книги / Расчёты и задачи по теплотехническому оборудованию предприятий промышленности строительных материалов

раметра. Затем строят линию АС - смешивания рециркулята с ат­

мосферным воздухом. Очевидно, что на этой линии будет располо­

жена точка М, поскольку она характеризует параметры смеси. По­ этому ищут положение точки М на линии АС, для чего предвари­

тельно определяют степень рециркуляции n - количество воздуха,

которое нужно добавить к 1 кг рециркулята, чтобы понизить его

влагосодержание от d c до влагосодержания смеси dM •

получаем:

Конаенсаm

Пар

Рис. У.5. Схема сушильного процесса С рециркуляцией отработан­

ного воздуха

Подставляя в формулу (У.7) Ор=25%. имеем:

100 - 25

n= 25 =3 -

Так как точка М делит линию АС на два отрезка АМ и СМ, то

Из баланса влагосодержания смеси выводится известное соотно-

71

;.;

~ 9-

~'*

~~

..

~~

c:s

~

"'"~

"<:>

~

а~-

~

......

~

~

, ..."'-

~

~..

~

о: 20

::s

~

:§

~

'1'i

О

/JJ1f1211СО!JеРЖ!JНlIеdz Ь I ннно !lfг C!lX172b 60зlJух{}

"" =0,3052

Рис. V.б. Построение на /-d-диаграмме сушильного процесса с ре­

паркуляцией отработанного воздуха

ИзмеРЯiМ на I-d-диаграмме отрезки СМ и АМ: СМ=60 мм и

АМ-20 мм. После подстановки в формулу (У.9) имеем.

СМ 60

n= -- = - =3

АМ 20 •

Измерением на I-d-диаграмме определяют длину отрезка АС.

В нашем случае АС=82 мм. Тогда после подстановки в формулу (V.lO) получаем:

Эту величину откладывают на линии АС, определяи тем самым положение точки М. Согласно схеме рис. У.5, смесь с параметрами точки М подогревается в калорифере и процесс такого подогрева изобразится линией d .. = const. Проводим эту линию, восстанавли­

вая вертикальный луч из точки М, и на него опускаем перпендику­

ляр из точки С. Точку их пересечения обозначаем буквой D. Далее ищут положение адиабаты теоретического процесса суш­

ки, которая будет проходитъ выше точки С, характеризующей дейст­

вительный (а не теоретический) процесс сушки и, следовательно, расположенной на политропе, а не на адиабате. Для этого восста­ иаllливаем из точки С вертикальный луч и ищем на нем положение

точки Е, через которую проходит адиабата. Искомое положение

точки Е определит отрезок СЕ:

т

где Д=qДОб-qпот. В нашем случае эти величины на 1 кг влаги со­

ставляют: qдоб=О; qпот=715 кДж; l1=-715 кДж;

т - приведенный масштаб I-d-ди~граммы, на которой выпол­

М{

нено построение m= Md 1000 (где М( и М" - масштаб

соответственно энтальпии и влагосодержаниЙ).

Для данного построения масштабы, отнесенные к 1 кг влаги, со­

ставляют

М,=0,64 кДж/мм; Md=0,305 г/мм;

0,64

Измеряем на I-d-диаграмме отрезок CD; он равен 53 мм;

На I-d-диаграмме откладываем отрезок СЕ=18 мм.

Через точку Е проводим адиабату до пересечения с продолже­ lIиеи линии MD. Точка их пересечения В и определит параметры по­ АО1'ретой смеси, поступающей в рабочую камеру сушилки.

13

Вычисляем расход смеси по сухому воздуху

4. Определить расход теплоты q на сушку, теплоноси­

теля (рабочей смеси) l, циркулирующего в рабочей ка­ мере сушилки, наружного воздуха lB и рециркулята lp

для процесса сушки с рециркуляцией отработанных ды­

мовых газов.

Тепловая схема процесса приведена на рис. V.7. Вен­ тилятор 1 засасывает наружный воздух с параметрами

точки А и нагнетает его в смесительную камеру 2. В нее

же поступают из топки 3 дымовые газы с параметрами точки Г, образующиеся от сжигания природного газа. Нагнетающий вентилятор 5 засасывает газовоздушную смесь с параметрами точки В из смесительной камеры 2

и рециркулят (отработанные газы) с параметрами точ-

74

ки с. Рециркулят подает вентилятор 4. Газовоздушная

смесь, поступающая из смесительной камеры, и рецирку­

лят смешиваются и с параметрами точки М вентилято­

ром 5 нагнетаются в рабочую камеру 6 сушилки. Отра­

ботанные газы с параметрами точки С отсасываются вен­

тилятором 7 и частично выбрасываются в атмосферу, а

частично забираются вентилятором 4 и подаются на p€-

циркуляцию.

Рис. У.7. Схема сушильного процесса с рециркуляцией отработанных

дымовых газов, используемых в качестВе теплоносителя

влагосодержание dM =80 г на 1 кг сухого воздуха; темпе­

ратура материала, поступающего в сушилку, tM =30° С;

потери теплоты действительного процесса сушки qпот=

=715 кДж на 1 кг влаги. Топливо - природный газ Са­ ратовского месторождения. Максимально допустимая

температура в топке по условиям стойкости футеровки

принята tд= 1200° С.

Реш е н и е. Первым этапом решения задач с использованием в

качестве теплоносителя дымовых газов является расчет горения

топлива, из которого определяют влагосодержание топочных газов dr и их энтальпию [г. В нашем случае воспользуемся.. результатами

расчета горения природного газа Саратовского месторождения, вы­

температурную, так как построение всего процесса на одной высоко­ температурной диаграмме в связи с ее мелким масштабом снижает

точность построения и получаемых расчетных результатов. Схема

75

зов). Соединяем их прямой линией АГ, которая является линией

процесса смешивания дымовых топочных газов с атмосферным воз-

Рис. V.8. Построеиие на I-d-диаграмме сушильиого процесса с ре­ циркуляцией отработанных дымовых газов

духом. Далее на низкотемпературной I-d-диаграмме наносим точку M-t. = 110 ОС; d M =80 г/кг. Ищем направление политропы действи­ тельного процесса сушки Для этого через точку М проводим ли­

нию dM=const и адиабатный луч, на кОтором произвольно отмечаем точку е. Из нее опускаем вертикальный луч и на нем ищем поло­ жение точки Е, через которую проходит политропа действительного

76

процесса сушки Из точки е опускаем перпендикуляр на линию d .. =

=const и точку их пересечения обозначаем буквой '. Положение точки Е определяем, вычисляя длину отрезка еЕ по формуле

де' eE=-,

т

где Д=qДОб-qпот. В нашем случае qдоб=О и, следовательно, д=

=-715 кДж на 1 кг влаги.

т- приведенный масштаб I-d-Дt:lаграммы;

Вычисляем отрезок еЕ:

715·77 eE= -- =26мм.

2100

Откладываем отрезок еЕ на вертикальном луче, опущенном из точ­ ки е, и из точки М через точку Е проводим политропный луч, опреде­ ляющий направление действительного процесса сушки. Пересечение его с кривой <Р2=80% отмечаем точкой С, определяющей параметры

отработанного теплоносителя.

Продолжаем линию МС дО ее пересечения с линией АГ, которое определяет параметры точки В Они по построению на I-d-диаграм­ ме оказались tB =320°C; d B =27 г на 1 кг сухих газов.

Линия СВ является линией смешивания отработанных газов с гззовоздушной смесью, нмеющей параметры точки В.

ДЛЯ определения доли рециркулята в рабочей смеси тепло~оси­ теля вычисляем кратность смешивания n. С этой целью измеряем отрезки СМ и ВМ по построению на высокотемпературной I-d-диа­ грамме: СМ=32 мм; МВ=101 мм. Тогда

32

n= - =0317

101 ' ,

Долю рециркулирующих отработанных газов ар определяем по

формуле

Из точки С опускаем перпендикуляр на линию d",=const. Их

пересечение обозначаем буквой D. Измеряем отрезок CD: он равен

58 мм.

77

Определяем расход рабочей смеси [, по сухим газам:

ет влагосодержание d2 =97 г на 1 кг сухих rазов. Определяем расход влажного рециркулята

lp= 13,5(1+0,001·97)= 14,1 кг на 1 кг влаги.

Для определения расхода воздуха и топочных газов измеряем

отрезок АВ и ВГ. По построению на высокотемпературной диаг­ рамме их значения составляют АВ= 152 мм и ВГ=777 мм. Тогда

ВГ 777

n= АВ= 152=5,1.

Рассчитываем расходы газовых компонентов на 1 кг испаренной

влаги:

сухих топочных газов

газов

lr = 7,06 (1 + 0,001·101) = 7,76 кг;

сухого атмосферного воздуха

l~ = nl; = 5,1·7,06 = 35,94 кг;

атмосферного воздуха С влагосодержанием do=9 г на 1 кг су­

хих газов

10 = 35,94 (1 + 0,001.9) = 36,2 кг.

\

78

г Jl а в а VI

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ СУШИЛОК

§ t. РАСЧЕТ БАРАБАННОЙ СУШИЛКИ

3 а Д а н и е. Спроектировать барабанную сушилку

для сушки глины:

1. Исходные данные

Производительность по высушенной глине а2= 15 т/ч.

Влажность глины:

начальная (1)1 =22%; конечная (1)2=5%.

Плотность сухого материала рс= 1450 кг/мЗ•

Топливо - мазут следующего рабочего состава: СР-

86,5; НР-I0,5; SP-O,3; Np-0,3; ОР-0,3; АР-О,3; WP-l,8.

Температура глины: начальная tu = 100 С; конечная t1(=80° С. Температура газов:

при входе в барабан t~83=800° С;

на выходе из барабана t~аз = 1000 С.

Удельная теплоемкость абсолютно сухой глины 'Сс=

2. Выбор типа барабанной сушилки

и сушильного агента

Так как сушимый материал не боится загрязненЙй, то

применяем в качестве сушильного агента смесь дымовых'

газов и атмосферного воздуха с начальной температурой tu =800° С. Дымовые газы рационально использовать и

потому, что глина сушится при температурах выше

1200 С. При этом также выявляется небольшая потреб-

80