干燥设备的设计例选.doc

9.1 干燥设备的设计例选9.1.1 回转圆筒干燥器设计示例 9.1.1.1 设计条件 被干燥物料名称 硫酸铵 生产能力 7000/h 物料进口含水量 物料出口含水量 物料入口温度 （） 物料出口温度 （） 加热介质 空气 流向 顺流 空气速度 空气温度 （） 湿球温度 （） 热空气进口温度 t1=82（） 干燥器出口气体温度 t2=37（） 硫酸铵的粒度dp=13mm,堆积密度，比热容KJ/（Kg）9.1.1.2 物料衡算和热量衡算（1） 水分蒸发量生产能力为G1=7000/h=1.93/s,若以绝对干料计，则 将湿基含水量换算成干基含水量水/绝干料 水/绝干料水分蒸发量为 W=Gc()=1.872(0.031-0.001)=0.056(/s)（2） 空气消耗量 按t0=27、tw0=17,由I-H图（图9-1）可查得HO=0.008水/绝干气，Io=47.6KJ/绝干气。 设绝干空气的消耗量为L，觉干气/s，则干燥系统的热量衡算列于表9-1。表9-1 干燥系统热量收支情况收 入支 出进口空气带入热LIO湿物料带入热干燥系统加入热Q0出口废空气带出热LI2产品带出热装置的散热损失QL * 热量计算时，时间1s、温度以0为基准。干燥系统包括预热器和干燥器，参见图9-2 在热量收支平衡时，按表9-1可得 式中各项分别为 LIO=47.6L =1.872(1-0.001)2+0.0014.225 =93.7其中，C2为产品的比热；C为硫铵的比热，C=2KJ/（） QL常以QO的0.2倍估算，则干燥器的热量衡算方程为47.6L+93.7+5.87+QO=LI2+131.18+0.2QO即 0.8QO=LI2-47.6L+36.61 (a)又 I2=(1.01+1.88H2)t2+2492H2 =(1.01+1.88H2)37+2492H2即 I2=37.37+2561.56H2 (b)又 LI2=LIO+CH(t2-to)+Wiv,a=LIO+(Cg+CwHO)(t2-to)+Wiv,a =47.6L+（1.014+1.880.008）（37-27）+0.0562565.4即 LI2=57.86L+143.66 (c)又 L= (d) 联立式（a）、（b）、（c）、（d），解得 H2=0.02/绝干气 I2=88.6KJ/绝干气 L=4.67绝干气/s QO=223(KJ/s) 将已知的及算出的湿空气、湿物料的状态参数标于图9-2中。9.1.1.3 传热速率和温度差的计算 为了简化计算，根据被干燥物料状态的变化情况，把转筒干燥器分为三段，即：物料预热段、干燥第一阶段、干燥第二阶段。 （1）物料预热段 物料在此段内温度由升到，假设无水蒸发。由图9-2看出，物料表面在干燥第一阶段的温度为,此温度应为相对应的湿空气的湿球温度tWA。 由t1=82和H1=HO=0.008/绝干气，查图9-1的湿球温度tWA=30，即=tWA=30 预热段得传热速率为 =10872（1-0.03）2+0.034.2（30-25） =19.34（KJ/S） 考虑预热段内加热损失为20，则预热段内空气给物料的传热速率为（KJ/s）对预热段作热量衡算，得 即： 23.2=4.67(1.01+1.880.008)(82-) 解得： ()预热段得平均温差为： ()（2）干燥第一阶段 干燥第一阶段课称为蒸发段，此段中水分蒸发量为0.056/s。并认为蒸发过程中，物料表面始终被非结合水所润湿，表面的温度等于它接触的空气的湿球温度tWB。tWB= tWA=30.相应的水的汽化潜热r=2423.7KJ/。 蒸发段的传热速率为 (KJ/s) 考虑蒸发段内加热损失为20，则空气给出的传热为 对蒸发段作热量衡算，得 即 解得:tB=42.6() 蒸发段的平均温度差为 =25.8()（3）干燥第二阶段 干燥第二阶段课称加热段。物料在此段内温度由升到，并且没有水蒸发。该段的传热速率为 =1.872【（1-0.001）2+0.0014.2】（35-30） =18.74（KJ/s）亦考虑热损失20，则 (KJ/s)加热段的平均温差为= =5.89.1.1.4 工艺尺寸计算 (1)转筒直径 转筒的直径可根据空气的最大流量计算。空气离开转筒是的流量为 =L（1+H2）=4.671.02=4.76(湿空气/s) 转筒的直径为 取筒体直径 （2）转筒长度 转筒长度Z为预热段、蒸发段、加热段三段长度之和。而每段长度均应满足下式所示的对流传热速率的要求，即 式中 转筒的横截面积，； 转筒干燥器的体积传热系数，KW/（m3） 若转筒的填充率在0.050.15范围内，可由下式计算，即 =）】 故 转筒总体长度为 Z=Z1+Z2+Z3=0.83+11.81+7.26=19.9(m)取Z=20m。转筒干燥器的长径比为Z/D=20/1.8=11，在412的范围内，故为合理。9.1.1.5 转筒的转速n和倾斜率T的选择 筒体转速一般为 选取 n=(r/min); 筒体的倾斜度一般为08，取倾斜角130，则转筒的斜率T=0.026189.1.1.6 填充率检验在计算体积传热系数时，曾假定填充率为0.050.15，现在进行检验。填充率为: