КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Занятие № 21. Конвективная сушка
Занятие № 21. Конвективная сушка ЛЕКЦИЯ по учебной дисциплине "Тепло-массообменное оборудование предприятий" (к учебному плану 200__г)
Разработал: к.т.н., доцент Костылева Е.Е.
Обсуждена на заседании кафедры протокол № _____ от "_____" ___________2008 г.
Казань - 2008 г.
Учебные цели: 1. Рассмотреть процесс конвективной сушки. 2. Изучить тепловой баланс конвективной сушильной установки. Вид занятия: лекция Время проведения: 2 часа Место проведения: ауд. ________ Литература: 1. Тепломассообмен: Учебное пособие для вузов / Ф.Ф. Цветков, Б.А. Григорьев. - 3-е издание. М.: Издательский дом МЭИ, 2006. – 550 с.
Учебно-материальное обеспечение: Плакаты, иллюстрирующие учебный материал. Структура лекции и расчет времени:
1. Конвективная сушка Наибольшее распространение в промышленности для обезвоживания материалов получили конвективные сушильные установки. Теплота для сушки материалов в них передается конвекцией от горячего газообразного сушильного агента к влажному материалу. Сушильный агент одновременно служит не только теплоносителем, но и влагопоглотителем, поскольку уносит из сушильной установки образовавшиеся, в процессе сушки пары влаги. В качестве сушильного агента используют воздух, топочные и другие инертные по отношению к высушиваемому материалу газы (азот, гелий, диоксид При выборе сушильного агента следует учитывать прежде всего технологические особенности сушки. Использовать инертный сушильный агент следует, если пары удаляемой из материала жидкости взрыво- или пожароопасны и т. д. В случае возможности использования нескольких сушильных агентов следует руководствоваться технико-экономическими соображениями. Воздух - наиболее дешевый и широко используемый сушильный агент. Его применение особенно эффективно, если сушимый материал не ухудшает свои свойства в присутствии кислорода и не подвержен разложению при высоких температурах. Экономически оправдано нагревание воздуха до 500 °С в теплообменниках из жаропрочной стали и до 800-1000 °С в регенеративных теплообменниках. Топочные (дымовые) газы целесообразно использовать при сушке термостойких материалов, не изменяющих качественные показатели при соприкосновении с продуктами горения топлива. Чем выше температура используемых топочных газов, тем интенсивнее процесс сушки, тем компактнее сушильная установка. Диапазон температур топочных газов 250-1200°С. Для сушки используют дымовые газы из топок производственных котельных, из котлов ТЭЦ, нагревательных, плавильных и обжиговых печей или сооружают специальные топочные устройства, в которых сжигают топливо и отходы технологического производства. Азот используют в качестве сушильного агента редко и в тех случаях, когда по тем или иным причинам нежелателен контакт сушимого материала или паров удаляемой влаги с кислородом. Поскольку азот получают в специальных воздухоразделительных установках, применяют его в сушилках, работающих по замкнутому циклу. Экономически оправданный уровень начальных температур этого сушильного агента около 400 °С. В аналогичных случаях можно применять в качестве сушильного агента гелий. Коэффициенты теплоотдачи от гелия существенно выше, чем от воздуха или азота, но, с другой стороны, стоимость получения гелия выше, чем азота. Поэтому в таких случаях требуется тщательный технико-экономический анализ. Для сушки многих капиллярно-пористых материалов целесообразно и экономически выгодно применять в качестве сушильного агента перегретый водяной пар атмосферного давления из специального источника или перегретый пар удаляемой из материала влаги растворителя. Использование в качестве сушильного агента перегретого водяного пара атмосферного давления имеет ряд термодинамических, технологических и технико-экономических преимуществ по сравнению с воздухом или топочными газами: 1) возрастают коэффициенты внутреннего переноса теплоты и массы вследствие более высокой (равной температуре насыщения при данном давлении) температуры материала; 2) повышаются движущая сила перекоса массы (разность концентраций у поверхности материала и в ядре потока сушильного агента) и коэффициент самодиффузии молекул пара в пар в пограничном слое, что обеспечивает более высокие плотности потока массы при удалении свободной влаги; 3) интенсифицируется внешний теплообмен перегретого пара с материалом 4) повышенная температура материала способствует снижению критического влагосодержания, увеличению длительности первого периода сушки; 5) появляется возможность применения высокотемпературного сушильного агента вследствие отсутствия в нем свободного кислорода (исключено возгорание, окисление материала); 6) снижаются капитальные и эксплуатационные затраты, так как 7) уменьшается удельный расход теплоты за счет реализации замкнутой циркуляции сушильного агента и утилизации" большей части теплоты. Наиболее существенно преимущества перегретого пара проявляются при температурах выше 150-180 °С, причем чем выше температура, тем более эффективно применение перегретого пара.
2. Тепловой баланс конвективной сушильной установки При проектировании сушильных установок составление материального и теплового балансов позволяет установить расходы сушильного агента, теплоты, тепловую экономичность установки, изменение параметров сушильного агента и т. д. Результаты балансовых расчетов в совокупности с кинетическими характеристиками процесса сушки являются исходными данными для конструктивного расчета установки и ее отдельных узлов. Рассмотрим тепловые балансы для наиболее распространенных сушилок: конвективной и контактной.
Таким образом, тепловой баланс сушилки позволяет определять суммарные затраты теплоты, тепловую мощность генератора теплоты, расходы сушильного агента (при заданном температурном режиме) или температуру и влагосодержание сушильного агента на выходе (при заданном расходе сушильного агента), а также тепловую экономичность сушилки q. Составление теплового баланса для сушилок, работающих периодически, проводят на один цикл их работы. При существенном изменении температуры воздуха на входе в сушилку и выходе из нее в течение цикла работы сначала составляют тепловой баланс для отдельных промежутков времени, в течение которых эти температуры могут быть приняты неизменными, а затем суммируют приходные и расходные статьи балансов в целом за цикл работы. В этом случае помимо статей расхода теплоты, указанных при составлении теплового баланса непрерывно действующей - сушилки, учитывают расход теплоты на разогрев ограждений сушилки, охлаждающихся в период ее останова. Точные расчеты потерь теплоты на разогрев ограждений и в окружающую среду необходимо выполнять с учетом нестационарности, режима протекающих в них процессов. Заключение Обобщить изученные вопросы. Подвести итоги лекции. Ответить на вопросы. Выдать задание для самостоятельного изучения – изучить материал лекции по конспекту, рекомендуемую литературу.
Задание для самостоятельного обучения: Тепломассообмен: Учебное пособие для вузов / Ф.Ф. Цветков, Б.А. Григорьев. - 3-е издание. М.: Издательский дом МЭИ, 2006.
Кандидат технических наук, доцент Е.Е.Костылева
Дата добавления: 2014-01-06; Просмотров: 486; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |