化工原理課程設(shè)計(jì)脈沖氣流干燥器設(shè)計(jì)

1、合肥學(xué)院化學(xué)與材料工程系課程設(shè)計(jì)肥學(xué)HEFEI UNIVERSITY化工原理課程設(shè)計(jì)題目：脈沖氣流干燥器設(shè)計(jì)系別：化學(xué)材料與工程系專業(yè):學(xué)號(hào)：姓名：指導(dǎo)教師：二零一四年一月二十七日目錄設(shè)計(jì)任務(wù)書 31. 概述 31.1 氣流干燥的特點(diǎn) 31.2 設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介 32. 工藝計(jì)算及主體設(shè)備設(shè)計(jì) 42.1 已知的基本條件 42.2 物料衡算和熱量衡算 42.2.1 物料衡算 42.2.2 熱量衡算 52.2.3 校核假設(shè)的物料出口溫度tm2 52.3 氣流干燥管直徑的計(jì)算 62.3.1 加速段氣流干燥管直徑的計(jì)算 62.3.2 加速運(yùn)動(dòng)段管高的計(jì)算 62.3.3 減速段管高的計(jì)算 112.4 總的干

2、燥管的高度 193. 輔助設(shè)備的選擇與計(jì)算 193.1 管路的選擇與計(jì)算 193.2 加料裝置 193.3 風(fēng)機(jī) 203.4 熱風(fēng)加熱裝置 203.5 分離裝置 204. 主要符號(hào)和單位 215. 干燥裝置的工藝流程 226. 設(shè)計(jì)評(píng)價(jià) 22附錄 23參考文獻(xiàn) 24設(shè)計(jì)任務(wù)書本次以重油燃燒氣為干燥介質(zhì)，對(duì)物料進(jìn)行干燥，分離，保證品質(zhì)，在設(shè)計(jì) 過(guò)程中涉及工藝計(jì)算及主體設(shè)備設(shè)計(jì)，風(fēng)機(jī)的選擇，熱風(fēng)加熱裝置，加料裝置的 選擇等，通過(guò)循環(huán)讓物料及過(guò)程中產(chǎn)生的中間物及廢料達(dá)到最高利用率。1.概述1.1 氣流干燥的特點(diǎn)氣流干燥在我國(guó)是一種應(yīng)用最廣發(fā)最久遠(yuǎn)的干燥器，隨著不同新型氣流干燥 器的開(kāi)發(fā)成功，氣流干燥

3、我干燥領(lǐng)域方興未艾。由于干燥時(shí)間短適合容易受高溫 變質(zhì)物料的干燥； 不適合粘性大的物料干燥，管道較廠一般超過(guò) 20 米，安裝的限 制制約了其發(fā)展。氣流干燥器的主要缺點(diǎn)在于干燥管太高，為降低其高度，近年來(lái)出現(xiàn)了幾種新型的氣流干燥器：多級(jí)氣流干燥器。將幾個(gè)較短的干燥管串聯(lián)使用，每個(gè)干 燥管都單獨(dú)設(shè)置旋風(fēng)分離器和風(fēng)機(jī)，從而增加了入口段的總長(zhǎng)度。脈沖式氣流 干燥器。采用直徑交替縮小和擴(kuò)大的干燥管（脈沖管） ，由于管內(nèi)氣速交替變化， 從而增大了氣流與顆粒的相對(duì)速度。旋風(fēng)式氣流干燥器。使攜帶物料顆粒的氣 流，從切線方向進(jìn)入旋風(fēng)干燥室，以增大氣體與顆粒之間的相對(duì)速度，也降低了 氣流干燥器的高度。在氣流干燥器

4、中，主要除去表面水分，物料的停留時(shí)間短 , 溫升不高 , 所以適 宜于處理熱敏性、易氧化、易燃燒的細(xì)粒物料。但不能用于處理不允許損傷晶粒 的物料。目前，氣流干燥在制藥、塑料、食品、化肥和染料等工業(yè)中應(yīng)用較廣。1.2 設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介物料呈顆粒狀，圓球形，處理量為 3000kg/h，顆粒平均直徑在200 m。本設(shè) 計(jì)采用脈沖式氣流干燥器來(lái)干燥物料， 可以減少干燥管的高度和節(jié)省設(shè)備的成本。 脈沖式干燥器由于其不斷變化的管徑，可以使顆粒在管內(nèi)保持與干燥氣流的相對(duì) 快速運(yùn)動(dòng)，增強(qiáng)了干燥的效果并減少了干燥的時(shí)間。2工藝計(jì)算及主體設(shè)備設(shè)計(jì) 2.1已知的基本條件2.1.1物料的基本參數(shù)干燥介質(zhì)：空氣稀釋重油燃燒

