Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ

Tải bản đầy đủ - 0trang

Trường : ĐHCN Hà Nội



Khoa : CN Hoá Học



3.2.1 Thể tích của thùng sấy

Vt = , ( m3 )

Trong đó :

W : Lượng ẩm bay hơi; W = 1388,89( kg/ h )

A : Cường độ bay hơi ẩm; A = 40 ( kg/m3.h ) ( Bảng 10.1 – T207 [4] ).

→ Vt =



1388,89

= 34,72 ( m3 )

40



3.2.2.Chiều dài đường kính và bề dày thùng

a. Chiều dài thùng :

Lt =



4.Vt



π .Dt



2



(m)



Trong đó :

Vt : Thể tích thùng; Vt = 34,72 ( m3 ).

Dt : Đường kính trong của thùng, ( m ).

Lt



Chọn D = 6

t

3



Lt =



Lt =



4.Vt .L2 t



π .Dt

3



2



(m)



4.62.34, 72

= 11, 67 (m )

π

34



Trường : ĐHCN Hà Nội



Khoa : CN Hoá Học



Chọn Lt = 12 m

Vậy, chiều dài thùng bằng 12 m

b. Đường kính thùng :

Dt =



12

Lt

= =2(m)

6

6



Vậy, thể tích thực tế của thùng :

Vt =



π .12.22

π .Lt .Dt 2

= 37, 68 ( m )

=

4

4



c. Chiều dày thân thùng :

δ = ( 0,005 ÷ 0,01 ).Dt ( m )

Cơng thức 10.15 – T83[8]

chọn δ = 0,01 : Dt = 0,01.2 = 0,02( m )



3.2.3. Thời gian lưu vật liệu trong thùng

Ta có: τ =



120 βρ (W1 − W2 )

( ph )

A[200 − (W1 + W2 )

Công thức VII.53 – T123 [2]



Trong đó:

35



Trường : ĐHCN Hà Nội



Khoa : CN Hố Học



ρ : Khối lượng riêng xốp trung bình của vật liệu trong thùng

ρ = 795kg/m3

W1 : Độ ẩm đầu của vật liệu; W1 = 35%

W2 : Độ ẩm cuối của vật liệu W2= 10%

β : Hệ số chứa đầy; chọn β = 0,15

A : Cường độ bay hơi ẩm; A = 40 ( kg ẩm/m3.h )

→τ=



120.0,15.795.(35 − 10)

= 57,7 (phút)

40.[ 200 − (35 + 10)



3.2.4. Số vòng quay của thùng



n=



m.k .Lt

( vg/ph ) ( VII.52 – 122 – STT2 ).

τ .Dt .tgα



Trong đó :

α : Góc nghiêng của thùng quay, độ

Thường góc nghiêng của thùng dài 2,5÷ 3o,còn thùng ngắn đến

6o, chọn α = 3o.

m, k : Hệ số phụ thuộc vào cấu tạo cánh và chiều chuyển động

của khí trong thùng; theo bảng VIIA [2]

36



Trường : ĐHCN Hà Nội



Khoa : CN Hoá Học



Ta chọn : k = 1và m = 1.

τ : Thời gian lưu lại của vật liệu trong thùng quay

n=



1.1.12

= 1,98 ( vg/ph )

2. tan 3.57,7



3.2.5. Công suất cần thiết để quay thùng

N = 0,13.10-2.Dt3.Lt.a.n.ρ ( kW )

Công thức VII.54 _T123[2].

Trong đó:

n : Số vòng quay của thùng; n = 1,98( vg/ph ).

ρ : Khối lượng riêng xốp trung bình của vật liệu; ρ = 795 ( kg/m3 ).

Dt : Đường kính của thùng: Dt = 2 m

Lt:: Chiều dài của thùng :Lt = 12

a : Hệ số phụ thuộc vào các loại đệm trong thùng quay

Bản đồ án nghiên cứu vật liêu sấy là đậu tương với đường kính là 3 mm

nên ta chọn loại đêm là cánh nâng .

Với β = 0,15 → a = 0,053 ( Bảng VII.3 – T123 [2] )

Công suất cần thiết để quay thùng :

N = 0,13.10-2.23.12.0,053.1,98 .795 = 10.41 ( kW )

37



Trường : ĐHCN Hà Nội



Khoa : CN Hố Học



Cơng suất động cơ điện

Nđc = 1,25.N = 1,25.10,41 = 13.01 ( kW )

3.2.6. Cấu tạo thân thùng

Thân thùng cấu tạo từ ba lớp :

- Lớp bảo vệ : làm từ vật liệu là thép CT3, có chiều dày δ1 = 0,002 m

- Lớp cách nhiệt : làm từ vật liệu là bê tơng xốp, có chiều dày δ2 = 0,02 m

- Lớp thân thùng : làm từ vật liệu là thép CT3, có chiều dày δ3 = 0,018 m

3.2.7. Đường kính thùng

3.2.7.1. Đường kính trong : Dt = 2 m

3.2.7.2. Đường kính ngồi

Dn = Dt + 2.( δ1 + δ2 + δ3 )

= 2 + 2.(0,002+0,02+0,018)

= 2,08 m

Vậy các thông số cơ bản của thùng sấy

Loại cánh : Loại chia khoang có cánh nâng

Thể tích



: Vt = 34,72 m3



Chiều dài : Lt = 12 m

Đường kính trong : Dt = 2 m

38



Trường : ĐHCN Hà Nội



Khoa : CN Hoá Học



Đường kính ngồi : Dn = 2,08 m

Tốc độ quay : 1,98 vg/ph

3.3. Quá trình sấy lý thuyết

3.3.1. Trạng thái của khói ra khỏi thùng sấy

3.3.1.1. Nhiệt độ : t2 = 46o

3.3.1.2. Hàm nhiệt :

I2 = I1 = 163,95 ( kJ/kg kkk ).

3.3.1.3. Hàm ẩm :

x2 =



I 2 − t2

163,95 − 46

=

2493 + 1,97.t 2 2493 + 1,97.46



= 0,046 ( kg/kg kkk ).

3.3.1.4. Độ ẩm :

ϕ2 =



x2 .P

(0, 621 + x2 ).Pbh



Trong đó :





Pbh = exp12 −





4026,42 

4026,42 



 = exp12 −



235,5 + t 2 

235,5 + 46 





= 0,0999 ( bar )

Độ ẩm của khói ra khỏi thùng sấy là :

39



Trường : ĐHCN Hà Nội



Khoa : CN Hoá Học



760

750

ϕ2 =

= 70%

(0,0621 + 0,046).0,0999

0,046.



Vậy trạng thái của khói ra khỏi thùng sấy là :

t2 = 46oC



x2 = 0,046 ( kg/kg kkk )



φ2 = 70%



I2 = 163,95 ( kJ/kg kkk )



3.3.2. Cân bằng nhiệt lượng của quá trình sấy

qo = lo.( I2 – Io ) = lo.( I1 – Io )

Công thức 7.38 –T 290 [6] )

Trong đó :

qo : Nhiệt lượng tiêu hao riêng.

lo : Lượng khói cần để bốc hơi 1 kg ẩm.

1



1



lo = x − x = 0,046 − 0,017

2

0

= 34,48 ( kg/kg ẩm )

Tổng lượng khói cần thiết :

L = lo.W = 34,48.1388,89

= 47888,92 ( kg kkk/h )

Nhiệt lượng cần thiết để bốc hơi 1kg ẩm :

40



Trường : ĐHCN Hà Nội



Khoa : CN Hoá Học



qo = lo.( I2 – Io ) = 34,48.( 163,95 – 68,72 )

= 3283,53 ( kJ/kg ẩm )

Nhiệt lượng tiêu hao cho quá trình sấy :

Q = qo.W = 3283,53. 1388,89

= 4560461,98 ( kJ/h )

3.4. Quá trình sấy thực tế

3.4.1. Nhiệt tổn thất ra môi trường

qmt =



3, 6.F .K .∆ttb

( kJ/kg ẩm )

W



Công thức 7.41 –T142 [4]

Trong đó :

K : Hệ số truyền nhiệt ( W/m2.oC )

F : Tổng diện tích bao quanh thùng sấy ( m2 )

W : Lượng ẩm bay hơi ( kg/h )

∆ttb : Hiệu số nhiệt độ trung bình ( oC )

3.4.1.1. Xác định hệ số truyền nhiệt K

K=



1

1

δ 1 ( W/m2.oC ).

+∑ +

α1

λ α2



Trong đó :

41



Trường : ĐHCN Hà Nội



Khoa : CN Hoá Học



α1 : Hệ số cấp nhiệt đối lưu giữa khói và thành thùng

α2 : Hệ số cấp nhiệt đối lưu giữa thành thùng và môi trường

δ : Chiều dày của các lớp thành thùng

λ : Hệ số dẫn nhiệt của các lớp

a. Xác định α1

α1 = k.( α1’ + α1’’ ) ( W/m2.oC )

Trong đó :

k : Hệ số độ nhám; k = ( 1,2 – 1,3 ), chọn k = 1,3

α1’ : Hệ số cấp nhiệt từ tác nhân sấy đến thành thiết bị do đối lưu cưỡng bức.

α1’ : Hệ số cấp nhiệt từ tác nhân sấy đến thành thiết bị do đối lưu tự nhiên.

- Xác định α1’ :

Lưu lượng thể tích của khói trong thùng :

Vi = vi.Lo ( m3/h ).

Trong đó :

vi : Thể tích khơng khí ẩm ( m3/kg kkk ).

Lo: Lượng khói tiêu tốn chung cho thùng sấy

Lo = 47888,92 (kg kkk/h )

Theo phụ lục 5 – T349[4] khi biết thời gian và độ ẩm ta tra lưu lượng thể

tích

42



Trường : ĐHCN Hà Nội



Khoa : CN Hố Học



- Lưu lượng thể tích của khói vào thùng :

o

   t1 = 115        

→ v1 = 1,15 ( m3/kg kkk )



ϕ

=

1,

7%

 2



Vậy lưu lượng thể tích của khói vào thùng là :

V1 = 1,12 . 47888,92 = 53635,59( m3/h )

- Lưu lượng thể tích của khói ra khỏi thùng :

o

 t1 = 46



ϕ 2 = 70%



→ v2 = 0,99 ( m3/kg kkk )



Vậy lưu lượng thể tích của khói ra thùng là :

V2 = 0,99 . 47888,92= 47410,03 ( m3/h )

- Lưu lượng thể tích trung bình của khói :

Vtb =



V1 + V2 53635,59 + 47410, 03

=

( m3/h )

2

2



= 50522,81( m3/h )



Tiết diện tự do của thùng :

Ftd = ( 1 – β ).Fts ( m2 ).

Trong đó :

β : Hệ số chứa đầy; β = 0,15.

43



Trường : ĐHCN Hà Nội



Khoa : CN Hoá Học



Fts : Tiết diện thùng ( m2 )



π 2 π 2

.D = .2 = 3,14

Fts = 4 t 4

( m2 )



Ftd = ( 1 – 0,15).3,14 = 2,669 ( m2 )

Tốc độ trung bình của khói đi trong thùng :

ωtb =



Vtb 50522,81

=

= 18929, 49 (m/h)

Ftd

2, 669



= 5,2 (m/s)

Chuẩn số Re :

Re =



w tb .Dt

υ



Trong đó :

wtb : Vận tốc trung bình của khói đi trong thùng; wtb = 5,2 m/s

Dt : Đường kính trong của thùng; Dt = 2 m

ν : Độ nhớt động của khói phụ thuộc vào nhiệt độ trung bình của khói

- Nhiệt độ trung bình của khói :

t tb =



t1 + t 2 115 + 46

=

= 80,5 o

2

2



44



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×