气流干燥设计2008

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粉碎气流干燥机的设计

粉碎气流干燥机的设计

干燥机本体 、 加料装置、 卸料装置、 风机五个部 料的传热面积, 强化干燥过程。同时 , 高速旋转的分 装置、 除了干燥机本体之外 , 其他各部分都有几种 散 装置产 生 高速 湍 动 的气 流 , 物 料 与热 空气 始终 分组成 , 使 型式 , 可根 据物料 的特性选 用适 当的型式进 行组合 。 保 持较高 的相 对速 度 , 强 化 了干燥 作 用 。另外 , 也 强
在 品, 已成为气流 干燥设 备 中主要 机 型 之一 , 高 黏度 小块 并形 成稀 相 流 化 , 干 燥 机 出料 口细 粒 物 料 被 对 气 流夹带 而 出 。因 此 , 化气 流 干 燥 机 具 有 流 化 床 强 膏糊状 物料 的干燥有很好 的效果 。 强化气 流干燥机是 在 干燥 管底 部 装有 分 散 粉碎 和气流 干燥 机的双重 作用 。 强化气 流干燥 工艺 流程如 图 l 所示 , 由空气 加热 物 料的装置 , 以打 碎滤饼 状 物料 , 大 热空 气 与物 用 增
理、 结构 、 计 方 法 。 设
关键词 : 强化 气 流 干燥 机 ; 染料 滤 饼 干 燥 ; 计 设
中图分类号 : l3 3 9.
文献标识码 : A
Hale Waihona Puke 文章编号:6 2一l7 ( 08 0 5 2 l7 19 2 o )6— 8—
上升气流 , 延长了物料的停留时间 , 物料的流动得到 具 强化 气流干燥 机 , 称 短管 气流 干 燥 机 、 碎 气 了加速 , 备 了 良好 的传 热 传 质 条 件 。 由于 物 料是 也 粉 稳定 地加 入 强化 器 内, 在粉 碎机 流干燥机 。强化 气流干 燥 机是 在直 管气 流 干燥 器 的 由定量 加料器 连续 、
l 一粉碎电机; 2一料斗 ; 3一强化气流干燥机 ; 4一旋风分离 器; 5一布袋除尘器; 6一星形 阀; 7一手阀; 8一引风机

直管气流干燥器的设计

直管气流干燥器的设计

直管气流干燥器的设计陶瑞霄学号:0843091092目录一、绪论二、义务书三、流程1.流程图2.流程概述四、设计方案及参数确实定1.设计方案确实定2.参数确定五、枯燥器主要尺寸的计算1.基本物料衡算2.枯燥管主要参数的计算3.减速段管长的计算4.恒速段管长的计算六、主要隶属设备的选型和计算1.加料器的选型和计算2.旋风分别器的选型和计算3.空气加热器的选型和计算七、设计评价1.对气流枯燥器的评价2.对隶属设备的评价八、心得体会九、设计结果一览表十、主要符号表十一、参考文献绪论化工原理课程设计的目的和要求课程设计是«化工原理»课程的一个总结性教学环节,是培育先生综合运用本门课程及有关选修课程的基本知识去处置某一设计义务的一次训练。

在整个教学方案中,它也起着培育先生独立任务才干的重要作用。

课程设计不同于往常的作业,在设计中需求先生自己做出决策,即自己确定方案,选择流程,查取资料,停止进程和设备计算,并要对自己的选择做出论证和核算,经过重复的剖析比拟,择优选定最理想的方案和合理的设计。

所以,课程设计是培育先生独立任务才干的有益实际。

经过课程设计,先生应该注重以下几个才干的训练和培育:1. 查阅资料,选用公式和搜集数据(包括从已宣布的文献中和从消费现场中搜集)的才干;2. 树立既思索技术上的先进性与可行性,又思索经济上的合理性,并留意到操作时的休息条件和环境维护的正确设计思想,在这种设计思想的指点下去剖析和处置实践效果的才干;3. 迅速准确的停止工程计算的才干;4.用繁复的文字,明晰的图表来表达自己设计思想的才干聚氯乙烯全名为polyvinyl chloride,主要成份为聚氯乙烯,另外参与其他成分来增强其耐热性,韧性,延展性等。

