Самые популярные статьи







    Определение параметров теплоносителя

    В качестве теплоносителя, т.е. сушильного агента, чаще всего используется воздух. Рассмотрим подробнее его главные показатели и определение параметров теплоносителя.

    При выполнении расчётов сушилок требуется точно знать состояние атмосферного воздуха в конкретном районе, то есть такие параметры теплоносителя как температура t в °С и относительная влажность φ0  в %. Данные показатели можно найти в соответствующих таблицах. Относительная влажность воздуха рассчитывается по следующим формулам:
    при t<100 °С

    alt (1)

    при t>100°С

    alt (2)

    где γП и γН - удельный вес водяного пара, соответственно, в конкретных условиях и в состоянии насыщения;
    ρП и ρН - частичное давление водяного пара, соответственно, в конкретных условиях и в состоянии насыщения;
    В - барометрическое давление.

    Удельный вес влажного воздуха, который представляет собой смесь воздуха и водяного пара,

    alt (3)

    где γВ.В - выражается в кгс/м3;
    Т - абсолютная температура, К.

    Согласно данной формуле, удельный вес влажного воздуха меньше удельного веса сухого воздуха.

    Содержание влаги в воздухе, то есть то количество водяного пара в граммах, которое приходится на 1 кг абсолютно сухого воздуха можно определить по формуле:

    alt (4)

    при температуре выше 100°С, когда ρН,

    alt (5)

    Давление насыщенного водяного пара ρН вычисляется по термодинамическим таблицам.

    Теплосодержание влажного воздуха в ккал на 1 кг сухого воздуха:

    alt (6)

    где t - температура воздуха, °С;
    d - влагосодержание, г/кг.

    Для определения параметров состояния влажного воздуха необходимо знать температуру влажного термометра и точки росы. Температура мокрого термометра представляет собой ту температуру, которой достигает выпариваемая в воздух влага на последней стадии процесса испарения. Данный показатель вычисляют с помощью специального прибора, который носит название психрометр. Зная температуру мокрого термометра и при помощи психрометрических таблиц, можно установить относительную влажность воздуха. Относительная влажность воздуха также определяется и по температуре точки росы, при которой, в случае охлаждения воздуха при неизменном содержании тепла, воздух становится насыщенным, а водяной пар выпадает в виде росы. Температура точки росы устанавливается при помощи таблиц либо по I-d диаграмме.

    Имея показатели температуры воздуха и относительной влажности воздуха, при помощи таблиц можно установить содержание жидкости и теплоты в воздухе. Удельный объём влажного воздуха определяется также по таблицам, в зависимости от его температуры t и влагосодержания φ.

    В том случае, когда в качестве сушильного агента выступают дымовые газы, полученные при сжигании твёрдого топлива, возникает необходимость не только определить параметры теплоносителя, но и знать состав данного топлива, от которого, в свою очередь, зависят количество и качество дымовых газов. Информация о составе топлива содержится в специальных справочниках. Если возникает необходимость пересчёта состава топлива из одной массы в другую - органическую, рабочую, горючую либо сухую, то следует использовать коэффициенты пересчёта, представленные в таблице 1.

    Рассчитать наивысшую проводимость тепла, выраженную в ккал на 1 кг твёрдого или жидкого топлива можно, используя формулу Менделеева:

    alt (7)

    где СР, НР, ОР, SP - состав топлива, выраженный в % масс.

    Низшая теплотворность 1 кг топлива в ккал:

    alt (8)
    alt (9)
    alt (10)


    Таблица 1

     

    Исходная  масса для пересчёта

    Коэффициент для пересчёта на массу

    рабочую органическую сухую горючую
    Рабочая 1 alt alt alt
    Органическая alt 1 alt alt
    Сухая alt alt 1 alt
    Горючая alt alt alt 1
    Примечание. SK, A, W - количество серы, золы и влаги соответственно, %;
    p, c, r - индексы, относящиеся к рабочей, сухой и горячей массе топлива соответственно.

    Теплотворность газообразного топлива, как правило, определяют по справочным таблицам. Если же данные отсутствуют, теплотворность 1 м3 газа в ккал исчисляется по следующей формуле:

    alt (11)


    где H2S, СхНу, СО — содержание отдельных газов в смеси, выраженное в % об.

    Высшая теплотворность в ккал/кг:

    alt (12)

    где х и у соответствуют индексам при С и Н (как, например, для СН4 : х = 1, y = 4).

    Теоретический расход в кг воздуха, необходимого для сжигания 1 кг твердого топлива устанавливают, учитывая реакции процесса горения, по следующей формуле:

    alt (13)

    Расход в кг воздуха для сжигания 1 кг сухого газообразного топлива:

    alt (14)

    где СО, Н2, H2S, СхНу, О2 - количество составляющих газообразного топлива в % масс.

    Фактический расход воздуха

    alt (15)

    здесь α - коэффициент избытка воздуха (отношение количества воздуха, фактически поданного в топку, к теоретически требуемому количеству).

    Влагосодержание, выраженное в г на 1 кг сухих дымовых газов:

    alt (16)

    где GB.П - количество водяных паров, поступающих в сушилку в кг на 1 кг топлива;
          GС.Г - количество сухих газов в кг на 1 кг топлива.

    alt (17)

    здесь WT - количество водяного пара, используемого для дутья. При сжигании газообразного топлива количество водяных паров на 1 кг сухих газов:

    alt (18)

    Количество сухих газов в кг, получаемых при сжигании 1 кг твердого или жидкого топлива:

    alt (19)

    при сжигании газообразного топлива:

    alt (20)

    В этих формулах СхНу - количество составляющих газа в % масс.

    Если записать выражение теплового баланса на 1 кг топлива для состояния дымовых газов перед их поступлением в сушилку, то, после некоторых преобразований, получим уравнение для коэффициента избытка воздуха:
    для твердого и жидкого топлива:

    alt (21)

    для газообразного топлива:

    alt (22)

    здесь сT - удельная теплоемкость топлива, ккал/(кг∙°С);
              tT - температура топлива, °С;
              ηТ - КПД топки;
              iП - теплосодержание пара при температуре сухих газов tГ, ккал/кг;
              I0 - теплосодержание атмосферного воздуха, ккал/кг;
              i'П - начальное теплосодержание дутьевого пара, ккал/кг;
              сС.Г - удельная теплоемкость сухих газов, ккал/(кг∙°С);
              d0 - влагосодержание атмосферного воздуха в г на 1 кг сухого воздуха.

    alt (23)

    здесь сСО2, cSO2 - удельные теплоемкости составляющих газов;
    GС.Г - масса сухих газов (см. формулы (19) и (20));
    G2, GSO2 — количество компонентов сухих газов.

    Количество компонентов в кг на 1 кг топлива исчисляют по следующим формулам:
    для твердого и жидкого топлива:

    alt (24)
    alt (25)
    alt (26)
    alt (27)

    для газообразного топлива:

    alt (28)
    alt (29)
    alt (30)

    Здесь количества составляющих твердого и газообразного топлива выражается в % масс.

    Теплосодержание дымовых газов в ккал на 1 кг сухих газов:

     alt (31)

    Определение основных параметров теплоносителя (дымовых газов) при выходе из сушилки производится по формулам (4) и (6).

     

     

     

    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.