Побудова на I – d -діаграмі процесу сушіння димовими газами

Якщо відомі початкові параметри димових газів або суміші димових газів та повітря – точка В (I_поч, d_поч, t_поч), то теоретичний та дійсний процеси сушіння будують таким же чином, як і процес сушіння повітрям (лінії ВС → СД → ДВ → отримання точки Е).

Якщо температура димових газів вища, ніж температура, з якою вони повинні входити до сушарки, то виникає потреба розбавити їх атмосферним повітрям. У цьому випадку (рис. 5.3) спочатку відкладають точки, які характеризують

Рисунок 5.3. – Побудова на I – d-діаграмі процесу сушіння димовими газами

параметри повітря – точку А (I_пов, d_пов, t_пов) і диму – точку В^’ (I_газ, d_газ, t_газ), потім з’єднують ці точки і отримують на перехрещенні лінії АВ’ з лінією t_поч точку В, яка і характеризує початкові параметри вихідної суміші димових газів та повітря на вході в сушарку (I_поч, d_поч, t_поч). Далі процес сушіння будується за звичайною схемою.

Співвідношення повітря та димових газів для отримання їх суміші з початковими параметрами (точка В) знаходять за правилом важеля:

= , кг сух. пов./кг сух. дим.

Теоретичні та дійсні витрати димових газів на випаровування 1 кг вологи розраховують за формулами:

L_теор= кг сух. диму/кг вип. вологи

L_дійсне= кг сух. диму/кг вип. вологи

Об’єм суміші димових газів та повітря, які надходять до сушарки розраховують за формулою:

V_сум= ·L_дійсне, м³/кг вип. вологи (5.16)

де ρ₀ – густина димової суміші, кг/м³, яка визначається по складу компонентів суміші за нормальних умов.

Об’єм вологих димових газів, які відходять із сушарки (суміші димових газів з повітрям та випареної вологи):

V_відх= ·L_дійсне+ м³/кг вип. вологи. (5.17)

Об’єми перераховують на задані температури:

V ^t_сум= ; V^t_відх=

Витрати теплоти на випаровування 1 кг вологи розраховують за формулою:

q = L_дійсне·(I’_поч– I_пов) – С · t_поч^мат кДж /кг вип. вологи (5.18)

(I’_поч тому, що не враховуються витрати тепла на нагрівання та випаровування вологи димових газів, які виділяються при горінні палива).

Витрати палива або умовного палива на випаровування 1 кг вологи:

В = , кг (м³)/кг вип. вологи або В = , кг У.П./кг вип. вологи

Знаючи продуктивність сушарки по кількості вологи, що випаровується (кг/с) визначають витрати теплоносія та палива за одиницю часу (секунду, годину).

Додаткові відомості з цього питання викладені у [3-5, 8-10].

5.3. Контрольні питання та задачі до розділу “Сушіння силікатних матеріалів”

1. Що називається сушінням? Які умови, необхідні для протікання процесу сушіння? Види сушіння.

2. Яке значення має сушіння матеріалів і виробів у технології силікатів?

3. Перерахуйте види вологи і вологості матеріалу, дайте їх визначення.

4. Як розрахувати відносну та абсолютну вологість матеріалу? Який зв’язок існує між ними?

5. Які періоди сушіння Ви знаєте і від чого вони залежать?

6. Які види вологи виділяються в процесі сушіння, які залишаються?

7. Що називається швидкістю сушіння, як вона впливає на якість виробів?

8. Які Вам відомі способи сушіння, їх сутність.

9. В яких випадках краще застосовувати той чи інший спосіб сушіння?

10. Що собою уявляє I – d -діаграма? Для чого вона застосовується?

11. Що таке абсолютна, відносна вологість повітря; вологовміст та тепловміст повітря і димових газів?

12. Чим відрізняються теоретичний і реальний процеси сушіння?

13. Як побудувати на I – d -діаграмі теоретичний та дійсний процеси сушіння повітрям?

14. Як побудувати на I – d -діаграмі теоретичний та дійсний процеси сушіння димовими газами?

15. У чому сутність конструктивного та теплового розрахунку сушильної установки?

ЗАДАЧІ

1. Скільки грамів води утримується в 400 г матеріалу з відносною вологістю 10%, абсолютною вологістю 10%?

2. Скільки необхідно додати води, щоб підвищити відносну, абсолютну вологість 300 г матеріалу з 5 до 10%?

3. Продуктивність сушила по висушеному матеріалі 5 т/год.
Визначити кількість вологи, що видаляється з матеріалу за годину, якщо його початкова вологість 13%, кінцева 5%.

4. Побудуйте процес сушіння повітрям і визначте витрату повітря і теплоти на випаровування 1 кг вологи з матеріалу за умов: t_пов=20°С, d =10 г/кг сухого повітря, початкова температура теплоносія 180°С, кінцева 80°С, втрати тепловмісту (I_втр=20 кДж/кг сух. пов.), t^м_поч=30°С.

5. Визначте співвідношення повітря і диму, а також параметри
димової суміші (d_поч, I_поч), яка спрямовується в сушило і має t^сум_поч=140°С,
якщо t^пов_поч=20°С, d=10 г/кг сухого повітря, t^дим_поч=200°С. Склад диму, %: Н₂О – 5; СО₂ – 70; N₂ – 20; O₂ – 5.

При вивченні цього розділу необхідно з'ясувати, що собою уявляють види вологи (гігроскопічна, хімічна, фізична, вільна, критична, рівноважна) і вологості (абсолютна, відносна) матеріалів та повітря, як протікає процес сушіння за часом. Необхідно запам’ятати, що вибір способу сушіння та умов його протікання залежить від фізико-хімічних властивостей матеріалів, що обробляються, форми і товщини виробів, а також вимог до кінцевого продукту.

Навчіться будувати процес сушіння повітрям і димовими газами на I-d - діаграмі, а також розраховувати з її допомогою питомі витрати теплоносія і теплоти (палива) на видалення вологи із матеріалу стосовно до конкретних умов і типу сушарки.

Засвойте, що в розрахунках вологості матеріалів звичайно користуються поняттям відносної вологості, яка показує скільки вологи втримується в 100 г вологого матеріалу. Іншими словами – це доля вологи в вологому матеріалі. Абсолютна вологість – це відношення маси вологи до маси сухого матеріалу або доля вологи відносно маси сухого матеріалу.

Використовуючи основні поняття про сушіння навчіться знаходити кількість вологи, що видаляється, кількість вологого та сухого матеріалу.

Наприклад, на питання: скільки вологи втримує 400 г матеріалу з відносною вологістю 20%, можна відповісти: 400·0,2=80 г, замість того, щоб складати пропорції та приходити до того ж висновку. В той же час на питання: скільки вологи втримує 400 г матеріалу з абсолютною вологістю 20%, відповісти трохи складніше. Тут краще записати формулу абсолютної вологості і з її допомогою вирішити задачу.

; ;

100·W=8000-20·W; 120·W=8000. І нарешті W=66,67 г.

Перевіримо правильність рішення: . Задача вирішена правильно.

ЛІТЕРАТУРА

1. Чечеткин А.В., Занемонец Н.А. Теплотехника. – М.: Высш. шк., 1986. – 344 с.

2. Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике. – М.:

Машиностроение, 1973. – 344 с.

3. Левченко П.В. Расчеты печей и сушил силикатной промышлен­ности. – М.: Высш. шк., 1968. – 367 с.

4. Мамыкин П.С., Левченко П.В., Стрелов К.К. Печи и сушила огнеупорных

заводов. – Свердловск: Металлургиздат, 1963. – 471 с.

5. Ененко Г.М., Степанов Е.М., Филимонов Ю.П. Промышленные печи. – М.: Машиностроение, 1964. – 360 с.

6. Свенчанский А.Д. Электрические промышленные печи. – Ч.1. –

Электрические печи сопротивления. – М.: Энергия, 1975. – 384 с.

7. Роговой М.И., Кондакова М.Н., Сагановский М.Н. Расчеты и задачи по теплотехническому оборудованию предприятий промышленности строительных материалов. – М.: Стройиздат, 1975. – 320 с.

8. Печи и сушилки силикатной промышленности / Д.Б. Гинзбург и др. Под ред.

П.П. Будникова. – М.: Стройиздат, 1963. – 343 с.

9. Перегудов В.В., Роговой М.И. Тепловые процессы и установки в технологии

строительных изделий и деталей. – М.: Стройиздат, 1983. – 416 с.

10. Воробьев Х.С., Мазуров Д.Я., Соколов А.А. Теплотехнологические процессы и аппараты силикатных производств. – М.: Высш. шк., 1965. – 773 с.

11. Казанцев Е.И. Промышленные печи. – М.: Металлургия, 1975. – 368 с.

12. Гойхман В.Ю., Руслов В.Н., Костыря В.А. Печная теплотехника в

производстве стекла. – Харьков: Факт, 1997. – 288 с.

13. Кушнырев В.И., Лебедев В.И., Павленко В.А.. Техническая термодинамика

и теплопередача. – М.: Стройиздат, 1986. – 464 с.

Додаток А

Формули для розрахунків газових сумішей [2]

Поиск по сайту: