Определение основных размеров сушильного барабана. Объём сушильного пространства V складывается из объёма Vn , необходимого для прогрева влажного материала до температуры, при которой начинается интенсивное испарение влаги (до температуры мокрого термометра сушильного агента) и объёма Vc, требуемого для проведения процесса испарения влаги, то есть V=Vc+Vn. Объём сушильного пространства барабана может быть вычислен по модифицированному уравнению массопередачи: , где - средняя движущая сила массопередачи, кг влаги/м3; - объёмный коэффициент массопередачи, 1/с. (при параллельном движении материала и сушильного агента). Для барабанной сушилки коэффициент массопередачи , может быть вычислен по эмпирическому уравнению:  где - средняя плотность сушильного агента, кг/м3; с - теплоёмкость сушильного агента при средней температуре в барабане, кДж/кг*К; - относительное заполнение барабана высушиваемым материалом, %; Рo - давление, при котором осуществляется сушка, Па; Р - среднее парциальное давление водяных паров в сушильном барабане, Па; Уравнение справедливо для значений: n=1,5-5 об/мин,  В данном случае у нас dч = 0,65 мм и насыпной плотностью 230 кг/м3 [5]. Принимаем скорость газов в барабане = 2,3 м/с. Плотность сушильного агента при средней температуре в барабане:     Принимаем частоту вращения барабана [4] n = 5 об/мин. Для рассматриваемой конструкции сушильного барабана (степень заполнения барабана) [4]. Процесс сушки осуществляется при атмосферном давлении, то есть Рo=101330,8 Па. Парциальное давление водяных паров в газе определим по уравнению:  Тогда на входе в сушилку:  на выходе из сушилки:  Отсюда  Таким образом, объёмный коэффициент массоотдачи равен:  Движущую силу массоотдачи определим:  где - движущая сила в начале процесса сушки, кг/м3; - движущая сила в конце процесса сушки, кг/м3; и - равновесное содержание влаги на входе в сушилку и на выходе из неё, кг/м3. Средняя движущая сила и выраженная через единицы давления (Па), равна:  где и - давления насыщенных паров над влажным материалом в начале и в конце процесса сушки, Па. Значения и определяем по температуре мокрого термометра сушильного агента в начале (tм1) и в конце (tм2) процесса сушки. По диаграмме I - х [4] найдём tм1 = 54,8 оC, tм2 = 53,5 °С; при этом =15666,45 Па =14661,69 Па    Объём сушильного барабана, необходимый для измерения процесса испарения влаги, без учёта объёма аппарата, требуемого на прогрев влажного материала:  Объём сушилки, необходимый для прогрева влажного материала, находим по модифицированному уравнению теплопередачи:  где - расход тепла на нагрев материала до температуры tм1, кВт; - объёмный коэффициент теплопередачи, кВт/м3К; - средняя разность температур, °С. Расход тепла равен:   Объёмный коэффициент теплопередачи определим по эмпирическому уравнению [7]:   Для вычисления , необходимо найти температуру сушильного агента tx, до которой он охладится, отдавая тепло на нагрев высушиваемого материала до tм1. Эту температуру можно определить из уравнения теплового баланса:   tx =246,73 oC Средняя разность температур равна:   Подставляем полученные данные в уравнение:  Общий объём сушильного барабана равен: V=Vс+VП V=28,73+1,0881=29,82 м3 Далее по справочным данным [4] находим основные характеристики барабанной сушилки. Выбираем барабанную сушилку №7119, ее основные характеристики представлены в таблице 2. Таблица 2 – Характеристика барабанной сушилки. Показатели | Значения | Внутренний диаметр барабана, м | 1,8 | Длина барабана, м | | Толщина стенок наружного цилиндра, мм | | Объем сушильного пространства, м3 | 30,5 | Число ячеек, шт. | | Частота вращения барабана, об/мин | | Общая масса, т | 24,7 | Потребляемая мощность двигателя, кВт | 10,3 | Определим действительную скорость газов в барабане:  Объемный расход влажного сушильного агента на выходе из барабана (в м3/с) равен:  где xср. – среднее содержание влаги в сушильном агенте, кг/кг сухого воздуха. Получим:  Тогда Действительная скорость газов отличается от принятой в расчёте, менее чем на 15%. Определим среднее время пребывания материала в сушилке:  Количество находящегося в сушилке материала равно:   Отсюда:  Зная время пребывания, рассчитываем угол наклона барабана:   Далее проверяем допустимую скорость газов, исходя из условия, что частицы высушиваемого материала наименьшего диаметра не должны уноситься потоком сушильного агента из барабана. Скорость уноса, равную скорости свободного витания определим по уравнению:  где и - вязкость и плотность сушильного агента при средней температуре;  d - диаметр частиц материала, d = 0,00065м; - критерий Архимеда; - плотность частиц высушенного материала. Средняя плотность сушильного агента равна:  Критерий Архимеда:   Тогда скорость уноса:   Рабочая скорость сушильного агента меньше скорости уноса частиц наименьшего размера (2,3<2,81), поэтому расчет заканчиваем. |