Расчет вспомогательного оборудования сушильных установок

К вспомогательному оборудованию относят:

- калорифер;

- вентиляторы.

При этом считаем, что нагревательные элементы могут находиться также внутри сушильной камеры, а перемещение воздуха может происходить благодаря естественной циркуляции и принудительной циркуляции.

Для нагревания воздуха в сушильных установках применяются: газовые, паровые и водяные калориферы. Поверхность нагрева огневых калориферов обычно выполняют из гладких стальных труб (мах допустимая t◦ газов 700-750 ◦С, например, калорифер в сушилках СБТ, СОТ и др.) или чугунных труб (максимально допустимая t◦ газов 900 ◦С).

В некоторых конструкциях поверхностью нагрева являются кирпичные каналы. Для снижения температуры топочных газов в трубочные огневые калориферы добавляют наружный воздух, что снижает КПД калорифера. Поэтому для обогрева калориферов целесообразно использовать отходящие газы тепловых установок.

Паровые и водяные калориферы обычно применяются стандартных типов. Широкое распространение получили стальные калориферы моделей: КВП, КЗПП, КЧПП, КФСО, КФБО, КПС, КПБ (одноходовые); КЗВП, КЧВП, КВС-П, КВБ-П (многоходовые).

Рис. Схема и конструктивные размеры (мм) калорифера КВБ

Одноходовые калориферы имеют вертикальное расположение трубок, многоходовые – горизонтальное; рекомендуется при использовании в качестве теплоносителя пара применять одноходовые модели, при использовании воды – многоходовые калориферы (Подробно о конструкциях: «Справочник проектировщика, ч. ІІ Вентиляция и кондиционирование воздуха.» – М 1978 г., 509с.). Основной задачей расчета калорифера является определение площади его поверхности нагрева.

Площадь поверхности нагрева определяют по уравнению:

Где Q – расчетное количество теплоты, необходимое для подогрева воздуха, кВт (известно из теплового расчета сушилки)

k – коэффициент теплопередачи от греющего теплоносителя к воздуху, Вт/(м²∙К)

Δt_ср – средний температурный напор, или средняя для всей поверхности нагрева разность температур греющего теплоносителя и воздуха, ◦С.

F – площадь поверхности нагрева.

Средний температурный напор рассчитывается по формуле:

или как среднее арифметическое значение .

Где Δt′ - большая разность температур греющего теплоносителя и воздуха.

Δ t′′ - меньшая разность этих температур (Δ t′′< Δt′).

Коэффициент теплопередачи (в Вт/(м²∙К)) рассчитывают по следующим формулам:

для плоской стенки

для трубы

где d_нар и d_ВН – наружный и внутренний диаметры трубы (в м).

L – длина трубы, м.

Тогда площадь поверхности нагрева рассчитывается по формуле:

Если диаметр трубы намного больше толщины ее стенки, то k рассчитывается, как для плоской стенки.

Коэффициенты теплопередачи α₁ и α₂ рассчитываются по формулам теплопередачи, которые обычно представляют виды зависимости

Для гладкотрубных калориферов при угле атаки 90◦

λ – коэффициент теплопроводности воздуха, Вт/(м∙К)

d – наружный диаметр трубы;

υ – скорость воздуха в самом узком сечении пучка трубы, м/с.

Скорость воздуха υ зависит от объема проходящего воздуха (в м³/с) и площади живого сечения калорифера F_ж (в м²)

Где а – число труб в одном ряду, перпендикулярном потоку воздуха.

(S₁-d) – зазор между трубами, м;

L – длина труб, м.