工业聚氯乙烯树脂主要是非晶态结构,但也包括一些结晶区域〔约5%〕,所以聚氯乙烯没有清楚的溶点,约在80℃左右末尾硬化,热扭变温度〔1.82MPa负荷下〕为70-71℃,在加压下150℃末尾活动,并末尾缓慢放出氯化氢,致使聚氯乙烯变色〔由黄变红、棕、甚至于黑色〕。

气流干燥器分段设计的通用模型及计算方法

气流干燥器分段设计的通用模型及计算方法

112匀 速段 ..


气体与颗粒间相对速度达到颗粒沉降速度
颗粒匀速段 ,N 基本不变化 ,对于空气一 u 水

2 2・ 3
干 燥 技 术 与 设 备 D y n e h o o y & E u p e t r ig T c n lg q im n
2 1年第9 0 1 卷
体系 ,可 根据R n 与Masal】 az rh l 的经验 关联 式计 t 算。
子螺 技 术 与设 备
2 1年第9 第5 01 卷 期
Dr igT c n lg y n eh oo y& E up n q ime t ・2 9 ・ 2
试验 与研 究
气流 干燥 器分段 设计的通用模型及计算方法
肖建 生 ,于才渊
( 大连 理工大学 化工学 院,辽宁 大连 16 2 ) 1 0 3
摘要 :气流干燥器在工农业生产中有 广泛的应用。 目 ,有关 气流干燥 器设计 的方法有 多种 。本文在夏诚意法 前 的基础 上,利用气. 固两相 流动及传热的理论 ,建立 了直管型 气流干燥管设计 的通用数 学模型 。模型针对干燥过程 中 物料 恒速 干燥与气力输送过程 中颗粒加速运动之 间的 不同关系, 将气流干燥过程分为四段: 颗粒 第一加速段( 预热段) 、
人 ,E m i :u a y a @ l te u a 。 - a y c i u n d u . d . n l
风 、叶世超 ] 出了分 段积 分法 用于 计算 加速 】 提
运动区的管长设计, 使设计在精确和简捷两个方

2 0・ 3
干 燥 技 术 与 设 备 D y n e h o o y & Eu p e t rigTcnlg q im n

气流干燥设备课程设计

气流干燥设备课程设计

气流干燥设备课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解气流干燥设备的工作原理及其在工业中的应用。

2. 学生能掌握气流干燥设备的主要结构组成及其功能。

3. 学生能了解气流干燥过程中涉及的热力学和流体力学基础知识。

技能目标:1. 学生能运用所学知识,分析并解决气流干燥设备在实际应用中出现的问题。

2. 学生能设计简单的气流干燥流程,并进行基本的设备参数计算。

3. 学生能通过图表和数据,对气流干燥过程进行评价和分析。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对气流干燥技术的研究兴趣,激发其探索精神和创新意识。

2. 增强学生的环保意识,使其认识到气流干燥技术在节能减排方面的重要性。

3. 培养学生的团队协作精神,使其在小组讨论和实践中学会倾听、尊重和合作。

课程性质:本课程为应用技术类课程,注重理论联系实际,提高学生的实践操作能力。

学生特点:高二年级学生,已具备一定的物理和数学基础,思维活跃,动手能力强。

教学要求:结合学生特点和课程性质,通过理论讲解、案例分析、小组讨论和实地考察等多种教学方式,使学生在掌握基本知识的同时,提高解决实际问题的能力。

课程目标具体、可衡量,以便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 气流干燥设备的基本概念与工作原理- 气流干燥的定义及分类- 气流干燥设备的工作原理及特点- 相关物理现象的介绍(如传热、传质等)2. 气流干燥设备的主要结构及功能- 进料系统、干燥室、风机、加热器等组件的结构及作用- 各部件的相互关系及其对干燥效果的影响3. 气流干燥过程的热力学和流体力学基础- 热力学基本概念及在气流干燥中的应用- 流体力学基本原理及其在气流干燥设备中的应用4. 气流干燥设备的设计与计算- 设备参数的确定方法- 干燥流程的设计原则- 基本干燥计算方法及应用5. 案例分析与评价- 分析典型气流干燥设备在实际应用中的优缺点- 探讨不同工况下气流干燥设备的性能评价方法6. 实践操作与考察- 组织学生进行气流干燥实验操作,加深对理论知识的理解- 安排实地考察,了解气流干燥设备在工业生产中的应用教学内容按照教学大纲进行安排和进度制定,确保科学性和系统性。

气流干燥设计2008..

