Примеры задач глава 9

Решение задач по вашим данным от 100р

Пример 9.1. Влажный материал, содержащий 280 г влаги на на 1 кг абсолютно сухой основы, высушивается до состояния, со­ответствующего содержанию 70 г на 1 кг абсолютно сухого мате­риала. Расход поступающего в сушилку влажного материала G_н=2,0 т/ч. Определить количества высушенного материала и испа­ряемой влаги.
скачать решение примера 9.1(15.17 Кб) скачиваний893 раз(а)

 Пример 9.2. Определить количество удаляемой из 1 кг влаж­ного материала влаги при его высушивании от а) 120 до 60 % и б) от 12 до 6 % (на абсолютно сухой материал).

скачать решение примера 9.2(7.09 Кб) скачиваний822 раз(а)

 Пример 9.3. Вычислить влагосодержание и энгалышю влаж­ного воздуха при температуре t=30°С, относительной влажности φ=0,75 (75%) и общем давлении П = 0,0981 МПа (1 кгс/см²).

скачать решение примера 9.3(12.61 Кб) скачиваний755 раз(а)

 Пример 9.4. По данным предыдущего примера вычислить удельный объем влажного воздуха, приходящийся на 1 кг сухого воздуха, т. е. на (1 + х) кг паровоздушной смеси.

скачать решение примера 9.4(6.07 Кб) скачиваний568 раз(а)

Пример 9.5. Определить относительную влажность воздуха при его температуре t=150°С, общем давлении П = 760 мм рт. ст. и влагосодержании х = 0,070 кг/кг сух. воздуха.

скачать решение примера 9.5(8.39 Кб) скачиваний717 раз(а)

Пример 9.6. Определить влагосодержание воздуха при t=60°С и φ=50%, если барометрическое давление П = 765 мм рт. ст., и оценить погрешность при нахождении этого же влагосодержания с помощью 1-х диаграммы, построенной для среднегодового давления 745 мм рт. ст.

скачать решение примера 9.6(10.21 Кб) скачиваний680 раз(а)

Пример 9.7. С помощью 1-х диаграммы (рис. 9.1) определить энтальпию и влагосодержание воздушно-паровой смеси, имеющей температуру 60°С и относительную влажность 30% . Найти также температуры точки росы и мокрого термометра; сравнить значе­ния tгп и tм с вычисленными по соотношениям (9.6) и (9.7) при П=745 мм рт. ст.

Рис. 9.4 - Определенно параметров влажного воздуха по I-x диаграмме
скачать решение примера 9.7(23.33 Кб) скачиваний722 раз(а)

Пример 9.8. По диаграмме состояния I-х определить парци­альное давление водяного пара, относительную влажность и тем­пературу точки росы воздушно-паровой смеси, имеющей температуру t=80°С и энтальпию I=150 кДж/кг сух. воздуха.

Рис. 9.5 - Определение параметров паровоздушной смеси по I-x диаграмме
скачать решение примера 9.8(14.59 Кб) скачиваний605 раз(а)

Пример 9.9. Определить по I-х диаграмме относительную влажность и другие параметры влажного воздуха, если показания психрометра таковы: температура (по сухому термометру) t=40°С к температура мокрого термометра t_М = 35°С. Среди прочих пара­метров найти температуру точки росы и рп.

скачать решение примера 9.9(11.38 Кб) скачиваний625 раз(а)

Пример 9.10. Определить по 1-х диаграмме энтальпию, влагосодержание и относительную влажность воздуха после его на­грева в поверхностном калорифере от комнатных параметров t₀=24°С и φ₀ = 0,70 до t₁= 90°С.

скачать решение примера 9.10(12.71 Кб) скачиваний602 раз(а)

Пример 9.11. По показаниям психрометра (температура сухого термометра t=85°С и температура мокрого термометра t_M=68°С при барометрическом давлении П=750 мм.рт.ст. и скорости воз­духа w=1,0 м/с вычислить относительную влажность воздуха.

скачать решение примера 9.11(12.78 Кб) скачиваний566 раз(а)

Пример 9.12 Определить расходы сухого воздуха и теплоты в теоретической сушилке при удалении из материала 100 кг/ч вла­ги, если начальное состояние воздуха (перед калорифером): t₀=15°С и ф₀=0,80, а на выходе из сушилки: t₂=44°С и ф₂=0,50.

скачать решение примера 9.12(14.82 Кб) скачиваний839 раз(а)

Пример 9.13. Определить температуру влажного материала, выходящего из сушилки при влажности выше критической, если воздух на выходе из сушилки имеет температуру t₂=100°С и влагосодержание х₂=0,0135 кг/кг сух. воздуха.

