Дипломная работа: Разработка автоматического управления процесса сушки полидисперсных материалов во взвешенно-закрученном слое

В процессе сушки масса абсолютного сухого вещества (G c) не изменяется, если нет уноса его частиц или других потерь, т.е. (в кг/ч):

G c = G1 (1-w1) = G2(1-w2)

откуда

G1 = G2(1-w2)/ (1-w1)

При этом влагосодержания материала будут:

начальное

w10= w1/ (1-w1);

конечное

w20 = w2/ (1-w2)

1.2.2 Тепловой баланс сушильной установки

Для испарения влаги и проведения совместно с сушкой других термических процессов к материалу необходимо подвести тепло. Его можно подводить различными способами в зависимости от способа сушки. Если на основании опытных данных известен режим процесса, то из теплового баланса можно определить расход тепла на сушку и расход соответственно топлива, электроэнергии, пара.

Суммарный расход теплоты в сушилке

ΣQ = Qисп + Qм + Qп + Qг + Qд + Qт

где Qисп , Qм - расход теплоты соответственно на испарение влаги и нагревание материала; Qп и Qг - потери теплоты соответственно в окружающую среду и с отходящими газами; Qд -расход теплоты на дегидратацию, разрушение энергии связи с материалом и другие эндотермические процессы; Qт - расход теплоты на нагревание дополнительно вводимых сред (пара, сжатого воздуха и транспортных средств.

Для непрерывнодействующих сушилок рассчитывают часовой расход теплоты, для сушилок периодического действия - расход теплоты на один цикл сушки. Расход теплоты (в кДж/ч) на испарение жидкости

Qисп = W(Hп - Hж),

на испарение воды

Qисп = 4,19 W(595 + 0,49tг - Ө1)

где Hп – энтальпия перегретого пара жидкости при температуре отходящих газов; Hж – энтальпия жидкости при начальной температуре материала; tг – температура отходящих газов, К; Ө1 – начальная температура материала, К.

Расход теплоты на нагревание высушенного материала(в кДж/ч):

Qм = G2см(Ө2 - Ө1),

где Ө2 – температура материала, уходящего из сушильной камеры, К; см теплоемкость высушенного материала, кДж/(кг · К).

Причем

см = сс (1 –w2) + w2с2,

где сс - теплоемкость абсолютно сухого материала, кДж/(кг · К).

Потери теплоты сушилкой в окружающую среду (в кДж/ч):

Qп = KFп.с (t'- t0)

где K - коэффициент теплопередачи через стенку сушилки; Fп.с - наружная поверхность сушилки; t' - средняя температура в сушилке, К; t0 - температура окружающей среды, К.

Теплоизоляцию сушилки подбирают с учетом того, чтобы температура наружной стенки не превышала 40—50 °С (313-323 К). До определения максимальной поверхности сушилки можно приближенно принять удельные потери теплоты в окружающую среду qп = 125 ч 420 кДж на 1 кг испаренной влаги в зависимости от влажности материала (меньшую величину принимают для высоковлажных материалов).