气流干燥设计2008..

聚氯乙烯干燥设计指导书张浩勤2008.8概述去湿干燥工业上常常用机械去湿方法除去大量湿分之后,用热能去湿(称为干燥)除去少量湿分。

干燥一般包括两个基本过程,一是对固体加热达到湿分汽化的过程;另一个是汽化后湿分扩散进入气相的传质过程,同时湿分从固体内部扩散源源不断达到固体表面,这是湿分在物体内部的传质过程。

所以,干燥过程的特点是传热和传质同时伴生且相互影响、相互制约的过程。

化学工业用的较多的是对流干燥,尤其是分散悬浮干燥应用得最广泛,最突出的是气流干燥和流化床干燥,这里着重讨论气流干燥。

第一节干燥设计基础知识干燥涉及气、固两相之间的动量、热量、质量传递,计算较为复杂。

本节讨论几个基本问题。

1.1干燥设计基本关系干燥器设计的基础知识为:(1)物料衡算、热量衡算(见化工原理教材)(2)相平衡关系(见设计任务书);(3)传热速率方程和传质速率方程:由于对流传热系数与传质系数随干燥器的型式、物料性质和操作条件而异,因此需查找适用于气流干燥器的关联式[1,2]。

热、质传递之间存在相互关系,目前多以传热的方法进行干燥器设计计算。

详细内容将在第三节讨论。

1.2干燥操作条件的确定1.干燥介质的选择干燥介质的选择,决定于干燥过程的工艺及可利用的热源。

基本的热源有饱和水蒸气,液态或气态的燃料和电能。

故在对流干燥中,干燥介质可采用空气、惰性气体、烟道气和过热蒸汽。

当干燥温度不太高,且氧气的存在不影响被干燥物料的性能时,可采用热空气作为干燥介质。

对某些易氧化的物料,或以物料中蒸出易爆气体时,宜采用惰性气体作为干燥介质。

烟道气适用于不怕污染,且不与烟气中SO2和CO2等气体发生作用的物料。

2.流动方式的选择气体和物料在干燥器中的流动方式,一般可分为并流、逆流、错流。

并流:其特点为可采用较高气温干燥,而物料温度在恒速段接近于空气的湿球温度而不致过热;物料出口温度较低,带走热量较少。

在干燥强度和经济性方面优于逆流。

但并流干燥的推动力沿程逐渐下降,干燥后阶段的推动力很小,使干燥速率降低,因而难以获得含水量很低的产品。

气流干燥设计2008

气流干燥设计2008

聚氯乙烯干燥设计指导书张浩勤2008.8概述去湿干燥工业上常常用机械去湿方法除去大量湿分之后,用热能去湿(称为干燥)除去少量湿分。

干燥一般包括两个基本过程,一是对固体加热达到湿分汽化的过程;另一个是汽化后湿分扩散进入气相的传质过程,同时湿分从固体内部扩散源源不断达到固体表面,这是湿分在物体内部的传质过程。

所以,干燥过程的特点是传热和传质同时伴生且相互影响、相互制约的过程。

化学工业用的较多的是对流干燥,尤其是分散悬浮干燥应用得最广泛,最突出的是气流干燥和流化床干燥,这里着重讨论气流干燥。

第一节干燥设计基础知识干燥涉及气、固两相之间的动量、热量、质量传递,计算较为复杂。

本节讨论几个基本问题。

1.1干燥设计基本关系干燥器设计的基础知识为:(1)物料衡算、热量衡算(见化工原理教材)(2)相平衡关系(见设计任务书);(3)传热速率方程和传质速率方程:由于对流传热系数与传质系数随干燥器的型式、物料性质和操作条件而异,因此需查找适用于气流干燥器的关联式[1,2]。

热、质传递之间存在相互关系,目前多以传热的方法进行干燥器设计计算。

详细内容将在第三节讨论。

1.2干燥操作条件的确定1.干燥介质的选择干燥介质的选择,决定于干燥过程的工艺及可利用的热源。

基本的热源有饱和水蒸气,液态或气态的燃料和电能。

故在对流干燥中,干燥介质可采用空气、惰性气体、烟道气和过热蒸汽。

当干燥温度不太高,且氧气的存在不影响被干燥物料的性能时,可采用热空气作为干燥介质。

对某些易氧化的物料,或以物料中蒸出易爆气体时,宜采用惰性气体作为干燥介质。

烟道气适用于不怕污染,且不与烟气中SO2和CO2等气体发生作用的物料。

2.流动方式的选择气体和物料在干燥器中的流动方式,一般可分为并流、逆流、错流。

并流:其特点为可采用较高气温干燥,而物料温度在恒速段接近于空气的湿球温度而不致过热;物料出口温度较低,带走热量较少。

在干燥强度和经济性方面优于逆流。

但并流干燥的推动力沿程逐渐下降,干燥后阶段的推动力很小,使干燥速率降低,因而难以获得含水量很低的产品。

气流和单层流化床联合干燥装置设计..

气流和单层流化床联合干燥装置设计..

化工原理课程设计任务书(干燥装置设计)(一)设计题目:气流和单层流化床联合干燥装置设计(二)设计任务及操作条件1.用于散颗粒状药品干燥2.生产能力:处理量13735 Kg/h 物料含水率(湿基)22% ,气流干燥器中干燥至10%,再在单层流化床干燥器中干燥至0.5%(湿基)。

3.进料温度20℃,离开流化床干燥器的温度120℃。

4.颗粒直径:平均直径d m=0.3mm最大粒径d max=0.5mm最小粒径d min=0.1mm5.干燥介质:烟道气(性质与空气同)。

初始湿度:H0=0.01 kg水/kg绝干气入口温度:t1=800℃废气温度:t2=125℃(两种干燥器出口温度相同)6.操作压力:常压(101.3 kPa)7.年生产日330 天,连续操作24 小时/天。

