Расход воздуха, скорость газов и диаметр сушилки

4 5 6 7 8 9 10

Определим количество влажного материала [1]:

G_Н= (1)

Определим расход влаги, удаляемой из высушиваемого материала по уравнению:

(2)

W= 4,2(3-0,5)/(100-3) = 0,108 кг/с.

Температура разбавленных воздухом топочных газов, поступающих под решетку

t₁=227°С, температура выходящих газов t₂=27°С, это позволяет исключить конденсацию паров в пылеулавливающей аппаратуре (циклон, фильтры). Температура выгружаемого сульфата аммония можно принять равной температуре отходящих газов, т.е. θ_г=27°С.

Рассчитаем внутренний тепловой баланс сушилки по уравнению [1]:

+q_don-(q_m+q_M+q_n), (3)

где ∆ - разность между удельными приходами и расходами тепла непосредственно сушильной камере, с - теплоемкость влаги во влажном материале при температуре в_ь кДж/(кг-К); д_до„ - удельный дополнительный подвод тепла в сушильную камеру, кДж/кг влаги; при работе сушилки по нормальному сушильному варианту q_д_on=0; q_m - удельный подвод тепла в сушилку с транспортными средствами, кДж/кг влаги; в рассматриваемом случае q_m=0; q_M - удельный подвод тепла в сушильную камеру с высушиваемым материалом, кДж/кг влаги;

q_M = G_Kc_M/W; c_M- теплоемкость высушенного материала, равная 1,638 кДж/(кг-К); - температура высушенного материала на выходе из сушилки, °С.

= 4,185*29 – 4.2*1,638(27-29)/0.108-22,6 = 1228.9 кДж!кг влаги.

На диаграмме 1-х (рис.) по известным параметрам t₀=18°С и 72 % находим влагосодержание х₀ и энтальпию 1₀ свежего воздуха: х₀ =0,0092 кг влаги/кг сухого воздуха; 1₀ =41,9 кДж/кг сухого воздуха.

При нагревании воздуха до температуры t₁ =227°С его энтальпия увеличивается до 1₁=293 кДж/кг;так как нагрев сушильного агента осуществляется через стенку, влагосодержание остается постоянным: x₀=х₁; для определения параметров отработанного воздуха необходимо на диаграмме I-х построить рабочую линию сушки. Зададим произвольное значение влагосодержания воздуха х=0,05. Соответствующее ему значение энтальпии находим по уравнению:I=I₁+ (х-х₁)[1].

I=293+1229(0.05 - 0.0092)=343,143 кДж/кг сухого воздуха.

Далее проводим линию сушки на диаграмме I-х через две точки с координатами x₁= x₀⁼0,0092 кг/кг, I₁=293 кДж/кг и x=0,05 кг/кг, I=343,143 кДж/кг до пересечения с заданным параметром отра-

ботанного воздуха t₂=27°С.В точке пересечения линии сушки и изотермы 27°С находим конечное влагосодержание отработанного воздуха x₂⁼0,046 кг/кг.

Расход воздуха L на сушку равен по уравнению:

; (4)

L=0, 108/(0,046—0,0092)=2,92 кг/с.

Средняя температура воздуха в сушилке

t_ср=(t₁+t₂)/2= (227 +27)/2 = 127 °С. (5)

Среднее влагосодержание воздуха в сушилке

x_ср=(х₀+х₂)/2 =(0,0092+ 0,046)/2 = 0,0276 кг влаги/кг сухого воздуха. (6)

Средняя плотность сухого воздуха и водяных паров

; (7)

;

Средняя объемная производительность по воздуху:

(8)

V=2,92/0,88 + 0,0246*2,92/0,55 = 3,45 м³/с.

Далее рассчитываем фиктивную (на полное сечение аппарата) скорость начала псевдоожижения:

где Re = Ar/(1400 + 5,221 ) – критерий Рейнольдса; - критерий Архимеда; — вязкость воздуха при средней температуре; — эквивалентный диаметр полидисперсных частиц материала; п — число фракций; m_i — содержание i-й фракции, масс, доли; d, — средний ситовый размер i-u фракции, м.

Рассчитаем d₃: м

Критерий Архимеда

Ar=(0.9-³)³0,96975*9,81*1770/(2,1*^-⁵)² =27835.

Критерий Рейнольдса

Скорость начала псевдоожижения

Верхний предел допустимой скорости воздуха в псевдоожиженном слое определяется скоростью свободного витания (уноса) наиболее мелких частиц. Эту скорость определяют по уравнению:

(9)

Критерий Архимеда для частиц диаметром 0,8 мм равен:

Аг = (0.8 • 10^-³)³ 0,96975 • 9,81 • 1770 /(2,1 • 10^-⁵)² = 19549,4

Скорость свободного витания(уноса)

м/с

Рабочую скорость w сушильного агента выбирают в пределах от w_nc до w_с.в.Эта скорость зависит от предельного числа псевдоожижения K_np= при Кпр более 40 —50 рабочее число псевдоожижения K_w = w/w_nc рекомендуется выбирать в интервале от 3 до 7; при Кпр меньше 20—30 значение K_w можно выбирать в интервале от 1,5 до 3. В рассматриваемом расчёте