2020-01-14
105
Из уравнения материального баланса сушилки определим расход влаги W, удаляемой из высушиваемого материала:
кг/с
Запишем уравнение внутреннего теплового баланса сушилки:
(11)
где Δ – разность между удельными приходом и расходом тепла непосредственно в сушильной камере, с – теплоемкость влаги во влажном материале при температуре θ1, кДж/(кг*К); qдоп – удельный дополнительный подвод тепла в сушильную камеру, кДж/кг влаги; при работе сушилки по нормальному сушильному варианту qдоп = 0; qт – удельный подвод тепла в сушилку с транспортными средствами, кДж/кг влаги; в рассматриваемом случае qт = 0; qм – удельный подвод тепла в сушильный барабан с высушиваемым материалом, кДж/кг влаги; qм = Gk*cм*(θ2 – θ1)/W; cм – теплоемкость высушенного материала, равная 1,25 кДж/(кг*К) [1]; θ2 – температура высушенного материала на выходе из сушилки, °С. При испарении поверхностной влаги θ2 принимают приблизительно равной температуре мокрого термометра tм при соответствующих параметрах сушильного агента. Принимая в первом приближении процесс сушки адиабатическим, находим θ2 по I – х диаграмме по начальным параметрам сушильного агента: θ2 = 55 °С; qп – удельные потери тепла в окружающую среду, кДж/кг влаги.
Прежде чем приступить к расчетам внутреннего теплового баланса, рассчитаем толщину тепловой изоляции и потери в окружающую среду.
Определим необходимую толщину слоя изоляции сушилки внутри которой температура tср. = 
Изоляционный материал выбираем совелит, для которого коэффициент теплопроводности
, где tt средняя температура изоляционного слоя
, где t – это температура теплоносителя, равная 2500С.
Температура наружной поверхности изоляции не должна быть выше 30 °С (по санитарным нормам).
Примем температуру окружающего воздуха t = 15°C и определим суммарный коэффициент теплоотдачи в окружающую среду лучеиспусканием и конвекцией по уравнению:
Удельный тепловой поток
Принимая приближенно, что все термическое сопротивление сосредоточено в слое изоляции можно написать
Толщина слоя изоляции
19,4] = 0,0959 м.
Принимаем δ = 100 мм.
Так как наш сушильный барабан имеет изоляцию большой толщины, то принимаем, что потери в окружающую среду практически не совершаются, а присутствуют только удельные потери тепла в окружающую среду на 1 кг испаренной влаги, qп = 22,6 кДж/кг, что соответствует примерно 1% тепла затрачиваемого на испарение 1 кг воды.
Разность между удельными приходом и расходом тепла непосредственно в сушильной камере определим по формуле (11) с учетом θ2 = 55 °С
Подставив соответствующие значения, получим:
кДж/кг влаги
Для построения рабочей линии сушки на диаграмме I – х необходимо знать координаты (х и I) минимум двух точек. Координаты одной точки известны:
х1 = 0,021, I = 326. Для нахождения координат второй точки зададимся произвольным значением х и определим соответствующее значение I. Пусть х = 0,1 кг влаги/кг сухого воздуха. Тогда:
I = 326 – 218,3*(0,1 – 0,021) = 308,7 кДж/кг сухого воздуха.
Через две точки на диаграмме I – х с координатами х1, I1 и х, I проводим линию сушки до пересечения с заданным конечным параметром t2 = 80 °С. В точке пересечения линии сушки с изотермой t2 находим параметры отработанного сушильного агента: x2 = 0,0867 кг/кг.
Расход сухого газа:
кг/c
Расход сухого воздуха:
кг/c
Расход тепла на сушку:
кВт
Расход топлива на сушку:
кг/c. В соответствии с тем, что топлива на сушку в зимнее время требуется больше, дальнейшие вычисления будем вести, пользуясь расчетными данными из пунктов 1.1.1. и 1.1.2.
