流化床干燥器本科生畢業(yè)論文計(jì)算說明書

1、南京工業(yè)大學(xué)NANJINGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：100t/a流化床干燥器設(shè)計(jì)系別:機(jī)械與動力工程學(xué)院專業(yè):過程裝備與控制工程學(xué)號：1201070408姓名:張起星指導(dǎo)教師：廖傳華二零年月日目錄設(shè)計(jì)任務(wù)書1.第一章概述2.1.1 流化床干燥的基本概述21.2 設(shè)計(jì)方案簡介7第二章工藝計(jì)算及主體設(shè)備設(shè)計(jì)91.1.4 已知的基本條件91 物料的基本參數(shù)91 干燥條件的確定錯誤！未定義書簽。1.2.4 物料衡算和熱量衡算101 物料衡算101 蒸發(fā)水消耗熱量Q1121.3.4 干燥器工藝尺寸設(shè)計(jì)錯誤！未定義書簽。1 流化速度的確定錯誤！未定義書簽。1 流化床床層底面

2、積的計(jì)算錯誤！未定義書簽。1 干燥器長度和寬度的計(jì)算錯誤！未定義書簽。1 物料停留時間錯誤！未定義書簽。1 干燥器高度計(jì)算錯誤！未定義書簽。第三章干燥器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.3 布?xì)庋b置設(shè)計(jì)2.4 分隔板設(shè)計(jì)2.5 物料出口堰高h(yuǎn)第四章干燥器設(shè)計(jì)結(jié)果列表第五章附屬設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型風(fēng)機(jī)的選擇送風(fēng)機(jī)的選擇排風(fēng)機(jī)的選擇換熱器的選擇初選換熱器規(guī)格驗(yàn)算壓降核算總傳熱系數(shù)加料器的選擇設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)題目：100t/a流化床干燥器設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)任務(wù)及操作條件1、設(shè)計(jì)任務(wù)：生產(chǎn)能力（產(chǎn)成品）100噸/年（以干燥產(chǎn)品計(jì)）操作周期7200小時/年進(jìn)料濕含量20%（濕基）出口濕含量5%（濕基）2、操作條件干燥介質(zhì)濕空氣根據(jù)南

3、京的年平均氣象條件，將空氣進(jìn)預(yù)熱器溫度定為16C,相對濕度定為84%。離開預(yù)熱器溫度75c氣體出口溫度50C熱源飽和蒸汽，壓力400kPa物料進(jìn)口溫度20C操作壓力邕氏顆粒平均粒徑5mm3、設(shè)備型式流化床干燥器4、廠址.南京地區(qū)三、設(shè)計(jì)內(nèi)容：1、設(shè)計(jì)方案的選擇及流程說明2、工藝計(jì)算3、主要設(shè)備工藝尺寸設(shè)計(jì)（1）硫化床層底面積的確定；（2）干燥器的寬度、長度和高度的確定及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4、輔助設(shè)備選型與計(jì)算5、設(shè)計(jì)結(jié)果匯總6、工藝流程圖及換熱器工藝條件圖7、設(shè)計(jì)評述第一章概述1.1流化床干燥的基本概述將大量固體顆粒懸浮于運(yùn)動著的流體之中，從而使顆粒具有類似于流體的某些表觀特性，這種流固接觸狀態(tài)稱為固體

4、流態(tài)化。流化床干燥器就是將流態(tài)化技術(shù)應(yīng)用于固體顆粒干燥的一種工業(yè)設(shè)備，目前在化工、輕工、醫(yī)學(xué)、食品以及建材工業(yè)中都得到了廣泛應(yīng)用。一、流態(tài)化現(xiàn)象Mtrjfnurnlluidization|1/Gaacrliquid(lowverity)畫l1/GasliquidBubblingifluidriatinnGas相)空氣流速和床內(nèi)壓降的關(guān)系為:PressuredropUmfVelocity流化床的操作范圍：umf-ut二、流化床干燥器的特征優(yōu)點(diǎn)：(1)床層溫度均勻，體積傳熱系數(shù)大(23007000W/m3-C)。生產(chǎn)能力大,可在小裝置中處理大量的物料。(2)由于氣固相間激烈的混合和分散以及兩者間快

