气流干燥器

G =115.6/X2-X1 X 2 X1
1 w2
热量衡算
干燥管内热量衡算式:L I 1 + G ( C m + CW M 1 ) t m1 =L I 2 +G ( C m + CW M 2 ) t m 2 选定空气出口温度 t 2 =50℃,假设物料的出口温度 t m 2 =35℃ 对于空气-水系统,运用下式:I=(1.01+1.88X)t+2490X 所以进口空气的焓值:
工艺数据计算
• •
物料衡算 热量衡算
1.
物料衡算：
w1 M1= =0.333 kg水/kg绝干料 1 w1 w2 =0.163 kg水/kg绝干料 M2=
气流干燥管内的物料衡算式：G=(M1-M2)=L(X1-X2) G 1 M2 绝干物料量:G= =30000×0.163/300×24=0.678t=680kg 300 24 干燥蒸发水分：W=G(M1-M2)=680×(0.333-0.163)=115.6kg/h L= 干空气流量：
H 1 H 2 0.0073 0.023 = 2 2
273 70 273
=0.0151 kg 水/kg 干空气， 则平均湿比容 Vm =(0.772+1.244×0.0151)× =0.994 m 3 湿空气/kg 干空气 所以干燥管内体积流量 故气流干燥管直径 D 为： V=L Vm =7363.06×0.994=4305 m 3 /h
2
K1=100KJ/( m ·h·℃)，故所需传热面积为
2
Q A1= =93.3 m2 K 1 t m1
所需片数为 93.3/8.87=10.7，取 11 片，实际传热面积为 96.58m 。由此，可选 SRZ5×5Z 翅片式散热器共 11 片。
2
根据进料量：680×1.25=850kg/h选 取Zd-2000传动送料器参数见附录三 电源为 Ø 3／380V 50Hz；A电机功率 为1.1 Kw；B电机功率为0.75 Kw ； 送料管直径为141 Ø；送料容量为 200 Kg；料箱尺寸L×W×H为 （140×85×90 ）cm；机器重量为 460 Kg。
L=7363.0kg/h
I 2 =110kJ/kg
气流干燥器直径的计算
a.最大颗粒沉降速度 u max :
d max 取 3 d p =3 × 0.154 ≈ 0.45mm
干燥管内空气的平均物性温度为
90 50 2
=70℃ ,查干空气性质表得:该空气下的粘度 =0.0206× 103 Pa·s , =1.029 kg/ m 3 ，另外淀粉 p =1500 kg/ m 3 所以 Ar max =
0.0073 0.023 =0.0151 kg 水 /kg 干空气，则平均湿比容 Vm =(0.772+1.244 × 2 273 70 0.0151)× =0.994 m 3 湿空气/kg 干空气 273
V 3 =L Vm =7363 0.994=7318.9(m /h)
3
选蜗壳式入口的旋风分离器，取入口风速为15m/s 有0.225D×0.3D×15=7318.9/3600 D=1.42取整数 D=1.5m 旋风分离器参数如下： 进气口高度：a=0.5D=0.75m 圆柱高度：H1=2D=3m 圆锥体高：H2=2D=3m 进气口宽度：B=0.12D=0.375m 排气管插入：S=0.125D=0.1875m 出尘口直径：D2=0.25D=0.375m
Re +0.14 Re
1.7
=
Ar 2
Re 55 0.0206 103 所以 u max = = =7.15 m/s d p 0.154 103 1.029
b.气流干燥管内的平均操作气速 u a : 如果取气流干燥管内的平均操作气速为最大颗粒沉降速度的 2 倍,即 u a =2 u max =2×7.15=14.3 m/s,圆整后取气流干燥管内的平均操作气速 u a =15 m/s c.干燥管内直径 D: 干燥管内空气的平均温度为 70 ℃，平均湿度 H m =
体积系数,一般情况下, 由于
a s / av
G 2 =6,故 a D 可简化为 600d p p (u a u f ) 4
G 400 2 a D = = 600d p p (u a u f ) 600 0.154 103 1500 (15 0.7) 4
=0.20 m3 / m 2
5. 袋式的选择
取进入布袋过滤器的气体温度为 50℃，则
273 50 3 H 4 =（0.772+1.244 0.023） =0.95 （m /kg 干空气） 273
V 4 =L H 4 =7363 0.95 =6994 (m /h)
3. 风机的选择
因为操作压强为常压，系统需要2台风机， 即干燥管前安装1台鼓风机，干燥管后安装 1台引风机。阻力也以干燥管为基准分前段 （从空气加热器至干燥管之间的设备和管 道）阻力和后段（干燥管后的设备和管道） 阻力。在操作条件下，空气流经系统各设 备和管道的阻力如下表所示。
系统阻力估算:
设 备 翅片加热器 压 降/Pa 200 设 备 旋风分离器 脉冲布袋除尘器 压 降/Pa 1200 2000
Ar =
d p ( p ) g (0.154 103 ) 3 1.029 (1500 1.029) 9.81
3Fra Baidu bibliotek

