Определение параметров сушильного агента и его расхода. Построение теоретического и действительного процессов сушки на H, d – диаграмме сушильного агента

Зададимся параметрами наружного воздуха t₀ и d₀. На H, d – диаграмме находим точку А (рисунок 5.1).

Определим коэффициент расхода воздуха в дымовых газах, выходящих из смесительной камеры (на входе в сушильную камеру). При использовании газообразного топлива формула для определения общего коэффициента расхода воздуха, необходимого для получения газов с температурой t₁ имеет вид:

, (5.1)

где - высшая теплота сгорания топлива, кДж/м³;

=0,95 – КПД топки;

с_т – изобарная теплоемкость газообразного топлива, с_т= 1,34 кДж/кг∙К;

t_т – температура газообразного топлива, ᵒС;

с_сг – изобарная теплоемкость дымовых газов, с_сг =1,07 кДж/кг∙К;

t_сг – температура дымовых газов t_сг = t₁, ᵒС;

h_п – энтальпия водяного пара при температуре t₁, кДж/кг;

(5.2)

W_т – масса водяного пара, содержащегося в топливе, W_т =0 кг;

H₀ – энтальпия атмосферного воздуха, определяемая по H,d–диаграмме в точке А (рисунок 5.1), Н₀ =45 кДж/кг;

L₀ – теоретическое количество воздуха на сжигание 1 кг газообразного топлива (формула 5.6), кг/кг.

Топливо – природный газ с теплотой сгорания . Согласно [1] определяем состав газа магистрали Бухара – Урал:

CH₄ =94,2%; C₂H₆ =2,5%; C₃H₈ =0,4%; C₄H₁₀ =0,2%; C₅H₁₂ =0,1%; N₂ =2,6%; CO₂ =0%.

Высшая теплота сгорания топлива, кДж/кг:

(5.3)

(5.4)

Плотность топлива по [2], кг/м³:

(5.5)

где V_i – объемное содержание i-ого компонента газа;

μ_i – молярная масса компонента газа, моль/кг.

Теоретическое количество воздуха на сжигание 1 кг газообразного топлива при известном его составе, кг/кг:

(5.6)

Удельный (на 1 кг сжигаемого топлива) расход сухих газов при температуре t₁ при сжигании газообразного топлива, кг/кг:

(5.7)

Удельный расход водяных паров, образующихся при полном сгорании 1 кг газообразного топлива при температуре t₁, кг/кг:

(5.8)

Влагосодержание дымовых газов при температуре t₁, г/кг:

(5.9)

Теплосодержание дымовых газов, кДж/кг:

(5.10)

По d₁, H₁ и t₁ на H, d– диаграмме находим точку В (рисунок 5.1), соединив которую с точкой А, получаем линию смешения атмосферного воздуха с дымовыми газами, выходящими из топки.

Для построения теоритического процесса сушки из точки В проводится линия H=const до пересечения с изотермой t₂ в точке С.

Для построения действительного процесса сушки находится величина:

(5.11)

где с_в – изобарная теплоемкость воды, кДж/кг∙К;

- температура материала на входе в сушилку, ᵒС;

q_доп – удельная (на 1 кг испаренной из материала влаги) теплота, вносимая в дополнительном, встроенном в сушильную камеру, подогревателе,

q_доп =0 кДж/кг;

q_м – удельные потери теплоты с материалом, кДж/кг:

(5.12)

здесь с_м – теплоемкость высушенного материала, кДж/кг∙К:

(5.13)

с_сух – теплоемкость сухой части материала по [3], с_сух =0,84 кДж/кг∙К

q_тр – удельная потеря теплоты с транспортным устройством. В конвективных сушилках, предназначенных для сушки дисперсного материала транспортное устройство отсутствует, следовательно, q_тр =0 кДж/кг;

q₅ – удельная потеря теплоты в окружающую среду от наружного охлаждения конструкции. Принимаем предварительно с последующей проверкой, так как геометрические размеры сушилки пока неизвестны.

q₅ =10 кДж/кг.

Затем на линии ВС (рисунок 5.1) выбирается произвольная точка е и проводится отрезок ef, длина которого измеряется.

Из уравнения находится длина отрезка еЕ,мм, где М_h и М_d – соответственно, масштаб оси энтальпии и влагосодержания H, d– диаграммы.

(5.14)

Если ∆<0, то отрезок еЕ откладывается вниз и через точки В и Е проводится прямая до пересечения с изотермой t₂ (рисунок 5.1). Линия ВС’ – действительный процесс сушки, на основании которого определяется влагосодержание сушильного агента на выходе из сушилки d₂, используемое для определения расхода сушильного агента (формула 6.4).

d_2д =105 г/кг.

 

Рисунок 5.1 – H,d– диаграмма влажного воздуха при барометрическом давлении 99,4 кн/м²