Пятница, 24.05.2019, 00:55
Приветствую Вас Гость | Лента новостей
Главная Блог в помощь инженеруРегистрацияВход
Меню сайта
Форма входа
Логин:
Пароль:
Реклама от Google

20:40
Оценка мощности сушильной установки

Добрый день, коллеги.

В своем технологическом процессе мы используем различное сушильное оборудование: полочные камерные сушилки, вакуумные полочные сушилки, ленточная сушилка и даже сушилка-гранулятор в кипящем слое.

Обычно при выборе подходящего сушильного оборудования мы знаем, что и на сколько мы хотим высушить, т.е. известна начальная (φисх) и конечная (φкон) влажность нашего сырья. Кроме того, заданным параметром, как правило, является необходимая производительность сушилки – мы обычно ориентируемся на ту цифру которую нам дают продажники, т.е. берем объем продукции, который они смогут продать, закладываем определенный запас и получаем исходную производительность искомого оборудования (производственной линии) – Мкон.

Зная требуемую производительность и параметры сырья на входе и выходе из сушилки, уже можно сделать нехитрый расчет, чтобы оценить тепловую мощность, которой должна обладать сушильная установка (Q).

В этой статье мы вместе выведем формулу, с помощью которой это можно сделать. Как известно, относительная влажность сырья рассчитывается как отношение массы воды в сырье к его общей массе и выражается в процентах:

φисх= Мисх.Н2О / Мисх × 100% - для исходного сырья до сушки (1)

 

φкон = Мкон.Н2О / Мкон × 100% - для сырья после сушки (2)

В процессе сушки сырье теряет влагу и массу этой влаги можно вычислить по формуле:

Мисп.Н2О = Мисх.Н2ОМкон.Н2О (3)

Зная исходную массу сырья и массу испаренной влаги можно найти массу сырья на выходе из сушилки:

М = Мисх Мисп.Н2О            (4)

Используя формулы (1) - (3), получаем:

Мкон = Мисх Мисх.Н2О + Мкон.Н2О = Мисх φисх × Мисх + φкон × Мкон = Мисх × (1 - φисх) + φкон × Мкон

 

Откуда получаем массу сырья по окончанию процесса сушки:

Мкон = Мисх ((1 - φисх) / (1 – φкон))          (5)

Аналогично можно найти массу воды, испаренной в процессе сушки:

Мисп.Н2О = Мисх - Мкон = Мисх × (1 – (1 - φисх) / (1 – φкон)) = Мисх × (φисхφкон) / (1 – φкон) = Мисх × Δφ / (1 – φкон)                 (6)

Используя формулу (6), мы можем посчитать количество воды, которое нам надо удалить из нашего сырья. Теперь осталось только оценить энергетические затраты на ее испарение, то есть нам надо найти то количество теплоты, которое мы должны передать сырью, чтобы влага испарилась.

В этом нам поможет удельная теплота парообразования L, кДж/кг) воды – количество теплоты, которое надо сообщить 1 кг воды (при постоянном давлении и постоянной температуре), чтобы превратить воду в пар. Теплота парообразования равна количеству теплоты, выделяющемуся при конденсации пара в жидкость.

В сети вы без труда найдете, что теплота парообразования воды при атмосферном давлении равна LH2O = 2256 кДж/кг.

К этому количеству теплоты я обычно еще добавляю теплоту (Q, кДж), необходимую для нагрева влаги в сырье от исходной температуры до температуры процесса сушки (в нашем производстве мы не используем высокотемпературный процесс сушки, так как температуры более 80 град. С приводят к снижению качества сырья). Предположим, что исходная температура нашего сырья tнач , а процесс сушки мы осуществляем при tкон. В этом случае искомое количество теплоты мы найдем по формуле (надеюсь все помнят, что теплоемкость воды c = 4,18 кДж/(кг К)):

q = с × m × (tкон - tнач)

При приведении расчетов к единичной массе воды, то есть m = 1 кг получаем:

q = с × (tкон - tнач) = с × Δt (8)

 

Таким образом общее количество теплоты для испарения 1 кг воды будет равно:

 

qобщ = LH2O + q = 2256 + с × Δ t = 2256 + 4,18 × Δt (9)

 

Используя формулы (6) и (9) получаем общее количество теплоты, которое нам надо передать сырью, чтобы испарить необходимое количество воды и получить на выходе из сушилки сырье с заданной влажностью:

 

Q = qобщ × Мисп.Н2О = Мисх × Δφ × (2256 + 4,18 × Δt) / (1 – φкон), кДж (10)

 

Рассмотрим пример расчета.

 

Исходные данные:

φисх = 43 % - влажность сырья до сушки;

φкон = 15 % - влажность сырья после сушки;

Мкон = 1 т/час – производительность сушилки по выходу;

t нач = 15 град .С – температура сырья до сушки;

tкон = 60 град .С – максимально-допустимая температура сырья во время сушки.

 

Задача:

Оценить мощность сушильной установки, обеспечивающей производительность Мкон = 1 т/час.

 

Решение:

Используя формулу (5), находим массу сырья до сушки:

 

Мисх = Мкон ((1 – φкон) / (1 – φисх)) = 1 × ((1 – 0,15) /(1 – 0,43)) = 1,49 т.

 

То есть расчет показывает, что масса исходного сырья снизится на 490 кг, то есть нам потребуется удалить из сырья почти полтонны воды.

С помощью формулы (10) находим энергозатраты:

 

Q = Мисх × Δφ × (2256 + 4,18 × t) / (1 – φкон) = 1490,0 × (0,43-0,15) × (2256 + 4,18 × 45) / (1 – 0,15) = 1 199 622,0 кДж.

 

Учитывая, что 1кДж = 0,000278 кВт-час, получаем:

Q = 1 199 622,0 кДж = 333,2 кВт-час.

Довольно мощная сушилка получается в нашем примере.

Просмотров: 6306 | Добавил: Kre4et | Теги: Расчет мощности сушилки, количество теплоты | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar
Социальные сети
Актуально
Наши наработки
Расчет норматива
48230201525
Отходы изолированных проводов и кабелей
Случайный файл
Расчет выбросов ЗВ в атмосферу:
Методическое пособие по расчету выбросов от неорганизованных источников в промышленности строительных материалов. Новороссийск, 2001
Copyright Ecols © 2019
Рейтинг@Mail.ru