Размещено на http://allbest.ru

ЗАДАНИЕ

энергетический сушильный давление

Используя теоретические методы произвести энергетический расчёт сушильной установки. Определить расход воздуха, а также расход и необходимое давление греющего пара для непрерывно действующей сушильной установки работающей по нормальному сушильному варианту.

Исходные данные:

Производительность , кг/ч 3510

Влажность зерна, %:

начального (сырого) 40,0

сухого (получаемого) 9,0

Температура воздуха, С :

до калорифера 15

после калорифера 145,0

после сушилки 43

Температура материала, С :

до сушилки 20

после сушки 45

Давление пара в калориферах, МПа 0,8

Относительная влажность воздуха, %:

до сушилки 70

после сушилки 60

РЕФЕРАТ

Проект содержит: страниц, ссылок, чертежей.

Цель проекта: спроектировать и рассчитать сушильную установку.

Объект проекта: сушилка пневматическая ш5-ппс-75, разработчик - ОКБ НПО по крахмалопродуктам НТЦ “Агропищепром” ВАСХНИЛ, изготовитель - Кореневский опытноэкспериментальный завод НПО по крахмалопродуктам НТЦ “Агропищепром” ВАСХНИЛ.

КАЛОРИФЕР, СУШИЛКА, СКРУББЕР, РЫХЛИТЕЛЬ, ЦИКЛОН, ПАР, ВОЗДУХ.

ВВЕДЕНИЕ

Удаление влаги с поверхности, а также из внутренних слоев различных веществ и материалов можно отнести к числу наиболее распространенных процессов в технологиях промышленности и сельского хозяйства.

Среди существующих методов обезвоживания выделяют: физико-химический, механический и тепловой. Физико-химический метод основан на поглощении влаги из высушиваемого материала путем их соприкосновения с гигроскопическими веществами, например хлористым кальцием, силикагелем. Он применяется в мелкомасштабных производствах и лабораториях. Механическим обезвоживанием называют процес разделения систем жидкость-твердое тело под действием механических сил (давления, гравитационных, центробежных). Удаление влаги путём подвода теплоты к высушиваемому материалу называют тепловым методом обезвоживания. Последние два метода наиболее распространены в промышленной технологии и сельском хозяйстве.

Большое число типов применяемых в промышленности сушилок связано с разнообразием высушиваемых материалов, их свойств и условий обработки.

1. АНАЛИЗ УСТАНОВКИ

По типу действия все сушилки классифицируют на аппараты периодического и непрерывного действия: по виду используемого сушильного агента (теплоносителя) - на воздушные, газовые и паровые; по величине давления в сушилке - на атмосферные и вакуумные; по направлению движения материала и сушильного агента (в конвективных сушилках) - на противоточные, прямоточные, с перекрестным током; по состоянию слоя высушиваемого материала в аппарате - с неподвижным, движущимся, взвешенным и фонтанирующим слоем.

Сушильные аппараты делят по способу подвода теплоты к высушиваемому материалу на три группы: контактные; конвективные (воздушные, газовые); специальные сушилки.

Пневматические сушилки применяют для интенсивного удаления свободной (поверхностной) влаги. Это сушилки непрерывного действия. В вертикальной трубе происходит сушка измельченных материалов в движущемся газовом потоке. Линейная скорость воздуха в сушильной трубе должна быть больше скорости уноса высушиваемых частиц. Практически принимают, что 1кг воздуха перемещает по пневматической трубе от 8 до 20кг высушиваемого материала.

Повышение производительности сушильных установок может быть достигнуто как экстенсивными методами, т.е. путем увеличения габаритов сушильной камеры, сокращения простоев и т.п., так и более эффективными интенсивными методами - путем повышения скорости сушки и соответствующего сокращения продолжительности процессов.

2. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ СУШИЛКА ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ Ш5-ППС-75

Предназначена для тепловой сушки кукурузного, картофельного и других видов крахмала в воздушном потоке после механического обезвоживания и используется на предприятиях крахмало-паточной промышленности.

Сушилка состоит из следующих групп и узлов:

питателя (6), предназначенного для приёма исходного продукта - сырого крахмала и равномерной регулируемой подачи его в рыхлитель сушилки;

рыхлителя (8) - для механического разрушения конгломератов (кусочков) сырого крахмала, поступающего из питателя;

установки калориферов(7) - для очистки холодного воздуха от механической пыли и его подогрева;

сушильной трубы (5) - для сушки крахмала в потоке горячего воздуха;

головки сушильной трубы (2) - для досушивания зерён крахмала , их сепарации и измерения направления потока крахмаловоздушной смеси;

установки циклонов (1) - для выделения крахмала из крахмаловоздушной смеси и его отбора;

установка скруббера (4) - для мокрого обеспыливания воздуха после циклонов (мокрая очистка отработанного воздуха);

установка вентилятора (3) - для создания тяги и обеспечения транспортировки крахмала по сушильному тракту;

щитов силового и управления - для размещения пусковой электроаппаратуры, приборов контроля, сигнализации и управления сушилки.

Сушилка действует по принципу сушки частиц крахмала во взвешенном состоянии в потоке горячего воздуха.

Сырой крахмал подаётся в питатель сушилки, где он непрерывно перемешивается. Далее шнеком-питателем крахмал транспортируется в рыхлитель. Здесь он встречается с потоком горячего воздуха, предварительно очищенного в фильтрах и нагретого до требуемой температуры в установке калориферов. Воздух поступает в рыхлитель за счёт тяги, создаваемой вентилятором. В рыхлителе при вращении бильного ротора происходит дробление конгломератов крахмала на мельчайшие частицы и интенсивное перемешивание этих частиц с горячим воздухом. В результате чего в этой части сушилки происходит активное испарение большей части влаги, содержащейся в крахмале.

По мере высыхания частицы крахмала поднимаются из рыхлителя потоком воздуха вверх по сушильной трубе и досушиваются, находясь во взвешенном состоянии в потоке горячего воздуха. При поступлении потока “крахмал-воздух” в головку происходит падение скорости потока. За счёт этого более тяжёлые частицы (недосушенные) крахмала падают или витают в потоке и досушиваются. Таким образом, в головке происходит полная досушка крахмала.

Из головки высушенный крахмал вместе с воздухом поступает в установку циклонов, где происходит отделение сухого воздуха за счёт центробежной силы. Сухой крахмал собирается в приёмном бункере циклонов и шнеком транспортируется на рассев и упаковку.

Обработанный (очищенный) воздух из циклонов через общий коллектор циклонов и воздуховода вентилятором отсасывается через скруббер. В скруббере происходит улавливание крахмальной пыли на смоченных стенках аппарата под действием центробежной силы, а также воды, подаваемой через нижнюю форсунку.

Окончательно очищенный воздух от части крахмала через раскручиватель промывателя вентилятором выбрасывается в атмосферу. Товарная влажность сухого крахмала в сушилке достигается путём автоматического или ручного регулирования по температуре отработанного воздуха.

Расчитываемую сушилку можно также использовать для сушки зерновых культур таких как пшеница, рожь, ячмень, овёс, кукуруза, бобовые и т.д. В наших расчётах мы будем использовать пшеницу.

При сушке пшеницы необходимо сохранить количество и качество клейковины. Для этого не рекомендуется нагревать зерно выше 50С. Для зерна влажностью больше 24% температура нагрева не должна превышать 35-45С. Следует избегать многократного пропуска зерна через сушилку, так как при этом неизбежно снижение производительности сушилки. Плотность семян пшеницы 1,2-1,5 г/см, содержание крахмала 65%.

Повышение скорости сушки возможно благодаря применению воздуха с более высокой температурой и соответственно меньшей относительной влажностью; при этом сушка подогретым воздухом должна проводиться с соблюдением условий, обеспечивающих возможность сохранения качественных показателей зерна.

В большинстве случаев процесс сушки осуществляется непрерывно, при этом воздух и зерно могут двигаться в перекрестном направлении, прямотоке или противотоке. Процесс сушки разделяется, как правило, на периоды: подогрев, собственно сушка и охлаждение.

В комплекте поставки сушилка в разобранном виде, щит силовой, панели управления и контроля, съёмные детали, арматура, крепёж, приборы, материалы и съёмные комплектующие изделия, запасные части и принадлежности, эксплуатационная документация.

