Что называется удельным расходом тепла в сушилке

Обновлено: 27.03.2024

Кто-то говорит об этом клиенту тет-а-тет, кто-то заявляет публично.

Говорят об этом как производители простых модульных зерносушилок без системы рекуперации тепла, так и известные украинские заводы, например, как компания Лубнымаш (см. фото).

На фото: брошура компании Лубнымаш . (На момент публикации статьи, этот расход газа также заявлен на их сайте)

И даже компании с мировым именем иногда заявляют о такой экономичности. Хотя у немцев цифры немного повыше (0,86 м3/тоннопроцент), но и калорийность газа (Hu) указана нереальной для украинских условий (10,0 кВтгод/м3 = около 8600 ккал/м3). Кстати, всё это оказалось неправдой . калорийность газа оказалась аж 8900 ккал/м3, а фактический расход газа 1,0 м3/т%. Но об этом мы поговорим ниже.

На фото: выставочный стенд компании Stela в 2020-м году.

Однако, не у всех людей есть время этим заниматься. Поэтому мы сделали этот расчет публичным, чтобы покупатели зерносушилок сами смогли решить где правда, а где ложь.

Расчёт

Мы посчитаем сколько тепла необходимо для испарения воды при сушке кукурузы.

Исходные данные

Количество необходимого тепла

Чтобы посчитать тепло, которое тратится зерносушилкой в процессе сушки зерна, нам необходимо определить, куда и на что оно тратится.

1) Нагрев той части воды, которая будет испарена. 2) Энергия, которая тратится на испарение воды. 3) Тепло, которое уходит из зерносушилки вместе с охлажденным зерном влажностью 14% (ведь мы физически не можем охладить зерно до температуры окружающей среды). 4) Тепло, которое выбрасывается из зерносушилки вместе с отработанным воздухом. 5) Тепло, которое уходит в атмосферу через стенки зерносушилки.

Q = Qн + Qп + Qз + Qо + Qс

Где: Q - Общая требуемая теплота, ккал/тонну влажной кукурузы. Qн - Теплота, необходимая для нагрева воды до температуры испарения; Qп - Скрытая теплота парообразования . Qз - Теплота, уходящая с зерном с остаточной влажностью 14% (влажность, которая осталась в зерне в конце процесса сушки). Qо - Теплота, уходящая в атмосферу с отработанным воздухом . Qс - Теплота, уходящая в атмосферу через стенки зерносушилки .

Теплота, необходимая для нагрева воды до температуры испарения (Qн)

Вычисляется по формуле:

Qн = C x m x (t2 - t1)

Где: C - удельная теплоёмкость воды. По определению понятия калории - это 1 калория, т.е. энергия, необходимая для нагревания 1 грамма воды на 1 градус Цельсия. Значит, для нагрева 1 кило грамма воды на 1°С, нам понадобится 1 кило калория тепла. m - масса нагреваемой воды, которая будет испарена. Как мы вычислили выше, из одной тонны кукурузы нам нужно испарить 162.8 кг воды. t1 - 15°C, как задано в исходных данных. t2 - 45°C - средняя температура испарения воды с поверхности зерна.

По формуле получаем, что для нагрева 162.8 кг воды до 45°С нам понадобится: 1 ккал/кг/1°С х 162.8 кг х (45°С - 15°С) = 4'884 ккал тепла на тонну влажного зерна кукурузы.

Скрытая теплота парообразования (Qп)

Вычисляется по формуле:

Где: L - Скрытая теплота парообразования воды. Определяется по таблицам свойств вещества. Для воды составляет 539.3 ккал/кг. m - масса испаряемой влаги. (162.8 кг воды).

По формуле получаем, что для преобразования 162.8 кг воды в пар, нам понадобится: Qп = 539.3 ккал/кг х 162.8 кг = 87 793 ккал тепла.

Теплота, уходящая с зерном влажностью 14% (Qз)

Зерно в зерносушилку заходит условно равное температуре окружающей среды. В процессе сушки оно нагревается, а потом попадает в камеру охлаждения, где из него удаляется остаточная влага.

