化工原理課程設(shè)計(jì)02513.doc

1、共享知識(shí)分享快樂(lè)一、計(jì)題目：奶粉噴霧干燥二、設(shè)計(jì)條件 ：1、生產(chǎn)任務(wù)：年產(chǎn)全脂奶粉750 噸（學(xué)號(hào)： 1-6）；800 噸（學(xué)號(hào)： 712）；850 噸 （學(xué)號(hào)： 13-18）；900 噸（學(xué)號(hào)： 19-24）；950 噸（學(xué)號(hào)： 25-30）；1000 噸（學(xué)號(hào)： 31-36）以年工作日 310 天（學(xué)號(hào)尾號(hào)為單數(shù)）；330 天（學(xué)號(hào)尾數(shù)為雙號(hào)），日工作二班，班實(shí)際噴霧時(shí)間 6 小時(shí)計(jì)。產(chǎn)品質(zhì)量符合國(guó)家“全脂奶粉質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”。2、進(jìn)料狀態(tài)：濃縮奶總固形物含量46%（學(xué)號(hào) 5,6,11,12,17,18,23,24,29,30,35,36）48%（學(xué)號(hào)：3,4,9,10,15,16,21,22,

2、27,28,33,34）50%（學(xué)號(hào)： 1,2,8,7,13,14,19,20,25,26,31,32）溫度 55、密度 1120kg/m2 、表面張力 0.049N/m、黏度 15cp。成品奶粉含水量 2.5%（一級(jí)品）、密度 600 kg/m2、比熱 2.1kJ/kg.K 。3 、新鮮空氣狀態(tài)： t 0=20、 0=50%（學(xué)號(hào) 112）； t 0 =23、 0=55%（學(xué)號(hào) 1324）； t 0=25、 0=60%（學(xué)號(hào) 25 36）大氣壓 760mmHg4、熱源：飽和水蒸氣。三、設(shè)計(jì)項(xiàng)目 ：a) 工藝流程的確定b) 噴霧干燥裝置的計(jì)算c) 輔助設(shè)備的選型及計(jì)算d) 繪制工藝流程圖e)

3、編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)四、設(shè)計(jì)時(shí)間和設(shè)計(jì)要求時(shí)間： 1.5 周要求：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，確定方案合理，論證清楚，計(jì)算正確，簡(jiǎn)述簡(jiǎn)明，圖紙整潔無(wú)誤，書(shū)寫(xiě)整齊清潔。1、工藝流程確定及論證本工藝采用并流、離心式噴霧干燥法進(jìn)行奶粉的噴霧干燥。1.1 論證奶粉噴霧干燥的原理是將濃縮乳借用機(jī)械力量， 即壓力或離心的方法， 通過(guò)噴霧器將乳分散為霧狀的乳滴（直徑為 10-15um），大大增加了其表面積，同時(shí)送入熱風(fēng)的情況下霧滴和熱風(fēng)接觸，濃乳中的水分便在 0.01-0.04s 的瞬間內(nèi)蒸發(fā)完畢，霧滴被干燥成球形顆粒落入干燥室的底部， 水蒸氣被熱風(fēng)帶走， 從干燥室排風(fēng)口排出，而且微粒表面的溫度為干燥介質(zhì)的濕球溫度（ 5060

4、），若連續(xù)卑微如螻蟻、堅(jiān)強(qiáng)似大象共享知識(shí)分享快樂(lè)出料，整個(gè)干燥過(guò)程僅需 10 30s，故特別適用于熱敏性物料的干燥，蛋白質(zhì)的變性很少，乳清蛋白依然保持良好的溶解性， 酶的活性也沒(méi)有喪失。 具有較高的溶解度及沖調(diào)性，保持其原有的營(yíng)養(yǎng)成分及色、香、味。噴霧干燥的特點(diǎn)是： .干燥速度十分迅速。 .干燥過(guò)程中的液滴溫度不高，產(chǎn)品質(zhì)量較好。 .產(chǎn)品具有良好的分散性、 流動(dòng)性和溶解性。 .生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)化，操作控制方便。 .防止發(fā)生公害，改善生產(chǎn)環(huán)境。 .適宜于連續(xù)化生產(chǎn)。 . 容易改變操作條件，控制或調(diào)節(jié)產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)。 .可以滿足對(duì)產(chǎn)品的各種要求。適用于熱敏性和非熱敏性的干燥但是其缺點(diǎn)是： .設(shè)備比較復(fù)雜

5、，一次投資大。 .投資費(fèi)用比較高。 . 設(shè)備的熱效率不高，熱消耗大，熱效率約為 30%-40%。 .對(duì)生產(chǎn)衛(wèi)生要求高的產(chǎn)品，設(shè)備的清掃工作量大。牛乳的化學(xué)成分中的礦物質(zhì)種類非常豐富，除了我們所熟知的鈣以外，磷、鐵、鋅、銅、錳、鉬的含量都很多。最難得的是，牛乳是人體鈣的最佳來(lái)源，而且鈣磷比例非常適當(dāng)，利于鈣的吸收。其主要成分由水、脂肪、磷脂、蛋白質(zhì)、乳糖、無(wú)機(jī)鹽等組成。 可以看出牛乳的主要成分中含有脂肪等易氧化和熱敏性的成分，這對(duì)于干燥來(lái)說(shuō)是需要較高的要求， 而通過(guò)上述噴霧干燥優(yōu)缺點(diǎn)的對(duì)比我們發(fā)現(xiàn)噴霧干燥法適合于熱敏性、易氧化物料的干燥。綜上所述，該工藝適合采用噴霧干燥技術(shù)制備乳粉。1.1.1

6、噴霧干燥按照噴霧和流體流動(dòng)方向分為并流型、逆流型和混合型。本工藝采用并流型噴霧干燥。（ 1）逆流型操作特點(diǎn)是熱利用率較高，但只適用于非熱敏性物料的干燥，而且若空塔速度超過(guò)限度將引起顆粒的嚴(yán)重夾帶，給回收系統(tǒng)增加負(fù)荷。（ 2）混合型操作特點(diǎn)是氣流與產(chǎn)品較充分接觸，脫水效率高，但產(chǎn)品有時(shí)與濕的熱空氣流接觸，故干燥不均勻，內(nèi)壁局部粘粉嚴(yán)重。（ 3） 并流型操作特點(diǎn)是： .被干燥物料允許在低溫下進(jìn)行干燥。 .由于熱風(fēng)進(jìn)入干燥室立即與噴霧液滴接觸， 室內(nèi)溫度急降， 不會(huì)使干燥物料受熱過(guò)度， 因此，適宜于熱敏性物料的干燥。 .塔壁粘粉較少。 .由于在干燥室內(nèi)細(xì)粒干燥時(shí)間短、粗粒干燥時(shí)間長(zhǎng)， 產(chǎn)品具有比較均

7、勻干燥的特點(diǎn)， 適合于液滴高度分散均一的噴霧場(chǎng)合。綜上所述，本工藝適合采用并流型噴霧干燥。1.1.2 噴霧干燥按照霧化方法分為壓力式、離心式和氣流式噴霧干燥。本工藝采用并離心式噴霧干燥。（ 1） 壓力式噴霧干燥的操作特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低；維修簡(jiǎn)單，拆裝方便；與氣流式噴嘴相比， 大大節(jié)省霧化用動(dòng)力， 但在生產(chǎn)過(guò)程中流量調(diào)節(jié)能力差；不適應(yīng)于處理纖維狀或含大顆粒料液和高粘度料液或有固液相界面懸浮液； 壓力式噴霧干燥的體積蒸發(fā)強(qiáng)度較低。（ 2） 氣流式噴霧干燥的操作特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便、操作彈性大、易于調(diào)節(jié)，但用于霧化的壓縮空氣的動(dòng)力消耗較大，約為壓力式和離心式霧化器的 5-8 倍。（ 3）

