книги из ГПНТБ / Болдырев Ю.Н. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов целлюлозно-бумажного, лесохимического и гидролизного производств учеб. пособие для целлюлоз.-бумаж. техникумов
.pdfРасход воздуха на сушку материала
|
|
|
х2 |
— Xi |
|
|
|
|
|
|
|
Производительность сушилки по испаренной |
влаге |
|
|
||||||
|
|
|
W = L(x2 |
— xi). |
|
|
|
|
|
(15-16) |
|
Удельный расход тепла на 1 кг испаренной |
влаги |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(15-17) |
где |
/о — теплосодержание |
(энтальпия) |
воздуха |
до |
калорифера, |
|||||
|
дж/кг; |
|
перед сушилкой, дж/кг; |
|||||||
|
Л — теплосодержание |
воздуха |
||||||||
|
л'о — влагосодержанпе |
наружного воздуха, |
кг |
воды//сг |
воздуха. |
|||||
|
4. Расход тепла на подогрев воздуха в калорифере перед су |
|||||||||
шилкой равен: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Q = L(h |
— h). |
|
|
|
|
|
(15-18) |
|
|
В процессах с рециркуляцией воздуха влагосодержанпе смеси |
|||||||||
определяют из равенства |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Х0 |
+ ХоП |
|
|
|
|
|
(15-19) |
|
|
|
1 + л |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где |
п=— |
количество |
рециркулирующего |
воздуха |
на |
1 кг све- |
||||
|
|
жего воздуха; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Li |
— расход свежего воздуха на сушку, кг; |
|
|
||||||
|
Z-2 — расход рециркулирующего воздуха, |
кг. |
|
|
||||||
|
Теплосодержание смеси свежего и рециркулирующего |
воздуха |
||||||||
|
|
/ с м = 4 т ^ - - |
|
|
4 |
|
|
( 1 5 - 2 0 ) |
||
где |
h—-теплосодержание |
воздуха |
после |
сушки, |
кдж/кг |
воздуха. |
||||
При сушке материала воздухом тепло затрачивается на нагрев |
||||||||||
воздуха в калорифере--и дополнительный подогрев |
его в камере су |
|||||||||
шилки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q = L ( / i —/o) + Q«O T . |
|
|
|
|
(15-21) |
|||
Это |
тепло |
расходуется на нагрев |
материала, |
|
испарение |
влаги и |
||||
восполнение |
потерь. Расход тепла на нагрев сухого материала, от |
||
несенный на |
1 кг испаренной влаги, |
составит: |
|
|
Ях= SoS_lSi |
(tK-tH)c, |
(15-22) |
где tK — конечная температура материала, °С; tn — начальная температура материала, °С; с — теплоемкость материала, дж/кг • град.
Расход тепла на нагрев и испарение 1 кг влаги составит:
100 — Si |
,, |
/ \ . |
Я2= s 2 - s ! |
(^~<») |
+ г> |
где /• — теплота парообразования при температуре испарения. Тепло на сушку материала равно:
где |
QB H — тепловой поток от греющего пара |
к стенке, дж; |
|
|||||||||
|
QCT — тепловой поток через стенку, дж; |
|
|
|
|
|
|
|||||
Qaon — тепловой поток через полотно материала, дж; |
|
|
||||||||||
Quap — тепловой поток от полотна |
|
материала к воздуху, дж. |
||||||||||
Удельный тепловой поток (количество тепла на единицу поверх |
||||||||||||
ности) при конденсации |
пара на внутренней поверхности |
цилиндра |
||||||||||
рассчитывают по следующим уравнениям: |
|
|
|
|
|
|
||||||
при отсутствии водяной пленки |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
qo=cci(tu. |
п — ^в. ц), |
|
|
|
|
(15-26) |
|||
при наличии конденсатного кольца |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
где |
qn — удельный тепловой |
поток, |
отнесенный к |
1 м2 |
боковой |
|||||||
|
поверхности цилиндра, дж/м2; |
|
|
|
|
|
|
|||||
б к. п — средняя толщина конденсатной пленки, м; |
|
|
|
|||||||||
|
Ак.п — коэффициент |
теплопроводности |
конденсатной |
пленки, |
||||||||
|
ккал/м |
•ч•град; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tH.n — температура |
насыщенного |
|
пара |
внутри |
цилиндра, |
°С; |
|||||
|
tB. ц — температура |
внутренней |
|
поверхности |
стенки |
ци |
||||||
|
линдра, °С. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По экспериментальным данным [12] измерения параметров |
теп |
|||||||||||
лообмена имеют следующие значения: |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
а) |
коэффициент теплоотдачи на цилиндре действующей |
бумаго |
||||||||||
делательной машины с диаметром цилиндра, равным |
1,5 м, |
|
|
|||||||||
|
cei = 3000 — 4500 |
ккал/м |
• ч • |
град; |
|
|
|
|
||||
б) коэффициент теплопроводности |
равен: |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
^к.п=1,5 ккал/м |
• ч • град. |
|
|
|
|
|
||||
Толщина конденсатного кольца б к .п |
= 0,001 |
м. |
|
|
|
|
||||||
Конденсатное кольцо на внутренней поверхности цилиндра раз |
||||||||||||
рушается, когда |
центробежная |
сила- |
массы |
пленки |
становится- |
|||||||
меньше силы тяжести. Скорость вращения цилиндра, при которой разрушается конденсатная пленка, равна:
vK=I«.VSgrB, |
(15-28) |
где vK — скорость вращения цилиндра, соответствующая разру шению конденсатной пленки, м/сек;
'"в, гъ — внутренний и внешний радиусы цилиндра, м. Конденсатное кольцо имеет значительное тепловое сопротивле
ние и снижает тепловой поток в 3—4 раза. Следует выбирать ско рость вращения цилиндра больше окружной скорости, при которой наблюдается разрушение конденсатного кольца. При окружной ско рости цилиндров ниже 67 м/сек обнаружено устойчивое отстойное конденсатообразование.
5. Коэффициент теплоотдачи при конвективном теплообмене на открытой поверхности цилиндров рассчитывается из критериаль ного уравнения [32]:
|
Nu c = 0,032 Re°.8, |
" |
(15-29) |
|||
где Re = °BJ4 |
критерий |
Рейнольдса; |
|
|
||
vB |
— скорость |
потока |
воздуха относительно |
поверхно |
||
|
сти цилиндра, |
м/сек; |
|
|
||
1ц — характерный |
размер, равный длине |
полуокружно- |
||||
|
сти цилиндра, / ц |
= — — м; |
|
|
||
D q |
—диаметр |
цилиндра, м; |
температуре |
|||
v — кинематическая вязкость при средней |
||||||
|
воздуха |
* с р = |
|
. |
|
|
Критерий Нуссельта для влажной поверхности сукна и полотна |
||||||
бумаги в первом периоде сушки находят по выражению |
|
|||||
|
|
NUi = l,2Nuc . |
|
(15-30) |
||
Во втором периоде сушки он равен: |
|
|
||||
|
|
N u 2 = l , i N u c . |
|
(15-31) |
||
Конвективный поток тепла к воздуху на открытых поверхностях рассчитывают отдельно для боковой и торцовой поверхностей ци линдров
<7к = ак(* ц — **), |
(15-32) |
где а к |
— коэффициент конвективного теплообмена для поверхности |
|
цилиндра, вт/м2 • град; |
і ц — температура поверхности цилиндра, °С; |
|
tB |
— средняя температура воздуха в сушильной части ма |
|
шины, °С. |
Конвективный удельный тепловой поток на открытой поверхно сти бумажного полотна определяют по периодам сушки
|
|
|
|
<7 = - ^ - = а Л 0 |
п - 4 ) , |
|
|
- |
(15-33) |
|||||
где |
а п — коэффициент |
теплоотдачи |
от полотна к |
воздуху на уча |
||||||||||
|
|
стке свободного пробега, вт/м2 • град; |
|
|
|
|||||||||
|
вп — средняя |
температура |
полотна |
в |
отдельных |
периодах |
||||||||
|
|
сушки, °С. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. Количество тепла на нагрев влажного материала в период |
||||||||||||||
прогрева |
|
Qi=(cG+.cwWi){h |
|
— U), |
|
|
|
(15-34) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
где |
с — теплоемкость сухого вещества, кдоіс/кг • |
град; |
|
|
||||||||||
|
c w — теплоемкость воды, с-иг = 4,19 кдж/кг |
• град; |
|
|
||||||||||
|
ti — начальная температура материала, °С; |
|
|
|
||||||||||
|
І2 — температура |
сушки материала, °С. |
|
|
|
|
||||||||
Количество тепла, затрачиваемое на испарение влаги, во второй |
||||||||||||||
период прогрева |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Q2 = r{Wi—W2), |
|
|
|
|
(15-35) |
||||
где |
|
г — теплота |
парообразования |
при температуре to; |
||||||||||
|
Wi — W2 — количество испаренной во втором периоде влаги, кг. |
|||||||||||||
В третьем периоде тепло расходуется на нагревание |
материала |
|||||||||||||
п на |
испарение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q3=(cG |
+ cwW3) |
{t3—t2)+r{W2—W3), |
|
|
(15-36) |
|||||||
где t3 — температура материала |
в конце сушки, °С. |
|
|
|||||||||||
Количество тепла на сушку материала во втором и третьем |
||||||||||||||
периодах |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q2.3 = Qz+Q3=(cG |
+ cwW3) (ts |
— tz)+r{Wi |
— W3). |
(15-37) |
||||||||
Температура материала в конце сушки |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
t3 = fe + 0,85 (tr.n |
— to), |
|
|
|
(15-38) |
|||||
где |
U.n — температура |
греющей |
поверхности, |
°С, U. |
u~tn—10°; |
|||||||||
|
tn— |
температура пара, °С. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Средняя температура сушимого материала во втором и третьем |
||||||||||||||
периодах |
|
|
f/ 3 =fe+0,3(fcn—fe). |
|
|
|
(15-39) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
7. Открытая боковая |
поверхность |
|
цилиндров |
|
|
|
||||||||
|
|
F0 |
= [яД, (1 — ф) Б™ л + я£>ц • 2&кК, |
|
(15-40) |
|||||||||
где |
F0 |
— открытая боковая поверхность цилиндров, |
м2; |
|||||||||||
|
Ф — коэффициент охвата цилиндра полотном, для Д ц =1,5л £ , |
|||||||||||||
|
|
Ф = 0,66; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
бпол — ширина полотна, м; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Ьк |
— ширина кольца, |
неохватываемого |
полотном, |
м; |
|||||||||
|
пц |
— число цилиндров. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Торцовая поверхность цилиндров |
|
|
|
|
|
|||
|
|
FT = 0,5nDl>in, |
|
|
(15-41) |
||||
где F T — торцовая поверхность цилиндров, Mr. |
|
|
|
||||||
|
Общая греющая поверхность сушильных цилиндров бумагоде |
||||||||
лательной машины |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F = Fnp |
+ Fi + FIb |
|
|
(15-42) |
|||
где |
Fi — площадь греющей поверхности цилиндров, |
участвующих |
|||||||
|
в первом периоде сушки, м2; |
|
|
|
|
||||
|
Fn — площадь греющей поверхности |
цилиндров |
во второй пе |
||||||
|
риод, м-\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F„v — поверхность |
цилиндров, |
|
участвующих |
в период |
про |
|||
|
грева, м2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рабочая поверхность сушильной |
части |
|
|
|
|
|||
|
|
F = nDlxBn0nq>n4. |
|
|
(15-43) |
||||
|
Производительность сушильной |
части |
|
|
|
|
|||
|
|
GM |
= mF, |
|
|
(15-44) |
|||
где т — коэффициент |
съема материала с 1 мг поверхности сушиль |
||||||||
|
ной части, кг воды/'шс • м\ |
|
|
|
|
|
|||
|
8. При известной скорости |
движения |
полотна |
производитель |
|||||
ность бумагоделательной машины по абсолютно сухому весу |
(кг/ч) |
||||||||
равна: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
См = 60иП ол£с.п£пол, |
|
(15-45) |
|||||
где |
иПол — средняя скорость полотна, |
м/мин; |
|
|
|
||||
|
gc.n — сухой вес 1 м2 полотна, |
кг/м2. |
|
|
|
|
|||
|
Полезная поверхность сушильных |
цилиндров (в м2) равна |
|||||||
|
F |
= ~ ^ = |
SK-S„ |
_ |
^ |
|
|
(15-46) |
|
где W — количество воды, испаренной с 1 кг бумаги, кг влаги/кг бумаги.
Количество сушильных цилиндров определяют из выражения
где Fn — полезная поверхность одного цилиндра, |
м2. |
|
|
|||
9. Бумагу сушат до равновесной влажности, величину которой |
||||||
определяют |
по следующей зависимости |
ее от относительной влаж |
||||
ности воздуха: |
|
|
|
|
|
|
Относительная |
влаж |
|
70 |
80 |
90 |
|
ность |
воздуха |
ф, % Ю 20 30 40 50 60 |
||||
Равновесная влажность |
7,2 8,3 |
9,9 |
11,9 |
14,2 |
||
бумаги |
юр |
3,0 4,2 5,2 6,2 |
||||
Удельный расход пара на сушку 1 кг бумаги равен:
|
|
d= |
,„ Q \ , |
|
= |
|
QT |
|
, |
|
|
(15-48) |
||
|
|
|
. „ Q t ... |
|
|
|||||||||
где |
<Эд — действительный |
расход |
тепла |
в |
бумагоделательной |
|||||||||
|
|
машине на 1 кг |
бумаги, до/с; |
на сушку, дж; |
|
|
|
|||||||
|
QT |
— теоретический расход тепла |
|
|
|
|||||||||
|
г ) = - ^ - — термический |
коэффициент |
полезного действия |
ма- |
||||||||||
|
|
шнны для бумагоделательных |
машин колеблется |
|||||||||||
|
|
в пределах |
|
0,65—0,75; |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
і" — теплосодержание |
1 кг |
пара |
перед |
поступлением |
его |
||||||||
|
і' |
на сушку, |
дж/кг; |
1 кг |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
— теплосодержание |
конденсата |
при выходе его из |
|||||||||||
|
|
сушильной части машин, i' =cKtK, |
дж/кг. |
|
|
|
||||||||
|
10. При обдуве полотна |
материала |
воздухом |
из сопла |
критерий |
|||||||||
Нуссельта вычисляется по уравнению |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
Nu = 0,0892Re°.8 Pr°.3 3 , |
|
|
|
(15-49) |
||||||||
где |
R e = - ~ ^ |
критерий |
|
Рейнольдса; |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
/ — шаг между соплами, ж; |
|
|
|
м/сек. |
|
|||||||
|
Оси—'Средняя квадратичная |
скорость воздуха, |
|
|||||||||||
|
Скорость воздуха по оси струи на расстоянии |
/ от выходного от |
||||||||||||
верстия сопла определяют из уравнения |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
•От="Оо—7====-, |
|
|
|
|
|
(15-50) |
||||||
|
|
|
|
] |
|
/ ^ |
+ |
0,41 |
|
|
|
|
|
|
где |
vo — начальная скорость воздуха |
в выходном сечении |
сопла, |
|||||||||||
|
м/сек; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а — коэффициент, характеризующий |
турбулентность |
струи, |
|||||||||||
|
для плоской струи |
а = 0,1 -г-0,11; |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Ьс — ширина сопла, м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Средняя квадратичная |
скорость |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
vCK = 0,7vm. |
|
|
|
|
|
(15-51) |
||||
Начальная скорость воздуха в выходном сечении сопла нахо |
||||||||||||||
дится по выражению |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
« о = ^ 1 / ^ « 1 3 , 8 6 1 / 1 1 , |
|
|
( 1 5 . 5 2 ) |
|||||||||
|
|
' |
|
гв |
|
|
|
г |
гв |
|
|
|
|
|
где Ар — динамическое давление, н/м2; р в — плотность воздуха, кг/м3.