Вычисляется по формуле:

Qз = C x m x (t2 - t1)

Где: C - удельная теплоёмкость зерна кукурузы влажностью 14%. Определяется по графику, установленному опытным путём, который покзан на фото. Этот график в кДж. Для расчета в килокалориях, ниже под графиком есть формула C = 0,296+0,071 x Wc. Для перевода в килокалории используем коэффициент 4,184. Таким образом, для нашего случая удельная теплоёмкость остаточной кукурузы с 14% влажностью составит (0,296 + 0,071 x 14) / 4,184 = 0,308 ккал/кг. m - масса нагреваемого зерна. Как мы вычислили выше, в одной тонне кукурузы находится 168,2 кг воды, которая будет испарена. Это значт, что на выходе из зерносушилки у нас останется (1000-162.8) = 837.2 кг кукурузы с влажностью 14%. t1 - Температура окружающей среды (15°C, как задано в исходных данных). t2 - 25°C - температура, до которой будет охлаждаться кукуруза после нагрева.

По формуле получаем, что для нагрева 837.2 кг кукурузы влажностью 14% с 15°С до 25°С нам понадобится: 0,308 ккал/кг/1°С х 837.2 кг х (25°С - 15°С) = 2'581 ккал тепла на тонну влажного зерна.

Теплота, уходящая в атмосферу с отработанным воздухом (Qо)

Чтобы посчитать эту теплоту, возьмем для примера одну из самых эффективных зерносушилок, Scolari SR600. Эта зерносушилка производит 24.6 тонны влажной кукурузы в час при понижении влаги с 28% до 14% и выбрасывает в атмосферу 98'000 м3/час отработанного воздуха.

Вычисляется по формуле:

Qо = (0.29 x V x (t2 - t1))/P

Где: 0,29 - коэффициент для получения результата в ккал. V - Объём отработанного воздуха, который выбрасывается в атмосферу. t1 - 15°C, как задано в исходных данных. t2 - Температура отработанного воздуха, который выбрасывается в атмосферу. Обычно такой воздух имеет температуру 40-45°С и выше, в зависимости от типа зерносушилки. В самых лучших зерносушилках он может опускаться до 30°С и ниже. Для расчета возьмем очень хороший показатель 29°С. (Хотя, в отчёте по сушилке Stela , температура отработанного воздуха указывается как 40 и 42°С - см. стр.6 отчёта.) P - Производительность зерносушилки, тонн в час.

Тогда, по формуле получаем, (0,29 х 98'000 м3/час х (29°C-15°C) / 24.6 = 16'174 ккал тепла на тонну влажного зерна.

Теплота, уходящая в атмосферу через стенки зерносушилки (Qс)

В принципе, в современных утеплённых зерносушилках, таких как мы рассматривали выше, этой теплотой можно было бы пренебречь.

Определяются эти потери по формуле:

Qс = (S x (t2 - t1) / R) / P

Где: S - площадь стенок поверхности, которая соприкасается с атмосферой. t1 - температура окружающей среды (15°C, как задано в исходных данных). t2 - Температура внутри стенок зерносушилки. P - Производительность зерносушилки, тонн в час.

Подробнее также можно почитать в нашей статье "Расход воздуха зерносушилкой".

Здесь нужно оговориться, что в любой зерносушилке есть разные тепловые зоны с разной внутренней температурой: короба горячего воздуха, зерновая колонна (секции), зона подачи воздуха рекуперации тепла, холодные зоны и т.п. Делать полный расчет в рамках этой статьи мы не будем, так как цифры всё равно очень незначительные, но их будет очень много.

Мы посчитали, что для вышеупомянутой зерносушилки Scolari, Qc составит около 1'310 ккал на тонну влажного зерна .

Чтобы было понятно как это мало, переведём это в расход газа: 1'310 ккал/т / 8600 ккал/м3 / 14 = 0.01 м3/тоннопроцент.

Примечание: Имейте ввиду, что не все зерносушилки утеплены минеральной ватой . Некоторые сушилки утеплены воздушными прослойками. Иные вообще не имеют утепления. В таких сушилках потери тепла будут существенно больше. Подробнее - в нашей статье "Утепление зерносушилок".

Но, так как мы рассматриваем гипотетическую идеальную сушилку, полученный результат нас вполне устраивает.

Теперь мы можем вычислить, что для нагрева воды, зерна и испарения избыточной влаги, содержащейся в кукурузе, нам потребуется: Qн + Qп + Qз + Qо + Qс = 4'884 + 87'793 + 2'581 + 16'174 + 1'310 =

112'742 ккал тепла

С учётом калорийности газа, которая указана в исходных данных (8600 ккал/м3), для получения такого количества тепла, нам нужно сжечь не менее: 112'742 ккал / 8600 ккал/м3 = 13,11 м3 природного газа на каждые 162.8 кг испаренной влаги или

13,11 м3 газа на 1 тонну зерна.

