марганцевая 3450 078 5 2 1 15 mdash 2 15 120 60 25 12 уголь 7 А mdash

8 Железный колчедан 3300 05 2 1 05 12 mdash 3 2 350 100 15 6 уголь 8 А mdash

9 Сернокислый аммоний 800 14 1 3 2 5 mdash 04 25 120 55 25 12 газ 31 Б 102

10 Сланцы (Лен обл) 1100 134 3 2 1 38 40 28 11 600 100 20 8 сланцы 21 А mdash

11 Уголь каменный 1400 13 1 2 5 9 35 06 12 800 120 25 12 уголь 3 А mdash

12 Уголь бурый (Подмоск) 800 113 2 2 1 47 40 38 16 500 160 20 8 уголь 6 Б 11

13 Торф фрезерный 245 176 2 1 3 48 42 38 12 550 140 10 4 торф 23 А mdash

14 Кузнецкий уголь 1300 11 4 1 2 12 35 07 13 350 88 20 8 уголь 2 А mdash

15 Антрацит штыб 730 109 4 3 1 14 40 5 15 400 120 20 12 уголь 10 А mdash

16 Шлам промывки угля 1200 12 02 05 2 50 40 1 5 750 120 15 6 уголь 1 А mdash

17 Опилки 250 25 4 2 1 45 43 35 13 300 100 20 10 древес 25 А mdash

18 Аммофос 1500 11 4 2 1 12 mdash 15 12 350 110 20 12 уголь 12 А mdash

19 Диаммофос 1700 12 4 2 1 4 mdash 1 14 200 90 10 4 мазут 29 Б 11

20 Суперфосфат 2390 12 1 05 2 22 mdash 3 10 750 80 20 8 мазут 28 А mdash

21 Преципитат 870 113 1 2 1 55 mdash 3 6 550 120 25 8 уголь 4 Б 12

22 Фтористый алюминий 900 15 05 1 03 50 mdash 5 12 750 250 25 12 мазут 28 Б 105

23 Соль поваренная 200 089 1 2 1 6 mdash 1 12 200 85 25 14 газ 32 Б 11

24 Сахарный песок(кукурузн) 600 123 2 1 2 14 mdash 8 14 90 40 20 12 газ 41 Б 101

25 Жом свекловичный 800 16 2 3 1 84 40 30 05 750 100 10 4 газ 39 А mdash

Таблица П3

Cостав и низшая теплота сгорания твердых и жидких топлив

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое топливо (угли)

1 Кузнецкий 120 132 04 586 42 19 97 22860

2 80 143 05 633 44 21 74 25250

3 60 141 06 725 34 17 17 27420

4 90 182 03 615 36 15 59 23570

5 70 146 05 702 30 17 30 25120

6 70 363 07 479 34 14 33 18760

7 70 326 03 519 33 16 33 19850

8 Аркагалинское 190 122 02 513 36 08 129 19090

9 Березовское 330 47 02 442 31 04 144 15660

10 Челябинский 170 324 09 359 26 100 102 13440

11 Подмосковный 321 306 25 243 19 04 82 8670

12 Печорский 55 284 09 555 36 17 44 22020

13 Интинский 115 274 25 458 31 15 82 17540

14 Кизеловский 60 348 53 455 34 08 42 18380

15 Минусинский 140 172 05 529 35 14 105 20100

16 Черемховское 130 270 10 462 34 07 87 17880

17 Букачачинское 80 101 06 672 47 08 86 26040

18 Никольское 60 182 04 596 42 11 105 22990

19 Партизанский 55 340 04 498 32 08 63 19470

20 Нерюнгри 100 198 02 600 31 06 63 22480

Окончание табл П3

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое (вторичное) топливо

21 Сланцы (Ленобласть) 110 482 220 301 387 025 438 7660

22 Сланцы (Эстония) 120 444 227 322 410 010 490 9000

23 Торф фрезерный 485 643 014 255 270 113 156 8120

24 Торф кусковой 458 731 011 268 281 117 160 9250

25 Древесные опилки 400 060 0 303 360 04 251 10200

26 Лигнин (ЛГЗ) 650 115 013 213 192 105 - 6410

27 Лигнин (ЗГЗ) 650 400 008 206 168 864 - 6120

Жидкое топливо (мазут)

28 Малосернистый 30 005 03 847 12 03 40280

29 Сернистый 30 01 14 838 11 05 39730

30 Высокосернистый 30 01 28 830 10 07 38770

Таблица П4

Cостав и теплота сгорания газообразных топлив

топ

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Природные газы

31 Уренгой-Надым-Пунга 987 012 001 lt 001 mdash mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35500 0724

32 Уренгой-Ужгород 989 012 001 001 mdash mdash mdash lt 006 090 mdash mdash mdash 35590 0724

33 Уренгой-Новопсков 989 013 001 lt 001 mdash mdash mdash 008 087 mdash mdash mdash 35590 0723

34 Уренгой-Сургут-Челябинск 982 029 02 009 004 mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35800 0729

35 Надым-Пунга-Свердловск 987 016 008 001 mdash mdash mdash 008 100 mdash mdash mdash 35590 0725

36 ННовгород-Иваново 990 025 004 002 mdash mdash mdash 010 060 mdash mdash mdash 35750 0725

37 Бухара-Урал 942 30 089 039 017 013 mdash 028 090 mdash mdash mdash 37560 0771

38 Средняя Азия-Центр 941 28 073 030 007 002 mdash 100 100 mdash mdash mdash 36760 0771

39 Саратов-Москва 903 28 11 075 034 020 mdash 032 420 mdash mdash mdash 37010 0807

40 Мострансгаз (кольцо) 966 14 04 018 007 003 mdash 015 120 mdash mdash mdash 36300 0747

41 Оренбург-Александров Гай 864 39 172 087 030 007 mdash 001 670 mdash mdash mdash 36800 0828

Попутные газы

42 Каменный Лог-Пермь 387 226 107 27 07 mdash mdash mdash 2380 mdash 080 mdash 42370 1196

43 Ярино-Пермь 380 251 125 33 13 mdash mdash mdash 1870 mdash 110 mdash 46890 1196

44 Кулешовка-Самара 580 172 74 20 05 mdash mdash 080 1360 mdash 050 mdash 41740 1052

45 Безенчук-Чапаевск 427 196 126 51 13 mdash mdash 100 1690 mdash 080 mdash 46980 1196

46 Барса-Гельмес-Вышка 939 34 13 07 02 mdash mdash 040 010 mdash mdash mdash 38100 0778

47 Вход в Краснодар Крымск 912 39 2 09 02 mdash mdash 180 mdash mdash mdash mdash 38270 0810

48 Вознесенская-Грозный 767 132 54 25 22 mdash mdash mdash mdash mdash mdash 47020 0971

49 Тэбук-Сосновка 482 182 119 33 1 mdash mdash 090 1650 mdash mdash mdash 45130 1164

50 Туймазы-Уфа 500 220 98 12 04 mdash mdash mdash 1660 mdash mdash mdash 43040 1095

51 Шкапово-Туймазы 441 220 52 14 03 mdash mdash mdash 2700 mdash mdash mdash 36630 1095

52 Казань-Бугульма 536 228 61 09 02 mdash mdash 020 1580 mdash mdash mdash 40610 1046

Окончание табл П4

т

оп

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Промышленные газы

53 Газ доменных печей 03 mdash mdash mdash mdash mdash 280 105 585 mdash mdash 27 3940 1293

54 Газ коксовых печей 250 20 mdash mdash mdash mdash 700 30 40 10 mdash 580 18000 0468

55 Газ генераторный 19 mdash mdash mdash mdash mdash 203 98 562 02 mdash 109 6200 1121

56 Газ генераторный (из древес) 65 mdash mdash mdash mdash mdash 290 65 469 02 mdash 140 6500 1130

57 Газ пиролиза нефти 410 mdash mdash mdash mdash 430 080 05 02 mdash mdash 140 47500 1100

Примечания

1) Теплоемкость твердого топлива

стл = 0012 Wr + стлcух (1 ndash 001 Wr) кДж(кг degС)

где стлcух ndash теплоемкость сухой массы топлива для бурых углей ndash 113 кДж(кг degС)

для каменных углей - 109 кДж(кг degС) для углей - 092 кДж(кг degС)

Теплоемкость мазута

смаз = 174 + 00025 tмаз кДж(кгdegС) где tмаз = 90divide130degС

Расход пара на форсунки Wп = 03 + 035 кг пара кг топлива при Рнас = 06divide15 МПа

2) Теплоемкость газообразного топлива

010cVntilde iiatildeagraveccedil

где Vi - объем составляющих газообразного топлива

ci- теплоемкость составляющих газообразного топлива кДж(м3 оС)

4NtildeIacutentilde = 157 62IacuteCntilde = 278

83IacuteCntilde = 314 104IacuteCntilde = 424

125IacuteCntilde = 527 146IacuteCntilde = 630 NtildeIcircntilde = 130

2NtildeIcircntilde = 159 2Nntilde = 129

2Icircntilde = 130 S2Iacutec = 152 2Iacutentilde = 128

Таблица П5

Соотношение между единицами давления

Величина Па бар тех атм мм рт ст мм водст

1 Нм2=1 Па 1 10-5 10210-5 7510-3 0102

1 бар 105 1 102 750 102middot104

1 техатм=1кгссм2 981middot10-4 0981 1 7356 104

1 мм ртст 1333 133310-5 13610-3 1 136

1 мм водст=1кгсм 981 98110-5 10-4 735610-2 1

Таблица П6

Теплоемкость и плотность горючих газов

Газ Формула Плотность кгм3 Теплоемкость

кДж(м3 degС)

Метан СН4 0717 155

Этан С2Н6 1342 221

Пропан СзН8 1976 305

Бутан С4Н10 2598 413

Пентан С5Н12 3219 513

Гексан СбН14 384 615

Окись углерода СО 125 129

Углекислый газ СО 2 198 16

Азот N2 125 129

Кислород О2 143 13

Сероводород H2S 1539 151

Водород Н2 009 128

Таблица П7

Напряжение топочного объема для сушильных установок

Топливо qv кВтм3

Доменный газ 230-350

Генераторный газ 230-290

Природный газ 350-460

Мазут 230-350

Торф дрова 230-290

Каменные угли 290-350

Таблица П8

Физические свойства дымовых газов

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па 2NtildeIcircETH = 013 IcircIacute 2

ETH = 011 2NETH = 076

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1295 1042 228 169 158 1220 072

100 0950 1068 313 308 204 2154 069

200 0748 1097 401 489 245 3280 067

300 0617 1122 484 699 282 4581 065

400 0525 1151 570 943 317 6038 064

500 0457 1185 656 1211 348 7630 063

600 0405 1214 742 1509 379 9361 062

700 0363 1239 827 1838 407 1121 061

800 0330 1264 915 2197 434 1318 060

900 0301 1290 1000 2580 459 1525 059

1000 0275 1306 1090 3034 484 1743 058

1100 0257 1323 1175 3455 507 1971 057

1200 0240 1340 1262 3924 530 2210 056

Таблица П9

Физические свойства сухого воздуха

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1293 1005 244 188 172 133 0707

100 0946 1009 321 336 219 231 0688

200 0746 1026 393 514 260 349 0680

300 0615 1047 460 718 297 483 0674

400 0524 1068 521 931 330 631 0678

500 0456 1093 574 1153 362 794 0687

600 0404 1114 622 1383 391 969 0699

700 0362 1135 671 1634 418 1154 0706

800 0329 1156 718 1888 443 1348 0713

900 0301 1172 763 2162 467 1551 0717

1000 0277 1185 807 2459 490 1771 0719

1100 0257 1197 850 2762 512 1993 0722

1200 0240 1210 915 3165 535 2337 0724

Таблица П10

Коэффициенты местных сопротивлений

Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления

Колено

угол

поворота 90deg 120deg 135deg 150deg

ξ 11 055 025 02

Отвод радиусом R угол

поворота 30deg 45deg 60deg 75deg 90deg 105deg 120deg

трубы диаметром D

RD = 15 ξ 008 011 014 016 0175 019 02

RD = 20 ξ 007 010 012 014 015 016 017

Вход в трубу

с острыми краями ξ =05

с закругленными ξ =02

Выход из трубы ξ =1

FminFmax 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09

Внезапное расширение ξ 1 081 064 049 036 025 016 009 004 001

Внезапное сужение ξ 05 047 043 038 033 03 025 02 015 009

Таблица П11

Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗ типа ЦН-15 мм (рис8)

Dц A d d1 d2 H h1 h2 h3 h4 h5 a б б1 l

100 820 60 40 105 492 200 232 60 212 32 66 20 29 90

150 1190 90 60 155 720 300 345 75 297 48 99 30 41 110

200 1560 120 60 160 918 400 458 60 354 48 132 40 52 120

250 1930 150 75 180 1149 500 574 75 444 60 165 50 65 150

300 2300 180 90 210 1377 600 687 90 531 72 198 60 78 180

350 2670 210 105 250 1605 700 800 105 618 84 231 70 91 210

400 3040 240 120 280 1833 800 913 120 705 96 264 80 104 240

450 3410 270 135 310 2031 900 1026 135 792 108 297 90 117 270

500 3780 300 150 325 2289 1000 1139 150 879 120 330 100 130 300

550 4150 330 165 350 2520 1100 1255 165 972 132 363 110 143 330

600 4520 360 180 365 2750 1200 1370 180 1060 144 396 120 156 360

650 4890 390 195 400 2980 1300 1485 195 1146 156 429 130 169 390

700 5260 420 210 410 3210 1400 1600 210 1235 168 462 140 182 420

750 5630 450 225 450 3435 1500 1710 225 1320 180 495 150 195 450

800 6000 480 240 470 3665 1600 1825 240 1405 192 528 160 208 480

Таблица П12

Габаритные размеры вентилятора дымоудаления (дымососа) м

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 19: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

Влагосодержание сушильного агента на выходе из сушильной

установки

Δ

)I(Idd atildeecircatilde 12

12

1000

Порядок построения процессов изменения состояния сушильного

агента на I-d диаграмме

Сначала на I-d диаграмму наносится точка 0 соответствующая

параметрам наружного воздуха Далее по рассчитанным энтальпии Iт и

влагосодержанию dт строится точка Т (см рис 11аб) соответствующая

параметрам топочных газов на выходе из топки Точка С (для схемы Б)

соответствующая параметрам смеси на выходе из камеры смешения лежит

на прямой соединяющей 0 и Т

а б

Рис11 Изменение параметров сушильного агента на I-d диаграмме

для схем А и Б на схеме следующие обозначения

1 - топка 2 - камера смешения 3 - сушильная камера 4 - дымосос

5 - уходящие газы

Из точки 1 с координатами I1 d1 или Iсм dсм проводим прямую до

пересечения с заданной изотермой t2 Точке пересечения 2 соответствуют

искомые координаты I2 d2

Линия соединяющая точки 1 и 2 является линией действительного

процесса сушки

Процесс сушки влажного материала в трубе-сушилке является

нестационарным те протекает при переменной температуре как

сушильного агента так и материала (рис 12б) Для большей точности

процесс 1-2 заменяется суммой элементарных процессов прогрева периода

постоянной и периода уменьшающейся скорости сушки для которых легко

могут быть определены температуры материала и сушильного агента

а б

Рис 12 Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии всех периодов сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Энтальпия температура и влагосодержание сушильного агента

определяются по I-d диаграмме в характерных точках начала (окончания)

каждого элементарного процесса

Приращение влагосодержания сушильного агента в первом периоде

сушки (при отсутствии первого периода 0dΔ )

atildeecircatilde )(

)d)(d(d

1000Δ

2

12`

uu

uu

icirc

ecircicirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце периода прогрева (в точке П

рис 12а)

qd)(

))(u)(d(dII ecircAumlaeligecircatilde

1000icircecirceth

icirc

icircigraveicircwigraveiumleth Δ

2

121

uu

cc

Температура сушильного агента в конце периода прогрева

d

dIC

1000

1000

1

1

nacirc

icirciumlethiumleth

cc

it

Влагосодержание сушильного агента в конце первого периода

(в критической точке К рис 12а)

)u(u

)d)(du(udd atildeecircatilde

2

121

icirc

ecircicircecirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

)u(u

)d)(du(ucI

)d(dcII ecircAumlaeligecircatilde

100010002

121

icirc

kicircwigraveiumleth

ecircwigraveiumlethecirc

Температура сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

C dntildentilde

diI

1000

1000

ecircnacirc

kicircecircecirct

В том случае когда отсутствует один из периодов сушки процесс на I-d

диаграмме термограмма и кинетическая кривая упрощаются (рис 1314)

Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива

Расход сушильного агента для схем

А) igrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Б)

ntildeigrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Расход присадочного воздуха для схемы (Б)

n1

nLL ntildeatilde

acirc

кгч

Расход топочных газов для схемы (Б)

n1

LL ntildeatilde

ograve

кгч

Часовой расход топлива для схем

А) G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve Б) ecircatildedivide

n)(1G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve

Объем топочной камеры для получения сушильного агента

igrave 3600

QBV 3

v

rsograve

ograveq

Напряжение топочного объема принимается в зависимости от способа

сжигания и вида топлива (таблП7)

а б

Рис 13Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и первого периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

а б

Рис 14Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и второго периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена

Температура tср влагосодержание dср плотность ρг

ecircatildeecircatilde dd

dCtt

t100022

2121ntildeethntildeeth

(таблП1)

ecircatildeigrave )d)(t(

)d(3

ntildeethntildeeth

ntildeethicircatilde

622273

1622273ρρ

где icircρ =1293 кгм3

Значения νг и λг сушильного агента принимаются по температуре

t = tср (табл П8 П9)

Средние значения влагосодержания uср и плотности ρм сушимого

материала

uu

u ecircatildeecircatilde 2

2icircntildeeth

(таблП1) )u(ρρ 3

ecircatildeigrave1 ntildeethigraveigraveicirc

Скорость витания частиц в трубе-сушилке определяется для каждой

фракции

ρζ

)ρ(ρgdw igraventilde

3

4

atildeacircegraveograve

atildeigraveiiacircegraveograve

где acircegraveograveζ - коэффициент лобового сопротивления частиц при

1 le Re le 30 Re98acircegraveograveζ

30 lt Re lt 400 ζ 02354Reacircegraveograve

400 lt Re lt 5500 11acircegraveograveζ

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке принимаем на 12 мс

больше скорости витания частицы имеющей максимальный размер

ww 21maxacircegraveograveatilde

Сечение трубы-сушилки

2

igrave3600

ρw

Fatildeatilde

ntildeatildeograveeth

L

Диаметр трубы-сушилки (если она круглого сечения)

π

igraveograveeth

ograveeth

4FD

Концентрация частиц материала в трубе-сушилке

ecircatildeigrave )w(w

)(ββ 3

ograveethacircegraveograve2

iiVV

Fi

36002

GG3K 21

x

где ix ndashмассовая доля i фракции К ndash коэффициент при

Dтp lt 025 м rarr К= 077

Dтp = 025 divide 10 м rarr К = 068

Удельная поверхность частиц отдельной фракции

ρd

βf 32

igraveigrave6

igravei

iv

ioacuteauml

Коэффициент конвективного теплообмена при

20iacircegraveograve

Re rarr d

λα CigraveAcircograve

2 2

i

atildei

20 lt i

acircegraveograveRe lt 480 rarr CigraveAcircograve

01862

08

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

480 lt i

acircegraveograveRe lt 2000 rarr

CigraveAcircograve

1142

05

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

Критерий Рейнольдса при скорости витания

atilde

iacircegraveograve

acircegraveograve ν

dwRe i

i

Объемный коэффициент теплообмена

NtildeigraveAcircograve 3

ioacuteaumliv fαα

Расчет высоты трубы-сушилки по участкам

Количество теплоты отданное сушильным агентом в период прогрева

материала (при ик gt ио величина (ио ndash ик) qokp = 0)

ecircAumlaeligdivide])qu(u))(uc[(c icircecircethecircicircicircigraveicircwigravecyxiumlp GQ

Температурный напор на участке прогрева

)(t

)(tln

)(t)(tt

igraveiumlp

icirc1

igraveiumlpicirciumlp

1

Высота участка трубы соответствующая периоду прогрева

Δtα

QH igrave

36 ograveethiumlethv

iumlpiumleth

F

Высота трубы-сушилки зависит от того в каком периоде заканчивается

процесс сушки

При u0 gt uк gt u2 имеют место все три интервала сушки прогрев первый

и второй период сушки (см рис12б)

В случае когда u2 gt uк (или uк - отсутствует) процесс заканчивается в

первом периоде (или материал содержит только поверхностную влагу и

второй период отсутствует)

Тогда температурные напоры будут рассчитываться только для

прогрева и первого периода сушки (см рис 13б)

В случае когда uк gt u2 досушивается материал в котором осталась

только внутренняя влага Температурные напоры будут рассчитываться

только для прогрева и второго периода сушки (см рис14б)

Количество теплоты отданное сушильным агентом в первом периоде

(постоянной скорости) сушки материала

)ntildetc)(iu(u ecircAumlaeligdivideGQ igravewecirciumlicircecircicircntildeoacuteotilde1

Температурный напор на участке первого периода сушки

)(t

)(t

)t(tt CΔ

igraveecirc

igraveiumleth

ecirciumleth

ln

1

Высота участка трубы соответствующая первому периоду

igraveFΔ36

QH

ograveeth1

1

V

1

Количество теплоты отданное сушильным агентом во втором периоде

(уменьшающейся скорости) сушки материала

])qu(u

)ntildetc)(iu(u))(uc[(c

ecircAumlaeligdivide

GQ

icircecirceth2ecirc

igravew2iumlicirc2ecircigrave22wigraventildeoacuteotildeII

Температурный напор на участке второго периода сушки

)(t

)(t

)(t)(tt CΔ

22

22

igraveecirc

igraveecircII

ln

Высота участка трубы соответствующая второму периоду

QH igrave

FΔ36 ograveethIIV

IIII

Высота участка трубы необходимая для разгона частиц

igrave www

wwwln

www

wwwln

2g

)w(wwH

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2acircegraveograveatildeacircegraveograveeth

где скорость частиц материала в начале разгонного участка wм1=0 скорость

в конце разгонного участка wм2 = 095(wг ndashwвит)

Общая высота пневматической сушильной установки

Hтp = Hp + Hпp+HI + HII м

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной установки

Объемная концентрация частиц материала в трубе

3321 igraveigrave

2L

GG

)ρd(1

)ρ(

igraventildeethntildeatilde

atildeχ

Потери напора при трении газа о стенки трубы

)(λ Iumlagrave2

1D

HΔP

2

1atildeatilde

ograveeth

ograveethograveeth χ

где λтp = 64Re + 0136 Re018 при 23 middot103 lt Re lt 106

Потери напора в местных сопротивлениях (сужениях поворотах) из-за

трения газа

)(ξ Iumlagrave2

1ΔP

2atildeatilde

igrave2 χ

где ζм - коэффициент местного сопротивления табл П10

Статический напор газового потока (вес столба газа)

Iumlagrave g)(ρ ograveethatilde3 Hχ1ΔP

Знак laquo+raquo для восходящего знак laquo-raquo для нисходящего потоков газа для

горизонтального участка ΔP3 = 0

Потери напора при трении материала о стенки трубы

λ Iumlagrave2D

HΔP

2igraveigrave

ograveeth

ograveethograveeth4 χ

Здесь коэффициент сопротивления трению равен

075ograveeth Fr27λ при 2520

D

i

ograveeth

d

λ 075

i

ograveethograveeth Fr

d

05

D425

при 2520

D

i

ograveeth

d

где

i

igrave

dg

w2

Fr критерий Фруда

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке стабилизированного движения частиц

gχρ IumlagraveΔ ntildeograveigrave HP5

где высота участка стабилизации Hcт =Hтp ndash Hp

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке разгона частиц

)ww)(www(w

)ww)(www(wln

ρ

)ρ(ρwP IumlagraveΔ

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

ograveethigrave

igraveatildeigraveacircegraveograve6

F2

G

Средняя производительность трубы-сушилки определяется по формуле

Gм = 05 (G1 + G2) кгч

Динамические потери напора на разгонном участке

)w(w

IumlagraveΔ

ograveeth

igraveigraveigrave

F

GP 12

7

Задавшись условной скоростью газа в сечении циклона (wу = 3 divide 4 мс)

определяем диаметр циклона (табл П11)

ρwπ

igrave

atildeoacute

ntildeatildeouml

3600

4LD

Гидравлическое сопротивление циклона

ρw

ξ Iumlagrave2

Δatildeoacute

oumlouml

2

P

где ξц ndash коэффициент гидравлического сопротивления циклона

Полное гидравлическое сопротивление трубы-сушилки

IumlagraveΔΔΔΔΔΔΔΔΔ oumlPPPPPPPPP 7654321

По найденному полному сопротивлению ΔP и расходу сушильного

агента Lсг производится выбор тягодутьевого оборудования

Мощность тягодутьевой установки

ηρ

Acircograve3600

Δ

aumlatilde

ntildeatilde PLN

где ηд = 065 - КПД тягодутьевой установки

Размеры и конкретный тип дымососа (вентилятора дымоудаления)

выбираются по каталогу тягодутьевого оборудования (см электронное

учебное пособие laquoТепломассообменное оборудование предприятий

(сушильные установки)raquo или табл П12)

Таблица П1

Обозначения физических величин

принятые в настоящем учебно-методическом пособии

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Коэффициент избытка воздуха в топке αт

Коэффициент избытка воздуха в камере смешения αдоп

Объемный коэффициент теплообмена Вт(м3 degС) αv

Расход топлива кгч Bт

Концентрация частиц материала в трубе кгм3 βv

Теплоемкость топлива кДж(кг degС) стл

Теплоемкость сухих топочных газов кДж(кг degС) ссг

Теплоемкость воды кДж(кг degС) сw

Теплоемкость сухого материала кДж(кг degС) см

Теплоемкость водяного пара кДж(кг degС) сп

Влагосодержание наружного воздуха г влаги кг воздуха d о

Влагосодержание газов на выходе из топки г кг dт

Влагосодержание смеси на выходе из камеры смешения гкг dсм

Влагосодержание агента на входе в трубу-сушилку гкг d1

Влагосодержание агента в конце периода прогрева гкг d пр

Влагосодержание агента на выходе из трубы-сушилки гкг d2

Влагосодержание воздуха при φ=100 гкг dм

Среднее влагосодержание газов кгкг dср

Диаметр частиц материала данной фракции мм di

Минимальный диаметр частиц материала мм dч min

Средний диаметр частиц материала мм dч ср

Термовлажностное отношение кДжкг ∆

Производительность по абсолютно сухой массе кгч Gсух

Производительность по влажному материалу кгч G1

Производительность по готовой продукции кгч G2

Масса сухих продуктов сгорания кг дымовых газов кг топлива Gсг

Масса водяных паров кг водяных паров кг топлива Gп

Энтальпия наружного воздуха кДжкг воздуха Iо

Энтальпия газов на выходе из топки кДжкг Iт

Энтальпия смеси на выходе из камеры смешения кДжкг Iсм

Энтальпия агента на входе в трубу-сушилку кДжкг I1

Энтальпия агента в конце периода прогрева кДжкг Iпр

Энтальпия агента на выходе из трубы-сушилки кДжкг I2

Энтальпия пара при 0 degС кДжкг пара iо

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Энтальпия пара кДжкг iп

Энтальпия пара применяемого для дутья кДжкг iпprime

Начальная температура материала degС icirc

Температура смоченного термометра degС igrave

Конечная температура материала degС 2

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного

сгорания кг воздуха кг топлива Lо

Расход сушильного агента кгч Lсг

Расход присадочного воздуха кгч Lв

Расход топочных газов кгч Lт

Коэффициент теплопроводности газа Вт(м degС) λг

Коэффициент полезного действия топки ηт

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха n

Коэффициент кинематической вязкости газа м2с ν г

Низшая теплота сгорания топлива кДжкг Qri

Высшая теплота сгорания топлива кДжкг Qrs

Расход теплоты на прогрев влажного материала кВт Qпр

Удельные потери теплоты кДжкг влаги qокр

Средняя плотность газа кгм3 ρг

Средняя плотность материала кгм3 ρм

Средняя температура сушильного агента degС tср

Температурный напор в период прогрева degС ∆ tпр

Температура топлива degС tтл

Температура газов на выходе из топки degС tт

Температура смеси после камеры смешения degС tсм

Температура сушильного агента после прогрева degС tпр

Температура сушильного агента на выходе из трубы-сушилки degС t2

Начальное влагосодержание материала кг влаги кг сухого материала uо

Критическое влагосодержание материала кгкг uк

Конечное влагосодержание материала кгкг u2

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке мс wг

Скорость витания частиц материала мс wвит

Расход испаряемой влаги кгч М

Начальная относительная влажность материала Wо

Критическая влажность материала Wк

Конечная относительная влажность материала W2

Массовая доля отдельных фракций материала xi

Таблица П2

Исходные данные для расчета пневматической сушильной установки

в

ар

Материал ρ кгм3

См

кДж(кг оС)

Размер мм Влажность G2

тч

Дымовые газы Воздух

Топливо

топлива Схема

α топки доля фракции

Wо Wk W2 t1 t2 t о dо 05 03 02

1 Глина простая 2000 084 1 15 3 22 mdash 15 1 600 100 20 10 мазут 29 А mdash

2 Глина огнеупорная 1800 109 2 3 4 9 mdash 07 2 800 120 10 4 мазут 28 А mdash

3 Известняк 1870 092 05 1 12 5 mdash 01 80 800 110 20 12 уголь 11 Б 115

4 Мел 2000 088 01 03 05 51 mdash 24 20 540 270 10 6 уголь 9 Б 11

5 Песок речной 1500 092 1 15 2 10 mdash 05 75 900 120 20 12 уголь 5 Б 115

6 Руда магнитогорская 3000 078 1 25 4 6 mdash 05 12 730 120 25 12 мазут 28 А mdash

7 Руда марганцевая 3450 078 5 2 1 15 mdash 2 15 120 60 25 12 уголь 7 А mdash

8 Железный колчедан 3300 05 2 1 05 12 mdash 3 2 350 100 15 6 уголь 8 А mdash

9 Сернокислый аммоний 800 14 1 3 2 5 mdash 04 25 120 55 25 12 газ 31 Б 102

10 Сланцы (Лен обл) 1100 134 3 2 1 38 40 28 11 600 100 20 8 сланцы 21 А mdash

11 Уголь каменный 1400 13 1 2 5 9 35 06 12 800 120 25 12 уголь 3 А mdash

12 Уголь бурый (Подмоск) 800 113 2 2 1 47 40 38 16 500 160 20 8 уголь 6 Б 11

13 Торф фрезерный 245 176 2 1 3 48 42 38 12 550 140 10 4 торф 23 А mdash

14 Кузнецкий уголь 1300 11 4 1 2 12 35 07 13 350 88 20 8 уголь 2 А mdash

15 Антрацит штыб 730 109 4 3 1 14 40 5 15 400 120 20 12 уголь 10 А mdash

16 Шлам промывки угля 1200 12 02 05 2 50 40 1 5 750 120 15 6 уголь 1 А mdash

17 Опилки 250 25 4 2 1 45 43 35 13 300 100 20 10 древес 25 А mdash

18 Аммофос 1500 11 4 2 1 12 mdash 15 12 350 110 20 12 уголь 12 А mdash

19 Диаммофос 1700 12 4 2 1 4 mdash 1 14 200 90 10 4 мазут 29 Б 11

20 Суперфосфат 2390 12 1 05 2 22 mdash 3 10 750 80 20 8 мазут 28 А mdash

21 Преципитат 870 113 1 2 1 55 mdash 3 6 550 120 25 8 уголь 4 Б 12

22 Фтористый алюминий 900 15 05 1 03 50 mdash 5 12 750 250 25 12 мазут 28 Б 105

23 Соль поваренная 200 089 1 2 1 6 mdash 1 12 200 85 25 14 газ 32 Б 11

24 Сахарный песок(кукурузн) 600 123 2 1 2 14 mdash 8 14 90 40 20 12 газ 41 Б 101

25 Жом свекловичный 800 16 2 3 1 84 40 30 05 750 100 10 4 газ 39 А mdash

Таблица П3

Cостав и низшая теплота сгорания твердых и жидких топлив

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое топливо (угли)

1 Кузнецкий 120 132 04 586 42 19 97 22860

2 80 143 05 633 44 21 74 25250

3 60 141 06 725 34 17 17 27420

4 90 182 03 615 36 15 59 23570

5 70 146 05 702 30 17 30 25120

6 70 363 07 479 34 14 33 18760

7 70 326 03 519 33 16 33 19850

8 Аркагалинское 190 122 02 513 36 08 129 19090

9 Березовское 330 47 02 442 31 04 144 15660

10 Челябинский 170 324 09 359 26 100 102 13440

11 Подмосковный 321 306 25 243 19 04 82 8670

12 Печорский 55 284 09 555 36 17 44 22020

13 Интинский 115 274 25 458 31 15 82 17540

14 Кизеловский 60 348 53 455 34 08 42 18380

15 Минусинский 140 172 05 529 35 14 105 20100

16 Черемховское 130 270 10 462 34 07 87 17880

17 Букачачинское 80 101 06 672 47 08 86 26040

18 Никольское 60 182 04 596 42 11 105 22990

19 Партизанский 55 340 04 498 32 08 63 19470

20 Нерюнгри 100 198 02 600 31 06 63 22480

Окончание табл П3

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое (вторичное) топливо

21 Сланцы (Ленобласть) 110 482 220 301 387 025 438 7660

22 Сланцы (Эстония) 120 444 227 322 410 010 490 9000

23 Торф фрезерный 485 643 014 255 270 113 156 8120

24 Торф кусковой 458 731 011 268 281 117 160 9250

25 Древесные опилки 400 060 0 303 360 04 251 10200

26 Лигнин (ЛГЗ) 650 115 013 213 192 105 - 6410

27 Лигнин (ЗГЗ) 650 400 008 206 168 864 - 6120

Жидкое топливо (мазут)

28 Малосернистый 30 005 03 847 12 03 40280

29 Сернистый 30 01 14 838 11 05 39730

30 Высокосернистый 30 01 28 830 10 07 38770

Таблица П4

Cостав и теплота сгорания газообразных топлив

топ

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Природные газы

31 Уренгой-Надым-Пунга 987 012 001 lt 001 mdash mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35500 0724

32 Уренгой-Ужгород 989 012 001 001 mdash mdash mdash lt 006 090 mdash mdash mdash 35590 0724

33 Уренгой-Новопсков 989 013 001 lt 001 mdash mdash mdash 008 087 mdash mdash mdash 35590 0723

34 Уренгой-Сургут-Челябинск 982 029 02 009 004 mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35800 0729

35 Надым-Пунга-Свердловск 987 016 008 001 mdash mdash mdash 008 100 mdash mdash mdash 35590 0725

36 ННовгород-Иваново 990 025 004 002 mdash mdash mdash 010 060 mdash mdash mdash 35750 0725

37 Бухара-Урал 942 30 089 039 017 013 mdash 028 090 mdash mdash mdash 37560 0771

38 Средняя Азия-Центр 941 28 073 030 007 002 mdash 100 100 mdash mdash mdash 36760 0771

39 Саратов-Москва 903 28 11 075 034 020 mdash 032 420 mdash mdash mdash 37010 0807

40 Мострансгаз (кольцо) 966 14 04 018 007 003 mdash 015 120 mdash mdash mdash 36300 0747

41 Оренбург-Александров Гай 864 39 172 087 030 007 mdash 001 670 mdash mdash mdash 36800 0828

Попутные газы

42 Каменный Лог-Пермь 387 226 107 27 07 mdash mdash mdash 2380 mdash 080 mdash 42370 1196

43 Ярино-Пермь 380 251 125 33 13 mdash mdash mdash 1870 mdash 110 mdash 46890 1196

44 Кулешовка-Самара 580 172 74 20 05 mdash mdash 080 1360 mdash 050 mdash 41740 1052

45 Безенчук-Чапаевск 427 196 126 51 13 mdash mdash 100 1690 mdash 080 mdash 46980 1196

46 Барса-Гельмес-Вышка 939 34 13 07 02 mdash mdash 040 010 mdash mdash mdash 38100 0778

47 Вход в Краснодар Крымск 912 39 2 09 02 mdash mdash 180 mdash mdash mdash mdash 38270 0810

48 Вознесенская-Грозный 767 132 54 25 22 mdash mdash mdash mdash mdash mdash 47020 0971

49 Тэбук-Сосновка 482 182 119 33 1 mdash mdash 090 1650 mdash mdash mdash 45130 1164

50 Туймазы-Уфа 500 220 98 12 04 mdash mdash mdash 1660 mdash mdash mdash 43040 1095

51 Шкапово-Туймазы 441 220 52 14 03 mdash mdash mdash 2700 mdash mdash mdash 36630 1095

52 Казань-Бугульма 536 228 61 09 02 mdash mdash 020 1580 mdash mdash mdash 40610 1046

Окончание табл П4

т

оп

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Промышленные газы

53 Газ доменных печей 03 mdash mdash mdash mdash mdash 280 105 585 mdash mdash 27 3940 1293

54 Газ коксовых печей 250 20 mdash mdash mdash mdash 700 30 40 10 mdash 580 18000 0468

55 Газ генераторный 19 mdash mdash mdash mdash mdash 203 98 562 02 mdash 109 6200 1121

56 Газ генераторный (из древес) 65 mdash mdash mdash mdash mdash 290 65 469 02 mdash 140 6500 1130

57 Газ пиролиза нефти 410 mdash mdash mdash mdash 430 080 05 02 mdash mdash 140 47500 1100

Примечания

1) Теплоемкость твердого топлива

стл = 0012 Wr + стлcух (1 ndash 001 Wr) кДж(кг degС)

где стлcух ndash теплоемкость сухой массы топлива для бурых углей ndash 113 кДж(кг degС)

для каменных углей - 109 кДж(кг degС) для углей - 092 кДж(кг degС)

Теплоемкость мазута

смаз = 174 + 00025 tмаз кДж(кгdegС) где tмаз = 90divide130degС

Расход пара на форсунки Wп = 03 + 035 кг пара кг топлива при Рнас = 06divide15 МПа

2) Теплоемкость газообразного топлива

010cVntilde iiatildeagraveccedil

где Vi - объем составляющих газообразного топлива

ci- теплоемкость составляющих газообразного топлива кДж(м3 оС)

4NtildeIacutentilde = 157 62IacuteCntilde = 278

83IacuteCntilde = 314 104IacuteCntilde = 424

125IacuteCntilde = 527 146IacuteCntilde = 630 NtildeIcircntilde = 130

2NtildeIcircntilde = 159 2Nntilde = 129

2Icircntilde = 130 S2Iacutec = 152 2Iacutentilde = 128

Таблица П5

Соотношение между единицами давления

Величина Па бар тех атм мм рт ст мм водст

1 Нм2=1 Па 1 10-5 10210-5 7510-3 0102

1 бар 105 1 102 750 102middot104

1 техатм=1кгссм2 981middot10-4 0981 1 7356 104

1 мм ртст 1333 133310-5 13610-3 1 136

1 мм водст=1кгсм 981 98110-5 10-4 735610-2 1

Таблица П6

Теплоемкость и плотность горючих газов

Газ Формула Плотность кгм3 Теплоемкость

кДж(м3 degС)

Метан СН4 0717 155

Этан С2Н6 1342 221

Пропан СзН8 1976 305

Бутан С4Н10 2598 413

Пентан С5Н12 3219 513

Гексан СбН14 384 615

Окись углерода СО 125 129

Углекислый газ СО 2 198 16

Азот N2 125 129

Кислород О2 143 13

Сероводород H2S 1539 151

Водород Н2 009 128

Таблица П7

Напряжение топочного объема для сушильных установок

Топливо qv кВтм3

Доменный газ 230-350

Генераторный газ 230-290

Природный газ 350-460

Мазут 230-350

Торф дрова 230-290

Каменные угли 290-350

Таблица П8

Физические свойства дымовых газов

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па 2NtildeIcircETH = 013 IcircIacute 2

ETH = 011 2NETH = 076

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1295 1042 228 169 158 1220 072

100 0950 1068 313 308 204 2154 069

200 0748 1097 401 489 245 3280 067

300 0617 1122 484 699 282 4581 065

400 0525 1151 570 943 317 6038 064

500 0457 1185 656 1211 348 7630 063

600 0405 1214 742 1509 379 9361 062

700 0363 1239 827 1838 407 1121 061

800 0330 1264 915 2197 434 1318 060

900 0301 1290 1000 2580 459 1525 059

1000 0275 1306 1090 3034 484 1743 058

1100 0257 1323 1175 3455 507 1971 057

1200 0240 1340 1262 3924 530 2210 056

Таблица П9

Физические свойства сухого воздуха

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1293 1005 244 188 172 133 0707

100 0946 1009 321 336 219 231 0688

200 0746 1026 393 514 260 349 0680

300 0615 1047 460 718 297 483 0674

400 0524 1068 521 931 330 631 0678

500 0456 1093 574 1153 362 794 0687

600 0404 1114 622 1383 391 969 0699

700 0362 1135 671 1634 418 1154 0706

800 0329 1156 718 1888 443 1348 0713

900 0301 1172 763 2162 467 1551 0717

1000 0277 1185 807 2459 490 1771 0719

1100 0257 1197 850 2762 512 1993 0722

1200 0240 1210 915 3165 535 2337 0724

Таблица П10

Коэффициенты местных сопротивлений

Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления

Колено

угол

поворота 90deg 120deg 135deg 150deg

ξ 11 055 025 02

Отвод радиусом R угол

поворота 30deg 45deg 60deg 75deg 90deg 105deg 120deg

трубы диаметром D

RD = 15 ξ 008 011 014 016 0175 019 02

RD = 20 ξ 007 010 012 014 015 016 017

Вход в трубу

с острыми краями ξ =05

с закругленными ξ =02

Выход из трубы ξ =1

FminFmax 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09

Внезапное расширение ξ 1 081 064 049 036 025 016 009 004 001

Внезапное сужение ξ 05 047 043 038 033 03 025 02 015 009

Таблица П11

Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗ типа ЦН-15 мм (рис8)

Dц A d d1 d2 H h1 h2 h3 h4 h5 a б б1 l

100 820 60 40 105 492 200 232 60 212 32 66 20 29 90

150 1190 90 60 155 720 300 345 75 297 48 99 30 41 110

200 1560 120 60 160 918 400 458 60 354 48 132 40 52 120

250 1930 150 75 180 1149 500 574 75 444 60 165 50 65 150

300 2300 180 90 210 1377 600 687 90 531 72 198 60 78 180

350 2670 210 105 250 1605 700 800 105 618 84 231 70 91 210

400 3040 240 120 280 1833 800 913 120 705 96 264 80 104 240

450 3410 270 135 310 2031 900 1026 135 792 108 297 90 117 270

500 3780 300 150 325 2289 1000 1139 150 879 120 330 100 130 300

550 4150 330 165 350 2520 1100 1255 165 972 132 363 110 143 330

600 4520 360 180 365 2750 1200 1370 180 1060 144 396 120 156 360

650 4890 390 195 400 2980 1300 1485 195 1146 156 429 130 169 390

700 5260 420 210 410 3210 1400 1600 210 1235 168 462 140 182 420

750 5630 450 225 450 3435 1500 1710 225 1320 180 495 150 195 450

800 6000 480 240 470 3665 1600 1825 240 1405 192 528 160 208 480

Таблица П12

Габаритные размеры вентилятора дымоудаления (дымососа) м

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 20: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

Линия соединяющая точки 1 и 2 является линией действительного

процесса сушки

Процесс сушки влажного материала в трубе-сушилке является

нестационарным те протекает при переменной температуре как

сушильного агента так и материала (рис 12б) Для большей точности

процесс 1-2 заменяется суммой элементарных процессов прогрева периода

постоянной и периода уменьшающейся скорости сушки для которых легко

могут быть определены температуры материала и сушильного агента

а б

Рис 12 Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии всех периодов сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Энтальпия температура и влагосодержание сушильного агента

определяются по I-d диаграмме в характерных точках начала (окончания)

каждого элементарного процесса

Приращение влагосодержания сушильного агента в первом периоде

сушки (при отсутствии первого периода 0dΔ )

atildeecircatilde )(

)d)(d(d

1000Δ

2

12`

uu

uu

icirc

ecircicirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце периода прогрева (в точке П

рис 12а)

qd)(

))(u)(d(dII ecircAumlaeligecircatilde

1000icircecirceth

icirc

icircigraveicircwigraveiumleth Δ

2

121

uu

cc

Температура сушильного агента в конце периода прогрева

d

dIC

1000

1000

1

1

nacirc

icirciumlethiumleth

cc

it

Влагосодержание сушильного агента в конце первого периода

(в критической точке К рис 12а)

)u(u

)d)(du(udd atildeecircatilde

2

121

icirc

ecircicircecirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

)u(u

)d)(du(ucI

)d(dcII ecircAumlaeligecircatilde

100010002

121

icirc

kicircwigraveiumleth

ecircwigraveiumlethecirc

Температура сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

C dntildentilde

diI

1000

1000

ecircnacirc

kicircecircecirct

В том случае когда отсутствует один из периодов сушки процесс на I-d

диаграмме термограмма и кинетическая кривая упрощаются (рис 1314)

Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива

Расход сушильного агента для схем

А) igrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Б)

ntildeigrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Расход присадочного воздуха для схемы (Б)

n1

nLL ntildeatilde

acirc

кгч

Расход топочных газов для схемы (Б)

n1

LL ntildeatilde

ograve

кгч

Часовой расход топлива для схем

А) G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve Б) ecircatildedivide

n)(1G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve

Объем топочной камеры для получения сушильного агента

igrave 3600

QBV 3

v

rsograve

ograveq

Напряжение топочного объема принимается в зависимости от способа

сжигания и вида топлива (таблП7)

а б

Рис 13Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и первого периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

а б

Рис 14Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и второго периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена

Температура tср влагосодержание dср плотность ρг

ecircatildeecircatilde dd

dCtt

t100022

2121ntildeethntildeeth

(таблП1)

ecircatildeigrave )d)(t(

)d(3

ntildeethntildeeth

ntildeethicircatilde

622273

1622273ρρ

где icircρ =1293 кгм3

Значения νг и λг сушильного агента принимаются по температуре

t = tср (табл П8 П9)

Средние значения влагосодержания uср и плотности ρм сушимого

материала

uu

u ecircatildeecircatilde 2

2icircntildeeth

(таблП1) )u(ρρ 3

ecircatildeigrave1 ntildeethigraveigraveicirc

Скорость витания частиц в трубе-сушилке определяется для каждой

фракции

ρζ

)ρ(ρgdw igraventilde

3

4

atildeacircegraveograve

atildeigraveiiacircegraveograve

где acircegraveograveζ - коэффициент лобового сопротивления частиц при

1 le Re le 30 Re98acircegraveograveζ

30 lt Re lt 400 ζ 02354Reacircegraveograve

400 lt Re lt 5500 11acircegraveograveζ

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке принимаем на 12 мс

больше скорости витания частицы имеющей максимальный размер

ww 21maxacircegraveograveatilde

Сечение трубы-сушилки

2

igrave3600

ρw

Fatildeatilde

ntildeatildeograveeth

L

Диаметр трубы-сушилки (если она круглого сечения)

π

igraveograveeth

ograveeth

4FD

Концентрация частиц материала в трубе-сушилке

ecircatildeigrave )w(w

)(ββ 3

ograveethacircegraveograve2

iiVV

Fi

36002

GG3K 21

x

где ix ndashмассовая доля i фракции К ndash коэффициент при

Dтp lt 025 м rarr К= 077

Dтp = 025 divide 10 м rarr К = 068

Удельная поверхность частиц отдельной фракции

ρd

βf 32

igraveigrave6

igravei

iv

ioacuteauml

Коэффициент конвективного теплообмена при

20iacircegraveograve

Re rarr d

λα CigraveAcircograve

2 2

i

atildei

20 lt i

acircegraveograveRe lt 480 rarr CigraveAcircograve

01862

08

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

480 lt i

acircegraveograveRe lt 2000 rarr

CigraveAcircograve

1142

05

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

Критерий Рейнольдса при скорости витания

atilde

iacircegraveograve

acircegraveograve ν

dwRe i

i

Объемный коэффициент теплообмена

NtildeigraveAcircograve 3

ioacuteaumliv fαα

Расчет высоты трубы-сушилки по участкам

Количество теплоты отданное сушильным агентом в период прогрева

материала (при ик gt ио величина (ио ndash ик) qokp = 0)

ecircAumlaeligdivide])qu(u))(uc[(c icircecircethecircicircicircigraveicircwigravecyxiumlp GQ