Число сушильных цилиндров рассчитывают по уравнению
|
|
|
|
o . o y c - g . ) |
• |
|
|
|
|
(15-53) |
||
где |
у — скорость движения бумаги, |
м/мин; |
|
|
|
|
|
|||||
|
q — вес 1 м2 |
вырабатываемой бумаги, г/иг2; |
|
|
|
|
||||||
|
с„ — начальная сухость бумаги, %; |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
ск — конечная сухость бумаги, %; |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
D — диаметр бумагосушильного цилиндра, м; |
|
|
|
||||||||
|
«о. с — коэффициент |
охвата |
сушильных цилиндров |
бумагой; |
||||||||
|
W — съем |
воды |
с 1 м2 |
рабочей |
сушильной |
поверхности, |
||||||
|
кг/м2 |
• ч. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При модернизации |
и проектировании |
новых |
машин |
коэффициент |
||||||||
обхвата сушильных цилиндров задают в пределах 0,66—0,68. |
||||||||||||
|
Удельную производительность сушки бумаги воздухом на ци |
|||||||||||
линдрах определяют по равенству |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
w = = k^ + ^h |
|
t |
|
|
|
|
( 1 5 . 5 4 ) |
|
|
|
|
|
|
г в |
|
|
|
|
|
|
|
где |
k — коэффициент |
теплопередачи |
от пара |
через стенку су- |
||||||||
|
• шильного цилиндра к бумаге, вт/(м2- |
|
град); |
|
|
|
||||||
|
Ati — разность |
температур |
между |
паром |
в |
цилиндре |
и |
бума |
||||
|
гой, °С; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д*2 — разность |
температур |
между |
горячим |
воздухом |
и |
бума |
|||||
|
гой, °С; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а— коэффициент теплоотдачи от горячего воздуха к бумаге, вт(мг• град); коэффициент теплоотдачи от горячего воз
духа |
к бумаге |
следует |
принимать # = 230 |
вт/(м2• |
град); |
||
гв — теплота испарения воды. |
|
|
|
|
|||
|
|
|
Примеры |
|
|
|
|
Пример 1. |
В |
1000 кг |
целлюлозы |
содержится |
400 кг |
воды. |
|
Определить влажность, влагосодержание и сухость целлюлозы. |
|||||||
Р е ш е н и е . |
1. Влажность целлюлозы рассчитывают по уравне |
||||||
нию ( 1 5 - 2 ) . Она равна |
с7в л |
400 |
А . |
|
|
||
|
|
|
|
|
|||
|
|
• а у = — — = |
|
= П 4 - |
|
|
|
|
|
|
G0 |
1000 |
и ' ^ ' |
|
|
2. В целлюлозе содержится сухого вещества |
|
|
|||||
|
Gc |
= Go — |
GB .T — 1000 — 4 0 0 = 6 0 0 кг; |
|
|
||
3. Влагосодержание и сухость целлюлозы определяют из урав |
|||||||
нений (15 - 3) и |
( 1 5 - 4 ) : |
400 |
л „_ |
|
|
||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
шг=0-67-' |
|
|
||
|
|
|
с ._. 600 |
^ |
г |
|
|
О т в е т : S=0,6; ш=0,4; и=0,67.
Пример 2. Определить |
количество влаги, удаленной из 3000 кг |
|||||
целлюлозы |
в |
процессе сушки, если ее влажность перед |
сушкой |
|||
доі = 40%, после сушки ЕО2 |
= 10%. |
влаги определяем |
по урав |
|||
Р е ш е н и е . |
Количество испаренной |
|||||
нению (15-8): |
|
=3000 40—10 |
|
|
|
|
W=G |
W\ — W2 |
|
^1000 кг влаги. |
|
||
|
|
100 — ш»2 |
100—10 |
: |
|
|
О т в е т : |
W = |
000 кг влаги |
|
|
|
|
Пример 3. |
Найти теплосодержание, |
|
влагосодержаниє |
и точку |
||
росы воздуха применительно к Архангельскому целлюлозно-бумаж ному комбинату.