2
=
(0.0206 10 )
3 2
=130
查阿基米德数 Ar 与雷诺数 Re 关系图知 Re ≈5，故
Re 5 0.0206 103 = =0.7 m/s f = 6 d p 154 10 1.029
李春阳 指导老师：罗建成
内容
• • • •
工艺条件 工艺数据计算 主要附属设备的计算与选型 工艺设计计算结果汇总表
工艺条件
1.原料：玉米淀粉 2.物料含水量 w1=25%（质量分数） 3.产品含水量 w2 =14%（质量分数） 4.产品平均粒径dp：0.154 ㎜ 5.新鲜空气温度t：15℃ 6.空气干燥温度t1：90℃ 7.新鲜空气湿度X1：0.0073 8物料进口温度tm1：25℃ 9干燥生产能力 G1: 30000t/y(产品) 10淀粉临界湿含量Mc ：0.02 10.淀粉比热容Cm：1.55kJ/(kg·℃)
3
3
Pa 机所需风压为 5400 (1.18 / 1.093) 6133
取安全系数α =1.2 故所需的风机风压为 6133×1.2=7359.6Pa 取引风机入口处的风温为 50℃，湿含量 X 2 =0.023，则
H 5 =（0.773+1.244 0.023）× 273 50 =0.948（m 3 /kg
b．平均传热温度差 t m ：
(t1 t m1 ) (t 2 t m 2 ) (90 25) (50 35) = =34.1℃ tm = t1 t m1 90 25 ln ln t 2 t m2 50 35
c．传热膜系数 ：对平均直径 0.154 mm 的颗粒来说，
3.30 105 253.96（kg/h） Gv = 2205.1
传热温差为 △ t m1 =
90 15 =60℃ 120 15 ln 120 90
若选 SRZ5×5Z 翅片式散热器，每片传热面积为 8.78，通风净截面积为
3567 (1 0.0073 ) 6.44 [kg/(m2·s)]，查得传热系数 0.155m ，则质量流速为 0.155 3600
3
3
综上所计算，选用6-46-11型离心通风机，其风量为 503~~48770m /h,风压为500～3230Pa。
综上所计算，选用 6-46-11 型离心通风机，其风量为 503~~48770m /h,风压 为 500～3230Pa。 （附表 3） b.引风机的选型 系统后段平均温度按 50 ℃计，密度为 1.093Kg/m ,则引风
0.029 0.5 0 .5 5 则 = （2+0.54 Re ）= ×（ 2+0.54 × ） 0.154 10 3 dp
=619 w· m 2 ·° C 1
f.气流干燥管长度 Y: a=
G 3600a v d p p
3

4a s d p
2
2
D u m
,其中 a s
av 为非球形颗粒的面积系数及
273
干空气）
V5=L H 5 =7363 0.948=6980.2(m /h)
3
取安全系数β =1.2，故所需的空气流量为 6980.2×1.2=8376.2 (m /h)
3
4. 旋风分离器的选择
H1 H 2 = 2
进入旋风分离器的含尘气体近似按空气处理，则取温度为 70℃， H m =
=30℃
M 2 =0.163
t m 2 =35℃
t m1 =25℃
因为 M 2 ＞ M c 所以物料一直处于恒速干燥阶段。
在恒速干燥阶段（包括预热段） ，水的气化温度为 t w =30℃（查 I-H 图得） ，水的 气化潜热 rw =2423.7 kJ/kg.
a. 物料干燥所需的总热量 Q: Q=G[( M 1 - M 2 ) rw +( C m + CW M 1 )( t m 2 - t m1 )] =83.4 kw
d max ( p ) g (0.45 103 ) 3 1.029 (1500 1.029) 9.81
3
2
5
=
(0.0206 103 ) 2
=3248
因为 Ar 属于 1.83～3.5 10 范围内,由经验式 把 Ar max =3248 代入,用试差法求得 Re =55
49.0 103 所以干燥管长度 Y= = =12 m 2 619 0 . 20 34 . 1 (a D )t m 4
Q
圆整后取 Y=12 m
主要附属设备的计算与选型
1.空气加热器的选择——翅片加热器 2. 进料器的选择 3. 风机的选择 4. 旋风分离器的选择 5.袋式的选择
I 1 =(1.01+1.88×0.0073)×90+2490×0.0073=110kJ/kg
出口空气的焓值:
I 2 =(1.01+1.88 X 2 )×50+2490 X 2 =50.5+2584 X 2
将 I 1 I 2 代入热量衡算式中: 整理得 L=
1752 59.5 2584X 2
联立物料衡算中的①式可求得: X 2 =0.023
V 0 =L H 0 =7363 0.83=6111.34(m /h)
3
干空气）
取安全系数β =1.2，故所需的空气流量为 6111.34×1.2=7333.61 (m /h) 系统前段平均风温按 65℃计，密度为 1.044kg/ m ,则所需风压（规定状态 下）为 500 （1.18/1.004）=587.6（Pa） 。 取安全系数α =1.2 故所需的风机风压为 587.6×1.2=694.3Pa
管 道 、 阀 门 、 湾 300 头等 合 计 500
干燥管 消音器 管道、阀门、湾头等
1500 300 400
合
计
5400
a.鼓风机的选型
鼓风机入口处的空气温度为 15℃，湿含量为 0.0073，则
273
H 0 =（0.773+1.244 0.0073） 273 15 =0.83（m 3 /kg
1.空气加热器的选择——翅片加热器
将湿空气由 15℃加热到 90℃所需的热量为 Q=L（1+ X 1 ）CP1（90-15） =7363 （1+0.0073） 1.009
（90-15）=5.6 10 （kJ/h）
5
取加热蒸汽压力为 0.2Mpa 蒸汽的饱和温度为 120℃，汽化潜热为 2205.1kJ/kg， 冷凝水的排出温度为 120℃，则水蒸气的耗量为
4V 4 4305 D= = =0.42m 3600 u a 3600 3.1415
取整，即 D=0.45m
5. 气流干燥管长度 Y：
物料和气体在气流干燥管内的温度及湿含量变化如下图所示， 气体： H 1 =0.0073
t1 =90℃
H 2 =0.023 t 2 =50℃
tw
物料： M 1 =0.333