АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Выполнил: Студент гр. 00 – МАПП

Читайте также:
  1. II. Основные принципы и правила поведения студентов ВСФ РАП.
  2. II. Стипендиальное обеспечение студентов, аспирантов и докторантов
  3. III. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ СТУДЕНТАМ ПО ПОДГОТОВКЕ К СЕМИНАРУ
  4. Адаптація студентів нового набору
  5. Аналіз захисту дипломних робіт студентів ФМТЗ 2011-2012 р. р. День 2(24.05.2012)
  6. В наш час дискретна математика є необхідною компонентою математичної освіти студента-фізика.
  7. Види та форми науково-дослідної роботи студентів
  8. Виды подготовки студентов в Вузах
  9. ВИМОГИ ДО ЗНАНЬ І ВМІНЬ СТУДЕНТІВ
  10. Влияние манипуляций на психологию студентов художественных вузов.
  11. Выполнен студенткой 742 группы Плужниковой Аленой.

Министерство образования Российской Федерации

 

Нижегородский государственный технический университет

Дзержинский филиал

 

 

Кафедра «Машины и аппараты химических и пищевых производств»

 

Дисциплина «Технологическое оборудование»

 

ОТЧЕТ

по расчетно-практической работе №6

 

Расчет распылительной сушилки

 

Вариант № 20

 

Выполнил: Студент гр. 00 – МАПП

Королёв А.Н.

 

Проверил: Преподаватель

Суханов Д.Е.

 

Дзержинск 2004

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

Цель работы и исходные данные 3

 

1. Теоретическая часть 4

 

2. Расчетная часть 5

 

3. Графическая часть 9

 

Литература 10

 


ЦЕЛЬ РАБОТЫ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

 

Цель работы: Изучение теоретических основ процесса сушки; знакомство с классификацией распылительных сушилок, устройством и принципом работы; выполнение расчета распылительной сушилки.

 

Задание: выполнить расчет распылительной сушилки, если заданы:

производительность по исходному продукту G = 810 кг/ч;

массовая доля сухих веществ в исходном продукте с 1 = 38%;

конечная влажность готового порошка W 2 = 3,3%;

температура продукта, подаваемого на входе в сушилку θ 1 = 48°С;

температура продукта на выходе из сушилки θ 2 = 75°С;

температура воздуха на входе в сушильную камеру t 1 = 185°С

температура воздуха на выходе из сушильной камеры t 2 = 118°С

температура воздуха на входе в паровой калорифер t 0 = 20°С

относительная влажность воздуха на входе в паровой калорифер φ 0 = 77%

частота вращения диска n = 11500 об/мин

диаметр распылительного диска dд = 0,28 м

 


1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

Распылительные сушильные установки можно классифицировать по способам распыления, очистки и подачи воздуха, а также по расположению сушильной башни и растворимости готового продукта.

По способу распыления их подразделяют на дисковые и форсуночные. Во-первых, продукт распыляется за счёт центробежной силы диска, а во вторых – под действием давления вылетает из форсунок с большой скоростью.

По способу очистки отходящего из сушильной камеры воздуха выделяют установки с матерчатыми рукавными фильтрами и мокрой очисткой воздуха. По способу подачи воздуха в сушильную башню и направлению его движения в ней различают установки противоточные, прямоточные, смешанные и комбинированные. В противоточных воздух и высушиваемый продукт движутся противоположно один другому, в прямоточных воздух и продукт движутся в одну сторону, в установках смешанного типа воздух подаётся из нескольких мест, а в комбинированных совмещаются различные технологические процессы. По расположению сушильной камеры установки делятся на вертикальные и горизонтальные. По способу удаления сухого продукта из сушильной камеры различают установки со скребковыми механизмами, с пневматическим удалением, с ленточным, шнековым или вибрационным транспортёрами, а также с гравитационным механизмом удаления готового продукта.

По растворимости готового продукта различают установки для получения сухого продукта обычной растворимости и для получения быстрорастворимого сухого молока. Сухие продукты, полученные на распылительных сушильных установках, обладают хорошей растворимостью (99,9%).

В настоящее время выделяют ещё распылительные установки для получения сухого продукта акустические и низкотемпературные.

Распылительная сушилка типа РСМ (рисунок 1) состоит из вертикальной цилиндрической сушильной башни, снабжённой коническим днищем, циклонов и вспомогательных устройств. Внутренний диаметр цилиндрической части сушильной башни 5,5 м, высота 3 м при общей её высоте 7,55 м. В центре верхней части башни смонтированы воздухораспределитель 3 и распылитель 2.

Частота вращения диска распылителя 1100…1250 с–1. Воздух подаётся нагнетательным вентилятором 11 высокого давления.

После прохождения калорифера воздух нагревается до температуры 180…200°С и подаётся на сушку. При этом в воздухораспределителе поток воздуха подвергается закрутке в направлении, противоположном направлению движения частиц распыленного продукта. После потери частицами высокой скорости они совместно с потоком движутся по нисходящей спиралеобразной траектории. Имеющий температуру 85…96°С отработавший воздух с наиболее низкими фракциями молочного порошка через специальный патрубок выводится из сушильной башни в батареи циклонов 7 для очистки и отсасывается вентилятором 4.

Высушенный молочный порошок ссыпается в вибролоток 9, из которого подаётся в пневмотранспортную линию 8. Перед поступлением в пневмотранспортную линию 8 воздух очищается фильтром 10.

В процессе транспортирования молочный порошок охлаждается до температуры, которая на 10…15°С выше температуры засасываемого воздуха. В пневмолинию поступает также порошок из батареи циклона.

Молочный порошок подаётся по пневмотранспортным линиям в разгрузочный циклон, а из него – в бункер-наполнитель 6. Ввиду недостаточной очитки воздуха из разгрузочного устройства он возвращается в воздуховод, по которому из сушильной башни подаётся в батарею циклонов. С помощью шлюзового затвора, установленного над бункером-накопителем, готовый продукт выгружается из установки и фасуется в крафт-мешки.


2. РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ

 

Средний размер частиц dср, м, при дисковом распылении

 

(1)

где а = (65…68)·10-3 Н/м – поверхностное натяжение продукта. Принимаем а = 67∙10–3 Н/м [1,с.274];

ω – угловая скорость вращения распылительного диска, рад/с;

Rд – радиус распылительного диска, м;

ρп = 1100 кг/м3 – плотность продукта [1, с. 274].

 

(2)

 

(3)

 

 

Площадь поверхности контакта F, м2, высушиваемого продукта:

(4)

 

Действительная производительность сушилки по испарённой влаге Wд, кг/ч:

(5)

 

где W 1 – влажность исходного продукта, %.

W 1 = 100 – с 1. (6)

W 1 = 100 – 38 = 62 %.

 

 

Действительная производительность по готовому продукту G , кг/ч:

(7)

 

Теоретическая производительность по испарённой влаге W Т, кг/ч:

(8)

где k = 0,95 – коэффициент использования теоретической производительности [1, с. 275].

 

Теоретическая производительность по готовому продукту G 2, кг/ч:

(9)

 

Теоретическая производительность G 3, кг/ч:

(10)

 

Радиус факела Rср, м, распыления с учётом гидродинамических и температурных условий протекания процесса определяется по уравнению А.А. Долинского:

(11)

где ρв – плотность воздуха, кг/м3. Принимаем при t 1 = 185°С ρв = 0,749 кг/м3 [1, с. 276];

Re – критерий Рейнольдса;

Gu – критерий Гухмана;

Ко = 0,27…0,41 – критерий Коссовича при распылительной сушке [1, с. 275].

Принимаем Ко = 0,34.

 

, (12)

где νч – скорость полёта частиц, м/с;

ρпр = 570 кг/м3 – плотность сухого молока;

μ = 490∙10-3 Па∙с – динамическая вязкость продукта [1, с. 275].

При турбулентном режиме νч = 0,85· νн.

 

(13)

 

Тогда:

 

 

(14)

где tм = 44°С – температура мокрого термометра [1, с. 277].

 

 

Для определения размеров сушильной камеры необходимо исходить из условия, что частица в своём полёте не должна достигать стенок сушильной камеры:

(15)

где r 1 – радиус частицы, м;

φ 1 – коэффициент сопротивления, зависящий от режима движения и значения критерия

Рейнольдса;

νн и νк – начальная и конечная скорости движения частицы, м/с.

νк = 3,5…4,3 м/с [1, с. 277]. Принимаем νк = 3,9 м/с.

При 2 < Re < 1000

(16)

 

 

Диаметр распылительной сушильной камеры D, м:

(17)

 

Принимаем ближайшее стандартное значение D = 1,2 м.

 

Массовая доля теплоты Q, кДж/ч, передаваемая от воздуха к продукту:

(18)

где r = 2258 кДж/кг – удельная теплота испарения влаги [1, с. 278];

с = 2,35…3,09 кДж/(кг∙К) – удельная теплоёмкость продукта [1, с. 278].

Принимаем с = 2,72 кДж/(кг∙К).

 

Массовый расход воздуха Qв, кг/ч, подаваемого в сушильную башню:

(19)

где d 2, d 0 – влагосодержание воздуха, выходящего из сушильной башни и входящего в неё,

кг влаги на 1 кг сухого воздуха. Принимаем d 2 = 0,066 кг/кг, d 0 = 0,011 кг/кг [1, с. 277].

 

Расход пара Dп, кг/ч:

(20)

где iп, iк – удельные энтальпии греющего пара и конденсата, кДж/кг; iп = 2792 кДж/кг,

iк = 417,5 кДж/кг [1, с. 278];

η = 0,9…0,97 – КПД калорифера. Принимаем η = 0,94 [1, с. 278].

 

Продолжительность процесса сушки τ, с:

(21)

где Δ tср – средняя разность между температурами воздуха и продукта, К;

α = 40…80 Вт/(м2∙К) – коэффициент теплообмена между воздухом и продуктом [1, с. 278].

Принимаем α = 60 Вт/(м2∙К).

= 570…660 кг/м3 – плотность высушенного продукта, кг/м3. Принимаем = 615 кг/м3 [1. с. 278].

 

(22)

 

 

Мощность N, кВт, затрачиваемая при дисковом распылении:

(23)

 

Термический КПД распылительной сушилки ηТ

(24)

где tн – температура окружающего воздуха,°С. Принимаем tн = 18 0С [1, с. 278].

 


3. ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

 


ЛИТЕРАТУРА

 

1 Остриков А.Н., Парфенопуло М.Г., Шевцов А.А. Практикум по курсу «Тенологическое оборудование» / Воронеж. Гос. технол. акад. – Воронеж, 1999.

2. Стандарт предприятия. Проекты (работы) дипломные и курсовые. Общие требования к оформлению пояснительных записок и чертежей. СТП 1 – У – НГТУ – 01.


Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.017 сек.)