Температурный напор на участке прогрева

)(t

)(tln

)(t)(tt

igraveiumlp

icirc1

igraveiumlpicirciumlp

1

Высота участка трубы соответствующая периоду прогрева

Δtα

QH igrave

36 ograveethiumlethv

iumlpiumleth

F

Высота трубы-сушилки зависит от того в каком периоде заканчивается

процесс сушки

При u0 gt uк gt u2 имеют место все три интервала сушки прогрев первый

и второй период сушки (см рис12б)

В случае когда u2 gt uк (или uк - отсутствует) процесс заканчивается в

первом периоде (или материал содержит только поверхностную влагу и

второй период отсутствует)

Тогда температурные напоры будут рассчитываться только для

прогрева и первого периода сушки (см рис 13б)

В случае когда uк gt u2 досушивается материал в котором осталась

только внутренняя влага Температурные напоры будут рассчитываться

только для прогрева и второго периода сушки (см рис14б)

Количество теплоты отданное сушильным агентом в первом периоде

(постоянной скорости) сушки материала

)ntildetc)(iu(u ecircAumlaeligdivideGQ igravewecirciumlicircecircicircntildeoacuteotilde1

Температурный напор на участке первого периода сушки

)(t

)(t

)t(tt CΔ

igraveecirc

igraveiumleth

ecirciumleth

ln

1

Высота участка трубы соответствующая первому периоду

igraveFΔ36

QH

ograveeth1

1

V

1

Количество теплоты отданное сушильным агентом во втором периоде

(уменьшающейся скорости) сушки материала

])qu(u

)ntildetc)(iu(u))(uc[(c

ecircAumlaeligdivide

GQ

icircecirceth2ecirc

igravew2iumlicirc2ecircigrave22wigraventildeoacuteotildeII

Температурный напор на участке второго периода сушки

)(t

)(t

)(t)(tt CΔ

22

22

igraveecirc

igraveecircII

ln

Высота участка трубы соответствующая второму периоду

QH igrave

FΔ36 ograveethIIV

IIII

Высота участка трубы необходимая для разгона частиц

igrave www

wwwln

www

wwwln

2g

)w(wwH

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2acircegraveograveatildeacircegraveograveeth

где скорость частиц материала в начале разгонного участка wм1=0 скорость

в конце разгонного участка wм2 = 095(wг ndashwвит)

Общая высота пневматической сушильной установки

Hтp = Hp + Hпp+HI + HII м

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной установки

Объемная концентрация частиц материала в трубе

3321 igraveigrave

2L

GG

)ρd(1

)ρ(

igraventildeethntildeatilde

atildeχ

Потери напора при трении газа о стенки трубы

)(λ Iumlagrave2

1D

HΔP

2

1atildeatilde

ograveeth

ograveethograveeth χ

где λтp = 64Re + 0136 Re018 при 23 middot103 lt Re lt 106

Потери напора в местных сопротивлениях (сужениях поворотах) из-за

трения газа

)(ξ Iumlagrave2

1ΔP

2atildeatilde

igrave2 χ

где ζм - коэффициент местного сопротивления табл П10

Статический напор газового потока (вес столба газа)

Iumlagrave g)(ρ ograveethatilde3 Hχ1ΔP

Знак laquo+raquo для восходящего знак laquo-raquo для нисходящего потоков газа для

горизонтального участка ΔP3 = 0

Потери напора при трении материала о стенки трубы

λ Iumlagrave2D

HΔP

2igraveigrave

ograveeth

ograveethograveeth4 χ

Здесь коэффициент сопротивления трению равен

075ograveeth Fr27λ при 2520

D

i

ograveeth

d

λ 075

i

ograveethograveeth Fr

d

05

D425

при 2520

D

i

ograveeth

d

где

i

igrave

dg

w2

Fr критерий Фруда

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке стабилизированного движения частиц

gχρ IumlagraveΔ ntildeograveigrave HP5

где высота участка стабилизации Hcт =Hтp ndash Hp

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке разгона частиц

)ww)(www(w

)ww)(www(wln

ρ

)ρ(ρwP IumlagraveΔ

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

ograveethigrave

igraveatildeigraveacircegraveograve6

F2

G

Средняя производительность трубы-сушилки определяется по формуле

Gм = 05 (G1 + G2) кгч

Динамические потери напора на разгонном участке

)w(w

IumlagraveΔ

ograveeth

igraveigraveigrave

F

GP 12

7

Задавшись условной скоростью газа в сечении циклона (wу = 3 divide 4 мс)

определяем диаметр циклона (табл П11)

ρwπ

igrave

atildeoacute

ntildeatildeouml

3600

4LD

Гидравлическое сопротивление циклона

ρw

ξ Iumlagrave2

Δatildeoacute

oumlouml

2

P

где ξц ndash коэффициент гидравлического сопротивления циклона

Полное гидравлическое сопротивление трубы-сушилки

IumlagraveΔΔΔΔΔΔΔΔΔ oumlPPPPPPPPP 7654321

По найденному полному сопротивлению ΔP и расходу сушильного

агента Lсг производится выбор тягодутьевого оборудования

Мощность тягодутьевой установки

ηρ

Acircograve3600

Δ

aumlatilde

ntildeatilde PLN

где ηд = 065 - КПД тягодутьевой установки

Размеры и конкретный тип дымососа (вентилятора дымоудаления)

выбираются по каталогу тягодутьевого оборудования (см электронное

учебное пособие laquoТепломассообменное оборудование предприятий

(сушильные установки)raquo или табл П12)

Таблица П1

Обозначения физических величин

принятые в настоящем учебно-методическом пособии

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Коэффициент избытка воздуха в топке αт

Коэффициент избытка воздуха в камере смешения αдоп

Объемный коэффициент теплообмена Вт(м3 degС) αv

Расход топлива кгч Bт

Концентрация частиц материала в трубе кгм3 βv

Теплоемкость топлива кДж(кг degС) стл

Теплоемкость сухих топочных газов кДж(кг degС) ссг

Теплоемкость воды кДж(кг degС) сw

Теплоемкость сухого материала кДж(кг degС) см

Теплоемкость водяного пара кДж(кг degС) сп

Влагосодержание наружного воздуха г влаги кг воздуха d о

Влагосодержание газов на выходе из топки г кг dт

Влагосодержание смеси на выходе из камеры смешения гкг dсм

Влагосодержание агента на входе в трубу-сушилку гкг d1

Влагосодержание агента в конце периода прогрева гкг d пр

Влагосодержание агента на выходе из трубы-сушилки гкг d2

Влагосодержание воздуха при φ=100 гкг dм

Среднее влагосодержание газов кгкг dср

Диаметр частиц материала данной фракции мм di

Минимальный диаметр частиц материала мм dч min

Средний диаметр частиц материала мм dч ср

Термовлажностное отношение кДжкг ∆

Производительность по абсолютно сухой массе кгч Gсух

Производительность по влажному материалу кгч G1

Производительность по готовой продукции кгч G2

Масса сухих продуктов сгорания кг дымовых газов кг топлива Gсг

Масса водяных паров кг водяных паров кг топлива Gп

Энтальпия наружного воздуха кДжкг воздуха Iо

Энтальпия газов на выходе из топки кДжкг Iт

Энтальпия смеси на выходе из камеры смешения кДжкг Iсм

Энтальпия агента на входе в трубу-сушилку кДжкг I1

Энтальпия агента в конце периода прогрева кДжкг Iпр

Энтальпия агента на выходе из трубы-сушилки кДжкг I2

Энтальпия пара при 0 degС кДжкг пара iо

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Энтальпия пара кДжкг iп

Энтальпия пара применяемого для дутья кДжкг iпprime

Начальная температура материала degС icirc

Температура смоченного термометра degС igrave

Конечная температура материала degС 2

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного

сгорания кг воздуха кг топлива Lо

Расход сушильного агента кгч Lсг

Расход присадочного воздуха кгч Lв

Расход топочных газов кгч Lт

Коэффициент теплопроводности газа Вт(м degС) λг

Коэффициент полезного действия топки ηт

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха n

Коэффициент кинематической вязкости газа м2с ν г

Низшая теплота сгорания топлива кДжкг Qri

Высшая теплота сгорания топлива кДжкг Qrs

Расход теплоты на прогрев влажного материала кВт Qпр

Удельные потери теплоты кДжкг влаги qокр

Средняя плотность газа кгм3 ρг

Средняя плотность материала кгм3 ρм

Средняя температура сушильного агента degС tср

Температурный напор в период прогрева degС ∆ tпр

Температура топлива degС tтл

Температура газов на выходе из топки degС tт

Температура смеси после камеры смешения degС tсм

Температура сушильного агента после прогрева degС tпр

Температура сушильного агента на выходе из трубы-сушилки degС t2

Начальное влагосодержание материала кг влаги кг сухого материала uо

Критическое влагосодержание материала кгкг uк

Конечное влагосодержание материала кгкг u2

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке мс wг

Скорость витания частиц материала мс wвит

Расход испаряемой влаги кгч М

Начальная относительная влажность материала Wо

Критическая влажность материала Wк

Конечная относительная влажность материала W2

Массовая доля отдельных фракций материала xi

Таблица П2

Исходные данные для расчета пневматической сушильной установки

в

ар

Материал ρ кгм3

См

кДж(кг оС)

Размер мм Влажность G2

тч

Дымовые газы Воздух

Топливо

топлива Схема

α топки доля фракции

Wо Wk W2 t1 t2 t о dо 05 03 02

1 Глина простая 2000 084 1 15 3 22 mdash 15 1 600 100 20 10 мазут 29 А mdash

2 Глина огнеупорная 1800 109 2 3 4 9 mdash 07 2 800 120 10 4 мазут 28 А mdash

3 Известняк 1870 092 05 1 12 5 mdash 01 80 800 110 20 12 уголь 11 Б 115

4 Мел 2000 088 01 03 05 51 mdash 24 20 540 270 10 6 уголь 9 Б 11

5 Песок речной 1500 092 1 15 2 10 mdash 05 75 900 120 20 12 уголь 5 Б 115

6 Руда магнитогорская 3000 078 1 25 4 6 mdash 05 12 730 120 25 12 мазут 28 А mdash

7 Руда марганцевая 3450 078 5 2 1 15 mdash 2 15 120 60 25 12 уголь 7 А mdash

8 Железный колчедан 3300 05 2 1 05 12 mdash 3 2 350 100 15 6 уголь 8 А mdash

9 Сернокислый аммоний 800 14 1 3 2 5 mdash 04 25 120 55 25 12 газ 31 Б 102

10 Сланцы (Лен обл) 1100 134 3 2 1 38 40 28 11 600 100 20 8 сланцы 21 А mdash

11 Уголь каменный 1400 13 1 2 5 9 35 06 12 800 120 25 12 уголь 3 А mdash

12 Уголь бурый (Подмоск) 800 113 2 2 1 47 40 38 16 500 160 20 8 уголь 6 Б 11

13 Торф фрезерный 245 176 2 1 3 48 42 38 12 550 140 10 4 торф 23 А mdash

14 Кузнецкий уголь 1300 11 4 1 2 12 35 07 13 350 88 20 8 уголь 2 А mdash

15 Антрацит штыб 730 109 4 3 1 14 40 5 15 400 120 20 12 уголь 10 А mdash

16 Шлам промывки угля 1200 12 02 05 2 50 40 1 5 750 120 15 6 уголь 1 А mdash

17 Опилки 250 25 4 2 1 45 43 35 13 300 100 20 10 древес 25 А mdash

18 Аммофос 1500 11 4 2 1 12 mdash 15 12 350 110 20 12 уголь 12 А mdash

19 Диаммофос 1700 12 4 2 1 4 mdash 1 14 200 90 10 4 мазут 29 Б 11

20 Суперфосфат 2390 12 1 05 2 22 mdash 3 10 750 80 20 8 мазут 28 А mdash

21 Преципитат 870 113 1 2 1 55 mdash 3 6 550 120 25 8 уголь 4 Б 12

22 Фтористый алюминий 900 15 05 1 03 50 mdash 5 12 750 250 25 12 мазут 28 Б 105

23 Соль поваренная 200 089 1 2 1 6 mdash 1 12 200 85 25 14 газ 32 Б 11

24 Сахарный песок(кукурузн) 600 123 2 1 2 14 mdash 8 14 90 40 20 12 газ 41 Б 101

25 Жом свекловичный 800 16 2 3 1 84 40 30 05 750 100 10 4 газ 39 А mdash

Таблица П3

Cостав и низшая теплота сгорания твердых и жидких топлив

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое топливо (угли)

1 Кузнецкий 120 132 04 586 42 19 97 22860

2 80 143 05 633 44 21 74 25250

3 60 141 06 725 34 17 17 27420

4 90 182 03 615 36 15 59 23570

5 70 146 05 702 30 17 30 25120

6 70 363 07 479 34 14 33 18760

7 70 326 03 519 33 16 33 19850

8 Аркагалинское 190 122 02 513 36 08 129 19090

9 Березовское 330 47 02 442 31 04 144 15660

10 Челябинский 170 324 09 359 26 100 102 13440

11 Подмосковный 321 306 25 243 19 04 82 8670

12 Печорский 55 284 09 555 36 17 44 22020

13 Интинский 115 274 25 458 31 15 82 17540

14 Кизеловский 60 348 53 455 34 08 42 18380

15 Минусинский 140 172 05 529 35 14 105 20100

16 Черемховское 130 270 10 462 34 07 87 17880

17 Букачачинское 80 101 06 672 47 08 86 26040

18 Никольское 60 182 04 596 42 11 105 22990

19 Партизанский 55 340 04 498 32 08 63 19470

20 Нерюнгри 100 198 02 600 31 06 63 22480

Окончание табл П3

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое (вторичное) топливо

21 Сланцы (Ленобласть) 110 482 220 301 387 025 438 7660

22 Сланцы (Эстония) 120 444 227 322 410 010 490 9000

23 Торф фрезерный 485 643 014 255 270 113 156 8120

24 Торф кусковой 458 731 011 268 281 117 160 9250

25 Древесные опилки 400 060 0 303 360 04 251 10200

26 Лигнин (ЛГЗ) 650 115 013 213 192 105 - 6410

27 Лигнин (ЗГЗ) 650 400 008 206 168 864 - 6120

Жидкое топливо (мазут)

28 Малосернистый 30 005 03 847 12 03 40280

29 Сернистый 30 01 14 838 11 05 39730

30 Высокосернистый 30 01 28 830 10 07 38770

Таблица П4

Cостав и теплота сгорания газообразных топлив

топ

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Природные газы

31 Уренгой-Надым-Пунга 987 012 001 lt 001 mdash mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35500 0724

32 Уренгой-Ужгород 989 012 001 001 mdash mdash mdash lt 006 090 mdash mdash mdash 35590 0724

33 Уренгой-Новопсков 989 013 001 lt 001 mdash mdash mdash 008 087 mdash mdash mdash 35590 0723

34 Уренгой-Сургут-Челябинск 982 029 02 009 004 mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35800 0729

35 Надым-Пунга-Свердловск 987 016 008 001 mdash mdash mdash 008 100 mdash mdash mdash 35590 0725

36 ННовгород-Иваново 990 025 004 002 mdash mdash mdash 010 060 mdash mdash mdash 35750 0725

37 Бухара-Урал 942 30 089 039 017 013 mdash 028 090 mdash mdash mdash 37560 0771

38 Средняя Азия-Центр 941 28 073 030 007 002 mdash 100 100 mdash mdash mdash 36760 0771

39 Саратов-Москва 903 28 11 075 034 020 mdash 032 420 mdash mdash mdash 37010 0807

40 Мострансгаз (кольцо) 966 14 04 018 007 003 mdash 015 120 mdash mdash mdash 36300 0747

41 Оренбург-Александров Гай 864 39 172 087 030 007 mdash 001 670 mdash mdash mdash 36800 0828

Попутные газы

42 Каменный Лог-Пермь 387 226 107 27 07 mdash mdash mdash 2380 mdash 080 mdash 42370 1196

43 Ярино-Пермь 380 251 125 33 13 mdash mdash mdash 1870 mdash 110 mdash 46890 1196

44 Кулешовка-Самара 580 172 74 20 05 mdash mdash 080 1360 mdash 050 mdash 41740 1052

45 Безенчук-Чапаевск 427 196 126 51 13 mdash mdash 100 1690 mdash 080 mdash 46980 1196

46 Барса-Гельмес-Вышка 939 34 13 07 02 mdash mdash 040 010 mdash mdash mdash 38100 0778

47 Вход в Краснодар Крымск 912 39 2 09 02 mdash mdash 180 mdash mdash mdash mdash 38270 0810

48 Вознесенская-Грозный 767 132 54 25 22 mdash mdash mdash mdash mdash mdash 47020 0971

49 Тэбук-Сосновка 482 182 119 33 1 mdash mdash 090 1650 mdash mdash mdash 45130 1164

50 Туймазы-Уфа 500 220 98 12 04 mdash mdash mdash 1660 mdash mdash mdash 43040 1095

51 Шкапово-Туймазы 441 220 52 14 03 mdash mdash mdash 2700 mdash mdash mdash 36630 1095

52 Казань-Бугульма 536 228 61 09 02 mdash mdash 020 1580 mdash mdash mdash 40610 1046

Окончание табл П4

т

оп

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Промышленные газы

53 Газ доменных печей 03 mdash mdash mdash mdash mdash 280 105 585 mdash mdash 27 3940 1293

54 Газ коксовых печей 250 20 mdash mdash mdash mdash 700 30 40 10 mdash 580 18000 0468

55 Газ генераторный 19 mdash mdash mdash mdash mdash 203 98 562 02 mdash 109 6200 1121

56 Газ генераторный (из древес) 65 mdash mdash mdash mdash mdash 290 65 469 02 mdash 140 6500 1130

57 Газ пиролиза нефти 410 mdash mdash mdash mdash 430 080 05 02 mdash mdash 140 47500 1100

Примечания

1) Теплоемкость твердого топлива

стл = 0012 Wr + стлcух (1 ndash 001 Wr) кДж(кг degС)

где стлcух ndash теплоемкость сухой массы топлива для бурых углей ndash 113 кДж(кг degС)

для каменных углей - 109 кДж(кг degС) для углей - 092 кДж(кг degС)

Теплоемкость мазута

смаз = 174 + 00025 tмаз кДж(кгdegС) где tмаз = 90divide130degС

Расход пара на форсунки Wп = 03 + 035 кг пара кг топлива при Рнас = 06divide15 МПа

2) Теплоемкость газообразного топлива

010cVntilde iiatildeagraveccedil

где Vi - объем составляющих газообразного топлива

ci- теплоемкость составляющих газообразного топлива кДж(м3 оС)

4NtildeIacutentilde = 157 62IacuteCntilde = 278

83IacuteCntilde = 314 104IacuteCntilde = 424

125IacuteCntilde = 527 146IacuteCntilde = 630 NtildeIcircntilde = 130

2NtildeIcircntilde = 159 2Nntilde = 129

2Icircntilde = 130 S2Iacutec = 152 2Iacutentilde = 128

Таблица П5

Соотношение между единицами давления

Величина Па бар тех атм мм рт ст мм водст

1 Нм2=1 Па 1 10-5 10210-5 7510-3 0102

1 бар 105 1 102 750 102middot104

1 техатм=1кгссм2 981middot10-4 0981 1 7356 104

1 мм ртст 1333 133310-5 13610-3 1 136

1 мм водст=1кгсм 981 98110-5 10-4 735610-2 1

Таблица П6

Теплоемкость и плотность горючих газов

Газ Формула Плотность кгм3 Теплоемкость

кДж(м3 degС)

Метан СН4 0717 155

Этан С2Н6 1342 221

Пропан СзН8 1976 305

Бутан С4Н10 2598 413

Пентан С5Н12 3219 513

Гексан СбН14 384 615

Окись углерода СО 125 129

Углекислый газ СО 2 198 16

Азот N2 125 129

Кислород О2 143 13

Сероводород H2S 1539 151

Водород Н2 009 128

Таблица П7

Напряжение топочного объема для сушильных установок

Топливо qv кВтм3

Доменный газ 230-350

Генераторный газ 230-290

Природный газ 350-460

Мазут 230-350

Торф дрова 230-290

Каменные угли 290-350

Таблица П8

Физические свойства дымовых газов

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па 2NtildeIcircETH = 013 IcircIacute 2

ETH = 011 2NETH = 076

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1295 1042 228 169 158 1220 072

100 0950 1068 313 308 204 2154 069

200 0748 1097 401 489 245 3280 067

300 0617 1122 484 699 282 4581 065

400 0525 1151 570 943 317 6038 064

500 0457 1185 656 1211 348 7630 063

600 0405 1214 742 1509 379 9361 062

700 0363 1239 827 1838 407 1121 061

800 0330 1264 915 2197 434 1318 060

900 0301 1290 1000 2580 459 1525 059

1000 0275 1306 1090 3034 484 1743 058

1100 0257 1323 1175 3455 507 1971 057

1200 0240 1340 1262 3924 530 2210 056

Таблица П9

Физические свойства сухого воздуха

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1293 1005 244 188 172 133 0707

100 0946 1009 321 336 219 231 0688

200 0746 1026 393 514 260 349 0680

300 0615 1047 460 718 297 483 0674

400 0524 1068 521 931 330 631 0678

500 0456 1093 574 1153 362 794 0687

600 0404 1114 622 1383 391 969 0699

700 0362 1135 671 1634 418 1154 0706

800 0329 1156 718 1888 443 1348 0713

900 0301 1172 763 2162 467 1551 0717

1000 0277 1185 807 2459 490 1771 0719

1100 0257 1197 850 2762 512 1993 0722

1200 0240 1210 915 3165 535 2337 0724

Таблица П10

Коэффициенты местных сопротивлений

Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления

Колено

угол

поворота 90deg 120deg 135deg 150deg

ξ 11 055 025 02

Отвод радиусом R угол

поворота 30deg 45deg 60deg 75deg 90deg 105deg 120deg

трубы диаметром D

RD = 15 ξ 008 011 014 016 0175 019 02

RD = 20 ξ 007 010 012 014 015 016 017

Вход в трубу

с острыми краями ξ =05

с закругленными ξ =02

Выход из трубы ξ =1

FminFmax 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09

Внезапное расширение ξ 1 081 064 049 036 025 016 009 004 001

Внезапное сужение ξ 05 047 043 038 033 03 025 02 015 009

Таблица П11

Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗ типа ЦН-15 мм (рис8)

Dц A d d1 d2 H h1 h2 h3 h4 h5 a б б1 l

100 820 60 40 105 492 200 232 60 212 32 66 20 29 90

150 1190 90 60 155 720 300 345 75 297 48 99 30 41 110

200 1560 120 60 160 918 400 458 60 354 48 132 40 52 120

250 1930 150 75 180 1149 500 574 75 444 60 165 50 65 150

300 2300 180 90 210 1377 600 687 90 531 72 198 60 78 180

350 2670 210 105 250 1605 700 800 105 618 84 231 70 91 210

400 3040 240 120 280 1833 800 913 120 705 96 264 80 104 240

450 3410 270 135 310 2031 900 1026 135 792 108 297 90 117 270

500 3780 300 150 325 2289 1000 1139 150 879 120 330 100 130 300

550 4150 330 165 350 2520 1100 1255 165 972 132 363 110 143 330

600 4520 360 180 365 2750 1200 1370 180 1060 144 396 120 156 360

650 4890 390 195 400 2980 1300 1485 195 1146 156 429 130 169 390

700 5260 420 210 410 3210 1400 1600 210 1235 168 462 140 182 420

750 5630 450 225 450 3435 1500 1710 225 1320 180 495 150 195 450

800 6000 480 240 470 3665 1600 1825 240 1405 192 528 160 208 480

Таблица П12

Габаритные размеры вентилятора дымоудаления (дымососа) м

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 21: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

Энтальпия сушильного агента в конце периода прогрева (в точке П

рис 12а)

qd)(

))(u)(d(dII ecircAumlaeligecircatilde

1000icircecirceth

icirc

icircigraveicircwigraveiumleth Δ

2

121

uu

cc

Температура сушильного агента в конце периода прогрева

d

dIC

1000

1000

1

1

nacirc

icirciumlethiumleth

cc

it

Влагосодержание сушильного агента в конце первого периода

(в критической точке К рис 12а)

)u(u

)d)(du(udd atildeecircatilde

2

121

icirc

ecircicircecirc

(таблП1)

Энтальпия сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

)u(u

)d)(du(ucI

)d(dcII ecircAumlaeligecircatilde

100010002

121

icirc

kicircwigraveiumleth

ecircwigraveiumlethecirc

Температура сушильного агента в конце первого периода сушки

(в критической точке)

C dntildentilde

diI

1000

1000

ecircnacirc

kicircecircecirct

В том случае когда отсутствует один из периодов сушки процесс на I-d

диаграмме термограмма и кинетическая кривая упрощаются (рис 1314)

Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива

Расход сушильного агента для схем

А) igrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Б)

ntildeigrave

ntildeatildedd

IgraveL

2

1000

Расход присадочного воздуха для схемы (Б)

n1

nLL ntildeatilde

acirc

кгч

Расход топочных газов для схемы (Б)

n1

LL ntildeatilde

ograve

кгч

Часовой расход топлива для схем

А) G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve Б) ecircatildedivide

n)(1G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve

Объем топочной камеры для получения сушильного агента

igrave 3600

QBV 3

v

rsograve

ograveq

Напряжение топочного объема принимается в зависимости от способа

сжигания и вида топлива (таблП7)

а б

Рис 13Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и первого периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

а б

Рис 14Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и второго периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена

Температура tср влагосодержание dср плотность ρг

ecircatildeecircatilde dd

dCtt

t100022

2121ntildeethntildeeth

(таблП1)

ecircatildeigrave )d)(t(

)d(3

ntildeethntildeeth

ntildeethicircatilde

622273

1622273ρρ

где icircρ =1293 кгм3

Значения νг и λг сушильного агента принимаются по температуре

t = tср (табл П8 П9)

Средние значения влагосодержания uср и плотности ρм сушимого

материала

uu

u ecircatildeecircatilde 2

2icircntildeeth

(таблП1) )u(ρρ 3

ecircatildeigrave1 ntildeethigraveigraveicirc

Скорость витания частиц в трубе-сушилке определяется для каждой

фракции

ρζ

)ρ(ρgdw igraventilde

3

4

atildeacircegraveograve

atildeigraveiiacircegraveograve

где acircegraveograveζ - коэффициент лобового сопротивления частиц при

1 le Re le 30 Re98acircegraveograveζ

30 lt Re lt 400 ζ 02354Reacircegraveograve

400 lt Re lt 5500 11acircegraveograveζ

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке принимаем на 12 мс

больше скорости витания частицы имеющей максимальный размер

ww 21maxacircegraveograveatilde

Сечение трубы-сушилки

2

igrave3600

ρw

Fatildeatilde

ntildeatildeograveeth

L

Диаметр трубы-сушилки (если она круглого сечения)

π

igraveograveeth

ograveeth

4FD

Концентрация частиц материала в трубе-сушилке

ecircatildeigrave )w(w

)(ββ 3

ograveethacircegraveograve2

iiVV

Fi

36002

GG3K 21

x

где ix ndashмассовая доля i фракции К ndash коэффициент при

Dтp lt 025 м rarr К= 077

Dтp = 025 divide 10 м rarr К = 068

Удельная поверхность частиц отдельной фракции

ρd

βf 32

igraveigrave6

igravei

iv

ioacuteauml

Коэффициент конвективного теплообмена при

20iacircegraveograve

Re rarr d

λα CigraveAcircograve

2 2

i

atildei

20 lt i

acircegraveograveRe lt 480 rarr CigraveAcircograve

01862

08

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

480 lt i

acircegraveograveRe lt 2000 rarr

CigraveAcircograve

1142

05

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

Критерий Рейнольдса при скорости витания

atilde

iacircegraveograve

acircegraveograve ν

dwRe i

i

Объемный коэффициент теплообмена

NtildeigraveAcircograve 3

ioacuteaumliv fαα

Расчет высоты трубы-сушилки по участкам

Количество теплоты отданное сушильным агентом в период прогрева

материала (при ик gt ио величина (ио ndash ик) qokp = 0)

ecircAumlaeligdivide])qu(u))(uc[(c icircecircethecircicircicircigraveicircwigravecyxiumlp GQ

Температурный напор на участке прогрева

)(t

)(tln

)(t)(tt

igraveiumlp

icirc1

igraveiumlpicirciumlp

1

Высота участка трубы соответствующая периоду прогрева

Δtα

QH igrave

36 ograveethiumlethv

iumlpiumleth

F

Высота трубы-сушилки зависит от того в каком периоде заканчивается

процесс сушки

При u0 gt uк gt u2 имеют место все три интервала сушки прогрев первый

и второй период сушки (см рис12б)

В случае когда u2 gt uк (или uк - отсутствует) процесс заканчивается в

первом периоде (или материал содержит только поверхностную влагу и

второй период отсутствует)

Тогда температурные напоры будут рассчитываться только для

прогрева и первого периода сушки (см рис 13б)

В случае когда uк gt u2 досушивается материал в котором осталась

только внутренняя влага Температурные напоры будут рассчитываться

только для прогрева и второго периода сушки (см рис14б)

Количество теплоты отданное сушильным агентом в первом периоде

(постоянной скорости) сушки материала

)ntildetc)(iu(u ecircAumlaeligdivideGQ igravewecirciumlicircecircicircntildeoacuteotilde1

Температурный напор на участке первого периода сушки

)(t

)(t

)t(tt CΔ

igraveecirc

igraveiumleth

ecirciumleth

ln

1

Высота участка трубы соответствующая первому периоду

igraveFΔ36

QH

ograveeth1

1

V

1

Количество теплоты отданное сушильным агентом во втором периоде

(уменьшающейся скорости) сушки материала

])qu(u

)ntildetc)(iu(u))(uc[(c

ecircAumlaeligdivide

GQ

icircecirceth2ecirc

igravew2iumlicirc2ecircigrave22wigraventildeoacuteotildeII

Температурный напор на участке второго периода сушки

)(t

)(t

)(t)(tt CΔ

22

22

igraveecirc

igraveecircII

ln

Высота участка трубы соответствующая второму периоду

QH igrave

FΔ36 ograveethIIV

IIII

Высота участка трубы необходимая для разгона частиц

igrave www

wwwln

www

wwwln

2g

)w(wwH

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2acircegraveograveatildeacircegraveograveeth

где скорость частиц материала в начале разгонного участка wм1=0 скорость

в конце разгонного участка wм2 = 095(wг ndashwвит)

Общая высота пневматической сушильной установки

Hтp = Hp + Hпp+HI + HII м

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной установки

Объемная концентрация частиц материала в трубе

3321 igraveigrave

2L

GG

)ρd(1

)ρ(

igraventildeethntildeatilde

atildeχ

Потери напора при трении газа о стенки трубы

)(λ Iumlagrave2

1D

HΔP

2

1atildeatilde

ograveeth

ograveethograveeth χ

где λтp = 64Re + 0136 Re018 при 23 middot103 lt Re lt 106

Потери напора в местных сопротивлениях (сужениях поворотах) из-за

трения газа

)(ξ Iumlagrave2

1ΔP

2atildeatilde

igrave2 χ

где ζм - коэффициент местного сопротивления табл П10

Статический напор газового потока (вес столба газа)

Iumlagrave g)(ρ ograveethatilde3 Hχ1ΔP

Знак laquo+raquo для восходящего знак laquo-raquo для нисходящего потоков газа для

горизонтального участка ΔP3 = 0

Потери напора при трении материала о стенки трубы

λ Iumlagrave2D

HΔP

2igraveigrave

ograveeth

ograveethograveeth4 χ

Здесь коэффициент сопротивления трению равен

075ograveeth Fr27λ при 2520

D

i

ograveeth

d

λ 075

i

ograveethograveeth Fr

d

05

D425

при 2520

D

i

ograveeth

d

где

i

igrave

dg

w2

Fr критерий Фруда

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке стабилизированного движения частиц

gχρ IumlagraveΔ ntildeograveigrave HP5

где высота участка стабилизации Hcт =Hтp ndash Hp

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке разгона частиц

)ww)(www(w

)ww)(www(wln

ρ

)ρ(ρwP IumlagraveΔ

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

ograveethigrave

igraveatildeigraveacircegraveograve6

F2

G

Средняя производительность трубы-сушилки определяется по формуле

Gм = 05 (G1 + G2) кгч

Динамические потери напора на разгонном участке

)w(w

IumlagraveΔ

ograveeth

igraveigraveigrave

F

GP 12

7

Задавшись условной скоростью газа в сечении циклона (wу = 3 divide 4 мс)

определяем диаметр циклона (табл П11)

ρwπ

igrave

atildeoacute

ntildeatildeouml

3600

4LD

Гидравлическое сопротивление циклона

ρw

ξ Iumlagrave2

Δatildeoacute

oumlouml

2

P

где ξц ndash коэффициент гидравлического сопротивления циклона

Полное гидравлическое сопротивление трубы-сушилки

IumlagraveΔΔΔΔΔΔΔΔΔ oumlPPPPPPPPP 7654321

По найденному полному сопротивлению ΔP и расходу сушильного

агента Lсг производится выбор тягодутьевого оборудования

Мощность тягодутьевой установки

ηρ

Acircograve3600

Δ

aumlatilde

ntildeatilde PLN

где ηд = 065 - КПД тягодутьевой установки

Размеры и конкретный тип дымососа (вентилятора дымоудаления)

выбираются по каталогу тягодутьевого оборудования (см электронное

учебное пособие laquoТепломассообменное оборудование предприятий

(сушильные установки)raquo или табл П12)

Таблица П1

Обозначения физических величин

принятые в настоящем учебно-методическом пособии

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Коэффициент избытка воздуха в топке αт

Коэффициент избытка воздуха в камере смешения αдоп

Объемный коэффициент теплообмена Вт(м3 degС) αv

Расход топлива кгч Bт

Концентрация частиц материала в трубе кгм3 βv

Теплоемкость топлива кДж(кг degС) стл

Теплоемкость сухих топочных газов кДж(кг degС) ссг

Теплоемкость воды кДж(кг degС) сw

Теплоемкость сухого материала кДж(кг degС) см

Теплоемкость водяного пара кДж(кг degС) сп

Влагосодержание наружного воздуха г влаги кг воздуха d о

Влагосодержание газов на выходе из топки г кг dт

Влагосодержание смеси на выходе из камеры смешения гкг dсм

Влагосодержание агента на входе в трубу-сушилку гкг d1

Влагосодержание агента в конце периода прогрева гкг d пр

Влагосодержание агента на выходе из трубы-сушилки гкг d2

Влагосодержание воздуха при φ=100 гкг dм

Среднее влагосодержание газов кгкг dср

Диаметр частиц материала данной фракции мм di

Минимальный диаметр частиц материала мм dч min

Средний диаметр частиц материала мм dч ср

Термовлажностное отношение кДжкг ∆

Производительность по абсолютно сухой массе кгч Gсух

Производительность по влажному материалу кгч G1

Производительность по готовой продукции кгч G2

Масса сухих продуктов сгорания кг дымовых газов кг топлива Gсг

Масса водяных паров кг водяных паров кг топлива Gп

Энтальпия наружного воздуха кДжкг воздуха Iо

Энтальпия газов на выходе из топки кДжкг Iт

Энтальпия смеси на выходе из камеры смешения кДжкг Iсм

Энтальпия агента на входе в трубу-сушилку кДжкг I1

Энтальпия агента в конце периода прогрева кДжкг Iпр

Энтальпия агента на выходе из трубы-сушилки кДжкг I2

Энтальпия пара при 0 degС кДжкг пара iо

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Энтальпия пара кДжкг iп

Энтальпия пара применяемого для дутья кДжкг iпprime

Начальная температура материала degС icirc

Температура смоченного термометра degС igrave

Конечная температура материала degС 2

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного

сгорания кг воздуха кг топлива Lо

Расход сушильного агента кгч Lсг

Расход присадочного воздуха кгч Lв

Расход топочных газов кгч Lт

Коэффициент теплопроводности газа Вт(м degС) λг

Коэффициент полезного действия топки ηт

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха n

Коэффициент кинематической вязкости газа м2с ν г

Низшая теплота сгорания топлива кДжкг Qri

Высшая теплота сгорания топлива кДжкг Qrs

Расход теплоты на прогрев влажного материала кВт Qпр

Удельные потери теплоты кДжкг влаги qокр

Средняя плотность газа кгм3 ρг

Средняя плотность материала кгм3 ρм

Средняя температура сушильного агента degС tср

Температурный напор в период прогрева degС ∆ tпр

Температура топлива degС tтл

Температура газов на выходе из топки degС tт

Температура смеси после камеры смешения degС tсм

Температура сушильного агента после прогрева degС tпр

Температура сушильного агента на выходе из трубы-сушилки degС t2

Начальное влагосодержание материала кг влаги кг сухого материала uо

Критическое влагосодержание материала кгкг uк

Конечное влагосодержание материала кгкг u2

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке мс wг

Скорость витания частиц материала мс wвит

Расход испаряемой влаги кгч М

Начальная относительная влажность материала Wо

Критическая влажность материала Wк

Конечная относительная влажность материала W2

Массовая доля отдельных фракций материала xi

Таблица П2

Исходные данные для расчета пневматической сушильной установки

в

ар

Материал ρ кгм3

См

кДж(кг оС)

Размер мм Влажность G2

тч

Дымовые газы Воздух

Топливо

топлива Схема

α топки доля фракции

Wо Wk W2 t1 t2 t о dо 05 03 02

1 Глина простая 2000 084 1 15 3 22 mdash 15 1 600 100 20 10 мазут 29 А mdash

2 Глина огнеупорная 1800 109 2 3 4 9 mdash 07 2 800 120 10 4 мазут 28 А mdash

3 Известняк 1870 092 05 1 12 5 mdash 01 80 800 110 20 12 уголь 11 Б 115

4 Мел 2000 088 01 03 05 51 mdash 24 20 540 270 10 6 уголь 9 Б 11

5 Песок речной 1500 092 1 15 2 10 mdash 05 75 900 120 20 12 уголь 5 Б 115

6 Руда магнитогорская 3000 078 1 25 4 6 mdash 05 12 730 120 25 12 мазут 28 А mdash

7 Руда марганцевая 3450 078 5 2 1 15 mdash 2 15 120 60 25 12 уголь 7 А mdash

8 Железный колчедан 3300 05 2 1 05 12 mdash 3 2 350 100 15 6 уголь 8 А mdash

9 Сернокислый аммоний 800 14 1 3 2 5 mdash 04 25 120 55 25 12 газ 31 Б 102

10 Сланцы (Лен обл) 1100 134 3 2 1 38 40 28 11 600 100 20 8 сланцы 21 А mdash

11 Уголь каменный 1400 13 1 2 5 9 35 06 12 800 120 25 12 уголь 3 А mdash

12 Уголь бурый (Подмоск) 800 113 2 2 1 47 40 38 16 500 160 20 8 уголь 6 Б 11

13 Торф фрезерный 245 176 2 1 3 48 42 38 12 550 140 10 4 торф 23 А mdash

14 Кузнецкий уголь 1300 11 4 1 2 12 35 07 13 350 88 20 8 уголь 2 А mdash

15 Антрацит штыб 730 109 4 3 1 14 40 5 15 400 120 20 12 уголь 10 А mdash

16 Шлам промывки угля 1200 12 02 05 2 50 40 1 5 750 120 15 6 уголь 1 А mdash

17 Опилки 250 25 4 2 1 45 43 35 13 300 100 20 10 древес 25 А mdash

18 Аммофос 1500 11 4 2 1 12 mdash 15 12 350 110 20 12 уголь 12 А mdash

19 Диаммофос 1700 12 4 2 1 4 mdash 1 14 200 90 10 4 мазут 29 Б 11

20 Суперфосфат 2390 12 1 05 2 22 mdash 3 10 750 80 20 8 мазут 28 А mdash

21 Преципитат 870 113 1 2 1 55 mdash 3 6 550 120 25 8 уголь 4 Б 12

22 Фтористый алюминий 900 15 05 1 03 50 mdash 5 12 750 250 25 12 мазут 28 Б 105

23 Соль поваренная 200 089 1 2 1 6 mdash 1 12 200 85 25 14 газ 32 Б 11

24 Сахарный песок(кукурузн) 600 123 2 1 2 14 mdash 8 14 90 40 20 12 газ 41 Б 101

25 Жом свекловичный 800 16 2 3 1 84 40 30 05 750 100 10 4 газ 39 А mdash

Таблица П3

Cостав и низшая теплота сгорания твердых и жидких топлив

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое топливо (угли)

1 Кузнецкий 120 132 04 586 42 19 97 22860

2 80 143 05 633 44 21 74 25250

3 60 141 06 725 34 17 17 27420

4 90 182 03 615 36 15 59 23570

5 70 146 05 702 30 17 30 25120

6 70 363 07 479 34 14 33 18760

7 70 326 03 519 33 16 33 19850

8 Аркагалинское 190 122 02 513 36 08 129 19090

9 Березовское 330 47 02 442 31 04 144 15660

10 Челябинский 170 324 09 359 26 100 102 13440

11 Подмосковный 321 306 25 243 19 04 82 8670

12 Печорский 55 284 09 555 36 17 44 22020

13 Интинский 115 274 25 458 31 15 82 17540

14 Кизеловский 60 348 53 455 34 08 42 18380

15 Минусинский 140 172 05 529 35 14 105 20100

16 Черемховское 130 270 10 462 34 07 87 17880

17 Букачачинское 80 101 06 672 47 08 86 26040

18 Никольское 60 182 04 596 42 11 105 22990

19 Партизанский 55 340 04 498 32 08 63 19470

20 Нерюнгри 100 198 02 600 31 06 63 22480

Окончание табл П3

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое (вторичное) топливо

21 Сланцы (Ленобласть) 110 482 220 301 387 025 438 7660

22 Сланцы (Эстония) 120 444 227 322 410 010 490 9000

23 Торф фрезерный 485 643 014 255 270 113 156 8120

24 Торф кусковой 458 731 011 268 281 117 160 9250

25 Древесные опилки 400 060 0 303 360 04 251 10200

26 Лигнин (ЛГЗ) 650 115 013 213 192 105 - 6410

27 Лигнин (ЗГЗ) 650 400 008 206 168 864 - 6120

Жидкое топливо (мазут)

28 Малосернистый 30 005 03 847 12 03 40280

29 Сернистый 30 01 14 838 11 05 39730

30 Высокосернистый 30 01 28 830 10 07 38770

Таблица П4

Cостав и теплота сгорания газообразных топлив

топ

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Природные газы

31 Уренгой-Надым-Пунга 987 012 001 lt 001 mdash mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35500 0724

32 Уренгой-Ужгород 989 012 001 001 mdash mdash mdash lt 006 090 mdash mdash mdash 35590 0724

33 Уренгой-Новопсков 989 013 001 lt 001 mdash mdash mdash 008 087 mdash mdash mdash 35590 0723

34 Уренгой-Сургут-Челябинск 982 029 02 009 004 mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35800 0729

35 Надым-Пунга-Свердловск 987 016 008 001 mdash mdash mdash 008 100 mdash mdash mdash 35590 0725

36 ННовгород-Иваново 990 025 004 002 mdash mdash mdash 010 060 mdash mdash mdash 35750 0725

37 Бухара-Урал 942 30 089 039 017 013 mdash 028 090 mdash mdash mdash 37560 0771

38 Средняя Азия-Центр 941 28 073 030 007 002 mdash 100 100 mdash mdash mdash 36760 0771

39 Саратов-Москва 903 28 11 075 034 020 mdash 032 420 mdash mdash mdash 37010 0807

40 Мострансгаз (кольцо) 966 14 04 018 007 003 mdash 015 120 mdash mdash mdash 36300 0747

41 Оренбург-Александров Гай 864 39 172 087 030 007 mdash 001 670 mdash mdash mdash 36800 0828

Попутные газы

42 Каменный Лог-Пермь 387 226 107 27 07 mdash mdash mdash 2380 mdash 080 mdash 42370 1196

43 Ярино-Пермь 380 251 125 33 13 mdash mdash mdash 1870 mdash 110 mdash 46890 1196

44 Кулешовка-Самара 580 172 74 20 05 mdash mdash 080 1360 mdash 050 mdash 41740 1052

45 Безенчук-Чапаевск 427 196 126 51 13 mdash mdash 100 1690 mdash 080 mdash 46980 1196

46 Барса-Гельмес-Вышка 939 34 13 07 02 mdash mdash 040 010 mdash mdash mdash 38100 0778

47 Вход в Краснодар Крымск 912 39 2 09 02 mdash mdash 180 mdash mdash mdash mdash 38270 0810

48 Вознесенская-Грозный 767 132 54 25 22 mdash mdash mdash mdash mdash mdash 47020 0971

49 Тэбук-Сосновка 482 182 119 33 1 mdash mdash 090 1650 mdash mdash mdash 45130 1164

50 Туймазы-Уфа 500 220 98 12 04 mdash mdash mdash 1660 mdash mdash mdash 43040 1095

51 Шкапово-Туймазы 441 220 52 14 03 mdash mdash mdash 2700 mdash mdash mdash 36630 1095

52 Казань-Бугульма 536 228 61 09 02 mdash mdash 020 1580 mdash mdash mdash 40610 1046

Окончание табл П4

т

оп

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Промышленные газы

53 Газ доменных печей 03 mdash mdash mdash mdash mdash 280 105 585 mdash mdash 27 3940 1293

54 Газ коксовых печей 250 20 mdash mdash mdash mdash 700 30 40 10 mdash 580 18000 0468

55 Газ генераторный 19 mdash mdash mdash mdash mdash 203 98 562 02 mdash 109 6200 1121

56 Газ генераторный (из древес) 65 mdash mdash mdash mdash mdash 290 65 469 02 mdash 140 6500 1130

57 Газ пиролиза нефти 410 mdash mdash mdash mdash 430 080 05 02 mdash mdash 140 47500 1100

Примечания

1) Теплоемкость твердого топлива

стл = 0012 Wr + стлcух (1 ndash 001 Wr) кДж(кг degС)

где стлcух ndash теплоемкость сухой массы топлива для бурых углей ndash 113 кДж(кг degС)

для каменных углей - 109 кДж(кг degС) для углей - 092 кДж(кг degС)

Теплоемкость мазута

смаз = 174 + 00025 tмаз кДж(кгdegС) где tмаз = 90divide130degС

Расход пара на форсунки Wп = 03 + 035 кг пара кг топлива при Рнас = 06divide15 МПа

2) Теплоемкость газообразного топлива

010cVntilde iiatildeagraveccedil

где Vi - объем составляющих газообразного топлива

ci- теплоемкость составляющих газообразного топлива кДж(м3 оС)

4NtildeIacutentilde = 157 62IacuteCntilde = 278

83IacuteCntilde = 314 104IacuteCntilde = 424

125IacuteCntilde = 527 146IacuteCntilde = 630 NtildeIcircntilde = 130

2NtildeIcircntilde = 159 2Nntilde = 129

2Icircntilde = 130 S2Iacutec = 152 2Iacutentilde = 128

Таблица П5

Соотношение между единицами давления

Величина Па бар тех атм мм рт ст мм водст

1 Нм2=1 Па 1 10-5 10210-5 7510-3 0102

1 бар 105 1 102 750 102middot104

1 техатм=1кгссм2 981middot10-4 0981 1 7356 104

1 мм ртст 1333 133310-5 13610-3 1 136

1 мм водст=1кгсм 981 98110-5 10-4 735610-2 1

Таблица П6

Теплоемкость и плотность горючих газов

Газ Формула Плотность кгм3 Теплоемкость

кДж(м3 degС)

Метан СН4 0717 155

Этан С2Н6 1342 221

Пропан СзН8 1976 305

Бутан С4Н10 2598 413

Пентан С5Н12 3219 513

Гексан СбН14 384 615

Окись углерода СО 125 129

Углекислый газ СО 2 198 16

Азот N2 125 129

Кислород О2 143 13

Сероводород H2S 1539 151

Водород Н2 009 128

Таблица П7

Напряжение топочного объема для сушильных установок

Топливо qv кВтм3

Доменный газ 230-350

Генераторный газ 230-290

Природный газ 350-460

Мазут 230-350

Торф дрова 230-290

Каменные угли 290-350

Таблица П8

Физические свойства дымовых газов

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па 2NtildeIcircETH = 013 IcircIacute 2

ETH = 011 2NETH = 076

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1295 1042 228 169 158 1220 072