Техническая характеристика

Производительность , кг/ч 3510

Влажность зерна, %:

начального (сырого) 40,0

сухого (получаемого) 9,0

Температура воздуха, С :

до сушилки 15

горячего после калорифера 145,0

после циклонов 43,0

Давление пара в калориферах, МПа 0,6…0,8

Поверхность нагрева калориферов, м 1330,0

Номинальная мощность двигателей, кВт 101,6

Габаритные размеры, мм не более

13510х8030х15245

Масса, кг 20000

3. РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ

Исходные данные:

Производительность , кг/ч 3510

Влажность зерна, %:

начального (сырого) 40,0

сухого (получаемого) 9,0

Температура воздуха, С :

до калорифера 15

после калорифера 145,0

после сушилки 43

Температура материала, С :

до сушилки 20

после сушки 45

Давление пара в калориферах, МПа 0,8

Относительная влажность воздуха, %:

до сушилки 70

после сушилки 60

Количество испаренной в сушилке влаги определим по уравнению:

 кг/ч,

где u, u- начальная и конечная влажности материала;

G- производительность сушилки по влажному материалу.

По диаграмме I-x находим влагосодержание и энтальпию воздуха до калорифера и воздуха, выходящего из сушилки: x=0,0077; x=0,028; I=35; I=118.

Расход сухого воздуха в сушилке на испарение W влаги:

кг/ч

Расход теплоты в теоретической сушилке:

Вт

В действительной сушилке теплота расходуется ещё на подогрев материала

Вт,

где c=2,189*10 Дж/(кг*К)- удельная теплоёмкость высушенного

материала;

G- производительность сушилки по сухому материалу;

,- температуры материала поступающего и выходящего из

сушилки.

Из общего количества теплоты, которое необходимо подать в сушилку, надо вычесть количество теплоты, вносимое влагой, находящейся во влажном материале:

Вт,

где c= 4,19*10 Дж/(кг*К) - теплоёмкость воды.

Тогда общее количество теплоты, которое должно быть подведено в калорифер, с учётом потерь в окружающую среду, составит:

Вт.

Так как

Вт

то

Дж/(кг сухого воздуха).

Следовательно

кДж /(кг сухого воздуха).

Этому значению Iсоответствует температура воздуха после калорифера С. Принимаем разность температур греющего пара и воздуха на выходе из калорифера :

С.

Тогда температура греющего пара будет равна:

С,

чему соответствует необходимое давление греющего пара кгс/см или 0,6 МПа.

Расход греющего пара:

;

где r=2049 кДж/кг- удельная теплота конденсации греющего пара при

температуре 155 С;

х- паросодержание греющего пара.

Удельный расход греющего пара:

кг греющего пара/кг испаряемой влаги.

По рассчитанному значению расхода пара и воздуха выбираем сушильную установку мощностью 101,6 кВт с габаритными размерами 13510х8030х15245 мм.

ВЫВОДЫ

В курсовом проекте была разработана сушильная установка номинальной мощностью 101,6 кВт, а также произведен расчет работоспособности данной сушильной установки.

Эту сушильную установку можно использовать в промышленности, а также в сельском хозяйстве.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК

1 Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: учебное пособие для вузов/Под ред. П.Г. Романкова.- Л.:Химия, 1981.-560с.

2 Рудобашта С.П. Массоперенос в системах с твёрдой фазой.- М.: Химия, 1980.-248с.

3 Романков П.Г., Носков А.А. Сборник расчётных диаграмм по курсу процессов и аппаратов химической технологии .- Л., Химия, 1977.24с.

4 Лебедев П.Д. Расчёт и проектирование сушильных установок. М.-Л., Госэнергоиздат, 1963. 320с.

5 Мальтри В. и др. Сушильные установки сельскохозяйственного назначения-М: Машиностроение; 1979.-525с.

6 Процессы и аппараты химической промышленности: Учебник для техникумов/ П.Г. Романков, М.И. Курочкина, Ю.Я. Мозжерин и др.-Л.: Химия, 1989.-560с.

Размещено на Allbest.ru

...