скачать решение примера 9.13(13.1 Кб) скачиваний624 раз(а)

Пример 9.14. Перед поверхностным калорифером (рис. 9.6) производится смешение в массовых отношениях 1:3 (по сухому воздуху) свежего воздуха с параметрами t₁=25°С и ф₀=50 % и выходящего из сушилки с параметрами t₂=50°С и ф₂=80%. Оп­ределить параметры смеси перед калорифером и после него, если подогрев смеси производится до температуры t₁=80°С.

Рис. 9.6. Схема сушильной установки и изображение в I-х диаграмме про­цесса сушки с рециркуляцией сушильного агента: К - калорифер; С – сушилка
скачать решение примера 9.14(22.05 Кб) скачиваний566 раз(а)

Пример 9.15. Вычислить движущую силу процесса сушки по влагосодержанию воздуха x_cp и по температурному потенциалу k_cp. Сушка происходит в периоде постоянной скорости; сушилка теоретическая; нормальный сушильный вариант. Параметры ат­мосферного воздуха t₀=22°С и ф₀=75%; параметры воздуха на выходе из сушилки t₂=50°С и ф₂=45% .

скачать решение примера 9.15(17.38 Кб) скачиваний600 раз(а)

Пример 9.16. Определить необходимые значения расхода воз­духа, расхода и давления греющего пара для противоточной су­шилки, работающей по нормальному сушильному варианту. Про­изводительность по влажному материалу G = 350 кг/ч; началь­ная и конечная влажности материала u_н=42% и u_к=11%; температура материала на входе в аппарат v_н=18°С и на выходе v_к=47°С. Состояние воздуха до калорифера: t₀=15°С и ф₀ = 70% : после сушилки: t₂=45°С и ф₂=60%. Удельная теплоемкость вы­сушенного продукта с_к=2,35кДж/(кг·К). Масса транспорти­рующего устройства G_тр=600кг/ч. Тепловые потери в окружаю­щую среду Qпод составляют 12 % от суммы остальных слагаемых теплового баланса. Влажность греющего пара составляет 6 %.

скачать решение примера 9.16(45.27 Кб) скачиваний647 раз(а)

Пример 9.17. Определить значение термического коэффици­ента полезного действия теоретической сушилки, работающей при следующих параметрах воздуха: t₀=20°С, ф₀=80 %; t₂=40°С и о ф₂=60%.

скачать решение примера 9.17(12.72 Кб) скачиваний594 раз(а)

Пример 9.18. Определить необходимые расходы воздуха, теп­лоты и греющего пара, термический КПД, а также теплопередающую поверхность парового калорифера при высушивании в теоретической сушилке 500 кг/ч влажного материала от 60 до 10% (считая на общую массу). Показания психрометра атмо­сферного воздуха t₀=20 С и t_м=15 С. Уходящий из сушилки воздух имеет t₂=50 °С и ф₂ = 50 %. Температура насыщенного греющего пара на 9 С (К) превышает температуру воздуха на вы­ходе из калорифера; степень сухости пара 96%. Коэффициент теплопередачи для калорифера К=45Вт/(м²·К). Тепловые поте­ри в окружающую среду составляют лишь 3% от полезной теплоты, что позволяет считать изменение параметров воздуха в су­шилке происходящими по линии I-const, а тепловые потери учесть только в тепловом балансе при определении расхода грею­щего пара.

Рис. 9.8 - Температурная диаграмма для парового подогревателя воздуха
скачать решение примера 9.18(33.11 Кб) скачиваний619 раз(а)

Пример 9.19. В сушилке, работающей по нормальному су­шильному варианту, из материала удаляется 1000 кг/ч влаги. Атмосферный воздух с параметрами t₀=10°С и ф₀=78% нагрева­ется в паровом калорифере насыщенным паром (р_изб=4,0кгс/см², влажность 5%). Показания психрометра на воздухопроводе после сушилки: t₂=50°С и t_м=37,5°С. Удельный расход теплоты на 13% больше, чем в теоретической сушилке. Определить произво­дительность вытяжного вентилятора, расход греющего пара и поверхность калорифера при коэффициенте теп­лопередачи К=30 Вт/(м²·К).