8.厂址:柳州地区(三)设计内容1. 干燥流程的确定及说明.2. 干燥器主体工艺尺寸计算及结构设计。

3. 辅助设备的选型及核算(气固分离器、供风装置、供料器)。

4. A3 图纸2 张:带控制点的工艺流程图主体设备图(四)设计基础数据1.被干燥物料:颗粒密度:ρs =2000 kg/m3干物料比热容:C s =0.712kJ/kg.℃假设物料中除去的全部为非结合水。

2.分布板孔径:d0 = 5mm3.流化床干燥器卸料口直接接近分布板4.干燥介质的物性常数可按125℃的空气查取5.干燥装置热损失为有效传热量的15%目录1设计方案简介 (1)1.1 气流干燥器 (1)1.2 单层圆筒流化床干燥器 (1)1.3 气流和单层流化床联合干燥 (2)2 气流干燥器的设计计算 (3)2.1 物料衡算 (3)2.1.1 水分蒸发量 (3)2.1.2 气流干燥器的产品量 (4)2.1.3 绝干物料量 (4)2.1.4 物料的干基湿含量 (4)2.1.5 空气的用量 (4)2.2 热量衡算 (4)2.2.1 物料在气流干燥室的出口温度和空气的出口湿含量 (4)2.2.2 热损失 (5)2.2.3 物料升温所需要的热量 (6)2.2.4 总热量消耗 (6)2.3 气流干燥管直径的计算 (6)2.3.1 最大颗粒的沉降速度 (6)2.3.2 干燥管内的平均操作气速 (6)2.3.3 干燥管的直径 (6)2.4 气流干燥管的长度 (7)2.4.1 物料干燥所需的总热量 (7)2.4.2 平均传热温差 (7)2.4.3 表面给热系数 (8)2.4.4 气流干燥管的长度 (8)2.5 气流干燥管压降的计算 (8)2.5.1 气、固相与管壁的摩擦损失 (8)2.5.2 克服位能提高所需的压降 (9)2.5.3 局部阻力损失 (9)2.5.4 总压降 (9)3 单层圆筒流化床的设计计算 (9)3.1 物料衡算 (9)3.1.1 流化床干燥器中水分蒸发量 (9)3.1.2 流化床干燥器的产品产量 (10)3.1.3 绝干物料量 (10)3.1.4 物料的最终干基湿含量 (10)3.2 热量衡算 (10)3.2.1 水分蒸发所需热量 (10)3.2.2 干物料升温所需热量 (10)3.2.3 干燥器中所需热量 (10)3.2.4 热损失 (10)3.2.5 干燥过程所需总热量 (10)3.2.6 干空气用量 (11)3.2.7 最终废气湿含量 (11)3.3 最小颗粒的逸出速度 (11)3.4 扩大段直径的确定 (11)3.5 床层直径的确定 (11)3.6 分离段直径的确定 (12)3.7 流化床干燥器总高度的确定 (12)3.7.1 流化床床层高度 (12)3.7.2 分离段高度 (13)3.7.3 扩大段高度 (13)3.7.4 总高 (13)3.8 颗粒在流化床中的平均停留时间 (13)3.9 流化床的分布板 (13)3.9.1 选用侧流式分布板 (13)3.9.2 分布板的孔数 (13)3.9.3 开孔率 (13)4 主要附属设备的选型与计算 (14)4.1空气预热器 (14)4.1.1 饱和蒸汽温度 (14)4.1.2 空气的平均温度 (14)4.1.3 初步选型 (14)4.1.4 空气从t0升到t1所需热量 (14)4.1.5 实际风速和空气的质量流速 (14)4.1.6 排管的传热系数 (14)4.1.7 传热温差 (14)4.1.8 所需传热面积 (15)4.1.9 所需的单元排管数 (15)4.1.10性能校核 (15)4.2 风机 (15)4.3 旋风分离器 (16)4.4 供料器 (16)5 主要设计结果列表 (16)6 设计述评 (17)7 参考资料 (17)8主要符号说明 (18)1设计方案简介1.1气流干燥器气流干燥器主要用于小颗粒物料的干燥。

气流干燥实验

气流干燥实验

化工原理实验报告Akatsuke一、实验名称气流干燥实验二、实验目的(1)了解洞道式循环干燥器的基本流程、工作原理和操作方法。

(2)掌握在恒定干燥条件下湿物料干燥曲线的测定方法。

(3)研究固体湿物料的干燥特性,绘制干燥曲线和干燥速率曲线。

(4)熟悉现代化工测试仪表。

三、实验原理气流干燥是利用热能去除固体物料中湿分的操作。

在气流干燥过程中,热空气将热能以对流传热方式传递给湿物料,物料表面上的水分气化,并从表面以对流扩散的方式向热空气传递。

与此同时,物料内部与表面间产生水分差,物料内部水分以气态或液态形式向表面扩散,直至物料表面的水蒸气分压与介质中的水蒸气分压相平衡为止。

干燥速率是指在单位时间内气化的水分量,干燥速度是以单位时间内、单位面积上所气化的水分量来表示的,其数学式为N=dWAdτ=−G c dXAdτ式中:N——干燥速度(kg/(m2/s));W——气化水分量(kg);G c——绝干物料量(kg);A——干燥面积(m2);τ——干燥时间(s)实验中干燥速度可按下式近似计算N=∆W A∆τ式中:∆τ——干燥进行时间(s);∆W——∆τ时间内湿物料气化的水分量(kg)。

湿物料试样置于恒定温度的空气流中进行干燥,随着干燥时间的延长,水分不断气化,湿物料质量减少。

记录物料在不同时间内的质量G,直到物料质量不变为止,也就是物料在该条件下达到干燥极限为止,此时留在物料中的水分为平衡水分X∗。

再将物料烘干后称量得到绝干物料质量G c,则物料的干基湿含量为X=G−G c G c干燥速率受到干燥介质的温度、湿度与流动状态、物料的性质与尺寸以及物料与介质的接触方式等多种因素的影响。