5、氣生產(chǎn)能力G,3000kg/h （濕基）物料顆粒的平均直徑d 200 m 2 10 4m物料顆粒的最大直徑dmax 500 m物料密度 s 2000 kg / m3要求物料從X125% （干基），干燥至X20.5% （干基）物料進(jìn)口溫度tm120 C干物料比熱 cm 1.26kJ/kg C 0.3kcal/kg C物料的臨界含水量Xc 2% （干基）平衡濕含量極小，忽略不計(jì)。2.1.2空氣的基本參數(shù)進(jìn)氣流干燥管的空氣溫度t1400 C其空氣濕含量X10.025kg水/ kg干空氣2.2物料衡算和熱量衡算 2.2.1物料衡算氣流干燥管內(nèi)的物料衡算式：G（X1 X2） L（w1 w2） （*）絕干

6、物料GG11 X130001 0.252400 kg/h干燥去除水分W G（X1 X2）2400 (0.25 0.005)588kg/h結(jié)合（*）式有：588 L（w2 0.25）222熱量衡算氣流干燥管內(nèi)熱量衡算式:LI i G(Cm CwXJ LI 2 Gc (cm cwX 2 )t m2選定空氣的出口溫度t295 C，假設(shè)物料出口溫度為76 C對(duì)于空氣水系統(tǒng)，運(yùn)用下式：I (0.24 0.46w)t 595w得到進(jìn)口空氣的焓值：I1(0.24 0.46 0.025) 400 595 0.025 115kcal/kg出口焓值：12(0.24 0.46w2)95595w222.8 638.7

7、w2將11、12值代入熱量衡算式:L 1152400(0.3 10.25)20 L(0.3 1 0.025) 76(22.8638.7x2)2400解得： 92.2 L 638.7w2L 29232 聯(lián)立、式，得：L 5310kg/hW20.0255880.136kg/kgLI222.8 638.7 0.136 109kcal/kg2.2.3校核假設(shè)的物料出口溫度tm2按下式進(jìn)行校核:X2，wt2 tm2(t2sX2cm(t2tw)()cm(t2 tw)tw)cCm (t2tw)查得：tw61s 563kcal / kgXc 2%代入上式得:tm276.6 C與假設(shè)的基本一致，不必試算合肥學(xué)院

8、化學(xué)與材料工程系課程設(shè)計(jì)42.3氣流干燥管直徑的計(jì)算 2.3.1加速段氣流干燥管直徑的計(jì)算由經(jīng)驗(yàn)假設(shè)口空氣速度Ug1 29.5m/s，空氣進(jìn)氣流干燥管溫度t1 400 C，空氣進(jìn)氣流干燥管濕度W10.025，查得空氣比容g11.98m3/kg，代入下式:D14Vg14L g13600 ug12.3.2加速運(yùn)動(dòng)段管高的計(jì)算(1)預(yù)熱段干燥管的計(jì)算3600 3.14 29.54 5310 1.980.356( m)3.14 29.5 3600(a)已知進(jìn)料溫度tw120 C，在進(jìn)氣t1 400 C、w1 0.025kg水/kg干空氣狀態(tài)下的濕球溫度t 61 C，故預(yù)熱段所需熱量為:qi 2400

9、(0.3 0.25 1) (61 20)54100kcal/h(b)熱氣的熱量衡算:cp 0.240.46 0.0250.2515541005310 0.2515(400 t)解得：t 360 C故在此段內(nèi)，平均溫度tave(400360)/2380 C，平均濕度H10.025，查得氣體各項(xiàng)性質(zhì)為2.9610 2 g 的定性溫度為(38061)/2221 C3.2410 6、Vh(0.772 1.244 Have) 273 tave 1.92av 273(1 0.025)/1.92 0.533kg混合濕氣/m3干混合氣(C)加速運(yùn)動(dòng)段預(yù)熱帶顆粒與氣流間的傳熱量及Re的計(jì)算10.270.2711

