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
.pdf(рис. 15-6). Нагрев воздуха в калорифере происходит по линии по стоянного влагосодержания do — di. Параметры воздуха после кало рифера определяют в точке В пересечения изотермы ^1 = 115° С с л и - нией постоянного влагосодержания. В теоретической сушилке про цесс сушки осуществляется по линии /i=const. Параметры воздуха на выходе из сушилки определяются точкой С пересечения изо термы ^ = 60° С с линией h = const. Влагосодержание воздуха после
|
|
|
сушилки |
составляет |
d 2 =25 г вла |
||||||
|
|
|
ги/кг |
сухого |
воздуха. |
|
|
|
|||
|
|
|
2. |
Количество |
испаренной |
влаги, |
|||||
|
|
|
отнесенной к |
1 кг |
целлюлозы, |
опре |
|||||
|
|
|
деляют по уравнению |
(15-9): |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
— Si |
|
90 — 44 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
44 |
' |
|
|
|
= 1,05 |
кг |
влаги/кг |
целлюлозы. |
|||||
|
|
|
3. |
Общее |
количество |
испаренной |
|||||
|
|
|
при сушке влаги находят по уравне |
||||||||
|
|
|
нию |
(15-2): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W = Gtt'i = |
10 ООО • 1,05 = |
|
|||||
|
|
|
|
= |
10 500 кг |
влаги |
в час. |
|
|||
|
|
|
4. Расход воздуха на сушку со |
||||||||
|
|
|
ставит: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L |
|
юоо |
|
„ „ |
1000 |
-10500: |
||
d,f2l d.=2S |
г |
влаш |
do — rfj |
W= |
|
|
|||||
|
кг |
сб. |
|
" |
25 — 4 |
|
|||||
Рис. 15-6 (к примеру |
7) |
= |
500000 |
кг |
воздуха в час. |
||||||
Пример 8. Рассчитать действительный процесс сушки по дан ным примера 7, если потери тепла при сушке составляют 10% от общего тепла, затраченного на сушку. Сравнить теоретический и действительный процессы в расчете на 1 кг испаренной влаги.
Р е ш е н и е . 1. Расход |
сухого воздуха |
на |
1 кг испаренной влаги |
||||
при теоретическом |
процессе сушки |
рассчитываем |
по уравнению |
||||
(15-14): |
|
|
|
|
|
|
|
|
, _ |
1000 |
_ |
1000 |
|
_ |
|
|
|
d 2 - d 0 |
— 2 5 - 4 |
|
— |
|
|
=47,6 кг |
сухого |
воздуха/лгг |
испаренной |
влаги. |
|||
2. Расход тепла в калорифере |
на подогрев 1 кг |
сухого воздуха |
|||||
находят по уравнению (15-18): |
|
|
|
|
|
||
<7i = /2 — /о == 126—14,3=111,7 кдж/кг |
сухого |
воздуха. |
|||||
3. Потери тепла |
составят: |
|
|
|
|
|
|
Д = 0,1^1 = 0,1 • 111,7=11,2 |
кдж/кг |
сухого воздуха. |
|||||
4. Теплосодержание воздуха на выходе из сушилки при дейст вительном процессе определяют по уравнению
/ 2 д = /і + Л = І26 + (—11,2) = |
114,8 кдоісікг сухого |
воздуха. |
||
5. В точке D (см. рис. 15-6)—пересечения |
изотермы |
^ = 60° С |
||
с линией постоянного теплосодержания воздуха |
hR — const |
получим |
||
параметры воздуха на выходе |
при действительном |
процессе су |
||
шки — влагосодержанпе гігд=21 |
г влаги//сг сухого воздуха. |
|
||
6. Расход воздуха на сушку, отнесенный к 1 кг испаренной влаги при действительном процессе составит:
|
1. |
1000 |
|
|
<*2д — |
||
1000 |
|
||
=58,8 кг сухого воздуха/кг испаренной влаги. |
|||
21 |
|||
|
|
||
7. Расход тепла в калорифере, отнесенный к 1 кг испаренной влаги, при теоретическом процессе сушки составит:
9 т = /т (/х — /0 )=47,6 (126 —
— 14,3) =5320 кдж/кг влаги.
