МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ
ФГОУ ВПО Рязанская государственная сельскохозяйственная академия имени проф. П.А. Костычева
КАФЕДРА «Механизация переработки с/х продукции»
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Для выполнения расчетно-графической работы № 2
по дисциплине: «Сооружения и оборудование для хранения продукции растениеводства и животноводства» для специальности: 311200 «Технология производства и переработки с/х продукции»
Разработал ассистент Асташкин В.Н.
Рязань, 2005 г.
Методические указания обсуждены на заседании кафедры от «____»__________ 2005г. Протокол №_______
Зав. Кафедрой __________________ В.К.Киреев
Одобрено советом методической комиссии технологического факультета
протокол № ________________ «_____» _________________2005г.
Председатель комиссии ________________________ Черкасов О.В.
Методика выполнения расчетно-графической работы
Тема 1: Расчет барабанных зерносушилок .
Для расчета процесса сушки удобнее перевести относительную влажность W, % материала в абсолютное влагосодержание U, кг/кг:
, ( 1 )
где W0 – начальная влажность продукта, % (приводится в таблице 2);
, ( 2 )
где Wк - конечная влажность продукта, % (приводится в таблице 2).
Производительность сушилки (кг/ч) рассчитывают по формулам:
по абсолютно сухому продукту:
, ( 3 )
где Gг.п. – производительность сушилки по готовому продукту ( приводится в задании);
по испаряемой влаге:
, ( 4 )
по исходному продукту:
. ( 5 )
Унос материала из сушилки с отработанным воздухом, кг/ч:
, ( 6 )
где kун – коэффициент уноса высушенного материала из барабана, % (таблица 2).
Рабочий объем барабана Vб (м 3) рассчитывают по формуле:
, ( 7 )
где А – напряжение рабочего объема барабана по испаренной влаге, кг/(м 3ч) (таблица 3 ).
Поперечное сечение барабана Sб , м 2 определяется по формуле:
, ( 8 )
где - коэффициент заполнения барабанной сушилки, зависящий от конструкции насадки,= 0,15…0,35;
- максимально допустимая скорость газов в аппарате, зависящая от насыпной плотности материала, м/с ( таблица 4).
Длина барабана lб (м) определяется по формуле:
. ( 9 )
Диаметр барабана Dб (м) вычисляется по формуле:
. ( 10 )
Влагосодержание воздуха, поступающего в калорифер Хвх (кг/кг) определяется из выражения:
, ( 11 )
где - относительная влажность наружного воздуха (= 0,6…0,85);
Р – барометрическое давление воздуха, Па (Р = 99,5 кПа);
Рн – давление насыщенного водяного пара (Па), при температуре наружного воздуха tвх =18…23 0С ( таблица 5 ).
Энтальпия наружного воздуха I вх , (кДж/кг) вычисляется по формуле:
, ( 12 )
где с r – удельная теплоемкость наружного воздуха, [кДж/(кг К)], с r = 1,006 кДж/(кг К);
t вх = 18…23 0С – температура наружного воздуха;
r0 – удельная теплота парообразования при 0 0С, (кДж/кг ) (r0 = 2495 кДж/кг);
сn – удельная теплоемкость пара, [кДж/(кг К)], [сn = 1,965 кДж/(кг К)].
Учитывая, что Х0 = Хвх , энтальпию нагретого воздуха на входе в сушилку ( кДж/кг) находят по формуле:
, ( 13 )
где t0 – начальная температура теплоносителя 0С.
Удельный расход теплоты на нагрев высушиваемого материала (кДж/кг) равен:
, ( 14 )
где с м – удельная теплоемкость продукта, [кДж/(кг К)];
с ж – удельная теплоемкость воды, [кДж/(кг К)], с ж = 4,187 кДж/(кг К);
и - начальная и конечная температура продукта,0С.
Удельный расход теплоты на компенсацию энергии связи влаги с материалом (кДж/кг) определяется из выражения:
, ( 15 )
где а = 4200 кДж/кг – постоянная величина.
Удельные тепловые потериq nm обычно принимаются равными 10% от q m:
. ( 16 )
Тогда изменение потенциала воздуха относительно испарившейся влаги, кДж/кг равно:
. ( 17 )
Энтальпия пара при конечной температуре tк , кДж/кг:
. ( 18 )
Конечная энтальпия влажного воздуха, кДж/кг:
. ( 19 )
Конечное влагосодержание воздуха, кг/кг:
. ( 20 )
Тогда:
( 21 )
Расход теплоты в калорифере, кДж/кг, определяется по формуле:
( 22 )
Расход воздуха, кг/ч, равен:
( 23 )
Время сушки продукта (мин) в аппарате с вращающимся барабаном определяется из выражения:
, ( 24 )
где - насыпная плотность продукта, кг/м 3.
Объем продукта, находящегося в барабане (м 3), рассчитывают по формуле:
( 25 )
В общем случае время пребывания сыпучего продукта в барабане (мин), можно определить из выражения:
( 26 )
Тогда коэффициент заполнения барабана продуктом рассчитывается как:
( 27 )
Частота вращения барабана n (мин –1) с подъемно-лопастной и комбинированной насадкой определяется из выражения:
, ( 28 )
где m, k – коэффициенты, зависящие от типа насадки и направления движения теплоносителя (при подъемно-лопастной насадке m = 0,6; k > 0.2 (прямоток), k = 0,5 (противоток); при секторной и лопастной секторной насадке m = 0,75…1; k > 0,7 (прямоток), k < 2 (противоток);
- время пребывания продукта в барабане, мин;
- угол наклона барабана (=3,50).