Так как влажность мы понижаем на 14% (с 28% до 14%), то получается, что минимально возможный расход газа для идеальных условий без учета потерь тепла составит: 13,11 м3/тонну зерна / 14 пунктов (процентов) снятия влаги =

Тепловая сушка, являясь составной частью многих технологий, относится к числу наиболее энергоемких технологий. По данным Комитета по сушке затраты топливно-энергетических ресурсов на сушку состав­ляют около 12% всех затрат энергии в промышленности и сельском хозяйстве. Широкая распространен­ность процессов сушки и низкие (в среднем 30-35%) коэффициенты полезного использования энергии в них обуславливают актуальность энергосбережения в сушильных установках, что опосредованно ска­жется на снижении энергоемкости ВВП.

Поскольку конвективные сушильные установки преобладают в общем парке обезвоживающих устройств (рис.1.), будем проблему энергосбережения рассматривать применительно к конвективной сушке, на­пример, дисперсных материалов.

Тепловая экономичность сушильных установок и приемы ее повышения

Рис.1. Основные типы сушильных установок, используемых в России и странах СНГ

В первом приближении технологические процессы, включающие конвективную тепловую сушку, можно представить состоящими из трех стадий: 1) подготовительной, на которой используют аппараты подго­товки сушильного агента и сушимого материала; 2) основной, реализуемой при помощи сушильных (од­ной или нескольких) камер; 3) заключительной, в которую могут входить утилизация вторичных энерге­тических ресурсов, улавливание пыли и т. п.

В соответствии с таким укрупненным представлением групп технологических процессов на каждой ста­дии существуют в зависимости от вида сушимого материала свои специфические способы повышения тепловой экономичности.

Анализ литературных источников по теории, технике и технологии сушки позволяет назвать такие спо­собы снижения удельных затрат на обезвоживание материала на подготовительной стадии, как предва­рительное нагревание, пенообразование, дробление, воздействие поверхностно-активного вещества (ПАВ), виброобработка, снижение энергии связи влаги со скелетом материала, совершенствование теп­ловых генераторов и др.

На заключительной стадии снижение тепловых затрат достигается, в основном, за счет утилизации теп­лоты уходящих газов и высушенного материала. Эта теплота с помощью рекуперативных, регенератив­ных или контактных теплообменников используется для нагрева воздуха, подаваемого в топочную каме­ру, теплофикационной или технологической воды, предварительного подогрева сушимого материала. Достаточно эффективна утилизация теплоты сушильного агента в контактных теплообменниках.

Для классификации методов повышения тепловой экономичности собственно сушилок на базе анализа физической сущности происходящих в них процессов отметим вначале, что процесс сушки определяет­ся статикой и кинетикой.

Под статикой сушки понимают материальный и тепловой балансы сушилки, которые позволяют опреде­лить расходы сушильного агента и теплоты, а также оценить тепловую экономичность сушилки. Измене­ние во времени среднеинтегральных влагосодержания материала и его температуры называют кинети­кой сушки. Знание последней позволяет определить продолжительность сушки и габариты установки. Габариты установки во многом определяют тепловые потери в окружающую среду, а, следовательно, тепловую экономичность сушилки. Таким образом, при анализе возможностей повышения тепловой эко­номичности следует учитывать факторы, влияющие на кинетику сушки.

Процесс сушки в общем случае состоит из периода подогрева, I и II периодов сушки, интенсивность уда­ления влаги в которых зависит от различных факторов. В первом периоде интенсивность сушки опреде­ляется скоростью подвода теплоты к сушимому материалу и отвода массы с его поверхности в окру­жающую среду рм. внеш (внешняя задача сушки), во втором периоде — скоростью передачи теплоты в глубь материала и подвода массы из внутренних слоев материала в зону испарения рм. внутр (внутренняя задача сушки).

Одна из возможных классификаций приемов энергосбережения приведена на рис.2.

Тепловая экономичность сушильных установок и приемы ее повышения

Рис.2. Частная классификация энергосберегающих мероприятий в сушильных установках

Как видно из рис.2, все энергосберегающие мероприятия можно разбить на 3 группы: теплотехнологиче-

Ские, кинетические и энергосберегающие технологии.