Рис. 9.9 - Изменение параметров воз­духа в реальной сушилке
скачать решение примера 9.19(35.26 Кб) скачиваний637 раз(а)

Пример 9.20. Определить расходы воздуха и теплоты при вы­сушивании 1,0 г/ч влажного материала от u_н=50% до u_к=6% (на общую массу) в теоретической сушилке, работающей: а) по нормальному сушильному варианту; б) с промежуточным подог­ревом, как и в предыдущем варианте, до 100°С; в) с рециркуляци­ей 80% отработанного воздуха. Сравнить средние значения по­тенциалов сушки для этих вариантов. Параметры атмосферного воздуха: t₀=25 С и х₀=0,0095 кг/кг сух. воздуха и воздуха по­сле сушилки: t₀=60 С и х₂=0,041 кг/кг сух. воздуха.

Рис. 9.10 - Различные сушильные ва­рианты в 1-х диаграмме
скачать решение примера 9.20(79 Кб) скачиваний596 раз(а)

Пример 9.21. При сушке некоторого материала в условиях постоянства параметров сушильного агента получены текущие значения влагосодержаний u' материала (в % на сухое вещество) в зависимости от времени τ (в ч) от начала процесса сушки, пред­ставленные ниже:

Определить значения скоростей сушки в зависимости от вре­мени и текущего влагосодержания материала и критическое влагосодержание.

Рис. 9.11 - Изменение скорости сушки во времени

Рис. 9.12 - Зависимость скорости сушки от влагосодержания материала
скачать решение примера 9.21(24.6 Кб) скачиваний594 раз(а)

Пример 9.22. Время сушки влажного материала от 33 до 9% (на сухое вещество) составило 7 ч. Значения критического и рав­новесного влагосодержаний данного материале при условиях сушки составили u_кр=16 и 5,0%. Определить время, необходимое для высушивания этого материала при прежних условиях от 37 до 7%. Начальным периодом нагрева влажного материала можно пренебречь.

скачать решение примера 9.22(16.21 Кб) скачиваний603 раз(а)

Пример 9.23. Определить необходимое время сутки кристал­лов салициловой кислоты от u_H'=15 до u_K'=1% (на абс. сух. мате­риал) в пневматической сушилке и ее высоту при производитель­ности по высушенному продукту Gк = 250 кг/ч. Частицы углова­той формы (эквивалентный диаметр d₀=1мм, плотность материала р_M= 1480 кг/м³). Параметры воздуха: до калорифера t₀=15°С и ф₀=70% ; после калорифера t₁=90°С; на выходе из сушилки t₂=50°С; температура частиц на входе в трубу-сушилку vн=15°С, на выходе v_к = 40°С. Удельная теплоемкость сухого материала с_м = 1,16 кДж/(кг·К). Потери теплоты составляют 5,5 % от теоре­тической потребности.

Рис. 9.13 - Построение процесса в реальной сушилке в I-х диаграмме.
скачать решение примера 9.23(94.24 Кб) скачиваний551 раз(а)

Пример 9.24. Определить необходимую площадь поверхности влажного материала в противоточном аппарате, где в пределах периода постоянной скорости высушивается 2200 кг/ч влажного материала от 50 до 20%, считая на общую массу. Скорость дви­жения воздуха у поверхности материала протяженностью (каждо­го изделия) H=0,20 м w=6,0 м/с. Параметры воздуха до подогре­вателя t₀=20 С и ф₀=50%, после сушилки t₂=63 С и ф₂=27% .

скачать решение примера 9.24(26.06 Кб) скачиваний555 раз(а)

Пример 9.25. Определить количество удаляемой влаги при испарении ее со свободной поверхности влажного материала в пе­риоде постоянной скорости сушки при скорости воздуха вдоль поверхности w=5,2 м/с, его температуре 80?С и относительной влажности 20%. Результат сравнить с аналогичными данными для более сухого воздуха (ф₀=10%).

скачать решение примера 9.25(15.69 Кб) скачиваний575 раз(а)

Пример 9.26. Рассчитать необходимое значение среднего вре­мени пребывания дисперсного материала при его непрерывной сушке в аппарате с псевдоожиженным слоем. Высушивается G_сух=1,5 т/ч материала от начального влагосодержания u_H'=27 до u_K'=4% (данные до абсолютно сухому продукту). Параметры возду­ха на входе в сушилку t₁= 110 С и x₁=0,01 кг/кг сух. возд. Расход сушильного агента G_вх=3,7 кг/с; температура исходного материала u_H=18 С, удельная теплоемкость сухого материала с_м=1,30кДж/(кг·К). Приближенно считается, что периодом убы­вающей скорости сушки можно пренебречь и сушка индивиду­альной частицы происходит в пределах периода постоянной ско­рости при температуре поверхности материала, равной темпе­ратуре мокрого термометра. Считать сушилку теоретической и перемешивание дисперсного материала - полным. Эксперимен­тальные данные по кинетике сушки материала описываются ли­нейной аппроксимационной зависимостью u = uH' – А·(t-tM) ?