5、速的給熱，使物料床層溫度均一旦易于調(diào)節(jié)，為得到干燥均一的產(chǎn)品提供了良好的外部條件。(3)物料干燥速度大，在干燥器中停留時間短，所以適用于某些熱敏性物料的干燥。(4)物料在床內(nèi)的停留時間可根據(jù)工藝要求任意調(diào)節(jié)，故對難干燥或要求干燥產(chǎn)品含濕量低的過程非常適用。(5)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，可動部件少，便于制造、操作和維修。(6)在同一設(shè)備內(nèi)，既可進(jìn)行連續(xù)操作，又可進(jìn)行間歇操作。缺點(diǎn)：(1)床層內(nèi)物料返混嚴(yán)重，對單級式連續(xù)干燥器，物料在設(shè)備內(nèi)停留時間不均勻，有可能使部分未干燥的物料隨著產(chǎn)品一起排出床層外。(2)一般不適用于易粘結(jié)或結(jié)塊、含濕量過高物料的干燥，因?yàn)槿菀装l(fā)生物料粘結(jié)到設(shè)備壁面上或堵床現(xiàn)象。

6、(3)對被干燥物料的粒度有一定限制，一般要求不小于30m不大于6mm。(4)對產(chǎn)品外觀要求嚴(yán)格的物料不宜采用。干燥貴重和有毒的物料時，對回收裝量要求苛刻(5)不適用于易粘結(jié)獲結(jié)塊的物料。三、流化床干燥器的形式1、單層圓筒形流化床干燥器連續(xù)操作的單層流化床干燥器可用于初步干燥大量的物料，特別適用于表面水分的干燥。然而，為了獲得均勻的干燥產(chǎn)品，則需延長物料在床層內(nèi)的停留時間，與此相應(yīng)的是提高床層高度從而造成較大的壓強(qiáng)降。在內(nèi)部遷移控制干燥階段，從流化床排出的氣體溫度較高，干燥產(chǎn)品帶出的顯熱也較大，故干燥器的熱效率很低。2、多層圓筒形流化床干燥器熱空氣與物料逆向流動，因而物料在器內(nèi)停留時間及干燥產(chǎn)品

7、的含濕量比較均勻，最終產(chǎn)品的質(zhì)量易于控制。由于物料與熱空氣多次接觸，廢氣中水蒸氣的飽和度較高，熱利用率得到提高。此種干燥器適用于內(nèi)部水分遷移控制的物料或產(chǎn)品要求含濕量很低的場合。多層圓筒型流化床干燥器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，操作不易控制，難以保證各層板上均形成穩(wěn)定的流比狀態(tài)以及使物料定量地依次送入下一定。另外，氣體通過整個設(shè)備的壓強(qiáng)降較大，需用較高風(fēng)壓的風(fēng)機(jī)。3、臥式多室流化床干燥器與多層流化床干燥器相比，臥式多室流化床干燥器高度較低，結(jié)構(gòu)筒單操作方便，易于控制，流體阻力較小，對各種物料的適應(yīng)性強(qiáng)，不僅適用于各種難于干燥的粒狀物料和熱敏性物料，而且已逐步推廣到粉狀、片狀等物料的干燥，干燥產(chǎn)品含濕量均勻。因

8、而應(yīng)用非常廣泛。四、干燥器選形時應(yīng)考慮的因素(1)物料性能及干燥持性其中包括物料形態(tài)(片狀、纖維狀、粒狀、液態(tài)、膏狀等卜物理性質(zhì)(密度、粒度分布、粘附性)、干燥特性(熱敏性、變形、開裂等卜物料與水分的結(jié)合方式等因素。(2)對干燥產(chǎn)品質(zhì)量的要求及生產(chǎn)能力其中包括對干燥產(chǎn)品特殊的要求(如保持產(chǎn)品特有的香味及衛(wèi)生要求)；生產(chǎn)能力不同，干燥設(shè)備也不盡相同。(3)濕物料含濕量的波動情況及干燥前的脫水應(yīng)盡量避免供給干燥器濕物料的含濕量有較大的波動，因?yàn)闈窈康牟▌硬粌H使操作難以控制面影響產(chǎn)品質(zhì)量，而且還會影響熱效率，對含濕量高的物料，應(yīng)盡可能在干燥前用機(jī)械方法進(jìn)行脫水，以減小干燥器除濕的熱負(fù)荷。機(jī)械脫水的

9、操作費(fèi)用要比干燥去水低廉的多，經(jīng)濟(jì)上力求成少投資及操作費(fèi)用。(4)操作方便.勞動條件好。(5)適應(yīng)建廠地區(qū)的外部條件(如氣象、熱源、場地)，做到因地制宜。五、干燥原理干燥通常是指將熱量加于濕物料并排除揮發(fā)濕分（大多數(shù)情況下是水），而獲得一定濕含量固體產(chǎn)品的過程。濕分以松散的化學(xué)結(jié)合或以液態(tài)溶液存在于固體中，或積集在固體的毛細(xì)微結(jié)構(gòu)中。當(dāng)濕物料作熱力干燥時，以下兩種過程相繼發(fā)生：過程1.能量（大多數(shù)是熱量）從周圍環(huán)境傳遞至物料表面使?jié)穹终舭l(fā)。過程2.內(nèi)部濕分傳遞到物料表面，隨之由于上述過程而蒸發(fā)。干燥速率由上述兩個過程中較慢的一個速率控制，從周圍環(huán)境將熱能傳遞到濕物料的方式有對流、傳導(dǎo)或輻射。在

10、某些情況下可能是這些傳熱方式聯(lián)合作用，工業(yè)干燥器在型式和設(shè)計(jì)上的差別與采用的主要傳熱方法有關(guān)。在大多數(shù)情況下，熱量先傳到濕物料的表面熱按后傳入物料內(nèi)部，但是，介電、射頻或微波干燥時供應(yīng)的能量在物料內(nèi)部產(chǎn)生熱量后傳至外表面。整個干燥過程中兩個過程相繼發(fā)生，并先后控制干燥速率。六、物料的干燥特性物料中的濕分可能是非結(jié)合水或結(jié)合水。有兩種排除非結(jié)合水的方法：蒸發(fā)和汽化。當(dāng)物料表面水分的蒸汽壓等于大氣壓時，發(fā)生蒸發(fā)。這種現(xiàn)象是在濕分的溫度升高到沸點(diǎn)時發(fā)生的，物料中出現(xiàn)的即為此種現(xiàn)象。如果被干燥的物料是熱敏性的，那么出現(xiàn)蒸發(fā)的溫度，即沸點(diǎn)，可由降低壓力來降低（真空干燥）。如果壓力降至三相點(diǎn)以下，則無液相

11、存在，物料中的濕分被凍結(jié)。在汽化時，干燥是由對流進(jìn)行的，即熱空氣掠過物料。降熱量傳給物料而空氣被物料冷卻，濕分由物料傳入空氣，并被帶走。在這種情況下，物料表面上的濕分蒸汽壓低于大氣壓，且低于物料中的濕分對應(yīng)溫度的飽和蒸汽壓。但大于空氣中的蒸汽分壓。干燥技術(shù)是一門跨學(xué)科、跨行業(yè)、具有實(shí)驗(yàn)科學(xué)性的技術(shù)。傳統(tǒng)的干燥器主要有箱式干燥器、隧道干燥器、轉(zhuǎn)同干燥器、帶式干燥器、盤式干燥器、槳葉式干燥器、流化床干燥器、噴動床干燥器、噴霧干燥器、氣流干燥器、真空冷凍干燥器、太陽能干燥器、微波和高頻干燥器、紅外熱能干燥器等。干燥設(shè)備制作是密集型產(chǎn)業(yè)，我國的國產(chǎn)干燥設(shè)備價(jià)格相對低廉，因此具有較強(qiáng)的競爭力。主要包括：