100 0950 1068 313 308 204 2154 069

200 0748 1097 401 489 245 3280 067

300 0617 1122 484 699 282 4581 065

400 0525 1151 570 943 317 6038 064

500 0457 1185 656 1211 348 7630 063

600 0405 1214 742 1509 379 9361 062

700 0363 1239 827 1838 407 1121 061

800 0330 1264 915 2197 434 1318 060

900 0301 1290 1000 2580 459 1525 059

1000 0275 1306 1090 3034 484 1743 058

1100 0257 1323 1175 3455 507 1971 057

1200 0240 1340 1262 3924 530 2210 056

Таблица П9

Физические свойства сухого воздуха

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1293 1005 244 188 172 133 0707

100 0946 1009 321 336 219 231 0688

200 0746 1026 393 514 260 349 0680

300 0615 1047 460 718 297 483 0674

400 0524 1068 521 931 330 631 0678

500 0456 1093 574 1153 362 794 0687

600 0404 1114 622 1383 391 969 0699

700 0362 1135 671 1634 418 1154 0706

800 0329 1156 718 1888 443 1348 0713

900 0301 1172 763 2162 467 1551 0717

1000 0277 1185 807 2459 490 1771 0719

1100 0257 1197 850 2762 512 1993 0722

1200 0240 1210 915 3165 535 2337 0724

Таблица П10

Коэффициенты местных сопротивлений

Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления

Колено

угол

поворота 90deg 120deg 135deg 150deg

ξ 11 055 025 02

Отвод радиусом R угол

поворота 30deg 45deg 60deg 75deg 90deg 105deg 120deg

трубы диаметром D

RD = 15 ξ 008 011 014 016 0175 019 02

RD = 20 ξ 007 010 012 014 015 016 017

Вход в трубу

с острыми краями ξ =05

с закругленными ξ =02

Выход из трубы ξ =1

FminFmax 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09

Внезапное расширение ξ 1 081 064 049 036 025 016 009 004 001

Внезапное сужение ξ 05 047 043 038 033 03 025 02 015 009

Таблица П11

Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗ типа ЦН-15 мм (рис8)

Dц A d d1 d2 H h1 h2 h3 h4 h5 a б б1 l

100 820 60 40 105 492 200 232 60 212 32 66 20 29 90

150 1190 90 60 155 720 300 345 75 297 48 99 30 41 110

200 1560 120 60 160 918 400 458 60 354 48 132 40 52 120

250 1930 150 75 180 1149 500 574 75 444 60 165 50 65 150

300 2300 180 90 210 1377 600 687 90 531 72 198 60 78 180

350 2670 210 105 250 1605 700 800 105 618 84 231 70 91 210

400 3040 240 120 280 1833 800 913 120 705 96 264 80 104 240

450 3410 270 135 310 2031 900 1026 135 792 108 297 90 117 270

500 3780 300 150 325 2289 1000 1139 150 879 120 330 100 130 300

550 4150 330 165 350 2520 1100 1255 165 972 132 363 110 143 330

600 4520 360 180 365 2750 1200 1370 180 1060 144 396 120 156 360

650 4890 390 195 400 2980 1300 1485 195 1146 156 429 130 169 390

700 5260 420 210 410 3210 1400 1600 210 1235 168 462 140 182 420

750 5630 450 225 450 3435 1500 1710 225 1320 180 495 150 195 450

800 6000 480 240 470 3665 1600 1825 240 1405 192 528 160 208 480

Таблица П12

Габаритные размеры вентилятора дымоудаления (дымососа) м

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 22: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

Часовой расход топлива для схем

А) G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve Б) ecircatildedivide

n)(1G

LB

ntildeatilde

ntildeatildeograve

Объем топочной камеры для получения сушильного агента

igrave 3600

QBV 3

v

rsograve

ograveq

Напряжение топочного объема принимается в зависимости от способа

сжигания и вида топлива (таблП7)

а б

Рис 13Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и первого периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

а б

Рис 14Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и второго периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена

Температура tср влагосодержание dср плотность ρг

ecircatildeecircatilde dd

dCtt

t100022

2121ntildeethntildeeth

(таблП1)

ecircatildeigrave )d)(t(

)d(3

ntildeethntildeeth

ntildeethicircatilde

622273

1622273ρρ

где icircρ =1293 кгм3

Значения νг и λг сушильного агента принимаются по температуре

t = tср (табл П8 П9)

Средние значения влагосодержания uср и плотности ρм сушимого

материала

uu

u ecircatildeecircatilde 2

2icircntildeeth

(таблП1) )u(ρρ 3

ecircatildeigrave1 ntildeethigraveigraveicirc

Скорость витания частиц в трубе-сушилке определяется для каждой

фракции

ρζ

)ρ(ρgdw igraventilde

3

4

atildeacircegraveograve

atildeigraveiiacircegraveograve

где acircegraveograveζ - коэффициент лобового сопротивления частиц при

1 le Re le 30 Re98acircegraveograveζ

30 lt Re lt 400 ζ 02354Reacircegraveograve

400 lt Re lt 5500 11acircegraveograveζ

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке принимаем на 12 мс

больше скорости витания частицы имеющей максимальный размер

ww 21maxacircegraveograveatilde

Сечение трубы-сушилки

2

igrave3600

ρw

Fatildeatilde

ntildeatildeograveeth

L

Диаметр трубы-сушилки (если она круглого сечения)

π

igraveograveeth

ograveeth

4FD

Концентрация частиц материала в трубе-сушилке

ecircatildeigrave )w(w

)(ββ 3

ograveethacircegraveograve2

iiVV

Fi

36002

GG3K 21

x

где ix ndashмассовая доля i фракции К ndash коэффициент при

Dтp lt 025 м rarr К= 077

Dтp = 025 divide 10 м rarr К = 068

Удельная поверхность частиц отдельной фракции

ρd

βf 32

igraveigrave6

igravei

iv

ioacuteauml

Коэффициент конвективного теплообмена при

20iacircegraveograve

Re rarr d

λα CigraveAcircograve

2 2

i

atildei

20 lt i

acircegraveograveRe lt 480 rarr CigraveAcircograve

01862

08

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

480 lt i

acircegraveograveRe lt 2000 rarr

CigraveAcircograve

1142

05

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

Критерий Рейнольдса при скорости витания

atilde

iacircegraveograve

acircegraveograve ν

dwRe i

i

Объемный коэффициент теплообмена

NtildeigraveAcircograve 3

ioacuteaumliv fαα

Расчет высоты трубы-сушилки по участкам

Количество теплоты отданное сушильным агентом в период прогрева

материала (при ик gt ио величина (ио ndash ик) qokp = 0)

ecircAumlaeligdivide])qu(u))(uc[(c icircecircethecircicircicircigraveicircwigravecyxiumlp GQ

Температурный напор на участке прогрева

)(t

)(tln

)(t)(tt

igraveiumlp

icirc1

igraveiumlpicirciumlp

1

Высота участка трубы соответствующая периоду прогрева

Δtα

QH igrave

36 ograveethiumlethv

iumlpiumleth

F

Высота трубы-сушилки зависит от того в каком периоде заканчивается

процесс сушки

При u0 gt uк gt u2 имеют место все три интервала сушки прогрев первый

и второй период сушки (см рис12б)

В случае когда u2 gt uк (или uк - отсутствует) процесс заканчивается в

первом периоде (или материал содержит только поверхностную влагу и

второй период отсутствует)

Тогда температурные напоры будут рассчитываться только для

прогрева и первого периода сушки (см рис 13б)

В случае когда uк gt u2 досушивается материал в котором осталась

только внутренняя влага Температурные напоры будут рассчитываться

только для прогрева и второго периода сушки (см рис14б)

Количество теплоты отданное сушильным агентом в первом периоде

(постоянной скорости) сушки материала

)ntildetc)(iu(u ecircAumlaeligdivideGQ igravewecirciumlicircecircicircntildeoacuteotilde1

Температурный напор на участке первого периода сушки

)(t

)(t

)t(tt CΔ

igraveecirc

igraveiumleth

ecirciumleth

ln

1

Высота участка трубы соответствующая первому периоду

igraveFΔ36

QH

ograveeth1

1

V

1

Количество теплоты отданное сушильным агентом во втором периоде

(уменьшающейся скорости) сушки материала

])qu(u

)ntildetc)(iu(u))(uc[(c

ecircAumlaeligdivide

GQ

icircecirceth2ecirc

igravew2iumlicirc2ecircigrave22wigraventildeoacuteotildeII

Температурный напор на участке второго периода сушки

)(t

)(t

)(t)(tt CΔ

22

22

igraveecirc

igraveecircII

ln

Высота участка трубы соответствующая второму периоду

QH igrave

FΔ36 ograveethIIV

IIII

Высота участка трубы необходимая для разгона частиц

igrave www

wwwln

www

wwwln

2g

)w(wwH

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2acircegraveograveatildeacircegraveograveeth

где скорость частиц материала в начале разгонного участка wм1=0 скорость

в конце разгонного участка wм2 = 095(wг ndashwвит)

Общая высота пневматической сушильной установки

Hтp = Hp + Hпp+HI + HII м

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной установки

Объемная концентрация частиц материала в трубе

3321 igraveigrave

2L

GG

)ρd(1

)ρ(

igraventildeethntildeatilde

atildeχ

Потери напора при трении газа о стенки трубы

)(λ Iumlagrave2

1D

HΔP

2

1atildeatilde

ograveeth

ograveethograveeth χ

где λтp = 64Re + 0136 Re018 при 23 middot103 lt Re lt 106

Потери напора в местных сопротивлениях (сужениях поворотах) из-за

трения газа

)(ξ Iumlagrave2

1ΔP

2atildeatilde

igrave2 χ

где ζм - коэффициент местного сопротивления табл П10

Статический напор газового потока (вес столба газа)

Iumlagrave g)(ρ ograveethatilde3 Hχ1ΔP

Знак laquo+raquo для восходящего знак laquo-raquo для нисходящего потоков газа для

горизонтального участка ΔP3 = 0

Потери напора при трении материала о стенки трубы

λ Iumlagrave2D

HΔP

2igraveigrave

ograveeth

ograveethograveeth4 χ

Здесь коэффициент сопротивления трению равен

075ograveeth Fr27λ при 2520

D

i

ograveeth

d

λ 075

i

ograveethograveeth Fr

d

05

D425

при 2520

D

i

ograveeth

d

где

i

igrave

dg

w2

Fr критерий Фруда

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке стабилизированного движения частиц

gχρ IumlagraveΔ ntildeograveigrave HP5

где высота участка стабилизации Hcт =Hтp ndash Hp

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке разгона частиц

)ww)(www(w

)ww)(www(wln

ρ

)ρ(ρwP IumlagraveΔ

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

ograveethigrave

igraveatildeigraveacircegraveograve6

F2

G

Средняя производительность трубы-сушилки определяется по формуле

Gм = 05 (G1 + G2) кгч

Динамические потери напора на разгонном участке

)w(w

IumlagraveΔ

ograveeth

igraveigraveigrave

F

GP 12

7

Задавшись условной скоростью газа в сечении циклона (wу = 3 divide 4 мс)

определяем диаметр циклона (табл П11)

ρwπ

igrave

atildeoacute

ntildeatildeouml

3600

4LD

Гидравлическое сопротивление циклона

ρw

ξ Iumlagrave2

Δatildeoacute

oumlouml

2

P

где ξц ndash коэффициент гидравлического сопротивления циклона

Полное гидравлическое сопротивление трубы-сушилки

IumlagraveΔΔΔΔΔΔΔΔΔ oumlPPPPPPPPP 7654321

По найденному полному сопротивлению ΔP и расходу сушильного

агента Lсг производится выбор тягодутьевого оборудования

Мощность тягодутьевой установки

ηρ

Acircograve3600

Δ

aumlatilde

ntildeatilde PLN

где ηд = 065 - КПД тягодутьевой установки

Размеры и конкретный тип дымососа (вентилятора дымоудаления)

выбираются по каталогу тягодутьевого оборудования (см электронное

учебное пособие laquoТепломассообменное оборудование предприятий

(сушильные установки)raquo или табл П12)

Таблица П1

Обозначения физических величин

принятые в настоящем учебно-методическом пособии

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Коэффициент избытка воздуха в топке αт

Коэффициент избытка воздуха в камере смешения αдоп

Объемный коэффициент теплообмена Вт(м3 degС) αv

Расход топлива кгч Bт

Концентрация частиц материала в трубе кгм3 βv

Теплоемкость топлива кДж(кг degС) стл

Теплоемкость сухих топочных газов кДж(кг degС) ссг

Теплоемкость воды кДж(кг degС) сw

Теплоемкость сухого материала кДж(кг degС) см

Теплоемкость водяного пара кДж(кг degС) сп

Влагосодержание наружного воздуха г влаги кг воздуха d о

Влагосодержание газов на выходе из топки г кг dт

Влагосодержание смеси на выходе из камеры смешения гкг dсм

Влагосодержание агента на входе в трубу-сушилку гкг d1

Влагосодержание агента в конце периода прогрева гкг d пр

Влагосодержание агента на выходе из трубы-сушилки гкг d2

Влагосодержание воздуха при φ=100 гкг dм

Среднее влагосодержание газов кгкг dср

Диаметр частиц материала данной фракции мм di

Минимальный диаметр частиц материала мм dч min

Средний диаметр частиц материала мм dч ср

Термовлажностное отношение кДжкг ∆

Производительность по абсолютно сухой массе кгч Gсух

Производительность по влажному материалу кгч G1

Производительность по готовой продукции кгч G2

Масса сухих продуктов сгорания кг дымовых газов кг топлива Gсг

Масса водяных паров кг водяных паров кг топлива Gп

Энтальпия наружного воздуха кДжкг воздуха Iо

Энтальпия газов на выходе из топки кДжкг Iт

Энтальпия смеси на выходе из камеры смешения кДжкг Iсм

Энтальпия агента на входе в трубу-сушилку кДжкг I1

Энтальпия агента в конце периода прогрева кДжкг Iпр

Энтальпия агента на выходе из трубы-сушилки кДжкг I2

Энтальпия пара при 0 degС кДжкг пара iо

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Энтальпия пара кДжкг iп

Энтальпия пара применяемого для дутья кДжкг iпprime

Начальная температура материала degС icirc

Температура смоченного термометра degС igrave

Конечная температура материала degС 2

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного

сгорания кг воздуха кг топлива Lо

Расход сушильного агента кгч Lсг

Расход присадочного воздуха кгч Lв

Расход топочных газов кгч Lт

Коэффициент теплопроводности газа Вт(м degС) λг

Коэффициент полезного действия топки ηт

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха n

Коэффициент кинематической вязкости газа м2с ν г

Низшая теплота сгорания топлива кДжкг Qri

Высшая теплота сгорания топлива кДжкг Qrs

Расход теплоты на прогрев влажного материала кВт Qпр

Удельные потери теплоты кДжкг влаги qокр

Средняя плотность газа кгм3 ρг

Средняя плотность материала кгм3 ρм

Средняя температура сушильного агента degС tср

Температурный напор в период прогрева degС ∆ tпр

Температура топлива degС tтл

Температура газов на выходе из топки degС tт

Температура смеси после камеры смешения degС tсм

Температура сушильного агента после прогрева degС tпр

Температура сушильного агента на выходе из трубы-сушилки degС t2

Начальное влагосодержание материала кг влаги кг сухого материала uо

Критическое влагосодержание материала кгкг uк

Конечное влагосодержание материала кгкг u2

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке мс wг

Скорость витания частиц материала мс wвит

Расход испаряемой влаги кгч М

Начальная относительная влажность материала Wо

Критическая влажность материала Wк

Конечная относительная влажность материала W2

Массовая доля отдельных фракций материала xi

Таблица П2

Исходные данные для расчета пневматической сушильной установки

в

ар

Материал ρ кгм3

См

кДж(кг оС)

Размер мм Влажность G2

тч

Дымовые газы Воздух

Топливо

топлива Схема

α топки доля фракции

Wо Wk W2 t1 t2 t о dо 05 03 02

1 Глина простая 2000 084 1 15 3 22 mdash 15 1 600 100 20 10 мазут 29 А mdash

2 Глина огнеупорная 1800 109 2 3 4 9 mdash 07 2 800 120 10 4 мазут 28 А mdash

3 Известняк 1870 092 05 1 12 5 mdash 01 80 800 110 20 12 уголь 11 Б 115

4 Мел 2000 088 01 03 05 51 mdash 24 20 540 270 10 6 уголь 9 Б 11

5 Песок речной 1500 092 1 15 2 10 mdash 05 75 900 120 20 12 уголь 5 Б 115

6 Руда магнитогорская 3000 078 1 25 4 6 mdash 05 12 730 120 25 12 мазут 28 А mdash

7 Руда марганцевая 3450 078 5 2 1 15 mdash 2 15 120 60 25 12 уголь 7 А mdash

8 Железный колчедан 3300 05 2 1 05 12 mdash 3 2 350 100 15 6 уголь 8 А mdash

9 Сернокислый аммоний 800 14 1 3 2 5 mdash 04 25 120 55 25 12 газ 31 Б 102

10 Сланцы (Лен обл) 1100 134 3 2 1 38 40 28 11 600 100 20 8 сланцы 21 А mdash

11 Уголь каменный 1400 13 1 2 5 9 35 06 12 800 120 25 12 уголь 3 А mdash

12 Уголь бурый (Подмоск) 800 113 2 2 1 47 40 38 16 500 160 20 8 уголь 6 Б 11

13 Торф фрезерный 245 176 2 1 3 48 42 38 12 550 140 10 4 торф 23 А mdash

14 Кузнецкий уголь 1300 11 4 1 2 12 35 07 13 350 88 20 8 уголь 2 А mdash

15 Антрацит штыб 730 109 4 3 1 14 40 5 15 400 120 20 12 уголь 10 А mdash

16 Шлам промывки угля 1200 12 02 05 2 50 40 1 5 750 120 15 6 уголь 1 А mdash

17 Опилки 250 25 4 2 1 45 43 35 13 300 100 20 10 древес 25 А mdash

18 Аммофос 1500 11 4 2 1 12 mdash 15 12 350 110 20 12 уголь 12 А mdash

19 Диаммофос 1700 12 4 2 1 4 mdash 1 14 200 90 10 4 мазут 29 Б 11

20 Суперфосфат 2390 12 1 05 2 22 mdash 3 10 750 80 20 8 мазут 28 А mdash

21 Преципитат 870 113 1 2 1 55 mdash 3 6 550 120 25 8 уголь 4 Б 12

22 Фтористый алюминий 900 15 05 1 03 50 mdash 5 12 750 250 25 12 мазут 28 Б 105

23 Соль поваренная 200 089 1 2 1 6 mdash 1 12 200 85 25 14 газ 32 Б 11

24 Сахарный песок(кукурузн) 600 123 2 1 2 14 mdash 8 14 90 40 20 12 газ 41 Б 101

25 Жом свекловичный 800 16 2 3 1 84 40 30 05 750 100 10 4 газ 39 А mdash

Таблица П3

Cостав и низшая теплота сгорания твердых и жидких топлив

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое топливо (угли)

1 Кузнецкий 120 132 04 586 42 19 97 22860

2 80 143 05 633 44 21 74 25250

3 60 141 06 725 34 17 17 27420

4 90 182 03 615 36 15 59 23570

5 70 146 05 702 30 17 30 25120

6 70 363 07 479 34 14 33 18760

7 70 326 03 519 33 16 33 19850

8 Аркагалинское 190 122 02 513 36 08 129 19090

9 Березовское 330 47 02 442 31 04 144 15660

10 Челябинский 170 324 09 359 26 100 102 13440

11 Подмосковный 321 306 25 243 19 04 82 8670

12 Печорский 55 284 09 555 36 17 44 22020

13 Интинский 115 274 25 458 31 15 82 17540

14 Кизеловский 60 348 53 455 34 08 42 18380

15 Минусинский 140 172 05 529 35 14 105 20100

16 Черемховское 130 270 10 462 34 07 87 17880

17 Букачачинское 80 101 06 672 47 08 86 26040

18 Никольское 60 182 04 596 42 11 105 22990

19 Партизанский 55 340 04 498 32 08 63 19470

20 Нерюнгри 100 198 02 600 31 06 63 22480

Окончание табл П3

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое (вторичное) топливо

21 Сланцы (Ленобласть) 110 482 220 301 387 025 438 7660

22 Сланцы (Эстония) 120 444 227 322 410 010 490 9000

23 Торф фрезерный 485 643 014 255 270 113 156 8120

24 Торф кусковой 458 731 011 268 281 117 160 9250

25 Древесные опилки 400 060 0 303 360 04 251 10200

26 Лигнин (ЛГЗ) 650 115 013 213 192 105 - 6410

27 Лигнин (ЗГЗ) 650 400 008 206 168 864 - 6120

Жидкое топливо (мазут)

28 Малосернистый 30 005 03 847 12 03 40280

29 Сернистый 30 01 14 838 11 05 39730

30 Высокосернистый 30 01 28 830 10 07 38770

Таблица П4

Cостав и теплота сгорания газообразных топлив

топ

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Природные газы

31 Уренгой-Надым-Пунга 987 012 001 lt 001 mdash mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35500 0724

32 Уренгой-Ужгород 989 012 001 001 mdash mdash mdash lt 006 090 mdash mdash mdash 35590 0724

33 Уренгой-Новопсков 989 013 001 lt 001 mdash mdash mdash 008 087 mdash mdash mdash 35590 0723

34 Уренгой-Сургут-Челябинск 982 029 02 009 004 mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35800 0729

35 Надым-Пунга-Свердловск 987 016 008 001 mdash mdash mdash 008 100 mdash mdash mdash 35590 0725

36 ННовгород-Иваново 990 025 004 002 mdash mdash mdash 010 060 mdash mdash mdash 35750 0725

37 Бухара-Урал 942 30 089 039 017 013 mdash 028 090 mdash mdash mdash 37560 0771

38 Средняя Азия-Центр 941 28 073 030 007 002 mdash 100 100 mdash mdash mdash 36760 0771

39 Саратов-Москва 903 28 11 075 034 020 mdash 032 420 mdash mdash mdash 37010 0807

40 Мострансгаз (кольцо) 966 14 04 018 007 003 mdash 015 120 mdash mdash mdash 36300 0747

41 Оренбург-Александров Гай 864 39 172 087 030 007 mdash 001 670 mdash mdash mdash 36800 0828

Попутные газы

42 Каменный Лог-Пермь 387 226 107 27 07 mdash mdash mdash 2380 mdash 080 mdash 42370 1196

43 Ярино-Пермь 380 251 125 33 13 mdash mdash mdash 1870 mdash 110 mdash 46890 1196

44 Кулешовка-Самара 580 172 74 20 05 mdash mdash 080 1360 mdash 050 mdash 41740 1052

45 Безенчук-Чапаевск 427 196 126 51 13 mdash mdash 100 1690 mdash 080 mdash 46980 1196

46 Барса-Гельмес-Вышка 939 34 13 07 02 mdash mdash 040 010 mdash mdash mdash 38100 0778

47 Вход в Краснодар Крымск 912 39 2 09 02 mdash mdash 180 mdash mdash mdash mdash 38270 0810

48 Вознесенская-Грозный 767 132 54 25 22 mdash mdash mdash mdash mdash mdash 47020 0971

49 Тэбук-Сосновка 482 182 119 33 1 mdash mdash 090 1650 mdash mdash mdash 45130 1164

50 Туймазы-Уфа 500 220 98 12 04 mdash mdash mdash 1660 mdash mdash mdash 43040 1095

51 Шкапово-Туймазы 441 220 52 14 03 mdash mdash mdash 2700 mdash mdash mdash 36630 1095

52 Казань-Бугульма 536 228 61 09 02 mdash mdash 020 1580 mdash mdash mdash 40610 1046

Окончание табл П4

т

оп

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Промышленные газы

53 Газ доменных печей 03 mdash mdash mdash mdash mdash 280 105 585 mdash mdash 27 3940 1293

54 Газ коксовых печей 250 20 mdash mdash mdash mdash 700 30 40 10 mdash 580 18000 0468

55 Газ генераторный 19 mdash mdash mdash mdash mdash 203 98 562 02 mdash 109 6200 1121

56 Газ генераторный (из древес) 65 mdash mdash mdash mdash mdash 290 65 469 02 mdash 140 6500 1130

57 Газ пиролиза нефти 410 mdash mdash mdash mdash 430 080 05 02 mdash mdash 140 47500 1100

Примечания

1) Теплоемкость твердого топлива

стл = 0012 Wr + стлcух (1 ndash 001 Wr) кДж(кг degС)

где стлcух ndash теплоемкость сухой массы топлива для бурых углей ndash 113 кДж(кг degС)

для каменных углей - 109 кДж(кг degС) для углей - 092 кДж(кг degС)

Теплоемкость мазута

смаз = 174 + 00025 tмаз кДж(кгdegС) где tмаз = 90divide130degС

Расход пара на форсунки Wп = 03 + 035 кг пара кг топлива при Рнас = 06divide15 МПа

2) Теплоемкость газообразного топлива

010cVntilde iiatildeagraveccedil

где Vi - объем составляющих газообразного топлива

ci- теплоемкость составляющих газообразного топлива кДж(м3 оС)

4NtildeIacutentilde = 157 62IacuteCntilde = 278

83IacuteCntilde = 314 104IacuteCntilde = 424

125IacuteCntilde = 527 146IacuteCntilde = 630 NtildeIcircntilde = 130

2NtildeIcircntilde = 159 2Nntilde = 129

2Icircntilde = 130 S2Iacutec = 152 2Iacutentilde = 128

Таблица П5

Соотношение между единицами давления

Величина Па бар тех атм мм рт ст мм водст

1 Нм2=1 Па 1 10-5 10210-5 7510-3 0102

1 бар 105 1 102 750 102middot104

1 техатм=1кгссм2 981middot10-4 0981 1 7356 104

1 мм ртст 1333 133310-5 13610-3 1 136

1 мм водст=1кгсм 981 98110-5 10-4 735610-2 1

Таблица П6

Теплоемкость и плотность горючих газов

Газ Формула Плотность кгм3 Теплоемкость

кДж(м3 degС)

Метан СН4 0717 155

Этан С2Н6 1342 221

Пропан СзН8 1976 305

Бутан С4Н10 2598 413

Пентан С5Н12 3219 513

Гексан СбН14 384 615

Окись углерода СО 125 129

Углекислый газ СО 2 198 16

Азот N2 125 129

Кислород О2 143 13

Сероводород H2S 1539 151

Водород Н2 009 128

Таблица П7

Напряжение топочного объема для сушильных установок

Топливо qv кВтм3

Доменный газ 230-350

Генераторный газ 230-290

Природный газ 350-460

Мазут 230-350

Торф дрова 230-290

Каменные угли 290-350

Таблица П8

Физические свойства дымовых газов

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па 2NtildeIcircETH = 013 IcircIacute 2

ETH = 011 2NETH = 076

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1295 1042 228 169 158 1220 072

100 0950 1068 313 308 204 2154 069

200 0748 1097 401 489 245 3280 067

300 0617 1122 484 699 282 4581 065

400 0525 1151 570 943 317 6038 064

500 0457 1185 656 1211 348 7630 063

600 0405 1214 742 1509 379 9361 062

700 0363 1239 827 1838 407 1121 061

800 0330 1264 915 2197 434 1318 060

900 0301 1290 1000 2580 459 1525 059

1000 0275 1306 1090 3034 484 1743 058

1100 0257 1323 1175 3455 507 1971 057

1200 0240 1340 1262 3924 530 2210 056

Таблица П9

Физические свойства сухого воздуха

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1293 1005 244 188 172 133 0707

100 0946 1009 321 336 219 231 0688

200 0746 1026 393 514 260 349 0680

300 0615 1047 460 718 297 483 0674

400 0524 1068 521 931 330 631 0678

500 0456 1093 574 1153 362 794 0687

600 0404 1114 622 1383 391 969 0699

700 0362 1135 671 1634 418 1154 0706

800 0329 1156 718 1888 443 1348 0713

900 0301 1172 763 2162 467 1551 0717

1000 0277 1185 807 2459 490 1771 0719

1100 0257 1197 850 2762 512 1993 0722

1200 0240 1210 915 3165 535 2337 0724

Таблица П10

Коэффициенты местных сопротивлений

Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления

Колено

угол

поворота 90deg 120deg 135deg 150deg

ξ 11 055 025 02

Отвод радиусом R угол

поворота 30deg 45deg 60deg 75deg 90deg 105deg 120deg

трубы диаметром D

RD = 15 ξ 008 011 014 016 0175 019 02

RD = 20 ξ 007 010 012 014 015 016 017

Вход в трубу

с острыми краями ξ =05

с закругленными ξ =02

Выход из трубы ξ =1

FminFmax 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09

Внезапное расширение ξ 1 081 064 049 036 025 016 009 004 001

Внезапное сужение ξ 05 047 043 038 033 03 025 02 015 009

Таблица П11

Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗ типа ЦН-15 мм (рис8)

Dц A d d1 d2 H h1 h2 h3 h4 h5 a б б1 l

100 820 60 40 105 492 200 232 60 212 32 66 20 29 90

150 1190 90 60 155 720 300 345 75 297 48 99 30 41 110

200 1560 120 60 160 918 400 458 60 354 48 132 40 52 120

250 1930 150 75 180 1149 500 574 75 444 60 165 50 65 150

300 2300 180 90 210 1377 600 687 90 531 72 198 60 78 180

350 2670 210 105 250 1605 700 800 105 618 84 231 70 91 210

400 3040 240 120 280 1833 800 913 120 705 96 264 80 104 240

450 3410 270 135 310 2031 900 1026 135 792 108 297 90 117 270

500 3780 300 150 325 2289 1000 1139 150 879 120 330 100 130 300

550 4150 330 165 350 2520 1100 1255 165 972 132 363 110 143 330

600 4520 360 180 365 2750 1200 1370 180 1060 144 396 120 156 360

650 4890 390 195 400 2980 1300 1485 195 1146 156 429 130 169 390

700 5260 420 210 410 3210 1400 1600 210 1235 168 462 140 182 420

750 5630 450 225 450 3435 1500 1710 225 1320 180 495 150 195 450

800 6000 480 240 470 3665 1600 1825 240 1405 192 528 160 208 480

Таблица П12

Габаритные размеры вентилятора дымоудаления (дымососа) м

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 23: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

а б

Рис 14Параметры сушильного агента на I-d диаграмме (а) термограмма и

кинетическая кривая (б) при наличии прогрева и второго периода

сушки

1 - температура газа 2 - температура материала 3 - влагосодержание

материала

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена

Температура tср влагосодержание dср плотность ρг

ecircatildeecircatilde dd

dCtt

t100022

2121ntildeethntildeeth

(таблП1)

ecircatildeigrave )d)(t(

)d(3

ntildeethntildeeth

ntildeethicircatilde

622273

1622273ρρ

где icircρ =1293 кгм3

Значения νг и λг сушильного агента принимаются по температуре

t = tср (табл П8 П9)

Средние значения влагосодержания uср и плотности ρм сушимого

материала

uu

u ecircatildeecircatilde 2

2icircntildeeth

(таблП1) )u(ρρ 3

ecircatildeigrave1 ntildeethigraveigraveicirc

Скорость витания частиц в трубе-сушилке определяется для каждой

фракции

ρζ

)ρ(ρgdw igraventilde

3

4

atildeacircegraveograve

atildeigraveiiacircegraveograve

где acircegraveograveζ - коэффициент лобового сопротивления частиц при

1 le Re le 30 Re98acircegraveograveζ

30 lt Re lt 400 ζ 02354Reacircegraveograve

400 lt Re lt 5500 11acircegraveograveζ

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке принимаем на 12 мс

больше скорости витания частицы имеющей максимальный размер

ww 21maxacircegraveograveatilde

Сечение трубы-сушилки

2

igrave3600

ρw

Fatildeatilde

ntildeatildeograveeth

L

Диаметр трубы-сушилки (если она круглого сечения)

π

igraveograveeth

ograveeth

4FD

Концентрация частиц материала в трубе-сушилке

ecircatildeigrave )w(w

)(ββ 3

ograveethacircegraveograve2

iiVV

Fi

36002

GG3K 21

x

где ix ndashмассовая доля i фракции К ndash коэффициент при

Dтp lt 025 м rarr К= 077

Dтp = 025 divide 10 м rarr К = 068

Удельная поверхность частиц отдельной фракции

ρd

βf 32

igraveigrave6

igravei

iv

ioacuteauml

Коэффициент конвективного теплообмена при

20iacircegraveograve

Re rarr d

λα CigraveAcircograve

2 2

i

atildei

20 lt i

acircegraveograveRe lt 480 rarr CigraveAcircograve

01862

08

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

480 lt i

acircegraveograveRe lt 2000 rarr

CigraveAcircograve

1142

05

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

Критерий Рейнольдса при скорости витания

atilde

iacircegraveograve

acircegraveograve ν

dwRe i

i

Объемный коэффициент теплообмена

NtildeigraveAcircograve 3

ioacuteaumliv fαα

Расчет высоты трубы-сушилки по участкам

Количество теплоты отданное сушильным агентом в период прогрева

материала (при ик gt ио величина (ио ndash ик) qokp = 0)

ecircAumlaeligdivide])qu(u))(uc[(c icircecircethecircicircicircigraveicircwigravecyxiumlp GQ

Температурный напор на участке прогрева

)(t

)(tln

)(t)(tt

igraveiumlp

icirc1

igraveiumlpicirciumlp

1

Высота участка трубы соответствующая периоду прогрева

Δtα

QH igrave

36 ograveethiumlethv

iumlpiumleth

F

Высота трубы-сушилки зависит от того в каком периоде заканчивается

процесс сушки

При u0 gt uк gt u2 имеют место все три интервала сушки прогрев первый

и второй период сушки (см рис12б)

В случае когда u2 gt uк (или uк - отсутствует) процесс заканчивается в

первом периоде (или материал содержит только поверхностную влагу и

второй период отсутствует)

Тогда температурные напоры будут рассчитываться только для

прогрева и первого периода сушки (см рис 13б)

В случае когда uк gt u2 досушивается материал в котором осталась

только внутренняя влага Температурные напоры будут рассчитываться

только для прогрева и второго периода сушки (см рис14б)

Количество теплоты отданное сушильным агентом в первом периоде

(постоянной скорости) сушки материала

)ntildetc)(iu(u ecircAumlaeligdivideGQ igravewecirciumlicircecircicircntildeoacuteotilde1

Температурный напор на участке первого периода сушки

)(t

)(t

)t(tt CΔ

igraveecirc

igraveiumleth

ecirciumleth

ln

1

Высота участка трубы соответствующая первому периоду

igraveFΔ36

QH

ograveeth1

1

V

1

Количество теплоты отданное сушильным агентом во втором периоде

(уменьшающейся скорости) сушки материала

])qu(u

)ntildetc)(iu(u))(uc[(c

ecircAumlaeligdivide

GQ

icircecirceth2ecirc

igravew2iumlicirc2ecircigrave22wigraventildeoacuteotildeII

Температурный напор на участке второго периода сушки

)(t

)(t

)(t)(tt CΔ

22

22

igraveecirc

igraveecircII

ln

Высота участка трубы соответствующая второму периоду

QH igrave

FΔ36 ograveethIIV

IIII

Высота участка трубы необходимая для разгона частиц

igrave www

wwwln

www

wwwln

2g

)w(wwH

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2acircegraveograveatildeacircegraveograveeth

где скорость частиц материала в начале разгонного участка wм1=0 скорость

в конце разгонного участка wм2 = 095(wг ndashwвит)

Общая высота пневматической сушильной установки

Hтp = Hp + Hпp+HI + HII м

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной установки

Объемная концентрация частиц материала в трубе

3321 igraveigrave

2L

GG

)ρd(1

)ρ(

igraventildeethntildeatilde

atildeχ

Потери напора при трении газа о стенки трубы

)(λ Iumlagrave2

1D

HΔP

2

1atildeatilde

ograveeth

ograveethograveeth χ

где λтp = 64Re + 0136 Re018 при 23 middot103 lt Re lt 106

Потери напора в местных сопротивлениях (сужениях поворотах) из-за

трения газа

)(ξ Iumlagrave2

1ΔP

2atildeatilde

igrave2 χ

где ζм - коэффициент местного сопротивления табл П10

Статический напор газового потока (вес столба газа)

Iumlagrave g)(ρ ograveethatilde3 Hχ1ΔP

Знак laquo+raquo для восходящего знак laquo-raquo для нисходящего потоков газа для

горизонтального участка ΔP3 = 0

Потери напора при трении материала о стенки трубы

λ Iumlagrave2D

HΔP

2igraveigrave

ograveeth

ograveethograveeth4 χ

Здесь коэффициент сопротивления трению равен

075ograveeth Fr27λ при 2520

D

i

ograveeth

d

λ 075

i

ograveethograveeth Fr

d

05

D425

при 2520

D

i

ograveeth

d

где

i

igrave

dg

w2

Fr критерий Фруда

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке стабилизированного движения частиц

gχρ IumlagraveΔ ntildeograveigrave HP5

где высота участка стабилизации Hcт =Hтp ndash Hp

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке разгона частиц

)ww)(www(w

)ww)(www(wln

ρ

)ρ(ρwP IumlagraveΔ

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

ograveethigrave

igraveatildeigraveacircegraveograve6

F2

G

Средняя производительность трубы-сушилки определяется по формуле

Gм = 05 (G1 + G2) кгч

Динамические потери напора на разгонном участке

)w(w

IumlagraveΔ

ograveeth

igraveigraveigrave

F

GP 12

7

Задавшись условной скоростью газа в сечении циклона (wу = 3 divide 4 мс)

определяем диаметр циклона (табл П11)

ρwπ

igrave

atildeoacute

ntildeatildeouml

3600

4LD

Гидравлическое сопротивление циклона

ρw

ξ Iumlagrave2

Δatildeoacute

oumlouml

2

P

где ξц ndash коэффициент гидравлического сопротивления циклона

Полное гидравлическое сопротивление трубы-сушилки

IumlagraveΔΔΔΔΔΔΔΔΔ oumlPPPPPPPPP 7654321

По найденному полному сопротивлению ΔP и расходу сушильного

агента Lсг производится выбор тягодутьевого оборудования

Мощность тягодутьевой установки

ηρ

Acircograve3600

Δ

aumlatilde

ntildeatilde PLN

где ηд = 065 - КПД тягодутьевой установки

Размеры и конкретный тип дымососа (вентилятора дымоудаления)

выбираются по каталогу тягодутьевого оборудования (см электронное

учебное пособие laquoТепломассообменное оборудование предприятий

(сушильные установки)raquo или табл П12)

Таблица П1

Обозначения физических величин

принятые в настоящем учебно-методическом пособии

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Коэффициент избытка воздуха в топке αт

Коэффициент избытка воздуха в камере смешения αдоп

Объемный коэффициент теплообмена Вт(м3 degС) αv

Расход топлива кгч Bт

Концентрация частиц материала в трубе кгм3 βv

Теплоемкость топлива кДж(кг degС) стл

Теплоемкость сухих топочных газов кДж(кг degС) ссг

Теплоемкость воды кДж(кг degС) сw

Теплоемкость сухого материала кДж(кг degС) см

Теплоемкость водяного пара кДж(кг degС) сп

Влагосодержание наружного воздуха г влаги кг воздуха d о

Влагосодержание газов на выходе из топки г кг dт

Влагосодержание смеси на выходе из камеры смешения гкг dсм

Влагосодержание агента на входе в трубу-сушилку гкг d1

Влагосодержание агента в конце периода прогрева гкг d пр

Влагосодержание агента на выходе из трубы-сушилки гкг d2

Влагосодержание воздуха при φ=100 гкг dм

Среднее влагосодержание газов кгкг dср

Диаметр частиц материала данной фракции мм di

Минимальный диаметр частиц материала мм dч min

Средний диаметр частиц материала мм dч ср

Термовлажностное отношение кДжкг ∆

Производительность по абсолютно сухой массе кгч Gсух

Производительность по влажному материалу кгч G1

Производительность по готовой продукции кгч G2

Масса сухих продуктов сгорания кг дымовых газов кг топлива Gсг

Масса водяных паров кг водяных паров кг топлива Gп

Энтальпия наружного воздуха кДжкг воздуха Iо

Энтальпия газов на выходе из топки кДжкг Iт

Энтальпия смеси на выходе из камеры смешения кДжкг Iсм

Энтальпия агента на входе в трубу-сушилку кДжкг I1

Энтальпия агента в конце периода прогрева кДжкг Iпр

Энтальпия агента на выходе из трубы-сушилки кДжкг I2

Энтальпия пара при 0 degС кДжкг пара iо

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Энтальпия пара кДжкг iп

Энтальпия пара применяемого для дутья кДжкг iпprime

Начальная температура материала degС icirc

Температура смоченного термометра degС igrave

Конечная температура материала degС 2

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного

сгорания кг воздуха кг топлива Lо

Расход сушильного агента кгч Lсг

Расход присадочного воздуха кгч Lв

Расход топочных газов кгч Lт

Коэффициент теплопроводности газа Вт(м degС) λг

Коэффициент полезного действия топки ηт

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха n

Коэффициент кинематической вязкости газа м2с ν г

Низшая теплота сгорания топлива кДжкг Qri

Высшая теплота сгорания топлива кДжкг Qrs

Расход теплоты на прогрев влажного материала кВт Qпр

Удельные потери теплоты кДжкг влаги qокр

Средняя плотность газа кгм3 ρг

Средняя плотность материала кгм3 ρм

Средняя температура сушильного агента degС tср

Температурный напор в период прогрева degС ∆ tпр

Температура топлива degС tтл

Температура газов на выходе из топки degС tт

Температура смеси после камеры смешения degС tсм

Температура сушильного агента после прогрева degС tпр

Температура сушильного агента на выходе из трубы-сушилки degС t2

Начальное влагосодержание материала кг влаги кг сухого материала uо

Критическое влагосодержание материала кгкг uк

Конечное влагосодержание материала кгкг u2

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке мс wг

Скорость витания частиц материала мс wвит

Расход испаряемой влаги кгч М

Начальная относительная влажность материала Wо

Критическая влажность материала Wк

Конечная относительная влажность материала W2

Массовая доля отдельных фракций материала xi

Таблица П2

Исходные данные для расчета пневматической сушильной установки

в

ар

Материал ρ кгм3

См

кДж(кг оС)

Размер мм Влажность G2

тч

Дымовые газы Воздух

Топливо

топлива Схема

α топки доля фракции

Wо Wk W2 t1 t2 t о dо 05 03 02

1 Глина простая 2000 084 1 15 3 22 mdash 15 1 600 100 20 10 мазут 29 А mdash

2 Глина огнеупорная 1800 109 2 3 4 9 mdash 07 2 800 120 10 4 мазут 28 А mdash

3 Известняк 1870 092 05 1 12 5 mdash 01 80 800 110 20 12 уголь 11 Б 115

4 Мел 2000 088 01 03 05 51 mdash 24 20 540 270 10 6 уголь 9 Б 11

5 Песок речной 1500 092 1 15 2 10 mdash 05 75 900 120 20 12 уголь 5 Б 115

6 Руда магнитогорская 3000 078 1 25 4 6 mdash 05 12 730 120 25 12 мазут 28 А mdash

7 Руда марганцевая 3450 078 5 2 1 15 mdash 2 15 120 60 25 12 уголь 7 А mdash

8 Железный колчедан 3300 05 2 1 05 12 mdash 3 2 350 100 15 6 уголь 8 А mdash

9 Сернокислый аммоний 800 14 1 3 2 5 mdash 04 25 120 55 25 12 газ 31 Б 102

10 Сланцы (Лен обл) 1100 134 3 2 1 38 40 28 11 600 100 20 8 сланцы 21 А mdash

11 Уголь каменный 1400 13 1 2 5 9 35 06 12 800 120 25 12 уголь 3 А mdash

12 Уголь бурый (Подмоск) 800 113 2 2 1 47 40 38 16 500 160 20 8 уголь 6 Б 11

13 Торф фрезерный 245 176 2 1 3 48 42 38 12 550 140 10 4 торф 23 А mdash

14 Кузнецкий уголь 1300 11 4 1 2 12 35 07 13 350 88 20 8 уголь 2 А mdash

15 Антрацит штыб 730 109 4 3 1 14 40 5 15 400 120 20 12 уголь 10 А mdash

16 Шлам промывки угля 1200 12 02 05 2 50 40 1 5 750 120 15 6 уголь 1 А mdash

17 Опилки 250 25 4 2 1 45 43 35 13 300 100 20 10 древес 25 А mdash

18 Аммофос 1500 11 4 2 1 12 mdash 15 12 350 110 20 12 уголь 12 А mdash

19 Диаммофос 1700 12 4 2 1 4 mdash 1 14 200 90 10 4 мазут 29 Б 11

20 Суперфосфат 2390 12 1 05 2 22 mdash 3 10 750 80 20 8 мазут 28 А mdash

21 Преципитат 870 113 1 2 1 55 mdash 3 6 550 120 25 8 уголь 4 Б 12

22 Фтористый алюминий 900 15 05 1 03 50 mdash 5 12 750 250 25 12 мазут 28 Б 105

23 Соль поваренная 200 089 1 2 1 6 mdash 1 12 200 85 25 14 газ 32 Б 11

24 Сахарный песок(кукурузн) 600 123 2 1 2 14 mdash 8 14 90 40 20 12 газ 41 Б 101

25 Жом свекловичный 800 16 2 3 1 84 40 30 05 750 100 10 4 газ 39 А mdash

Таблица П3

Cостав и низшая теплота сгорания твердых и жидких топлив

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое топливо (угли)

1 Кузнецкий 120 132 04 586 42 19 97 22860

2 80 143 05 633 44 21 74 25250

3 60 141 06 725 34 17 17 27420

4 90 182 03 615 36 15 59 23570

5 70 146 05 702 30 17 30 25120

6 70 363 07 479 34 14 33 18760

7 70 326 03 519 33 16 33 19850

8 Аркагалинское 190 122 02 513 36 08 129 19090

9 Березовское 330 47 02 442 31 04 144 15660

10 Челябинский 170 324 09 359 26 100 102 13440

11 Подмосковный 321 306 25 243 19 04 82 8670

12 Печорский 55 284 09 555 36 17 44 22020

13 Интинский 115 274 25 458 31 15 82 17540

14 Кизеловский 60 348 53 455 34 08 42 18380

15 Минусинский 140 172 05 529 35 14 105 20100

16 Черемховское 130 270 10 462 34 07 87 17880

17 Букачачинское 80 101 06 672 47 08 86 26040

18 Никольское 60 182 04 596 42 11 105 22990

19 Партизанский 55 340 04 498 32 08 63 19470

20 Нерюнгри 100 198 02 600 31 06 63 22480

Окончание табл П3

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое (вторичное) топливо

21 Сланцы (Ленобласть) 110 482 220 301 387 025 438 7660

22 Сланцы (Эстония) 120 444 227 322 410 010 490 9000

23 Торф фрезерный 485 643 014 255 270 113 156 8120

24 Торф кусковой 458 731 011 268 281 117 160 9250

25 Древесные опилки 400 060 0 303 360 04 251 10200

26 Лигнин (ЛГЗ) 650 115 013 213 192 105 - 6410

27 Лигнин (ЗГЗ) 650 400 008 206 168 864 - 6120

Жидкое топливо (мазут)

28 Малосернистый 30 005 03 847 12 03 40280

29 Сернистый 30 01 14 838 11 05 39730

30 Высокосернистый 30 01 28 830 10 07 38770

Таблица П4

Cостав и теплота сгорания газообразных топлив

топ

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Природные газы

31 Уренгой-Надым-Пунга 987 012 001 lt 001 mdash mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35500 0724

32 Уренгой-Ужгород 989 012 001 001 mdash mdash mdash lt 006 090 mdash mdash mdash 35590 0724

33 Уренгой-Новопсков 989 013 001 lt 001 mdash mdash mdash 008 087 mdash mdash mdash 35590 0723

34 Уренгой-Сургут-Челябинск 982 029 02 009 004 mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35800 0729

35 Надым-Пунга-Свердловск 987 016 008 001 mdash mdash mdash 008 100 mdash mdash mdash 35590 0725

36 ННовгород-Иваново 990 025 004 002 mdash mdash mdash 010 060 mdash mdash mdash 35750 0725

37 Бухара-Урал 942 30 089 039 017 013 mdash 028 090 mdash mdash mdash 37560 0771

38 Средняя Азия-Центр 941 28 073 030 007 002 mdash 100 100 mdash mdash mdash 36760 0771

39 Саратов-Москва 903 28 11 075 034 020 mdash 032 420 mdash mdash mdash 37010 0807

40 Мострансгаз (кольцо) 966 14 04 018 007 003 mdash 015 120 mdash mdash mdash 36300 0747

41 Оренбург-Александров Гай 864 39 172 087 030 007 mdash 001 670 mdash mdash mdash 36800 0828

Попутные газы

42 Каменный Лог-Пермь 387 226 107 27 07 mdash mdash mdash 2380 mdash 080 mdash 42370 1196