Рис. 9.16 - Предельный вид кривой сушки в периоде постоянной скорости
скачать решение примера 9.26(55.66 Кб) скачиваний558 раз(а)

Пример 9.27. Производительность теоретической сушилки по влажному материалу 2,85 т/ч. Начальное и конечное значения влажности материала 78 и 29% (на общую массу). Параметры сушильного агента (воздуха) перед калорифером равны 21°С и температура точки росы 12°С; после сушилки температура возду­ха 53°С и его потенциал 13 К (°С). Определить необходимые рас­ходы воздуха и теплоты, термический коэффициент полезного действия сушилки, поверхность парового калорифера и расход сухого греющего пара избыточным давлением 6 ат. Коэффициент теплопередачи в калорифере 38 Вт/(м2·К); потери теплоты со­ставляют 7 % от ее полезного количества.

скачать решение примера 9.27(38.5 Кб) скачиваний595 раз(а)

Пример 9.28. Производительность теоретической сушилки не­прерывного действия 0,65 т/ч по абсолютно сухой основе мате­риала. Начальное и конечное влагосодержания материала равны 60 и 10% (на общую массу). Температура сушильного агента на входе в установку равна 12°С, а относительная влажность 80%. На выходе из сушилки температура и относительная влажность воздуха равны 50°С и 70% соответственно. Вычислить необхо­димые расходы воздуха и теплоты, термический КПД сушилки, поверхность парового подогревателя воздуха и расход сухого на­сыщенного пара избыточным давлением 15 ат. Коэффициент теп­лопередачи в паровом калорифере 45 Вт/(м²·К); потери теплоты составляют 6,5% ее полезного количества.

скачать решение примера 9.28(32.72 Кб) скачиваний571 раз(а)

Расчетные задания глава 9

ПРИМЕР РАСЧЕТА БАРАБАННОЙ СУШИЛКИ 

Исходные данные
Производительность по высушенному материалу G_K=3,3 т/ч
(сульфат аммония)
Начальная и конечная влажности материала u_H=2,0 и u_K= 0,2%
(на общую массу)
Среднее значение насыпной плотности материала Р_нас=820кг/м²
Удельная теплоемкость сульфата аммония с_Т=1,47 кДж/(кг·К)
Начальная и конечная температуры материала u_H=20 и u_K= 60°С
Доля уноса мелких фракций материала 6%
Температуры воздуха на входе и на выходе из сушилки t₁=120 и t₂= 60 °С
Температура и относительная влажность атмосферного воздуха  t₀=20 и ф₀= 60%
Барометрическое давление П=745 мм.рт.ст
Коэффициент заполнений барабана материалом и насадкой ф_М=20 и ф_Ц= 5%
Тепловые потери составляют 10 % от теплоты испарения и нагрева материала.
Дисперсный, мелкокристаллический сульфат аммония с широким гранулометрическим составом может быть высушен в барабанной сушил­ке, представляющей горизонтальный, слегка наклоненный вращающий­ся полый цилиндр, в котором дисперсный материал, заполняя нижнюю часть (15-35 %) барабана в виде плотного слоя, одновременно пересыпа­ется сверху вниз за счет подъема части сыпучего материала насадкой, вращающейся вместе с барабаном. Термочувствительный сульфат аммо­ния не позволяет использовать значение температуры сушильного агента выше t1=120?С, что делает целесообразным использование воздуха, по­догреваемого греющим паром, а не топочных газов. Высушивание до низкого значения конечной влажности предпочтительно при прямоточ­ной схеме движения сушильного агента и сушимого дисперсного мате­риала.

Скачать пример расчета барабанной сушилки
(86.85 Кб) скачиваний1162 раз(а)

ПРИМЕР РАСЧЕТА СУШИЛКИ С ПСЕВДООЖИЖЕННЫМ СЛОЕМ

Исходные данные
Производительность по высушенному материалу G_K=20т/ч; (хлориду калия)
Влажность материала (на общую массу)
начальная u_H=10%
конечная u_K= 0,5%
Средний диаметр частиц d_max= 0,5мм
d_min= 0,1мм
Температура исходного материала u_K= 20 C
Удельная теплоемкость хлорида калия с_M=0,712 кДж/(кг·К)
Плотность хлорида калия р_M=2000кг/м³
Параметры атмосферного воздуха t₀=20 C и ф₀= 65%
Тепловые потери составляют 15 % от расхода теплоты на испарение и на нагрев влажного материала.

Сушка термостойкого хлорида калия может производиться наиболее дешевым теплоносителем - топочными газами, представляющими собой продукты сгорания углеводородных топлив.
Состав топочных газов отличается от состава атмосферного воздуха, используемого в качестве окислителя, лишь заменой части кислорода, пошедшего на окисление углерода и водорода топлива, на соответствующие реакциям окисления диоксид угле­рода и пары воды; основной же ча­стью топочных газов, кок и воздуха, остается азот (более 70%), Это об­стоятельство, с учетом не слишком значительного различия основных теллофизических свойств отдельных компонентов воздуха и продуктов сгорания, дает основание произво­дить приближенные расчеты процес­сов сушки топочными газами по теплофизическим свойствам атмосфер­ного воздуха.
Выбор конструкции сушильного аппарата и условий процесса сушки производится на основе следующих факторов:
1) высушиваемый материал в сухом состоянии - сыпучий, во влаж­ном - несколько комкующихся;
2) материал выдерживает нагрев до относительна высокой темпера­туры (температура плавления хлорида калин равна 770°С);
3) отношение максимального размера частиц к минимальному разме­ру d_max/d_min = 0,50/0,10 = 5 не слишком значительное;
4) удалению подлежит в основном поверхностная влага;
5) при сушке солей рекомендуется газораспределительная решетка с диаметром отверстий для прохода сушильного агента dотв=5,0 мм;
0) поскольку высушенный дисперсный продукт предполагается для последующего хранения в течение некоторого времени, то допускается некоторая неравномерность выгружаемого из сушильного аппарата мате­риала по влагосодержанию его отдельных частиц.
Анализ указанных факторов показывает, что следует выбрать одно­камерный сушильный аппарат с псевдоожиженным слоем дисперсного сушимого материала и вертикальными стенками (рис. 9.17), а темпера­туру сушильного агента на входе в сушилку (под газораспределительной решеткой) (t1=800?С. Температура сушильного агента на выходе из псевдоожиженного слоя принимается равной t2=125?С, что позволяет ис­ключить конденсацию водяных паров в пылеулавливающей аппаратуре сушильной установки. Для достаточно мелкодисперсного материала при сравнительно низком его конечном влагосодсржании температуру вы­гружаемого продукта можно принять равной температуре отходящих газов, т. е, uк = 125?С. Высота hсл псевдоожиженного слоя принимается в четыре раза больше высоты hстр зоны действия газовых струй, выходящих из отверстий решетки [9.5]:
Для обеспечения равномерного псевдоожижения по всему круглому сечению аппарата подача комкующейся влажной соли производится разбрасывателем, равномерно распределяющим исходный материал по всей поверхности слоя. Выгрузка продукта из псевдоожиженного слоя произ­водится одновременно с верхнего уровня слоя (для поддержания его по­стоянной высоты) и из пространства над газораспределительной решет­кой (для вывода возможных комков материала).

Рис. 9.17. Эскиз аппарата для сушки дисперсного материала в псевдоожиженном слое
Скачать пример расчета сушилки с псевдоожиженным слоем(95.96 Кб) скачиваний1031 раз(а)

ПРИМЕР РАСЧЕТА ВАЛЬЦОВОЙ СУШИЛКИ

Исходные данные
Производительность по влажному пастообразному G_K=90 кг/ч
материалу (паста гидрокарбоната натрия)
Начальное и конечное влагосодержание u_H=75 и u_K= 20%
(на общую массу)
Давление сухого греющего пара р_абс=1 кгс/см²
Толщина слоя пасты на поверхности барабана б_М = 1 мм
Толщина чугунной стенки барабана б_Ч = 10 мм
Скорость воздуха над слоем материала w = 1,7 м/с
Температура и относительная влажность воздуха t₀=4 C и ф₀= 40%
Среднее значение коэффициента теплопроводности слоя материала
С_м=0,80 Вт/(м·К)
Удаление влаги из тонкого слоя влажной пасты происходит в периоде постоянной скорости сушки.
Для сушки пастообразных материалов может использоваться двухвальцовая сушилка непрерывного действия с подачей греющего пара во внутреннее пространство полых вращающихся барабанов к нанесением равномерного тонкого слоя исходной пасты на наружные цилиндриче­ские поверхности, откуда подсохшая паста удаляется ножами (скреб­ками).
Теплопередача в вальцовой сушилке происходит от греющего пара к внутренней поверхности барабана, через чугунную стенку барабана, по­перек слоя высушиваемого материала и от наружной поверхности слоя материала к воздуху, причем на последнем этапе перенос теплоты осуще­ствляется парами удаляемой из материала влаги.
Скачать пример расчета вальцовой сушилки(44.28 Кб) скачиваний981 раз(а)

(44.28 Кб) скачиваний981 раз(а)