8、 離心式噴霧干燥的操作特點(diǎn)是： .塔內(nèi)只安裝一個(gè)霧化器便可完成生產(chǎn)任務(wù)。 .在一定范圍內(nèi)，可以調(diào)節(jié)霧滴尺寸。 .生產(chǎn)能力調(diào)節(jié)范圍大。 .在調(diào)節(jié)處理量時(shí)，不需要改變霧化器工作狀態(tài)。 .與壓力式噴霧干燥相比，可以適應(yīng)叫高粘度的料液。綜上所述，本工藝采用并離心式噴霧干燥。卑微如螻蟻、堅(jiān)強(qiáng)似大象共享知識(shí)分享快樂(lè)雖然離心式噴霧干燥的不足之處有， 噴霧機(jī)構(gòu)造復(fù)雜， 維修麻煩，鋼材要求高質(zhì)；高速旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)部分要注潤(rùn)滑油，常漏油污染奶粉；乳粉顆粒中空氣多，容重小，保存貯藏性差；無(wú)均質(zhì)作用，只可適于立式烘箱。但是這些缺點(diǎn)并不影響它的廣泛使用?？偟膩?lái)看，離心噴霧干燥還是經(jīng)濟(jì)的，特別是大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)，其經(jīng)濟(jì)性極為突出

9、。 當(dāng)蒸發(fā)同樣水分時(shí)， 此法要比其他干燥方法來(lái)得經(jīng)濟(jì)。在噴霧干燥設(shè)備中，每蒸發(fā)一公斤水分所需的熱量消耗約為8501400 千卡。因此最終確定本生產(chǎn)工藝選用并流、離心式噴霧干燥法進(jìn)行奶粉的噴霧干燥。1.2 噴霧干燥流程圖包裝成品新鮮空氣過(guò) 篩空氣過(guò)濾冷 卻排 放器送風(fēng)機(jī)奶 粉排風(fēng)機(jī)空氣預(yù)熱器噴霧干燥旋風(fēng)分離濃縮乳離心式噴霧器圖 1： 噴霧干燥流程圖二、噴霧干燥裝置的計(jì)算：2.1 物料及熱量衡算2.1.1 空氣狀態(tài)參數(shù)的確定G1 tM1 =55 新鮮空氣蒸汽熱空氣濃奶排氣L t 0 0 H0 H0 I 0L t1 H1 H1 I 1L t2 H2 H2 I 2 2t =20 ， =50%t=150

10、 ,H =0.00726t2=80， H2=0.03390011H0=0.00726卑微如螻蟻、堅(jiān)強(qiáng)似大象共享知識(shí)分享快樂(lè)熱損失 QL空氣加熱器冷凝水干燥塔奶粉 G2 t M2 =70 圖 2 物料、熱量衡算圖2.1.1.1 新鮮空氣狀態(tài)參數(shù)由設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)給定條件：t020,050%查得 20飽和水蒸汽壓 Ps017.54 mmHg (2338.59Pa)濕度 H0=0.622 0Ps0/(P-0Ps0)=0.622*0.5*17.54/(760-0.5*17.54)=0.00726kg 水/kg 絕干氣熱焓 I 0=(1.01+1.88H0) t0+2490H0=(1.01+1.88*0.00

11、726)*20+2490*0.00726=38.554kJ/kg 絕干氣濕比容 H0=(1/29+H/18)*22.4*(273+t 0)/273=(1/29+0.00726/18)*22.4*(273+ 20)/273=0.8387m3(濕空氣 )/kg 絕干氣2.1.1.2加熱后空氣的狀態(tài)參數(shù)： （2 ， P467。7,P229-P233 ）全脂乳粉的加工工藝流程中，噴霧干燥的操作要點(diǎn)為先將過(guò)濾的空氣由鼓風(fēng)機(jī)吸進(jìn)，通過(guò)空氣加熱器加熱至130- 160后，送入噴霧干燥室。如用電熱或燃油爐加熱，可使干燥介質(zhì)的溫度提高至200以上。雖然提高熱空氣溫度可以提高熱效率， 強(qiáng)化干燥過(guò)程， 減少干燥塔所

12、需容積， 但是考慮到溫度過(guò)高會(huì)影響乳粉的質(zhì)量， 如發(fā)生龜裂或焦化， 所以干燥介質(zhì)的溫度會(huì)受到限制。同時(shí)溫度過(guò)低會(huì)使產(chǎn)品水分含量過(guò)高而不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。故加熱后的空氣溫度可確定為150。濕度 H1=H0=0.00726Kg 水/Kg 絕干氣熱焓 I 1=(1.01+1.88*H 1)*t 1 +2490H1=(1.01+1.88*0.00726)*150+2490*0.00726=171.628KJ/Kg 絕干氣濕比容 H1 (1/29+ H1/18)*22.4*(273+ t 1)/273=(1/29+0.00726/18)*22.4*(273+ 150)/273卑微如螻蟻、堅(jiān)強(qiáng)似大象共享知識(shí)分享