43 Ярино-Пермь 380 251 125 33 13 mdash mdash mdash 1870 mdash 110 mdash 46890 1196

44 Кулешовка-Самара 580 172 74 20 05 mdash mdash 080 1360 mdash 050 mdash 41740 1052

45 Безенчук-Чапаевск 427 196 126 51 13 mdash mdash 100 1690 mdash 080 mdash 46980 1196

46 Барса-Гельмес-Вышка 939 34 13 07 02 mdash mdash 040 010 mdash mdash mdash 38100 0778

47 Вход в Краснодар Крымск 912 39 2 09 02 mdash mdash 180 mdash mdash mdash mdash 38270 0810

48 Вознесенская-Грозный 767 132 54 25 22 mdash mdash mdash mdash mdash mdash 47020 0971

49 Тэбук-Сосновка 482 182 119 33 1 mdash mdash 090 1650 mdash mdash mdash 45130 1164

50 Туймазы-Уфа 500 220 98 12 04 mdash mdash mdash 1660 mdash mdash mdash 43040 1095

51 Шкапово-Туймазы 441 220 52 14 03 mdash mdash mdash 2700 mdash mdash mdash 36630 1095

52 Казань-Бугульма 536 228 61 09 02 mdash mdash 020 1580 mdash mdash mdash 40610 1046

Окончание табл П4

т

оп

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Промышленные газы

53 Газ доменных печей 03 mdash mdash mdash mdash mdash 280 105 585 mdash mdash 27 3940 1293

54 Газ коксовых печей 250 20 mdash mdash mdash mdash 700 30 40 10 mdash 580 18000 0468

55 Газ генераторный 19 mdash mdash mdash mdash mdash 203 98 562 02 mdash 109 6200 1121

56 Газ генераторный (из древес) 65 mdash mdash mdash mdash mdash 290 65 469 02 mdash 140 6500 1130

57 Газ пиролиза нефти 410 mdash mdash mdash mdash 430 080 05 02 mdash mdash 140 47500 1100

Примечания

1) Теплоемкость твердого топлива

стл = 0012 Wr + стлcух (1 ndash 001 Wr) кДж(кг degС)

где стлcух ndash теплоемкость сухой массы топлива для бурых углей ndash 113 кДж(кг degС)

для каменных углей - 109 кДж(кг degС) для углей - 092 кДж(кг degС)

Теплоемкость мазута

смаз = 174 + 00025 tмаз кДж(кгdegС) где tмаз = 90divide130degС

Расход пара на форсунки Wп = 03 + 035 кг пара кг топлива при Рнас = 06divide15 МПа

2) Теплоемкость газообразного топлива

010cVntilde iiatildeagraveccedil

где Vi - объем составляющих газообразного топлива

ci- теплоемкость составляющих газообразного топлива кДж(м3 оС)

4NtildeIacutentilde = 157 62IacuteCntilde = 278

83IacuteCntilde = 314 104IacuteCntilde = 424

125IacuteCntilde = 527 146IacuteCntilde = 630 NtildeIcircntilde = 130

2NtildeIcircntilde = 159 2Nntilde = 129

2Icircntilde = 130 S2Iacutec = 152 2Iacutentilde = 128

Таблица П5

Соотношение между единицами давления

Величина Па бар тех атм мм рт ст мм водст

1 Нм2=1 Па 1 10-5 10210-5 7510-3 0102

1 бар 105 1 102 750 102middot104

1 техатм=1кгссм2 981middot10-4 0981 1 7356 104

1 мм ртст 1333 133310-5 13610-3 1 136

1 мм водст=1кгсм 981 98110-5 10-4 735610-2 1

Таблица П6

Теплоемкость и плотность горючих газов

Газ Формула Плотность кгм3 Теплоемкость

кДж(м3 degС)

Метан СН4 0717 155

Этан С2Н6 1342 221

Пропан СзН8 1976 305

Бутан С4Н10 2598 413

Пентан С5Н12 3219 513

Гексан СбН14 384 615

Окись углерода СО 125 129

Углекислый газ СО 2 198 16

Азот N2 125 129

Кислород О2 143 13

Сероводород H2S 1539 151

Водород Н2 009 128

Таблица П7

Напряжение топочного объема для сушильных установок

Топливо qv кВтм3

Доменный газ 230-350

Генераторный газ 230-290

Природный газ 350-460

Мазут 230-350

Торф дрова 230-290

Каменные угли 290-350

Таблица П8

Физические свойства дымовых газов

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па 2NtildeIcircETH = 013 IcircIacute 2

ETH = 011 2NETH = 076

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1295 1042 228 169 158 1220 072

100 0950 1068 313 308 204 2154 069

200 0748 1097 401 489 245 3280 067

300 0617 1122 484 699 282 4581 065

400 0525 1151 570 943 317 6038 064

500 0457 1185 656 1211 348 7630 063

600 0405 1214 742 1509 379 9361 062

700 0363 1239 827 1838 407 1121 061

800 0330 1264 915 2197 434 1318 060

900 0301 1290 1000 2580 459 1525 059

1000 0275 1306 1090 3034 484 1743 058

1100 0257 1323 1175 3455 507 1971 057

1200 0240 1340 1262 3924 530 2210 056

Таблица П9

Физические свойства сухого воздуха

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1293 1005 244 188 172 133 0707

100 0946 1009 321 336 219 231 0688

200 0746 1026 393 514 260 349 0680

300 0615 1047 460 718 297 483 0674

400 0524 1068 521 931 330 631 0678

500 0456 1093 574 1153 362 794 0687

600 0404 1114 622 1383 391 969 0699

700 0362 1135 671 1634 418 1154 0706

800 0329 1156 718 1888 443 1348 0713

900 0301 1172 763 2162 467 1551 0717

1000 0277 1185 807 2459 490 1771 0719

1100 0257 1197 850 2762 512 1993 0722

1200 0240 1210 915 3165 535 2337 0724

Таблица П10

Коэффициенты местных сопротивлений

Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления

Колено

угол

поворота 90deg 120deg 135deg 150deg

ξ 11 055 025 02

Отвод радиусом R угол

поворота 30deg 45deg 60deg 75deg 90deg 105deg 120deg

трубы диаметром D

RD = 15 ξ 008 011 014 016 0175 019 02

RD = 20 ξ 007 010 012 014 015 016 017

Вход в трубу

с острыми краями ξ =05

с закругленными ξ =02

Выход из трубы ξ =1

FminFmax 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09

Внезапное расширение ξ 1 081 064 049 036 025 016 009 004 001

Внезапное сужение ξ 05 047 043 038 033 03 025 02 015 009

Таблица П11

Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗ типа ЦН-15 мм (рис8)

Dц A d d1 d2 H h1 h2 h3 h4 h5 a б б1 l

100 820 60 40 105 492 200 232 60 212 32 66 20 29 90

150 1190 90 60 155 720 300 345 75 297 48 99 30 41 110

200 1560 120 60 160 918 400 458 60 354 48 132 40 52 120

250 1930 150 75 180 1149 500 574 75 444 60 165 50 65 150

300 2300 180 90 210 1377 600 687 90 531 72 198 60 78 180

350 2670 210 105 250 1605 700 800 105 618 84 231 70 91 210

400 3040 240 120 280 1833 800 913 120 705 96 264 80 104 240

450 3410 270 135 310 2031 900 1026 135 792 108 297 90 117 270

500 3780 300 150 325 2289 1000 1139 150 879 120 330 100 130 300

550 4150 330 165 350 2520 1100 1255 165 972 132 363 110 143 330

600 4520 360 180 365 2750 1200 1370 180 1060 144 396 120 156 360

650 4890 390 195 400 2980 1300 1485 195 1146 156 429 130 169 390

700 5260 420 210 410 3210 1400 1600 210 1235 168 462 140 182 420

750 5630 450 225 450 3435 1500 1710 225 1320 180 495 150 195 450

800 6000 480 240 470 3665 1600 1825 240 1405 192 528 160 208 480

Таблица П12

Габаритные размеры вентилятора дымоудаления (дымососа) м

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 24: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

Скорость витания частиц в трубе-сушилке определяется для каждой

фракции

ρζ

)ρ(ρgdw igraventilde

3

4

atildeacircegraveograve

atildeigraveiiacircegraveograve

где acircegraveograveζ - коэффициент лобового сопротивления частиц при

1 le Re le 30 Re98acircegraveograveζ

30 lt Re lt 400 ζ 02354Reacircegraveograve

400 lt Re lt 5500 11acircegraveograveζ

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке принимаем на 12 мс

больше скорости витания частицы имеющей максимальный размер

ww 21maxacircegraveograveatilde

Сечение трубы-сушилки

2

igrave3600

ρw

Fatildeatilde

ntildeatildeograveeth

L

Диаметр трубы-сушилки (если она круглого сечения)

π

igraveograveeth

ograveeth

4FD

Концентрация частиц материала в трубе-сушилке

ecircatildeigrave )w(w

)(ββ 3

ograveethacircegraveograve2

iiVV

Fi

36002

GG3K 21

x

где ix ndashмассовая доля i фракции К ndash коэффициент при

Dтp lt 025 м rarr К= 077

Dтp = 025 divide 10 м rarr К = 068

Удельная поверхность частиц отдельной фракции

ρd

βf 32

igraveigrave6

igravei

iv

ioacuteauml

Коэффициент конвективного теплообмена при

20iacircegraveograve

Re rarr d

λα CigraveAcircograve

2 2

i

atildei

20 lt i

acircegraveograveRe lt 480 rarr CigraveAcircograve

01862

08

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

480 lt i

acircegraveograveRe lt 2000 rarr

CigraveAcircograve

1142

05

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

Критерий Рейнольдса при скорости витания

atilde

iacircegraveograve

acircegraveograve ν

dwRe i

i

Объемный коэффициент теплообмена

NtildeigraveAcircograve 3

ioacuteaumliv fαα

Расчет высоты трубы-сушилки по участкам

Количество теплоты отданное сушильным агентом в период прогрева

материала (при ик gt ио величина (ио ndash ик) qokp = 0)

ecircAumlaeligdivide])qu(u))(uc[(c icircecircethecircicircicircigraveicircwigravecyxiumlp GQ

Температурный напор на участке прогрева

)(t

)(tln

)(t)(tt

igraveiumlp

icirc1

igraveiumlpicirciumlp

1

Высота участка трубы соответствующая периоду прогрева

Δtα

QH igrave

36 ograveethiumlethv

iumlpiumleth

F

Высота трубы-сушилки зависит от того в каком периоде заканчивается

процесс сушки

При u0 gt uк gt u2 имеют место все три интервала сушки прогрев первый

и второй период сушки (см рис12б)

В случае когда u2 gt uк (или uк - отсутствует) процесс заканчивается в

первом периоде (или материал содержит только поверхностную влагу и

второй период отсутствует)

Тогда температурные напоры будут рассчитываться только для

прогрева и первого периода сушки (см рис 13б)

В случае когда uк gt u2 досушивается материал в котором осталась

только внутренняя влага Температурные напоры будут рассчитываться

только для прогрева и второго периода сушки (см рис14б)

Количество теплоты отданное сушильным агентом в первом периоде

(постоянной скорости) сушки материала

)ntildetc)(iu(u ecircAumlaeligdivideGQ igravewecirciumlicircecircicircntildeoacuteotilde1

Температурный напор на участке первого периода сушки

)(t

)(t

)t(tt CΔ

igraveecirc

igraveiumleth

ecirciumleth

ln

1

Высота участка трубы соответствующая первому периоду

igraveFΔ36

QH

ograveeth1

1

V

1

Количество теплоты отданное сушильным агентом во втором периоде

(уменьшающейся скорости) сушки материала

])qu(u

)ntildetc)(iu(u))(uc[(c

ecircAumlaeligdivide

GQ

icircecirceth2ecirc

igravew2iumlicirc2ecircigrave22wigraventildeoacuteotildeII

Температурный напор на участке второго периода сушки

)(t

)(t

)(t)(tt CΔ

22

22

igraveecirc

igraveecircII

ln

Высота участка трубы соответствующая второму периоду

QH igrave

FΔ36 ograveethIIV

IIII

Высота участка трубы необходимая для разгона частиц

igrave www

wwwln

www

wwwln

2g

)w(wwH

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2acircegraveograveatildeacircegraveograveeth

где скорость частиц материала в начале разгонного участка wм1=0 скорость

в конце разгонного участка wм2 = 095(wг ndashwвит)

Общая высота пневматической сушильной установки

Hтp = Hp + Hпp+HI + HII м

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной установки

Объемная концентрация частиц материала в трубе

3321 igraveigrave

2L

GG

)ρd(1

)ρ(

igraventildeethntildeatilde

atildeχ

Потери напора при трении газа о стенки трубы

)(λ Iumlagrave2

1D

HΔP

2

1atildeatilde

ograveeth

ograveethograveeth χ

где λтp = 64Re + 0136 Re018 при 23 middot103 lt Re lt 106

Потери напора в местных сопротивлениях (сужениях поворотах) из-за

трения газа

)(ξ Iumlagrave2

1ΔP

2atildeatilde

igrave2 χ

где ζм - коэффициент местного сопротивления табл П10

Статический напор газового потока (вес столба газа)

Iumlagrave g)(ρ ograveethatilde3 Hχ1ΔP

Знак laquo+raquo для восходящего знак laquo-raquo для нисходящего потоков газа для

горизонтального участка ΔP3 = 0

Потери напора при трении материала о стенки трубы

λ Iumlagrave2D

HΔP

2igraveigrave

ograveeth

ograveethograveeth4 χ

Здесь коэффициент сопротивления трению равен

075ograveeth Fr27λ при 2520

D

i

ograveeth

d

λ 075

i

ograveethograveeth Fr

d

05

D425

при 2520

D

i

ograveeth

d

где

i

igrave

dg

w2

Fr критерий Фруда

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке стабилизированного движения частиц

gχρ IumlagraveΔ ntildeograveigrave HP5

где высота участка стабилизации Hcт =Hтp ndash Hp

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке разгона частиц

)ww)(www(w

)ww)(www(wln

ρ

)ρ(ρwP IumlagraveΔ

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

ograveethigrave

igraveatildeigraveacircegraveograve6

F2

G

Средняя производительность трубы-сушилки определяется по формуле

Gм = 05 (G1 + G2) кгч

Динамические потери напора на разгонном участке

)w(w

IumlagraveΔ

ograveeth

igraveigraveigrave

F

GP 12

7

Задавшись условной скоростью газа в сечении циклона (wу = 3 divide 4 мс)

определяем диаметр циклона (табл П11)

ρwπ

igrave

atildeoacute

ntildeatildeouml

3600

4LD

Гидравлическое сопротивление циклона

ρw

ξ Iumlagrave2

Δatildeoacute

oumlouml

2

P

где ξц ndash коэффициент гидравлического сопротивления циклона

Полное гидравлическое сопротивление трубы-сушилки

IumlagraveΔΔΔΔΔΔΔΔΔ oumlPPPPPPPPP 7654321

По найденному полному сопротивлению ΔP и расходу сушильного

агента Lсг производится выбор тягодутьевого оборудования

Мощность тягодутьевой установки

ηρ

Acircograve3600

Δ

aumlatilde

ntildeatilde PLN

где ηд = 065 - КПД тягодутьевой установки

Размеры и конкретный тип дымососа (вентилятора дымоудаления)

выбираются по каталогу тягодутьевого оборудования (см электронное

учебное пособие laquoТепломассообменное оборудование предприятий

(сушильные установки)raquo или табл П12)

Таблица П1

Обозначения физических величин

принятые в настоящем учебно-методическом пособии

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Коэффициент избытка воздуха в топке αт

Коэффициент избытка воздуха в камере смешения αдоп

Объемный коэффициент теплообмена Вт(м3 degС) αv

Расход топлива кгч Bт

Концентрация частиц материала в трубе кгм3 βv

Теплоемкость топлива кДж(кг degС) стл

Теплоемкость сухих топочных газов кДж(кг degС) ссг

Теплоемкость воды кДж(кг degС) сw

Теплоемкость сухого материала кДж(кг degС) см

Теплоемкость водяного пара кДж(кг degС) сп

Влагосодержание наружного воздуха г влаги кг воздуха d о

Влагосодержание газов на выходе из топки г кг dт

Влагосодержание смеси на выходе из камеры смешения гкг dсм

Влагосодержание агента на входе в трубу-сушилку гкг d1

Влагосодержание агента в конце периода прогрева гкг d пр

Влагосодержание агента на выходе из трубы-сушилки гкг d2

Влагосодержание воздуха при φ=100 гкг dм

Среднее влагосодержание газов кгкг dср

Диаметр частиц материала данной фракции мм di

Минимальный диаметр частиц материала мм dч min

Средний диаметр частиц материала мм dч ср

Термовлажностное отношение кДжкг ∆

Производительность по абсолютно сухой массе кгч Gсух

Производительность по влажному материалу кгч G1

Производительность по готовой продукции кгч G2

Масса сухих продуктов сгорания кг дымовых газов кг топлива Gсг

Масса водяных паров кг водяных паров кг топлива Gп

Энтальпия наружного воздуха кДжкг воздуха Iо

Энтальпия газов на выходе из топки кДжкг Iт

Энтальпия смеси на выходе из камеры смешения кДжкг Iсм

Энтальпия агента на входе в трубу-сушилку кДжкг I1

Энтальпия агента в конце периода прогрева кДжкг Iпр

Энтальпия агента на выходе из трубы-сушилки кДжкг I2

Энтальпия пара при 0 degС кДжкг пара iо

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Энтальпия пара кДжкг iп

Энтальпия пара применяемого для дутья кДжкг iпprime

Начальная температура материала degС icirc

Температура смоченного термометра degС igrave

Конечная температура материала degС 2

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного

сгорания кг воздуха кг топлива Lо

Расход сушильного агента кгч Lсг

Расход присадочного воздуха кгч Lв

Расход топочных газов кгч Lт

Коэффициент теплопроводности газа Вт(м degС) λг

Коэффициент полезного действия топки ηт

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха n

Коэффициент кинематической вязкости газа м2с ν г

Низшая теплота сгорания топлива кДжкг Qri

Высшая теплота сгорания топлива кДжкг Qrs

Расход теплоты на прогрев влажного материала кВт Qпр

Удельные потери теплоты кДжкг влаги qокр

Средняя плотность газа кгм3 ρг

Средняя плотность материала кгм3 ρм

Средняя температура сушильного агента degС tср

Температурный напор в период прогрева degС ∆ tпр

Температура топлива degС tтл

Температура газов на выходе из топки degС tт

Температура смеси после камеры смешения degС tсм

Температура сушильного агента после прогрева degС tпр

Температура сушильного агента на выходе из трубы-сушилки degС t2

Начальное влагосодержание материала кг влаги кг сухого материала uо

Критическое влагосодержание материала кгкг uк

Конечное влагосодержание материала кгкг u2

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке мс wг

Скорость витания частиц материала мс wвит

Расход испаряемой влаги кгч М

Начальная относительная влажность материала Wо

Критическая влажность материала Wк

Конечная относительная влажность материала W2

Массовая доля отдельных фракций материала xi

Таблица П2

Исходные данные для расчета пневматической сушильной установки

в

ар

Материал ρ кгм3

См

кДж(кг оС)

Размер мм Влажность G2

тч

Дымовые газы Воздух

Топливо

топлива Схема

α топки доля фракции

Wо Wk W2 t1 t2 t о dо 05 03 02

1 Глина простая 2000 084 1 15 3 22 mdash 15 1 600 100 20 10 мазут 29 А mdash

2 Глина огнеупорная 1800 109 2 3 4 9 mdash 07 2 800 120 10 4 мазут 28 А mdash

3 Известняк 1870 092 05 1 12 5 mdash 01 80 800 110 20 12 уголь 11 Б 115

4 Мел 2000 088 01 03 05 51 mdash 24 20 540 270 10 6 уголь 9 Б 11

5 Песок речной 1500 092 1 15 2 10 mdash 05 75 900 120 20 12 уголь 5 Б 115

6 Руда магнитогорская 3000 078 1 25 4 6 mdash 05 12 730 120 25 12 мазут 28 А mdash

7 Руда марганцевая 3450 078 5 2 1 15 mdash 2 15 120 60 25 12 уголь 7 А mdash

8 Железный колчедан 3300 05 2 1 05 12 mdash 3 2 350 100 15 6 уголь 8 А mdash

9 Сернокислый аммоний 800 14 1 3 2 5 mdash 04 25 120 55 25 12 газ 31 Б 102

10 Сланцы (Лен обл) 1100 134 3 2 1 38 40 28 11 600 100 20 8 сланцы 21 А mdash

11 Уголь каменный 1400 13 1 2 5 9 35 06 12 800 120 25 12 уголь 3 А mdash

12 Уголь бурый (Подмоск) 800 113 2 2 1 47 40 38 16 500 160 20 8 уголь 6 Б 11

13 Торф фрезерный 245 176 2 1 3 48 42 38 12 550 140 10 4 торф 23 А mdash

14 Кузнецкий уголь 1300 11 4 1 2 12 35 07 13 350 88 20 8 уголь 2 А mdash

15 Антрацит штыб 730 109 4 3 1 14 40 5 15 400 120 20 12 уголь 10 А mdash

16 Шлам промывки угля 1200 12 02 05 2 50 40 1 5 750 120 15 6 уголь 1 А mdash

17 Опилки 250 25 4 2 1 45 43 35 13 300 100 20 10 древес 25 А mdash

18 Аммофос 1500 11 4 2 1 12 mdash 15 12 350 110 20 12 уголь 12 А mdash

19 Диаммофос 1700 12 4 2 1 4 mdash 1 14 200 90 10 4 мазут 29 Б 11

20 Суперфосфат 2390 12 1 05 2 22 mdash 3 10 750 80 20 8 мазут 28 А mdash

21 Преципитат 870 113 1 2 1 55 mdash 3 6 550 120 25 8 уголь 4 Б 12

22 Фтористый алюминий 900 15 05 1 03 50 mdash 5 12 750 250 25 12 мазут 28 Б 105

23 Соль поваренная 200 089 1 2 1 6 mdash 1 12 200 85 25 14 газ 32 Б 11

24 Сахарный песок(кукурузн) 600 123 2 1 2 14 mdash 8 14 90 40 20 12 газ 41 Б 101

25 Жом свекловичный 800 16 2 3 1 84 40 30 05 750 100 10 4 газ 39 А mdash

Таблица П3

Cостав и низшая теплота сгорания твердых и жидких топлив

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое топливо (угли)

1 Кузнецкий 120 132 04 586 42 19 97 22860

2 80 143 05 633 44 21 74 25250

3 60 141 06 725 34 17 17 27420

4 90 182 03 615 36 15 59 23570

5 70 146 05 702 30 17 30 25120

6 70 363 07 479 34 14 33 18760

7 70 326 03 519 33 16 33 19850

8 Аркагалинское 190 122 02 513 36 08 129 19090

9 Березовское 330 47 02 442 31 04 144 15660

10 Челябинский 170 324 09 359 26 100 102 13440

11 Подмосковный 321 306 25 243 19 04 82 8670

12 Печорский 55 284 09 555 36 17 44 22020

13 Интинский 115 274 25 458 31 15 82 17540

14 Кизеловский 60 348 53 455 34 08 42 18380

15 Минусинский 140 172 05 529 35 14 105 20100

16 Черемховское 130 270 10 462 34 07 87 17880

17 Букачачинское 80 101 06 672 47 08 86 26040

18 Никольское 60 182 04 596 42 11 105 22990

19 Партизанский 55 340 04 498 32 08 63 19470

20 Нерюнгри 100 198 02 600 31 06 63 22480

Окончание табл П3

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое (вторичное) топливо

21 Сланцы (Ленобласть) 110 482 220 301 387 025 438 7660

22 Сланцы (Эстония) 120 444 227 322 410 010 490 9000

23 Торф фрезерный 485 643 014 255 270 113 156 8120

24 Торф кусковой 458 731 011 268 281 117 160 9250

25 Древесные опилки 400 060 0 303 360 04 251 10200

26 Лигнин (ЛГЗ) 650 115 013 213 192 105 - 6410

27 Лигнин (ЗГЗ) 650 400 008 206 168 864 - 6120

Жидкое топливо (мазут)

28 Малосернистый 30 005 03 847 12 03 40280

29 Сернистый 30 01 14 838 11 05 39730

30 Высокосернистый 30 01 28 830 10 07 38770

Таблица П4

Cостав и теплота сгорания газообразных топлив

топ

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Природные газы

31 Уренгой-Надым-Пунга 987 012 001 lt 001 mdash mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35500 0724

32 Уренгой-Ужгород 989 012 001 001 mdash mdash mdash lt 006 090 mdash mdash mdash 35590 0724

33 Уренгой-Новопсков 989 013 001 lt 001 mdash mdash mdash 008 087 mdash mdash mdash 35590 0723

34 Уренгой-Сургут-Челябинск 982 029 02 009 004 mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35800 0729

35 Надым-Пунга-Свердловск 987 016 008 001 mdash mdash mdash 008 100 mdash mdash mdash 35590 0725

36 ННовгород-Иваново 990 025 004 002 mdash mdash mdash 010 060 mdash mdash mdash 35750 0725

37 Бухара-Урал 942 30 089 039 017 013 mdash 028 090 mdash mdash mdash 37560 0771

38 Средняя Азия-Центр 941 28 073 030 007 002 mdash 100 100 mdash mdash mdash 36760 0771

39 Саратов-Москва 903 28 11 075 034 020 mdash 032 420 mdash mdash mdash 37010 0807

40 Мострансгаз (кольцо) 966 14 04 018 007 003 mdash 015 120 mdash mdash mdash 36300 0747

41 Оренбург-Александров Гай 864 39 172 087 030 007 mdash 001 670 mdash mdash mdash 36800 0828

Попутные газы

42 Каменный Лог-Пермь 387 226 107 27 07 mdash mdash mdash 2380 mdash 080 mdash 42370 1196

43 Ярино-Пермь 380 251 125 33 13 mdash mdash mdash 1870 mdash 110 mdash 46890 1196

44 Кулешовка-Самара 580 172 74 20 05 mdash mdash 080 1360 mdash 050 mdash 41740 1052

45 Безенчук-Чапаевск 427 196 126 51 13 mdash mdash 100 1690 mdash 080 mdash 46980 1196

46 Барса-Гельмес-Вышка 939 34 13 07 02 mdash mdash 040 010 mdash mdash mdash 38100 0778

47 Вход в Краснодар Крымск 912 39 2 09 02 mdash mdash 180 mdash mdash mdash mdash 38270 0810

48 Вознесенская-Грозный 767 132 54 25 22 mdash mdash mdash mdash mdash mdash 47020 0971

49 Тэбук-Сосновка 482 182 119 33 1 mdash mdash 090 1650 mdash mdash mdash 45130 1164

50 Туймазы-Уфа 500 220 98 12 04 mdash mdash mdash 1660 mdash mdash mdash 43040 1095

51 Шкапово-Туймазы 441 220 52 14 03 mdash mdash mdash 2700 mdash mdash mdash 36630 1095

52 Казань-Бугульма 536 228 61 09 02 mdash mdash 020 1580 mdash mdash mdash 40610 1046

Окончание табл П4

т

оп

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Промышленные газы

53 Газ доменных печей 03 mdash mdash mdash mdash mdash 280 105 585 mdash mdash 27 3940 1293

54 Газ коксовых печей 250 20 mdash mdash mdash mdash 700 30 40 10 mdash 580 18000 0468

55 Газ генераторный 19 mdash mdash mdash mdash mdash 203 98 562 02 mdash 109 6200 1121

56 Газ генераторный (из древес) 65 mdash mdash mdash mdash mdash 290 65 469 02 mdash 140 6500 1130

57 Газ пиролиза нефти 410 mdash mdash mdash mdash 430 080 05 02 mdash mdash 140 47500 1100

Примечания

1) Теплоемкость твердого топлива

стл = 0012 Wr + стлcух (1 ndash 001 Wr) кДж(кг degС)

где стлcух ndash теплоемкость сухой массы топлива для бурых углей ndash 113 кДж(кг degС)

для каменных углей - 109 кДж(кг degС) для углей - 092 кДж(кг degС)

Теплоемкость мазута

смаз = 174 + 00025 tмаз кДж(кгdegС) где tмаз = 90divide130degС

Расход пара на форсунки Wп = 03 + 035 кг пара кг топлива при Рнас = 06divide15 МПа

2) Теплоемкость газообразного топлива

010cVntilde iiatildeagraveccedil

где Vi - объем составляющих газообразного топлива

ci- теплоемкость составляющих газообразного топлива кДж(м3 оС)

4NtildeIacutentilde = 157 62IacuteCntilde = 278

83IacuteCntilde = 314 104IacuteCntilde = 424

125IacuteCntilde = 527 146IacuteCntilde = 630 NtildeIcircntilde = 130

2NtildeIcircntilde = 159 2Nntilde = 129

2Icircntilde = 130 S2Iacutec = 152 2Iacutentilde = 128

Таблица П5

Соотношение между единицами давления

Величина Па бар тех атм мм рт ст мм водст

1 Нм2=1 Па 1 10-5 10210-5 7510-3 0102

1 бар 105 1 102 750 102middot104

1 техатм=1кгссм2 981middot10-4 0981 1 7356 104

1 мм ртст 1333 133310-5 13610-3 1 136

1 мм водст=1кгсм 981 98110-5 10-4 735610-2 1

Таблица П6

Теплоемкость и плотность горючих газов

Газ Формула Плотность кгм3 Теплоемкость

кДж(м3 degС)

Метан СН4 0717 155

Этан С2Н6 1342 221

Пропан СзН8 1976 305

Бутан С4Н10 2598 413

Пентан С5Н12 3219 513

Гексан СбН14 384 615

Окись углерода СО 125 129

Углекислый газ СО 2 198 16

Азот N2 125 129

Кислород О2 143 13

Сероводород H2S 1539 151

Водород Н2 009 128

Таблица П7

Напряжение топочного объема для сушильных установок

Топливо qv кВтм3

Доменный газ 230-350

Генераторный газ 230-290

Природный газ 350-460

Мазут 230-350

Торф дрова 230-290

Каменные угли 290-350

Таблица П8

Физические свойства дымовых газов

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па 2NtildeIcircETH = 013 IcircIacute 2

ETH = 011 2NETH = 076

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1295 1042 228 169 158 1220 072

100 0950 1068 313 308 204 2154 069

200 0748 1097 401 489 245 3280 067

300 0617 1122 484 699 282 4581 065

400 0525 1151 570 943 317 6038 064

500 0457 1185 656 1211 348 7630 063

600 0405 1214 742 1509 379 9361 062

700 0363 1239 827 1838 407 1121 061

800 0330 1264 915 2197 434 1318 060

900 0301 1290 1000 2580 459 1525 059

1000 0275 1306 1090 3034 484 1743 058

1100 0257 1323 1175 3455 507 1971 057

1200 0240 1340 1262 3924 530 2210 056

Таблица П9

Физические свойства сухого воздуха

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1293 1005 244 188 172 133 0707

100 0946 1009 321 336 219 231 0688

200 0746 1026 393 514 260 349 0680

300 0615 1047 460 718 297 483 0674

400 0524 1068 521 931 330 631 0678

500 0456 1093 574 1153 362 794 0687

600 0404 1114 622 1383 391 969 0699

700 0362 1135 671 1634 418 1154 0706

800 0329 1156 718 1888 443 1348 0713

900 0301 1172 763 2162 467 1551 0717

1000 0277 1185 807 2459 490 1771 0719

1100 0257 1197 850 2762 512 1993 0722

1200 0240 1210 915 3165 535 2337 0724

Таблица П10

Коэффициенты местных сопротивлений

Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления

Колено

угол

поворота 90deg 120deg 135deg 150deg

ξ 11 055 025 02

Отвод радиусом R угол

поворота 30deg 45deg 60deg 75deg 90deg 105deg 120deg

трубы диаметром D

RD = 15 ξ 008 011 014 016 0175 019 02

RD = 20 ξ 007 010 012 014 015 016 017

Вход в трубу

с острыми краями ξ =05

с закругленными ξ =02

Выход из трубы ξ =1

FminFmax 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09

Внезапное расширение ξ 1 081 064 049 036 025 016 009 004 001

Внезапное сужение ξ 05 047 043 038 033 03 025 02 015 009

Таблица П11

Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗ типа ЦН-15 мм (рис8)

Dц A d d1 d2 H h1 h2 h3 h4 h5 a б б1 l

100 820 60 40 105 492 200 232 60 212 32 66 20 29 90

150 1190 90 60 155 720 300 345 75 297 48 99 30 41 110

200 1560 120 60 160 918 400 458 60 354 48 132 40 52 120

250 1930 150 75 180 1149 500 574 75 444 60 165 50 65 150

300 2300 180 90 210 1377 600 687 90 531 72 198 60 78 180

350 2670 210 105 250 1605 700 800 105 618 84 231 70 91 210

400 3040 240 120 280 1833 800 913 120 705 96 264 80 104 240

450 3410 270 135 310 2031 900 1026 135 792 108 297 90 117 270

500 3780 300 150 325 2289 1000 1139 150 879 120 330 100 130 300

550 4150 330 165 350 2520 1100 1255 165 972 132 363 110 143 330

600 4520 360 180 365 2750 1200 1370 180 1060 144 396 120 156 360

650 4890 390 195 400 2980 1300 1485 195 1146 156 429 130 169 390

700 5260 420 210 410 3210 1400 1600 210 1235 168 462 140 182 420

750 5630 450 225 450 3435 1500 1710 225 1320 180 495 150 195 450

800 6000 480 240 470 3665 1600 1825 240 1405 192 528 160 208 480

Таблица П12

Габаритные размеры вентилятора дымоудаления (дымососа) м

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 25: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

Коэффициент конвективного теплообмена при

20iacircegraveograve

Re rarr d

λα CigraveAcircograve

2 2

i

atildei

20 lt i

acircegraveograveRe lt 480 rarr CigraveAcircograve

01862

08

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

480 lt i

acircegraveograveRe lt 2000 rarr

CigraveAcircograve

1142

05

d

λα

i

atildeacircegraveograve

ii

Re

Критерий Рейнольдса при скорости витания

atilde

iacircegraveograve

acircegraveograve ν

dwRe i

i

Объемный коэффициент теплообмена

NtildeigraveAcircograve 3

ioacuteaumliv fαα

Расчет высоты трубы-сушилки по участкам

Количество теплоты отданное сушильным агентом в период прогрева

материала (при ик gt ио величина (ио ndash ик) qokp = 0)

ecircAumlaeligdivide])qu(u))(uc[(c icircecircethecircicircicircigraveicircwigravecyxiumlp GQ

Температурный напор на участке прогрева

)(t

)(tln

)(t)(tt

igraveiumlp

icirc1

igraveiumlpicirciumlp

1

Высота участка трубы соответствующая периоду прогрева

Δtα

QH igrave

36 ograveethiumlethv

iumlpiumleth

F

Высота трубы-сушилки зависит от того в каком периоде заканчивается

процесс сушки

При u0 gt uк gt u2 имеют место все три интервала сушки прогрев первый

и второй период сушки (см рис12б)

В случае когда u2 gt uк (или uк - отсутствует) процесс заканчивается в

первом периоде (или материал содержит только поверхностную влагу и

второй период отсутствует)

Тогда температурные напоры будут рассчитываться только для

прогрева и первого периода сушки (см рис 13б)

В случае когда uк gt u2 досушивается материал в котором осталась

только внутренняя влага Температурные напоры будут рассчитываться

только для прогрева и второго периода сушки (см рис14б)

Количество теплоты отданное сушильным агентом в первом периоде

(постоянной скорости) сушки материала

)ntildetc)(iu(u ecircAumlaeligdivideGQ igravewecirciumlicircecircicircntildeoacuteotilde1

Температурный напор на участке первого периода сушки

)(t

)(t

)t(tt CΔ

igraveecirc

igraveiumleth

ecirciumleth

ln

1

Высота участка трубы соответствующая первому периоду

igraveFΔ36

QH

ograveeth1

1

V

1

Количество теплоты отданное сушильным агентом во втором периоде

(уменьшающейся скорости) сушки материала

])qu(u

)ntildetc)(iu(u))(uc[(c

ecircAumlaeligdivide

GQ

icircecirceth2ecirc

igravew2iumlicirc2ecircigrave22wigraventildeoacuteotildeII

Температурный напор на участке второго периода сушки

)(t

)(t

)(t)(tt CΔ

22

22

igraveecirc

igraveecircII

ln

Высота участка трубы соответствующая второму периоду

QH igrave

FΔ36 ograveethIIV

IIII

Высота участка трубы необходимая для разгона частиц

igrave www

wwwln

www

wwwln

2g

)w(wwH

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2acircegraveograveatildeacircegraveograveeth

где скорость частиц материала в начале разгонного участка wм1=0 скорость

в конце разгонного участка wм2 = 095(wг ndashwвит)

Общая высота пневматической сушильной установки

Hтp = Hp + Hпp+HI + HII м

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной установки

Объемная концентрация частиц материала в трубе

3321 igraveigrave

2L

GG

)ρd(1

)ρ(

igraventildeethntildeatilde

atildeχ

Потери напора при трении газа о стенки трубы

)(λ Iumlagrave2

1D

HΔP

2

1atildeatilde

ograveeth

ograveethograveeth χ

где λтp = 64Re + 0136 Re018 при 23 middot103 lt Re lt 106

Потери напора в местных сопротивлениях (сужениях поворотах) из-за

трения газа

)(ξ Iumlagrave2

1ΔP

2atildeatilde

igrave2 χ

где ζм - коэффициент местного сопротивления табл П10

Статический напор газового потока (вес столба газа)

Iumlagrave g)(ρ ograveethatilde3 Hχ1ΔP

Знак laquo+raquo для восходящего знак laquo-raquo для нисходящего потоков газа для

горизонтального участка ΔP3 = 0

Потери напора при трении материала о стенки трубы

λ Iumlagrave2D

HΔP

2igraveigrave

ograveeth

ograveethograveeth4 χ

Здесь коэффициент сопротивления трению равен

075ograveeth Fr27λ при 2520

D

i

ograveeth

d

λ 075

i

ograveethograveeth Fr

d

05

D425

при 2520

D

i

ograveeth

d

где

i

igrave

dg

w2

Fr критерий Фруда

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке стабилизированного движения частиц

gχρ IumlagraveΔ ntildeograveigrave HP5

где высота участка стабилизации Hcт =Hтp ndash Hp

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке разгона частиц

)ww)(www(w

)ww)(www(wln

ρ

)ρ(ρwP IumlagraveΔ

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

ograveethigrave

igraveatildeigraveacircegraveograve6

F2

G

Средняя производительность трубы-сушилки определяется по формуле

Gм = 05 (G1 + G2) кгч

Динамические потери напора на разгонном участке

)w(w

IumlagraveΔ

ograveeth

igraveigraveigrave

F

GP 12

7

Задавшись условной скоростью газа в сечении циклона (wу = 3 divide 4 мс)

определяем диаметр циклона (табл П11)

ρwπ

igrave

atildeoacute

ntildeatildeouml

3600

4LD

Гидравлическое сопротивление циклона

ρw

ξ Iumlagrave2

Δatildeoacute

oumlouml

2

P

где ξц ndash коэффициент гидравлического сопротивления циклона

Полное гидравлическое сопротивление трубы-сушилки

IumlagraveΔΔΔΔΔΔΔΔΔ oumlPPPPPPPPP 7654321

По найденному полному сопротивлению ΔP и расходу сушильного

агента Lсг производится выбор тягодутьевого оборудования

Мощность тягодутьевой установки

ηρ

Acircograve3600

Δ

aumlatilde

ntildeatilde PLN

где ηд = 065 - КПД тягодутьевой установки

Размеры и конкретный тип дымососа (вентилятора дымоудаления)

выбираются по каталогу тягодутьевого оборудования (см электронное

учебное пособие laquoТепломассообменное оборудование предприятий

(сушильные установки)raquo или табл П12)

Таблица П1

Обозначения физических величин

принятые в настоящем учебно-методическом пособии

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Коэффициент избытка воздуха в топке αт

Коэффициент избытка воздуха в камере смешения αдоп

Объемный коэффициент теплообмена Вт(м3 degС) αv

Расход топлива кгч Bт

Концентрация частиц материала в трубе кгм3 βv

Теплоемкость топлива кДж(кг degС) стл

Теплоемкость сухих топочных газов кДж(кг degС) ссг

Теплоемкость воды кДж(кг degС) сw

Теплоемкость сухого материала кДж(кг degС) см

Теплоемкость водяного пара кДж(кг degС) сп

Влагосодержание наружного воздуха г влаги кг воздуха d о

Влагосодержание газов на выходе из топки г кг dт

Влагосодержание смеси на выходе из камеры смешения гкг dсм

Влагосодержание агента на входе в трубу-сушилку гкг d1

Влагосодержание агента в конце периода прогрева гкг d пр

Влагосодержание агента на выходе из трубы-сушилки гкг d2

Влагосодержание воздуха при φ=100 гкг dм

Среднее влагосодержание газов кгкг dср

Диаметр частиц материала данной фракции мм di

Минимальный диаметр частиц материала мм dч min

Средний диаметр частиц материала мм dч ср

Термовлажностное отношение кДжкг ∆

Производительность по абсолютно сухой массе кгч Gсух

Производительность по влажному материалу кгч G1

Производительность по готовой продукции кгч G2

Масса сухих продуктов сгорания кг дымовых газов кг топлива Gсг

Масса водяных паров кг водяных паров кг топлива Gп

Энтальпия наружного воздуха кДжкг воздуха Iо

Энтальпия газов на выходе из топки кДжкг Iт

Энтальпия смеси на выходе из камеры смешения кДжкг Iсм

Энтальпия агента на входе в трубу-сушилку кДжкг I1

Энтальпия агента в конце периода прогрева кДжкг Iпр

Энтальпия агента на выходе из трубы-сушилки кДжкг I2

Энтальпия пара при 0 degС кДжкг пара iо

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Энтальпия пара кДжкг iп

Энтальпия пара применяемого для дутья кДжкг iпprime

Начальная температура материала degС icirc

Температура смоченного термометра degС igrave

Конечная температура материала degС 2

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного

сгорания кг воздуха кг топлива Lо

Расход сушильного агента кгч Lсг

Расход присадочного воздуха кгч Lв

Расход топочных газов кгч Lт

Коэффициент теплопроводности газа Вт(м degС) λг

Коэффициент полезного действия топки ηт

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха n

Коэффициент кинематической вязкости газа м2с ν г

Низшая теплота сгорания топлива кДжкг Qri

Высшая теплота сгорания топлива кДжкг Qrs

Расход теплоты на прогрев влажного материала кВт Qпр

Удельные потери теплоты кДжкг влаги qокр

Средняя плотность газа кгм3 ρг

Средняя плотность материала кгм3 ρм

Средняя температура сушильного агента degС tср

Температурный напор в период прогрева degС ∆ tпр

Температура топлива degС tтл

Температура газов на выходе из топки degС tт

Температура смеси после камеры смешения degС tсм

Температура сушильного агента после прогрева degС tпр

Температура сушильного агента на выходе из трубы-сушилки degС t2

Начальное влагосодержание материала кг влаги кг сухого материала uо

Критическое влагосодержание материала кгкг uк

Конечное влагосодержание материала кгкг u2

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке мс wг

Скорость витания частиц материала мс wвит

Расход испаряемой влаги кгч М

Начальная относительная влажность материала Wо

Критическая влажность материала Wк

Конечная относительная влажность материала W2

Массовая доля отдельных фракций материала xi

Таблица П2

Исходные данные для расчета пневматической сушильной установки

в

ар

Материал ρ кгм3

См

кДж(кг оС)

Размер мм Влажность G2

тч

Дымовые газы Воздух

Топливо

топлива Схема

α топки доля фракции

Wо Wk W2 t1 t2 t о dо 05 03 02

1 Глина простая 2000 084 1 15 3 22 mdash 15 1 600 100 20 10 мазут 29 А mdash

2 Глина огнеупорная 1800 109 2 3 4 9 mdash 07 2 800 120 10 4 мазут 28 А mdash

3 Известняк 1870 092 05 1 12 5 mdash 01 80 800 110 20 12 уголь 11 Б 115

4 Мел 2000 088 01 03 05 51 mdash 24 20 540 270 10 6 уголь 9 Б 11

5 Песок речной 1500 092 1 15 2 10 mdash 05 75 900 120 20 12 уголь 5 Б 115

6 Руда магнитогорская 3000 078 1 25 4 6 mdash 05 12 730 120 25 12 мазут 28 А mdash

7 Руда марганцевая 3450 078 5 2 1 15 mdash 2 15 120 60 25 12 уголь 7 А mdash

8 Железный колчедан 3300 05 2 1 05 12 mdash 3 2 350 100 15 6 уголь 8 А mdash

9 Сернокислый аммоний 800 14 1 3 2 5 mdash 04 25 120 55 25 12 газ 31 Б 102

10 Сланцы (Лен обл) 1100 134 3 2 1 38 40 28 11 600 100 20 8 сланцы 21 А mdash

11 Уголь каменный 1400 13 1 2 5 9 35 06 12 800 120 25 12 уголь 3 А mdash

12 Уголь бурый (Подмоск) 800 113 2 2 1 47 40 38 16 500 160 20 8 уголь 6 Б 11

13 Торф фрезерный 245 176 2 1 3 48 42 38 12 550 140 10 4 торф 23 А mdash

14 Кузнецкий уголь 1300 11 4 1 2 12 35 07 13 350 88 20 8 уголь 2 А mdash

15 Антрацит штыб 730 109 4 3 1 14 40 5 15 400 120 20 12 уголь 10 А mdash

16 Шлам промывки угля 1200 12 02 05 2 50 40 1 5 750 120 15 6 уголь 1 А mdash

17 Опилки 250 25 4 2 1 45 43 35 13 300 100 20 10 древес 25 А mdash

18 Аммофос 1500 11 4 2 1 12 mdash 15 12 350 110 20 12 уголь 12 А mdash

19 Диаммофос 1700 12 4 2 1 4 mdash 1 14 200 90 10 4 мазут 29 Б 11

20 Суперфосфат 2390 12 1 05 2 22 mdash 3 10 750 80 20 8 мазут 28 А mdash

21 Преципитат 870 113 1 2 1 55 mdash 3 6 550 120 25 8 уголь 4 Б 12

22 Фтористый алюминий 900 15 05 1 03 50 mdash 5 12 750 250 25 12 мазут 28 Б 105

23 Соль поваренная 200 089 1 2 1 6 mdash 1 12 200 85 25 14 газ 32 Б 11

24 Сахарный песок(кукурузн) 600 123 2 1 2 14 mdash 8 14 90 40 20 12 газ 41 Б 101

25 Жом свекловичный 800 16 2 3 1 84 40 30 05 750 100 10 4 газ 39 А mdash

Таблица П3

Cостав и низшая теплота сгорания твердых и жидких топлив

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое топливо (угли)

1 Кузнецкий 120 132 04 586 42 19 97 22860

2 80 143 05 633 44 21 74 25250

3 60 141 06 725 34 17 17 27420

4 90 182 03 615 36 15 59 23570

5 70 146 05 702 30 17 30 25120

6 70 363 07 479 34 14 33 18760

7 70 326 03 519 33 16 33 19850

8 Аркагалинское 190 122 02 513 36 08 129 19090

9 Березовское 330 47 02 442 31 04 144 15660

10 Челябинский 170 324 09 359 26 100 102 13440

11 Подмосковный 321 306 25 243 19 04 82 8670

12 Печорский 55 284 09 555 36 17 44 22020

13 Интинский 115 274 25 458 31 15 82 17540

14 Кизеловский 60 348 53 455 34 08 42 18380

15 Минусинский 140 172 05 529 35 14 105 20100

16 Черемховское 130 270 10 462 34 07 87 17880

17 Букачачинское 80 101 06 672 47 08 86 26040

18 Никольское 60 182 04 596 42 11 105 22990

19 Партизанский 55 340 04 498 32 08 63 19470

20 Нерюнгри 100 198 02 600 31 06 63 22480

Окончание табл П3

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое (вторичное) топливо

21 Сланцы (Ленобласть) 110 482 220 301 387 025 438 7660

22 Сланцы (Эстония) 120 444 227 322 410 010 490 9000

23 Торф фрезерный 485 643 014 255 270 113 156 8120

24 Торф кусковой 458 731 011 268 281 117 160 9250

25 Древесные опилки 400 060 0 303 360 04 251 10200

26 Лигнин (ЛГЗ) 650 115 013 213 192 105 - 6410

27 Лигнин (ЗГЗ) 650 400 008 206 168 864 - 6120

Жидкое топливо (мазут)