12、（1）物料靜止型或物料輸送型干燥器；（2）物料攪拌型干燥器；（3）物料熱風(fēng)輸送型干燥器；（4）物料移動狀態(tài)；（5）輻射能干燥器將大量固體顆粒懸浮于運(yùn)動著的流體之中，從而使顆粒具有類似于流體的某些表觀特性，這種流固接觸狀態(tài)稱為固體流態(tài)化。流化床干燥器就是將流態(tài)化技術(shù)應(yīng)用于固體顆粒干燥器德一種工業(yè)設(shè)備，目前在化工、輕工醫(yī)學(xué)、食品以及建材工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。流化干燥器又名沸騰干燥器，是固體流態(tài)化技術(shù)在干燥器上的應(yīng)用。流體自下而上通過顆粒堆成的床層時，若氣流速度較低，則床層仍維持原狀，氣流從顆粒間空隙流過，這種床層稱為固定床。速u提高到大于某一臨界值Umf（稱為起始流化速度）后，顆粒推理其原來的位置

13、在流體中浮動，并在床內(nèi)無規(guī)則的運(yùn)動，這種床層稱為流化床。在流化床內(nèi)，由于顆粒分散并做不規(guī)則運(yùn)動，造成了氣固兩相得良好接觸，加速了傳熱和傳質(zhì)的速度，而且床內(nèi)溫度均勻便于準(zhǔn)確控制，能避免局部過熱。設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，容易使過程連續(xù)化，周得到較廣泛的應(yīng)用。為了改善產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)上常采用臥式多室流化干燥器，干燥室的橫截面做成長方形，用垂直擋板分隔成多室（一般為48室），擋板與多孔板之間留有一定間隙（一般為幾十毫米），使物料能順利通過。濕物料自料斗加入后，一次有第一室流到最后一室，在卸出。由于擋板的作用，可以使物料在干燥器內(nèi)的停留時間趨于均勻，避免短路。并可以根據(jù)干燥的要求，調(diào)整各室的熱、冷風(fēng)量以實(shí)現(xiàn)最

14、適宜的風(fēng)量與風(fēng)速。也可在最后一、二室內(nèi)只同冷風(fēng)，以冷卻干物料。干燥室截面在上部擴(kuò)大，一減少粉塵的帶出。流化床干燥器還可以做成多層式。以臥式多室流化床干燥器相比，具優(yōu)點(diǎn)是熱效率較高。但由于壓降打，而且物料由上以層流到下一層的裝置較復(fù)雜，生產(chǎn)上不如臥式用得廣泛。流化床干燥有以下特點(diǎn)：1）由于流化床內(nèi)溫度均一，并能自由調(diào)節(jié)，故可得到均勻的干燥產(chǎn)品。2）因熱傳遞迅速，所以處理能力大。3）由于滯留時間可在幾分鐘幾小時范圍內(nèi)任意選定，故可生產(chǎn)含水分極低的干燥制品。4）因流化床具有相似于液體的狀態(tài)和作用，所以處理容易。止匕外，物料輸送簡單。5）裝置無運(yùn)動部件，結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定。但被處理物料的形狀和粒徑有一

15、定限制。6）不適用于易粒結(jié)或結(jié)狀的物料1.2設(shè)計(jì)方案簡介一、設(shè)計(jì)任務(wù)所要求的內(nèi)容（見附設(shè)計(jì)任務(wù)書）二、主體設(shè)備的選擇考慮到本設(shè)計(jì)的要求：物料呈顆粒狀，圓球形，處理量為100噸年（以干燥產(chǎn)品計(jì)）顆粒平均直徑在5毫米。根據(jù)任務(wù)，采用臥式多室流化床干燥裝置系統(tǒng)來干燥物料，可以減少干燥管的高度和節(jié)省設(shè)備的成本。相對快速運(yùn)動，增強(qiáng)了干燥的效果并減少了干燥時間。計(jì)算管的高度與管徑時所需的公式與參數(shù)，可由參考文獻(xiàn)查得。具體計(jì)算見設(shè)計(jì)書。物科溫度計(jì)如科at.血口也忸7蒙案式臥式流化床干燥器來自氣流干燥器的顆粒狀物料用星形加料器加到干燥室的第一室，依次經(jīng)過各室后，于67.5C離開干燥器。濕空氣由送風(fēng)機(jī)送到翅片型

