2015-03-07
2037
Условия 25 заданий приведены в табл.2 приложения. Условия индивидуального задания берутся в соответствии с вариантом (графа 1).
Для сушки материала в теоретической сушилке используется атмосферный воздух. В процессе сушки атмосферный воздух находящийся в состоянии 1 (графы 2, 3, 4, табл.2, приложения), направляется в калорифер где нагревается до состояния 2 (графы 5, 6, табл.2, приложения) и направляется в сушильную камеру откуда выходит в состоянии 3 (графы 7, 8, 9, 10, табл.2, приложения).
Требуется произвести расчет процесса сушки по законам и аналитическим зависимостям реального газа.
1. Определить все параметры воздуха в процессе сушки. Полученные результаты внести в табл.5.2.1.
Таблица 5.2.1
| Состояния воздуха | t,ºC | d, кг/кг | φ, % | Рп, кПа | h, кДж/кг | μ, кг/кмоль | Rвв, Дж/кг∙K | v, м3/кг | ρ, кг/м3 | Рв, кПа |
2. Вычертить график процесса сушки на h,d-диаграмме.
|
|
|
Пример расчета
Вариант 0.
t1 = 15 ºC;
d1 = 8 г/кг;
t2 = 60 ºC;
t3 = 37 ºC;
В = 99325 Па.
Решение:
Определим неизвестные параметры в первоначальном состоянии (состояние1). Находим энтальпию смеси: h1 =1,0048∙t1+d1(2500+1,96∙t1);
h1 =1,0048∙15+0,008∙(2500+1,96∙15); h1=35,31кДж/кг.
По известно температуре t1 находим давление насыщенного водяного пара Pн1 по таблице «Параметры насыщенного водяного пара по температурам»:
t1 = 15 ºC; Pн1 =1704,1 Па = 1,7041 кПа.
Определим удельный объем смеси:
.
Находим относительную влажность воздуха:
=> 
Находим парциальное давление пара Рп1:
=> 
.
Определяем молекулярную массу: 
;
.
Газовая постоянная влажного воздуха: 
.
Плотность влажного воздуха: 
, где 
– объем сухого насыщенного пара при температуре t1 из таблицы «Параметры насыщенного водяного пара по температурам»; 
.
Находим давление воздуха: Рв1 = В – Рп1 = 99325 – 1260 = 98065 Па = 98,1 кПа.
В процессе нагревания 1–2 воздуха влагосодержание d1=d2, тогда d2= 8 г/кг = 0,008 кг/кг.
Находим энтальпию влажного воздуха в данном состоянии: h2 =1,0048∙t2+d2(2500+1,96∙t2); h2 =1,0048∙60+0,008∙(2500+1,96∙60); h1=81,2 кДж/кг.
По известно температуре t2 находим давление насыщенного водяного пара Pн2 по таблице «Параметры насыщенного водяного пара по температурам»:
t2 = 60 ºC; Pн2 = 19,919 кПа = 19919 Па.
Находим относительную влажность воздуха:
=> 
Находим парциальное давление пара Рп2:
=> 
.
Определяем молекулярную массу влажного воздуха: 
;
.
Газовая постоянная влажного воздуха: 
.
Плотность влажного воздуха: 
, где 
– объем сухого насыщенного пара при температуре t2 из таблицы «Параметры насыщенного водяного пара по температурам»; 
.
|
|
|
Находим давление воздуха: Рв2 = В – Рп2 = 99325 – 1255 = 98070 Па = 98,1 кПа.
Процесс сушки 2–3 влажного воздуха проходит при равных значениях энтальпии, h2 = h3 = 81,2 кДж/кг.
Влагосодержание в состоянии 3: h3 =1,0048∙t3+d3(2500+1,96∙t3) =>
По известно температуре t3 находим давление насыщенного водяного пара Pн3 по таблице «Параметры насыщенного водяного пара по температурам»:
t3 = 37 ºC; Pн2 = 6,32308 кПа = 6323,08 Па.
Определим относительную влажность воздуха: 
=> 
.
Находим парциальное давление пара Рп3:
=> 
.
Определяем молекулярную массу влажного воздуха: 
;
.
Газовая постоянная влажного воздуха: 
.
Определим удельный объем смеси:
.
Плотность влажного воздуха: 
, где 
– объем сухого насыщенного пара при температуре t3 из таблицы «Параметры насыщенного водяного пара по температурам»; 
.
Находим давление воздуха: Рв3 = В – Рп3 = 99325 – 2593 = 96732 Па = 96,7 кПа.
Таблица 5.2.1
| Состояния воздуха | t, ºC | d, кг/кг | φ, % | Рп, кПа | h, кДж/кг | μ, кг/кмоль | Rвв, Дж/кг∙K | v, м3/кг | ρ, кг/м3 | Рв, кПа |
| 1 состояние | 1,26 | 35,31 | 28,8 | 288,7 | 0,83 | 0,0095 | 98,1 | |||
| 2 состояние | 17,1 | 6,3 | 1,26 | 81,5 | 28,8 | 288,7 | 0,96 | 0,008 | 98,1 | |
| 3 состояние | 17,1 | 2,6 | 81,5 | 28,66 | 0,89 | 0,02 | 96,7 |
Определяем расход воздуха М, необходимый для испарения 1кг влаги: 
, где d3–d2 – количество влаги, испаренной в сушилке.
Определим расход теплоты Q для испарения 1 кг влаги: Q = M (h2–h1) = 110(81,5–35,31) = 5081 кДж/кг, где h2–h1 – количество тепла, затрачиваемое в калорифере на подогрев 1 кг сухого воздуха.
2. Вычертим график процесса сушки на h,d-диаграмме по результатам расчета.