При действительном процессе сушки
7д = /д(/і — /о) =58,8(126 —
— 14,3) =6560 кдж/кг влаги.
Очевидно, что при действительном процессе сушки требуется больший расход воздуха и тепла на сушку материала вследствие потерь тепла.
Пример 9. Картон подают в су шильную часть машины с началь ной сухостью 40%, где сушат возду хом до равновесной влажности.
Вентилятор |
засасывает |
атмосфер |
|
|
|
|
||||
ный воздух при температуре 20° С и |
Рис. |
15-7. К примеру 9 |
||||||||
относительной |
влажности |
80%. |
||||||||
|
|
|
|
|||||||
В калорифере |
воздух |
нагревается |
|
|
|
|
||||
до 85°С. Температура отработанного |
воздуха |
35° С. |
Определить |
|||||||
расход воздуха |
и тепла |
на сушку |
1 |
т/ч картона |
при |
нормальном |
||||
сушильном |
цикле. Сравнить |
этот |
процесс сушки |
с сушкой рецир |
||||||
куляцией воздуха, если на рециркуляцию направляется 50% отра
ботанного |
воздуха. |
|
|
|
|
|
|
Р е ш е н и е . |
Воздух |
на |
входе |
в калорифер |
имеет |
пара |
|
метры |
(точка |
А на |
рис. |
15-7) |
t0 = 20° С, |
ф0 = 80%, |
/„ = |
= 50,2 • |
|
|
, do =12 г |
влаги/ кг сухого воздуха. |
|||
кг сухого воздуха |
|
|
J |
4 |
|
||
1. Н о р м а л ь н ы й с у ш и л ь н ы й ц и к л. Воздух |
нагревается |
|||||||||||
в калорифере до температуры |
/і = 85°С. Пересечение изотермы ti = |
|||||||||||
= 85° С с линией постоянного |
влагосодержания, |
по которой проте |
||||||||||
кает процесс |
нагрева воздуха |
в калорифере, определит |
параметры |
|||||||||
воздуха |
после калорифера (точка В) |
h= |
117,5 кдж/кг |
сухого воз |
||||||||
духа di = do. Процесс сушки |
|
происходит при постоянном |
теплосо |
|||||||||
держании. |
Пересечение |
линии |
/і = const |
с изотермой |
^2 = 35° С |
|||||||
(точка |
С) |
определит параметры |
отработанного |
воздуха |
d2 = 32 г |
|||||||
влаги/кг сухого воздуха. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Удельный расход воздуха |
составит: |
|
|
|
|
|||||||
, |
1000 |
1000 |
|
г |
п |
|
|
|
, |
|
|
|
/ = |
d o _ d Q |
— 39 — 19 |
= |
50 к г |
сухого |
воздуха/кг |
влаги. |
|||||
Тепло на нагрев воздуха в калорифере, отнесенное к ' 1 кг |
||||||||||||
испаренной влаги, определяем |
по уравнению (15-18): |
|
|
|||||||||
|
7 = / ( / i — / 0 ) = 50(117,5 — 50,2) =3365 кдж/кг влаги. |
|||||||||||
2. Ц и к л |
с р е ц и р к у л я ц и е й |
в о з д у х а . |
Параметры смеси |
|||||||||
рассчитываются по уравнениям |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
dCil |
= mda+ (1 — /n)d2 = 0,5- 12+(1 — 0,5) -32 = |
|
||||||||
|
|
|
= 22 г влаги/'/сг сух. воздуха; |
|
|
|
||||||
|
/С м = т / о + ( 1 —т) / 2 =0,5 - 50,2+ (1—0,5)117,5 = |
|
||||||||||
|
|
|
= 83,9 |
кдж/кг |
сух. воздуха. |
|
|
|
||||
Смесь |
в калорифере |
нагревается |
при d C M = const. Пересечение |
|||||||||
линии постоянного влагосодержания с линией постоянного |
теплосо |
|||||||||||
держания, рассчитанной по нормальному циклу, определит пара метры нагретой смеси воздуха на выходе из калорифера /і = = 60° С.
Удельный расход воздуха при сушке
, |
1000 |
1000 |
1Р= d |
d |
•= 3 2 _ 9 2 ' ~ |
Удельный расход тепла
1 Г 1 Г 4
к г
,
сухого воздуха//сг влаги.
qv=:lv(Ii |
— / с м ) = ЮО(117,5 — 83,9) =3360 кдж/кг влаги. |
Расход свежего воздуха при сушке с рециркуляцией составит:
/=0,5/ р |
= 0,5- 100 = 50 кг сухого воздуха//сг |
влаги. |
|
|
При одних и тех же начальных и конечных параметрах |
воздуха |
|||
расход воздуха |
и тепла на сушку при нормальном |
цикле |
и цикле |
|
с рециркуляцией одинаковы. |
|
|
||
3. М а т е р и а л ь н ы й |
б а л а н с с у ш к и . Определим равновес |
|||
ную влажность |
картона |
(см. стр. 234). Дл-я атмосферного |
воздуха |
|
с относительной |
влажностью фо = 80% равновесная |
влажность кар |
||
тонаft^p= 11,9%. Соответствующая ей сухость картона S2 = 100 — № р = 100— 11,9 = 88,1%.
Количество испаренной воды находим по выражению
W=Q S 2 ~ S ' Q = m ~ 4 0 1000=1202 кг/ч.
Расход воздуха на сушку по нормальному циклу равен:
L = IW = 501202 = 60 100 кг сухого воздуха в час.
Производительность вентиляторов при сушке с рециркуляцией необходимо увеличить в 2 раза.
Расход тепла на сушку составит:
Q = Wq = 1202 - 3365 = 4 050 000 кдж/ч = 1125 кет.
О т в е т : 60 100 кг сухого воздуха в час; Q = 1125 кет.
Пример 10. Определить греющую поверхность сушильных ци линдров бумагоделательной машины производительностью 5000 кг/ч воздушносухой бумаги. Температура наружного воздуха 15° С, его относительная влажность 70%• Температура греющего пара 151°С. Температура отработанного воздуха на выходе равна 50° С, его от носительная влажность 80%. Коэффициент теплопередачи в первый период сушки равен 1000 кдж/м2- ч-град, во второй и третий пе риоды — 1200 кдж/м2 - ч-град. Начальная сухость бумаги 33%, ко нечная — 93%.
Р е ш е н и е . |
1. |
По заданным параметрам воздуха найдем по |
||||
диаграмме / — х |
(рис. 15-1) влагосодержание воздуха перед суш |
|||||
кой х,\ = 0,008 кг/кг |
и после сушки x2 =0,069 |
кг/кг. |
15° С и 50° С |
|||
2. Давление насыщенного пара при температуре |
||||||
составит: |
|
|
|
|
|
|
|
p H j = 12,79 мм рт. ст. = 1710 н/м2; |
|
|
|||
|
ри |
=92,51 мм рт. ст. = 12 350 |
н/м2. |
|
|
|
3. Парциальное |
давление отработанного |
воздуха |
равно |
|||
|
Рп, =<Р2Рн2 |
=0,8 • 12 350 = 9880 н/м2. |
|
|
||
4. По диаграмме / — х |
этому давлению |
соответствует |
темпера |
|||
тура насыщения ^„ = 47° С. |
|
|
|
|
||
5. Температура |
бумаги в период постоянной скорости |
сушки |
||||
г2 = г п + Д г = 4 7 + 5 = 52°С.
6.Температура греющей поверхности цилиндра
*г.ц = *п— 10°С = 151 — 10 = 141°С.
7. Температура бумаги в конце процесса сушки
t3 = t2 + 0,85{tr.n — h ) =52 + 0,85(141 —52) = 127,5° С. 8. Средняя температура бумаги
*cp = *2+0,3(^г.ц — ^ ) =52 + 0,3 (141—52) = 7 9 ° С .
16* |
243 |
9. Количество влаги в материале перед сушкой
W, = O0-Gc |
= Gc 1 0 0 ~ 5 ' |
— 5000 1 0 0 3 ~ 3 3 |
= |
10 1 00 кг/ч. |
10. Количество влаги в материале после сушки |
|
|||
,,,, |
„ 100 — 5, |
С П П А 100 — 93 |
г п а |
, |
\V2=GC |
^ — — = 5 0 0 0 — — = 5 7 6 |
кг/ч. |
||
11. Количество испаренной влаги
W = Wi — W 2 =10 100 — 576 = 9524 кг/ч. 12. Расход воздуха на сушку материала
|
|
|
^ |
= - ^ |
1 |
— |
0.069-0.008 |
|
= 1 5 6 |
3 0 0 |
"Ф- |
|
|
|||
13. На нагрев бумаги затрачивается |
тепло |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
Qi={cG |
+ cwWi)(h—U) |
|
= |
|
|
|
|
|||||
|
= |
(1,31 -5000 + 4,19-10 100) (52 — 18) = |
1,656-106 кдж/ч, |
|
||||||||||||
здесь |
|
с = 1,31 |
кдж/кг-град |
— теплоемкость |
газетной бумаги, |
|
||||||||||
|
Сгг = 4,19 кдж/кг |
• град — теплоемкость |
воды; начальная |
тем |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
пература |
бумаги |
принята |
равной |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
18° С. |
|
|
|
|
|
|
|
|
14. На сушку бумаги во втором |
и третьем периодах затрачива |
|||||||||||||||
ется |
тепло |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Qz, з = |
(сG + cwW2) |
{t3 — t2)+rW |
= |
|
|
|
||||||
|
|
= |
(1,315000 + 4,19 • 576) (127,5 — 52) + 2400 • 9524 = |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
= |
2,966- \06 |
кдж/ч, |
|
|
|
|
|
|||
здесь |
теплота парообразования |
для температуры |
47°С составляет |
|||||||||||||
/• = 2400 |
кдж/кг. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
15. Поверхность теплопередачи равна |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
р |
р _ j _ |
р |
|
Q\ |
I |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 1 |
2 |
|
*і Сп - *і) ^ |
|
М * п - ' с р ) |
|
|
|
||||
_ |
|
1>656 • 106 |
|
|
2-966 • 106 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
— |
1000(151 - 3 5 ) |
+ |
1200 (151-79) |
- ' V O t W . I - ' W , ™ |
• - |
|||||||||||
О т в е т : |
48,68 |
мг. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Пример |
11. Определить число сушильных |
цилиндров бумагоде |
||||||||||||||
лательной машины для газетной бумаги. Диаметр |
цилиндров 1,5 м, |
|||||||||||||||
скорость бумаги 500 |
м/мин. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Р е ш е н и е |
1. Для |
газетной бумаги вес вырабатываемой бу |
||||||||||||||
маги |
<7 = 50 г/ж2 ; коэффициент |
обхвата |
сушильных цилиндров |
бу |
||||||||||||
магой а = 0 , 6 2 ; |
съем воды с 1 м2 |
сушильнойповерхности цилиндров |
||||||||||||||
№=1,82 кг/м2-ч. |
Сухость |
бумаги перед |
|
сушкой |
5 И = 33%, |
сухость |
||||||||||
бумаги после сушки 5 К = 93%. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
2. Рассчитываем число сушильных цилиндров по уравнению
_ |
0,06vq (SK — 5„) _ |
0,06 • 500 • 50 (93 — 33) |
__ С 1 |
|
|
||||
|
|
T.daSHW |
— 3,14- 1,5-0,62-33- 1,82 ~ 5 1 Ш 1 Л И И Д Р - |
|
|||||
Пример |
12. Найти |
удельный съем воды при сушке |
бумаги |
воз |
|||||
духом |
на цилиндре, |
если |
температура |
воздуха |
300° С. |
Пар |
пода |
||
ется в |
цилиндр |
при давлении 5 кгс/см2. |
Коэффициент |
теплопере |
|||||
дачи |
от |
пара |
через |
стенку цилиндра |
принять равным |
||||
335 кдж/м2 |
• ч- град. Температура |
бумажного |
полотна 130° С. |
|||||||||
Р е ш е н и е . |
1. |
Температура |
греющего |
пара |
при |
давлении |
||||||
5 кгс/см2 составит |
151° С. Теплота парообразования |
/- = 2260 |
кдэю/кг. |
|||||||||
Коэффициент |
теплоотдачи |
от воздуха к бумаге принимаем |
равным |
|||||||||
а = 840 кдоіс/м2 |
• ч • |
град. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2. Рассчитываем удельный съем воды с 1 м2 греющей поверх |
||||||||||||
ности цилиндра в час: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
k А<! + а2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Г |
|
|
|
|
|
|
= |
335 (151 — 130) 4-840(300— 130) |
„ . 0 |
кг |
|
, , |
• я. |
||||||
|
* |
|
/щ) |
|
- = 9 , 4 3 |
воды/jr |
||||||
Пример |
13. Рассчитать |
количество |
тепла, |
переданное |
через |
|||||||
стенку сушильного цилиндра к бумаге. Пар подается при давлении
равном 5 кгс/см2. |
Температура |
бумаги |
|
120° С. Длина |
цилиндра |
||||||||||
4,26 м, его диаметр |
1,5 м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Р е ш е н и е . |
1. |
Коэффициент теплоотдачи от греющего пара |
||||||||||||
к |
стенке |
цилиндра |
принимаем |
равным |
cci = 25 000 |
кдж/м2 - ч-град, |
|||||||||
от |
стенки |
цилиндра |
|
к бумаге |
ос2 = 840 кдж/м2- |
ч - град. |
Толщина |
||||||||
стенки цилиндра |
составит |
б =20 мм. Коэффициент |
теплопроводно |
||||||||||||
сти чугуна ?t = 170 кдж/м |
• ч- град. |
Коэффициент |
теплопередачи от |
||||||||||||
греющего пара к бумаге |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
_ L _ + |
|
1 |
|
|
|
||
|
|
|
± |
+ |
' |
JL + |
± |
Ж . + . |
1 |
~ |
|
||||
|
|
|
а, |
|
\ |
' <х2 |
|
25 000 |
' |
170 ^ |
840 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
==410 кдж/м2 |
• ч • |
град. |
|
|
|
||||
|
2. Теплопередающая поверхность |
цилиндра |
|
|
|
||||||||||
|
|
F=^nDL |
|
= 0,66-3,14- 1,5-4,26=13,2 |
|
м2. |
|
||||||||
|
3. Температура |
|
греющего |
пара |
при |
р = 5 |
кгс/см2 |
составит |
|||||||
= |
151° С. По общему |
уравнению |
теплопередачи |
(7-10) |
определим |
||||||||||
количество тепла, переданное через стенку цилиндра к бумаге |
|||||||||||||||
|
Q=kFAt=kF(tn |
|
|
— t6) =410 -13,2.(151 — 120) =96 000 |
кдж/ч. |
||||||||||
Контрольные задачи
Задача 1. На бумагоделательной машине получено 10 г бумаги. Определить количество влаги, испаренной из бумаги, если ее на чальная сухость составляла 30%, конечная 90%.
Задача 2. Влажность целлюлозы составляет 40%. Определить
еевлагосодержаниє и сухость.