16、空氣加熱器,升溫到120c后進(jìn)入干燥器，經(jīng)過與懸浮物料接觸進(jìn)行傳熱傳質(zhì)后溫度溫度降到了73Co廢氣經(jīng)旋風(fēng)分離器凈化后由抽風(fēng)機(jī)排除至大氣?？諝饧訜崞饕?00kPa的飽和水蒸氣作熱載體。三、輔助設(shè)備的選擇輔助設(shè)備在干燥中起著關(guān)鍵的作用。加料裝置的選擇必須考慮到所加物料的濕度、顆粒的大小和物料的處理量，因此，綜合考慮選擇裝置，可以用旋轉(zhuǎn)式加料裝置。風(fēng)機(jī)和熱風(fēng)加熱裝置的選擇稍微有點(diǎn)難，因?yàn)闆]有具體的數(shù)據(jù)可以選擇使用，為了節(jié)省整個裝置的成本，我們可以選擇有同樣功能的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，此具體的風(fēng)機(jī)沒有，我們就可以選擇稍大的現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)機(jī)來代替。至于分離裝置的，因?yàn)槭且筮_(dá)到環(huán)保的排放標(biāo)準(zhǔn)，必須選擇能處理極小粒徑的

17、，例如，旋風(fēng)分離器，其他離粒徑在5微米左右，排放出的顆?；具_(dá)到要求，不需要再安裝更好的布袋分離器，同時也可以節(jié)省成本。四、整個裝置的流程流程圖見附錄。風(fēng)機(jī)提供出所需要的風(fēng)量，經(jīng)熱風(fēng)加熱器到需要的溫度后，送入主體設(shè)備并帶著加入的物料往上走進(jìn)行干燥過程。因?yàn)轭w粒有自身的重量要往下運(yùn)動，就與向上的熱風(fēng)形成逆流運(yùn)動，加大了干燥的效果。運(yùn)動流化床干燥裝置，減少了干燥的時間和主體設(shè)備的高度。最后由分離設(shè)備分離器出需要的干物料，并排出難分離的顆粒。五、具體的計(jì)算與裝置的選擇見下面的設(shè)計(jì)書。第二章工藝計(jì)算及主體設(shè)備設(shè)計(jì)已知的基本條件物料的基本參數(shù)生產(chǎn)能力（進(jìn)料量）Gi=100噸年（以干燥產(chǎn)品計(jì)）被干燥物料性

18、質(zhì)（查糧倉機(jī)械設(shè)計(jì)手冊所得）：顆粒密度P=1400kg/m3;堆積密度0b=700kg/m3;絕干物料比熱Cs=1.256kJ/kgC；顆粒平均直徑dm=5m3臨界濕含量XC=0.05；平衡濕含量X*=0。要求物料從0i220%（濕基），干燥至«2=5%濕基）物料進(jìn)口溫度d=20C干燥條件確定.干燥介質(zhì)一一濕空氣，根據(jù)南京的年平均氣象條件，將空氣進(jìn)預(yù)熱器溫度定為16C,相對濕度定為84%0.干燥介質(zhì)進(jìn)入干燥器溫度L=75C。.物料進(jìn)入干燥器溫度：*=20C.干燥介質(zhì)出口溫度t2=50C.熱源：飽和蒸汽，壓力400kPa。.物料出口溫度°2:45C.操作壓力：常壓。.設(shè)備工作

19、日：每年7200小時.2物料衡算和熱量衡算2.2.1物料衡算由給定的任務(wù)條件已知，生產(chǎn)能力為干燥器生產(chǎn)能力-100103.,弓二一一“颯/以干燥廣品計(jì)）,即為G=13.89kg/h,又X二20%,X2=5%濕物料量GG2(1-X2)(1-Xi)(1-5%)=13.89(1一20%):16.49kg/h干燥器單位時間汽化水分量為水分蒸發(fā)量W=G1一G16.49一13.89:2.6kg水在16c下的飽和蒸汽壓為3991.11)tw-233.84)Ho=0.622=0.622P-Ps0.841.826101.325-0.841.826絕干氣體質(zhì)量流率為=0.009562pS=一exp(18.5916