若这些因素均保持恒定,则物料的湿含量将只随干燥时间而降低,据此可绘制:反映湿含量与干燥时间关系的干燥曲线和反映干燥速度或干燥速率与物料湿含量关系的干燥速率曲线,如下图所示。

四、实验装置图及主要设备干燥实验仪器装置为洞道式干燥器。

空气由风机送出,通过孔板流量计计量后经空气预热器加热变成热空气,热空气进入干燥箱内与湿物料进行热量传递和质量传递,其装置图如下:设备:洞道干燥器、风机、空气预热器、边界层箱、仪表控制箱。

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聚氯乙烯干燥设计指导书张浩勤2008.8概述去湿干燥工业上常常用机械去湿方法除去大量湿分之后,用热能去湿(称为干燥)除去少量湿分。

干燥一般包括两个基本过程,一是对固体加热达到湿分汽化的过程;另一个是汽化后湿分扩散进入气相的传质过程,同时湿分从固体内部扩散源源不断达到固体表面,这是湿分在物体内部的传质过程。

所以,干燥过程的特点是传热和传质同时伴生且相互影响、相互制约的过程。

化学工业用的较多的是对流干燥,尤其是分散悬浮干燥应用得最广泛,最突出的是气流干燥和流化床干燥,这里着重讨论气流干燥。

第一节干燥设计基础知识干燥涉及气、固两相之间的动量、热量、质量传递,计算较为复杂。

本节讨论几个基本问题。

1.1干燥设计基本关系干燥器设计的基础知识为:(1)物料衡算、热量衡算(见化工原理教材)(2)相平衡关系(见设计任务书);(3)传热速率方程和传质速率方程:由于对流传热系数与传质系数随干燥器的型式、物料性质和操作条件而异,因此需查找适用于气流干燥器的关联式[1,2]。

热、质传递之间存在相互关系,目前多以传热的方法进行干燥器设计计算。

详细内容将在第三节讨论。

1.2干燥操作条件的确定1.干燥介质的选择干燥介质的选择,决定于干燥过程的工艺及可利用的热源。

基本的热源有饱和水蒸气,液态或气态的燃料和电能。

故在对流干燥中,干燥介质可采用空气、惰性气体、烟道气和过热蒸汽。

当干燥温度不太高,且氧气的存在不影响被干燥物料的性能时,可采用热空气作为干燥介质。

对某些易氧化的物料,或以物料中蒸出易爆气体时,宜采用惰性气体作为干燥介质。

烟道气适用于不怕污染,且不与烟气中SO2和CO2等气体发生作用的物料。

2.流动方式的选择气体和物料在干燥器中的流动方式,一般可分为并流、逆流、错流。

并流:其特点为可采用较高气温干燥,而物料温度在恒速段接近于空气的湿球温度而不致过热;物料出口温度较低,带走热量较少。

在干燥强度和经济性方面优于逆流。

但并流干燥的推动力沿程逐渐下降,干燥后阶段的推动力很小,使干燥速率降低,因而难以获得含水量很低的产品。

并流操作适用于:(1)物料含水量高,允许快速干燥而不产生龟裂或焦化的物料;(2)干燥后期不耐高温的物料;(3)只有恒速段,干燥要求不很高的物料。

逆流:整个干燥过程的推动力比较均匀,适用于:(1)要求获得含水量很低的物料;(2)干燥后期可耐高温,而前期不允许快速干燥的物料;错流:错流的热、质传递情况介于并流和逆流之间,适用于:(1)在高、低含水量时,都可进行快速干燥且耐高温的物料;(2)干燥器构造不适宜采用并流或逆流的场合(如流化床)。

3.干燥介质温度(1)干燥介质为空气时,进口条件应按夏季条件计算;(2)进干燥器的温度愈高,则干燥器热效率愈高,所以应保持在物料允许的最高温度范围内。

此值受到干燥器型式和热源温度的影响,例如,静止物料,介质进口温度稍低,悬浮物料进口温度可高些;若选用饱和水蒸气加热,介质温度不超过150℃。

(3)干燥介质出口的温度和湿度只能指定一个,另一个由物料、热量衡算确定。

干燥介质出口温度愈低,热效率愈高;但干燥过程的平均推动力下降,干燥器尺寸增大。

最适宜的出口温度应通过经济衡算来决定。

实际选择时,首先要考虑物性的限制,如物料的熔点或软化点温度的限制,其次还应考虑相对湿度不能太大,在后继设备(如旋风分离器等)和管路中不能有水析出而破坏正常操作。

对气流干燥器,一般要求较物料出口温度高10~30℃,较入口气体的绝热饱和温度高20~50℃。

4.物料的出口温度恒速干燥阶段,物料温度等于空气的湿球温度;降速干燥阶段,物料温度有所升高。

影响物料的出口温度的因素较多,主要取决于物料的临界含水量及降速干燥阶段的传质系数。

临界含水量愈低,传质系数愈大,出口温度愈低。

简化计算公式见天大化原教材(6-55)(或华东教材(13-32))。

其近似条件为:(1)物体内部温度均一,即悬浮颗粒或薄层物料;(2)降速阶段的速率与物料的自由含水量成正比。

第二节干燥设备选型2.1 气流干燥器1.气流干燥器的基本知识:请参阅化原教材或有关参考书[5,6],学习时注意以下几个问题:(1)气流干燥器的流程,由哪些设备构成?(2)气流干燥器的特点是什么?(优点、缺点)(3)气流干燥器适用于什么物料?(4)加料口上部一段(加速段)干燥速度特别快的原因是什么?2.气流干燥装置分类:以干燥管形式分类有:(1)直管式气流干燥器:气流干燥器基本型式;(2)变径式气流干燥器:在加料口上部一段(颗粒加速段)采用较小管径,颗粒速度进入恒速段以后则采用扩大管径,以降低干燥管高度;(3)倒锥式气流干燥器:从上到下气流干燥管直径逐渐增加,气速由下到上逐渐减少,增加了颗粒在管内的停留时间,降低了干燥管的高度;(4)脉冲式气流干燥器:特征是气流干燥管的管径是交替缩小和扩大,气流在上升过程中加速与减速交替进行,发挥加速段有较高的传热、传质作用,以强化传热过程。

(5)旋风式气流干燥器:旋风式气流干燥器是气流夹带物料从切线方向进入,沿着内壁形成螺旋线运动,物料在气流中的均匀分布与旋转运动,使颗粒周围气体边界层处于高度湍流状态,以强化传热、传质过程。

适用于不怕粉碎的热敏性物料。

作为训练,本设计以最简单的直管干燥器为主。

2.2 聚氯乙烯的性质和生产方法[1,2,3,4]同学们应独立查找与干燥有关的物理化学性质,主要有形状、软化点、分解温度、密度、比热、导热系数、主要用途等。

了解生产基本原理和干燥流程。

思考题:聚氯乙烯物料为什么可适用气流干燥器? 聚氯乙烯干燥的流程? 2.3 干燥介质的性质聚氯乙烯干燥以空气为干燥介质,干空气的性质可查化工原理教材附录。

对黏度和导热系数,以干空气数值代替湿空气的数值;比热和比容按化原教材给定的公式计算。

湿空气的密度 = H Hν+1 kg 湿气/m 3湿气特别注意:λ的定性温度应为膜温;其它物性的定性温度为气体的平均温度。

相平衡数据:物料与湿分的相平衡知识见化原教材,相平衡数据参见任务书。

第三节 气流干燥原理和设计方法简介气流干燥器设备简单,连续高效,应用广泛。

其特点为悬浮颗粒与气相之间的热质传递。

3.1颗粒在重力场中的运动规律[5,6]由化工原理知识知,颗粒的沉降速度为颗粒与气体的相对速度,其绝对速度还与气体的运动速度有关。

绝对速度u m = 气流速度u g - 沉降速度u t以上各值均为向量。

对于单一颗粒,沉降速度可进行计算(化原沉降一章)。

在垂直管中,气流速度向上,沉降速度向下,(1) 当u g > u t 时,u m > 0,颗粒向上运动;(气力输送); (2) 当u g < u t 时,u m < 0,颗粒向下运动;(沉降); (3) 当u g = u t 时,u m = 0,颗粒静止不动;(流态化)。

