Теплотехнический расчет сушильного барабана для глин

Теплотехнический  расчет сушильного барабана

1. Исходные данные

Производительность  по высушенному порошку:

- эксплуатационная (по выпуску готовой продукции)  Пэ=6 т/ч.

- расчетная исходя  из коэффициента содержания кристаллической  воды ППП: 16-18%

принимаем П=Пэ*1,18=6*1,18=7,08 т/ч.

1.2 Количество  влаги, которую необходимо удалить:

Пв= ,где

- влажность исходного материала  25-30%

- влажность высушенного материала  (0%)

Пв = 7,08 *(30—0)/(100-30) =3,034 т/час 

2. Расчет

2.2 Расход теплоты  в зоне 1: , где

с_м - удельная теплоемкость материала (0,88-0,92 кдж/(кг°С)

с_в - удельная теплоемкость воды =4,1868 кдж/(кг°С)

t₁- температура поступающего материала (среднегодовая 10°С)

t₂ - температура интенсивного испарения влаги (95°С)

Q₁= 0,92 .7080(95 —10) + 4,1868 •3034(95 —10) =1633400 кдж/час (390120 ккал/час)

2.3 Расход теплоты  в зоне 2: , где:

r= 2260 кдж/кг — теплота фазового перехода (парообразование);

c_n = 1,689 кдж/(кг°С)

t_д.г..= 150°С — температура дымовых газов на выходе из сушильного барабана.

Q₂ = 3034*2260 + 1,689*3034(150—95) =7138683 кдж/час (1705045 ккал/час) 

2.4 Расход теплоты  в зоне 3: Q₃ = c_m • П(t₃ - t₁), где:

t₃ ≤100°С — температура материала при остаточной влажности ≤5%.

= 0,92*7080(100—95) =32568 кдж/час (7779 ккал/час)

2.5 Расход теплоты  в зоне 4: Q₄ = c_m • П(t₄ – t₃), где:

t₄ = 400°С — температура материала на выходе из сушильного барабана.

Q₄= 0,92*7080(400—100)=1954080 кдж/час (461450 ккал/час)

2.6 Общее количество  теплоты используемой в барабане:

=1633400 +7138683+32568 +1954080 = 10758731 кдж/час (2569679

ккал/час)

2.7 Потеря теплоты  стенками барабана в окружающее  пространство определяется по

формуле:

, ult

диаметр барабана D_б=2,2 м

длинабарабана L_б =14м.

t_б - средняя температура стенок барабана (250°С)

t_в - средняя температура воздуха (20°С)

а - коэффициент  теплопередачи стенками барабана в  окружающее пространство, который

определяется  по формуле:

Q₄= 3б00• π •2,2•14 (250—20). 0,0236 = 1889830 кдж/час (451378 ккал/час) 

2.8 Общий расход  теплоты в барабане составит: = 10758731+1889830

=12648561 кдж/час  (3021057 ккал/час)

2.9 Потери тепла  с отходящими дымовыми газами: ,где:

γ_д.г =0,849 кг/м3 - плотность дымовых газов при t_д.г = 150°С

= предварительно  принимаем 30000 м3/час — количество отходящих дымовых газов

при i= 150°С (19362 им3)

с_д.г = 1,0823 кджI(кг°С) — теплоемкость дымовых газов при t_д.г = 150°С

= 0,849.300001,0823(150—20)=3583603 кдж/час (855929 ккал/час)

2.10 Ориентировочный  общий расход тепла составляет: =

=12648561+3583603=16232164 кдж/час (3876986 ккал/час)

2.11 Ориентировочный расход газа составит: = 16232164/(7985*4,1868) , где

 =7985 ккал/нм³    -   теплота сгорания газа

2.12 Количество  тепла необходимого для нагрева  газа от 100 до 800°С:

Q₈₀₀= q₇₀₀*V_д.г.н*t=0,35115*19362*700=4759276 ккал/час (1136734 кдж/час)

Скорость газа V =  30000*4/( π(2.2)²*3600)= 2,19 м/сек

Из печи с  отходящими газами в барабан передается 224 ккал/кг, т.е.

Общее количество тепла возвращаемого из печи в  барабан составит:

Q_в.п.= 224*5600=1254400 ккал/час (1254400/3876986 = 32,4%)

Следовательно уточненное количество тепла потребное  для сушки материала в барабане

Q_б.у.= 3876986— 1254400 = 2622586 ккал/час

Скорректированное количество топлива потребное в  барабане составит:

V_г.к. = Q_б.у / =2622586 / 7985=328,5 нм³/ час,

Объем выходящих  газов из печи: 13,637*0,036+0,3 0,491 нм³/ кг

(из сырья  и топлива + расход топлива  +расход воздуха)

т.е. 0,491*6000 = 2946 нм³/ час