20、1523991.11=exp(18.5916-)=1.826;pa1516233.84空氣濕度為H=H0=0.00956,(a)空氣和物料出口溫度的確定空氣出口溫度比出口處濕球溫度要高出20-50C,在這里取35Co濕比體積/m3.(濕比熱容/kJ.(kgH2O.C)-11.351.251.151.050.950.850.75溫度/C濕空氣的濕度-溫度圖由t1=75C,H1=0.00956查上頁濕度圖得：tw1=15.0C則t2=50C設(shè)物料離開干燥器的溫度今,因X2:二XC，而Xc=0.05rw2(XC-X)X2-X)CS(t2,w2)rw2(X2-X)一Cs«2-tw2)(t2-

21、力Xc-X)故可用公式t2-tw2w2(Xc-X")-CS(t2-tw)又因rw2=2491.27-2.30285tw2=2491.27-2.30285*38=2403.76kJ/kg故代入數(shù)據(jù)得到02=45C排氣狀態(tài)的確定這里要求確定X2,然后由X2及t2確定相對濕度中2W2.6x2=X10.0198=0.01980.01496=0.03421L173.75已知t2=50C,從L-X圖中可查得：中2=46%<84%故排氣后經(jīng)除塵設(shè)備不會產(chǎn)生由冷凝水的現(xiàn)象。2.2.2蒸發(fā)水消耗熱量Qi13千用臃觸量腦如圖所示，干燥器中不補(bǔ)充能量，故Qd=0干燥器中的熱量衡算可表達(dá)為：(b)Q-

22、Qp-QwQmQiQi物理意義是氣體冷卻放出的熱量QP用于三個方面：以Qw氣化濕分，以Qm加熱物料，以Ql補(bǔ)償設(shè)備的熱損失。苴中Qw=W(0,Cvt2_CwM)=2.6父(2491.27+1.884*504.187*20)=6504.498kJ/hCm2=Cs4.187X2又Qm=GcCm2Q2i)=Gc(Cs4.187X2)Q-%)=13.89(1.256+4.1870,05)(45-20)=508.843kJ/hQ；=LCH0(t2-to)L(1.051.884Ho)(t2-t0)=(1.05+1.884*0.00956)(50-16)L=36.312LkJ/hQP=LCH0(t1-t0)

23、L(1.051.884%)(3-t0)=L(1.05+1.884*0.00956)(75-16)=63.013LkJ/h因?yàn)楦稍锲鞯臒釗p失為有消耗熱量的15%,即Q=15%(QQm)=0.15(6504.498+508.843)=1052.001kJ/h將上面各式代入（b）式,即為63.013L=6504.498+508.843+36.312L+1052.001解得L=302.061kg絕干氣/hQP=LCh0(t11t。),L(1.051.884%)(33)=L(1.05+1.884*0.00956)(75-16)=19033.77kJ/h將L=302.061代入(a)式2.6即為302.0

24、61=H2-0.00956解得H2=0.01817kg水/kg絕干氣干燥器的熱效率許多資料和教科書上都是以直接用于干燥目的的Qw來計(jì)算熱效率所以故干燥器的熱效率為QwhQ6504.498h=QP=34.17%63.013*302.0612.3干燥器工藝尺寸設(shè)計(jì)流化速度的確定.臨界流化速度的計(jì)算對于均勻的球星顆粒的流化床，開始流化的孔隙率£mf35c在75c下空氣的有關(guān)參數(shù)為：密度*=0.898kg/m,粘度口218'10Pas一22導(dǎo)熱系數(shù)九=3.2Ml0?W/mC.3,33Ad(：s-：)：g(0.1510)(1400-0.898)0.8989.81Ar所以121810&#

25、39;)2=87.533由*mf=0.4和Ar值，查李森科關(guān)系圖得Lymf=2x10臨界流化速度為210-62.1810-14009.8120.898=9.0610，m/s.沉降速度的計(jì)算顆粒被帶出時，床層的孔隙率鼻定1。根據(jù)名=1及Ar的數(shù)值，查李森科關(guān)系圖可得Lymf=0.55帶出速度為ut=3Ly二g,：2350.552.181014009.8120.8982=0.5889m/s帶出速度即為顆粒的沉降速度。.操作流化速度取操作流化速度為0.7ut即u=0.7ut=0.70.5889=0.4122m/s.3.2流化床層底面積的計(jì)算干燥第一階段所需底面積表面汽化階段所需底面積Ai可以按公式a

26、Z0LCh0CH0LA1(t1-tw)1-1G(Xi-X2)rw式中，靜止時床層高度為Z。=0.15m干空氣的質(zhì)量流速取為小，即2L=:u=0.8980.41220,3702kg/ms6(1-9)a=dm=6(1一叱=24000m2/m30.1510Re=dmU：P0.1510，0.41220.898"""52.1810=2.54691,5_30,032_1.52二=410(Re)=41032.5469=3.51W/mdm0,15父10C2。一a=3.51*24000=84240W/mC由于dm：0,15mm<0.9mm時，所得aa需要校正，由dm從圖可查的

27、C=0.11。所以二a=0.1184240=9266,4W/m2CaZ0公式LCh0CH0LA1(t1-tw)G(X1-X2)rw1-即可演變?yōu)?9266.40.15(1.011.880.00956)0,3702(1.01+1.88X0.00956)乂0.3702xA1x(75-15)'-：-113.89(0.2-0,005)24103600解得A1=1,463孑(2)物料升溫階段所需底面積物料升溫階段的所需底面積兒可以按公式aZ0二LCH0Ch0LA23一場/In-1_Gccm2t12公式中：Cm2=Cs4.178X2:1.2564.1780.05=1.492kJ/(kgC)=ln7

28、5_2075_50=0.788LCH0CH0LA2|Gccm2t1-/ln-tl-?2-即為:9266.40.150.3702(1.01-1.880.00956)0.3806A2360020.788一113.891.492解得A2=0.358m2(3)床層總面積流化床層總的底面積A=AA2=1.463+0.358=1.821m2干燥器長度和寬度今取寬度b=0.95m,長度a=2m則流化床的實(shí)際底面積為1.9m2。沿長度方向在床層內(nèi)設(shè)置5個橫向分隔板，板間距約為0.36m.停留時間物料在床層中的停留時間為:Z°A：bT=G20.151.970016.49=0.336h=20.16min

29、干燥器高度流化床的總高度分為濃相段高度和分離段高度。流化床在界面以下的區(qū)域稱為濃相區(qū)，界面以上的區(qū)域稱為稀相區(qū)。(1)濃相段高度1-；0Z1=Z。1；，2，21218Re+0.36Re；,18父2.5469+0.36父2.5469、o21=()=0.8822、Ar87.53.一_1一s1-0.4由止匕Z1=Z00=0.15=0.764m1一；1-0.8822(2)分離段高度對非圓柱形設(shè)備，應(yīng)用當(dāng)量直徑De代替設(shè)備直徑Dab,0.36*0.95Dq=4二4二0.522m2(a+b)2*(0.36+0.95)由u=0.4122m/s以及De=0.522m從資料查得z22=1.5De從而Z2=1.5

30、*De=1.5*0,522=0.783m(3)干燥器高度1.4m。Z=乙+Z2=0.522+0.783=1.305m為了減少氣流對固體顆粒的帶出量，取分布板以上的總高度為第三章干燥器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)布?xì)庋b置設(shè)計(jì)布?xì)庋b置包括分布板和預(yù)分布器兩部分。其作用除了支撐固體顆粒、防止漏料以及使氣體均勻分布外，還有分散氣流使其在分布板上產(chǎn)生較小氣泡的作用，以造成良好的起始流化條件與抑制聚式流化床的不穩(wěn)定性。如圖4所示。圖4直麟布根犍采用單層多孔布?xì)獍?。取分布板壓降為床層壓降?5%則Pd=0.15R=0.15乙(1-；0)(：S-：)g=0.150.15(1-0.4)(1400-0.898)9.81=185.29

