Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

Ульяновский Государственный Технический Университет 
 
 
 
 
 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по дисциплине

"Тепломассообменное  оборудование промышленных предприятий" 

РАСЧЕТ  ТУННЕЛЬНОЙ СУШИЛКИ

 

 
 
 
 
 
 

Выполнил  студент гр. ТЭд-51

Николаев  А.С.

Проверил  преподаватель

Цынаева А.А. 
 
 
 
 
 
 
 
 

Ульяновск 2007

СОДЕРЖАНИЕ

Задание 3

Принятые обозначения 4

Тепловой расчет 6

Подбор циклонов 15

Подбор вентиляторов 17

Библиографический список 19 
ЗАДАНИЕ

Вар 15

    Рассчитать  противоточную туннельную сушилку  для кирпича с рециркуляцией  газов в зоне усадки, сушилка работает на горячем воздухе с температурой , влагосодержанием , получаемого из зоны охлаждения обжиговой печи. Сушилку проектируют с рециркуляцией воздуха в зоне усадки материала (I-й период сушки). Рециркуляция осуществляется за счет смешивания отработавшего сушильного агента со смесью из I-й зоны. Производительность сушилки кирпича-сырца. Влажность сырца на сухой вес начальная , конечная ; усадка материала прекращается при , размер кирпича ; вес штуки абсолютно сухого кирпича ; кирпич сырец поступает в сушилку прогретым (пароувлажнением) до ; параметры окружающего воздуха ; ; . Средняя допустимая скорость сушки в первом периоде усадки , во втором периоде . Скорость сушильного агента в I-м периоде , во втором - . Принять, что средняя температура материала во II-й период на ниже средней температуры сушильного агента.

    Содержание  расчетной части: тепловой и аэродинамический расчет сушилки, подбор и расчет вспомогательного оборудования.

    Графическая часть: конструкция сушилки, вспомогательного оборудования, схема компоновки оборудования.

 

ПРИНЯТЫЕ  ОБОЗНАЧЕНИЯ

u₁ – скорость сушильного агента в первой зоне, м/с

u₂ – скорость сушильного агента во второй зоне, м/с

 – влажность сырца на  сухой вес начальная, %

 – влажность сырца на  сухой вес конечная, %

 – влажность сырца на  сухой вес критическая, %

, – Средняя допустимая скорость сушки соответственно в первом и втором периоде усадки,

t – суммарное время сушки кирпича, ч

t₁ – время сушки кирпича в первом периоде, ч

t₂ – время сушки кирпича во втором периоде, ч

W – количество влаги испаряемой в туннеле за 1 ч, кг/ч

W₁ – количество влаги испаряемой в первой зоне туннеля за 1 ч, кг/ч

W₂ – количество влаги испаряемой во второй зоне туннеля за 1 ч, кг/ч

m – масса штуки абсолютно сухого кирпича, кг

S – площадь поверхности кирпича, м²

G_сух – весовая производительность сушилки, кг/ч

l – коэффициент теплопроводности сушильного агента, Вт/м К

n  – коэффициент динамической вязкости сушильного агента, м²/с

l – линейный размер кирпича, м

r – удельная теплота испарения воды, Дж/кг

t_c – температура сушильного агента, °С

J_м – температура высушиваемого материала, °С

- температура материала соответственно  на входе и на выходе из  туннеля, °С

Re – число Рейнольца

Nu – число Нуссельта

Gu – число Гухмана

a – коэффициент теплоотдачи, Вт/м²К

q_m – скорость сушки, кг/м²ч

D – суммарные потери тепла в туннеле на 1 кг испаренной влаги, кДж/кг

D¢ – потери тепла в первой части туннеля на 1 кг испаренной влаги, кДж/кг

D² – потери тепла в первой части туннеля на 1 кг испаренной влаги, кДж/кг

u₁ – средний удельный объем сушильного агента в первой зоне туннеля, м³/кг

u₂ – средний удельный объем сушильного агента во второй зоне туннеля, м³/кг

I_0, I₁, I_2, I_3, I₄ – энтильпии сушильного агента соответственно при температуре и влагосодержании воздуха окружающей среды, в конце второй зоны туннеля, в начале второй зоны туннеля, в конце первой зоны туннеля, в начале первой зоны туннеля, кДж/кг