13、快樂(lè)=1.211m3 (濕空氣 )/kg 絕干氣2.1.1.3排風(fēng)狀態(tài)參數(shù)確定：（匯編 ,P1-8 ，7,P305 ）干燥的乳粉含水分2.5%以內(nèi)，從塔底流出，熱空氣經(jīng)旋風(fēng)分離器收集所攜帶的乳粉顆粒，凈化后的空氣被排風(fēng)機(jī)送入大氣中，排放溫度為 80-90 ，相對(duì)濕度為 10-12%。選定排放溫度為 80。但為了防止產(chǎn)品長(zhǎng)時(shí)間受高溫影響而使產(chǎn)品變性，且同時(shí)也要防止露水的形成，故奶粉出口溫度一般比排氣溫度低 10。就整個(gè)干燥器作熱量衡算， （ 1 下冊(cè) ,P230 ）G2 CMtM1 /W + Cl tM1 +lI 0 +l(I 1-I 0) = G2CM tM2 /W + lI 2 +QL式中：

14、 CM-產(chǎn)品比熱，全脂奶粉為 2.1kJ/kg ( 任務(wù)書(shū)給定 )Cl -水的比熱， 4.187kJ/kg絕干氣tM1-濃奶溫度，任務(wù)書(shū)給定任務(wù)書(shū)給定)55(tM2-奶粉出口溫度，取70QL -每蒸發(fā) 1kg 水干燥室的熱損失，按工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)取251kJ/kg 水（ 7,P305 ：對(duì)于保溫適宜的干燥室而言：其散失的熱量可取60 千卡 / 公斤水，相當(dāng)于 251.04kJ/kg水，而對(duì)于空氣加熱器的熱損失可取40 千卡 / 公斤水，相當(dāng)于 167.36kJ/kg 水。本工藝保溫適宜，故采用熱損失為 251kJ/kg 水。）W- 每小時(shí)蒸發(fā)水量（見(jiàn)物料衡算） 221.77kgG2-每小時(shí)奶粉產(chǎn)量

15、（見(jiàn)物料衡算） 215.05kgl -每蒸發(fā)千克水所需空氣量Kg,l 1/(H 2H1)將上式整理后可得：Cl tM1 -(G2CM tM2 /WG2CMtM1/W+QL)=(I 2-I 1)/(H 2-H 1)方程左端表示干燥室補(bǔ)充熱量與損失熱量之差，用表示。=4.187*55-(215.05*2.1*70/221.77-215.05*2.1*55/221.77+251)=-51.2605KJ/Kg 水=(I 2-I 1)/(H 2H1)=(1.01+1.88H2)t2+2490H2-I 1/(H 2H1)=(1.01+1.88H2)*80+2490H 2-171.628)/(H2 -0.0

16、0726)=-51.2605KJ/Kg 水解得 : H2 0.03388 Kg 水/Kg 絕干氣卑微如螻蟻、堅(jiān)強(qiáng)似大象共享知識(shí)分享快樂(lè)熱焓 I 2(1.01+1.88 H2)t2+2490 H2 (1.01+1.88*0.03388)*80+2490*0.03388 170.25675kJ/kg 絕干氣 2 的求?。河?H20.622 2PS2/(P- 2PS2)查得 80飽和水蒸汽壓PS2 355.1mmHg0.03388 0.622*355.12/(760-355.1* 2)解得： 2 11.06%12%為保證乳粉水分含量的要求，必須嚴(yán)格控制排風(fēng)相對(duì)濕度2=10 12%。由于 2 在此范圍

17、以內(nèi)，所以含水量可以保證。濕比容 H2=(1/29+H/18)*22.4*(273+t 2)/273=(1/29+0.03388/18)*22.4*(273+80)/273=1.0533m3(濕空氣 )/kg 絕干氣2.1.2 物料衡算：2.1.2.1 每小時(shí)需得奶粉量 G2 可由年產(chǎn)量，年工作日，日工作班數(shù)及噴霧時(shí)間求?。ㄏ嚓P(guān)數(shù)據(jù)由任務(wù)書(shū)給定：年產(chǎn)全脂奶粉 800 噸，年工作日為 310 天，日工作二班，班實(shí)際噴霧時(shí)間 6 小時(shí)）G2=800*1000/(310*2*6)=215.05kg/h2.1.2.2每小時(shí)噴霧濃奶量及蒸發(fā)水分量WG1 =G2*(1-W 2)/(1-W 1)=215.0

18、5*(1-0.025)/(1-0.52)=436.82Kg/hW=G1-G2=436.82-215.05=221.77kg/h2.1.2.3每蒸發(fā) 1kg 水干空氣用量（絕干量計(jì)）L=1/(H 2H1)1/(0.03388-0.00726）=37.566kg 絕干氣 /kg 水每小時(shí)干空氣量LW/(H 2H1 )221.77/（ 0.03388-0.00726） =8330.9542Kg 絕干氣 /h新鮮空氣體積流量V0 =LH0=8330.9542*0.8387=6987.1713m3/h卑微如螻蟻、堅(jiān)強(qiáng)似大象共享知識(shí)分享快樂(lè)熱空氣體積流量3V1 =LH1=8330.9542*1.211=1

19、0088.785m/h排氣體積流量V2 =LH28330.9542*1.0533=8774.994m3/h2.1.3 熱量衡算2.1.3.1輸入系統(tǒng)熱量新鮮空氣輸入 : Q1=LI 0 =8330.9542*38.554=321191.61kJ/h加熱器輸入熱量： Q2=L(I 1- I0)8330.9542*(171.628 -38.554)=1108633.4 kJ/h濃奶帶入的熱量： Q3=G2CMtM1 +WCl tM1 215.05*2.1*55+221.77*4.187*55=75908.579KJ/hQ入 =Q1 + Q2+ Q3=321191.61+1108633.4+7590

20、8.579=1505733.6kJ/h2.1.3.2輸出系統(tǒng)的熱量排氣帶出的熱量 : Q1=LI 2 =8330.9542*170.25675 =1418401.2KJ/h產(chǎn)品奶粉帶出的熱量： Q2 G2CMtM2 215.05*2.1*70=31612.35KJ/h干燥室熱損失： Q3= WQL 221.77*251=55664.27KJ/hQ出 Q1+ Q2+ Q3= 1418401.2+31612.35+55664.27=1505677.8 KJ/h由于 Q出 Q入，可見(jiàn)熱量收支平衡。2.1.3.3干燥過(guò)程的熱效率： 表示每蒸發(fā) 1kg 水分，干燥器內(nèi)所需加入的熱量中用于汽化水分所耗熱量

21、的百分率。 =(r0+CWt2 )-Cl tM1 )/l(I 2 I0)=(2490+1.88*80)-4.187*55)/37.566(170.25675-38.554)=48.7%2.1.3.4空氣加熱器蒸汽消耗量： （5,P266 ）選取加熱用飽和水蒸氣溫度T= t 1+10=150+10=160查得其飽和蒸汽壓為6.303Kgf/cm2 ( 絕壓 ) ，汽化潛熱為 2087.1kJ/kg并取熱效率k=95%卑微如螻蟻、堅(jiān)強(qiáng)似大象共享知識(shí)分享快樂(lè)蒸汽消耗量 : Dk =Q2/r k=1108633.4/2087.1*0.95=504.62kg/h2.2 離心式霧化器的計(jì)算：根據(jù)現(xiàn)有的定型

22、設(shè)備LP150，用其有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行參考設(shè)計(jì)。3G1=436.82kg/h =1120kg/m3V 1= G1436.82 10390.02L / h1 1120故可選取生產(chǎn)能力為400L/h 的離心霧化器。要使噴孔流速 U 孔在 0.51m/s 之間，可增大孔徑至5mm，采用 6 個(gè)噴孔。390.02103核算U孔0.9196 m s52636004U 孔 在 0.51m/s 間，適用選 LP400LP400：參數(shù)如下：生產(chǎn)能力： 400L/h主要性能參數(shù)：離心盤(pán)噴嘴外徑：280mm噴嘴個(gè)數(shù)：6 個(gè)噴嘴孔徑：5mm離心盤(pán)轉(zhuǎn)速：7300r/mim離心盤(pán)線速度：104m/s上述采用參考性設(shè)計(jì)，由于離

23、心霧化器結(jié)構(gòu)相對(duì)較復(fù)雜， 故不重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，但可用現(xiàn)有型號(hào)的霧化器， 并對(duì)生產(chǎn)能力方面的參數(shù)做微調(diào)。 本次設(shè)計(jì)通過(guò)擴(kuò)大噴嘴口徑和增加噴口數(shù)量使噴嘴的液體流速控制在 0.51m/s 內(nèi)，隨后再對(duì)噴嘴的性能參數(shù)做相應(yīng)的調(diào)整，最后列出主要性能參數(shù)。2.2.1 霧滴直徑 dL 的計(jì)算 (6 ，P432)在忽略了分散盤(pán)形狀對(duì)霧滴的影響時(shí)，有人提出下面的多管式分散盤(pán)霧滴直徑計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式：dL98.51NrLL式中： dL-霧滴直徑 (m)N-分散盤(pán)轉(zhuǎn)速 7300(r/min)r-分散盤(pán)半徑 0.14(m)L -料液表面張力 0.049/9.81=0.005(kg/m)卑微如螻蟻、堅(jiān)強(qiáng)似大象共享知識(shí)分享快

24、樂(lè)L -料液密度 1120(kg/m3)d L98.51L98.510.0057.61910 5 mNrL7300 0.14 11202.2.2 液滴離開(kāi)轉(zhuǎn)盤(pán)的初速度 (6 ，P428)2.2.2.1徑向速度的計(jì)算圓形通道分散盤(pán)，霧滴離開(kāi)分散盤(pán)時(shí)徑向速度按下式計(jì)算：0.8 r 0.4(10.35)0.4ur 00.950.42r1.43cc式中： ur 0 -霧滴的徑向初速度 (m/s)-分散盤(pán)的角速度 2N 2 7300764.454(rad / s)60 60r - 分散盤(pán)半徑 0.14(m)c-常數(shù)； c0.09 r00.35L0.090.00250.351.33910 50.27998

25、QL)0.81.0831040.8(7300)Nr0 -通道半徑 0.0025(m)L -料液運(yùn)動(dòng)粘度0.0151.33910 5 (m2 /s)1120QL -料液的體積流量 G1436.821.083 10 4 (m3 / s)111203600N-分轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速 7300(r/min)。將以上數(shù)據(jù)代入式 ur 00.8 r 0.40.351.43 )0.4(1c0.950.42rc746.4540.80.140.40.351.43 )0.446.3m / s(10.279980.95746.4540.420.279980.142.2.2.2切向速度的計(jì)算由于淺槽或葉片阻止了料液的滑動(dòng)， 離開(kāi)

26、分散盤(pán)邊緣時(shí)的切向速度近似等于分散盤(pán)上圓周速度：ut 0dN0.28 7300106.97m / s60式中： d- 分散盤(pán)直徑 0.28(m)ut 0 -切向速度 (m/s) 。卑微如螻蟻、堅(jiān)強(qiáng)似大象共享知識(shí)分享快樂(lè)2.2.2.3料液離開(kāi)分散盤(pán)時(shí)的合成速度料液離開(kāi)分散盤(pán)時(shí)是徑向速度與切向速度的合成速度的運(yùn)動(dòng)形式，因此最后霧滴離開(kāi)分散盤(pán)時(shí)的速度為： um0ut20 ur20106.97246.32116.56m / s式中： um0 - 料液離開(kāi)分散盤(pán)時(shí)的初速度 (m/s) 。2.2.3 霧滴水平飛行距離 (6 ，P429-430)霧滴離開(kāi)分散盤(pán)邊緣沿水平方向飛出， 霧滴飛出的最大距離是確定干

27、燥器直徑的主要依據(jù)。分散盤(pán)產(chǎn)生的霧距，通常是以 90%-99%霧滴的降落半徑作為最大霧距。但是實(shí)際霧距和理論值不能吻合，主要原因在于： 霧滴在噴出后因水分迅速蒸發(fā)而使霧滴密度減小，因此飛行距離也縮短。 在干燥過(guò)程中霧滴的直徑收縮或因崩裂而減小。 干燥器熱風(fēng)的流動(dòng)，霧滴的飛行受到影響。所以考慮到空氣阻力的影響，計(jì)算霧距有下列公式：R4dpLum03lnaum式中： d p -霧滴直徑 7.61910 5 (m)L -料液密度 1120(kg/m 3)a -空氣密度 (kg/m 3)1 H 11 H 21 0.07261 0.03388a 1a 2vH 1vH 21.2111.05333a2220