31、pa取阻力系數(shù)之=2,則篩孔氣速為：U02185.2920.898=14.36m/s干燥介質(zhì)的體積流量為:Vs=.L(0.7721.244Ho)t1273*273302.061(0.7721.244*0.00956)36001.013*105P752731.013*105*h2731.013*105=0.0838m2/s4S7td0U0選取篩孔直徑d0=2.5mm,則總篩孔數(shù)目為:=1190個4*0.08387*0.00252*14.36分布板的實(shí)際開孔率為?。篈o7/4*0.00252*1190=3.07%1.9在分布板上篩孔按等邊三角形布置，孔心距為:0.952*0.0015=0.0136

32、m=13.6mm.0.0307可取T=13.6mm.預(yù)分布器的作用是在分布板前預(yù)先把氣體分布均勻一些，避免氣流直沖分布板而造成局部速度過高，對于大型干燥器，尤其需要裝置預(yù)分布器。分隔板設(shè)計(jì)為了改善氣固接觸情況和使物料在床層內(nèi)停留的時間分布均勻，沿長度方向設(shè)置5個橫向分隔板（板間距約為0.36m）。隔板與分布板之間的距離為20-50mm,隔板做成上下移動式，以調(diào)節(jié)其與分布板之間的距離。分隔板寬0.95m,高1.4m,由4mm厚鋼板制造。物料出口堰高h(yuǎn)dutP1.51工00.58892.18150Ev-125250440144.u-umfRet.3.639.將U和Umf代入上式，即可以得到Ev-1

33、30.4122-9.0610=14.1619解得：Ev=6.70922.14(Zo以公式()13(-EvIEvGc23bRe、=18-1.52ln(一)計(jì)算h的數(shù)值5h代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得:整理上式得到0.26521171=0.318965h0.004457lnh經(jīng)試差解得h=0.347m為了便于調(diào)節(jié)物料的停留時間，溢流堰的高度設(shè)計(jì)成可調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)第四章干燥器設(shè)計(jì)結(jié)果列表項(xiàng)目符號單位計(jì)算數(shù)據(jù)絕干物質(zhì)質(zhì)量流平Gckg/h13.89物料溫度入口C20出口C45氣體溫度入口t1c75出口t2c50氣體用量Lkg絕干氣體/h302.061熱效率nh%34.17%流化速度um/s0.4122床層底面積第一階段A

34、12m1.463加熱段A22m0.358設(shè)備尺寸長am2.0寬bm0.95高Zm1.4布?xì)獍逍吞枂螌佣嗫装蹇讖絛omm2.5孔速u0m/s14.36孔數(shù)no個1190開孔率<P%3.07%分隔板寬b，m0.36與布?xì)獍迮茈xhcmm2050物料出口堰局hm0.347第五卓附屬設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型物料供給器的選擇供料器是保證按照要求定量、連續(xù)（或間歇）、均勻地向干燥器供料與排料。常用的供料器有圓盤供料器、旋轉(zhuǎn)葉輪供料器、螺旋供料器、噴射式供料器等。將這些供料器相比較：對于圓盤供料器，雖然結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)備費(fèi)用低，但是物料進(jìn)干燥器的量誤差較大，只能用于定量要求不嚴(yán)格而且流動性好的粒狀物料；對于旋轉(zhuǎn)葉輪

35、供料器，操作方便，安裝簡便，對高大3000c的高溫物料也能使用，體積小，使用范圍廣，但在結(jié)構(gòu)上不能保持完全氣密性，對含濕量高以及有黏附性的物料不宜采用；對于螺旋供料器，密封性能好，安全方便，進(jìn)料定量行高，還可使它使用于輸送腐蝕性物料。但動力消耗大，難以輸送顆粒大、易粉碎的物料；對于噴射式供料器空氣消耗量大，效率不高，輸送能力和輸送距離受到限制，磨損嚴(yán)重。顆粒我們本次設(shè)計(jì)的任務(wù)是干燥谷物，它在進(jìn)入干燥器之前的溫度下為固態(tài)顆粒狀,平均直徑dm=5mm。因?yàn)閳A盤供料器只能用于定量要求不嚴(yán)格的物料，所以通常情況下不選用。又因?yàn)槁菪┝掀魅菀壮练e物料，不宜用于一年330天，每天24小時的連續(xù)工作。另外我們較高硬度和剛性的谷物對設(shè)備存在磨損，如果再加上空氣流的噴射作用，磨損將會更大