Задача 3. Производительность бумагоделательной машины со ставляла 180 т в сутки, после модернизации ее производительность возросла до 230.т в сутки. Бумага перед сушкой содержала 32% сухого вещества, конечное содержание сухого вещества, получен ного до модернизации 95%, после модернизации 92%. Насколько больше испаряется влаги в 1 ч после модернизации машины по
сравнению с количеством |
влаги, испаряемой до |
модернизации. |
|
|||||||||||||
Задача 4. |
На |
сушку |
было |
подано |
15 000 |
кг |
|
бумажной |
массы, |
|||||||
из которой получено 10 500 кг |
бумаги |
с влажностью 10%. |
Опреде |
|||||||||||||
лить начальные |
влажность, |
|
влагосодержаниє |
и сухость |
бумаги. |
|||||||||||
Задача 5. |
Целлюлоза нагревается от начальной температуры |
|||||||||||||||
20° С до конечной 90° С. Начальная сухость |
целлюлозы 40%, |
ко |
||||||||||||||
нечная 88%. |
Теплоемкость целлюлозы |
1,4 |
дж/кг• |
град. |
Определить |
|||||||||||
удельный расход |
тепла |
на |
нагрев |
сухого |
материала и |
на |
нагрев |
|||||||||
и испарение |
1 кг |
влаги. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Задача |
6. |
Для задачи 5 рассчитать расход |
тепла |
на |
сушку |
|||||||||||
1000 кг целлюлозы, если потери тепла |
составляют 12%. |
|
|
|
||||||||||||
Задача 7. |
Определить параметры свежего |
воздуха, |
используе |
|||||||||||||
мого для сушки |
целлюлозы |
на Калининградском |
целлюлозно-бу |
|||||||||||||
мажном комбинате для зимы и лета. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Задача 8. Найти параметры смеси отработанного воздуха при |
||||||||||||||||
температуре |
Г2 = 45°С |
и |
относительной влажности фо = 70% и |
све |
||||||||||||
жего воздуха |
А> = 20° С с той же относительной |
влажностью. Крат |
||||||||||||||
ность циркуляции равна |
4. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Задача 9. |
Воздух |
температуры |
20° С и относительной влажно |
|||||||||||||
сти 60% нагревается |
в калорифере |
до |
температуры 95° С. Рассчи |
|||||||||||||
тать количество тепла, затраченное |
на нагрев |
1 кг |
воздуха. |
|
|
|||||||||||
Задача 10. Воздух |
с |
начальной |
температурой |
/ 0 = 1 0 ° С |
и отно |
|||||||||||
сительной влажностью фо=90% нагревается в калорифере и на правляется в сушильную камеру. Процесс сушки ведется по изо
терме 85° С до |
относительной влажности ф2 = 20%. |
Определить |
||
удельный расход воздуха и тепла. |
|
|
|
|
Задача 11. В сушильной камере производится сушка |
целлюлозы |
|||
воздухом, поступающим при температуре 80° С. В |
камере |
имеется |
||
дополнительный |
подогрев воздуха до температуры |
110° С. |
Влаго |
|
содержаниє воздуха на выходе 0,21 кг влаги//сг сухого воздуха. Сухость полотна целлюлозы перед сушкой 43%, после сушки 90%. Производительность сушилки 15 т/ч целлюлозы. Рассчитать необ ходимый для сушки расход воздуха.
Задача 12. При сушке газетной бумаги удаляется |
12 000 |
кг/ч |
||
воды. Влагосодержаниє |
воздуха в цехе 0,026 кг |
воды/кг сухого воз |
||
духа, влагосодержаниє |
отработанного воздуха |
0,06 кг |
воды/кг |
су |
хого воздуха. Определить объемный расход воздуха на сушку, если его температура на выходе равна 60° С.
Задача |
13. |
Температура воздуха |
в цехе 25° С, его влагосодер |
|
жаниє 0,02 |
кг |
воды/кг сухого воздуха. Этот воздух |
подогревается |
|
в калорифере |
до температуры 90° С |
и направляется |
в -сушильную |
|
камер)'. Температура отработанного воздуха 60° С, его влагосодер-*- жаиие 0,06 кг воды/кг сухого воздуха. В процессе сушки испаряется 12 000 кг/ч воды. Рассчитать количество тепла на сушку.