d_0, d₁, d_2, d_3, d₄ – влагосодержания сушильного агента соответственно при температуре и влагосодержании воздуха окружающей среды, в конце второй зоны туннеля, в начале второй зоны туннеля, в конце первой зоны туннеля, в начале первой зоны туннеля, г/кг

l₁, l₂ – расход сушильного агента на испарение 1 кг влаги соответственно в первой и второй зоне туннеля, кг/кг

L₁, L₂ – массовый расход сушильного агента соответственно в первой и второй зоне туннеля, кг/с

V₁, V₂ – объемный расход сушильного агента соответственно в первой и второй зоне туннеля, м³/с 

 

ТЕПЛОВОЙ  РАСЧЕТ 

    Продолжительность сушки в периоде усадки материала:

    

    

    Продолжительность сушки после усадки материала до заданной конечной влажности:

    Суммарная продолжительность сушки:

    В первом периоде сушки благодаря  рециркуляции скорость воздуха в  туннеле составляет . По Id – диаграмме процесса сушки принимаем значение температуры мокрого термометра, используя значение влагосодержания откладываем перпендикуляр относительно оси X до температуры , после от полученной точки по , до . В итоге получаем, что температура мокрого термометра t=40°C. Принимаем среднюю температуру воздуха , ¹.

    В этой формуле за линейный размер взята  длина кирпича, для этих условий определяем коэффициент тепло- и массообмена по формуле А.В.Нестеренко²:

    

    _где

     ³

    

    Значение  и взяты при , температура материала принята на больше температуры мокрого термометра¹

    Количество  испаренной влаги 

при скрытая теплота испарения ⁴

    Если  принять, что a изменяется незначительно, то в начальный момент:

    

а в конце  периода усадки:

    

Среднее значение интенсивности испарения влаги  близко к расчетному:

    

    Во  втором периоде сушки поверхность испарения углубляется внутрь материала.

В этом случае лучшие результаты может дать нахождение коэффициента теплоотдачи по формуле для плоской  пластины:

    

    Во  второй части туннеля скорость воздуха  принимаем  , так как при меньшей скорости происходит расслоение температуры по высоте камеры, среднюю температуру сушильного агента полагаем равной:

     

а среднюю температуру  поверхности материала принимаем  согласно заданию на меньше, т.е. . Физические константы и взяты при .

    В этом случае:

    Коэффициент теплоотдачи:

    Количество  влаги, испаряемой при  .

    

    Определим конструктивные размеры туннелей. Емкость  всех штабелей:

    

где - суточная производительность, ; - продолжительность сушки, .

    Число вагонеток 

    где - емкость одной вагонетки, ;

    размеры вагонетки:

    длина  ;

    ширина  ;

    высота  .

    Принимаем количество вагонеток в туннеле, как и для типовых камер, ., в этом случае емкость одного туннеля:

    

    Длина туннеля 

    Количество  туннелей

    Часовая производительность туннелей

    Весовая производительность

    Количество  влаги, испаряемой в туннеле в  течении часа:

    в первом периоде:

    во  втором периоде:

    Всего испаряется влаги 

    Определим длину первой зоны туннеля, где подается рециркулируемый воздух. Длина всего  туннеля  . Количество испаряемой влаги в каждой зоне принимаем пропорциональным длине туннеля.

    Длину туннеля в первой зоне находим из соотношения:

    

    Вес высушенных изделий:

    Сечение туннеля для прохода воздуха:

    где а - ширина туннеля, м; b - высота туннеля, м.

    Площадь торца кирпича  . Площадь занимаемая кирпичами, . Площадь сечения, занимаемая вагонеткой,  . Площадь сечения для прохода воздуха: