Сушильные установки и агенты

Здесь отрезок CD соответствует разности влагосодержаний (). Расход тепла на удаление влаги определяют по формуле (аналогичной процессу сушки воздухом) по разности энтальпии дымовых газов. В технологических расчетах обычно используется величина низшей теплоты сгорания топлива , определяемая при условии, что вся влага, образующаяся при горении топлива, находится в парообразном состоянии при температуре 20°С. Поэтом вместо энтальпии , фактически соответствующей точке В, следует учесть энтальпию (см. рис. 30.3), соответствующую точке В', характеризующуюся энтальпией тех же газов, при той же температуре , но при влагосодержании, соответствующем 20°С (т.е. практически ). Тогда

.

Здесь разности соответствует отрезок АВ”.расход тепла за цикл сушки находят по формуле (30.8). Далее, зная величину низшей теплоты сгорания топлива, можно легко найти количество топлива, которое необходимо сжечь в сушиле за 1 цикл сушки, кг ():

Среднечасовой расход топлива, кг/ч (/ч):

Где t - продолжительность работы топки сушила, ч.

Современные сушильные установки работают с рециркуляцией продуктов сгорания, т.е. часть сушильного агента возвращается в рабочую камеру с целью экономии топлива.

3.3 Сушка смесью дымовых газов и возврата

Для построения процесса сушки смесью дымовых газов и возврата (т.е. для случая работы сушила с рециркуляцией продуктов сгорания) осуществляют сначала все операции по строению процесса сушки смесью дымовых газов и холодного воздуха, описанные выше и отраженные на рис.30.3. Следующим этапом является построение процесса смешения исходных продуктов сгорания с возвратом. Затем, в соответствии с описанным выше порядком, строят луч теоретического процесса сушки, откладывают вниз по линии d=const рассчитываемую величину (h пот) и получают луч действительного процесса сушки для рециркуляционного режима. Количество исходной смеси продуктов сгорания и возврата, требующееся для удаления 1 кг влаги из высушиваемого материала в теоретическом процессе сушки при рециркуляционном режиме работы сушила, можно найти по формуле, аналогичной (30.9). Для действительного процесса в тех же условиях справедливо выражение (30.10), записываемое с учетом рециркуляции возврата. Расход тепла на удаление влаги определяют по формуле, аналогичной выражению (30.11). Его величина при работе сушила с рециркуляцией получается ниже, чем при работе на смеси продуктов сгорания и холодного воздуха. Действительно, в этом случае часть тепла, уносится продуктами сгорания, возвращается в сушило с рециркулирующими газами. Расход тепла и количество сжигаемого в сушиле топлива находят по формулам (30.8) и (30.13).

4. Расчет Сушила

Расчет сушки сушимого материала:

1. Масса влаги, удаляемая из материала, кг.:

где - масса материала до сушки (в заранее известно), - масса материала после сушки (заданно), - количество влаги в материале до сушки, - количество влаги в материале после сушки.

2. Абсолютная влажность:

где W- масса влаги в материале, -масса абсолютно сухого материала.

3. Относительная влажность:

где W- масса влаги в материале, - масса сырого материала.

4. Взаимосвязь и W:

5. Начальное и конечное количество влаги в материале, кг.:

6.

- количество влаги, удаляемой из материала.

7. масса материала после сушки, кг.:

8. Рабочая температура сушки литейных форм и стержней не превышает обычно 200* - 400°С.

В зависимости от свойств связующих:

Стержни - 170* - 300°С

Формы - 200* - 600°С

Расчет характеристик сушильного агента

1. Влажный воздух:

1. Относительная влажность воздуха:

где - парциальное давление водяного пара, - максимальное количество водяного пара.

где - парциальное давление водяного пара, - давление насыщенного водяного пара (определяется в зависимости от температуры).

2. Влагосодержание влажного воздуха:

где - количество водяного пара в воздухе, - количество сухого воздуха.