28 Малосернистый 30 005 03 847 12 03 40280

29 Сернистый 30 01 14 838 11 05 39730

30 Высокосернистый 30 01 28 830 10 07 38770

Таблица П4

Cостав и теплота сгорания газообразных топлив

топ

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Природные газы

31 Уренгой-Надым-Пунга 987 012 001 lt 001 mdash mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35500 0724

32 Уренгой-Ужгород 989 012 001 001 mdash mdash mdash lt 006 090 mdash mdash mdash 35590 0724

33 Уренгой-Новопсков 989 013 001 lt 001 mdash mdash mdash 008 087 mdash mdash mdash 35590 0723

34 Уренгой-Сургут-Челябинск 982 029 02 009 004 mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35800 0729

35 Надым-Пунга-Свердловск 987 016 008 001 mdash mdash mdash 008 100 mdash mdash mdash 35590 0725

36 ННовгород-Иваново 990 025 004 002 mdash mdash mdash 010 060 mdash mdash mdash 35750 0725

37 Бухара-Урал 942 30 089 039 017 013 mdash 028 090 mdash mdash mdash 37560 0771

38 Средняя Азия-Центр 941 28 073 030 007 002 mdash 100 100 mdash mdash mdash 36760 0771

39 Саратов-Москва 903 28 11 075 034 020 mdash 032 420 mdash mdash mdash 37010 0807

40 Мострансгаз (кольцо) 966 14 04 018 007 003 mdash 015 120 mdash mdash mdash 36300 0747

41 Оренбург-Александров Гай 864 39 172 087 030 007 mdash 001 670 mdash mdash mdash 36800 0828

Попутные газы

42 Каменный Лог-Пермь 387 226 107 27 07 mdash mdash mdash 2380 mdash 080 mdash 42370 1196

43 Ярино-Пермь 380 251 125 33 13 mdash mdash mdash 1870 mdash 110 mdash 46890 1196

44 Кулешовка-Самара 580 172 74 20 05 mdash mdash 080 1360 mdash 050 mdash 41740 1052

45 Безенчук-Чапаевск 427 196 126 51 13 mdash mdash 100 1690 mdash 080 mdash 46980 1196

46 Барса-Гельмес-Вышка 939 34 13 07 02 mdash mdash 040 010 mdash mdash mdash 38100 0778

47 Вход в Краснодар Крымск 912 39 2 09 02 mdash mdash 180 mdash mdash mdash mdash 38270 0810

48 Вознесенская-Грозный 767 132 54 25 22 mdash mdash mdash mdash mdash mdash 47020 0971

49 Тэбук-Сосновка 482 182 119 33 1 mdash mdash 090 1650 mdash mdash mdash 45130 1164

50 Туймазы-Уфа 500 220 98 12 04 mdash mdash mdash 1660 mdash mdash mdash 43040 1095

51 Шкапово-Туймазы 441 220 52 14 03 mdash mdash mdash 2700 mdash mdash mdash 36630 1095

52 Казань-Бугульма 536 228 61 09 02 mdash mdash 020 1580 mdash mdash mdash 40610 1046

Окончание табл П4

т

оп

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Промышленные газы

53 Газ доменных печей 03 mdash mdash mdash mdash mdash 280 105 585 mdash mdash 27 3940 1293

54 Газ коксовых печей 250 20 mdash mdash mdash mdash 700 30 40 10 mdash 580 18000 0468

55 Газ генераторный 19 mdash mdash mdash mdash mdash 203 98 562 02 mdash 109 6200 1121

56 Газ генераторный (из древес) 65 mdash mdash mdash mdash mdash 290 65 469 02 mdash 140 6500 1130

57 Газ пиролиза нефти 410 mdash mdash mdash mdash 430 080 05 02 mdash mdash 140 47500 1100

Примечания

1) Теплоемкость твердого топлива

стл = 0012 Wr + стлcух (1 ndash 001 Wr) кДж(кг degС)

где стлcух ndash теплоемкость сухой массы топлива для бурых углей ndash 113 кДж(кг degС)

для каменных углей - 109 кДж(кг degС) для углей - 092 кДж(кг degС)

Теплоемкость мазута

смаз = 174 + 00025 tмаз кДж(кгdegС) где tмаз = 90divide130degС

Расход пара на форсунки Wп = 03 + 035 кг пара кг топлива при Рнас = 06divide15 МПа

2) Теплоемкость газообразного топлива

010cVntilde iiatildeagraveccedil

где Vi - объем составляющих газообразного топлива

ci- теплоемкость составляющих газообразного топлива кДж(м3 оС)

4NtildeIacutentilde = 157 62IacuteCntilde = 278

83IacuteCntilde = 314 104IacuteCntilde = 424

125IacuteCntilde = 527 146IacuteCntilde = 630 NtildeIcircntilde = 130

2NtildeIcircntilde = 159 2Nntilde = 129

2Icircntilde = 130 S2Iacutec = 152 2Iacutentilde = 128

Таблица П5

Соотношение между единицами давления

Величина Па бар тех атм мм рт ст мм водст

1 Нм2=1 Па 1 10-5 10210-5 7510-3 0102

1 бар 105 1 102 750 102middot104

1 техатм=1кгссм2 981middot10-4 0981 1 7356 104

1 мм ртст 1333 133310-5 13610-3 1 136

1 мм водст=1кгсм 981 98110-5 10-4 735610-2 1

Таблица П6

Теплоемкость и плотность горючих газов

Газ Формула Плотность кгм3 Теплоемкость

кДж(м3 degС)

Метан СН4 0717 155

Этан С2Н6 1342 221

Пропан СзН8 1976 305

Бутан С4Н10 2598 413

Пентан С5Н12 3219 513

Гексан СбН14 384 615

Окись углерода СО 125 129

Углекислый газ СО 2 198 16

Азот N2 125 129

Кислород О2 143 13

Сероводород H2S 1539 151

Водород Н2 009 128

Таблица П7

Напряжение топочного объема для сушильных установок

Топливо qv кВтм3

Доменный газ 230-350

Генераторный газ 230-290

Природный газ 350-460

Мазут 230-350

Торф дрова 230-290

Каменные угли 290-350

Таблица П8

Физические свойства дымовых газов

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па 2NtildeIcircETH = 013 IcircIacute 2

ETH = 011 2NETH = 076

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1295 1042 228 169 158 1220 072

100 0950 1068 313 308 204 2154 069

200 0748 1097 401 489 245 3280 067

300 0617 1122 484 699 282 4581 065

400 0525 1151 570 943 317 6038 064

500 0457 1185 656 1211 348 7630 063

600 0405 1214 742 1509 379 9361 062

700 0363 1239 827 1838 407 1121 061

800 0330 1264 915 2197 434 1318 060

900 0301 1290 1000 2580 459 1525 059

1000 0275 1306 1090 3034 484 1743 058

1100 0257 1323 1175 3455 507 1971 057

1200 0240 1340 1262 3924 530 2210 056

Таблица П9

Физические свойства сухого воздуха

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1293 1005 244 188 172 133 0707

100 0946 1009 321 336 219 231 0688

200 0746 1026 393 514 260 349 0680

300 0615 1047 460 718 297 483 0674

400 0524 1068 521 931 330 631 0678

500 0456 1093 574 1153 362 794 0687

600 0404 1114 622 1383 391 969 0699

700 0362 1135 671 1634 418 1154 0706

800 0329 1156 718 1888 443 1348 0713

900 0301 1172 763 2162 467 1551 0717

1000 0277 1185 807 2459 490 1771 0719

1100 0257 1197 850 2762 512 1993 0722

1200 0240 1210 915 3165 535 2337 0724

Таблица П10

Коэффициенты местных сопротивлений

Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления

Колено

угол

поворота 90deg 120deg 135deg 150deg

ξ 11 055 025 02

Отвод радиусом R угол

поворота 30deg 45deg 60deg 75deg 90deg 105deg 120deg

трубы диаметром D

RD = 15 ξ 008 011 014 016 0175 019 02

RD = 20 ξ 007 010 012 014 015 016 017

Вход в трубу

с острыми краями ξ =05

с закругленными ξ =02

Выход из трубы ξ =1

FminFmax 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09

Внезапное расширение ξ 1 081 064 049 036 025 016 009 004 001

Внезапное сужение ξ 05 047 043 038 033 03 025 02 015 009

Таблица П11

Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗ типа ЦН-15 мм (рис8)

Dц A d d1 d2 H h1 h2 h3 h4 h5 a б б1 l

100 820 60 40 105 492 200 232 60 212 32 66 20 29 90

150 1190 90 60 155 720 300 345 75 297 48 99 30 41 110

200 1560 120 60 160 918 400 458 60 354 48 132 40 52 120

250 1930 150 75 180 1149 500 574 75 444 60 165 50 65 150

300 2300 180 90 210 1377 600 687 90 531 72 198 60 78 180

350 2670 210 105 250 1605 700 800 105 618 84 231 70 91 210

400 3040 240 120 280 1833 800 913 120 705 96 264 80 104 240

450 3410 270 135 310 2031 900 1026 135 792 108 297 90 117 270

500 3780 300 150 325 2289 1000 1139 150 879 120 330 100 130 300

550 4150 330 165 350 2520 1100 1255 165 972 132 363 110 143 330

600 4520 360 180 365 2750 1200 1370 180 1060 144 396 120 156 360

650 4890 390 195 400 2980 1300 1485 195 1146 156 429 130 169 390

700 5260 420 210 410 3210 1400 1600 210 1235 168 462 140 182 420

750 5630 450 225 450 3435 1500 1710 225 1320 180 495 150 195 450

800 6000 480 240 470 3665 1600 1825 240 1405 192 528 160 208 480

Таблица П12

Габаритные размеры вентилятора дымоудаления (дымососа) м

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 26: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

При u0 gt uк gt u2 имеют место все три интервала сушки прогрев первый

и второй период сушки (см рис12б)

В случае когда u2 gt uк (или uк - отсутствует) процесс заканчивается в

первом периоде (или материал содержит только поверхностную влагу и

второй период отсутствует)

Тогда температурные напоры будут рассчитываться только для

прогрева и первого периода сушки (см рис 13б)

В случае когда uк gt u2 досушивается материал в котором осталась

только внутренняя влага Температурные напоры будут рассчитываться

только для прогрева и второго периода сушки (см рис14б)

Количество теплоты отданное сушильным агентом в первом периоде

(постоянной скорости) сушки материала

)ntildetc)(iu(u ecircAumlaeligdivideGQ igravewecirciumlicircecircicircntildeoacuteotilde1

Температурный напор на участке первого периода сушки

)(t

)(t

)t(tt CΔ

igraveecirc

igraveiumleth

ecirciumleth

ln

1

Высота участка трубы соответствующая первому периоду

igraveFΔ36

QH

ograveeth1

1

V

1

Количество теплоты отданное сушильным агентом во втором периоде

(уменьшающейся скорости) сушки материала

])qu(u

)ntildetc)(iu(u))(uc[(c

ecircAumlaeligdivide

GQ

icircecirceth2ecirc

igravew2iumlicirc2ecircigrave22wigraventildeoacuteotildeII

Температурный напор на участке второго периода сушки

)(t

)(t

)(t)(tt CΔ

22

22

igraveecirc

igraveecircII

ln

Высота участка трубы соответствующая второму периоду

QH igrave

FΔ36 ograveethIIV

IIII

Высота участка трубы необходимая для разгона частиц

igrave www

wwwln

www

wwwln

2g

)w(wwH

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2acircegraveograveatildeacircegraveograveeth

где скорость частиц материала в начале разгонного участка wм1=0 скорость

в конце разгонного участка wм2 = 095(wг ndashwвит)

Общая высота пневматической сушильной установки

Hтp = Hp + Hпp+HI + HII м

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной установки

Объемная концентрация частиц материала в трубе

3321 igraveigrave

2L

GG

)ρd(1

)ρ(

igraventildeethntildeatilde

atildeχ

Потери напора при трении газа о стенки трубы

)(λ Iumlagrave2

1D

HΔP

2

1atildeatilde

ograveeth

ograveethograveeth χ

где λтp = 64Re + 0136 Re018 при 23 middot103 lt Re lt 106

Потери напора в местных сопротивлениях (сужениях поворотах) из-за

трения газа

)(ξ Iumlagrave2

1ΔP

2atildeatilde

igrave2 χ

где ζм - коэффициент местного сопротивления табл П10

Статический напор газового потока (вес столба газа)

Iumlagrave g)(ρ ograveethatilde3 Hχ1ΔP

Знак laquo+raquo для восходящего знак laquo-raquo для нисходящего потоков газа для

горизонтального участка ΔP3 = 0

Потери напора при трении материала о стенки трубы

λ Iumlagrave2D

HΔP

2igraveigrave

ograveeth

ograveethograveeth4 χ

Здесь коэффициент сопротивления трению равен

075ograveeth Fr27λ при 2520

D

i

ograveeth

d

λ 075

i

ograveethograveeth Fr

d

05

D425

при 2520

D

i

ograveeth

d

где

i

igrave

dg

w2

Fr критерий Фруда

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке стабилизированного движения частиц

gχρ IumlagraveΔ ntildeograveigrave HP5

где высота участка стабилизации Hcт =Hтp ndash Hp

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке разгона частиц

)ww)(www(w

)ww)(www(wln

ρ

)ρ(ρwP IumlagraveΔ

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

ograveethigrave

igraveatildeigraveacircegraveograve6

F2

G

Средняя производительность трубы-сушилки определяется по формуле

Gм = 05 (G1 + G2) кгч

Динамические потери напора на разгонном участке

)w(w

IumlagraveΔ

ograveeth

igraveigraveigrave

F

GP 12

7

Задавшись условной скоростью газа в сечении циклона (wу = 3 divide 4 мс)

определяем диаметр циклона (табл П11)

ρwπ

igrave

atildeoacute

ntildeatildeouml

3600

4LD

Гидравлическое сопротивление циклона

ρw

ξ Iumlagrave2

Δatildeoacute

oumlouml

2

P

где ξц ndash коэффициент гидравлического сопротивления циклона

Полное гидравлическое сопротивление трубы-сушилки

IumlagraveΔΔΔΔΔΔΔΔΔ oumlPPPPPPPPP 7654321

По найденному полному сопротивлению ΔP и расходу сушильного

агента Lсг производится выбор тягодутьевого оборудования

Мощность тягодутьевой установки

ηρ

Acircograve3600

Δ

aumlatilde

ntildeatilde PLN

где ηд = 065 - КПД тягодутьевой установки

Размеры и конкретный тип дымососа (вентилятора дымоудаления)

выбираются по каталогу тягодутьевого оборудования (см электронное

учебное пособие laquoТепломассообменное оборудование предприятий

(сушильные установки)raquo или табл П12)

Таблица П1

Обозначения физических величин

принятые в настоящем учебно-методическом пособии

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Коэффициент избытка воздуха в топке αт

Коэффициент избытка воздуха в камере смешения αдоп

Объемный коэффициент теплообмена Вт(м3 degС) αv

Расход топлива кгч Bт

Концентрация частиц материала в трубе кгм3 βv

Теплоемкость топлива кДж(кг degС) стл

Теплоемкость сухих топочных газов кДж(кг degС) ссг

Теплоемкость воды кДж(кг degС) сw

Теплоемкость сухого материала кДж(кг degС) см

Теплоемкость водяного пара кДж(кг degС) сп

Влагосодержание наружного воздуха г влаги кг воздуха d о

Влагосодержание газов на выходе из топки г кг dт

Влагосодержание смеси на выходе из камеры смешения гкг dсм

Влагосодержание агента на входе в трубу-сушилку гкг d1

Влагосодержание агента в конце периода прогрева гкг d пр

Влагосодержание агента на выходе из трубы-сушилки гкг d2

Влагосодержание воздуха при φ=100 гкг dм

Среднее влагосодержание газов кгкг dср

Диаметр частиц материала данной фракции мм di

Минимальный диаметр частиц материала мм dч min

Средний диаметр частиц материала мм dч ср

Термовлажностное отношение кДжкг ∆

Производительность по абсолютно сухой массе кгч Gсух

Производительность по влажному материалу кгч G1

Производительность по готовой продукции кгч G2

Масса сухих продуктов сгорания кг дымовых газов кг топлива Gсг

Масса водяных паров кг водяных паров кг топлива Gп

Энтальпия наружного воздуха кДжкг воздуха Iо

Энтальпия газов на выходе из топки кДжкг Iт

Энтальпия смеси на выходе из камеры смешения кДжкг Iсм

Энтальпия агента на входе в трубу-сушилку кДжкг I1

Энтальпия агента в конце периода прогрева кДжкг Iпр

Энтальпия агента на выходе из трубы-сушилки кДжкг I2

Энтальпия пара при 0 degС кДжкг пара iо

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Энтальпия пара кДжкг iп

Энтальпия пара применяемого для дутья кДжкг iпprime

Начальная температура материала degС icirc

Температура смоченного термометра degС igrave

Конечная температура материала degС 2

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного

сгорания кг воздуха кг топлива Lо

Расход сушильного агента кгч Lсг

Расход присадочного воздуха кгч Lв

Расход топочных газов кгч Lт

Коэффициент теплопроводности газа Вт(м degС) λг

Коэффициент полезного действия топки ηт

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха n

Коэффициент кинематической вязкости газа м2с ν г

Низшая теплота сгорания топлива кДжкг Qri

Высшая теплота сгорания топлива кДжкг Qrs

Расход теплоты на прогрев влажного материала кВт Qпр

Удельные потери теплоты кДжкг влаги qокр

Средняя плотность газа кгм3 ρг

Средняя плотность материала кгм3 ρм

Средняя температура сушильного агента degС tср

Температурный напор в период прогрева degС ∆ tпр

Температура топлива degС tтл

Температура газов на выходе из топки degС tт

Температура смеси после камеры смешения degС tсм

Температура сушильного агента после прогрева degС tпр

Температура сушильного агента на выходе из трубы-сушилки degС t2

Начальное влагосодержание материала кг влаги кг сухого материала uо

Критическое влагосодержание материала кгкг uк

Конечное влагосодержание материала кгкг u2

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке мс wг

Скорость витания частиц материала мс wвит

Расход испаряемой влаги кгч М

Начальная относительная влажность материала Wо

Критическая влажность материала Wк

Конечная относительная влажность материала W2

Массовая доля отдельных фракций материала xi

Таблица П2

Исходные данные для расчета пневматической сушильной установки

в

ар

Материал ρ кгм3

См

кДж(кг оС)

Размер мм Влажность G2

тч

Дымовые газы Воздух

Топливо

топлива Схема

α топки доля фракции

Wо Wk W2 t1 t2 t о dо 05 03 02

1 Глина простая 2000 084 1 15 3 22 mdash 15 1 600 100 20 10 мазут 29 А mdash

2 Глина огнеупорная 1800 109 2 3 4 9 mdash 07 2 800 120 10 4 мазут 28 А mdash

3 Известняк 1870 092 05 1 12 5 mdash 01 80 800 110 20 12 уголь 11 Б 115

4 Мел 2000 088 01 03 05 51 mdash 24 20 540 270 10 6 уголь 9 Б 11

5 Песок речной 1500 092 1 15 2 10 mdash 05 75 900 120 20 12 уголь 5 Б 115

6 Руда магнитогорская 3000 078 1 25 4 6 mdash 05 12 730 120 25 12 мазут 28 А mdash

7 Руда марганцевая 3450 078 5 2 1 15 mdash 2 15 120 60 25 12 уголь 7 А mdash

8 Железный колчедан 3300 05 2 1 05 12 mdash 3 2 350 100 15 6 уголь 8 А mdash

9 Сернокислый аммоний 800 14 1 3 2 5 mdash 04 25 120 55 25 12 газ 31 Б 102

10 Сланцы (Лен обл) 1100 134 3 2 1 38 40 28 11 600 100 20 8 сланцы 21 А mdash

11 Уголь каменный 1400 13 1 2 5 9 35 06 12 800 120 25 12 уголь 3 А mdash

12 Уголь бурый (Подмоск) 800 113 2 2 1 47 40 38 16 500 160 20 8 уголь 6 Б 11

13 Торф фрезерный 245 176 2 1 3 48 42 38 12 550 140 10 4 торф 23 А mdash

14 Кузнецкий уголь 1300 11 4 1 2 12 35 07 13 350 88 20 8 уголь 2 А mdash

15 Антрацит штыб 730 109 4 3 1 14 40 5 15 400 120 20 12 уголь 10 А mdash

16 Шлам промывки угля 1200 12 02 05 2 50 40 1 5 750 120 15 6 уголь 1 А mdash

17 Опилки 250 25 4 2 1 45 43 35 13 300 100 20 10 древес 25 А mdash

18 Аммофос 1500 11 4 2 1 12 mdash 15 12 350 110 20 12 уголь 12 А mdash

19 Диаммофос 1700 12 4 2 1 4 mdash 1 14 200 90 10 4 мазут 29 Б 11

20 Суперфосфат 2390 12 1 05 2 22 mdash 3 10 750 80 20 8 мазут 28 А mdash

21 Преципитат 870 113 1 2 1 55 mdash 3 6 550 120 25 8 уголь 4 Б 12

22 Фтористый алюминий 900 15 05 1 03 50 mdash 5 12 750 250 25 12 мазут 28 Б 105

23 Соль поваренная 200 089 1 2 1 6 mdash 1 12 200 85 25 14 газ 32 Б 11

24 Сахарный песок(кукурузн) 600 123 2 1 2 14 mdash 8 14 90 40 20 12 газ 41 Б 101

25 Жом свекловичный 800 16 2 3 1 84 40 30 05 750 100 10 4 газ 39 А mdash

Таблица П3

Cостав и низшая теплота сгорания твердых и жидких топлив

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое топливо (угли)

1 Кузнецкий 120 132 04 586 42 19 97 22860

2 80 143 05 633 44 21 74 25250

3 60 141 06 725 34 17 17 27420

4 90 182 03 615 36 15 59 23570

5 70 146 05 702 30 17 30 25120

6 70 363 07 479 34 14 33 18760

7 70 326 03 519 33 16 33 19850

8 Аркагалинское 190 122 02 513 36 08 129 19090

9 Березовское 330 47 02 442 31 04 144 15660

10 Челябинский 170 324 09 359 26 100 102 13440

11 Подмосковный 321 306 25 243 19 04 82 8670

12 Печорский 55 284 09 555 36 17 44 22020

13 Интинский 115 274 25 458 31 15 82 17540

14 Кизеловский 60 348 53 455 34 08 42 18380

15 Минусинский 140 172 05 529 35 14 105 20100

16 Черемховское 130 270 10 462 34 07 87 17880

17 Букачачинское 80 101 06 672 47 08 86 26040

18 Никольское 60 182 04 596 42 11 105 22990

19 Партизанский 55 340 04 498 32 08 63 19470

20 Нерюнгри 100 198 02 600 31 06 63 22480

Окончание табл П3

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое (вторичное) топливо

21 Сланцы (Ленобласть) 110 482 220 301 387 025 438 7660

22 Сланцы (Эстония) 120 444 227 322 410 010 490 9000

23 Торф фрезерный 485 643 014 255 270 113 156 8120

24 Торф кусковой 458 731 011 268 281 117 160 9250

25 Древесные опилки 400 060 0 303 360 04 251 10200

26 Лигнин (ЛГЗ) 650 115 013 213 192 105 - 6410

27 Лигнин (ЗГЗ) 650 400 008 206 168 864 - 6120

Жидкое топливо (мазут)

28 Малосернистый 30 005 03 847 12 03 40280

29 Сернистый 30 01 14 838 11 05 39730

30 Высокосернистый 30 01 28 830 10 07 38770

Таблица П4

Cостав и теплота сгорания газообразных топлив

топ

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Природные газы

31 Уренгой-Надым-Пунга 987 012 001 lt 001 mdash mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35500 0724

32 Уренгой-Ужгород 989 012 001 001 mdash mdash mdash lt 006 090 mdash mdash mdash 35590 0724

33 Уренгой-Новопсков 989 013 001 lt 001 mdash mdash mdash 008 087 mdash mdash mdash 35590 0723

34 Уренгой-Сургут-Челябинск 982 029 02 009 004 mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35800 0729

35 Надым-Пунга-Свердловск 987 016 008 001 mdash mdash mdash 008 100 mdash mdash mdash 35590 0725

36 ННовгород-Иваново 990 025 004 002 mdash mdash mdash 010 060 mdash mdash mdash 35750 0725

37 Бухара-Урал 942 30 089 039 017 013 mdash 028 090 mdash mdash mdash 37560 0771

38 Средняя Азия-Центр 941 28 073 030 007 002 mdash 100 100 mdash mdash mdash 36760 0771

39 Саратов-Москва 903 28 11 075 034 020 mdash 032 420 mdash mdash mdash 37010 0807

40 Мострансгаз (кольцо) 966 14 04 018 007 003 mdash 015 120 mdash mdash mdash 36300 0747

41 Оренбург-Александров Гай 864 39 172 087 030 007 mdash 001 670 mdash mdash mdash 36800 0828

Попутные газы

42 Каменный Лог-Пермь 387 226 107 27 07 mdash mdash mdash 2380 mdash 080 mdash 42370 1196

43 Ярино-Пермь 380 251 125 33 13 mdash mdash mdash 1870 mdash 110 mdash 46890 1196

44 Кулешовка-Самара 580 172 74 20 05 mdash mdash 080 1360 mdash 050 mdash 41740 1052

45 Безенчук-Чапаевск 427 196 126 51 13 mdash mdash 100 1690 mdash 080 mdash 46980 1196

46 Барса-Гельмес-Вышка 939 34 13 07 02 mdash mdash 040 010 mdash mdash mdash 38100 0778

47 Вход в Краснодар Крымск 912 39 2 09 02 mdash mdash 180 mdash mdash mdash mdash 38270 0810

48 Вознесенская-Грозный 767 132 54 25 22 mdash mdash mdash mdash mdash mdash 47020 0971

49 Тэбук-Сосновка 482 182 119 33 1 mdash mdash 090 1650 mdash mdash mdash 45130 1164

50 Туймазы-Уфа 500 220 98 12 04 mdash mdash mdash 1660 mdash mdash mdash 43040 1095

51 Шкапово-Туймазы 441 220 52 14 03 mdash mdash mdash 2700 mdash mdash mdash 36630 1095

52 Казань-Бугульма 536 228 61 09 02 mdash mdash 020 1580 mdash mdash mdash 40610 1046

Окончание табл П4

т

оп

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Промышленные газы

53 Газ доменных печей 03 mdash mdash mdash mdash mdash 280 105 585 mdash mdash 27 3940 1293

54 Газ коксовых печей 250 20 mdash mdash mdash mdash 700 30 40 10 mdash 580 18000 0468

55 Газ генераторный 19 mdash mdash mdash mdash mdash 203 98 562 02 mdash 109 6200 1121

56 Газ генераторный (из древес) 65 mdash mdash mdash mdash mdash 290 65 469 02 mdash 140 6500 1130

57 Газ пиролиза нефти 410 mdash mdash mdash mdash 430 080 05 02 mdash mdash 140 47500 1100

Примечания

1) Теплоемкость твердого топлива

стл = 0012 Wr + стлcух (1 ndash 001 Wr) кДж(кг degС)

где стлcух ndash теплоемкость сухой массы топлива для бурых углей ndash 113 кДж(кг degС)

для каменных углей - 109 кДж(кг degС) для углей - 092 кДж(кг degС)

Теплоемкость мазута

смаз = 174 + 00025 tмаз кДж(кгdegС) где tмаз = 90divide130degС

Расход пара на форсунки Wп = 03 + 035 кг пара кг топлива при Рнас = 06divide15 МПа

2) Теплоемкость газообразного топлива

010cVntilde iiatildeagraveccedil

где Vi - объем составляющих газообразного топлива

ci- теплоемкость составляющих газообразного топлива кДж(м3 оС)

4NtildeIacutentilde = 157 62IacuteCntilde = 278

83IacuteCntilde = 314 104IacuteCntilde = 424

125IacuteCntilde = 527 146IacuteCntilde = 630 NtildeIcircntilde = 130

2NtildeIcircntilde = 159 2Nntilde = 129

2Icircntilde = 130 S2Iacutec = 152 2Iacutentilde = 128

Таблица П5

Соотношение между единицами давления

Величина Па бар тех атм мм рт ст мм водст

1 Нм2=1 Па 1 10-5 10210-5 7510-3 0102

1 бар 105 1 102 750 102middot104

1 техатм=1кгссм2 981middot10-4 0981 1 7356 104

1 мм ртст 1333 133310-5 13610-3 1 136

1 мм водст=1кгсм 981 98110-5 10-4 735610-2 1

Таблица П6

Теплоемкость и плотность горючих газов

Газ Формула Плотность кгм3 Теплоемкость

кДж(м3 degС)

Метан СН4 0717 155

Этан С2Н6 1342 221

Пропан СзН8 1976 305

Бутан С4Н10 2598 413

Пентан С5Н12 3219 513

Гексан СбН14 384 615

Окись углерода СО 125 129

Углекислый газ СО 2 198 16

Азот N2 125 129

Кислород О2 143 13

Сероводород H2S 1539 151

Водород Н2 009 128

Таблица П7

Напряжение топочного объема для сушильных установок

Топливо qv кВтм3

Доменный газ 230-350

Генераторный газ 230-290

Природный газ 350-460

Мазут 230-350

Торф дрова 230-290

Каменные угли 290-350

Таблица П8

Физические свойства дымовых газов

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па 2NtildeIcircETH = 013 IcircIacute 2

ETH = 011 2NETH = 076

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1295 1042 228 169 158 1220 072

100 0950 1068 313 308 204 2154 069

200 0748 1097 401 489 245 3280 067

300 0617 1122 484 699 282 4581 065

400 0525 1151 570 943 317 6038 064

500 0457 1185 656 1211 348 7630 063

600 0405 1214 742 1509 379 9361 062

700 0363 1239 827 1838 407 1121 061

800 0330 1264 915 2197 434 1318 060

900 0301 1290 1000 2580 459 1525 059

1000 0275 1306 1090 3034 484 1743 058

1100 0257 1323 1175 3455 507 1971 057

1200 0240 1340 1262 3924 530 2210 056

Таблица П9

Физические свойства сухого воздуха

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1293 1005 244 188 172 133 0707

100 0946 1009 321 336 219 231 0688

200 0746 1026 393 514 260 349 0680

300 0615 1047 460 718 297 483 0674

400 0524 1068 521 931 330 631 0678

500 0456 1093 574 1153 362 794 0687

600 0404 1114 622 1383 391 969 0699

700 0362 1135 671 1634 418 1154 0706

800 0329 1156 718 1888 443 1348 0713

900 0301 1172 763 2162 467 1551 0717

1000 0277 1185 807 2459 490 1771 0719

1100 0257 1197 850 2762 512 1993 0722

1200 0240 1210 915 3165 535 2337 0724

Таблица П10

Коэффициенты местных сопротивлений

Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления

Колено

угол

поворота 90deg 120deg 135deg 150deg

ξ 11 055 025 02

Отвод радиусом R угол

поворота 30deg 45deg 60deg 75deg 90deg 105deg 120deg

трубы диаметром D

RD = 15 ξ 008 011 014 016 0175 019 02

RD = 20 ξ 007 010 012 014 015 016 017

Вход в трубу

с острыми краями ξ =05

с закругленными ξ =02

Выход из трубы ξ =1

FminFmax 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09

Внезапное расширение ξ 1 081 064 049 036 025 016 009 004 001

Внезапное сужение ξ 05 047 043 038 033 03 025 02 015 009

Таблица П11

Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗ типа ЦН-15 мм (рис8)

Dц A d d1 d2 H h1 h2 h3 h4 h5 a б б1 l

100 820 60 40 105 492 200 232 60 212 32 66 20 29 90

150 1190 90 60 155 720 300 345 75 297 48 99 30 41 110

200 1560 120 60 160 918 400 458 60 354 48 132 40 52 120

250 1930 150 75 180 1149 500 574 75 444 60 165 50 65 150

300 2300 180 90 210 1377 600 687 90 531 72 198 60 78 180

350 2670 210 105 250 1605 700 800 105 618 84 231 70 91 210

400 3040 240 120 280 1833 800 913 120 705 96 264 80 104 240

450 3410 270 135 310 2031 900 1026 135 792 108 297 90 117 270

500 3780 300 150 325 2289 1000 1139 150 879 120 330 100 130 300

550 4150 330 165 350 2520 1100 1255 165 972 132 363 110 143 330

600 4520 360 180 365 2750 1200 1370 180 1060 144 396 120 156 360

650 4890 390 195 400 2980 1300 1485 195 1146 156 429 130 169 390

700 5260 420 210 410 3210 1400 1600 210 1235 168 462 140 182 420

750 5630 450 225 450 3435 1500 1710 225 1320 180 495 150 195 450

800 6000 480 240 470 3665 1600 1825 240 1405 192 528 160 208 480

Таблица П12

Габаритные размеры вентилятора дымоудаления (дымососа) м

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 27: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

Высота участка трубы необходимая для разгона частиц

igrave www

wwwln

www

wwwln

2g

)w(wwH

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1

acircegraveograveatildeigrave2acircegraveograveatildeacircegraveograveeth

где скорость частиц материала в начале разгонного участка wм1=0 скорость

в конце разгонного участка wм2 = 095(wг ndashwвит)

Общая высота пневматической сушильной установки

Hтp = Hp + Hпp+HI + HII м

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной установки

Объемная концентрация частиц материала в трубе

3321 igraveigrave

2L

GG

)ρd(1

)ρ(

igraventildeethntildeatilde

atildeχ

Потери напора при трении газа о стенки трубы

)(λ Iumlagrave2

1D

HΔP

2

1atildeatilde

ograveeth

ograveethograveeth χ

где λтp = 64Re + 0136 Re018 при 23 middot103 lt Re lt 106

Потери напора в местных сопротивлениях (сужениях поворотах) из-за

трения газа

)(ξ Iumlagrave2

1ΔP

2atildeatilde

igrave2 χ

где ζм - коэффициент местного сопротивления табл П10

Статический напор газового потока (вес столба газа)

Iumlagrave g)(ρ ograveethatilde3 Hχ1ΔP

Знак laquo+raquo для восходящего знак laquo-raquo для нисходящего потоков газа для

горизонтального участка ΔP3 = 0

Потери напора при трении материала о стенки трубы

λ Iumlagrave2D

HΔP

2igraveigrave

ograveeth

ograveethograveeth4 χ

Здесь коэффициент сопротивления трению равен

075ograveeth Fr27λ при 2520

D

i

ograveeth

d

λ 075

i

ograveethograveeth Fr

d

05

D425

при 2520

D

i

ograveeth

d

где

i

igrave

dg

w2

Fr критерий Фруда

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке стабилизированного движения частиц

gχρ IumlagraveΔ ntildeograveigrave HP5

где высота участка стабилизации Hcт =Hтp ndash Hp

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке разгона частиц

)ww)(www(w

)ww)(www(wln

ρ

)ρ(ρwP IumlagraveΔ

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

ograveethigrave

igraveatildeigraveacircegraveograve6

F2

G

Средняя производительность трубы-сушилки определяется по формуле

Gм = 05 (G1 + G2) кгч

Динамические потери напора на разгонном участке

)w(w

IumlagraveΔ

ograveeth

igraveigraveigrave

F

GP 12

7

Задавшись условной скоростью газа в сечении циклона (wу = 3 divide 4 мс)

определяем диаметр циклона (табл П11)

ρwπ

igrave

atildeoacute

ntildeatildeouml

3600

4LD

Гидравлическое сопротивление циклона

ρw

ξ Iumlagrave2

Δatildeoacute

oumlouml

2

P

где ξц ndash коэффициент гидравлического сопротивления циклона

Полное гидравлическое сопротивление трубы-сушилки

IumlagraveΔΔΔΔΔΔΔΔΔ oumlPPPPPPPPP 7654321

По найденному полному сопротивлению ΔP и расходу сушильного

агента Lсг производится выбор тягодутьевого оборудования

Мощность тягодутьевой установки

ηρ

Acircograve3600

Δ

aumlatilde

ntildeatilde PLN

где ηд = 065 - КПД тягодутьевой установки

Размеры и конкретный тип дымососа (вентилятора дымоудаления)

выбираются по каталогу тягодутьевого оборудования (см электронное

учебное пособие laquoТепломассообменное оборудование предприятий

(сушильные установки)raquo или табл П12)

Таблица П1

Обозначения физических величин

принятые в настоящем учебно-методическом пособии

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Коэффициент избытка воздуха в топке αт

Коэффициент избытка воздуха в камере смешения αдоп

Объемный коэффициент теплообмена Вт(м3 degС) αv

Расход топлива кгч Bт

Концентрация частиц материала в трубе кгм3 βv

Теплоемкость топлива кДж(кг degС) стл

Теплоемкость сухих топочных газов кДж(кг degС) ссг

Теплоемкость воды кДж(кг degС) сw

Теплоемкость сухого материала кДж(кг degС) см

Теплоемкость водяного пара кДж(кг degС) сп

Влагосодержание наружного воздуха г влаги кг воздуха d о

Влагосодержание газов на выходе из топки г кг dт

Влагосодержание смеси на выходе из камеры смешения гкг dсм

Влагосодержание агента на входе в трубу-сушилку гкг d1

Влагосодержание агента в конце периода прогрева гкг d пр

Влагосодержание агента на выходе из трубы-сушилки гкг d2

Влагосодержание воздуха при φ=100 гкг dм

Среднее влагосодержание газов кгкг dср

Диаметр частиц материала данной фракции мм di

Минимальный диаметр частиц материала мм dч min

Средний диаметр частиц материала мм dч ср

Термовлажностное отношение кДжкг ∆

Производительность по абсолютно сухой массе кгч Gсух

Производительность по влажному материалу кгч G1

Производительность по готовой продукции кгч G2

Масса сухих продуктов сгорания кг дымовых газов кг топлива Gсг

Масса водяных паров кг водяных паров кг топлива Gп

Энтальпия наружного воздуха кДжкг воздуха Iо

Энтальпия газов на выходе из топки кДжкг Iт

Энтальпия смеси на выходе из камеры смешения кДжкг Iсм

Энтальпия агента на входе в трубу-сушилку кДжкг I1

Энтальпия агента в конце периода прогрева кДжкг Iпр

Энтальпия агента на выходе из трубы-сушилки кДжкг I2

Энтальпия пара при 0 degС кДжкг пара iо

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Энтальпия пара кДжкг iп

Энтальпия пара применяемого для дутья кДжкг iпprime

Начальная температура материала degС icirc

Температура смоченного термометра degС igrave

Конечная температура материала degС 2

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного

сгорания кг воздуха кг топлива Lо

Расход сушильного агента кгч Lсг

Расход присадочного воздуха кгч Lв

Расход топочных газов кгч Lт

Коэффициент теплопроводности газа Вт(м degС) λг

Коэффициент полезного действия топки ηт

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха n

Коэффициент кинематической вязкости газа м2с ν г

Низшая теплота сгорания топлива кДжкг Qri

Высшая теплота сгорания топлива кДжкг Qrs

Расход теплоты на прогрев влажного материала кВт Qпр

Удельные потери теплоты кДжкг влаги qокр

Средняя плотность газа кгм3 ρг

Средняя плотность материала кгм3 ρм

Средняя температура сушильного агента degС tср

Температурный напор в период прогрева degС ∆ tпр

Температура топлива degС tтл

Температура газов на выходе из топки degС tт

Температура смеси после камеры смешения degС tсм

Температура сушильного агента после прогрева degС tпр

Температура сушильного агента на выходе из трубы-сушилки degС t2

Начальное влагосодержание материала кг влаги кг сухого материала uо

Критическое влагосодержание материала кгкг uк

Конечное влагосодержание материала кгкг u2

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке мс wг

Скорость витания частиц материала мс wвит

Расход испаряемой влаги кгч М

Начальная относительная влажность материала Wо

Критическая влажность материала Wк

Конечная относительная влажность материала W2

Массовая доля отдельных фракций материала xi

Таблица П2

Исходные данные для расчета пневматической сушильной установки

в

ар

Материал ρ кгм3

См

кДж(кг оС)

Размер мм Влажность G2

тч

Дымовые газы Воздух

Топливо

топлива Схема

α топки доля фракции

Wо Wk W2 t1 t2 t о dо 05 03 02

1 Глина простая 2000 084 1 15 3 22 mdash 15 1 600 100 20 10 мазут 29 А mdash

2 Глина огнеупорная 1800 109 2 3 4 9 mdash 07 2 800 120 10 4 мазут 28 А mdash

3 Известняк 1870 092 05 1 12 5 mdash 01 80 800 110 20 12 уголь 11 Б 115

4 Мел 2000 088 01 03 05 51 mdash 24 20 540 270 10 6 уголь 9 Б 11

5 Песок речной 1500 092 1 15 2 10 mdash 05 75 900 120 20 12 уголь 5 Б 115

6 Руда магнитогорская 3000 078 1 25 4 6 mdash 05 12 730 120 25 12 мазут 28 А mdash

7 Руда марганцевая 3450 078 5 2 1 15 mdash 2 15 120 60 25 12 уголь 7 А mdash

8 Железный колчедан 3300 05 2 1 05 12 mdash 3 2 350 100 15 6 уголь 8 А mdash

9 Сернокислый аммоний 800 14 1 3 2 5 mdash 04 25 120 55 25 12 газ 31 Б 102

10 Сланцы (Лен обл) 1100 134 3 2 1 38 40 28 11 600 100 20 8 сланцы 21 А mdash

11 Уголь каменный 1400 13 1 2 5 9 35 06 12 800 120 25 12 уголь 3 А mdash

12 Уголь бурый (Подмоск) 800 113 2 2 1 47 40 38 16 500 160 20 8 уголь 6 Б 11

13 Торф фрезерный 245 176 2 1 3 48 42 38 12 550 140 10 4 торф 23 А mdash

14 Кузнецкий уголь 1300 11 4 1 2 12 35 07 13 350 88 20 8 уголь 2 А mdash

15 Антрацит штыб 730 109 4 3 1 14 40 5 15 400 120 20 12 уголь 10 А mdash

16 Шлам промывки угля 1200 12 02 05 2 50 40 1 5 750 120 15 6 уголь 1 А mdash

17 Опилки 250 25 4 2 1 45 43 35 13 300 100 20 10 древес 25 А mdash

18 Аммофос 1500 11 4 2 1 12 mdash 15 12 350 110 20 12 уголь 12 А mdash

19 Диаммофос 1700 12 4 2 1 4 mdash 1 14 200 90 10 4 мазут 29 Б 11

20 Суперфосфат 2390 12 1 05 2 22 mdash 3 10 750 80 20 8 мазут 28 А mdash

21 Преципитат 870 113 1 2 1 55 mdash 3 6 550 120 25 8 уголь 4 Б 12

22 Фтористый алюминий 900 15 05 1 03 50 mdash 5 12 750 250 25 12 мазут 28 Б 105

23 Соль поваренная 200 089 1 2 1 6 mdash 1 12 200 85 25 14 газ 32 Б 11

24 Сахарный песок(кукурузн) 600 123 2 1 2 14 mdash 8 14 90 40 20 12 газ 41 Б 101

25 Жом свекловичный 800 16 2 3 1 84 40 30 05 750 100 10 4 газ 39 А mdash

Таблица П3

Cостав и низшая теплота сгорания твердых и жидких топлив

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое топливо (угли)

1 Кузнецкий 120 132 04 586 42 19 97 22860

2 80 143 05 633 44 21 74 25250

3 60 141 06 725 34 17 17 27420

4 90 182 03 615 36 15 59 23570

5 70 146 05 702 30 17 30 25120

6 70 363 07 479 34 14 33 18760

7 70 326 03 519 33 16 33 19850

8 Аркагалинское 190 122 02 513 36 08 129 19090

9 Березовское 330 47 02 442 31 04 144 15660

10 Челябинский 170 324 09 359 26 100 102 13440

11 Подмосковный 321 306 25 243 19 04 82 8670

12 Печорский 55 284 09 555 36 17 44 22020

13 Интинский 115 274 25 458 31 15 82 17540

14 Кизеловский 60 348 53 455 34 08 42 18380

15 Минусинский 140 172 05 529 35 14 105 20100

16 Черемховское 130 270 10 462 34 07 87 17880

17 Букачачинское 80 101 06 672 47 08 86 26040

18 Никольское 60 182 04 596 42 11 105 22990

19 Партизанский 55 340 04 498 32 08 63 19470

20 Нерюнгри 100 198 02 600 31 06 63 22480

Окончание табл П3

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое (вторичное) топливо

21 Сланцы (Ленобласть) 110 482 220 301 387 025 438 7660

22 Сланцы (Эстония) 120 444 227 322 410 010 490 9000

23 Торф фрезерный 485 643 014 255 270 113 156 8120

24 Торф кусковой 458 731 011 268 281 117 160 9250

25 Древесные опилки 400 060 0 303 360 04 251 10200

26 Лигнин (ЛГЗ) 650 115 013 213 192 105 - 6410

27 Лигнин (ЗГЗ) 650 400 008 206 168 864 - 6120

Жидкое топливо (мазут)

28 Малосернистый 30 005 03 847 12 03 40280

29 Сернистый 30 01 14 838 11 05 39730

30 Высокосернистый 30 01 28 830 10 07 38770

Таблица П4

Cостав и теплота сгорания газообразных топлив

топ

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Природные газы

31 Уренгой-Надым-Пунга 987 012 001 lt 001 mdash mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35500 0724

32 Уренгой-Ужгород 989 012 001 001 mdash mdash mdash lt 006 090 mdash mdash mdash 35590 0724

33 Уренгой-Новопсков 989 013 001 lt 001 mdash mdash mdash 008 087 mdash mdash mdash 35590 0723

34 Уренгой-Сургут-Челябинск 982 029 02 009 004 mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35800 0729

35 Надым-Пунга-Свердловск 987 016 008 001 mdash mdash mdash 008 100 mdash mdash mdash 35590 0725

36 ННовгород-Иваново 990 025 004 002 mdash mdash mdash 010 060 mdash mdash mdash 35750 0725

37 Бухара-Урал 942 30 089 039 017 013 mdash 028 090 mdash mdash mdash 37560 0771

38 Средняя Азия-Центр 941 28 073 030 007 002 mdash 100 100 mdash mdash mdash 36760 0771

39 Саратов-Москва 903 28 11 075 034 020 mdash 032 420 mdash mdash mdash 37010 0807

40 Мострансгаз (кольцо) 966 14 04 018 007 003 mdash 015 120 mdash mdash mdash 36300 0747

41 Оренбург-Александров Гай 864 39 172 087 030 007 mdash 001 670 mdash mdash mdash 36800 0828

Попутные газы

42 Каменный Лог-Пермь 387 226 107 27 07 mdash mdash mdash 2380 mdash 080 mdash 42370 1196

43 Ярино-Пермь 380 251 125 33 13 mdash mdash mdash 1870 mdash 110 mdash 46890 1196

44 Кулешовка-Самара 580 172 74 20 05 mdash mdash 080 1360 mdash 050 mdash 41740 1052

45 Безенчук-Чапаевск 427 196 126 51 13 mdash mdash 100 1690 mdash 080 mdash 46980 1196

46 Барса-Гельмес-Вышка 939 34 13 07 02 mdash mdash 040 010 mdash mdash mdash 38100 0778

47 Вход в Краснодар Крымск 912 39 2 09 02 mdash mdash 180 mdash mdash mdash mdash 38270 0810

48 Вознесенская-Грозный 767 132 54 25 22 mdash mdash mdash mdash mdash mdash 47020 0971

49 Тэбук-Сосновка 482 182 119 33 1 mdash mdash 090 1650 mdash mdash mdash 45130 1164

50 Туймазы-Уфа 500 220 98 12 04 mdash mdash mdash 1660 mdash mdash mdash 43040 1095

51 Шкапово-Туймазы 441 220 52 14 03 mdash mdash mdash 2700 mdash mdash mdash 36630 1095

52 Казань-Бугульма 536 228 61 09 02 mdash mdash 020 1580 mdash mdash mdash 40610 1046

Окончание табл П4

т

оп

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Промышленные газы

53 Газ доменных печей 03 mdash mdash mdash mdash mdash 280 105 585 mdash mdash 27 3940 1293

54 Газ коксовых печей 250 20 mdash mdash mdash mdash 700 30 40 10 mdash 580 18000 0468

55 Газ генераторный 19 mdash mdash mdash mdash mdash 203 98 562 02 mdash 109 6200 1121

56 Газ генераторный (из древес) 65 mdash mdash mdash mdash mdash 290 65 469 02 mdash 140 6500 1130

57 Газ пиролиза нефти 410 mdash mdash mdash mdash 430 080 05 02 mdash mdash 140 47500 1100

Примечания

1) Теплоемкость твердого топлива

стл = 0012 Wr + стлcух (1 ndash 001 Wr) кДж(кг degС)

где стлcух ndash теплоемкость сухой массы топлива для бурых углей ndash 113 кДж(кг degС)

для каменных углей - 109 кДж(кг degС) для углей - 092 кДж(кг degС)

Теплоемкость мазута

смаз = 174 + 00025 tмаз кДж(кгdegС) где tмаз = 90divide130degС

Расход пара на форсунки Wп = 03 + 035 кг пара кг топлива при Рнас = 06divide15 МПа

2) Теплоемкость газообразного топлива

010cVntilde iiatildeagraveccedil

где Vi - объем составляющих газообразного топлива

ci- теплоемкость составляющих газообразного топлива кДж(м3 оС)

4NtildeIacutentilde = 157 62IacuteCntilde = 278

83IacuteCntilde = 314 104IacuteCntilde = 424

125IacuteCntilde = 527 146IacuteCntilde = 630 NtildeIcircntilde = 130

2NtildeIcircntilde = 159 2Nntilde = 129

2Icircntilde = 130 S2Iacutec = 152 2Iacutentilde = 128

Таблица П5

Соотношение между единицами давления

Величина Па бар тех атм мм рт ст мм водст

1 Нм2=1 Па 1 10-5 10210-5 7510-3 0102

1 бар 105 1 102 750 102middot104

1 техатм=1кгссм2 981middot10-4 0981 1 7356 104

1 мм ртст 1333 133310-5 13610-3 1 136

1 мм водст=1кгсм 981 98110-5 10-4 735610-2 1

Таблица П6

Теплоемкость и плотность горючих газов

Газ Формула Плотность кгм3 Теплоемкость

кДж(м3 degС)

Метан СН4 0717 155

Этан С2Н6 1342 221

Пропан СзН8 1976 305

Бутан С4Н10 2598 413

Пентан С5Н12 3219 513

Гексан СбН14 384 615

Окись углерода СО 125 129

Углекислый газ СО 2 198 16

Азот N2 125 129

Кислород О2 143 13

Сероводород H2S 1539 151

Водород Н2 009 128

Таблица П7

Напряжение топочного объема для сушильных установок

Топливо qv кВтм3

Доменный газ 230-350

Генераторный газ 230-290

Природный газ 350-460

Мазут 230-350

Торф дрова 230-290

Каменные угли 290-350

Таблица П8

Физические свойства дымовых газов

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па 2NtildeIcircETH = 013 IcircIacute 2

ETH = 011 2NETH = 076

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1295 1042 228 169 158 1220 072

100 0950 1068 313 308 204 2154 069

200 0748 1097 401 489 245 3280 067

300 0617 1122 484 699 282 4581 065

400 0525 1151 570 943 317 6038 064

500 0457 1185 656 1211 348 7630 063

600 0405 1214 742 1509 379 9361 062

700 0363 1239 827 1838 407 1121 061

800 0330 1264 915 2197 434 1318 060

900 0301 1290 1000 2580 459 1525 059

1000 0275 1306 1090 3034 484 1743 058

1100 0257 1323 1175 3455 507 1971 057

1200 0240 1340 1262 3924 530 2210 056

Таблица П9

Физические свойства сухого воздуха

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1293 1005 244 188 172 133 0707

100 0946 1009 321 336 219 231 0688

200 0746 1026 393 514 260 349 0680

300 0615 1047 460 718 297 483 0674

400 0524 1068 521 931 330 631 0678

500 0456 1093 574 1153 362 794 0687

600 0404 1114 622 1383 391 969 0699

700 0362 1135 671 1634 418 1154 0706

800 0329 1156 718 1888 443 1348 0713

900 0301 1172 763 2162 467 1551 0717

1000 0277 1185 807 2459 490 1771 0719

1100 0257 1197 850 2762 512 1993 0722

1200 0240 1210 915 3165 535 2337 0724

Таблица П10

Коэффициенты местных сопротивлений

Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления

Колено

угол

поворота 90deg 120deg 135deg 150deg

ξ 11 055 025 02

Отвод радиусом R угол

поворота 30deg 45deg 60deg 75deg 90deg 105deg 120deg

трубы диаметром D

RD = 15 ξ 008 011 014 016 0175 019 02

RD = 20 ξ 007 010 012 014 015 016 017

Вход в трубу

с острыми краями ξ =05

с закругленными ξ =02

Выход из трубы ξ =1

FminFmax 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09

Внезапное расширение ξ 1 081 064 049 036 025 016 009 004 001

Внезапное сужение ξ 05 047 043 038 033 03 025 02 015 009

Таблица П11

Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗ типа ЦН-15 мм (рис8)

Dц A d d1 d2 H h1 h2 h3 h4 h5 a б б1 l

100 820 60 40 105 492 200 232 60 212 32 66 20 29 90

150 1190 90 60 155 720 300 345 75 297 48 99 30 41 110

200 1560 120 60 160 918 400 458 60 354 48 132 40 52 120

250 1930 150 75 180 1149 500 574 75 444 60 165 50 65 150

300 2300 180 90 210 1377 600 687 90 531 72 198 60 78 180

350 2670 210 105 250 1605 700 800 105 618 84 231 70 91 210

400 3040 240 120 280 1833 800 913 120 705 96 264 80 104 240

450 3410 270 135 310 2031 900 1026 135 792 108 297 90 117 270

500 3780 300 150 325 2289 1000 1139 150 879 120 330 100 130 300

550 4150 330 165 350 2520 1100 1255 165 972 132 363 110 143 330

600 4520 360 180 365 2750 1200 1370 180 1060 144 396 120 156 360

650 4890 390 195 400 2980 1300 1485 195 1146 156 429 130 169 390

700 5260 420 210 410 3210 1400 1600 210 1235 168 462 140 182 420

750 5630 450 225 450 3435 1500 1710 225 1320 180 495 150 195 450

800 6000 480 240 470 3665 1600 1825 240 1405 192 528 160 208 480

Таблица П12

Габаритные размеры вентилятора дымоудаления (дымососа) м

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 28: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

λ Iumlagrave2D

HΔP

2igraveigrave

ograveeth

ograveethograveeth4 χ

Здесь коэффициент сопротивления трению равен

075ograveeth Fr27λ при 2520

D

i

ograveeth

d

λ 075

i

ograveethograveeth Fr

d

05

D425

при 2520

D

i

ograveeth

d

где

i

igrave

dg

w2

Fr критерий Фруда

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке стабилизированного движения частиц

gχρ IumlagraveΔ ntildeograveigrave HP5

где высота участка стабилизации Hcт =Hтp ndash Hp

Потери статического напора обусловленные массой материала на

участке разгона частиц

)ww)(www(w

)ww)(www(wln

ρ

)ρ(ρwP IumlagraveΔ

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

acircegraveograveatildeigrave1acircegraveograveatildeigrave2

ograveethigrave

igraveatildeigraveacircegraveograve6

F2

G

Средняя производительность трубы-сушилки определяется по формуле

Gм = 05 (G1 + G2) кгч

Динамические потери напора на разгонном участке

)w(w

IumlagraveΔ

ograveeth

igraveigraveigrave

F

GP 12

7

Задавшись условной скоростью газа в сечении циклона (wу = 3 divide 4 мс)

определяем диаметр циклона (табл П11)

ρwπ

igrave

atildeoacute

ntildeatildeouml

3600

4LD

Гидравлическое сопротивление циклона

ρw

ξ Iumlagrave2

Δatildeoacute

oumlouml

2

P

где ξц ndash коэффициент гидравлического сопротивления циклона

Полное гидравлическое сопротивление трубы-сушилки

IumlagraveΔΔΔΔΔΔΔΔΔ oumlPPPPPPPPP 7654321

По найденному полному сопротивлению ΔP и расходу сушильного

агента Lсг производится выбор тягодутьевого оборудования

Мощность тягодутьевой установки

ηρ

Acircograve3600

Δ

aumlatilde

ntildeatilde PLN

где ηд = 065 - КПД тягодутьевой установки

Размеры и конкретный тип дымососа (вентилятора дымоудаления)

выбираются по каталогу тягодутьевого оборудования (см электронное

учебное пособие laquoТепломассообменное оборудование предприятий

(сушильные установки)raquo или табл П12)

Таблица П1

Обозначения физических величин

принятые в настоящем учебно-методическом пособии

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Коэффициент избытка воздуха в топке αт

Коэффициент избытка воздуха в камере смешения αдоп

Объемный коэффициент теплообмена Вт(м3 degС) αv

Расход топлива кгч Bт

Концентрация частиц материала в трубе кгм3 βv

Теплоемкость топлива кДж(кг degС) стл

Теплоемкость сухих топочных газов кДж(кг degС) ссг

Теплоемкость воды кДж(кг degС) сw

Теплоемкость сухого материала кДж(кг degС) см

Теплоемкость водяного пара кДж(кг degС) сп

Влагосодержание наружного воздуха г влаги кг воздуха d о

Влагосодержание газов на выходе из топки г кг dт

Влагосодержание смеси на выходе из камеры смешения гкг dсм

Влагосодержание агента на входе в трубу-сушилку гкг d1

Влагосодержание агента в конце периода прогрева гкг d пр

Влагосодержание агента на выходе из трубы-сушилки гкг d2

Влагосодержание воздуха при φ=100 гкг dм

Среднее влагосодержание газов кгкг dср

Диаметр частиц материала данной фракции мм di

Минимальный диаметр частиц материала мм dч min

Средний диаметр частиц материала мм dч ср

Термовлажностное отношение кДжкг ∆

Производительность по абсолютно сухой массе кгч Gсух

Производительность по влажному материалу кгч G1

Производительность по готовой продукции кгч G2

Масса сухих продуктов сгорания кг дымовых газов кг топлива Gсг

Масса водяных паров кг водяных паров кг топлива Gп

Энтальпия наружного воздуха кДжкг воздуха Iо

Энтальпия газов на выходе из топки кДжкг Iт

Энтальпия смеси на выходе из камеры смешения кДжкг Iсм

Энтальпия агента на входе в трубу-сушилку кДжкг I1

Энтальпия агента в конце периода прогрева кДжкг Iпр

Энтальпия агента на выходе из трубы-сушилки кДжкг I2

Энтальпия пара при 0 degС кДжкг пара iо

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Энтальпия пара кДжкг iп

Энтальпия пара применяемого для дутья кДжкг iпprime

Начальная температура материала degС icirc

Температура смоченного термометра degС igrave

Конечная температура материала degС 2

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного

сгорания кг воздуха кг топлива Lо

Расход сушильного агента кгч Lсг

Расход присадочного воздуха кгч Lв

Расход топочных газов кгч Lт

Коэффициент теплопроводности газа Вт(м degС) λг

Коэффициент полезного действия топки ηт

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха n

Коэффициент кинематической вязкости газа м2с ν г

Низшая теплота сгорания топлива кДжкг Qri

Высшая теплота сгорания топлива кДжкг Qrs

Расход теплоты на прогрев влажного материала кВт Qпр

Удельные потери теплоты кДжкг влаги qокр

Средняя плотность газа кгм3 ρг

Средняя плотность материала кгм3 ρм

Средняя температура сушильного агента degС tср

Температурный напор в период прогрева degС ∆ tпр

Температура топлива degС tтл

Температура газов на выходе из топки degС tт

Температура смеси после камеры смешения degС tсм

Температура сушильного агента после прогрева degС tпр

Температура сушильного агента на выходе из трубы-сушилки degС t2

Начальное влагосодержание материала кг влаги кг сухого материала uо

Критическое влагосодержание материала кгкг uк

Конечное влагосодержание материала кгкг u2

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке мс wг

Скорость витания частиц материала мс wвит

Расход испаряемой влаги кгч М

Начальная относительная влажность материала Wо

Критическая влажность материала Wк

Конечная относительная влажность материала W2

Массовая доля отдельных фракций материала xi

Таблица П2

Исходные данные для расчета пневматической сушильной установки

в

ар

Материал ρ кгм3

См

кДж(кг оС)

Размер мм Влажность G2

тч

Дымовые газы Воздух

Топливо

топлива Схема

α топки доля фракции

Wо Wk W2 t1 t2 t о dо 05 03 02

1 Глина простая 2000 084 1 15 3 22 mdash 15 1 600 100 20 10 мазут 29 А mdash

2 Глина огнеупорная 1800 109 2 3 4 9 mdash 07 2 800 120 10 4 мазут 28 А mdash

3 Известняк 1870 092 05 1 12 5 mdash 01 80 800 110 20 12 уголь 11 Б 115

4 Мел 2000 088 01 03 05 51 mdash 24 20 540 270 10 6 уголь 9 Б 11

5 Песок речной 1500 092 1 15 2 10 mdash 05 75 900 120 20 12 уголь 5 Б 115

6 Руда магнитогорская 3000 078 1 25 4 6 mdash 05 12 730 120 25 12 мазут 28 А mdash

7 Руда марганцевая 3450 078 5 2 1 15 mdash 2 15 120 60 25 12 уголь 7 А mdash

8 Железный колчедан 3300 05 2 1 05 12 mdash 3 2 350 100 15 6 уголь 8 А mdash

9 Сернокислый аммоний 800 14 1 3 2 5 mdash 04 25 120 55 25 12 газ 31 Б 102

10 Сланцы (Лен обл) 1100 134 3 2 1 38 40 28 11 600 100 20 8 сланцы 21 А mdash

11 Уголь каменный 1400 13 1 2 5 9 35 06 12 800 120 25 12 уголь 3 А mdash

12 Уголь бурый (Подмоск) 800 113 2 2 1 47 40 38 16 500 160 20 8 уголь 6 Б 11

13 Торф фрезерный 245 176 2 1 3 48 42 38 12 550 140 10 4 торф 23 А mdash

14 Кузнецкий уголь 1300 11 4 1 2 12 35 07 13 350 88 20 8 уголь 2 А mdash

15 Антрацит штыб 730 109 4 3 1 14 40 5 15 400 120 20 12 уголь 10 А mdash

16 Шлам промывки угля 1200 12 02 05 2 50 40 1 5 750 120 15 6 уголь 1 А mdash

17 Опилки 250 25 4 2 1 45 43 35 13 300 100 20 10 древес 25 А mdash

18 Аммофос 1500 11 4 2 1 12 mdash 15 12 350 110 20 12 уголь 12 А mdash

19 Диаммофос 1700 12 4 2 1 4 mdash 1 14 200 90 10 4 мазут 29 Б 11

20 Суперфосфат 2390 12 1 05 2 22 mdash 3 10 750 80 20 8 мазут 28 А mdash

21 Преципитат 870 113 1 2 1 55 mdash 3 6 550 120 25 8 уголь 4 Б 12

22 Фтористый алюминий 900 15 05 1 03 50 mdash 5 12 750 250 25 12 мазут 28 Б 105

23 Соль поваренная 200 089 1 2 1 6 mdash 1 12 200 85 25 14 газ 32 Б 11

24 Сахарный песок(кукурузн) 600 123 2 1 2 14 mdash 8 14 90 40 20 12 газ 41 Б 101

25 Жом свекловичный 800 16 2 3 1 84 40 30 05 750 100 10 4 газ 39 А mdash

Таблица П3

Cостав и низшая теплота сгорания твердых и жидких топлив

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое топливо (угли)

1 Кузнецкий 120 132 04 586 42 19 97 22860

2 80 143 05 633 44 21 74 25250

3 60 141 06 725 34 17 17 27420

4 90 182 03 615 36 15 59 23570

5 70 146 05 702 30 17 30 25120

6 70 363 07 479 34 14 33 18760

7 70 326 03 519 33 16 33 19850

8 Аркагалинское 190 122 02 513 36 08 129 19090

9 Березовское 330 47 02 442 31 04 144 15660

10 Челябинский 170 324 09 359 26 100 102 13440

11 Подмосковный 321 306 25 243 19 04 82 8670

12 Печорский 55 284 09 555 36 17 44 22020

13 Интинский 115 274 25 458 31 15 82 17540

14 Кизеловский 60 348 53 455 34 08 42 18380

15 Минусинский 140 172 05 529 35 14 105 20100

16 Черемховское 130 270 10 462 34 07 87 17880

17 Букачачинское 80 101 06 672 47 08 86 26040

18 Никольское 60 182 04 596 42 11 105 22990

19 Партизанский 55 340 04 498 32 08 63 19470

20 Нерюнгри 100 198 02 600 31 06 63 22480

Окончание табл П3

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое (вторичное) топливо

21 Сланцы (Ленобласть) 110 482 220 301 387 025 438 7660

22 Сланцы (Эстония) 120 444 227 322 410 010 490 9000

23 Торф фрезерный 485 643 014 255 270 113 156 8120

24 Торф кусковой 458 731 011 268 281 117 160 9250

25 Древесные опилки 400 060 0 303 360 04 251 10200

26 Лигнин (ЛГЗ) 650 115 013 213 192 105 - 6410

27 Лигнин (ЗГЗ) 650 400 008 206 168 864 - 6120

Жидкое топливо (мазут)

28 Малосернистый 30 005 03 847 12 03 40280

29 Сернистый 30 01 14 838 11 05 39730

30 Высокосернистый 30 01 28 830 10 07 38770

Таблица П4

Cостав и теплота сгорания газообразных топлив

топ

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Природные газы

31 Уренгой-Надым-Пунга 987 012 001 lt 001 mdash mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35500 0724

32 Уренгой-Ужгород 989 012 001 001 mdash mdash mdash lt 006 090 mdash mdash mdash 35590 0724

33 Уренгой-Новопсков 989 013 001 lt 001 mdash mdash mdash 008 087 mdash mdash mdash 35590 0723

34 Уренгой-Сургут-Челябинск 982 029 02 009 004 mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35800 0729

35 Надым-Пунга-Свердловск 987 016 008 001 mdash mdash mdash 008 100 mdash mdash mdash 35590 0725

36 ННовгород-Иваново 990 025 004 002 mdash mdash mdash 010 060 mdash mdash mdash 35750 0725

37 Бухара-Урал 942 30 089 039 017 013 mdash 028 090 mdash mdash mdash 37560 0771

38 Средняя Азия-Центр 941 28 073 030 007 002 mdash 100 100 mdash mdash mdash 36760 0771

39 Саратов-Москва 903 28 11 075 034 020 mdash 032 420 mdash mdash mdash 37010 0807

40 Мострансгаз (кольцо) 966 14 04 018 007 003 mdash 015 120 mdash mdash mdash 36300 0747

41 Оренбург-Александров Гай 864 39 172 087 030 007 mdash 001 670 mdash mdash mdash 36800 0828

Попутные газы

42 Каменный Лог-Пермь 387 226 107 27 07 mdash mdash mdash 2380 mdash 080 mdash 42370 1196

43 Ярино-Пермь 380 251 125 33 13 mdash mdash mdash 1870 mdash 110 mdash 46890 1196

44 Кулешовка-Самара 580 172 74 20 05 mdash mdash 080 1360 mdash 050 mdash 41740 1052

45 Безенчук-Чапаевск 427 196 126 51 13 mdash mdash 100 1690 mdash 080 mdash 46980 1196

46 Барса-Гельмес-Вышка 939 34 13 07 02 mdash mdash 040 010 mdash mdash mdash 38100 0778

47 Вход в Краснодар Крымск 912 39 2 09 02 mdash mdash 180 mdash mdash mdash mdash 38270 0810

48 Вознесенская-Грозный 767 132 54 25 22 mdash mdash mdash mdash mdash mdash 47020 0971

49 Тэбук-Сосновка 482 182 119 33 1 mdash mdash 090 1650 mdash mdash mdash 45130 1164

50 Туймазы-Уфа 500 220 98 12 04 mdash mdash mdash 1660 mdash mdash mdash 43040 1095

51 Шкапово-Туймазы 441 220 52 14 03 mdash mdash mdash 2700 mdash mdash mdash 36630 1095

52 Казань-Бугульма 536 228 61 09 02 mdash mdash 020 1580 mdash mdash mdash 40610 1046

Окончание табл П4

т

оп

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Промышленные газы

53 Газ доменных печей 03 mdash mdash mdash mdash mdash 280 105 585 mdash mdash 27 3940 1293

54 Газ коксовых печей 250 20 mdash mdash mdash mdash 700 30 40 10 mdash 580 18000 0468

55 Газ генераторный 19 mdash mdash mdash mdash mdash 203 98 562 02 mdash 109 6200 1121

56 Газ генераторный (из древес) 65 mdash mdash mdash mdash mdash 290 65 469 02 mdash 140 6500 1130

57 Газ пиролиза нефти 410 mdash mdash mdash mdash 430 080 05 02 mdash mdash 140 47500 1100

Примечания

1) Теплоемкость твердого топлива

стл = 0012 Wr + стлcух (1 ndash 001 Wr) кДж(кг degС)

где стлcух ndash теплоемкость сухой массы топлива для бурых углей ndash 113 кДж(кг degС)

для каменных углей - 109 кДж(кг degС) для углей - 092 кДж(кг degС)

Теплоемкость мазута

смаз = 174 + 00025 tмаз кДж(кгdegС) где tмаз = 90divide130degС

Расход пара на форсунки Wп = 03 + 035 кг пара кг топлива при Рнас = 06divide15 МПа

2) Теплоемкость газообразного топлива

010cVntilde iiatildeagraveccedil

где Vi - объем составляющих газообразного топлива

ci- теплоемкость составляющих газообразного топлива кДж(м3 оС)

4NtildeIacutentilde = 157 62IacuteCntilde = 278

83IacuteCntilde = 314 104IacuteCntilde = 424

125IacuteCntilde = 527 146IacuteCntilde = 630 NtildeIcircntilde = 130

2NtildeIcircntilde = 159 2Nntilde = 129

2Icircntilde = 130 S2Iacutec = 152 2Iacutentilde = 128

Таблица П5

Соотношение между единицами давления

Величина Па бар тех атм мм рт ст мм водст

1 Нм2=1 Па 1 10-5 10210-5 7510-3 0102

1 бар 105 1 102 750 102middot104

1 техатм=1кгссм2 981middot10-4 0981 1 7356 104

1 мм ртст 1333 133310-5 13610-3 1 136

1 мм водст=1кгсм 981 98110-5 10-4 735610-2 1

Таблица П6

Теплоемкость и плотность горючих газов

Газ Формула Плотность кгм3 Теплоемкость

кДж(м3 degС)

Метан СН4 0717 155

Этан С2Н6 1342 221

Пропан СзН8 1976 305

Бутан С4Н10 2598 413

Пентан С5Н12 3219 513

Гексан СбН14 384 615

Окись углерода СО 125 129

Углекислый газ СО 2 198 16

Азот N2 125 129

Кислород О2 143 13

Сероводород H2S 1539 151

Водород Н2 009 128

Таблица П7

Напряжение топочного объема для сушильных установок

Топливо qv кВтм3

Доменный газ 230-350

Генераторный газ 230-290

Природный газ 350-460

Мазут 230-350

Торф дрова 230-290

Каменные угли 290-350

Таблица П8

Физические свойства дымовых газов

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па 2NtildeIcircETH = 013 IcircIacute 2

ETH = 011 2NETH = 076

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1295 1042 228 169 158 1220 072

100 0950 1068 313 308 204 2154 069

200 0748 1097 401 489 245 3280 067

300 0617 1122 484 699 282 4581 065

400 0525 1151 570 943 317 6038 064

500 0457 1185 656 1211 348 7630 063

600 0405 1214 742 1509 379 9361 062

700 0363 1239 827 1838 407 1121 061

800 0330 1264 915 2197 434 1318 060

900 0301 1290 1000 2580 459 1525 059

1000 0275 1306 1090 3034 484 1743 058

1100 0257 1323 1175 3455 507 1971 057

1200 0240 1340 1262 3924 530 2210 056

Таблица П9

Физические свойства сухого воздуха

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1293 1005 244 188 172 133 0707

100 0946 1009 321 336 219 231 0688

200 0746 1026 393 514 260 349 0680

300 0615 1047 460 718 297 483 0674

400 0524 1068 521 931 330 631 0678

500 0456 1093 574 1153 362 794 0687

600 0404 1114 622 1383 391 969 0699

700 0362 1135 671 1634 418 1154 0706

800 0329 1156 718 1888 443 1348 0713

900 0301 1172 763 2162 467 1551 0717

1000 0277 1185 807 2459 490 1771 0719

1100 0257 1197 850 2762 512 1993 0722

1200 0240 1210 915 3165 535 2337 0724

Таблица П10

Коэффициенты местных сопротивлений

Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления

Колено

угол

поворота 90deg 120deg 135deg 150deg

ξ 11 055 025 02

Отвод радиусом R угол

поворота 30deg 45deg 60deg 75deg 90deg 105deg 120deg

трубы диаметром D

RD = 15 ξ 008 011 014 016 0175 019 02

RD = 20 ξ 007 010 012 014 015 016 017

Вход в трубу

с острыми краями ξ =05

с закругленными ξ =02

Выход из трубы ξ =1

FminFmax 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09

Внезапное расширение ξ 1 081 064 049 036 025 016 009 004 001

Внезапное сужение ξ 05 047 043 038 033 03 025 02 015 009

Таблица П11

Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗ типа ЦН-15 мм (рис8)

Dц A d d1 d2 H h1 h2 h3 h4 h5 a б б1 l

100 820 60 40 105 492 200 232 60 212 32 66 20 29 90

150 1190 90 60 155 720 300 345 75 297 48 99 30 41 110

200 1560 120 60 160 918 400 458 60 354 48 132 40 52 120

250 1930 150 75 180 1149 500 574 75 444 60 165 50 65 150

300 2300 180 90 210 1377 600 687 90 531 72 198 60 78 180

350 2670 210 105 250 1605 700 800 105 618 84 231 70 91 210

400 3040 240 120 280 1833 800 913 120 705 96 264 80 104 240

450 3410 270 135 310 2031 900 1026 135 792 108 297 90 117 270

500 3780 300 150 325 2289 1000 1139 150 879 120 330 100 130 300

550 4150 330 165 350 2520 1100 1255 165 972 132 363 110 143 330

600 4520 360 180 365 2750 1200 1370 180 1060 144 396 120 156 360

650 4890 390 195 400 2980 1300 1485 195 1146 156 429 130 169 390

700 5260 420 210 410 3210 1400 1600 210 1235 168 462 140 182 420

750 5630 450 225 450 3435 1500 1710 225 1320 180 495 150 195 450

800 6000 480 240 470 3665 1600 1825 240 1405 192 528 160 208 480

Таблица П12

Габаритные размеры вентилятора дымоудаления (дымососа) м

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 29: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

ρw

ξ Iumlagrave2

Δatildeoacute

oumlouml

2

P

где ξц ndash коэффициент гидравлического сопротивления циклона

Полное гидравлическое сопротивление трубы-сушилки

IumlagraveΔΔΔΔΔΔΔΔΔ oumlPPPPPPPPP 7654321

По найденному полному сопротивлению ΔP и расходу сушильного

агента Lсг производится выбор тягодутьевого оборудования

Мощность тягодутьевой установки

ηρ

Acircograve3600

Δ

aumlatilde

ntildeatilde PLN

где ηд = 065 - КПД тягодутьевой установки

Размеры и конкретный тип дымососа (вентилятора дымоудаления)

выбираются по каталогу тягодутьевого оборудования (см электронное

учебное пособие laquoТепломассообменное оборудование предприятий

(сушильные установки)raquo или табл П12)

Таблица П1

Обозначения физических величин

принятые в настоящем учебно-методическом пособии

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Коэффициент избытка воздуха в топке αт

Коэффициент избытка воздуха в камере смешения αдоп

Объемный коэффициент теплообмена Вт(м3 degС) αv

Расход топлива кгч Bт

Концентрация частиц материала в трубе кгм3 βv

Теплоемкость топлива кДж(кг degС) стл

Теплоемкость сухих топочных газов кДж(кг degС) ссг

Теплоемкость воды кДж(кг degС) сw

Теплоемкость сухого материала кДж(кг degС) см

Теплоемкость водяного пара кДж(кг degС) сп

Влагосодержание наружного воздуха г влаги кг воздуха d о

Влагосодержание газов на выходе из топки г кг dт

Влагосодержание смеси на выходе из камеры смешения гкг dсм

Влагосодержание агента на входе в трубу-сушилку гкг d1

Влагосодержание агента в конце периода прогрева гкг d пр

Влагосодержание агента на выходе из трубы-сушилки гкг d2

Влагосодержание воздуха при φ=100 гкг dм

Среднее влагосодержание газов кгкг dср

Диаметр частиц материала данной фракции мм di

Минимальный диаметр частиц материала мм dч min

Средний диаметр частиц материала мм dч ср

Термовлажностное отношение кДжкг ∆

Производительность по абсолютно сухой массе кгч Gсух

Производительность по влажному материалу кгч G1

Производительность по готовой продукции кгч G2

Масса сухих продуктов сгорания кг дымовых газов кг топлива Gсг

Масса водяных паров кг водяных паров кг топлива Gп

Энтальпия наружного воздуха кДжкг воздуха Iо

Энтальпия газов на выходе из топки кДжкг Iт

Энтальпия смеси на выходе из камеры смешения кДжкг Iсм

Энтальпия агента на входе в трубу-сушилку кДжкг I1

Энтальпия агента в конце периода прогрева кДжкг Iпр

Энтальпия агента на выходе из трубы-сушилки кДжкг I2

Энтальпия пара при 0 degС кДжкг пара iо

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Энтальпия пара кДжкг iп

Энтальпия пара применяемого для дутья кДжкг iпprime

Начальная температура материала degС icirc

Температура смоченного термометра degС igrave

Конечная температура материала degС 2

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного

сгорания кг воздуха кг топлива Lо

Расход сушильного агента кгч Lсг

Расход присадочного воздуха кгч Lв

Расход топочных газов кгч Lт

Коэффициент теплопроводности газа Вт(м degС) λг

Коэффициент полезного действия топки ηт

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха n

Коэффициент кинематической вязкости газа м2с ν г

Низшая теплота сгорания топлива кДжкг Qri

Высшая теплота сгорания топлива кДжкг Qrs

Расход теплоты на прогрев влажного материала кВт Qпр

Удельные потери теплоты кДжкг влаги qокр

Средняя плотность газа кгм3 ρг

Средняя плотность материала кгм3 ρм

Средняя температура сушильного агента degС tср

Температурный напор в период прогрева degС ∆ tпр

Температура топлива degС tтл

Температура газов на выходе из топки degС tт

Температура смеси после камеры смешения degС tсм

Температура сушильного агента после прогрева degС tпр

Температура сушильного агента на выходе из трубы-сушилки degС t2

Начальное влагосодержание материала кг влаги кг сухого материала uо

Критическое влагосодержание материала кгкг uк

Конечное влагосодержание материала кгкг u2

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке мс wг

Скорость витания частиц материала мс wвит

Расход испаряемой влаги кгч М

Начальная относительная влажность материала Wо

Критическая влажность материала Wк

Конечная относительная влажность материала W2

Массовая доля отдельных фракций материала xi

Таблица П2

Исходные данные для расчета пневматической сушильной установки

в

ар

Материал ρ кгм3

См

кДж(кг оС)

Размер мм Влажность G2

тч

Дымовые газы Воздух

Топливо

топлива Схема

α топки доля фракции

Wо Wk W2 t1 t2 t о dо 05 03 02

1 Глина простая 2000 084 1 15 3 22 mdash 15 1 600 100 20 10 мазут 29 А mdash

2 Глина огнеупорная 1800 109 2 3 4 9 mdash 07 2 800 120 10 4 мазут 28 А mdash

3 Известняк 1870 092 05 1 12 5 mdash 01 80 800 110 20 12 уголь 11 Б 115

4 Мел 2000 088 01 03 05 51 mdash 24 20 540 270 10 6 уголь 9 Б 11

5 Песок речной 1500 092 1 15 2 10 mdash 05 75 900 120 20 12 уголь 5 Б 115

6 Руда магнитогорская 3000 078 1 25 4 6 mdash 05 12 730 120 25 12 мазут 28 А mdash

7 Руда марганцевая 3450 078 5 2 1 15 mdash 2 15 120 60 25 12 уголь 7 А mdash

8 Железный колчедан 3300 05 2 1 05 12 mdash 3 2 350 100 15 6 уголь 8 А mdash

9 Сернокислый аммоний 800 14 1 3 2 5 mdash 04 25 120 55 25 12 газ 31 Б 102

10 Сланцы (Лен обл) 1100 134 3 2 1 38 40 28 11 600 100 20 8 сланцы 21 А mdash

11 Уголь каменный 1400 13 1 2 5 9 35 06 12 800 120 25 12 уголь 3 А mdash

12 Уголь бурый (Подмоск) 800 113 2 2 1 47 40 38 16 500 160 20 8 уголь 6 Б 11

13 Торф фрезерный 245 176 2 1 3 48 42 38 12 550 140 10 4 торф 23 А mdash

14 Кузнецкий уголь 1300 11 4 1 2 12 35 07 13 350 88 20 8 уголь 2 А mdash

15 Антрацит штыб 730 109 4 3 1 14 40 5 15 400 120 20 12 уголь 10 А mdash

16 Шлам промывки угля 1200 12 02 05 2 50 40 1 5 750 120 15 6 уголь 1 А mdash

17 Опилки 250 25 4 2 1 45 43 35 13 300 100 20 10 древес 25 А mdash

18 Аммофос 1500 11 4 2 1 12 mdash 15 12 350 110 20 12 уголь 12 А mdash

19 Диаммофос 1700 12 4 2 1 4 mdash 1 14 200 90 10 4 мазут 29 Б 11

20 Суперфосфат 2390 12 1 05 2 22 mdash 3 10 750 80 20 8 мазут 28 А mdash

21 Преципитат 870 113 1 2 1 55 mdash 3 6 550 120 25 8 уголь 4 Б 12

22 Фтористый алюминий 900 15 05 1 03 50 mdash 5 12 750 250 25 12 мазут 28 Б 105

23 Соль поваренная 200 089 1 2 1 6 mdash 1 12 200 85 25 14 газ 32 Б 11

24 Сахарный песок(кукурузн) 600 123 2 1 2 14 mdash 8 14 90 40 20 12 газ 41 Б 101

25 Жом свекловичный 800 16 2 3 1 84 40 30 05 750 100 10 4 газ 39 А mdash

Таблица П3

Cостав и низшая теплота сгорания твердых и жидких топлив

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое топливо (угли)

1 Кузнецкий 120 132 04 586 42 19 97 22860

2 80 143 05 633 44 21 74 25250

3 60 141 06 725 34 17 17 27420

4 90 182 03 615 36 15 59 23570

5 70 146 05 702 30 17 30 25120

6 70 363 07 479 34 14 33 18760

7 70 326 03 519 33 16 33 19850

8 Аркагалинское 190 122 02 513 36 08 129 19090

9 Березовское 330 47 02 442 31 04 144 15660

10 Челябинский 170 324 09 359 26 100 102 13440

11 Подмосковный 321 306 25 243 19 04 82 8670

12 Печорский 55 284 09 555 36 17 44 22020

13 Интинский 115 274 25 458 31 15 82 17540

14 Кизеловский 60 348 53 455 34 08 42 18380

15 Минусинский 140 172 05 529 35 14 105 20100

16 Черемховское 130 270 10 462 34 07 87 17880

17 Букачачинское 80 101 06 672 47 08 86 26040

18 Никольское 60 182 04 596 42 11 105 22990

19 Партизанский 55 340 04 498 32 08 63 19470

20 Нерюнгри 100 198 02 600 31 06 63 22480

Окончание табл П3

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое (вторичное) топливо

21 Сланцы (Ленобласть) 110 482 220 301 387 025 438 7660

22 Сланцы (Эстония) 120 444 227 322 410 010 490 9000

23 Торф фрезерный 485 643 014 255 270 113 156 8120

24 Торф кусковой 458 731 011 268 281 117 160 9250

25 Древесные опилки 400 060 0 303 360 04 251 10200

26 Лигнин (ЛГЗ) 650 115 013 213 192 105 - 6410

27 Лигнин (ЗГЗ) 650 400 008 206 168 864 - 6120

Жидкое топливо (мазут)

28 Малосернистый 30 005 03 847 12 03 40280

29 Сернистый 30 01 14 838 11 05 39730

30 Высокосернистый 30 01 28 830 10 07 38770

Таблица П4

Cостав и теплота сгорания газообразных топлив

топ

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Природные газы

31 Уренгой-Надым-Пунга 987 012 001 lt 001 mdash mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35500 0724

32 Уренгой-Ужгород 989 012 001 001 mdash mdash mdash lt 006 090 mdash mdash mdash 35590 0724

33 Уренгой-Новопсков 989 013 001 lt 001 mdash mdash mdash 008 087 mdash mdash mdash 35590 0723

34 Уренгой-Сургут-Челябинск 982 029 02 009 004 mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35800 0729

35 Надым-Пунга-Свердловск 987 016 008 001 mdash mdash mdash 008 100 mdash mdash mdash 35590 0725

36 ННовгород-Иваново 990 025 004 002 mdash mdash mdash 010 060 mdash mdash mdash 35750 0725

37 Бухара-Урал 942 30 089 039 017 013 mdash 028 090 mdash mdash mdash 37560 0771

38 Средняя Азия-Центр 941 28 073 030 007 002 mdash 100 100 mdash mdash mdash 36760 0771

39 Саратов-Москва 903 28 11 075 034 020 mdash 032 420 mdash mdash mdash 37010 0807

40 Мострансгаз (кольцо) 966 14 04 018 007 003 mdash 015 120 mdash mdash mdash 36300 0747

41 Оренбург-Александров Гай 864 39 172 087 030 007 mdash 001 670 mdash mdash mdash 36800 0828

Попутные газы

42 Каменный Лог-Пермь 387 226 107 27 07 mdash mdash mdash 2380 mdash 080 mdash 42370 1196

43 Ярино-Пермь 380 251 125 33 13 mdash mdash mdash 1870 mdash 110 mdash 46890 1196

44 Кулешовка-Самара 580 172 74 20 05 mdash mdash 080 1360 mdash 050 mdash 41740 1052

45 Безенчук-Чапаевск 427 196 126 51 13 mdash mdash 100 1690 mdash 080 mdash 46980 1196

46 Барса-Гельмес-Вышка 939 34 13 07 02 mdash mdash 040 010 mdash mdash mdash 38100 0778

47 Вход в Краснодар Крымск 912 39 2 09 02 mdash mdash 180 mdash mdash mdash mdash 38270 0810

48 Вознесенская-Грозный 767 132 54 25 22 mdash mdash mdash mdash mdash mdash 47020 0971

49 Тэбук-Сосновка 482 182 119 33 1 mdash mdash 090 1650 mdash mdash mdash 45130 1164

50 Туймазы-Уфа 500 220 98 12 04 mdash mdash mdash 1660 mdash mdash mdash 43040 1095

51 Шкапово-Туймазы 441 220 52 14 03 mdash mdash mdash 2700 mdash mdash mdash 36630 1095

52 Казань-Бугульма 536 228 61 09 02 mdash mdash 020 1580 mdash mdash mdash 40610 1046

Окончание табл П4

т

оп

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Промышленные газы

53 Газ доменных печей 03 mdash mdash mdash mdash mdash 280 105 585 mdash mdash 27 3940 1293

54 Газ коксовых печей 250 20 mdash mdash mdash mdash 700 30 40 10 mdash 580 18000 0468

55 Газ генераторный 19 mdash mdash mdash mdash mdash 203 98 562 02 mdash 109 6200 1121

56 Газ генераторный (из древес) 65 mdash mdash mdash mdash mdash 290 65 469 02 mdash 140 6500 1130

57 Газ пиролиза нефти 410 mdash mdash mdash mdash 430 080 05 02 mdash mdash 140 47500 1100

Примечания

1) Теплоемкость твердого топлива

стл = 0012 Wr + стлcух (1 ndash 001 Wr) кДж(кг degС)

где стлcух ndash теплоемкость сухой массы топлива для бурых углей ndash 113 кДж(кг degС)

для каменных углей - 109 кДж(кг degС) для углей - 092 кДж(кг degС)

Теплоемкость мазута

смаз = 174 + 00025 tмаз кДж(кгdegС) где tмаз = 90divide130degС

Расход пара на форсунки Wп = 03 + 035 кг пара кг топлива при Рнас = 06divide15 МПа

2) Теплоемкость газообразного топлива

010cVntilde iiatildeagraveccedil

где Vi - объем составляющих газообразного топлива

ci- теплоемкость составляющих газообразного топлива кДж(м3 оС)

4NtildeIacutentilde = 157 62IacuteCntilde = 278

83IacuteCntilde = 314 104IacuteCntilde = 424

125IacuteCntilde = 527 146IacuteCntilde = 630 NtildeIcircntilde = 130

2NtildeIcircntilde = 159 2Nntilde = 129

2Icircntilde = 130 S2Iacutec = 152 2Iacutentilde = 128

Таблица П5

Соотношение между единицами давления

Величина Па бар тех атм мм рт ст мм водст

1 Нм2=1 Па 1 10-5 10210-5 7510-3 0102

1 бар 105 1 102 750 102middot104

1 техатм=1кгссм2 981middot10-4 0981 1 7356 104

1 мм ртст 1333 133310-5 13610-3 1 136

1 мм водст=1кгсм 981 98110-5 10-4 735610-2 1

Таблица П6

Теплоемкость и плотность горючих газов

Газ Формула Плотность кгм3 Теплоемкость

кДж(м3 degС)

Метан СН4 0717 155

Этан С2Н6 1342 221

Пропан СзН8 1976 305

Бутан С4Н10 2598 413

Пентан С5Н12 3219 513

Гексан СбН14 384 615

Окись углерода СО 125 129

Углекислый газ СО 2 198 16

Азот N2 125 129

Кислород О2 143 13

Сероводород H2S 1539 151

Водород Н2 009 128

Таблица П7

Напряжение топочного объема для сушильных установок

Топливо qv кВтм3

Доменный газ 230-350

Генераторный газ 230-290

Природный газ 350-460

Мазут 230-350

Торф дрова 230-290

Каменные угли 290-350

Таблица П8

Физические свойства дымовых газов

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па 2NtildeIcircETH = 013 IcircIacute 2

ETH = 011 2NETH = 076

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1295 1042 228 169 158 1220 072

100 0950 1068 313 308 204 2154 069

200 0748 1097 401 489 245 3280 067

300 0617 1122 484 699 282 4581 065

400 0525 1151 570 943 317 6038 064

500 0457 1185 656 1211 348 7630 063

600 0405 1214 742 1509 379 9361 062

700 0363 1239 827 1838 407 1121 061

800 0330 1264 915 2197 434 1318 060

900 0301 1290 1000 2580 459 1525 059

1000 0275 1306 1090 3034 484 1743 058

1100 0257 1323 1175 3455 507 1971 057

1200 0240 1340 1262 3924 530 2210 056

Таблица П9

Физические свойства сухого воздуха

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1293 1005 244 188 172 133 0707

100 0946 1009 321 336 219 231 0688

200 0746 1026 393 514 260 349 0680

300 0615 1047 460 718 297 483 0674

400 0524 1068 521 931 330 631 0678

500 0456 1093 574 1153 362 794 0687

600 0404 1114 622 1383 391 969 0699

700 0362 1135 671 1634 418 1154 0706

800 0329 1156 718 1888 443 1348 0713

900 0301 1172 763 2162 467 1551 0717

1000 0277 1185 807 2459 490 1771 0719

1100 0257 1197 850 2762 512 1993 0722

1200 0240 1210 915 3165 535 2337 0724

Таблица П10

Коэффициенты местных сопротивлений

Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления

Колено

угол

поворота 90deg 120deg 135deg 150deg

ξ 11 055 025 02

Отвод радиусом R угол

поворота 30deg 45deg 60deg 75deg 90deg 105deg 120deg

трубы диаметром D

RD = 15 ξ 008 011 014 016 0175 019 02

RD = 20 ξ 007 010 012 014 015 016 017

Вход в трубу

с острыми краями ξ =05

с закругленными ξ =02

Выход из трубы ξ =1

FminFmax 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09

Внезапное расширение ξ 1 081 064 049 036 025 016 009 004 001

Внезапное сужение ξ 05 047 043 038 033 03 025 02 015 009

Таблица П11

Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗ типа ЦН-15 мм (рис8)

Dц A d d1 d2 H h1 h2 h3 h4 h5 a б б1 l

100 820 60 40 105 492 200 232 60 212 32 66 20 29 90

150 1190 90 60 155 720 300 345 75 297 48 99 30 41 110

200 1560 120 60 160 918 400 458 60 354 48 132 40 52 120

250 1930 150 75 180 1149 500 574 75 444 60 165 50 65 150

300 2300 180 90 210 1377 600 687 90 531 72 198 60 78 180

350 2670 210 105 250 1605 700 800 105 618 84 231 70 91 210

400 3040 240 120 280 1833 800 913 120 705 96 264 80 104 240

450 3410 270 135 310 2031 900 1026 135 792 108 297 90 117 270

500 3780 300 150 325 2289 1000 1139 150 879 120 330 100 130 300

550 4150 330 165 350 2520 1100 1255 165 972 132 363 110 143 330

600 4520 360 180 365 2750 1200 1370 180 1060 144 396 120 156 360

650 4890 390 195 400 2980 1300 1485 195 1146 156 429 130 169 390

700 5260 420 210 410 3210 1400 1600 210 1235 168 462 140 182 420

750 5630 450 225 450 3435 1500 1710 225 1320 180 495 150 195 450

800 6000 480 240 470 3665 1600 1825 240 1405 192 528 160 208 480

Таблица П12

Габаритные размеры вентилятора дымоудаления (дымососа) м

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 30: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

Таблица П1

Обозначения физических величин

принятые в настоящем учебно-методическом пособии

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Коэффициент избытка воздуха в топке αт

Коэффициент избытка воздуха в камере смешения αдоп

Объемный коэффициент теплообмена Вт(м3 degС) αv

Расход топлива кгч Bт

Концентрация частиц материала в трубе кгм3 βv

Теплоемкость топлива кДж(кг degС) стл

Теплоемкость сухих топочных газов кДж(кг degС) ссг

Теплоемкость воды кДж(кг degС) сw

Теплоемкость сухого материала кДж(кг degС) см

Теплоемкость водяного пара кДж(кг degС) сп

Влагосодержание наружного воздуха г влаги кг воздуха d о

Влагосодержание газов на выходе из топки г кг dт

Влагосодержание смеси на выходе из камеры смешения гкг dсм

Влагосодержание агента на входе в трубу-сушилку гкг d1

Влагосодержание агента в конце периода прогрева гкг d пр

Влагосодержание агента на выходе из трубы-сушилки гкг d2

Влагосодержание воздуха при φ=100 гкг dм

Среднее влагосодержание газов кгкг dср

Диаметр частиц материала данной фракции мм di

Минимальный диаметр частиц материала мм dч min

Средний диаметр частиц материала мм dч ср

Термовлажностное отношение кДжкг ∆

Производительность по абсолютно сухой массе кгч Gсух

Производительность по влажному материалу кгч G1

Производительность по готовой продукции кгч G2

Масса сухих продуктов сгорания кг дымовых газов кг топлива Gсг

Масса водяных паров кг водяных паров кг топлива Gп

Энтальпия наружного воздуха кДжкг воздуха Iо

Энтальпия газов на выходе из топки кДжкг Iт

Энтальпия смеси на выходе из камеры смешения кДжкг Iсм

Энтальпия агента на входе в трубу-сушилку кДжкг I1

Энтальпия агента в конце периода прогрева кДжкг Iпр

Энтальпия агента на выходе из трубы-сушилки кДжкг I2

Энтальпия пара при 0 degС кДжкг пара iо

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Энтальпия пара кДжкг iп

Энтальпия пара применяемого для дутья кДжкг iпprime

Начальная температура материала degС icirc

Температура смоченного термометра degС igrave

Конечная температура материала degС 2

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного

сгорания кг воздуха кг топлива Lо

Расход сушильного агента кгч Lсг

Расход присадочного воздуха кгч Lв

Расход топочных газов кгч Lт

Коэффициент теплопроводности газа Вт(м degС) λг

Коэффициент полезного действия топки ηт

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха n

Коэффициент кинематической вязкости газа м2с ν г

Низшая теплота сгорания топлива кДжкг Qri

Высшая теплота сгорания топлива кДжкг Qrs

Расход теплоты на прогрев влажного материала кВт Qпр

Удельные потери теплоты кДжкг влаги qокр

Средняя плотность газа кгм3 ρг

Средняя плотность материала кгм3 ρм

Средняя температура сушильного агента degС tср

Температурный напор в период прогрева degС ∆ tпр

Температура топлива degС tтл

Температура газов на выходе из топки degС tт

Температура смеси после камеры смешения degС tсм

Температура сушильного агента после прогрева degС tпр

Температура сушильного агента на выходе из трубы-сушилки degС t2

Начальное влагосодержание материала кг влаги кг сухого материала uо

Критическое влагосодержание материала кгкг uк

Конечное влагосодержание материала кгкг u2

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке мс wг

Скорость витания частиц материала мс wвит

Расход испаряемой влаги кгч М

Начальная относительная влажность материала Wо

Критическая влажность материала Wк

Конечная относительная влажность материала W2

Массовая доля отдельных фракций материала xi

Таблица П2

Исходные данные для расчета пневматической сушильной установки

в

ар

Материал ρ кгм3

См

кДж(кг оС)