Задача 14. Свежий воздух при температуре 20° С и относитель ной влажности 80% подогревается в калорифере до 90°С и пода ется в сушильную камеру. Температура отработанного воздуха 50° С. Тепловые потери составляют 12%. Сравнить теоретический и дейст вительный процессы сушки в расчете на 1 кг испаренной воды.
Задача 15. Скорость движения бумаги на цилиндрах бумагоде лательной машины 500 м/мин. Ширина бумаги 4250 мм. Рассчи тать расход воздуха на сушку, если влагосодержанпе свежего воз
духа Хо = |
0,01 кг воды/ |
кг сухого воздуха, |
отработанного х2 = |
= 0,09 кг воды//сг сухого воздуха. |
|
||
Задача |
16. Начальная |
сухость целлюлозы |
составляет 43% по |
сле сушки 90%- Свежий воздух при температуре 25°С и относи тельной влажности воздуха 80% направляется на сушку через ка лорифер, в котором воздух нагревается до температуры 82° С. Температура отработанного воздуха 45°С. Определить расход воз
духа |
и тепла на сушку 1 т/ч целлюлозы при нормальном |
сушиль |
||
ном |
цикле |
и цикле с рециркуляцей 50% отработанного |
воздуха. |
|
Задача |
17. Для бумагоделательной машины |
производительно |
||
стью |
3000 |
кг/ч воздушносухой печатной бумаги |
№ 1 определить |
|
греющую поверхность сушильных цилиндров. Температура свежего воздуха 5°С, его относительная влажность 70%. Температура отра ботанного воздуха 45°С, его относительная влажность 90%- Тем
пература |
греющего пара 120° С. Коэффициенты |
теплопередачи |
|
в первый |
период сушки 1000 кдж/м2-ч-град., |
во второй и третий |
|
периоды сушки— 1200 кдж/м2 • ч - град. Начальная |
температура бу |
||
маги 15° С. |
|
|
|
Задача 18. Рассчитать поверхность нагрева сушильных цилинд |
|||
ров для сушки 3000 кг/ч санитарно-бытовой |
бумаги. |
||
Задача |
19. Определить "количество цилиндров |
бумагоделатель |
|
ной машины при производстве бумаги шириной 2 м. Диаметр ци
линдров 1,5 ж. |
удельный съем воды с 1 м2 |
. |
|
|
• |
1 ч |
||||
Задача |
20. Найти |
цилиндра |
за |
|||||||
при сушке |
воздухом |
температуры 160° С. В цилиндр |
подается |
пар |
||||||
при давлении 4 кгс/см2. Коэффициенты |
теплопередачи |
через |
стенку |
|||||||
цилиндра |
составляют |
336 кдж/м2 - ч - град. Температура |
бумажного |
|||||||
полотна 120° С. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задача |
21. Определить число сушильных цилиндров |
бумагоде |
||||||||
лательной машины для мешочной бумаги. |
|
|
|
|
|
|
||||
Задача |
22. Рассчитать |
количество |
тепла, |
переданное полотну |
||||||
бумаги от |
воздуха, |
истекающего со |
средней |
скоростью |
равной |
|||||
100 м/сек. |
Расход воздуха |
90 000 кг/ч, температура |
воздуха |
150° С. |
||||||
Температура бумаги 80° С, поверхность бумаги |
100 |
м2. |
|
|
|
|
||||
Задача |
23. Определить |
количество |
тепла, |
переданное |
от гре |
|||||
ющего пара через стенку греющ'его цилиндра к бумаге. Давление пара равно 3 кгс/см2. Температура бумаги 110° С. Длина цилиндра 2,5 м, его диаметр 1,5 м.
