Складання теплового балансу

При складанні рівняння теплового балансу виходять з того, що теплота, внесена в сушильну камеру із сушильним агентом, визначається його ентальпією. В дійсності, із-за зниження тиску сушильного агента в сушильній камері, виникають термодинамічні втрати, які необхідно враховувати при визначенні загальної поправки діючої сушарки.

Для визначення термодинамічних втрат Д.М. Левіним запропоновано такий вираз.

qтерм= 0,23 * (Т1 +Т2), (4.22).

де Т₁ — температура агента сушіння при надходженні в сушильну камеру, К;

Т₂ - температура сушильного агента, що відпрацював, К.

Перейшовши від шкали Кельвіна (К) до шкали Цельсія (°С), отримаємо формули для визначення термодинамічних втрат в сушильних зонах:

для першої сушильної зони.

q_терм1= 0,23 * (2*273 + t₁ +), (4.23).

q_терм1= 0,23 * (2*273 +110 +35,9) = 159,13 кДж/кг, для другої сушильної зони.

q_терм2= 0,23 * (2*273 + t₂ +). (4.24).

q_терм2= 0,23 * (2*273 + 130 +46,1) = 166,09 кДж/кг.

Різницю надходжень і втрат теплоти для кожного ступеня сушіння Д в кДж/кг _{вип.вол.} розраховують за формулами:

для першої сушильної зони Д₁ = c_в * И₁ — (q_н.з.1 + q_втр.1 + q_терм.1); (4.25).

Д₁ = 4,19 * 3 — (787,77 + 3,34 + 159,13) = - 947,24 кДж/кг _{вип.вол}

для другої сушильної зони Д₂ = c_в * И₂ — (q_н.з.2 + q_втр.2 + q_терм.2), (4.26).

Д₂ = 4,19 * 24 — (1470,42 + 9,59 + 166,09) = - 1622,10 кДж/кг _{вип.вол}

де с_в = 4,19 кДж/(кг-К) — питома теплоємність води.

Визначення питомих витрат сушильного агента і теплоти графоаналітичним методом

Аналітичний метод розрахунку, заснований на рівняннях балансу вологи і теплоти, при використанні J-d — діаграми спрощує розрахунок і робить його наочним. Побудова процесу сушіння на J-d — діаграмі для першої сушильної зони показана на рис. 6.3 і проводять його згідно [3].

За заданими параметрами зовнішнього повітря t₃ і ц₃ знаходять точку А і наносять її на J-d — діаграму. За параметрами сушильного агента t₁ і d₁ знаходять точку В₁ і також наносять її на діаграму. З'єднують точку А з точкою В₁ Через точку В1 проводять лінію J₁=соnst вниз до перетинання в точці С₁ з лінією = соnst. Отримана лінія В₁ С₁ характеризує теоретичний процес термічного сушіння в сушильному ступені.

Щоб побудувати процес, що протікає в реальній сушарці (з урахуванням теплових втрат), на лінії В₁ С ₁ вибирають довільно точку е₁ опускають перпендикуляр е₁f₁ на лінію d₁, вимірюють відрізок е₁f₁ у міліметрах.

Довжину відрізка е₁Е₁, мм, розраховують за формулою.

e₁E₁ = e₁f₁ *, (4.27).

e₁E₁ = 22 * = - 9 мм,.

де M_J, M_d — масштаби шкали ентальпії і волого вмісту J-d — діаграми.

для другої сушильної зони.

e₁E₁ = e₁f₁ *, (4.28).

e₂E₂ = 22 * = - 15 мм.

Якщо величина Д 0, то відрізок відкладають вверх по вертикалі.

З'єднують точку е₁ з точкою Е₁ Точку В₁ з'єднують із точкою Е₁ і продовжують цю лінію до перетинання з лінією = соnst у точці . Отримана лінія В₁С₁ характеризує реальний процес сушіння в сушильній камері зерносушарки.

За J-d — діаграмою визначають параметри сушильного агента і повітря на вході і виході сушильної зони.