К первой группе, касающейся сушильной установки в целом, можно отнести:

♦ теплотехнические (выбор тепловой схемы, режимных параметров сушки - температуры, скоро­сти и влагосодержания сушильного агента, режимов работы установки, коэффициентов рецирку­ляции, управление конечным влагосодержания сушильного агента и т. д.);

♦ конструктивно-технологические (оптимизация числа зон промежуточного подогрева сушильного агента, выбор направления взаимного движения сушильного агента и материала, совершенство­вание систем подвода теплоты, улучшение аэродинамической обстановки в сушильной камере и т. д.).

Ко второй группе методов относятся:

♦ методы интенсификации внешнего тепло - и массообмена (повышение температурного напора, повышение движущей силы массообмена, коэффициента теплоотдачи к сушимому материалу, поверхности тепло- и массообмена и т. д.);

♦ методы интенсификации внутреннего тепло - и массообмена (повышение температуры материа­ла в первом периоде сушки, снижение термодиффузионной составляющей потока массы при ее разнонаправленности с диффузионной составляющей, использование внешних полей - элек­трических, магнитных, звуковых, использование ПАВ и т. д.);

♦ методы кинетической оптимизации (управление профилем скорости, температуры и влагосо - держания сушильного агента на входе в установку, линеаризация кинетики сушки изменением формы сушильной камеры, активизация процесса взаимодействия сушильного агента и мате­риала, реверсия и др.).

К третьей группе методов можно отнести:

♦ использование нетрадиционных и возобновляемых источников энергии, приводящее к замеще­нию органического топлива (солнечные сушильные установки, использование ветровой энергии для сушки материалов растительного происхождения и др.);

♦ использование прерывистых режимов подвода тепла за счет радиационного излучения, ревер­сия потоков сушильного агента и др.);

♦ использование в качестве сушильного агента паров растворителя, водяного пара атмосферного давления и др.

Приведенный перечень методов повышения тепловой экономичности сушилок не полон, но и он дает представление о большом количестве возможных направлений поиска рациональных и оптимальных с точки зрения энергозатрат вариантов организации процесса сушки.

Первая группа методов, относящихся к традиционным методам энергосбережения, основана на выборе рациональной теплотехнологической схемы установки, параметров режима сушки, выявлении ВЭР и их использовании в том же самом (регенеративное энергоиспользование) или другом (внешнее энергоис­пользование) технологическом процессе. Такой подход позволяет влиять на постоянные затраты пер­вичного топлива. Однако, реализация мероприятий требует, как правило, создания утилизационного или технологического оборудования. В этом случае достигаемая экономия постоянных затрат энергии уменьшается за счет увеличения расхода других ресурсов.

Соотношение непроизводительных затрат энергии в конвективных сушильных установках при использо­вании таких методов энергосбережения приведено на рис.3.

С сушимым материалом и через ограждения

Тепловая экономичность сушильных установок и приемы ее повышения

Рис.3. Традиционное распределение нерациональных энергетических затрат. Рассмотрим примеры энергосбережения в конвективных сушильных установках.

Из анализа тепловых балансов конвективных сушильных установок (рис.4) следует, что наибольшие по­тери теплоты обусловливаются отходящим сушильным агентом и потерями теплоты в окружающую сре­ду. Таким образом, становятся очевидными принципиальные пути повышения тепловой экономичности конвективных сушильных установок: снижение потерь теплоты с уходящим сушильным агентом (или ра­циональное использование этого вида вторичных энергетических ресурсов) и в окружающую среду кон­струкциями установок. Очевидно, что перспективным направлением в экономии топлива и энергии при обезвоживании влажных материалов в конвективных СУ является не рациональное использование теп­лоты уходящего сушильного агента в различного рода утилизационных установках, а всемерное сокра­щение этого вида потерь. Последнее в первую очередь достигается за счет рециркуляции части отрабо­тавшего сушильного агента, что сокращает расходы уходящего сушильного агента в десятки раз.

А) часть отработавшего воздуха возвращается в зону перед подогревателем так, что весь сушильный агент (свежий и отработавший воздух) подогревается до температуры на входе в сушилку;

Б) часть отработавшего воздуха подается в зону после подогревателя, смешивается с нагретым све­жим воздухом и далее подается непосредственно на сушку.

Наиболее распространена первая схема, хотя и требующая подогрева всего сушильного агента, но до более низких температур, чем во второй схеме.

Рис.5. Изменение состояния сушильного агента в сушилках с рециркуляцией Тангенс угла наклона линий AD, AD' пропорционален удельным энергозатратам q.

Тепловая экономичность сушильных установок и приемы ее повышения

Качественный анализ тепловой экономичности сушилок с рециркуляцией показывает, что для схемы рис.4а при t1, t2 и Д, остающихся постоянными, увеличение коэффициента рециркуляции Кр (по сущест­ву, увеличение влагосодержания сушильного агента на выходе из сушилки) ведет к снижению удельного расхода теплоты. Снижение удельных теплопотерь до нуля при t1=const и t2=const также приводит к сни­жению q.

Увеличение t при d2 = const и t2 = const не изменяет удельного расхода теплоты. Указанные условия реализуются при уменьшении коэффициента рециркуляции. Последнее приводит к компенсации пре­имуществ повышения начальной температуры сушильного агента. Реальные зависимости для q в су­шилках с рециркуляцией при изменении различных параметров приведены на рис.5. При неизменной начальной температуре сушильного агента снижение конечной температуры приводит к сокращению удельных расходов теплоты. Так, при Кр = 4 и t1 = 200°С снижение t2 со 130 до 70°С приводит к росту п с 0,68 до 0,95. Обратим внимание на то, что при тех же исходных условиях КПД сушилок с однократным использованием воздуха изменяется от 0,3 до 0,57. Представленные на рис.6 зависимости при больших коэффициентах рециркуляции асимптотически стремятся к минимуму.

Тепловая экономичность сушильных установок и приемы ее повышения

Рис.6. Влияние параметров режима суш­ки на удельные энергозатраты в сушилке с рециркуляцией воздуха.

1.4 - Д = 1000 кДж/кг,

3.6 - Д= -1000 кДж/кг,

Качественно анализировать изменение удельного энергопотребления q, кДж/кг исп. вл., можно, исполь­зуя изображение изменения состояния воздуха в H-d диаграмме (рис.5).

Коэффициент рециркуляции для схемы а (рис.4) при заданных t1, t2 и t0 имеет предельное значение, оп­ределяемое выражением:

Где h2, сп - энтальпия и удельная теплоемкость пара при температуре сушильного агента t2 на выходе из сушильной камеры.

При известных t1, t2 и Д коэффициент рециркуляции может выбираться в пределах от 0 до Кр пр. При этом следует помнить, что чем ближе Кр к Кр пр., тем ближе п к единице. Характер изменения Кр пр. приведен на рис.7.

Тепловая экономичность сушильных установок и приемы ее повышения

Рис.7. Влияние параметров режима сушки на значение предельного коэффициента рецир­куляции

Рассмотрим еще одно значимое направление энергосбережения - кинетическая оптимизация, целена­правленное управление локальной кинетикой процессов, в частности процесса сушки, при наличии, на­пример, неравномерных по площади сушильной камеры профилей параметров сушильного агента.

Кинетическая оптимизация сушильной установки может заключаться в создании оптимального профиля одного из параметров одновременно с сокращением ее длины, снижением массового расхода сушиль­ного агента или мощности конвективного потока тепла сушильного агента.

Расчет нескольких сушильных установок с разными профилями параметров сушильного агента позво­ляет оценить не только направленность воздействия изменения профиля, но и его рациональный с точ­ки зрения энергосбережения вид. Этому же способствует и интенсификация неравномерного тепломас­сообмена.

Смысл интенсификации локального тепломассообмена заключается в том, что путем турбулизации по­тока рабочей среды, изменения угла набегания рабочей среды на рабочие элементы технологического аппарата и т. п. изменяется локальный закон тепломассообмена. При интенсификации неравномерного тепломассообмена локальный закон тепломассообмена остается неизменным, а изменяется простран­ственно-временная неравномерность полей изменяющихся физических величин в рабочей камере тех­нологического аппарата. К этой группе может быть отнесено множество разнообразных операций, тра­диционно зачастую даже не рассматриваемых как ресурсосберегающие, например, выравнивание не­равномерных профилей плотности потока массы и начальных параметров рабочих сред на входе в тех­нологический аппарат, изменение схемы движения рабочих сред и т. д. [2].

Необязательно, чтобы кинетическая оптимизация сопровождалась изменением только одного парамет­ра. Возможно одновременное согласованное изменение нескольких параметров, в чем находит свое выражение многопараметричность задачи оптимизации.

Потенциал энерго - и ресурсосбережения в процессах и аппаратах промышленной теплоэнергетики, свя­занный с оптимизацией кинетики - созданием равномерности или оптимальной неравномерности про­цессов тепломассообмена является скрытым, то есть не может быть обнаружен наиболее широко рас­пространенными инженерными методами расчета аппаратов, игнорирующими реальную кинетику про­цессов.