10、 、q A萬(wàn)際Rer )包有有)Re。(* )4 6 w ( t)m 0.42 gA -33600 g g該段內(nèi)的平均氣速g 5310 1.92/ (0.335)2 3600 28.6m/s4代入得：設(shè)Re 74.5，則上述等式右邊項(xiàng)為:2 10 (ug Um) 0.533、Rer63.35(Ug Um)3.24 109.81(t)ln (40061)(360 61)/I n(400 61)(36061)318.6 C6 2400 318.6 0.42 2.96 10 263600 3.24 106.65 1059.81Re 3.35 (28.6 0)95.81將上述各數(shù)據(jù)代入式(* )中，5

11、41006.65107(95.810270.27.Rer )Ar (1(123123 RerAr " %3 2"3 g4 9.81 (210 4)3(200°9.81)(°.5339.81)110.43 (3.24 10 6)251336.65 105(3.4275 3.2024) 0.8976(4.980 10 3 3.6548 10 3)2.75456054100 kcal / h故預(yù)熱帶終了的Re 74.5，與其相對(duì)應(yīng)的顆粒運(yùn)動(dòng)速度為：Re74 5um 28.628.66.36m/s3.353.35預(yù)熱帶自Re。95.81、Um(d)預(yù)熱帶干燥管的

12、高度計(jì)算0m/s 開(kāi)始，至 Re174.5、um 6.36m/ s 結(jié)束。4m d13gUgAr1200 Re2,2m d p U g (1Z ( 0.55 Re1 05)Re°1Ar g2) (DRe°100dp g Re5gdp1 ) Re°0.50.5、(Re° Re )g由于Re數(shù)值均處于過(guò)渡區(qū)，故干燥管高度的計(jì)算公式為4 24 2000 (2 10 ) 28.5 (1I6iI0 53 3.24 10 6 9.81574.574.50.5) 1104 286J20074.52 95.820.2392 m95.80.5)3.24 105 2 10

13、4 0.533110.4 3.24 10 6 9.81100 2 10 4 0.533(95.80.5(丘195.8(2)表面蒸發(fā)帶干燥高度計(jì)算本段之所以要分開(kāi)求干燥管高度，主要是消除由于氣溫變化過(guò)大而使平均 氣溫下的個(gè)項(xiàng)氣體特性數(shù)據(jù)和干燥管內(nèi)氣體流速與實(shí)際數(shù)值相差太大所帶來(lái)的誤差。物料濕含量自0.25干燥至0.20區(qū)間(a) 作熱平衡，求物料干燥至濕含量0.20時(shí)氣體的溫度：5310 0.252 (360 t) 2400(0.25 0.2)5620.45(t61)其中 562 是t 61 C的汽化潛熱解得t 300 C(b) 該段內(nèi)各物理數(shù)據(jù)：tave (360300)/2330 C物料干燥

14、至0.20時(shí)相應(yīng)的氣體濕含量為HH 0.025 2400 (0.250.20)/53100.0476kg水 /kg干混合氣干燥用混合氣在tave 330 C、Have (0.04760.025)/20.0363時(shí)的各項(xiàng)物理性質(zhì)為：vH(0.773 1.244 0.0363) 273 3301.81m3濕氣 / kg干空氣273g(1 0.0363)/1.810.573kg濕混合氣/ m3濕混合氣g3.08 10 6，g0.029 定性溫度為(330 61)/2195.5 C (c)該段內(nèi)氣流與顆粒的給熱量及Re的計(jì)算干燥所需要的熱量：q該段內(nèi)平均氣速:ug26.97m/s(0.355)2 36

15、00Re 2 10 40.573(26.97 um)/(3.08 10 69.81)3.79(26.97 um)故該段開(kāi)始的 Re0 3.79(26.97 6.36) 78.2傳熱平均溫度:(36061)(300 61) /ln(36061)/(300 61)269 C5310 0.252 (360 300)80287kcal /h5.79 10546 2400 269 0.42 0.029 633600 3.08 109.81Ar4 9.81 (2 10 4)3 (2000/9.81) (0.573/9.81)131 4622I 43 (3.08 10 6)2合肥學(xué)院化學(xué)與材料工程系課程設(shè)計(jì)

16、將上述各數(shù)值代入給熱量q的計(jì)算公式得:80287 5.79 105q (滄嚴(yán) 唧7)罟(訥178.2)設(shè)Rer 49，則上述等式右邊項(xiàng)為;1幕)80287 kcal / h 78.249.5 10.270.27、 131.415.79 10(78.249)(左2.712349故物料濕含量由0.25到0.20，該段終了的Re 與49相對(duì)應(yīng)的顆粒速度為；Re49um26.9726.9714.04m/s3.793.79(d)物料含濕量由0.25到0.20段干燥管的高度計(jì)算該段自 Re078.2， um 6.36m/ s開(kāi)始，到 Re249， um 14.04m/s結(jié)束由于雷諾數(shù)數(shù)值均處于過(guò)渡區(qū)，故干