Р е ш е н и е . |
1.. Для района |
Архан |
J, |
кг св. |
||||||
гельска летом |
(июль) |
среднемесячная |
||||||||
t'C\ |
|
|||||||||
температура воздуха |
15,3° С, |
средняя |
\ «-* |
|||||||
|
||||||||||
относительная |
влажность |
79%- |
По |
|
|
|||||
диаграмме |
/•—х (см. рис. 15-1) |
нахо |
|
ч |
||||||
дим точку А пересечения изотермы' to = |
|
|
||||||||
= 15,3° С |
с |
кривой |
относительной |
|
|
|||||
влажности фо = 79% (рис. 15-2). Влаго |
|
|
||||||||
содержаниє |
воздуха в этой точке d0 |
= |
|
|
||||||
= 9 г влаги//сг сухого воздуха, теплосо |
|
|
||||||||
держание |
/о = 38 кдж/кг |
сухого |
воз |
|
|
|||||
духа. Точка |
росы-—температура, |
соот |
|
|
||||||
ветствующая |
точке пересечения |
линии |
|
d |
|
постоянного |
влагосодержания |
с кри |
rl _ „ г Єпаш |
||
вой максимального насыщения |
возду |
||||
4 |
кг св. |
||||
ха влаги <р = 100%, ^т .р = 12,5°С. |
Рис. 15-2 (к |
примеру 3) |
|||
Пример 4. |
Свежий воздух |
с тем |
|||
|
|
||||
пературой 25° С и относительной |
влаж |
|
|
||
ностью 0,8% смешивается с рециркулирующим воздухом темпера турой 50°С и относительной влажностью 0,7%. Кратность рецир куляции равна 4. Определить влагосодержаниє и теплосодержание смеси.
Р е ш е н и е . 1. На диаграмме / — х находим точки пересечения изотерм 25° С и 50° С с линиями относительной влажности 0,8 и 0,7 (схема решения показана на рис. 15-3). В этих точках опреде ляем теплосодержание и влагосодержаниє:
свежий воздух |
(точка А) |
/ 0 = 54,5 |
кдж/кг |
сухого |
воздуха, |
d0 |
= |
||||||
= 12 г влаги/кг |
сухого воздуха; |
В) |
/ 2 = 2 0 1 кдж/кг |
|
|
|
|||||||
рециркулирующий |
воздух |
(точка |
сухого |
воз |
|||||||||
духа, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с/г = 60 г влаги/кг |
сухого воздуха. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
2. Параметры |
смеси рассчитаем |
|
по |
уравнениям |
(15-19) |
и |
|||||||
(15-20): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d0 + d2n |
12 + 60-4 |
49,6 |
г |
влаги/кг сухого |
воздуха; |
|
|||||||
1 |
+п |
|
|
1 + 4 |
|
||||||||
|
|
|
|
кдж/кг |
сухого |
воздуха. |
|
|
|||||
/ 0 |
+ |
/ 2 П |
54,5+201 • 4= 172 |
|
|
||||||||
|
1 |
+п |
|
1 + 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В точке пересечения М линий постоянного влагосодержания с1ш |
|
и постоянного теплосодержания / с м определяем температуру смеси |
|
fсм = 45°С и относительную |
влажность фСм = 76%. |
Графически эту задачу |
можно решить следующим образом: со |
единяем точки А и В прямой линией, точка М делит эту линию в от ношении
|
|
|
|
|
|
ВМ |
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
АВ |
п + |
1 |
4 + 1 |
|
В точке М определяются искомые параметры смеси воздуха. |
||||||||||
Пример |
5. |
Свежий |
воздух |
с температурой t0=\b,0°C |
и относи |
|||||
тельной |
влажностью |
фо = 0,7 |
нагревается в калорифере до тем |
|||||||
пературы |
90° С. Определить |
удель |
7 квт |
|
||||||
ный |
расход |
тепла, |
затраченный |
на |
J> кг с-6. |
|
||||
нагрев 1 кг |
воздуха. |
По диаграмме |
t"c |
|
||||||
Р е ш е н и е . |
І. |
|
|
|||||||
] •х |
(см. рис. 15-1) |
находим точку |
|
|
||||||
, |
кдж |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t,°c
t*iB———
|
|
|
|
і |
|
|
|
|
d |
|
|
|
Рис. 15-3 ( к |
примеру 4) |
|
Рис. 15-4 (к примеру 5) |
|
||||
А, |
соответствующую |
заданным |
параметрам |
свежего |
воздуха |
|||||
(рис. 15-4). В этой точке |
/о = 32,7 |
кдж/кг сухого |
воздуха, |
do = |
||||||
= 8 г влаги/кг сухого воздуха. Воздух нагревается |
по линии посто |
|||||||||
янного |
влагосодержания |
d<s = di, |
при |
этом |
относительная |
влаж |
||||
ность воздуха уменьшается. В точке В |
пересечения |
изотермы |
ti = |
|||||||
= 90° С с линией d0 = di = const получим |
параметры |
воздуха |
на вы |
|||||||
ходе |
из |
калорифера: теплосодержание |
Л = 1 1 3 |
кдж/кг сухого |
воз |
|||||
духа.