Тема 16. Процессы умеренного и глубокого охлаждения
Основные понятия и расчетные |
формулы |
1. Холодильный коэффициент идеального |
холодильного цикла: |
где Qo — холодопроизводительность установки, вт;
L — работа, затрачиваемая на получение холода, вт;
qo— удельная холодопроизводительность хладоагента, дж/кг; I — работа сжатия 1 кг хладоагента, док/кг;
То — температура испарения хладоагента, °К;
Т— температура конденсации хладоагента, °К.
2.Количество циркулирующего в системе хладоагента вычис ляют по формуле
|
G = -&- |
кг/сек. |
(16-2) |
|
Объем хладоагента, |
засасываемого |
компрессором, |
определяют |
|
по формуле |
|
|
|
|
|
V=Gv |
м3/сек, |
(16-3) |
|
где v — удельный объем |
хладоагента |
перед компрессором, м3/кг. |
||
0,9, |
|
|
|
|
Рис. 16-1. Коэффициент подачи |
Рис. |
16-2. Идеальный |
процесс |
|
% и индикаторный к. п. д. ц„ хо |
|
сжижения газа |
|
|
лодильных компрессоров [33] |
|
|
|
|
Объем, описываемый поршнем компрессора, |
|
|
||
VT=X- |
мъ\сек, |
|
(16-4) |
|
где К — коэффициент подачи, |
который |
определяют |
по |
графику |
(рис. 16-1) в зависимости-от отношения давления |
нагнета |
|||
ния Рк |
к давлению всасывания Ро. |
вычисляют по формуле |
|
3. Теоретическую мощность компрессора |
|||
|
y v T = - 0°-- |
— |
(16-5) |
|
1000s |
кет |
|
или по формуле |
(4-9), приведенной в теме 4. |
|
|
Индикаторную и эффективную мощность вычисляют по форму
лам |
(4-13) и (4-14). Индикаторный |
к. п. д. т)„ определяют |
по гра |
|
фику |
(см. рис. 16-1) в зависимости от степени сжатия Р/Р0 . Механи |
|||
ческий к. п. д. т)м холодильных компрессоров |
принимается в |
преде |
||
лах 0,8—0,85. |
|
|
Р — і) |
|
4. |
При построении холодильного |
цикла |
(на диаграмме |
|
определяют теплосодержания в характерных точках цикла и вычис
ляют величины |
(см. пример 2) |
|
___ |
|
||
|
|
оо = іі — U и 1=1% — Іі. |
|
1 кг газа |
||
|
5. Минимальная работа, необходимая для сжижения |
|||||
при |
идеальном |
процессе |
сжижения, |
определяется |
по |
графику |
(рис. 16-2): |
Ітіп = ТІ (Si |
— So) — (іі — |
і0) дою/кг, |
|
(16-6) |
|
где |
|
газа |
||||
Ті, Si, и іі-—температура, |
энтропия |
и энтальпия |
в началь |
|||
ном состоянии (точка / ) ;
So и io — энтропия и энтальпия жидкости (точка 0).
Рис. 16-3. Схема цикла с про- |
Рис. 16-4. Схема цикла высо- |
стым дросселированием |
кого давления с детандером |
6. На рис. 16-3 изображен холодильный цикл с простым дроссе лированием (без отдачи внешней работы). Холодопроизводительность данного цикла равна:
|
qo=x(ii |
— io) + qn=і |
І — h дж/кг, |
(16-7) |
|||
где |
х — доля сжиженного газа; |
|
|
|
|
||
|
г'о — энтальпия |
жидкого газа |
(точка 0), |
дж/кг; |
|||
|
it и Ї2 — энтальпии |
газа перед компрессором |
(точка 1) и после |
||||
|
сжатия на входе в теплообменник |
(точка 2); |
|||||
|
<7п — потери холода, отнесенные к 1 кг |
газа, |
дж/кг. |
||||
|
Работа, затраченная в компрессоре на сжатие газа при темпе |
||||||
ратуре Т° К: |
|
|
|
|
|
|
|
где |
AS = S.i — S2 — изменение энтропии при сжатии, |
дж/кг; |
|||||
|
т]к — к. п. д. |
компрессора. |
|
|
|
||