17、燥管的高度的計(jì)算公式為:)r 3.08 10 6 丿 45 2 100.573131.4 3.08 10 6 9.81100 2 10 4 0.573L 4 2000 (2 10 4)2 26.97 (11L26(0?50.53 3.08 109.81549.578.2(78.2°.5 49°) 1314 呼丄 丄)200492 78.22-)0.539m4978.2物料含濕量有0.20到0.15區(qū)間:(a)作熱平衡方程,求物料干燥至濕含量為0.15是氣體的溫度:Cp0.24 0.46 0.04760.2625310 0.262 (300 t) 2400 (0.200.15

18、) 5620.45 (t 61)t 244.4 C(b)該段內(nèi)各項(xiàng)物性數(shù)據(jù)為：tave (300244.4)/2272.2 C物料干燥至0.15時(shí)相應(yīng)的氣體濕含量為H為H 0.04762400 (0.20 0.15)/53100.0702 kg 水 /kg 干混合氣Have (0.07020.0476)/20.0589kg水 /kg干混合氣干燥用混合氣在tbve272.2 C,Hbve0.0589時(shí)的各項(xiàng)物理性質(zhì)為VH273272 2(0.772 1.244 0.0589)27.1.69m3濕氣 / kg干空氣73g(1 0.0589)/1.69 0.627m3 濕氣/kg 干空氣g2.875

19、 10 62.82 10 5 /9.81g0.027 定性溫度(272.5 61)/2166.75 C(C)該段內(nèi)氣流與顆粒的給熱量及雷諾數(shù)的計(jì)算：干燥所需要的熱量：q川5310 0.262 (300 244.4) 77352kcal/h該段內(nèi)平均氣速：Ug 5310 1.69/3600(0.355)2 25.18m/s4Re 2 10 4 0.627 (25.18 um)/2.82 10 54.45(25.18 ug)故該段開(kāi)始時(shí)的 Re04.45 (25.18 14.04)49.6傳熱平均溫度(t m3 ) In(300 61)(244.4 61)/ln(30061)/(244.461)2

20、10 CA 46 2400210°42 0.02764.6 10533600 2.82 10 5Ar4 9.81 (2 10 4)3 (2000/9.81) (0.627/9.81)1653 (2.82 10 5/9.81)2將上述數(shù)值代入給熱量的計(jì)算公式得1q 川 773524.6 105 (49.60.27 Re0.27)2.7123(ReT設(shè)Re 24.6,則上述等式右邊項(xiàng)為：5 10.270.274.6 10 (49.624.6)( 価2.7123 24.677344kcal /h故物料濕含量由0.200.15，該段終了的Re粒速度為：11.23 )49.624.6。與 Re

21、24.6相應(yīng)的顆Re24 6um 25.1825.1819.65m/s4.454.45(d)物料含濕量由0.20到0.15段干燥管的高度計(jì)算該段自 Re。49.6 , Um 14.04m/s 開(kāi)始，至 Re324.6 , Um 19.65結(jié)束故干燥管的高度的計(jì)算式為：L34 24 2000 (2 10 ) 25.18 (11)5(24.60'549.60.53 2.82 10 52.875 10 6(49 60.560.5)16525.18 (11)4(49.624.6 )(2)5 2 100.62720024.649.6165 2.875 10 6 9.81 ( 11 )4()100

22、 2 100.62724.649.61.224 m(e)當(dāng) t244.4 C,H0.0702kg水/kg干混合氣 的顆粒沉降速度計(jì)算：VH(0.7721.224 0.0702)273 244.41.63m3濕氣 / kg干空氣2732.77 10 62.72 10 5/9.81(1 0.0702)/1.63 0.657kg 濕氣 / m3 濕氣該處的風(fēng)速為：Ug53101.624.29m/s而根據(jù)阿蘭定律：dp3600 ；(0.355)2 10 4m顆粒的沉降速度ut為:(2252.77 10Ut(2000)2)32 10 41.453m/s0.657而物料含濕量為0.15截面處，氣流與顆粒的

23、沉降速度為:Ut 24.29 19.654.64m/sUr和山已相差不大，自此處開(kāi)始，進(jìn)行第一次脈沖擴(kuò)大，加速段總管高為:L'0.3920.5391.22420022mm 2m2.3.3減速段管高的計(jì)算：資料表明：脈沖管的擴(kuò)大截面與縮小管截面之比一般取4。濕物料濕含量由0.150.10區(qū)間：(a)作熱平衡方程，求物料干燥至濕含量為0.10時(shí)氣體的溫度t :Cp 0.240.46 0.07020.2725310 0.272(244.4 t) 2400 (0.15 0.10) 5620.45(t61)t 192.8 C(b)該段內(nèi)各項(xiàng)物性數(shù)據(jù)：teve (244.4192.8)/2218.

24、6 C物料干燥至0.10時(shí)的相應(yīng)的氣體濕含量為HH '0.07022400 (0.150.10)0.0928kg水 / kg干混合氣5310干燥用混合氣在 tcve 218.6 C、Hcve (0.0928 0.0702)/20.0815 時(shí)的各相物理性質(zhì)為：Vh(0.772 10244 0.0815)2731.575m3濕氣 / kg干空氣273g 2.7 10 62.65 10 5/9.81g0.0257定性溫度(218.6 61)/2 139.8 C傳熱平均溫度為(tm4)in(244.4 61)(192.8ln 183.4n131.8156 C6 2400 156 0.42 0

25、.025753600 2.65 1053.4 104Ar-9.81 (2 10 4)3(200°9.81)(°6879.81)523 (2.65 10 /9.81)將上述各數(shù)值代入給熱量q的計(jì)算公式得:2051qIV 74527 3.4 105 (70.60.270.27、205Rer)123(丄1.23Rer設(shè)Re 34.35，則上式右邊為3.4 105 1(70.60.2734.350.27)2.7205 (11 2312334.35170.61.23)干燥所需要的熱量：q53100.272(244.4192.8)74527 kcal / h該段內(nèi)的平均氣速：ug531

26、01.5756.04m/s3600 -(0.7)2Re 2 10 40.687(Um6.04)/(2.6510 5)5.185(Um 6.04)(c)該段內(nèi)氣流與顆粒的給熱量及 Re的計(jì)算:5.185 (19.65 6.04)70.6故該段由Um 19.65m/s,開(kāi)始的Re。0.74554kcal /h故物料的濕含量由0.150.10，該段終了 Re=34.35與Re=34.35相應(yīng)的顆粒速度為：um 6.046.04343512.665m/s5.1855.185(d)濕含量由0.150.10段干燥管的高度計(jì)算：該段自 Re。70.6，um 19.65m/s 開(kāi)始，至 Re434.35，um

27、 12.665m/s故該段干燥管高度計(jì)算式為:L44 2000 (2 10 4)2 6.04_5-2.65 10 52.7 10 60 5(70.60 534.35 )20.5 6.04200(祐1)70.652 10 4 0.68712052.7 10 6 9.8170.62)1002 10 4 0.687(質(zhì)0.322mTh"濕物料濕含量由0.100.05區(qū)間:(a) 作熱平衡方程，求物料干燥至濕含量為0.05時(shí)的氣體溫度tCp 0.240.46 0.09280.2835310 0.283 (192.8 t) 2400 (0.100.05) 562 0.45 (t 61)解得：t

28、 145 C(b) 該段內(nèi)各項(xiàng)物性數(shù)據(jù)：tdve (192.8 145)/2168.9 C物料干燥至0.05時(shí)的相應(yīng)的氣體的濕含量H 'H '0 09282400 (0.100.05)0.1154 kg水 / kg干空氣5310Hdve (0.11540.0928)/20.1041kg 水 /kg 干混合氣干燥用混合氣在tdve 168.9 C，Hdve 0.1041時(shí)的各項(xiàng)物理性質(zhì)為：Vh(0.772 1.244 0.1041) 273 168.9 1.46m3濕氣 /kg干空氣273g (1 0.1041)/1.460.756m3 濕氣/kg 干空氣g 2.54 10 62

29、.492 10 5/9.81g 0.02425定性溫度為(168.9 61)/2 114.95 C(c)該段內(nèi)氣流與顆粒的給熱量及 Re的計(jì)算:干燥所需的熱量：qv 5310 0.283 (192.8 145)71830.5kcal/hRe 2 10 4450.756 (uRe。.6m/s(0.7)2該段的平均氣速：ug6.067 (um 5.6)故該段由um12.665m/s開(kāi)始的6.067(12.665 5.6)42.87傳熱平均溫度(屯川(192.861)(145 61)/ln1318106 C846 2400 106 0.42 0.0242553600 2.492 102.31105A