对于实际工业生产的群体颗粒,计算更为复杂,可参见化工原理教材固体流态化的内容。

显然,对气流干燥器,必须有气体速度大于颗粒的沉降速度,形成气力输送操作。

下面对颗粒在直管中运动规律做进一步的分析。

当湿颗粒在某一位置被加入干燥管时,其绝对速度u m 可按零计算。

此时气流与颗粒之间的相对速度u r = u g - u m 最大,流体与颗粒之间的作用力也最大,颗粒被上升气流加速,u m 增大;而后随着颗粒被上升气流不断加速,u g 愈来愈小,直至热气流与颗粒间的相对速度等于颗粒在气流中的沉降速度,颗粒的绝对运动速度u m = u g - u t ,即颗粒进入等速运动阶段,且维持此速度直至干燥管出口。

如图所示,颗粒在干燥管中的运动被分为加速区和恒速区两段。

加速区与恒速区颗粒与气流之间的相对速度u r 不同,其热质传递规律也不同。

在等速运动区域,气固相间相对运动速度u r 不变,其对流给热系数α(或对流传质系数k H )也不同;但该值较小(为什么)。

对空气--水系统,可按下式计算:5.0Re 54.00.2t t Nu += 对于加速区,由于u r = u g - u m 在不断减小,使α和k H 都在不断减小,直至减小至恒速区的情况。

显然,在物料进口处,即加速区起点,u r 最大,α和k H 均最大,其计算式为: 15.24Re 1095.0o Nuo -⨯= 400 < Reo < 1300 65.0Re 76.0o Nuo = 30 < Reo < 400其中 g gr u u d ρ)(Re =d :颗粒直径,m ; u r :相对速度;ρg :气体密度,kg/m 3;u g :气体粘度,Pa.s 。

• 在已知加速区起点和终点对流给热系数的条件下,中间其他点的对流给热系数可以采用内插法进行计算。

(详见第7页内容)由化原知识知,在干燥过程中,湿物料含湿量可分为恒速干燥段和降速干燥段,物料从进口温度升(降)温至空气的湿球温度,并不湿分传递,称为预热段。

空气沿干燥管的温度分布如图所示,综观整个干燥过程, (1) 空气的性质(温度,湿度)沿干燥管在不断变化; (2) 物料温度变化分为三个阶段; (3) 颗粒的速度是先加速后恒速。

故导致在干燥管中传热、传质系数及推动力都有所变化,理论上应取微元,通过积分进行计算,并考虑各段的特点。

实际计算中,常常进行必要的简化,视简化方法各异,有不同的计算方法。

常用的有三种算法。

思考题:加料口上部一段(粒子加速段)干燥速度特别快的原因是什么?提示:从传热系数、传热面积、传热推动力三方面来考虑。

3.1 简单计算法[8] <专科学生用>要点:把整个干燥管按照颗粒在恒速区的传热系数进行计算,空气物性取其进出口平均温度下的数据。

算法:略(详细读懂,然后再做) 讨论:计算简单,结果偏于保守。

3.2 分段计算法[5,6,7]1. 按照粒子在干燥管中运动规律,及传热、传质的变化规律,桐荣良三提出了速点试差和分段图解积分法。

夏诚意在桐荣良三法的基础上将粒子加速度方程用无穷级数展开并取前2项进行积分得到计算结果。

为了确定加速区的传热系数,计算法需先假定加速区结束时的干燥介质条件,假设不当会引起较大误差而导致需多次试差。

2. 张浩勤利用上述概念,引入了部分控制参数,使气流干燥器设计计算程序化,可避免了反复试差。

和其它文献相比,其要点为:(1) 以加速区传热量占整个干燥管传热量的60~80%,近似确定加速区结束时的干燥介质条件,并依此计算沉降速度u t 。

(2) 利用加速区开始与结束时的传热系数关联,导出了加速区普遍化的传热系数计算式n r An Nu Re =,以便于上机计算。

(3) 分段计算实际试差时在计算机中以u r = 1.1~1.5 u t 控制加速段结束。

反复计算表明,上述近似法在工程上引起误差很小,是可行的。

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