Построение теоретического и действительного процессов сушки на I - d диаграмме

 

Построение процесса сушки производим на I – d диаграмме (Приложение 1)

Сначала производим построение теоретического процесса сушки, т.е. считаем, что в процессе сушки тепло расходуется только на испарение влаги, не учитывая потери тепла через стенки барабана в окружающую среду и на нагрев сушильного материала. Теоретический процесс сушки протекает адиабатически, т.е. при условии  .

Параметры газов, идущих для смешивания с воздухом:

I_ОБЩ =2975кДж/м³

d_ГАЗ = 69,4 г/кг сух газа

Точка B  характеризуется начальными параметрами сушильного агента:

и d_Н = 30,71 г/кг сух газа

Эта точка B характеризует начало теоретического процесса сушки сушильным агентом, т.е. смесью продуктов сгорания топлива с воздухом.

Соотношение между дымовыми газами и воздухом при смешивании их до заданных параметров определяется зависимостью:

От точки B проводим линию  до пересечения с изотермой  и определяем положение конечной точки процесса С₀. Теоретически процесс сушки на I-d диаграмме изображается линией BC₀.

Тогда т.С₀ характеризуется параметрами:

 и

Плотность сушильного агента, отходящего из сушилки, принимаем r_см=1,2 кг/м³ (Прилож. 6).

По I-d диаграмме найдем для точки С₀ влагосодержание отработанного сушильного агента d₂ = 270 г/кг сух воздуха.

Расход сухих газов (по массе) при теоретическом процессе сушки:

Построение действительного процесса в реальных условиях отличается от теоретического тем, что при действительном процессе сушки учитываются потери тепла в окружающую среду через стенки барабана и расход тепла на нагрев сушильного материала.

Общие тепловые потери будут составлять:

                                                    (4.1)

Расход тепла на нагрев материала определим по формуле:

                                       (4.2)

где C_M- теплоемкость высушенного материала при конечной влажности w_K.

                         (4.3)

где С_С – теплоемкость абсолютно сухого материала

С_С = 0,921кДж/кг⁰С (таблица 33)

Потери тепла через стенки в окружающую среду:

                                 (4.4)

где a₁- коэффициент теплоотдачи от газов к внутренней поверхности сушильного барабана. Для дымовых газов a=100-450 . Принимаем a₁=150 .

S₁-толщина стенки барабана, принимаем S₁=20 мм.

S₂-толщина теплоизоляции барабана, равная 45 мм.

 l₁ и l₂ –теплопроводность соответственно стальной стенки барабана l₁=58,2  и

диатомитовой изоляции l₂=0,2  при r_{д. зас.}=750 кг/м³  и t_воз=20⁰С (прилож. 14)

a₂- коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности теплоизоляции в окружающую среду. Принимаем a₂=14 .

S_б- площадь боковой барабана.

-разность температур газов рабочего пространства барабана и окружающего воздуха.

,                            (4.5)

где - средняя температура материала в барабане.

Тогда

Подставим числовые значения в формулу и определим потери тепла в окружающую среду:

 

Общие потери тепла в процессе сушки:

В процессе сушки часть тепла теряется, поэтому меньше . Находим величину уменьшения энтальпии дымовых газов:

На I-d диаграмме откладываем значение I_ПОТ = 100,65 кДж/кг сух газа от т. С₀ вертикально вниз и получаем т. Д, которую соединяем с т. В.

Линия ВД показывает направление действительного процесса сушки. Точка С – конец процесса сушки, ее можно найти, зная конечную температуру газов ( ). Линия ВС обозначает действительный процесс сушки. 

Определяем на I-d диаграмме конечное влагосодержание газов для точки C:

Действительный расход газов на сушку:

Определяем расход тепла на сушку:

                    (4.6)

где I’_H – энтальпия смеси газов с воздухом без учета энтальпии водяных паров продуктов горения топлива. I’_H определяется по I-D диаграмме при t_воз=700⁰С и d₀=10г/кг.сух.воз. I’_H = 780кДж/кг сух газ., I₀ = 38кДж/кг сух газ.

Тогда

Расход тепла в топке с учетом КПД топки h=0,9:

Расход топлива: