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