Визначення параметрів паливних газів.

Технологічний розрахунок

Розрахунок барабанної сушарки

Завдання. Розрахувати та запроектувати установку для сушіння G_п = 25 т/год глини з початковою і кінцевою вологістю матеріалу (по загальній кількості матеріалу ). Сушіння проводиться паливними газами. Температура паливних газів на вході в барабан t_сум= 300 ⁰С, на виході - t₂ = 100 ⁰С.

Стан свіжого повітря (параметри навколишнього середовища):

Тиск атмосферний

Середній розмір шматків глини d = 0,05 м

Характеристики глини [1, 6]:

кг/м³ – насипна густина глини;

- питома теплоємність глини (таблиця 7.1., додаток 7).

Як паливо, використовуємо природний сухий газ з вмістом (у % об.): 92,0 СН₄; 0,5 С₂ Н₆; 5 Н₂; 1 СО; 1,5 N₂. [1], згідно п. 7.2.1

Теоретична кількість сухого повітря , що витрачається на згоряння 1 кг палива, дорівнює [1]:

(1)

де склад горючих газів виражений в об’ємних частках.

Підставивши відповідні значення в рівняння (1) отримаємо:

Для визначення теплоти згор я ння палива скористаємося характеристиками горіння простих газів:

Газ	Реакція	Тепловий ефект реакції, кДж/м^3
Водень Оксид вуглецю Метан Етан	Н2 + 0,5О2 = Н2О СО + 0,5О2 = СО2 СН4 + 2О2 = СО2 + 2Н2О С2Н6 + 3,5О2 = 2СО2 + 3Н2О

Кількість тепла , що виділяється при згорянні 1 м³ газу, рівна:

кДж/м³

Густина газоподібного палива ρ_п розрахуємо за рівнянням:

(2)

де – молярна маса палива, кг/кмоль; – температура палива, рівна t₀ = 20 ^оС; – мольний об’єм, рівний 22,4 м³/кмоль. Підставивши, отримаємо:

кг/м³.

Кількість теплоти, що виділяється при спалюванні 1 кг палива:

кДж/кг.

Маса сухого газу, що подається в сушильний барабан, в перерахунку на 1 кг палива, що спалюється, визначається загальним коефіцієнтом надлишку повітря α, необхідного для спалювання палива і розбавлення паливних газів до температури суміші t₁ = t_сум

Значення α знаходимо з рівняння матеріального і теплового балансу.

Рівняння матеріального балансу:

(3)

де – маса сухих газів, що утворюються при згоранні 1 кг палива; – масова доля компонентів, при згоранні яких утворюється вода, кг/кг.

Перерахуємо компоненти палива, при згоранні яких утворюється вода, з об’ємних в масові:

;

;

.

Кількість вологи, що виділяється при згоранні 1 кг палива, рівна:

G_вол = кг/кг.

Рівняння теплового балансу:

(4)

де – загальний коефіцієнт корисної дії, який враховує ефективність роботи топки (повноту згорання палива тощо) і втрати тепла топкою в оточуюче середовище, приймаємо рівний 0,95;

– теплоємність газоподібного палива при температурі t_пал = 20 ^оС, рівна 1,34 кДж/(кг∙К);

= 44 кДж/кг - ентальпія свіжого повітря,, при (знаходимо з діаграми Рамзіна (рис.1);

– ентальпія сухих газів, кДж/кг; ;

, – відповідно теплоємність і температура сухих газів: = 1,05 кДж/(кг∙К), = 300 ^оС = t₁ = t_сум - це температура сухого газу на вході в сушарку,.;

= 0,008 вологовміст свіжого повітря, кг/кг сухого повітря, при (знаходимо з діаграми Рамзіна (рис. 1);

– ентальпія водяних парів, кДж/кг; ;

– теплота випаровування води при температурі 0 ^оС, рівна 2500 кДж/кг;

– середня теплоємність водяних парів, рівна 1,97 кДж/(кг∙К); – температура водяних парів; ^оС.

Розв’язуючи сумісно рівняння (3) і (4), отримаємо рівняння (5):

(5)

Коефіцієнт надлишку повітря знаходимо з рівняння (5):

Оскільки коефіцієнт надлишку повітря досить високий, фізичні властивості газової суміші, що використовується як сушильний агент, практично не відрізняється від фізичних властивостей повітря. Це дає можливість використовувати в розрахунках діаграму стану вологого повітря I – x.

Загальну питому масу сухих газів G_с.г. (кг_с.г./кг_{газової суміші}) розрахуємо згідно рівняння:

(5)

Питома маса водяних парів G_пар. (кг_пар./кг_{газової суміші}):

(6)

Вологовміст газової суміші на вході в сушарку:

(7)

Дата добавления: 2017-02-01