30、 4 9.81 (2 10 4)3Ar(2000/9.81) (0.756/9.81)523 (2.492 10 /9.81)254.8將上述各數(shù)值代入給熱量q的計(jì)算公式得:設(shè)Re=14.75,則上述表達(dá)式右邊為：2.31 105 (42.870.2714.750'27)2.771830.5kcal /h 故物料含濕量由 應(yīng)的顆粒速度為：um 5.65.66.067(d)濕含量由0.10254.81123(14.571.231123)42.870.100.05，該段終了 Re=14.75。與 Re=14.75 相14.75/8.03m/s6.0670.05段干燥管的高度計(jì)算:該段自 R

31、e。42.87，um 12.665m/s至 Re5 14.75，um 8.03m/s故干燥管高度L的計(jì)算式為:L54 2000 (2 104)23 2.49 10 52000.352m(e) t145 C，VH(0.772H14.750.5)空口56 5(14.752(命2.45 106142.8705) 5 2 104254.8 2.54 106 9.811002 104 0.7560 5(42.87 0.7561 1(14.75 42.87”0.1154kg水/kg干混合氣時(shí)顆粒沉降速度計(jì)算:1.244 0.1154)273 1452731.4m3濕氣/ kg干空氣2.44 10 62.3

32、94 10 5/9.81g (1 0.1154)/1.40.797kg 濕氣 /m3 濕氣該處的風(fēng)速為ug 531045.37m/s/ (3600 ” 0.72)而根據(jù)阿蘭定律dp 2 104m顆粒的沉降速度ut為：Ut2m g、；3 d)dpg g噲器f 2 1040.72m/s而物料在濕含量為0.05的截面處，氣流與顆粒沉降速度為：ur 5.37 8.032.66m/ sUr和比相差不大，且已經(jīng)向下，自此處開(kāi)始，進(jìn)行第二次脈沖收縮，以與 第一次加速相同的管徑來(lái)設(shè)計(jì)，D3 0.355m濕物料由0.050.02區(qū)間：(a) 作熱平衡方程，求物料干燥至濕含量為0.02時(shí)的氣體溫度tCp 0.24

33、 0.46 0.11540.2935310 0.293 (145 t) 2400 (0.05 0.02) 5620.45 (t 61)解得：t 117.8 C(b) 該段內(nèi)各項(xiàng)物性數(shù)據(jù)：teve (145117.8)/2131.4 C物料干燥至0.05時(shí)相應(yīng)的氣體濕含量H 'H '0 11542400 (0.05 0.02)0.1290kg水 /kg干空氣5310Heve (0.11540.1290)/20.1222kg水 / kg干空氣干燥用混合氣teve 131.4 C，Heve 0.1222時(shí)的各項(xiàng)物理性質(zhì)為：vH(0.772 1.244 0.1222) 273 131.

34、4 1.37m3濕氣 /kg干空氣273(1 0.1222)/1.370.819m3濕氣 / kg干空氣ug2.38 10 6 2.335 10 5/9.81g 0.02314定性溫度為(131.4 61)/2 96.2 C(c) 該段內(nèi)氣流與顆粒的給熱量及 Re的計(jì)算:干燥所需的熱量:qVI 5310 0.293 (145 117.8) 42318.6kcal / h(0.355)24該段內(nèi)平均氣速：5310Re 2 10 4 0.819 (20.4210 5)7.01520.42m/s故該段由Um8.03m/s開(kāi)始的Re07.015 (20.42 8.03) 86.92傳熱平均溫度(tm6

35、)ln (14561)(117.8 61)/ln8456.869.52Ar0.023145t1.54 103600 2.335 10 59.81 (2 104)3 GO"?.*" (O.8%®)6 2400 69.52 0.42將上述各數(shù)據(jù)代入給熱量523 (12.335 10 5 /9.81)2q的計(jì)算公式:314.45qVI42318.6 1.54 10r 10.27(86.922.70.27、Rer)314.4123(丄1.23Rer1 )123)86.92(20.42 um)42318.6kcal /h故物料濕含量有 0.05 0.02，該段終了 Re=3

36、0.815o與Re=30.815相應(yīng)的 顆粒速度為：Um 20.42 R%01520.42 3°.81%01516.03m/s(d) 濕含量由0.050.02段的干燥管高度的計(jì)算：該段自 Re0 86.92, um 8.03m/s至 Re6 30.815 , um 16.03m/s故干燥管的高度計(jì)算：(e)t 117.8 C , H0.129kg水/kg干空氣時(shí)顆粒沉降速度計(jì)算：vH(0.772 1.244 0.129) 273 117.8 1.333m3濕氣 /kg干空氣2732.32 10 62.276 10 5/9.81(1 0.129)/1.333 0.847kg 濕氣 /m

37、3 濕氣而根據(jù)阿蘭定律dp 2Ut, 2(上mg)13225gg該處的風(fēng)速為Ug53101.33319.86m/s3600 壬 0.355210 4m顆粒的沉降速度Ut為:2dp (囲十八 2 10 4 0,71m/s而物料在濕含量為0.02的截面處，氣流與顆粒的沉降速度為:ur 19.86 16.033.53m/ sUr和Ut相差不大，自此處開(kāi)始進(jìn)行第三次脈沖擴(kuò)大，以第一次擴(kuò)大相同的管 徑來(lái)計(jì)算。濕物料由0.020.005區(qū)間(a)此時(shí)由于物料濕含量已經(jīng)達(dá)到臨界濕含量，進(jìn)入恒速干燥段。在以傳熱方 法計(jì)算中，降速干燥段僅體現(xiàn)為物料溫度不再維持濕球溫度不變，而是隨干燥過(guò)程的 進(jìn)行不斷升高，故氣固

38、兩相間的傳熱溫差將大為降低，此段的傳熱速度也較低，因此需較長(zhǎng)的管高。t平均 (117.895)/2106.4 CH '0.12902400 (0.020.005)/53100.1358kg水 /kg干空氣H平均(0.13580.1290)/20.1324kg水 / kg干空氣干燥用混合氣t平均106.4 C，H平均0.1324時(shí)各項(xiàng)物理性質(zhì)如下:VH(0.7721.244 0.1324)273 106.41.3m3濕氣 / kg干空氣273(0.1324/1.30.871m3濕氣 / kg干空氣2.26 10 6 2.2210 5/9.81該段的平均氣速為UgU6 VH7 d62 20

39、.42Vh 6 D7(空)(°)24.98m/s1.370.7(Mln (117.8 61)(9576)/ln56834.52 C19A A (半)()t m6g 7g61.54 103 (燙魚)(空8) 8.05 10469.522.26g7、，g6、一，0.871238、AAr6(g )(-g )314.4 ()()352g6g70.8192.26Re2 104 (Um4.98)0.871/2.26 1069.817.85 (um 4.98)Reg7.85(16.034.98)86.74(b)該段內(nèi)熱量計(jì)算：Q=物料自身升溫q+蒸發(fā)水汽q+本身含水升溫qQ 2400 0.3 (7

40、6 61) 2400 (0.02 0.005)(76 61) 1 554 24000.005 (76 61) 31474cg/h其中：0.3 物料比熱容kcal /kg C1.000 70 C時(shí)水的比熱，約為 76 C時(shí)水的比熱kcal / kg C554.0 75 C時(shí)飽和水蒸汽的汽化熱，約為76 C時(shí)水蒸汽的汽化熱 kcal/kg將上述各項(xiàng)數(shù)值代入氣固相間給熱量計(jì)算公式：設(shè)R 25.4，則上述式的右邊為:41&05 102.731474 Kcal /h0.270.27、352,1固物料含濕量由0.020.005，該段終了 尺 25.4與Re 25.4相對(duì)應(yīng)的叭4254)莎Re顆粒速

41、度為:Um 4.984.98 2548.22m/s7.857 7.85(c) 濕含量由0.020.005段的干燥管高度計(jì)算:該段自 Re。86.74，Um16.03m/s至 Re725.4，um 8.22m /s因此干燥管長(zhǎng)度計(jì)算:L74 2000 (2 10 4)23 222 10 50 50 5352(86.74 .25.4 . )4.98 54.98200(丄(25.40.51286.740.5)_1(25.42886.742) 2.26 10 65 2 10 4 0.8710.369m2.4總的干燥管的高度：H 0.2392 0.539 1.2240.322 0.352 1.402 0