28、.9336kg / mum0-霧滴的初速度 116.56m / sum -霧滴的運(yùn)動(dòng)終速度 (m/s) ，可按霧滴在干燥室內(nèi)的浮翔速度考慮。um1 d p2 (La )g(7.61910 5)2(11200.9336) 9.811818 1.83710 50.2064m / sa a0.9336a -2空氣在平均溫度下的運(yùn)動(dòng)粘度 (m /s)20時(shí)，干空氣的黏度：a1=1.81105gPa s干空氣的運(yùn)動(dòng)黏度 ： a1a 1g a10.8857 a1 1.603 10 5 m2 / s80時(shí)，干空氣的黏度：a2 =2.11 10 5 Pags卑微如螻蟻、堅(jiān)強(qiáng)似大象共享知識(shí)分享快樂(lè)干空氣的運(yùn)動(dòng)黏

29、度 ： a 2a 2 g a20.98156a 2 2.071 10 5 m2 / saa1a 21.812.1110 51.96 10 5 Pa gs22aa1a21.6032.07110 51.83710 5 m2 / s22- 阻力系數(shù)，是 Re 的函數(shù)。dL u m0a7.61910 5 116.56 0.9336Re1.9610 54231000a阻力系數(shù)18.518.50.491Re0.64230.6將以上數(shù)據(jù)代入公式 R4d pLum03lnaum得： R47.619 10 51120 ln 116.561.573m30.4910.93360.20642.2.4 離心噴霧器所需功

30、率 ( 課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)， P2-26，或參考干燥設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)，P430)分散盤(pán)霧化料液時(shí)理論上消耗功率：2.25GV02N2 g102式中： V0 -離心盤(pán)的圓周速度，即離心盤(pán)線速度 104(m/s)G -離心盤(pán)的生產(chǎn)能力，即 ( G = G1 )= 436.820.12134( kg / s)36002.250.121341042N21.4755 KW1029.812.3噴霧干燥塔主要尺寸的計(jì)算2.3.1塔徑 D (6 ， P179)離心霧化器的干燥塔直徑在一般情況下，塔徑D 按照下式計(jì)算：D=(22.8)R式中： R-離心霧化器噴霧距半徑，即霧滴水平飛行距離1.573m。選?。?D= 2.

31、25R=2.25 1.573=3.54m 圓整為 D=4m驗(yàn)算：塔內(nèi)空氣平均流速U，應(yīng)在 0.10.3m/s之間。卑微如螻蟻、堅(jiān)強(qiáng)似大象共享知識(shí)分享快樂(lè)L vH 1vH 28330.9542 1.211 1.0533U220.2085m / sD 2360042360044式中： U- 空氣平均流速 (m/s)L- 絕干空氣流量8330.9542kg 絕干氣 /hD-噴霧干燥塔內(nèi)徑 12.5mvH -平均濕比容， vH 1 =1.211和 vH 2 1.0533m3( 濕空氣 )/kg絕干氣0.1m/sU=0.20850.3m/s，所以選擇 D=4m 合適。2.3.2 塔高DH1=1.2D=1

32、.24=4.8mH2=D=4m選鼓形閥 d=400mmH 1tanD / 2 d / 22 0.2H2H 20.4524 =48.45Q需富裕 55.96%不在 2030%范圍內(nèi)故在原有基礎(chǔ)上減兩組，即4 排。（7）空氣阻力 P=0.0853（V r）1.8624=7.67mmH2O根據(jù)課程設(shè)計(jì)要求，離心霧化的粉塵回收選用旋風(fēng)分離器：采用旋風(fēng)分離器的主要有以下幾個(gè)方面：（ 1）分離效率高，提高產(chǎn)品得率，減少損耗，增進(jìn)經(jīng)濟(jì)效果，同時(shí)減少公害。（ 2）分離器內(nèi)壁應(yīng)非常光滑，減少液體阻力，粉末不致于粘壁。（ 3）若是室溫太低，設(shè)計(jì)的旋風(fēng)分離器外壁給予保溫，或外壁加蒸汽盤(pán)管。（ 4）盡可能減少旋風(fēng)分離

33、器只數(shù)，因只數(shù)多，每只口風(fēng)速不易分配，只要其中一只入口風(fēng)速低于規(guī)定速度，則嚴(yán)重影響總效率，最好是單只，阻力小，易于管理和清掃。（ 5）易裝卸，修理方便，密閉性能好。（ 6）缷料裝置簡(jiǎn)單，可用鼓形閥。3.3粉塵回收裝置的選型和計(jì)算（1） 選型：采用干式法回收，選用標(biāo)準(zhǔn)型切線入口的旋風(fēng)分離器、離心式噴霧機(jī)乳粉粒度譜。粒徑 m06060120120180180240240卑微如螻蟻、堅(jiān)強(qiáng)似大象共享知識(shí)分享快樂(lè)離心式分布百分率2.031.224.018.624.0壓力式分布百分率66.424.65.42.21.5（2）分離器尺寸及進(jìn)口風(fēng)速和阻力計(jì)算進(jìn)口風(fēng)速 ui 一般可取 1525m/s，取 ui=2

34、0m/sLvH 28330.9542 1.05330.122m2進(jìn)口截面積 F=20 3600ui 36002F=DDD0.122m2248D=0.987m圓整為 D=1mA= D0.5mB= D0.25m24ui= 8330.95421.053319.5m / s1/ 83600D1=D/2=0.5mH1=2D=2mH2=2D=2mS1=D/8=0.125mD2=D/4=0.25m2P=B ui標(biāo)準(zhǔn)型 =821H 2ui 210.0338819.52vH 2= 881.05331492.957 N / m222（3）分離總效率=152.49mmH2Oc9B91.9610 50.25d =Nu

35、i517.260015.5 ms取進(jìn)入粉塵回收裝置的量為15%060um60120um顆粒平均直徑3090質(zhì)量分率2/15=13.3%13/15=86.7%d/d2.718.140粒級(jí)效率0.931.0分離率 =0.93 13.3%+1.086.37%=99.07%分離總效率 總 =0.85+ 0.15=99.07%0.15+0.85=99.86% 損耗率： 1-總=1-99.86%=0.14%3.4風(fēng)機(jī)的選型計(jì)算 (7,P281)卑微如螻蟻、堅(jiān)強(qiáng)似大象共享知識(shí)分享快樂(lè)（ 1）送風(fēng)機(jī)：風(fēng)量一般應(yīng)有1020%富裕量，取 15%。Q 送 =Lv HO(1+0.15)= 8330.9542 1.05

36、33(1+0.15)=10091.243m3/hPt=(干燥室內(nèi)壓 -大氣壓 )+過(guò)濾器阻力降 +加熱器壓降 +熱風(fēng)分配器壓降+沿程與局部壓降一般要求干燥室內(nèi)壓為負(fù)壓1015mmH2O，取 15mmH2 O過(guò)濾器阻力升至1520mmH2O 時(shí)需取下洗滌，取其阻力降為15mmH2O。熱風(fēng)分配器壓降計(jì)算復(fù)雜，無(wú)資料介紹，估計(jì)為3040mmH2O，取 40mmH2O。沿程與局部阻力估為： 3040mmH2 ，取40mmH2O。OPt= -15-0+15+7.67+40+40=87.67mmH2OPto=Pto87.671.287.599mmH2O0.0072610.8387據(jù) to2Q送=10091

37、.243m3/h查1 P365表25P =87.599mmH O選送風(fēng)機(jī)型號(hào)為：離心通風(fēng)機(jī) 4-72-11 8C主要性能參數(shù)：轉(zhuǎn)速 1250rpm全壓： 137mmH2O流量： 20800m3/h效率： 91%所需功率： 10.3KW（ 2）排風(fēng)機(jī)排風(fēng)機(jī)富裕量一般為1530%，取 25%。Q 排 =Lv H2(1+0.25)= 8330.9542 1.05331.25=10968.743m3/hPt=出口動(dòng)壓 -進(jìn)口靜壓 +旋風(fēng)分離器壓降 +沿程、局部壓降出口動(dòng)壓一般取 15mmH2O，進(jìn)口靜壓取 -15mmH2O。旋風(fēng)分離器壓降 152.49mmH2O沿程、局部壓降估為 35mmH2OPt=15-(-15)+ 152.49+35=187.49mmH2OPto=