Ниже приводится расчёт и подбор стальных пластинчатых калориферов КФС и КФБ. Данные для их расчёта и подбора приведены в прил. 3. Пластинчатые калориферы выпускаются двух моделей: средней – КФС и большой – КФБ. Калориферы средней модели имеют три ряда труб по направлению движения воздуха, а большой модели – четыре ряда труб. Калориферы могут компоноваться в ряды, образуя калориферные установки.
Калорифер рассчитываем по расходу тепла на сушку в зимних условиях, так как зимний расход тепла больше летнего. Поверхность нагрева калориферной установки, F, определяем по уравнению:
(27)
где Q’ – расход тепла на калорифер в зимних условиях, Вт;
К – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2×К), определяется в зависимости от весовой скорости воздуха по табл. П. 3.3;
t г.п. - температура греющего пара, °С. Температуру греющего пара выбирают так, чтобы она была на 20-50 °С выше, чем температура воздуха на входе в сушилку (чтобы обеспечить необходимый нагрев воздуха до температуры на входе в сушилку, в нашем случае до 140 °С). Температуру греющего пара находим по его давлению: Р г.п. = 0,7 атм, t г.п. = 165,2 °С (прил. 4);
|
|
t ср – средняя температура воздуха, °С.
(28)
Определяем расход греющего пара Д:
(29)
где r г.п. – удельная теплота парообразования греющего пара.
При Р г.п = 0,7 ата r г.п = 2072×103 Дж/кг (прил.4).
Тогда
Модель и номер калорифера следует выбирать в зависимости от массовой скорости воздуха: значение массовой скорости воздуха в калорифере должно быть наиболее близко к экономическому значению. Экономическая массовая скорость воздуха v в пластинчатых калориферах КФС и КФБ находится в пределах 7-10 кг/(с×м2).
Массовая скорость воздуха в калорифере
(30)
где f – живое сечение калорифера для прохода воздуха, м2, выбираем в зависимости от модели и номера калорифера по прил. 3.
Для выбора калорифера определим пределы его живого сечения при экономической массовой скорости:
Далее по табл. П.3.1 и П.3.2 подбираем калорифер с таким расчетом, чтобы его живое сечение по воздуху находилось в пределах 1,06 – 1,51 м2. Выберем 2 калорифера КФБ-10 с живым сечением по воздуху f = 0,558 м2, поверхностью нагрева F = 61,2 м2, массой 226,5 кг, живым сечением по теплоносителю f = 0,0143 м2. Тогда фактическая массовая скорость воздуха в калорифере:
Принимаем массовую скорость воздуха в калорифере ~ 10 кг/(с · м2) (округляем до табличной) и определяем для этого значения коэффициент теплопередачи К = 30,7 Вт/ (м2×К) (табл. П. 3,3)
Тогда поверхность нагрева калорифера:
Так как поверхность нагрева одного калорифера F = 26,8 м2 (прил. П.3.2), то, очевидно, что одного калорифера окажется недостаточно для обеспечения необходимого нагрева воздуха. Необходимое число калориферов z, входящих в калориферную установку:
|
|
(31)
z округляем в большую сторону до 9,
Необходимый нагрев может быть обеспечен при наличии девяти калориферов КФБ-10. Калориферы подключают параллельно в три ряда, по три калорифера в каждом ряду. В рядах калориферы соединены последовательно.
Сопротивление проходу воздуха через однорядную калориферную установку при v = 8 кг/(с×м2) D Р = 96,1 Па (прил. П. 3.4) [7]. Сопротивление всей калориферной установки D Р к = 96,1×3 = 288,3 Па.