Тепловой расчет зон сушки и зоны охлаждения

Для практических расчетов формулы главы XV целесообразно преобразовать, избавиться от промежуточных вычислений и привести их к более удобному для расчетов виду. При этом следует учесть, что зависимость теплоемкости зерна от влажности и температуры является нелинейной и носит сложный характер, в связи с чем не представляется возможным воспользоваться формулой смешения.

Из соотношения (75) имеем

и

Тогда удельные затраты теплоты на нагрев зерна в зонах сушки получим в виде

а разность добавлений и затрат теплоты:

,

где – теплота, затраченная на повышение внутренней энергии агента сушки вследствие неизобарности процесса; определяют по формуле (88).

Определим количество теплоты, затраченной на нагрев зерна в зонах сушки:

для первой

для второй

и вносимой с зерном в зону охлаждения

В соответствии с исходными данными для расчета (см. табл. 22) из таблицы 9 путем интерполирования промежуточных значений находим удельную теплоемкость зерна:

Определяем для каждой из трех зон:

Для того чтобы определить затраты теплоты , вызванные неизобарностью процесса, проведем на – диаграмме через точки (см. рис. 110) линии постоянной энтальпии . На линии при заданной относительной влажности отработавшего агента сушки находим температуру , а на линии при .

Затраты теплоты , вызванные неизобарностью процесса, определим только для зон сушки. В зоне охлаждения доля мала и ею пренебрегаем.

По формуле (88) имеем:

для первой зоны сушки

Для второй зоны сушки

Определим разность добавлений и затрат теплоты:

для зон сушки

для зоны охлаждения

В проектируемой нами сушилке дополнительный подвод теплоты в зоны сушки не предусмотрен, и поэтому

Вычисляем:

Переходим к построению процесса изменения состояния агента сушки и наружного воздуха на – диаграмме. На линях постоянной энтальпии , проходящих через точки , выбираем произвольные точки (см. рис. 110). Проводим через них горизонтальные линии до пересечения соответственно с линиями в точках . Изменяем длину отрезков:

Длину отрезков еЕ определяем по формуле (100)

где – масштабы энтальпии и влагосодержания на I – d – диаграмме, в нашем случае расчеты выполнены на диаграмме с масштабами в 1 мм.

Рассчитываем длину отрезков с учетом их направления:

Откладываем соответствующие отрезки от точек по вертикали вниз при отрицательном значении Δ (для зоны сушки) и вверх при положительном значении Δ (для зоны охлаждения). Через точки проводим прямые.

На пересечении линии с линией находим точку . Точка характеризует состояние агента сушки на выходе из первой зоны сушки, а линия изображает процесс изменения состояния агента сушки в этой зоне.

Аналогично процесс во второй зоне заканчивается в точке при заданной, а в зоне охлаждения – в точке при заданной температуре (см. табл. 22).

Проводим через точки горизонтальные линии до пересечения соответственно с линиями в точках . Измеряем длину отрезков: .

Удельные затраты сухого агента сушки и наружного воздуха на испарение влаги (в килограммах на 1 кг испаренной влаги) будут:

Находим удельные затраты теплоты на испарение влаги:

испаренной влаги:

Для того чтобы найти общие затраты, надо определить массу испаренной влаги и массу зерна, проходящего через сушилку за 1 ч ее работы.

Масса испаренной влаги в первой зоне сушки:

где .

Во вторую зону сушки поступает массу зерна за вычетом испаренной влаги:

Аналогично находим для остальных зон:

Общая масса испаренной влаги:

Проверим правильность вычисления путем расчета убыли влаги по сушилке в целом:

Расхождение результатов пренебрежимо мало, следовательно, расчет убыли влаги сделан правильно.

Определяем массовый расход сухого агента сушки и наружного воздуха:

Найдем расход теплоты на сушку:

Удельные затраты теплоты на испарение влаги будут:

испаренной влаги.

Расход условного топлива В_у на сушку определим из теплового баланса сушилки с учетом химического и механического недожога топлива:

Удельные затраты условного топлива найдем, поделив его расход на производительность сушилки: условного топлива на 1 т просушенного зерна.

Как указывалось в главе XIV, в нашей стране принято удельные величины относить не к физической массе просушенного зерна, а к плановой единицы.

По справочным данным, в современных шахтных прямоточных зерносушилках удельные затраты условного топлива (при температуре наружного воздуха и зерна перед сушкой ) колеблются в пределах 12,2…12,5 кг/т. Несколько повышенные затраты его в нашем примере можно объяснить более низкой температурой наружного воздуха и зерна перед сушкой, а также возможным различием параметров агента сушки и воздуха на выходе из сушилки по сравнению с условиями, приведенными в справочной таблице.

Для последующего расчета количества коробов в сушилке, подбора вентиляторов и расчета воздухопроводов надо знать объемные расходы газов (м³/ч); их определяют по формуле

где - отношение объема влажного воздуха (агента сушки) к массе его сухой части, находят из справочных таблиц в зависимости от температуры и относительной влажности, м³/кг (приложение 6).

Параметры агента сушки и наружного воздуха на входе в зоны сушилки определяются положением точек на I – d - диаграмме, а на выходе из зон сушилки – точками . Зная, что агент сушки на входе в первую зону сушки имеет , определим его относительную влажность. По I–d - диаграмме находим, что при влагосодержание воздуха . Относительную влажность в точке можно достаточно точно определить из соотношения

Из приложения (6) находим:

Путем интерполирования получаем при :

Аналогично определяем объем на входе во вторую зону сушки при . При этих условиях он равен

В зону охлаждения поступает наружный воздух с параметрами: . Для них

На выходе из первой зоны агент сушки имеет относительную влажность . В точке I–d - диаграмме находим его температуру . Для этих условий путем интерполирования табличных значений находим На выходе из второй зоны (точка ) . На выходе из зоны охлаждения . По I – d - диаграмме в точке находим , а по таблице .

Объемные расходы агента сушки и воздуха будут:

на входе в сушилку

на выходе из сушилки

Дата добавления: 2015-11-04