42、.3694.4472m3輔助設(shè)備的選擇與計(jì)算3.1管路的選擇與計(jì)算由風(fēng)機(jī)送出的風(fēng)量和氣速，我們可以計(jì)算出管路的直徑。已知風(fēng)量為53103600m3 / s5310m3/h，風(fēng)速為 30m/s，貝U：3600= D230m/s4解得：D 0.25m表1無(wú)縫鋼管規(guī)格表公稱直徑Dg （mm實(shí)際直徑（mm管壁厚度（mm25027311注：Pg為公稱壓力，指管內(nèi)可承受的流體表壓力，kgf 2/cm3.2加料裝置由生產(chǎn)任務(wù)可知，所干燥的物料為散粒狀，圓球形。因此可選常用的星形加 料器，星形加料器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能定量加料，顆粒幾乎不破碎，具有一定程度的氣 密性，能承受300r左右的高溫，因而應(yīng)用較廣，除用與加料

43、外也可用于旋風(fēng)分 離器的排料等。（加料和排料）所需的生產(chǎn)能力（按進(jìn)料量計(jì)）:G 蹲 1.5m3/h其規(guī)格和操作參數(shù)為：規(guī)格：200 200生產(chǎn)能力：4m3/h鏈輪傳動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)速：20r / min齒輪減速電機(jī)：型號(hào) JTC561,功率1kW，輸出轉(zhuǎn)速31r/min3.3風(fēng)機(jī)作為提供干燥氣流的設(shè)備，風(fēng)機(jī)所提供的氣流量應(yīng)大于實(shí)驗(yàn)計(jì)算所得量。因風(fēng)機(jī) 是從外界自然環(huán)境抽取空氣，所出氣體流速略大于 30m/s,固其全風(fēng)壓在2000Pa左 右，屬于中低壓。擬用T4.72/4型風(fēng)機(jī)，其基本數(shù)據(jù)如下：2轉(zhuǎn)速：900r/mi n流量：6732m3/h出風(fēng)口方向 0225 間隔45電動(dòng)機(jī)型號(hào) Y132S-2功率5.

44、5kW傳動(dòng)方式無(wú)軸承電機(jī)直聯(lián)傳動(dòng)外形尺寸673 720 880 mm設(shè)計(jì)任務(wù)實(shí)際所需風(fēng)量：273335310(0.7721.244 0.018)4536m /h 6732m /h2733.4熱風(fēng)加熱裝置生產(chǎn)任務(wù)中并未表明此種物料是否允許被污染或?qū)儆跓崦粜晕镔|(zhì)， 故擬用間接熱 風(fēng)加熱裝置，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)(清潔度)?？諝獾倪M(jìn)口溫度可達(dá)400 C，干燥 介質(zhì)采用空氣稀釋重油燃燒氣(性質(zhì)與空氣同)，所以采用燃油熱風(fēng)爐換熱器?？諝庠诩訜釥t中所需的熱量：Q L Cp t h 5310 1.26 (400 20) 1254.8 104 kJ查表：選用Q-Q-60型間接加熱器，其性能參數(shù)如下：輸出熱量：

45、251 104kJ /h 1油耗量：60kg h 1外型尺寸：8 3 4m熱風(fēng)溫度：50 450 C輸出風(fēng)量：356002300m3 h 13.5分離裝置：為了獲得較高的固體回收率，同時(shí)減少不必要的設(shè)備投資，擬用標(biāo)準(zhǔn)型分離器般選用旋風(fēng)分離器，其分離效率很高，能分離的最小粒徑在 5 m左右，基本滿足環(huán) 保排放的標(biāo)準(zhǔn)，故不需要再用更精細(xì)的分離設(shè)備。擬用XLP/A-7.0型，其圓筒直徑為700mm以下為基本數(shù)據(jù)：2處理風(fēng)量： 5700m3 h 1重量： 203kg進(jìn)口風(fēng)速： 17m s 1外形尺寸： 700 3040mm設(shè)備阻力： 1246Pa除塵效率： 95%4.主要符號(hào)和單位a單位體積物料提供的傳熱干燥)面積，m2/m3c比熱容，KJ/ (kg. C)dp顆粒直徑，mD干燥器直徑，mH空氣的濕度，kg/kg絕干氣L 絕干空氣流量， kg/h 或 kg/sP水汽分壓，kPaP空氣總壓，kPaQ傳熱速率，wr汽化熱，KJ/kgt溫度，CUg氣體的速度，m/sV 濕空氣的比容，m3/kg絕干氣 w 物料的濕基含量q 熱量， KJ/s 或 J/s 或 kwW水分蒸發(fā)量，kg/s或kg/hX物料的干基含水量，