Графоаналитический расчет процесса сушки зерна
Для теплового расчета зерносушилки должен быть задан ее тип и часовая производительность в плановых тоннах, а также вид топлива, на котором должна работать топка. Кроме того, необходимо иметь данные, которые входят в расчетные уравнения: температуру и влажность зерна, наружного воздуха, температуру агента сушки. Эти данные принимают из опыта работы зерносушилок такого же типа, а температурный режим сушки — по инструкции.
Для упрощения расчетов шахтных зерносушилок в таблице 17 приведены исходные данные, основанные на опыте эксплуатации.
Температура наружного воздуха принята для расчетов 5°С. Температура агента сушки для первой и второй зон соответственно 90 и 100°С рекомендована ВНИИЗ для сохранения клейковины при сушке зерна сильной и твердой пшеницы влажностью 20 и более процентов. При влажности менее 20% температура агента сушки в обеих зонах может быть повышена на 10°С.
Графоаналитический расчет основан на уравнениях балансов тепла и влаги, а использование /—d-диаграммы упрощает расчеты и делает их более наглядными. Расчетом определяют для каждой зоны сушки количество испаренной влаги, а также удельные расходы агента сушки и тепла. Нахождение этих величин связано с решением ряда уравнений.
Ниже приведен порядок графоаналитического расчета шахтной зерносушилки производительностью 32 план, т/ч, работающей на дизельном топливе, состав которого: Ср=86,3%, №=13,3%, Ор=0,05%, 0,3%, Wp=0%, Ap=0%'. Высшую теплоту сгорания топлива определяем по уравнению (17), подставив в которое цифровые значения, получим QBp=46 000 кДж/кг
Количество сухого воздуха, теоретически необходимого для полного сгорания 1 кг топлива, находим по уравнению (19). После подстановки цифровых значений получим Lc.b=14,5 кг/кг. Общий коэффициент избытка воздуха а определяем по уравнению (20), в которое подставляем:
=2660 кДж/кг; d0 и Jo — влагосодержание и энтальпия наружного воздуха; определяем по /-d-диаграмме (см. приложение 2.) в точке А на пересечении t0—5°C и <ро= =80%.
В точке А находим по масштабу d0=4,4 г/кг, /0= = 16 кДж/кг.
Подставляем указанные значения в уравнение (20)
__ 4600 - 0,9 + 2,1 - 5 (0,01 - 9 -13,3) 2660- (1 - 0,01 • 9 • 13,3) 1 • 90
14,5(0,001 -4,4-2660) -16+1-90
Влагосодержание агента сушки d'f при поступлении его в первую зону определяем по уравнению (21).Подставив числовые значения, получим
Щ -10'9-13’3+36_14,5.4,4
36-14,5+1— 0,01 -9-13,3
Энтальпию агента сушки 1% Определяем по /—d-диаграмме для точки В', которая характеризует состояние агента сушки при температуре ^'=90°С и d/=6,7r/Kr. На линии постоянной энтальпии, проведенной из точки В' до пересечения с осью ординат, находим по масштабу //=108 кДж/кг.
Количество влаги, испаренной из зерна в первой зоне, определяем по уравнению (44)
W"=32 000 Pill =1155 кг/ч.,
100—17
Масса зерна при выходе из первой зоны сушки будет G2'=32000—1155=30845 кг/ч.
Для построения процесса сушки на /-d-диаграмме необходимо определить величину удельных потерь Д' по уравнению (60), для подстановки в которое предварительно определяем q'щ> по уравнению (58)
ЁЯН1 30 8411 (35—5)1,8=1440 кДж/кг исп. влаги,
где 1,8 — теплоемкость зерна С'2 при w\—17% определена по уравнению (3).
Потери тепла в окружающую среду Q'o.cp (кДж/ч) через стенки шахты в первой зоне определяют по уравнению, где F — площадь стенок, через которые происходят потери тепла, принимаем F=52 м2 как в зерносушилке ДСП-32; К — общий коэффициент теплопередачи от агента сушки (в шахте) в окружающую среду; для железобетонной стенки толщиною 70 мм К= = 11 кДж/(м2-град); t'cр — средняя температура агента сушки (при t'l+t't 90+32 входе и выходе; t Ср= г—1— =6ГС; ?г принимаем ориентировочно 32°С (по таблице 17).
После подстановки цифровых значений в уравнение (64) получим
Q0.cp=52-11 (61—5) = 32 ООО кДж/ч. ЯШ Потери тепла на 1 кг испаренной влаги
q0.cp= al 1 —— =28 кДж/кг.
W 1155
Определим разность между приходом и расходом тепла по уравнению (60). Подставив числовые значения, находим
Д'=5-4,19— (1440+28)= —1450 кДж/кг. j
Для точек А и В' было найдено /0=16 кДж/кг, //= = 108 кДж/кг. На пересечении линии /i'=const, проходящей через точку В', с линией относительной влажности отработавшего агента сушки <р'2=75%, находим точку С</, которая характеризует состояние отработавшего агента сушки теоретической сушилки. На линии B'Cq намечаем произвольно выбранную точку е\ от которой проводим горизонтальную линию до пересечения с линией d/=6,7 г/кг в точке Щ находим длину линии е7'=45 мм.
Из точки е' проводим вниз вертикальную линию, на которой откладываем отрезок е'Е', длину которого определяем из уравнения
e'F'=e'f'— =45 ЯЙ =26 мм. (65)
В этом уравнении величина 2500 = -^- 1000, где Мл масштаб энтальпии M1=0,5 кДж/кг сух. возд., M1 — масштаб влагосодержания М|= 0,2 г/кг сухого воздуха.
В случае пользования I—d-диаграммой, имеющей другие масштабы для Mi и Md, величина 2500 должна быть пересчитана.
Соединив точки В' и ?' и продолжив линию В'Е' до пересечения с кривой относительной влажности <рг=75%, получим точку С', которая характеризует состояние отработавшего агента сушки. Влагосодержание-отработавшего агента сушки в этой точке (по масштабу) d2'=21,7 г/кг, температура ?2/=32°С.
Расход агента сушки определяем по уравнению (51).
По I—d-диаграмме относительная влажность агента сушки при d/=6,7 кг и /i'=90°C находится’ между <р=0 и ф=5%. По приложению 1 находим, что при f=90°С и <р=0% ШШ 1,049; при *=90°С и ф=5% V0 =1,088.
Примем VV как среднее
Расход агента сушки для первой зоны сушки находим по формуле (13)
Расход тепла определяем по уравнению (63)
Q'=77000(108—16) =7 100000 кДж/ч.
.......................................................................................................................... |