Відносну вологість сушильного агента на вході в зону сушіння ц₁, %, з достатньою точністю визначають із пропорції.

звідки =, (4.29).

= = 0,94%.

= = 1,04%,.

де ц _% = 5 (10) %, а вологовміст d_% при ц = 5 (10) % визначають у залежності від положення ізотерми t₁ на J-d -діаграмі.

З точки С'₁ опускають перпендикуляр С'₁D₁ на лінію d₁ = соnst, вимірюють відрізок С'₁D₁ в міліметрах.

З точки В₁ проводять лінію вверх по J₁ = соnst до перетинання в точці F₁ з лінією d₃ = соnst, вимірюють відрізок AF₁ у міліметрах.

Побудову реального процесу сушіння для другої сушильної зони проводять аналогічно.

Питомі витрати сушильного агента l, кг_с.п. /кг_{вип.вол.,} визначають за формулами:

для першої сушильної зони.

l₁ =, (4.30).

l₁ = = 50 кг_с.п. /кг_{вип.вол} ,.

для другої сушильної зони.

l₂ =. (4.31).

l₂ = = 52,08 кг_с.п. /кг_{вип.вол.}

Питомі витрати теплоти q, кДж/кг_{вип.вол.}, визначають за формулами:

для першої сушильної зони.

q₁ =, (4.32).

q₁ = = 5 900,00 кДж/кг_{вип.вол.}

для другої сушильної зони.

q₂ =. (4.33).

q₂ = = 7 291,67 кДж/кг_{вип.вол}

Параметри l і q дають можливість визначити основні конструктивні розміри зерносушарки, зробити вибір вентиляційного обладнання і провести розрахунок топкового відділення.

Годинні витрати сушильного агента L, кг/год, визначають:

для першої сушильної зони.

L₁ = l₁ * W₁, (4.34).

L₁ = 50 * 649,86 = 32 493,19 кг/год, для другої сушильної зони.

L₂ = l₂ * W₂. (4.35).

L₂ = 52,08 * 328,50 = 17 109,51 кг/год.

Визначення об'ємних витрат сушильного агента і загальних витрат теплоти в зонах сушіння (vвх, vвих, Q)

Об'ємні витрати сушильного агента на вході в сушильну зону V_вх, м³/год, визначають:

для першої зони сушіння.

V_вх1 = L_{1 *} х₀₁; (4.36).

V_вх1 = 32 493,19 * 1,1181 = 36 331,73 м³/год, для другої зони сушіння.

V_вх2 = L_{2 *} х₀₂, (4.37).

V_вх2 = 17 109,51* 1,1779 = 20 153,08 м³/год де х₀₁, х₀₂ - об'єм вологого повітря в сушильних зонах (м³/год) відповідно визначають за значеннями t₁, ц₁ та t₂, ц₂ із дод. К.

Об'ємні витрати сушильного агента на виході із сушильної зони V_вих , м³/год, визначають:

для першої зони сушіння.

V_вих1 = L_1* х₀₁', (4.38).

V_вих1 = 32 493,19 *0,9608 = 31 221,00 м³/год, для другої зони сушіння.

V_вих2 = L₂ *х₀₂', (4.39).

V_вих2 = 17 109,51 * 0,998 = 17 075,08 м³/год, де х₀₁', х₀₂'- відношення об'єму вологого повітря до маси сухої його частини (м³/кг) в першій та другій сушильних зонах відповідно, визначають за значеннями t₁', ц₁' та t₂', ц₂' (див. дод. К) [11].

Годинні витрати теплоти в сушильній зоні Q, кДж/год, визначають за формулами:

для першої зони сушіння.

Q₁ =q₁ * W₁; (4.40).

Q₁ =5 900,00 * 649,86 = 3 834 196 кДж/год, для другої зони сушіння.

Q₂ =q₂ * W₂ (4.41).

Q₂ = 7 291,67 * 328,50 = 2 395 331 кДж/год.