Размер мм Влажность G2

тч

Дымовые газы Воздух

Топливо

топлива Схема

α топки доля фракции

Wо Wk W2 t1 t2 t о dо 05 03 02

1 Глина простая 2000 084 1 15 3 22 mdash 15 1 600 100 20 10 мазут 29 А mdash

2 Глина огнеупорная 1800 109 2 3 4 9 mdash 07 2 800 120 10 4 мазут 28 А mdash

3 Известняк 1870 092 05 1 12 5 mdash 01 80 800 110 20 12 уголь 11 Б 115

4 Мел 2000 088 01 03 05 51 mdash 24 20 540 270 10 6 уголь 9 Б 11

5 Песок речной 1500 092 1 15 2 10 mdash 05 75 900 120 20 12 уголь 5 Б 115

6 Руда магнитогорская 3000 078 1 25 4 6 mdash 05 12 730 120 25 12 мазут 28 А mdash

7 Руда марганцевая 3450 078 5 2 1 15 mdash 2 15 120 60 25 12 уголь 7 А mdash

8 Железный колчедан 3300 05 2 1 05 12 mdash 3 2 350 100 15 6 уголь 8 А mdash

9 Сернокислый аммоний 800 14 1 3 2 5 mdash 04 25 120 55 25 12 газ 31 Б 102

10 Сланцы (Лен обл) 1100 134 3 2 1 38 40 28 11 600 100 20 8 сланцы 21 А mdash

11 Уголь каменный 1400 13 1 2 5 9 35 06 12 800 120 25 12 уголь 3 А mdash

12 Уголь бурый (Подмоск) 800 113 2 2 1 47 40 38 16 500 160 20 8 уголь 6 Б 11

13 Торф фрезерный 245 176 2 1 3 48 42 38 12 550 140 10 4 торф 23 А mdash

14 Кузнецкий уголь 1300 11 4 1 2 12 35 07 13 350 88 20 8 уголь 2 А mdash

15 Антрацит штыб 730 109 4 3 1 14 40 5 15 400 120 20 12 уголь 10 А mdash

16 Шлам промывки угля 1200 12 02 05 2 50 40 1 5 750 120 15 6 уголь 1 А mdash

17 Опилки 250 25 4 2 1 45 43 35 13 300 100 20 10 древес 25 А mdash

18 Аммофос 1500 11 4 2 1 12 mdash 15 12 350 110 20 12 уголь 12 А mdash

19 Диаммофос 1700 12 4 2 1 4 mdash 1 14 200 90 10 4 мазут 29 Б 11

20 Суперфосфат 2390 12 1 05 2 22 mdash 3 10 750 80 20 8 мазут 28 А mdash

21 Преципитат 870 113 1 2 1 55 mdash 3 6 550 120 25 8 уголь 4 Б 12

22 Фтористый алюминий 900 15 05 1 03 50 mdash 5 12 750 250 25 12 мазут 28 Б 105

23 Соль поваренная 200 089 1 2 1 6 mdash 1 12 200 85 25 14 газ 32 Б 11

24 Сахарный песок(кукурузн) 600 123 2 1 2 14 mdash 8 14 90 40 20 12 газ 41 Б 101

25 Жом свекловичный 800 16 2 3 1 84 40 30 05 750 100 10 4 газ 39 А mdash

Таблица П3

Cостав и низшая теплота сгорания твердых и жидких топлив

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое топливо (угли)

1 Кузнецкий 120 132 04 586 42 19 97 22860

2 80 143 05 633 44 21 74 25250

3 60 141 06 725 34 17 17 27420

4 90 182 03 615 36 15 59 23570

5 70 146 05 702 30 17 30 25120

6 70 363 07 479 34 14 33 18760

7 70 326 03 519 33 16 33 19850

8 Аркагалинское 190 122 02 513 36 08 129 19090

9 Березовское 330 47 02 442 31 04 144 15660

10 Челябинский 170 324 09 359 26 100 102 13440

11 Подмосковный 321 306 25 243 19 04 82 8670

12 Печорский 55 284 09 555 36 17 44 22020

13 Интинский 115 274 25 458 31 15 82 17540

14 Кизеловский 60 348 53 455 34 08 42 18380

15 Минусинский 140 172 05 529 35 14 105 20100

16 Черемховское 130 270 10 462 34 07 87 17880

17 Букачачинское 80 101 06 672 47 08 86 26040

18 Никольское 60 182 04 596 42 11 105 22990

19 Партизанский 55 340 04 498 32 08 63 19470

20 Нерюнгри 100 198 02 600 31 06 63 22480

Окончание табл П3

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое (вторичное) топливо

21 Сланцы (Ленобласть) 110 482 220 301 387 025 438 7660

22 Сланцы (Эстония) 120 444 227 322 410 010 490 9000

23 Торф фрезерный 485 643 014 255 270 113 156 8120

24 Торф кусковой 458 731 011 268 281 117 160 9250

25 Древесные опилки 400 060 0 303 360 04 251 10200

26 Лигнин (ЛГЗ) 650 115 013 213 192 105 - 6410

27 Лигнин (ЗГЗ) 650 400 008 206 168 864 - 6120

Жидкое топливо (мазут)

28 Малосернистый 30 005 03 847 12 03 40280

29 Сернистый 30 01 14 838 11 05 39730

30 Высокосернистый 30 01 28 830 10 07 38770

Таблица П4

Cостав и теплота сгорания газообразных топлив

топ

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Природные газы

31 Уренгой-Надым-Пунга 987 012 001 lt 001 mdash mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35500 0724

32 Уренгой-Ужгород 989 012 001 001 mdash mdash mdash lt 006 090 mdash mdash mdash 35590 0724

33 Уренгой-Новопсков 989 013 001 lt 001 mdash mdash mdash 008 087 mdash mdash mdash 35590 0723

34 Уренгой-Сургут-Челябинск 982 029 02 009 004 mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35800 0729

35 Надым-Пунга-Свердловск 987 016 008 001 mdash mdash mdash 008 100 mdash mdash mdash 35590 0725

36 ННовгород-Иваново 990 025 004 002 mdash mdash mdash 010 060 mdash mdash mdash 35750 0725

37 Бухара-Урал 942 30 089 039 017 013 mdash 028 090 mdash mdash mdash 37560 0771

38 Средняя Азия-Центр 941 28 073 030 007 002 mdash 100 100 mdash mdash mdash 36760 0771

39 Саратов-Москва 903 28 11 075 034 020 mdash 032 420 mdash mdash mdash 37010 0807

40 Мострансгаз (кольцо) 966 14 04 018 007 003 mdash 015 120 mdash mdash mdash 36300 0747

41 Оренбург-Александров Гай 864 39 172 087 030 007 mdash 001 670 mdash mdash mdash 36800 0828

Попутные газы

42 Каменный Лог-Пермь 387 226 107 27 07 mdash mdash mdash 2380 mdash 080 mdash 42370 1196

43 Ярино-Пермь 380 251 125 33 13 mdash mdash mdash 1870 mdash 110 mdash 46890 1196

44 Кулешовка-Самара 580 172 74 20 05 mdash mdash 080 1360 mdash 050 mdash 41740 1052

45 Безенчук-Чапаевск 427 196 126 51 13 mdash mdash 100 1690 mdash 080 mdash 46980 1196

46 Барса-Гельмес-Вышка 939 34 13 07 02 mdash mdash 040 010 mdash mdash mdash 38100 0778

47 Вход в Краснодар Крымск 912 39 2 09 02 mdash mdash 180 mdash mdash mdash mdash 38270 0810

48 Вознесенская-Грозный 767 132 54 25 22 mdash mdash mdash mdash mdash mdash 47020 0971

49 Тэбук-Сосновка 482 182 119 33 1 mdash mdash 090 1650 mdash mdash mdash 45130 1164

50 Туймазы-Уфа 500 220 98 12 04 mdash mdash mdash 1660 mdash mdash mdash 43040 1095

51 Шкапово-Туймазы 441 220 52 14 03 mdash mdash mdash 2700 mdash mdash mdash 36630 1095

52 Казань-Бугульма 536 228 61 09 02 mdash mdash 020 1580 mdash mdash mdash 40610 1046

Окончание табл П4

т

оп

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Промышленные газы

53 Газ доменных печей 03 mdash mdash mdash mdash mdash 280 105 585 mdash mdash 27 3940 1293

54 Газ коксовых печей 250 20 mdash mdash mdash mdash 700 30 40 10 mdash 580 18000 0468

55 Газ генераторный 19 mdash mdash mdash mdash mdash 203 98 562 02 mdash 109 6200 1121

56 Газ генераторный (из древес) 65 mdash mdash mdash mdash mdash 290 65 469 02 mdash 140 6500 1130

57 Газ пиролиза нефти 410 mdash mdash mdash mdash 430 080 05 02 mdash mdash 140 47500 1100

Примечания

1) Теплоемкость твердого топлива

стл = 0012 Wr + стлcух (1 ndash 001 Wr) кДж(кг degС)

где стлcух ndash теплоемкость сухой массы топлива для бурых углей ndash 113 кДж(кг degС)

для каменных углей - 109 кДж(кг degС) для углей - 092 кДж(кг degС)

Теплоемкость мазута

смаз = 174 + 00025 tмаз кДж(кгdegС) где tмаз = 90divide130degС

Расход пара на форсунки Wп = 03 + 035 кг пара кг топлива при Рнас = 06divide15 МПа

2) Теплоемкость газообразного топлива

010cVntilde iiatildeagraveccedil

где Vi - объем составляющих газообразного топлива

ci- теплоемкость составляющих газообразного топлива кДж(м3 оС)

4NtildeIacutentilde = 157 62IacuteCntilde = 278

83IacuteCntilde = 314 104IacuteCntilde = 424

125IacuteCntilde = 527 146IacuteCntilde = 630 NtildeIcircntilde = 130

2NtildeIcircntilde = 159 2Nntilde = 129

2Icircntilde = 130 S2Iacutec = 152 2Iacutentilde = 128

Таблица П5

Соотношение между единицами давления

Величина Па бар тех атм мм рт ст мм водст

1 Нм2=1 Па 1 10-5 10210-5 7510-3 0102

1 бар 105 1 102 750 102middot104

1 техатм=1кгссм2 981middot10-4 0981 1 7356 104

1 мм ртст 1333 133310-5 13610-3 1 136

1 мм водст=1кгсм 981 98110-5 10-4 735610-2 1

Таблица П6

Теплоемкость и плотность горючих газов

Газ Формула Плотность кгм3 Теплоемкость

кДж(м3 degС)

Метан СН4 0717 155

Этан С2Н6 1342 221

Пропан СзН8 1976 305

Бутан С4Н10 2598 413

Пентан С5Н12 3219 513

Гексан СбН14 384 615

Окись углерода СО 125 129

Углекислый газ СО 2 198 16

Азот N2 125 129

Кислород О2 143 13

Сероводород H2S 1539 151

Водород Н2 009 128

Таблица П7

Напряжение топочного объема для сушильных установок

Топливо qv кВтм3

Доменный газ 230-350

Генераторный газ 230-290

Природный газ 350-460

Мазут 230-350

Торф дрова 230-290

Каменные угли 290-350

Таблица П8

Физические свойства дымовых газов

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па 2NtildeIcircETH = 013 IcircIacute 2

ETH = 011 2NETH = 076

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1295 1042 228 169 158 1220 072

100 0950 1068 313 308 204 2154 069

200 0748 1097 401 489 245 3280 067

300 0617 1122 484 699 282 4581 065

400 0525 1151 570 943 317 6038 064

500 0457 1185 656 1211 348 7630 063

600 0405 1214 742 1509 379 9361 062

700 0363 1239 827 1838 407 1121 061

800 0330 1264 915 2197 434 1318 060

900 0301 1290 1000 2580 459 1525 059

1000 0275 1306 1090 3034 484 1743 058

1100 0257 1323 1175 3455 507 1971 057

1200 0240 1340 1262 3924 530 2210 056

Таблица П9

Физические свойства сухого воздуха

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1293 1005 244 188 172 133 0707

100 0946 1009 321 336 219 231 0688

200 0746 1026 393 514 260 349 0680

300 0615 1047 460 718 297 483 0674

400 0524 1068 521 931 330 631 0678

500 0456 1093 574 1153 362 794 0687

600 0404 1114 622 1383 391 969 0699

700 0362 1135 671 1634 418 1154 0706

800 0329 1156 718 1888 443 1348 0713

900 0301 1172 763 2162 467 1551 0717

1000 0277 1185 807 2459 490 1771 0719

1100 0257 1197 850 2762 512 1993 0722

1200 0240 1210 915 3165 535 2337 0724

Таблица П10

Коэффициенты местных сопротивлений

Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления

Колено

угол

поворота 90deg 120deg 135deg 150deg

ξ 11 055 025 02

Отвод радиусом R угол

поворота 30deg 45deg 60deg 75deg 90deg 105deg 120deg

трубы диаметром D

RD = 15 ξ 008 011 014 016 0175 019 02

RD = 20 ξ 007 010 012 014 015 016 017

Вход в трубу

с острыми краями ξ =05

с закругленными ξ =02

Выход из трубы ξ =1

FminFmax 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09

Внезапное расширение ξ 1 081 064 049 036 025 016 009 004 001

Внезапное сужение ξ 05 047 043 038 033 03 025 02 015 009

Таблица П11

Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗ типа ЦН-15 мм (рис8)

Dц A d d1 d2 H h1 h2 h3 h4 h5 a б б1 l

100 820 60 40 105 492 200 232 60 212 32 66 20 29 90

150 1190 90 60 155 720 300 345 75 297 48 99 30 41 110

200 1560 120 60 160 918 400 458 60 354 48 132 40 52 120

250 1930 150 75 180 1149 500 574 75 444 60 165 50 65 150

300 2300 180 90 210 1377 600 687 90 531 72 198 60 78 180

350 2670 210 105 250 1605 700 800 105 618 84 231 70 91 210

400 3040 240 120 280 1833 800 913 120 705 96 264 80 104 240

450 3410 270 135 310 2031 900 1026 135 792 108 297 90 117 270

500 3780 300 150 325 2289 1000 1139 150 879 120 330 100 130 300

550 4150 330 165 350 2520 1100 1255 165 972 132 363 110 143 330

600 4520 360 180 365 2750 1200 1370 180 1060 144 396 120 156 360

650 4890 390 195 400 2980 1300 1485 195 1146 156 429 130 169 390

700 5260 420 210 410 3210 1400 1600 210 1235 168 462 140 182 420

750 5630 450 225 450 3435 1500 1710 225 1320 180 495 150 195 450

800 6000 480 240 470 3665 1600 1825 240 1405 192 528 160 208 480

Таблица П12

Габаритные размеры вентилятора дымоудаления (дымососа) м

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 31: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

Наименование физической величины и ее размерность Обозначение

Энтальпия пара кДжкг iп

Энтальпия пара применяемого для дутья кДжкг iпprime

Начальная температура материала degС icirc

Температура смоченного термометра degС igrave

Конечная температура материала degС 2

Теоретическое количество воздуха необходимое для полного

сгорания кг воздуха кг топлива Lо

Расход сушильного агента кгч Lсг

Расход присадочного воздуха кгч Lв

Расход топочных газов кгч Lт

Коэффициент теплопроводности газа Вт(м degС) λг

Коэффициент полезного действия топки ηт

Кратность смешения продуктов сгорания и присадочного воздуха n

Коэффициент кинематической вязкости газа м2с ν г

Низшая теплота сгорания топлива кДжкг Qri

Высшая теплота сгорания топлива кДжкг Qrs

Расход теплоты на прогрев влажного материала кВт Qпр

Удельные потери теплоты кДжкг влаги qокр

Средняя плотность газа кгм3 ρг

Средняя плотность материала кгм3 ρм

Средняя температура сушильного агента degС tср

Температурный напор в период прогрева degС ∆ tпр

Температура топлива degС tтл

Температура газов на выходе из топки degС tт

Температура смеси после камеры смешения degС tсм

Температура сушильного агента после прогрева degС tпр

Температура сушильного агента на выходе из трубы-сушилки degС t2

Начальное влагосодержание материала кг влаги кг сухого материала uо

Критическое влагосодержание материала кгкг uк

Конечное влагосодержание материала кгкг u2

Скорость сушильного агента в трубе-сушилке мс wг

Скорость витания частиц материала мс wвит

Расход испаряемой влаги кгч М

Начальная относительная влажность материала Wо

Критическая влажность материала Wк

Конечная относительная влажность материала W2

Массовая доля отдельных фракций материала xi

Таблица П2

Исходные данные для расчета пневматической сушильной установки

в

ар

Материал ρ кгм3

См

кДж(кг оС)

Размер мм Влажность G2

тч

Дымовые газы Воздух

Топливо

топлива Схема

α топки доля фракции

Wо Wk W2 t1 t2 t о dо 05 03 02

1 Глина простая 2000 084 1 15 3 22 mdash 15 1 600 100 20 10 мазут 29 А mdash

2 Глина огнеупорная 1800 109 2 3 4 9 mdash 07 2 800 120 10 4 мазут 28 А mdash

3 Известняк 1870 092 05 1 12 5 mdash 01 80 800 110 20 12 уголь 11 Б 115

4 Мел 2000 088 01 03 05 51 mdash 24 20 540 270 10 6 уголь 9 Б 11

5 Песок речной 1500 092 1 15 2 10 mdash 05 75 900 120 20 12 уголь 5 Б 115

6 Руда магнитогорская 3000 078 1 25 4 6 mdash 05 12 730 120 25 12 мазут 28 А mdash

7 Руда марганцевая 3450 078 5 2 1 15 mdash 2 15 120 60 25 12 уголь 7 А mdash

8 Железный колчедан 3300 05 2 1 05 12 mdash 3 2 350 100 15 6 уголь 8 А mdash

9 Сернокислый аммоний 800 14 1 3 2 5 mdash 04 25 120 55 25 12 газ 31 Б 102

10 Сланцы (Лен обл) 1100 134 3 2 1 38 40 28 11 600 100 20 8 сланцы 21 А mdash

11 Уголь каменный 1400 13 1 2 5 9 35 06 12 800 120 25 12 уголь 3 А mdash

12 Уголь бурый (Подмоск) 800 113 2 2 1 47 40 38 16 500 160 20 8 уголь 6 Б 11

13 Торф фрезерный 245 176 2 1 3 48 42 38 12 550 140 10 4 торф 23 А mdash

14 Кузнецкий уголь 1300 11 4 1 2 12 35 07 13 350 88 20 8 уголь 2 А mdash

15 Антрацит штыб 730 109 4 3 1 14 40 5 15 400 120 20 12 уголь 10 А mdash

16 Шлам промывки угля 1200 12 02 05 2 50 40 1 5 750 120 15 6 уголь 1 А mdash

17 Опилки 250 25 4 2 1 45 43 35 13 300 100 20 10 древес 25 А mdash

18 Аммофос 1500 11 4 2 1 12 mdash 15 12 350 110 20 12 уголь 12 А mdash

19 Диаммофос 1700 12 4 2 1 4 mdash 1 14 200 90 10 4 мазут 29 Б 11

20 Суперфосфат 2390 12 1 05 2 22 mdash 3 10 750 80 20 8 мазут 28 А mdash

21 Преципитат 870 113 1 2 1 55 mdash 3 6 550 120 25 8 уголь 4 Б 12

22 Фтористый алюминий 900 15 05 1 03 50 mdash 5 12 750 250 25 12 мазут 28 Б 105

23 Соль поваренная 200 089 1 2 1 6 mdash 1 12 200 85 25 14 газ 32 Б 11

24 Сахарный песок(кукурузн) 600 123 2 1 2 14 mdash 8 14 90 40 20 12 газ 41 Б 101

25 Жом свекловичный 800 16 2 3 1 84 40 30 05 750 100 10 4 газ 39 А mdash

Таблица П3

Cостав и низшая теплота сгорания твердых и жидких топлив

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое топливо (угли)

1 Кузнецкий 120 132 04 586 42 19 97 22860

2 80 143 05 633 44 21 74 25250

3 60 141 06 725 34 17 17 27420

4 90 182 03 615 36 15 59 23570

5 70 146 05 702 30 17 30 25120

6 70 363 07 479 34 14 33 18760

7 70 326 03 519 33 16 33 19850

8 Аркагалинское 190 122 02 513 36 08 129 19090

9 Березовское 330 47 02 442 31 04 144 15660

10 Челябинский 170 324 09 359 26 100 102 13440

11 Подмосковный 321 306 25 243 19 04 82 8670

12 Печорский 55 284 09 555 36 17 44 22020

13 Интинский 115 274 25 458 31 15 82 17540

14 Кизеловский 60 348 53 455 34 08 42 18380

15 Минусинский 140 172 05 529 35 14 105 20100

16 Черемховское 130 270 10 462 34 07 87 17880

17 Букачачинское 80 101 06 672 47 08 86 26040

18 Никольское 60 182 04 596 42 11 105 22990

19 Партизанский 55 340 04 498 32 08 63 19470

20 Нерюнгри 100 198 02 600 31 06 63 22480

Окончание табл П3

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое (вторичное) топливо

21 Сланцы (Ленобласть) 110 482 220 301 387 025 438 7660

22 Сланцы (Эстония) 120 444 227 322 410 010 490 9000

23 Торф фрезерный 485 643 014 255 270 113 156 8120

24 Торф кусковой 458 731 011 268 281 117 160 9250

25 Древесные опилки 400 060 0 303 360 04 251 10200

26 Лигнин (ЛГЗ) 650 115 013 213 192 105 - 6410

27 Лигнин (ЗГЗ) 650 400 008 206 168 864 - 6120

Жидкое топливо (мазут)

28 Малосернистый 30 005 03 847 12 03 40280

29 Сернистый 30 01 14 838 11 05 39730

30 Высокосернистый 30 01 28 830 10 07 38770

Таблица П4

Cостав и теплота сгорания газообразных топлив

топ

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Природные газы

31 Уренгой-Надым-Пунга 987 012 001 lt 001 mdash mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35500 0724

32 Уренгой-Ужгород 989 012 001 001 mdash mdash mdash lt 006 090 mdash mdash mdash 35590 0724

33 Уренгой-Новопсков 989 013 001 lt 001 mdash mdash mdash 008 087 mdash mdash mdash 35590 0723

34 Уренгой-Сургут-Челябинск 982 029 02 009 004 mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35800 0729

35 Надым-Пунга-Свердловск 987 016 008 001 mdash mdash mdash 008 100 mdash mdash mdash 35590 0725

36 ННовгород-Иваново 990 025 004 002 mdash mdash mdash 010 060 mdash mdash mdash 35750 0725

37 Бухара-Урал 942 30 089 039 017 013 mdash 028 090 mdash mdash mdash 37560 0771

38 Средняя Азия-Центр 941 28 073 030 007 002 mdash 100 100 mdash mdash mdash 36760 0771

39 Саратов-Москва 903 28 11 075 034 020 mdash 032 420 mdash mdash mdash 37010 0807

40 Мострансгаз (кольцо) 966 14 04 018 007 003 mdash 015 120 mdash mdash mdash 36300 0747

41 Оренбург-Александров Гай 864 39 172 087 030 007 mdash 001 670 mdash mdash mdash 36800 0828

Попутные газы

42 Каменный Лог-Пермь 387 226 107 27 07 mdash mdash mdash 2380 mdash 080 mdash 42370 1196

43 Ярино-Пермь 380 251 125 33 13 mdash mdash mdash 1870 mdash 110 mdash 46890 1196

44 Кулешовка-Самара 580 172 74 20 05 mdash mdash 080 1360 mdash 050 mdash 41740 1052

45 Безенчук-Чапаевск 427 196 126 51 13 mdash mdash 100 1690 mdash 080 mdash 46980 1196

46 Барса-Гельмес-Вышка 939 34 13 07 02 mdash mdash 040 010 mdash mdash mdash 38100 0778

47 Вход в Краснодар Крымск 912 39 2 09 02 mdash mdash 180 mdash mdash mdash mdash 38270 0810

48 Вознесенская-Грозный 767 132 54 25 22 mdash mdash mdash mdash mdash mdash 47020 0971

49 Тэбук-Сосновка 482 182 119 33 1 mdash mdash 090 1650 mdash mdash mdash 45130 1164

50 Туймазы-Уфа 500 220 98 12 04 mdash mdash mdash 1660 mdash mdash mdash 43040 1095

51 Шкапово-Туймазы 441 220 52 14 03 mdash mdash mdash 2700 mdash mdash mdash 36630 1095

52 Казань-Бугульма 536 228 61 09 02 mdash mdash 020 1580 mdash mdash mdash 40610 1046

Окончание табл П4

т

оп

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Промышленные газы

53 Газ доменных печей 03 mdash mdash mdash mdash mdash 280 105 585 mdash mdash 27 3940 1293

54 Газ коксовых печей 250 20 mdash mdash mdash mdash 700 30 40 10 mdash 580 18000 0468

55 Газ генераторный 19 mdash mdash mdash mdash mdash 203 98 562 02 mdash 109 6200 1121

56 Газ генераторный (из древес) 65 mdash mdash mdash mdash mdash 290 65 469 02 mdash 140 6500 1130

57 Газ пиролиза нефти 410 mdash mdash mdash mdash 430 080 05 02 mdash mdash 140 47500 1100

Примечания

1) Теплоемкость твердого топлива

стл = 0012 Wr + стлcух (1 ndash 001 Wr) кДж(кг degС)

где стлcух ndash теплоемкость сухой массы топлива для бурых углей ndash 113 кДж(кг degС)

для каменных углей - 109 кДж(кг degС) для углей - 092 кДж(кг degС)

Теплоемкость мазута

смаз = 174 + 00025 tмаз кДж(кгdegС) где tмаз = 90divide130degС

Расход пара на форсунки Wп = 03 + 035 кг пара кг топлива при Рнас = 06divide15 МПа

2) Теплоемкость газообразного топлива

010cVntilde iiatildeagraveccedil

где Vi - объем составляющих газообразного топлива

ci- теплоемкость составляющих газообразного топлива кДж(м3 оС)

4NtildeIacutentilde = 157 62IacuteCntilde = 278

83IacuteCntilde = 314 104IacuteCntilde = 424

125IacuteCntilde = 527 146IacuteCntilde = 630 NtildeIcircntilde = 130

2NtildeIcircntilde = 159 2Nntilde = 129

2Icircntilde = 130 S2Iacutec = 152 2Iacutentilde = 128

Таблица П5

Соотношение между единицами давления

Величина Па бар тех атм мм рт ст мм водст

1 Нм2=1 Па 1 10-5 10210-5 7510-3 0102

1 бар 105 1 102 750 102middot104

1 техатм=1кгссм2 981middot10-4 0981 1 7356 104

1 мм ртст 1333 133310-5 13610-3 1 136

1 мм водст=1кгсм 981 98110-5 10-4 735610-2 1

Таблица П6

Теплоемкость и плотность горючих газов

Газ Формула Плотность кгм3 Теплоемкость

кДж(м3 degС)

Метан СН4 0717 155

Этан С2Н6 1342 221

Пропан СзН8 1976 305

Бутан С4Н10 2598 413

Пентан С5Н12 3219 513

Гексан СбН14 384 615

Окись углерода СО 125 129

Углекислый газ СО 2 198 16

Азот N2 125 129

Кислород О2 143 13

Сероводород H2S 1539 151

Водород Н2 009 128

Таблица П7

Напряжение топочного объема для сушильных установок

Топливо qv кВтм3

Доменный газ 230-350

Генераторный газ 230-290

Природный газ 350-460

Мазут 230-350

Торф дрова 230-290

Каменные угли 290-350

Таблица П8

Физические свойства дымовых газов

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па 2NtildeIcircETH = 013 IcircIacute 2

ETH = 011 2NETH = 076

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1295 1042 228 169 158 1220 072

100 0950 1068 313 308 204 2154 069

200 0748 1097 401 489 245 3280 067

300 0617 1122 484 699 282 4581 065

400 0525 1151 570 943 317 6038 064

500 0457 1185 656 1211 348 7630 063

600 0405 1214 742 1509 379 9361 062

700 0363 1239 827 1838 407 1121 061

800 0330 1264 915 2197 434 1318 060

900 0301 1290 1000 2580 459 1525 059

1000 0275 1306 1090 3034 484 1743 058

1100 0257 1323 1175 3455 507 1971 057

1200 0240 1340 1262 3924 530 2210 056

Таблица П9

Физические свойства сухого воздуха

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1293 1005 244 188 172 133 0707

100 0946 1009 321 336 219 231 0688

200 0746 1026 393 514 260 349 0680

300 0615 1047 460 718 297 483 0674

400 0524 1068 521 931 330 631 0678

500 0456 1093 574 1153 362 794 0687

600 0404 1114 622 1383 391 969 0699

700 0362 1135 671 1634 418 1154 0706

800 0329 1156 718 1888 443 1348 0713

900 0301 1172 763 2162 467 1551 0717

1000 0277 1185 807 2459 490 1771 0719

1100 0257 1197 850 2762 512 1993 0722

1200 0240 1210 915 3165 535 2337 0724

Таблица П10

Коэффициенты местных сопротивлений

Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления

Колено

угол

поворота 90deg 120deg 135deg 150deg

ξ 11 055 025 02

Отвод радиусом R угол

поворота 30deg 45deg 60deg 75deg 90deg 105deg 120deg

трубы диаметром D

RD = 15 ξ 008 011 014 016 0175 019 02

RD = 20 ξ 007 010 012 014 015 016 017

Вход в трубу

с острыми краями ξ =05

с закругленными ξ =02

Выход из трубы ξ =1

FminFmax 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09

Внезапное расширение ξ 1 081 064 049 036 025 016 009 004 001

Внезапное сужение ξ 05 047 043 038 033 03 025 02 015 009

Таблица П11

Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗ типа ЦН-15 мм (рис8)

Dц A d d1 d2 H h1 h2 h3 h4 h5 a б б1 l

100 820 60 40 105 492 200 232 60 212 32 66 20 29 90

150 1190 90 60 155 720 300 345 75 297 48 99 30 41 110

200 1560 120 60 160 918 400 458 60 354 48 132 40 52 120

250 1930 150 75 180 1149 500 574 75 444 60 165 50 65 150

300 2300 180 90 210 1377 600 687 90 531 72 198 60 78 180

350 2670 210 105 250 1605 700 800 105 618 84 231 70 91 210

400 3040 240 120 280 1833 800 913 120 705 96 264 80 104 240

450 3410 270 135 310 2031 900 1026 135 792 108 297 90 117 270

500 3780 300 150 325 2289 1000 1139 150 879 120 330 100 130 300

550 4150 330 165 350 2520 1100 1255 165 972 132 363 110 143 330

600 4520 360 180 365 2750 1200 1370 180 1060 144 396 120 156 360

650 4890 390 195 400 2980 1300 1485 195 1146 156 429 130 169 390

700 5260 420 210 410 3210 1400 1600 210 1235 168 462 140 182 420

750 5630 450 225 450 3435 1500 1710 225 1320 180 495 150 195 450

800 6000 480 240 470 3665 1600 1825 240 1405 192 528 160 208 480

Таблица П12

Габаритные размеры вентилятора дымоудаления (дымососа) м

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 32: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

Таблица П2

Исходные данные для расчета пневматической сушильной установки

в

ар

Материал ρ кгм3

См

кДж(кг оС)

Размер мм Влажность G2

тч

Дымовые газы Воздух

Топливо

топлива Схема

α топки доля фракции

Wо Wk W2 t1 t2 t о dо 05 03 02

1 Глина простая 2000 084 1 15 3 22 mdash 15 1 600 100 20 10 мазут 29 А mdash

2 Глина огнеупорная 1800 109 2 3 4 9 mdash 07 2 800 120 10 4 мазут 28 А mdash

3 Известняк 1870 092 05 1 12 5 mdash 01 80 800 110 20 12 уголь 11 Б 115

4 Мел 2000 088 01 03 05 51 mdash 24 20 540 270 10 6 уголь 9 Б 11

5 Песок речной 1500 092 1 15 2 10 mdash 05 75 900 120 20 12 уголь 5 Б 115

6 Руда магнитогорская 3000 078 1 25 4 6 mdash 05 12 730 120 25 12 мазут 28 А mdash

7 Руда марганцевая 3450 078 5 2 1 15 mdash 2 15 120 60 25 12 уголь 7 А mdash

8 Железный колчедан 3300 05 2 1 05 12 mdash 3 2 350 100 15 6 уголь 8 А mdash

9 Сернокислый аммоний 800 14 1 3 2 5 mdash 04 25 120 55 25 12 газ 31 Б 102

10 Сланцы (Лен обл) 1100 134 3 2 1 38 40 28 11 600 100 20 8 сланцы 21 А mdash

11 Уголь каменный 1400 13 1 2 5 9 35 06 12 800 120 25 12 уголь 3 А mdash

12 Уголь бурый (Подмоск) 800 113 2 2 1 47 40 38 16 500 160 20 8 уголь 6 Б 11

13 Торф фрезерный 245 176 2 1 3 48 42 38 12 550 140 10 4 торф 23 А mdash

14 Кузнецкий уголь 1300 11 4 1 2 12 35 07 13 350 88 20 8 уголь 2 А mdash

15 Антрацит штыб 730 109 4 3 1 14 40 5 15 400 120 20 12 уголь 10 А mdash

16 Шлам промывки угля 1200 12 02 05 2 50 40 1 5 750 120 15 6 уголь 1 А mdash

17 Опилки 250 25 4 2 1 45 43 35 13 300 100 20 10 древес 25 А mdash

18 Аммофос 1500 11 4 2 1 12 mdash 15 12 350 110 20 12 уголь 12 А mdash

19 Диаммофос 1700 12 4 2 1 4 mdash 1 14 200 90 10 4 мазут 29 Б 11

20 Суперфосфат 2390 12 1 05 2 22 mdash 3 10 750 80 20 8 мазут 28 А mdash

21 Преципитат 870 113 1 2 1 55 mdash 3 6 550 120 25 8 уголь 4 Б 12

22 Фтористый алюминий 900 15 05 1 03 50 mdash 5 12 750 250 25 12 мазут 28 Б 105

23 Соль поваренная 200 089 1 2 1 6 mdash 1 12 200 85 25 14 газ 32 Б 11

24 Сахарный песок(кукурузн) 600 123 2 1 2 14 mdash 8 14 90 40 20 12 газ 41 Б 101

25 Жом свекловичный 800 16 2 3 1 84 40 30 05 750 100 10 4 газ 39 А mdash

Таблица П3

Cостав и низшая теплота сгорания твердых и жидких топлив

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое топливо (угли)

1 Кузнецкий 120 132 04 586 42 19 97 22860

2 80 143 05 633 44 21 74 25250

3 60 141 06 725 34 17 17 27420

4 90 182 03 615 36 15 59 23570

5 70 146 05 702 30 17 30 25120

6 70 363 07 479 34 14 33 18760

7 70 326 03 519 33 16 33 19850

8 Аркагалинское 190 122 02 513 36 08 129 19090

9 Березовское 330 47 02 442 31 04 144 15660

10 Челябинский 170 324 09 359 26 100 102 13440

11 Подмосковный 321 306 25 243 19 04 82 8670

12 Печорский 55 284 09 555 36 17 44 22020

13 Интинский 115 274 25 458 31 15 82 17540

14 Кизеловский 60 348 53 455 34 08 42 18380

15 Минусинский 140 172 05 529 35 14 105 20100

16 Черемховское 130 270 10 462 34 07 87 17880

17 Букачачинское 80 101 06 672 47 08 86 26040

18 Никольское 60 182 04 596 42 11 105 22990

19 Партизанский 55 340 04 498 32 08 63 19470

20 Нерюнгри 100 198 02 600 31 06 63 22480

Окончание табл П3

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое (вторичное) топливо

21 Сланцы (Ленобласть) 110 482 220 301 387 025 438 7660

22 Сланцы (Эстония) 120 444 227 322 410 010 490 9000

23 Торф фрезерный 485 643 014 255 270 113 156 8120

24 Торф кусковой 458 731 011 268 281 117 160 9250

25 Древесные опилки 400 060 0 303 360 04 251 10200

26 Лигнин (ЛГЗ) 650 115 013 213 192 105 - 6410

27 Лигнин (ЗГЗ) 650 400 008 206 168 864 - 6120

Жидкое топливо (мазут)

28 Малосернистый 30 005 03 847 12 03 40280

29 Сернистый 30 01 14 838 11 05 39730

30 Высокосернистый 30 01 28 830 10 07 38770

Таблица П4

Cостав и теплота сгорания газообразных топлив

топ

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Природные газы

31 Уренгой-Надым-Пунга 987 012 001 lt 001 mdash mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35500 0724

32 Уренгой-Ужгород 989 012 001 001 mdash mdash mdash lt 006 090 mdash mdash mdash 35590 0724

33 Уренгой-Новопсков 989 013 001 lt 001 mdash mdash mdash 008 087 mdash mdash mdash 35590 0723

34 Уренгой-Сургут-Челябинск 982 029 02 009 004 mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35800 0729

35 Надым-Пунга-Свердловск 987 016 008 001 mdash mdash mdash 008 100 mdash mdash mdash 35590 0725

36 ННовгород-Иваново 990 025 004 002 mdash mdash mdash 010 060 mdash mdash mdash 35750 0725

37 Бухара-Урал 942 30 089 039 017 013 mdash 028 090 mdash mdash mdash 37560 0771

38 Средняя Азия-Центр 941 28 073 030 007 002 mdash 100 100 mdash mdash mdash 36760 0771

39 Саратов-Москва 903 28 11 075 034 020 mdash 032 420 mdash mdash mdash 37010 0807

40 Мострансгаз (кольцо) 966 14 04 018 007 003 mdash 015 120 mdash mdash mdash 36300 0747

41 Оренбург-Александров Гай 864 39 172 087 030 007 mdash 001 670 mdash mdash mdash 36800 0828

Попутные газы

42 Каменный Лог-Пермь 387 226 107 27 07 mdash mdash mdash 2380 mdash 080 mdash 42370 1196

43 Ярино-Пермь 380 251 125 33 13 mdash mdash mdash 1870 mdash 110 mdash 46890 1196

44 Кулешовка-Самара 580 172 74 20 05 mdash mdash 080 1360 mdash 050 mdash 41740 1052

45 Безенчук-Чапаевск 427 196 126 51 13 mdash mdash 100 1690 mdash 080 mdash 46980 1196

46 Барса-Гельмес-Вышка 939 34 13 07 02 mdash mdash 040 010 mdash mdash mdash 38100 0778

47 Вход в Краснодар Крымск 912 39 2 09 02 mdash mdash 180 mdash mdash mdash mdash 38270 0810

48 Вознесенская-Грозный 767 132 54 25 22 mdash mdash mdash mdash mdash mdash 47020 0971

49 Тэбук-Сосновка 482 182 119 33 1 mdash mdash 090 1650 mdash mdash mdash 45130 1164

50 Туймазы-Уфа 500 220 98 12 04 mdash mdash mdash 1660 mdash mdash mdash 43040 1095

51 Шкапово-Туймазы 441 220 52 14 03 mdash mdash mdash 2700 mdash mdash mdash 36630 1095

52 Казань-Бугульма 536 228 61 09 02 mdash mdash 020 1580 mdash mdash mdash 40610 1046

Окончание табл П4

т

оп

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Промышленные газы

53 Газ доменных печей 03 mdash mdash mdash mdash mdash 280 105 585 mdash mdash 27 3940 1293

54 Газ коксовых печей 250 20 mdash mdash mdash mdash 700 30 40 10 mdash 580 18000 0468

55 Газ генераторный 19 mdash mdash mdash mdash mdash 203 98 562 02 mdash 109 6200 1121

56 Газ генераторный (из древес) 65 mdash mdash mdash mdash mdash 290 65 469 02 mdash 140 6500 1130

57 Газ пиролиза нефти 410 mdash mdash mdash mdash 430 080 05 02 mdash mdash 140 47500 1100

Примечания

1) Теплоемкость твердого топлива

стл = 0012 Wr + стлcух (1 ndash 001 Wr) кДж(кг degС)

где стлcух ndash теплоемкость сухой массы топлива для бурых углей ndash 113 кДж(кг degС)

для каменных углей - 109 кДж(кг degС) для углей - 092 кДж(кг degС)

Теплоемкость мазута

смаз = 174 + 00025 tмаз кДж(кгdegС) где tмаз = 90divide130degС

Расход пара на форсунки Wп = 03 + 035 кг пара кг топлива при Рнас = 06divide15 МПа

2) Теплоемкость газообразного топлива

010cVntilde iiatildeagraveccedil

где Vi - объем составляющих газообразного топлива

ci- теплоемкость составляющих газообразного топлива кДж(м3 оС)

4NtildeIacutentilde = 157 62IacuteCntilde = 278

83IacuteCntilde = 314 104IacuteCntilde = 424

125IacuteCntilde = 527 146IacuteCntilde = 630 NtildeIcircntilde = 130

2NtildeIcircntilde = 159 2Nntilde = 129

2Icircntilde = 130 S2Iacutec = 152 2Iacutentilde = 128

Таблица П5

Соотношение между единицами давления

Величина Па бар тех атм мм рт ст мм водст

1 Нм2=1 Па 1 10-5 10210-5 7510-3 0102

1 бар 105 1 102 750 102middot104

1 техатм=1кгссм2 981middot10-4 0981 1 7356 104

1 мм ртст 1333 133310-5 13610-3 1 136

1 мм водст=1кгсм 981 98110-5 10-4 735610-2 1

Таблица П6

Теплоемкость и плотность горючих газов

Газ Формула Плотность кгм3 Теплоемкость

кДж(м3 degС)

Метан СН4 0717 155

Этан С2Н6 1342 221

Пропан СзН8 1976 305

Бутан С4Н10 2598 413

Пентан С5Н12 3219 513

Гексан СбН14 384 615

Окись углерода СО 125 129

Углекислый газ СО 2 198 16

Азот N2 125 129

Кислород О2 143 13

Сероводород H2S 1539 151

Водород Н2 009 128

Таблица П7

Напряжение топочного объема для сушильных установок

Топливо qv кВтм3

Доменный газ 230-350

Генераторный газ 230-290

Природный газ 350-460

Мазут 230-350

Торф дрова 230-290

Каменные угли 290-350

Таблица П8

Физические свойства дымовых газов

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па 2NtildeIcircETH = 013 IcircIacute 2

ETH = 011 2NETH = 076

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1295 1042 228 169 158 1220 072

100 0950 1068 313 308 204 2154 069

200 0748 1097 401 489 245 3280 067

300 0617 1122 484 699 282 4581 065

400 0525 1151 570 943 317 6038 064

500 0457 1185 656 1211 348 7630 063

600 0405 1214 742 1509 379 9361 062

700 0363 1239 827 1838 407 1121 061

800 0330 1264 915 2197 434 1318 060

900 0301 1290 1000 2580 459 1525 059

1000 0275 1306 1090 3034 484 1743 058

1100 0257 1323 1175 3455 507 1971 057

1200 0240 1340 1262 3924 530 2210 056

Таблица П9

Физические свойства сухого воздуха

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1293 1005 244 188 172 133 0707

100 0946 1009 321 336 219 231 0688

200 0746 1026 393 514 260 349 0680

300 0615 1047 460 718 297 483 0674

400 0524 1068 521 931 330 631 0678

500 0456 1093 574 1153 362 794 0687

600 0404 1114 622 1383 391 969 0699

700 0362 1135 671 1634 418 1154 0706

800 0329 1156 718 1888 443 1348 0713

900 0301 1172 763 2162 467 1551 0717

1000 0277 1185 807 2459 490 1771 0719

1100 0257 1197 850 2762 512 1993 0722

1200 0240 1210 915 3165 535 2337 0724

Таблица П10

Коэффициенты местных сопротивлений

Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления

Колено

угол

поворота 90deg 120deg 135deg 150deg

ξ 11 055 025 02

Отвод радиусом R угол

поворота 30deg 45deg 60deg 75deg 90deg 105deg 120deg

трубы диаметром D

RD = 15 ξ 008 011 014 016 0175 019 02

RD = 20 ξ 007 010 012 014 015 016 017

Вход в трубу

с острыми краями ξ =05

с закругленными ξ =02

Выход из трубы ξ =1

FminFmax 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09

Внезапное расширение ξ 1 081 064 049 036 025 016 009 004 001

Внезапное сужение ξ 05 047 043 038 033 03 025 02 015 009

Таблица П11

Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗ типа ЦН-15 мм (рис8)

Dц A d d1 d2 H h1 h2 h3 h4 h5 a б б1 l

100 820 60 40 105 492 200 232 60 212 32 66 20 29 90

150 1190 90 60 155 720 300 345 75 297 48 99 30 41 110

200 1560 120 60 160 918 400 458 60 354 48 132 40 52 120

250 1930 150 75 180 1149 500 574 75 444 60 165 50 65 150

300 2300 180 90 210 1377 600 687 90 531 72 198 60 78 180

350 2670 210 105 250 1605 700 800 105 618 84 231 70 91 210

400 3040 240 120 280 1833 800 913 120 705 96 264 80 104 240

450 3410 270 135 310 2031 900 1026 135 792 108 297 90 117 270

500 3780 300 150 325 2289 1000 1139 150 879 120 330 100 130 300

550 4150 330 165 350 2520 1100 1255 165 972 132 363 110 143 330

600 4520 360 180 365 2750 1200 1370 180 1060 144 396 120 156 360

650 4890 390 195 400 2980 1300 1485 195 1146 156 429 130 169 390

700 5260 420 210 410 3210 1400 1600 210 1235 168 462 140 182 420

750 5630 450 225 450 3435 1500 1710 225 1320 180 495 150 195 450

800 6000 480 240 470 3665 1600 1825 240 1405 192 528 160 208 480

Таблица П12

Габаритные размеры вентилятора дымоудаления (дымососа) м

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 33: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

Таблица П3

Cостав и низшая теплота сгорания твердых и жидких топлив

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое топливо (угли)

1 Кузнецкий 120 132 04 586 42 19 97 22860

2 80 143 05 633 44 21 74 25250

3 60 141 06 725 34 17 17 27420

4 90 182 03 615 36 15 59 23570

5 70 146 05 702 30 17 30 25120

6 70 363 07 479 34 14 33 18760

7 70 326 03 519 33 16 33 19850

8 Аркагалинское 190 122 02 513 36 08 129 19090

9 Березовское 330 47 02 442 31 04 144 15660

10 Челябинский 170 324 09 359 26 100 102 13440

11 Подмосковный 321 306 25 243 19 04 82 8670

12 Печорский 55 284 09 555 36 17 44 22020

13 Интинский 115 274 25 458 31 15 82 17540

14 Кизеловский 60 348 53 455 34 08 42 18380

15 Минусинский 140 172 05 529 35 14 105 20100

16 Черемховское 130 270 10 462 34 07 87 17880

17 Букачачинское 80 101 06 672 47 08 86 26040

18 Никольское 60 182 04 596 42 11 105 22990

19 Партизанский 55 340 04 498 32 08 63 19470

20 Нерюнгри 100 198 02 600 31 06 63 22480

Окончание табл П3

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое (вторичное) топливо

21 Сланцы (Ленобласть) 110 482 220 301 387 025 438 7660

22 Сланцы (Эстония) 120 444 227 322 410 010 490 9000

23 Торф фрезерный 485 643 014 255 270 113 156 8120

24 Торф кусковой 458 731 011 268 281 117 160 9250

25 Древесные опилки 400 060 0 303 360 04 251 10200

26 Лигнин (ЛГЗ) 650 115 013 213 192 105 - 6410

27 Лигнин (ЗГЗ) 650 400 008 206 168 864 - 6120

Жидкое топливо (мазут)

28 Малосернистый 30 005 03 847 12 03 40280

29 Сернистый 30 01 14 838 11 05 39730

30 Высокосернистый 30 01 28 830 10 07 38770

Таблица П4

Cостав и теплота сгорания газообразных топлив

топ

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Природные газы

31 Уренгой-Надым-Пунга 987 012 001 lt 001 mdash mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35500 0724

32 Уренгой-Ужгород 989 012 001 001 mdash mdash mdash lt 006 090 mdash mdash mdash 35590 0724

33 Уренгой-Новопсков 989 013 001 lt 001 mdash mdash mdash 008 087 mdash mdash mdash 35590 0723

34 Уренгой-Сургут-Челябинск 982 029 02 009 004 mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35800 0729

35 Надым-Пунга-Свердловск 987 016 008 001 mdash mdash mdash 008 100 mdash mdash mdash 35590 0725

36 ННовгород-Иваново 990 025 004 002 mdash mdash mdash 010 060 mdash mdash mdash 35750 0725

37 Бухара-Урал 942 30 089 039 017 013 mdash 028 090 mdash mdash mdash 37560 0771

38 Средняя Азия-Центр 941 28 073 030 007 002 mdash 100 100 mdash mdash mdash 36760 0771

39 Саратов-Москва 903 28 11 075 034 020 mdash 032 420 mdash mdash mdash 37010 0807

40 Мострансгаз (кольцо) 966 14 04 018 007 003 mdash 015 120 mdash mdash mdash 36300 0747

41 Оренбург-Александров Гай 864 39 172 087 030 007 mdash 001 670 mdash mdash mdash 36800 0828

Попутные газы

42 Каменный Лог-Пермь 387 226 107 27 07 mdash mdash mdash 2380 mdash 080 mdash 42370 1196

43 Ярино-Пермь 380 251 125 33 13 mdash mdash mdash 1870 mdash 110 mdash 46890 1196

44 Кулешовка-Самара 580 172 74 20 05 mdash mdash 080 1360 mdash 050 mdash 41740 1052

45 Безенчук-Чапаевск 427 196 126 51 13 mdash mdash 100 1690 mdash 080 mdash 46980 1196

46 Барса-Гельмес-Вышка 939 34 13 07 02 mdash mdash 040 010 mdash mdash mdash 38100 0778

47 Вход в Краснодар Крымск 912 39 2 09 02 mdash mdash 180 mdash mdash mdash mdash 38270 0810

48 Вознесенская-Грозный 767 132 54 25 22 mdash mdash mdash mdash mdash mdash 47020 0971

49 Тэбук-Сосновка 482 182 119 33 1 mdash mdash 090 1650 mdash mdash mdash 45130 1164

50 Туймазы-Уфа 500 220 98 12 04 mdash mdash mdash 1660 mdash mdash mdash 43040 1095

51 Шкапово-Туймазы 441 220 52 14 03 mdash mdash mdash 2700 mdash mdash mdash 36630 1095

52 Казань-Бугульма 536 228 61 09 02 mdash mdash 020 1580 mdash mdash mdash 40610 1046

Окончание табл П4

т

оп

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Промышленные газы

53 Газ доменных печей 03 mdash mdash mdash mdash mdash 280 105 585 mdash mdash 27 3940 1293

54 Газ коксовых печей 250 20 mdash mdash mdash mdash 700 30 40 10 mdash 580 18000 0468

55 Газ генераторный 19 mdash mdash mdash mdash mdash 203 98 562 02 mdash 109 6200 1121

56 Газ генераторный (из древес) 65 mdash mdash mdash mdash mdash 290 65 469 02 mdash 140 6500 1130

57 Газ пиролиза нефти 410 mdash mdash mdash mdash 430 080 05 02 mdash mdash 140 47500 1100

Примечания

1) Теплоемкость твердого топлива

стл = 0012 Wr + стлcух (1 ndash 001 Wr) кДж(кг degС)

где стлcух ndash теплоемкость сухой массы топлива для бурых углей ndash 113 кДж(кг degС)

для каменных углей - 109 кДж(кг degС) для углей - 092 кДж(кг degС)

Теплоемкость мазута

смаз = 174 + 00025 tмаз кДж(кгdegС) где tмаз = 90divide130degС

Расход пара на форсунки Wп = 03 + 035 кг пара кг топлива при Рнас = 06divide15 МПа

2) Теплоемкость газообразного топлива

010cVntilde iiatildeagraveccedil

где Vi - объем составляющих газообразного топлива

ci- теплоемкость составляющих газообразного топлива кДж(м3 оС)

4NtildeIacutentilde = 157 62IacuteCntilde = 278

83IacuteCntilde = 314 104IacuteCntilde = 424

125IacuteCntilde = 527 146IacuteCntilde = 630 NtildeIcircntilde = 130

2NtildeIcircntilde = 159 2Nntilde = 129

2Icircntilde = 130 S2Iacutec = 152 2Iacutentilde = 128

Таблица П5

Соотношение между единицами давления

Величина Па бар тех атм мм рт ст мм водст

1 Нм2=1 Па 1 10-5 10210-5 7510-3 0102

1 бар 105 1 102 750 102middot104

1 техатм=1кгссм2 981middot10-4 0981 1 7356 104

1 мм ртст 1333 133310-5 13610-3 1 136

1 мм водст=1кгсм 981 98110-5 10-4 735610-2 1

Таблица П6

Теплоемкость и плотность горючих газов

Газ Формула Плотность кгм3 Теплоемкость

кДж(м3 degС)

Метан СН4 0717 155

Этан С2Н6 1342 221

Пропан СзН8 1976 305

Бутан С4Н10 2598 413

Пентан С5Н12 3219 513

Гексан СбН14 384 615

Окись углерода СО 125 129

Углекислый газ СО 2 198 16

Азот N2 125 129

Кислород О2 143 13

Сероводород H2S 1539 151

Водород Н2 009 128

Таблица П7

Напряжение топочного объема для сушильных установок

Топливо qv кВтм3

Доменный газ 230-350

Генераторный газ 230-290

Природный газ 350-460

Мазут 230-350

Торф дрова 230-290

Каменные угли 290-350

Таблица П8

Физические свойства дымовых газов

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па 2NtildeIcircETH = 013 IcircIacute 2

ETH = 011 2NETH = 076

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1295 1042 228 169 158 1220 072

100 0950 1068 313 308 204 2154 069

200 0748 1097 401 489 245 3280 067

300 0617 1122 484 699 282 4581 065

400 0525 1151 570 943 317 6038 064

500 0457 1185 656 1211 348 7630 063

600 0405 1214 742 1509 379 9361 062

700 0363 1239 827 1838 407 1121 061

800 0330 1264 915 2197 434 1318 060

900 0301 1290 1000 2580 459 1525 059

1000 0275 1306 1090 3034 484 1743 058

1100 0257 1323 1175 3455 507 1971 057

1200 0240 1340 1262 3924 530 2210 056

Таблица П9

Физические свойства сухого воздуха

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1293 1005 244 188 172 133 0707

100 0946 1009 321 336 219 231 0688

200 0746 1026 393 514 260 349 0680

300 0615 1047 460 718 297 483 0674

400 0524 1068 521 931 330 631 0678

500 0456 1093 574 1153 362 794 0687

600 0404 1114 622 1383 391 969 0699

700 0362 1135 671 1634 418 1154 0706

800 0329 1156 718 1888 443 1348 0713

900 0301 1172 763 2162 467 1551 0717

1000 0277 1185 807 2459 490 1771 0719

1100 0257 1197 850 2762 512 1993 0722

1200 0240 1210 915 3165 535 2337 0724

Таблица П10

Коэффициенты местных сопротивлений

Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления

Колено

угол

поворота 90deg 120deg 135deg 150deg

ξ 11 055 025 02

Отвод радиусом R угол

поворота 30deg 45deg 60deg 75deg 90deg 105deg 120deg

трубы диаметром D

RD = 15 ξ 008 011 014 016 0175 019 02

RD = 20 ξ 007 010 012 014 015 016 017

Вход в трубу

с острыми краями ξ =05

с закругленными ξ =02

Выход из трубы ξ =1

FminFmax 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09

Внезапное расширение ξ 1 081 064 049 036 025 016 009 004 001

Внезапное сужение ξ 05 047 043 038 033 03 025 02 015 009

Таблица П11

Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗ типа ЦН-15 мм (рис8)

Dц A d d1 d2 H h1 h2 h3 h4 h5 a б б1 l

100 820 60 40 105 492 200 232 60 212 32 66 20 29 90

150 1190 90 60 155 720 300 345 75 297 48 99 30 41 110

200 1560 120 60 160 918 400 458 60 354 48 132 40 52 120

250 1930 150 75 180 1149 500 574 75 444 60 165 50 65 150

300 2300 180 90 210 1377 600 687 90 531 72 198 60 78 180

350 2670 210 105 250 1605 700 800 105 618 84 231 70 91 210

400 3040 240 120 280 1833 800 913 120 705 96 264 80 104 240

450 3410 270 135 310 2031 900 1026 135 792 108 297 90 117 270

500 3780 300 150 325 2289 1000 1139 150 879 120 330 100 130 300

550 4150 330 165 350 2520 1100 1255 165 972 132 363 110 143 330

600 4520 360 180 365 2750 1200 1370 180 1060 144 396 120 156 360

650 4890 390 195 400 2980 1300 1485 195 1146 156 429 130 169 390

700 5260 420 210 410 3210 1400 1600 210 1235 168 462 140 182 420

750 5630 450 225 450 3435 1500 1710 225 1320 180 495 150 195 450

800 6000 480 240 470 3665 1600 1825 240 1405 192 528 160 208 480

Таблица П12

Габаритные размеры вентилятора дымоудаления (дымососа) м

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 34: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

Окончание табл П3

т

оп

л

Бассейн

месторождение

Рабочая масса топлива Низшая теплота

сгорания

Qri кДжкг Wr Аr Sр+о

r Сr Нr Nr Оr

Твердое (вторичное) топливо

21 Сланцы (Ленобласть) 110 482 220 301 387 025 438 7660

22 Сланцы (Эстония) 120 444 227 322 410 010 490 9000

23 Торф фрезерный 485 643 014 255 270 113 156 8120

24 Торф кусковой 458 731 011 268 281 117 160 9250

25 Древесные опилки 400 060 0 303 360 04 251 10200

26 Лигнин (ЛГЗ) 650 115 013 213 192 105 - 6410

27 Лигнин (ЗГЗ) 650 400 008 206 168 864 - 6120

Жидкое топливо (мазут)

28 Малосернистый 30 005 03 847 12 03 40280

29 Сернистый 30 01 14 838 11 05 39730

30 Высокосернистый 30 01 28 830 10 07 38770

Таблица П4

Cостав и теплота сгорания газообразных топлив

топ

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Природные газы

31 Уренгой-Надым-Пунга 987 012 001 lt 001 mdash mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35500 0724

32 Уренгой-Ужгород 989 012 001 001 mdash mdash mdash lt 006 090 mdash mdash mdash 35590 0724

33 Уренгой-Новопсков 989 013 001 lt 001 mdash mdash mdash 008 087 mdash mdash mdash 35590 0723

34 Уренгой-Сургут-Челябинск 982 029 02 009 004 mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35800 0729

35 Надым-Пунга-Свердловск 987 016 008 001 mdash mdash mdash 008 100 mdash mdash mdash 35590 0725

36 ННовгород-Иваново 990 025 004 002 mdash mdash mdash 010 060 mdash mdash mdash 35750 0725

37 Бухара-Урал 942 30 089 039 017 013 mdash 028 090 mdash mdash mdash 37560 0771

38 Средняя Азия-Центр 941 28 073 030 007 002 mdash 100 100 mdash mdash mdash 36760 0771

39 Саратов-Москва 903 28 11 075 034 020 mdash 032 420 mdash mdash mdash 37010 0807

40 Мострансгаз (кольцо) 966 14 04 018 007 003 mdash 015 120 mdash mdash mdash 36300 0747

41 Оренбург-Александров Гай 864 39 172 087 030 007 mdash 001 670 mdash mdash mdash 36800 0828

Попутные газы

42 Каменный Лог-Пермь 387 226 107 27 07 mdash mdash mdash 2380 mdash 080 mdash 42370 1196

43 Ярино-Пермь 380 251 125 33 13 mdash mdash mdash 1870 mdash 110 mdash 46890 1196

44 Кулешовка-Самара 580 172 74 20 05 mdash mdash 080 1360 mdash 050 mdash 41740 1052

45 Безенчук-Чапаевск 427 196 126 51 13 mdash mdash 100 1690 mdash 080 mdash 46980 1196

46 Барса-Гельмес-Вышка 939 34 13 07 02 mdash mdash 040 010 mdash mdash mdash 38100 0778

47 Вход в Краснодар Крымск 912 39 2 09 02 mdash mdash 180 mdash mdash mdash mdash 38270 0810

48 Вознесенская-Грозный 767 132 54 25 22 mdash mdash mdash mdash mdash mdash 47020 0971

49 Тэбук-Сосновка 482 182 119 33 1 mdash mdash 090 1650 mdash mdash mdash 45130 1164

50 Туймазы-Уфа 500 220 98 12 04 mdash mdash mdash 1660 mdash mdash mdash 43040 1095

51 Шкапово-Туймазы 441 220 52 14 03 mdash mdash mdash 2700 mdash mdash mdash 36630 1095

52 Казань-Бугульма 536 228 61 09 02 mdash mdash 020 1580 mdash mdash mdash 40610 1046

Окончание табл П4

т

оп

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Промышленные газы

53 Газ доменных печей 03 mdash mdash mdash mdash mdash 280 105 585 mdash mdash 27 3940 1293

54 Газ коксовых печей 250 20 mdash mdash mdash mdash 700 30 40 10 mdash 580 18000 0468

55 Газ генераторный 19 mdash mdash mdash mdash mdash 203 98 562 02 mdash 109 6200 1121

56 Газ генераторный (из древес) 65 mdash mdash mdash mdash mdash 290 65 469 02 mdash 140 6500 1130

57 Газ пиролиза нефти 410 mdash mdash mdash mdash 430 080 05 02 mdash mdash 140 47500 1100

Примечания

1) Теплоемкость твердого топлива

стл = 0012 Wr + стлcух (1 ndash 001 Wr) кДж(кг degС)

где стлcух ndash теплоемкость сухой массы топлива для бурых углей ndash 113 кДж(кг degС)

для каменных углей - 109 кДж(кг degС) для углей - 092 кДж(кг degС)

Теплоемкость мазута

смаз = 174 + 00025 tмаз кДж(кгdegС) где tмаз = 90divide130degС

Расход пара на форсунки Wп = 03 + 035 кг пара кг топлива при Рнас = 06divide15 МПа

2) Теплоемкость газообразного топлива

010cVntilde iiatildeagraveccedil

где Vi - объем составляющих газообразного топлива

ci- теплоемкость составляющих газообразного топлива кДж(м3 оС)

4NtildeIacutentilde = 157 62IacuteCntilde = 278

83IacuteCntilde = 314 104IacuteCntilde = 424

125IacuteCntilde = 527 146IacuteCntilde = 630 NtildeIcircntilde = 130

2NtildeIcircntilde = 159 2Nntilde = 129

2Icircntilde = 130 S2Iacutec = 152 2Iacutentilde = 128

Таблица П5

Соотношение между единицами давления

Величина Па бар тех атм мм рт ст мм водст

1 Нм2=1 Па 1 10-5 10210-5 7510-3 0102

1 бар 105 1 102 750 102middot104

1 техатм=1кгссм2 981middot10-4 0981 1 7356 104

1 мм ртст 1333 133310-5 13610-3 1 136

1 мм водст=1кгсм 981 98110-5 10-4 735610-2 1

Таблица П6

Теплоемкость и плотность горючих газов

Газ Формула Плотность кгм3 Теплоемкость

кДж(м3 degС)

Метан СН4 0717 155

Этан С2Н6 1342 221

Пропан СзН8 1976 305

Бутан С4Н10 2598 413

Пентан С5Н12 3219 513

Гексан СбН14 384 615

Окись углерода СО 125 129

Углекислый газ СО 2 198 16

Азот N2 125 129

Кислород О2 143 13

Сероводород H2S 1539 151

Водород Н2 009 128

Таблица П7

Напряжение топочного объема для сушильных установок

Топливо qv кВтм3

Доменный газ 230-350

Генераторный газ 230-290

Природный газ 350-460

Мазут 230-350

Торф дрова 230-290

Каменные угли 290-350

Таблица П8

Физические свойства дымовых газов

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па 2NtildeIcircETH = 013 IcircIacute 2

ETH = 011 2NETH = 076

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1295 1042 228 169 158 1220 072

100 0950 1068 313 308 204 2154 069

200 0748 1097 401 489 245 3280 067

300 0617 1122 484 699 282 4581 065

400 0525 1151 570 943 317 6038 064

500 0457 1185 656 1211 348 7630 063

600 0405 1214 742 1509 379 9361 062

700 0363 1239 827 1838 407 1121 061

800 0330 1264 915 2197 434 1318 060

900 0301 1290 1000 2580 459 1525 059

1000 0275 1306 1090 3034 484 1743 058

1100 0257 1323 1175 3455 507 1971 057

1200 0240 1340 1262 3924 530 2210 056

Таблица П9

Физические свойства сухого воздуха

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1293 1005 244 188 172 133 0707

100 0946 1009 321 336 219 231 0688

200 0746 1026 393 514 260 349 0680

300 0615 1047 460 718 297 483 0674

400 0524 1068 521 931 330 631 0678

500 0456 1093 574 1153 362 794 0687

600 0404 1114 622 1383 391 969 0699

700 0362 1135 671 1634 418 1154 0706

800 0329 1156 718 1888 443 1348 0713

900 0301 1172 763 2162 467 1551 0717

1000 0277 1185 807 2459 490 1771 0719

1100 0257 1197 850 2762 512 1993 0722

1200 0240 1210 915 3165 535 2337 0724

Таблица П10

Коэффициенты местных сопротивлений

Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления

Колено

угол

поворота 90deg 120deg 135deg 150deg

ξ 11 055 025 02

Отвод радиусом R угол

поворота 30deg 45deg 60deg 75deg 90deg 105deg 120deg

трубы диаметром D

RD = 15 ξ 008 011 014 016 0175 019 02

RD = 20 ξ 007 010 012 014 015 016 017

Вход в трубу

с острыми краями ξ =05

с закругленными ξ =02

Выход из трубы ξ =1

FminFmax 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09

Внезапное расширение ξ 1 081 064 049 036 025 016 009 004 001

Внезапное сужение ξ 05 047 043 038 033 03 025 02 015 009

Таблица П11

Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗ типа ЦН-15 мм (рис8)

Dц A d d1 d2 H h1 h2 h3 h4 h5 a б б1 l

100 820 60 40 105 492 200 232 60 212 32 66 20 29 90

150 1190 90 60 155 720 300 345 75 297 48 99 30 41 110

200 1560 120 60 160 918 400 458 60 354 48 132 40 52 120

250 1930 150 75 180 1149 500 574 75 444 60 165 50 65 150

300 2300 180 90 210 1377 600 687 90 531 72 198 60 78 180

350 2670 210 105 250 1605 700 800 105 618 84 231 70 91 210

400 3040 240 120 280 1833 800 913 120 705 96 264 80 104 240

450 3410 270 135 310 2031 900 1026 135 792 108 297 90 117 270

500 3780 300 150 325 2289 1000 1139 150 879 120 330 100 130 300

550 4150 330 165 350 2520 1100 1255 165 972 132 363 110 143 330

600 4520 360 180 365 2750 1200 1370 180 1060 144 396 120 156 360

650 4890 390 195 400 2980 1300 1485 195 1146 156 429 130 169 390

700 5260 420 210 410 3210 1400 1600 210 1235 168 462 140 182 420

750 5630 450 225 450 3435 1500 1710 225 1320 180 495 150 195 450

800 6000 480 240 470 3665 1600 1825 240 1405 192 528 160 208 480

Таблица П12

Габаритные размеры вентилятора дымоудаления (дымососа) м

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 35: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

Таблица П4

Cостав и теплота сгорания газообразных топлив

топ

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Природные газы

31 Уренгой-Надым-Пунга 987 012 001 lt 001 mdash mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35500 0724

32 Уренгой-Ужгород 989 012 001 001 mdash mdash mdash lt 006 090 mdash mdash mdash 35590 0724

33 Уренгой-Новопсков 989 013 001 lt 001 mdash mdash mdash 008 087 mdash mdash mdash 35590 0723

34 Уренгой-Сургут-Челябинск 982 029 02 009 004 mdash mdash 014 100 mdash mdash mdash 35800 0729

35 Надым-Пунга-Свердловск 987 016 008 001 mdash mdash mdash 008 100 mdash mdash mdash 35590 0725

36 ННовгород-Иваново 990 025 004 002 mdash mdash mdash 010 060 mdash mdash mdash 35750 0725

37 Бухара-Урал 942 30 089 039 017 013 mdash 028 090 mdash mdash mdash 37560 0771

38 Средняя Азия-Центр 941 28 073 030 007 002 mdash 100 100 mdash mdash mdash 36760 0771

39 Саратов-Москва 903 28 11 075 034 020 mdash 032 420 mdash mdash mdash 37010 0807

40 Мострансгаз (кольцо) 966 14 04 018 007 003 mdash 015 120 mdash mdash mdash 36300 0747

41 Оренбург-Александров Гай 864 39 172 087 030 007 mdash 001 670 mdash mdash mdash 36800 0828

Попутные газы

42 Каменный Лог-Пермь 387 226 107 27 07 mdash mdash mdash 2380 mdash 080 mdash 42370 1196

43 Ярино-Пермь 380 251 125 33 13 mdash mdash mdash 1870 mdash 110 mdash 46890 1196

44 Кулешовка-Самара 580 172 74 20 05 mdash mdash 080 1360 mdash 050 mdash 41740 1052

45 Безенчук-Чапаевск 427 196 126 51 13 mdash mdash 100 1690 mdash 080 mdash 46980 1196

46 Барса-Гельмес-Вышка 939 34 13 07 02 mdash mdash 040 010 mdash mdash mdash 38100 0778

47 Вход в Краснодар Крымск 912 39 2 09 02 mdash mdash 180 mdash mdash mdash mdash 38270 0810

48 Вознесенская-Грозный 767 132 54 25 22 mdash mdash mdash mdash mdash mdash 47020 0971

49 Тэбук-Сосновка 482 182 119 33 1 mdash mdash 090 1650 mdash mdash mdash 45130 1164

50 Туймазы-Уфа 500 220 98 12 04 mdash mdash mdash 1660 mdash mdash mdash 43040 1095

51 Шкапово-Туймазы 441 220 52 14 03 mdash mdash mdash 2700 mdash mdash mdash 36630 1095

52 Казань-Бугульма 536 228 61 09 02 mdash mdash 020 1580 mdash mdash mdash 40610 1046

Окончание табл П4

т

оп

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Промышленные газы

53 Газ доменных печей 03 mdash mdash mdash mdash mdash 280 105 585 mdash mdash 27 3940 1293

54 Газ коксовых печей 250 20 mdash mdash mdash mdash 700 30 40 10 mdash 580 18000 0468

55 Газ генераторный 19 mdash mdash mdash mdash mdash 203 98 562 02 mdash 109 6200 1121

56 Газ генераторный (из древес) 65 mdash mdash mdash mdash mdash 290 65 469 02 mdash 140 6500 1130

57 Газ пиролиза нефти 410 mdash mdash mdash mdash 430 080 05 02 mdash mdash 140 47500 1100

Примечания

1) Теплоемкость твердого топлива

стл = 0012 Wr + стлcух (1 ndash 001 Wr) кДж(кг degС)

где стлcух ndash теплоемкость сухой массы топлива для бурых углей ndash 113 кДж(кг degС)

для каменных углей - 109 кДж(кг degС) для углей - 092 кДж(кг degС)

Теплоемкость мазута

смаз = 174 + 00025 tмаз кДж(кгdegС) где tмаз = 90divide130degС

Расход пара на форсунки Wп = 03 + 035 кг пара кг топлива при Рнас = 06divide15 МПа

2) Теплоемкость газообразного топлива

010cVntilde iiatildeagraveccedil

где Vi - объем составляющих газообразного топлива

ci- теплоемкость составляющих газообразного топлива кДж(м3 оС)

4NtildeIacutentilde = 157 62IacuteCntilde = 278

83IacuteCntilde = 314 104IacuteCntilde = 424

125IacuteCntilde = 527 146IacuteCntilde = 630 NtildeIcircntilde = 130

2NtildeIcircntilde = 159 2Nntilde = 129

2Icircntilde = 130 S2Iacutec = 152 2Iacutentilde = 128

Таблица П5

Соотношение между единицами давления

Величина Па бар тех атм мм рт ст мм водст

1 Нм2=1 Па 1 10-5 10210-5 7510-3 0102

1 бар 105 1 102 750 102middot104

1 техатм=1кгссм2 981middot10-4 0981 1 7356 104

1 мм ртст 1333 133310-5 13610-3 1 136

1 мм водст=1кгсм 981 98110-5 10-4 735610-2 1

Таблица П6

Теплоемкость и плотность горючих газов

Газ Формула Плотность кгм3 Теплоемкость

кДж(м3 degС)

Метан СН4 0717 155

Этан С2Н6 1342 221

Пропан СзН8 1976 305

Бутан С4Н10 2598 413

Пентан С5Н12 3219 513

Гексан СбН14 384 615

Окись углерода СО 125 129

Углекислый газ СО 2 198 16

Азот N2 125 129

Кислород О2 143 13

Сероводород H2S 1539 151

Водород Н2 009 128

Таблица П7

Напряжение топочного объема для сушильных установок

Топливо qv кВтм3

Доменный газ 230-350

Генераторный газ 230-290

Природный газ 350-460

Мазут 230-350

Торф дрова 230-290

Каменные угли 290-350

Таблица П8

Физические свойства дымовых газов

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па 2NtildeIcircETH = 013 IcircIacute 2

ETH = 011 2NETH = 076

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1295 1042 228 169 158 1220 072

100 0950 1068 313 308 204 2154 069

200 0748 1097 401 489 245 3280 067

300 0617 1122 484 699 282 4581 065

400 0525 1151 570 943 317 6038 064

500 0457 1185 656 1211 348 7630 063

600 0405 1214 742 1509 379 9361 062

700 0363 1239 827 1838 407 1121 061

800 0330 1264 915 2197 434 1318 060

900 0301 1290 1000 2580 459 1525 059

1000 0275 1306 1090 3034 484 1743 058

1100 0257 1323 1175 3455 507 1971 057

1200 0240 1340 1262 3924 530 2210 056

Таблица П9

Физические свойства сухого воздуха

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1293 1005 244 188 172 133 0707

100 0946 1009 321 336 219 231 0688

200 0746 1026 393 514 260 349 0680

300 0615 1047 460 718 297 483 0674

400 0524 1068 521 931 330 631 0678

500 0456 1093 574 1153 362 794 0687

600 0404 1114 622 1383 391 969 0699

700 0362 1135 671 1634 418 1154 0706

800 0329 1156 718 1888 443 1348 0713

900 0301 1172 763 2162 467 1551 0717

1000 0277 1185 807 2459 490 1771 0719

1100 0257 1197 850 2762 512 1993 0722

1200 0240 1210 915 3165 535 2337 0724

Таблица П10

Коэффициенты местных сопротивлений

Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления

Колено

угол

поворота 90deg 120deg 135deg 150deg

ξ 11 055 025 02

Отвод радиусом R угол

поворота 30deg 45deg 60deg 75deg 90deg 105deg 120deg

трубы диаметром D

RD = 15 ξ 008 011 014 016 0175 019 02

RD = 20 ξ 007 010 012 014 015 016 017

Вход в трубу

с острыми краями ξ =05

с закругленными ξ =02

Выход из трубы ξ =1

FminFmax 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09

Внезапное расширение ξ 1 081 064 049 036 025 016 009 004 001

Внезапное сужение ξ 05 047 043 038 033 03 025 02 015 009

Таблица П11

Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗ типа ЦН-15 мм (рис8)

Dц A d d1 d2 H h1 h2 h3 h4 h5 a б б1 l

100 820 60 40 105 492 200 232 60 212 32 66 20 29 90

150 1190 90 60 155 720 300 345 75 297 48 99 30 41 110

200 1560 120 60 160 918 400 458 60 354 48 132 40 52 120

250 1930 150 75 180 1149 500 574 75 444 60 165 50 65 150

300 2300 180 90 210 1377 600 687 90 531 72 198 60 78 180

350 2670 210 105 250 1605 700 800 105 618 84 231 70 91 210

400 3040 240 120 280 1833 800 913 120 705 96 264 80 104 240

450 3410 270 135 310 2031 900 1026 135 792 108 297 90 117 270

500 3780 300 150 325 2289 1000 1139 150 879 120 330 100 130 300

550 4150 330 165 350 2520 1100 1255 165 972 132 363 110 143 330

600 4520 360 180 365 2750 1200 1370 180 1060 144 396 120 156 360

650 4890 390 195 400 2980 1300 1485 195 1146 156 429 130 169 390

700 5260 420 210 410 3210 1400 1600 210 1235 168 462 140 182 420

750 5630 450 225 450 3435 1500 1710 225 1320 180 495 150 195 450

800 6000 480 240 470 3665 1600 1825 240 1405 192 528 160 208 480

Таблица П12

Габаритные размеры вентилятора дымоудаления (дымососа) м

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 36: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

Окончание табл П4

т

оп

л

Газопровод

(тип газов)

Состав газа по объему

Теп

лота

сгоран

ия

Qd

i кД

жк

г

Плотн

ост

ь

ρ к

гм

3

CH4 C2H6 C3H8 С4H10 C5H12 C6H14 СО СО2 N2 O2 H2S H2

Промышленные газы

53 Газ доменных печей 03 mdash mdash mdash mdash mdash 280 105 585 mdash mdash 27 3940 1293

54 Газ коксовых печей 250 20 mdash mdash mdash mdash 700 30 40 10 mdash 580 18000 0468

55 Газ генераторный 19 mdash mdash mdash mdash mdash 203 98 562 02 mdash 109 6200 1121

56 Газ генераторный (из древес) 65 mdash mdash mdash mdash mdash 290 65 469 02 mdash 140 6500 1130

57 Газ пиролиза нефти 410 mdash mdash mdash mdash 430 080 05 02 mdash mdash 140 47500 1100

Примечания

1) Теплоемкость твердого топлива

стл = 0012 Wr + стлcух (1 ndash 001 Wr) кДж(кг degС)

где стлcух ndash теплоемкость сухой массы топлива для бурых углей ndash 113 кДж(кг degС)

для каменных углей - 109 кДж(кг degС) для углей - 092 кДж(кг degС)

Теплоемкость мазута

смаз = 174 + 00025 tмаз кДж(кгdegС) где tмаз = 90divide130degС

Расход пара на форсунки Wп = 03 + 035 кг пара кг топлива при Рнас = 06divide15 МПа

2) Теплоемкость газообразного топлива

010cVntilde iiatildeagraveccedil

где Vi - объем составляющих газообразного топлива

ci- теплоемкость составляющих газообразного топлива кДж(м3 оС)

4NtildeIacutentilde = 157 62IacuteCntilde = 278

83IacuteCntilde = 314 104IacuteCntilde = 424

125IacuteCntilde = 527 146IacuteCntilde = 630 NtildeIcircntilde = 130

2NtildeIcircntilde = 159 2Nntilde = 129

2Icircntilde = 130 S2Iacutec = 152 2Iacutentilde = 128

Таблица П5

Соотношение между единицами давления

Величина Па бар тех атм мм рт ст мм водст

1 Нм2=1 Па 1 10-5 10210-5 7510-3 0102

1 бар 105 1 102 750 102middot104

1 техатм=1кгссм2 981middot10-4 0981 1 7356 104

1 мм ртст 1333 133310-5 13610-3 1 136

1 мм водст=1кгсм 981 98110-5 10-4 735610-2 1

Таблица П6

Теплоемкость и плотность горючих газов

Газ Формула Плотность кгм3 Теплоемкость

кДж(м3 degС)

Метан СН4 0717 155

Этан С2Н6 1342 221

Пропан СзН8 1976 305

Бутан С4Н10 2598 413

Пентан С5Н12 3219 513

Гексан СбН14 384 615

Окись углерода СО 125 129

Углекислый газ СО 2 198 16

Азот N2 125 129

Кислород О2 143 13

Сероводород H2S 1539 151

Водород Н2 009 128

Таблица П7

Напряжение топочного объема для сушильных установок

Топливо qv кВтм3

Доменный газ 230-350

Генераторный газ 230-290

Природный газ 350-460

Мазут 230-350

Торф дрова 230-290

Каменные угли 290-350

Таблица П8

Физические свойства дымовых газов

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па 2NtildeIcircETH = 013 IcircIacute 2

ETH = 011 2NETH = 076

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1295 1042 228 169 158 1220 072

100 0950 1068 313 308 204 2154 069

200 0748 1097 401 489 245 3280 067

300 0617 1122 484 699 282 4581 065

400 0525 1151 570 943 317 6038 064

500 0457 1185 656 1211 348 7630 063

600 0405 1214 742 1509 379 9361 062

700 0363 1239 827 1838 407 1121 061

800 0330 1264 915 2197 434 1318 060

900 0301 1290 1000 2580 459 1525 059

1000 0275 1306 1090 3034 484 1743 058

1100 0257 1323 1175 3455 507 1971 057

1200 0240 1340 1262 3924 530 2210 056

Таблица П9

Физические свойства сухого воздуха

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1293 1005 244 188 172 133 0707

100 0946 1009 321 336 219 231 0688

200 0746 1026 393 514 260 349 0680

300 0615 1047 460 718 297 483 0674

400 0524 1068 521 931 330 631 0678

500 0456 1093 574 1153 362 794 0687

600 0404 1114 622 1383 391 969 0699

700 0362 1135 671 1634 418 1154 0706

800 0329 1156 718 1888 443 1348 0713

900 0301 1172 763 2162 467 1551 0717

1000 0277 1185 807 2459 490 1771 0719

1100 0257 1197 850 2762 512 1993 0722

1200 0240 1210 915 3165 535 2337 0724

Таблица П10

Коэффициенты местных сопротивлений

Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления

Колено

угол

поворота 90deg 120deg 135deg 150deg

ξ 11 055 025 02

Отвод радиусом R угол

поворота 30deg 45deg 60deg 75deg 90deg 105deg 120deg

трубы диаметром D

RD = 15 ξ 008 011 014 016 0175 019 02

RD = 20 ξ 007 010 012 014 015 016 017

Вход в трубу

с острыми краями ξ =05

с закругленными ξ =02

Выход из трубы ξ =1

FminFmax 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09

Внезапное расширение ξ 1 081 064 049 036 025 016 009 004 001

Внезапное сужение ξ 05 047 043 038 033 03 025 02 015 009

Таблица П11

Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗ типа ЦН-15 мм (рис8)

Dц A d d1 d2 H h1 h2 h3 h4 h5 a б б1 l

100 820 60 40 105 492 200 232 60 212 32 66 20 29 90

150 1190 90 60 155 720 300 345 75 297 48 99 30 41 110

200 1560 120 60 160 918 400 458 60 354 48 132 40 52 120

250 1930 150 75 180 1149 500 574 75 444 60 165 50 65 150

300 2300 180 90 210 1377 600 687 90 531 72 198 60 78 180

350 2670 210 105 250 1605 700 800 105 618 84 231 70 91 210

400 3040 240 120 280 1833 800 913 120 705 96 264 80 104 240

450 3410 270 135 310 2031 900 1026 135 792 108 297 90 117 270

500 3780 300 150 325 2289 1000 1139 150 879 120 330 100 130 300

550 4150 330 165 350 2520 1100 1255 165 972 132 363 110 143 330

600 4520 360 180 365 2750 1200 1370 180 1060 144 396 120 156 360

650 4890 390 195 400 2980 1300 1485 195 1146 156 429 130 169 390

700 5260 420 210 410 3210 1400 1600 210 1235 168 462 140 182 420

750 5630 450 225 450 3435 1500 1710 225 1320 180 495 150 195 450

800 6000 480 240 470 3665 1600 1825 240 1405 192 528 160 208 480

Таблица П12

Габаритные размеры вентилятора дымоудаления (дымососа) м

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 37: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

Таблица П5

Соотношение между единицами давления

Величина Па бар тех атм мм рт ст мм водст

1 Нм2=1 Па 1 10-5 10210-5 7510-3 0102

1 бар 105 1 102 750 102middot104

1 техатм=1кгссм2 981middot10-4 0981 1 7356 104

1 мм ртст 1333 133310-5 13610-3 1 136

1 мм водст=1кгсм 981 98110-5 10-4 735610-2 1

Таблица П6

Теплоемкость и плотность горючих газов

Газ Формула Плотность кгм3 Теплоемкость

кДж(м3 degС)

Метан СН4 0717 155

Этан С2Н6 1342 221

Пропан СзН8 1976 305

Бутан С4Н10 2598 413

Пентан С5Н12 3219 513

Гексан СбН14 384 615

Окись углерода СО 125 129

Углекислый газ СО 2 198 16

Азот N2 125 129

Кислород О2 143 13

Сероводород H2S 1539 151

Водород Н2 009 128

Таблица П7

Напряжение топочного объема для сушильных установок

Топливо qv кВтм3

Доменный газ 230-350

Генераторный газ 230-290

Природный газ 350-460

Мазут 230-350

Торф дрова 230-290

Каменные угли 290-350

Таблица П8

Физические свойства дымовых газов

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па 2NtildeIcircETH = 013 IcircIacute 2

ETH = 011 2NETH = 076

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1295 1042 228 169 158 1220 072

100 0950 1068 313 308 204 2154 069

200 0748 1097 401 489 245 3280 067

300 0617 1122 484 699 282 4581 065

400 0525 1151 570 943 317 6038 064

500 0457 1185 656 1211 348 7630 063

600 0405 1214 742 1509 379 9361 062

700 0363 1239 827 1838 407 1121 061

800 0330 1264 915 2197 434 1318 060

900 0301 1290 1000 2580 459 1525 059

1000 0275 1306 1090 3034 484 1743 058

1100 0257 1323 1175 3455 507 1971 057

1200 0240 1340 1262 3924 530 2210 056

Таблица П9

Физические свойства сухого воздуха

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1293 1005 244 188 172 133 0707

100 0946 1009 321 336 219 231 0688

200 0746 1026 393 514 260 349 0680

300 0615 1047 460 718 297 483 0674

400 0524 1068 521 931 330 631 0678

500 0456 1093 574 1153 362 794 0687

600 0404 1114 622 1383 391 969 0699

700 0362 1135 671 1634 418 1154 0706

800 0329 1156 718 1888 443 1348 0713

900 0301 1172 763 2162 467 1551 0717

1000 0277 1185 807 2459 490 1771 0719

1100 0257 1197 850 2762 512 1993 0722

1200 0240 1210 915 3165 535 2337 0724

Таблица П10

Коэффициенты местных сопротивлений

Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления

Колено

угол

поворота 90deg 120deg 135deg 150deg

ξ 11 055 025 02

Отвод радиусом R угол

поворота 30deg 45deg 60deg 75deg 90deg 105deg 120deg

трубы диаметром D

RD = 15 ξ 008 011 014 016 0175 019 02

RD = 20 ξ 007 010 012 014 015 016 017

Вход в трубу

с острыми краями ξ =05

с закругленными ξ =02

Выход из трубы ξ =1

FminFmax 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09

Внезапное расширение ξ 1 081 064 049 036 025 016 009 004 001

Внезапное сужение ξ 05 047 043 038 033 03 025 02 015 009

Таблица П11

Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗ типа ЦН-15 мм (рис8)

Dц A d d1 d2 H h1 h2 h3 h4 h5 a б б1 l

100 820 60 40 105 492 200 232 60 212 32 66 20 29 90

150 1190 90 60 155 720 300 345 75 297 48 99 30 41 110

200 1560 120 60 160 918 400 458 60 354 48 132 40 52 120

250 1930 150 75 180 1149 500 574 75 444 60 165 50 65 150

300 2300 180 90 210 1377 600 687 90 531 72 198 60 78 180

350 2670 210 105 250 1605 700 800 105 618 84 231 70 91 210

400 3040 240 120 280 1833 800 913 120 705 96 264 80 104 240

450 3410 270 135 310 2031 900 1026 135 792 108 297 90 117 270

500 3780 300 150 325 2289 1000 1139 150 879 120 330 100 130 300

550 4150 330 165 350 2520 1100 1255 165 972 132 363 110 143 330

600 4520 360 180 365 2750 1200 1370 180 1060 144 396 120 156 360

650 4890 390 195 400 2980 1300 1485 195 1146 156 429 130 169 390

700 5260 420 210 410 3210 1400 1600 210 1235 168 462 140 182 420

750 5630 450 225 450 3435 1500 1710 225 1320 180 495 150 195 450

800 6000 480 240 470 3665 1600 1825 240 1405 192 528 160 208 480

Таблица П12

Габаритные размеры вентилятора дымоудаления (дымососа) м

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 38: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

Таблица П8

Физические свойства дымовых газов

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па 2NtildeIcircETH = 013 IcircIacute 2

ETH = 011 2NETH = 076

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1295 1042 228 169 158 1220 072

100 0950 1068 313 308 204 2154 069

200 0748 1097 401 489 245 3280 067

300 0617 1122 484 699 282 4581 065

400 0525 1151 570 943 317 6038 064

500 0457 1185 656 1211 348 7630 063

600 0405 1214 742 1509 379 9361 062

700 0363 1239 827 1838 407 1121 061

800 0330 1264 915 2197 434 1318 060

900 0301 1290 1000 2580 459 1525 059

1000 0275 1306 1090 3034 484 1743 058

1100 0257 1323 1175 3455 507 1971 057

1200 0240 1340 1262 3924 530 2210 056

Таблица П9

Физические свойства сухого воздуха

Рб =760 мм рт ст = 101middot105 Па

t ordmC

ρ

кгм3

ср

кДж(кгordmС)

λmiddot102

Вт(мordmС)

amiddot106

м2с

ηmiddot106

Паmiddotс

vmiddot106

м2с Pr

0 1293 1005 244 188 172 133 0707

100 0946 1009 321 336 219 231 0688

200 0746 1026 393 514 260 349 0680

300 0615 1047 460 718 297 483 0674

400 0524 1068 521 931 330 631 0678

500 0456 1093 574 1153 362 794 0687

600 0404 1114 622 1383 391 969 0699

700 0362 1135 671 1634 418 1154 0706

800 0329 1156 718 1888 443 1348 0713

900 0301 1172 763 2162 467 1551 0717

1000 0277 1185 807 2459 490 1771 0719

1100 0257 1197 850 2762 512 1993 0722

1200 0240 1210 915 3165 535 2337 0724

Таблица П10

Коэффициенты местных сопротивлений

Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления

Колено

угол

поворота 90deg 120deg 135deg 150deg

ξ 11 055 025 02

Отвод радиусом R угол

поворота 30deg 45deg 60deg 75deg 90deg 105deg 120deg

трубы диаметром D

RD = 15 ξ 008 011 014 016 0175 019 02

RD = 20 ξ 007 010 012 014 015 016 017

Вход в трубу

с острыми краями ξ =05

с закругленными ξ =02

Выход из трубы ξ =1

FminFmax 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09

Внезапное расширение ξ 1 081 064 049 036 025 016 009 004 001

Внезапное сужение ξ 05 047 043 038 033 03 025 02 015 009

Таблица П11

Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗ типа ЦН-15 мм (рис8)

Dц A d d1 d2 H h1 h2 h3 h4 h5 a б б1 l

100 820 60 40 105 492 200 232 60 212 32 66 20 29 90

150 1190 90 60 155 720 300 345 75 297 48 99 30 41 110

200 1560 120 60 160 918 400 458 60 354 48 132 40 52 120

250 1930 150 75 180 1149 500 574 75 444 60 165 50 65 150

300 2300 180 90 210 1377 600 687 90 531 72 198 60 78 180

350 2670 210 105 250 1605 700 800 105 618 84 231 70 91 210

400 3040 240 120 280 1833 800 913 120 705 96 264 80 104 240

450 3410 270 135 310 2031 900 1026 135 792 108 297 90 117 270

500 3780 300 150 325 2289 1000 1139 150 879 120 330 100 130 300

550 4150 330 165 350 2520 1100 1255 165 972 132 363 110 143 330

600 4520 360 180 365 2750 1200 1370 180 1060 144 396 120 156 360

650 4890 390 195 400 2980 1300 1485 195 1146 156 429 130 169 390

700 5260 420 210 410 3210 1400 1600 210 1235 168 462 140 182 420

750 5630 450 225 450 3435 1500 1710 225 1320 180 495 150 195 450

800 6000 480 240 470 3665 1600 1825 240 1405 192 528 160 208 480

Таблица П12

Габаритные размеры вентилятора дымоудаления (дымососа) м

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 39: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

Таблица П10

Коэффициенты местных сопротивлений

Вид сопротивления Значение коэффициента местного сопротивления

Колено

угол

поворота 90deg 120deg 135deg 150deg

ξ 11 055 025 02

Отвод радиусом R угол

поворота 30deg 45deg 60deg 75deg 90deg 105deg 120deg

трубы диаметром D

RD = 15 ξ 008 011 014 016 0175 019 02

RD = 20 ξ 007 010 012 014 015 016 017

Вход в трубу

с острыми краями ξ =05

с закругленными ξ =02

Выход из трубы ξ =1

FminFmax 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09

Внезапное расширение ξ 1 081 064 049 036 025 016 009 004 001

Внезапное сужение ξ 05 047 043 038 033 03 025 02 015 009

Таблица П11

Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗ типа ЦН-15 мм (рис8)

Dц A d d1 d2 H h1 h2 h3 h4 h5 a б б1 l

100 820 60 40 105 492 200 232 60 212 32 66 20 29 90

150 1190 90 60 155 720 300 345 75 297 48 99 30 41 110

200 1560 120 60 160 918 400 458 60 354 48 132 40 52 120

250 1930 150 75 180 1149 500 574 75 444 60 165 50 65 150

300 2300 180 90 210 1377 600 687 90 531 72 198 60 78 180

350 2670 210 105 250 1605 700 800 105 618 84 231 70 91 210

400 3040 240 120 280 1833 800 913 120 705 96 264 80 104 240

450 3410 270 135 310 2031 900 1026 135 792 108 297 90 117 270

500 3780 300 150 325 2289 1000 1139 150 879 120 330 100 130 300

550 4150 330 165 350 2520 1100 1255 165 972 132 363 110 143 330

600 4520 360 180 365 2750 1200 1370 180 1060 144 396 120 156 360

650 4890 390 195 400 2980 1300 1485 195 1146 156 429 130 169 390

700 5260 420 210 410 3210 1400 1600 210 1235 168 462 140 182 420

750 5630 450 225 450 3435 1500 1710 225 1320 180 495 150 195 450

800 6000 480 240 470 3665 1600 1825 240 1405 192 528 160 208 480

Таблица П12

Габаритные размеры вентилятора дымоудаления (дымососа) м

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 40: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

Таблица П12

Габаритные размеры вентилятора дымоудаления (дымососа) м

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 41: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

Рис П1 Cхема установки для сушки древесной массы

1 - топка 2 - вентилятор 3 - труба-сушилка 4 - циклон 5 - газоходы

6 - дымовая труба

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 42: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

РисП2 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 43: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

РисП3 Высокотемпературная I-d диаграмма

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 44: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

РисП4 Низкотемпературная I-d диаграмма для влажного воздуха

при барометрическом давлении 100 кПа

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44

Page 45: J : K Q ? L I J H ? D L B J H < : G I G ? < F - nizrpnizrp.narod.ru/rasch2013.pdf · расчета пневматической сушильной установки, графические

Библиографический список

Лебедев ПД Расчёт и проектирование сушильных установок МЛ

ГЭИ 1963

Баренбойм АМ Галиева ТМ Гинзбург ДБ и др под ред

ДБГинзбурга Тепловые расчёты печей и сушилок силикатной

промышленности М Стройиздат 1964

Чернобыльский ИИ Тананайко ЮМ Сушильные установки

химической промышленности Киев Техника 1969

Лыков МВ Сушка в химической промышленности М Химия 1970

Жучков ПА Тепловые процессы в целлюлозно-бумажном

производстве М Лесная промышленность 1978

Бельский АП Ганичев ВА Высокотемпературные и сушильные

установки учебное пособие ЛТИЦБП Л 1988

Лакомкин ВЮ Бельский АП Тепломассообменное оборудование

предприятий (сушильные установки) учебное пособие СПб ГТУРП СПб

2006

Лакомкин ВЮ Смородин СН Расчет и проектирование барабанной

сушильной установки учебно-методическое пособие СПб ГТУРП СПб

2012

Оглавление Схема и принцип работы пневматической сушильной установки

и вспомогательного оборудования 3

Методика расчета пневматической сушильной установки 12 Материальный баланс сушильной установки 12 Состав и теплота сгорания топлива 12 Определение основных параметров топочных газов 14 Определение основных параметров сушильного агента в процессе

сушки материала (по I-d диаграмме) 16 Расход топочных газов присадочного воздуха сушильного агента и

топлива 20

Расчет скорости витания и объемного коэффициента теплообмена 22 Расчет высоты трубы-сушилки по участкам 24

Гидравлическое сопротивление пневматической сушильной

установки 26 Приложение 29 Библиографический список 44