2. Удельный расход тепла на нагрев 1 кг сухого воздуха опре деляют из уравнения
q = h — /о = 113 — 32,7 = 80,3 кдж!кг сухого воздуха.
О т в е т : 80,3 кжд/кг сухого воздуха.
Пример 6. Свежий воздух с температурой /0 = 20°С, относитель ной влажностью фо = 80% нагревается в калорифере до темпера туры 80° С и направляется в закрытую сушилку с дополнительным
подогревом и имеющую ограждение с повышенным термическим сопротивлением. Сушка происходит при постоянной температуре. Относительная влажность воздуха на выходе равна ср2 =20%. Опре
делить удельный |
расход |
тепла |
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
удельный |
расход |
воздуха. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Р е ш е н и е . |
|
1. |
По |
диаграмме |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
/ — d найдем точку Л, соответствую |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
щую начальным параметрам |
свеже |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
го воздуха |
(рис. 15-5): |
теплосодер |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
жание |
|
свежего |
воздуха |
/о = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
= 50,4 кдою/кг |
|
сухого |
воздуха, вла- |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
госодержание |
do = 1 2 |
г влаги/кг |
су |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
хого воздуха. |
В точке |
В (пересече |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
ние изотермы |
^ = 8 0 ° С с линией по |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
стоянного |
влагосодержания |
do = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
= 12 г влаги//сг |
сухого |
воздуха), со |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
ответствующей |
|
параметрам |
воздуха |
|
|
|
|
|
cL-бв |
|
г бпаж |
||||||||
после калорифера, |
теплосодержание |
|
|
|
|
|
|
|
кг с. 8. |
||||||||||
/і = 113 кдж/кг |
|
сухого воздуха. Про |
|
Рис. |
15-5 |
(к примеру |
6) |
||||||||||||
цесс отбора влаги от материала про |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
текает |
по изотерме ^і = 80° С до пересечения |
с линией |
относитель |
||||||||||||||||
ной влажности фэ: = 20% |
(точка С). Теплосодержание воздуха |
после |
|||||||||||||||||
сушки h = 256 кдж/кг |
сухого |
воздуха, |
влагосодержание |
воздуха |
|||||||||||||||
d2 = 66 г влаги/кг сухого |
воздуха. |
|
|
|
1 кг |
|
|
|
|
|
|
||||||||
2. |
Удельный |
расход тепла |
на нагрев |
воздуха в |
калорифере |
||||||||||||||
составит |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
<7i = / i — / 0 |
= 113 — 50,4=62,6 |
кдж/кг |
сухого |
воздуха. |
|
|||||||||||||
3. |
Количество |
тепла |
на |
подогрев воздуха в |
сушильной |
части |
|||||||||||||
машины равно: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
qi = h—U |
= 256— 113= 143 кдж/кг сухого |
воздуха. |
|
|
||||||||||||||
4. |
Удельный |
расход |
воздуха, |
|
отнесенный |
к |
1 |
кг |
испаренной |
||||||||||
влаги, определим из уравнения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
1000 |
|
' |
1000 |
|
1 0 |
с |
|
|
|
|
|
|
. |
влаги. |
||||
|
d2 — d0 |
66 — г-' |
|
|
к г |
сухого воздуха/яг |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
5. Удельный |
расход тепла, отнесенный к 1 кг испаренной |
влаги, |
|||||||||||||||||
рассчитаем по уравнению |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
я-- |
|
|
1000= |
256 — 50,4 |
1000=3800 кдж/кг |
влаги. |
|||||||||||||
|
|
66 — 12 |
|
||||||||||||||||
Пример 7. Целлюлоза сушится горячим воздухом. Сухость по ступающей на сушку целлюлозы составляет 44%, после сушки 90%. Воздух с.температурой 5° С и относительной влажностью 70% нагревается в калорифере до 115° С и подается в сушилку. Темпе ратура воздуха на выходе 60° С. Определить теоретический расход воздуха при производительности 10 т/ч целлюлозы.
Р е ш е н и е . 1. По диаграмме / — d найдем |
точку Л, |
соответст |
вующую начальным параметрам воздуха |
?о = 5°С |
<ро = 70% |