Заказать обратный звонок

Время работы: с 10.00 до 17.00
по МСК
+7-920-465-09-66
Наша почта: info@prosushka.ru,
отвечаем всегда!
» » » Расчет сушильной установки

Расчет сушильной установки

Новость Комментарии (1)

В данной статье будет рассмотрен аналитический метод расчёта сушильной установки. Его выполняют с помощью уравнений материального и теплового балансов (см. Материальный баланс сушилки), что позволяет определить количество удаляемой влаги W  и количество сухого продукта G2, расход воздуха (сушильного агента) L и тепла Q, затрачиваемых на сушку. Расчёт сушильной установки выполняется по следующему алгоритму: 1) выбор схемы сушильного процесса; 2) выбор типа сушилки; 3) определение основных расчётных параметров t0, t1, ?0, d2 и параметров на выходе из сушилки; 4) составление материального баланса сушильной установки; 5) определение размеров установки по формулам (1) и (2) :

AV = W/(??V) (1)
AF = W/(??F) (2)

где AV - напряжение объёма сушилки по влаге, кг/(м3?ч); AF - напряжение поверхности нагрева по влаге (для контактных сушилок), кг/(м3?ч); V - объём сушилки, м3; F - площадь поверхности нагрева, м2; ? - время сушки, ч; W - общее количество влаги в материале, кг.

После этого составляется тепловой баланс сушилки для летнего и зимнего периода.

Если не удаётся свести тепловой баланс, то необходимо задаваться новыми значениями t2,?2. Удобнее применять графоаналитический метод расчёта по I-d диаграмме, при котором задаются только одним параметром, в следствии чего нет необходимости использовать метод последовательных приближений.

Рассмотрим составление теплового баланса для 1 кг удаляемой влаги.

Приход тепла в ккал/кг:
1) с сушильным агентом l?I0;
2) с влагой материала сВЛ?? 1;
3) с материалом (G2/W)?cм"??1;
4) с транспортными устройствами (GТР/ W) ?сТР? tТР' ;
5) от источника тепла в калорифере qк;
6) от дополнительных источников тепла qд.

Расход тепла в ккал/кг:
1) с уходящим воздухом l?I 2;
2) с высушенным материалом (G2/W)?cм"??2;
3) с транспортными устройствами (GТР/ W) ?сТР? tТР" ;
4) потери тепла в окружающую среду qп.

При сушке дымовыми газами исключается пункт 5) прихода.

Тепло, которое расходуется на нагрев материала, в ккал/кг:

qп = (G2/W)?cм"? (?2 -? 1 ) (3)

где cм" - удельная теплоёмкость высушенного материала в ккал/(кг? °С).

Теплоёмкость влажного материала:

смсух?(100-?)/100+?/100 (4)

где ссух - удельная теплоёмкость сухого материала в ккал/(кг? °С), определяемая из справочных данных;
      ? - влажность материала в %.

Тепло, расходуемое на нагрев транспортных устройств, в ккал/кг:

qтр = (Gтр/W)?cтр?(tтр2 -t тр1 ) (5)

где Gтр - масса транспортных устройств в кг/ч;
      cтр - средняя теплоёмкость материала транспортных устройств в ккал/кг;
      tтр1 - начальная температура транспорта, равная температуре в цехе, в °С;
      tтр2 - конечная температура, близкая к температуре воздуха в конце сушки, в °С.

Если транспортное устройство движется только внутри сушилки, то tтр1=tтр2 и qтр=0.

Для определения потерь тепла в окружающую среду (в ккал/кг) используют основное уравнение теплообмена:

qтр = K?F??tср/ W (6)

где F - площадь наружной поверхности сушилки, м2;
      ?tср - средняя разность температур сушильного агента и окружающей среды, °С;
      K - коэффициент теплопередачи, ккал/(м2?ч?°С);
      W - количество испаряемой влаги, кг/ч.

Коэффициент теплопередачи K рассчитывают по формуле:

alt (7)


Коэффициент теплоотдачи в ккал/(м2?ч?°С) от воздуха к стенке сушилки можно определить по формуле И.М. Федорова:

?1 = k?(?1'+?1") (8)

где k = 1,2 ? 1,3 - поправочный коэффициент, учитывающий турбулизацию потока;
      ?1' и ?1" - коэффициенты теплоотдачи от воздуха к стенке за счёт соответственно вынужденной и естественной конвекции.

Коэффициент теплоотдачи ?1' определяют по формулам:

при турбулентном режиме ( Ref >104)

Nuf = 0,018?Ref0,8??1 (9)


при ламинарном режиме ( Ref <2?103)

Nuf = 0,13?Ref0,8?Gr0,1 (10)

где ?1 - поправочный коэффициент, зависящий от Re и отношения Lc/D , т.е. длины сушилки к её диаметру.

При проведении расчётов сушилки по данным формулам все параметры берут при средней температуре воздуха в сушилке tf=(t1+t2)/2 . В качестве определяющего параметра принят диаметр канала D. В формулах (9) и (10) Nuf=??D/? - критерий Нуссельта (? - коэффициент тепловодности воздуха в ккал/(м?ч?°С) ; Ref = ??D/? - критерий Рейнольдса; Gr =g?D3??t/( ?2?T) - критерий Грасгофа (?t = tпот - tст - размерность средней температуры потока и стенки сушилки в °С ; Т = 273 + tf ).

Для переходного режима Ref <2?103 ? 104 .

Значения коэффициента теплоотдачи ?1' , можно также приближённо найти из следующих формул:
при Re < 16200

alt (11)


при Re > 16200

alt (12)


При воздуха вдоль плоской стенки коэффициент теплоотдачи ?1' можно определить из выражений:
при Re < 16000

alt (13)


при Re > 16000

alt (14)


В формулах (11) - (14) за определяющую температуру принята начальная температура воздуха, а за определяющий размер - теплоотдающая длина плиты по направлению потока.

Коэффициент теплоотдачи ?1" от воздуха к стенке за счёт естественной конвекции определяют по формуле:

alt (15)

Здесь физические параметры воздуха берут при средней температуре воздуха tf.

С большей точностью значения ?1" можно найти по формуле:
                                  alt


Коэффициент теплоотдачи ?2 от наружной поверхности сушилки в окружающую среду:

?2 = ?1 ' + ?2" (16)

где ?1' - коэффициент теплоотдачи за счёт естественной конвекции;
      ?2" - коэффициент теплоотдачи за счёт лучеиспускания.

alt (17)

где ? - степень черноты наружной поверхности сушилки, определяемая по справочным данным;
      С0 = 4,96 ккал/(м2?ч?К4) - коэффициент лучеиспускания абсолютно чёрного тела;
      Тст и Тср - абсолютная температура стенки и окружающей среды соответственно, К.

При расчёте тепловых потерь надо стремиться к тому, чтобы получить значение коэффициента теплопередачи не более 1,0...1,5 ккал/(м2?ч?°С ), что достигается соответствующим выбором изоляции стенок. Значение средней разности температур ?tср сушильного агента и окружающей среды можно найти по уравнению:
                                  alt





где ?tб = t1 - tср - разность температур на входе воздуха в сушильную установку и окружающей среды, °С;
      ?tм = t2 - tср - разность температур на выходе воздуха из сушилки и окружающей среды.



Материал подготовлен по книге "ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СУШКИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ", О.В. Чагин, Н.Р. Кокина, В.В. Пастин : Иван. хим. - технол. ун-т.:Иваново. 2007. 138 с.

Нашли ошибку? Выделите её и нажмите Ctrl+Enter. Будем благодарны за помощь.
Прокомментировать
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Миша
Миша Гости | Сообщение #1 11 июля 2016 23:18
Построил кубообразную камеру 1,5*4,5*5 м под сушилку фруктов. Задача равномерно распределить тёплый воздух 40-50 градусов. Хочу поместить 1-2 тепловых пушек на полу стороны 1,5 м, вентиляторы у верхней части противоположной стены и вытяжной вентилятор на потолке над пушками.
Посоветуйте пожалуйста,получиться ли относительно правильное распределение воздуха? Или в каких местах правильнее монтировать пушку, вентилятор и вытяжку?

С этим также смотрели:
отзывов 0
I-d диаграмма влажного воздуха
ТЕОРИЯ СУШКИ
Заказать
Подробнее
отзывов 0
Молекулярная теория сублимации
Сублимационная сушка / ТЕОРИЯ СУШКИ
Заказать
Подробнее
отзывов 0
Расчет диска распылительной сушилки
ТЕОРИЯ СУШКИ
Заказать
Подробнее
отзывов 0
Изменения жиров мяса при хранении
Сублимационная сушка / ТЕОРИЯ СУШКИ
Заказать
Подробнее
отзывов 0
Формы связи влаги с продуктом
ТЕОРИЯ СУШКИ
Заказать
Подробнее
отзывов 0
Упаковка и хранение продуктов
Сублимационная сушка / ТЕОРИЯ СУШКИ
Заказать
Подробнее
отзывов 0
Расчет радиационных сушилок
ТЕОРИЯ СУШКИ
Заказать
Подробнее
отзывов 0
Вакуумная досушка продуктов
Сублимационная сушка / ТЕОРИЯ СУШКИ
Заказать
Подробнее