Для простоты определения необходимого количества сухого воздуха (L), его приравнивают количеству удаляемой жидкости влаги из материала:

где - влагосодержание конечное, - влагосодержание начальное. К влажному можно применить уравнение Менделеева-Клайперона

из этого уравнения можно определить удельный объем сухого воздуха:

а также удельный объем водяного пара:

где V- объем смеси, т.е. объем влажного воздуха.

, где =287,4 Дж/(кг*К), =461,0

Дж/(кг*К).

3. Энтальпия сухого воздуха:

где -изобарная теплоемкость сухого воздуха в диапазоне 0-100°С, =1,005 кДж/(кг*К);

Энтальпия водяного пара:

=2490+1,97T , 2490- удельная теплота испарения; 1,97- удельная теплоемкость водяного пара

Энтальпия влажного воздуха

.

Дымовые газы

1.влагосодержание дымовых газов (кг./кг. сухого газа):

- количество водяных паров в дымовых газах,

- объем водяных паров в дымовых газах;

- объем сухих дымовых газов, - полный объем продуктов сгорания (дымовых газов);

- плотность сухих дымовых газов

- объемные доли составляющих дымовых газов:

2. Энтальпия дымовых газов:

где - низшая теплота сгорания рабочего топлива, - плотность сухих дымовых газов.

3. Коэффициент расхода воздуха:

Минимальная допустимая температура в топке по условиям горения составляет 900-1000*С. Его нужно рассчитать для понижения температуры в камере сушила, из технологических соображений:

- энтальпия продуктов сгорания при минимальной допустимой температуре сгорания в топке (=1340-1460 кДж/), - объем продуктов сгорания данного топлива при сгорании его с n=1/, - объем воздуха, необходимого для полного сжигания данного топлива при n=1/.

Расчет процесса сушки влажным воздухом по h-d диаграмме:

Исходные данные и

1. Расход воздуха при теоретическом процессе:

,

- точка определяемая из h-d диаграммы;

2. Расход воздуха при реальном процессе:

3. тепловые потери:

где - расход на нагрев материала, - расход на нагрев транспортирующих устройств, - потери тепла через стенки сушила в окружающую среду, - потери теплоты с уходящими газами, - потери теплоты за счет выбивания теплоносителя и подсоса холодного воздуха.

- масса материала после сушки, - средняя удельная теплоемкость материала, - начальная и конечная температуры материала.

- масса транспортирующих устройств, - средняя удельная теплоемкость материала транспортирующих устройств.

- масса кладки камеры сушила, - средняя удельная теплоемкость материала кладки камеры, - средняя начальная и конечная температуры кладки.

4. потери энтальпии:

5. расход воздуха в объемных единицах: , v- объем влажного воздуха; v=0,86 /кг при =20°С.

6. Расход тепла для удаления 1 кг влаги:

где - разность энтальпий воздуха (из диаграммы), - теплоемкость воды, равная 4187 кДж/(кг*К), - начальная температура материала.

7. Расход тепла на подогрев воздуха за цикл сушки:

Расчет процесса сушки дымовыми газами по h - d диаграмме:

1. Количество исходной смеси воздуха и дымовых газов, требующихся для удаления 1 кг влаги из высушиваемого материала:

2.

3. - количество газов поступающих в сушило.

4. - отрезок АВ”

5. Расход топлива при температуре сгорания :

6. Средний расход топлива:

, - продолжительность работы топки сушила, час.

5. Заключение

Целью курсового проекта было изучение процесса сушки, исследование влияния различных видов сушильных агентов на эффективность сушки формовочных смесей и стержней, расчет сушильного агрегата в процессе сушки стержня массой 2 кг., проходимого через сушило. В данном случае результаты расчета были некорректными, т.к. исходные данные не соответствовали реальным условиям процесса сушки.

6. Список используемой литературы

1. Михеев М.Н. <Основы теплопередачи>. М., Госэнергоиздат, 1956.

2. Кривандин В.А. и др. Металлургические печи. М., <Металлургия>, 1969.

3. Бедржих Геллиманн. <Уход за оборудованием литейных цехов>, 1959.

4. Тебеньков Б.П. Рекуператоры для промышленных печей. М., <Металлургия>, 1967.

Размещено на Allbest