Теоретически потенциал энерго - и ресурсосбережения, связанный с оптимизацией неравномерного теп­ломассообмена, в отдельных теплотехнологических аппаратах, может быть сколь угодно велик. Как по­казали работы [1, 2], затраты энергии и других ресурсов в различных сушильных установках в результа­те оптимизации неравномерного тепломассообмена могут быть сокращены в 1,5-2 раза.

Учет кинетического несовершенства процесса сушки в другом свете представляет распределение не­производительных затрат энергии в конвективной сушильной установке (рис.8).

За счет кинетического несо­вершенства установки 55%

Рис.8. Перераспределение нерациональных затрат энергии при учете кинетического несовершенства процесса сушки.

Однако, для случая, когда оптимизация неравномерного тепломассообмена приводит к одновременному пропорциональному уменьшению единовременных и постоянных затрат на организацию технологиче­ского процесса, в качестве частного технического критерия оптимизации может быть использовано отно­сительное паразитное удлинение.

Тепловая экономичность сушильных установок и приемы ее повышения

С уходящим сушильным агентом 31%

С пролетным паром 7%

С сушимым материалом и через ограждения 5%

Этот частный технический критерий оптимизации представляет собой отношение продолжительности сушки при неравномерном распределении управляющего параметра к продолжительности сушки при равномерном распределении этого параметра:

Считается, что сушимый материал и нагретый воздух состоят из сухой массы и влаги. Расходы материала и воздуха определяются по формулам:


где См — расход материала, кг/ч; Св — расход воздуха, кг/ч; Сс — расход сухой массы материала, кг/ч; Свм — количество влаги, удаляемой из материала, кг/ч; ?с в — расход сухой массы воздуха, кг/ч; 6’п — количество паров влаги, удаляемых с воздухом, кг/ч.

Приведем соотношения, используемые при расчете параметров материала и сушильного агента в процессе сушки: влагосодержание воздуха, кг/кг,


где Сп, Сг — концентрации водяного пара и сухих газов в 1 м 3 газа (воз-

духа), кг/м ; Мп, Мг — молярные массы пара и газа, кг/моль; В — барометрическое давление, Па; рп — парциальное давление насыщенного пара, Па; влажность материала, %, в расчете на сухую массу


влажность материала, %, в расчете на общую массу


формулы для пересчета влажности материала, кг/кг, имеют вид:


количество испаренной влаги, кг/ч,


Для конвективной сушильной установки материальный баланс, кг/ч, имеет следующий вид:


где индексы 1 и 2 соответствуют параметрам воздуха и материала на входе в сушильную камеру и выходе из нее.

Количество влаги, кг/ч, испаренной из материала в сушильной камере, будет составлять:


Таким образом, для составления и проверки материального баланса сушильной установки необходимы измерения следующих величин: влагосо- держаний и расходов материала на входе в установку и выходе из нее; влаго- содержаний воздуха на входе в сушильную камеру и выходе из нее сI,, а также расхода сушильного агента через сушилку. Поскольку при испарении влаги изменяется расход сушильного агента, то оценки материального и теплового балансов проводят с учетом расхода абсолютно сухого воздуха, который вычисляется по формуле



При этом

Для экспериментального определения влагосодержаний сушильного агента ?/,, с/2 используют показания двух термометров [сухого (Г с ) и мокрого

(Г м )] на входе в сушильную установку и выходе из нее. По этим показаниям на /?, ?/-диаграмме находят ?/,, с!-, (рис. 12.15).

Тепловой баланс калорифера составляют как по пару, так и но воздуху. В первом случае


где О, к, П — общие расходы соответственно пара, конденсата и пролетного (несконденсировавшегося в калорифере) пара; /?п, Лк, к'п — энтальпии соответственно пара, конденсата и пролетного пара. Очевидно, что к + П = О.

Определение влагосодержания сушильного агента по показаниям сухого и мокрого термометров

Значения энтальпий берут из таблиц водяного пара, однако для этого необходимы измерения давления и температуры:


Рис. 12.15. Определение влагосодержания сушильного агента по показаниям сухого и мокрого термометров

Схема процессов, происходящих в сушильной установке, в Л, (/-диаграмме

Рис. 12.16. Схема процессов, происходящих в сушильной установке, в Л, (/-диаграмме


Тепловой поток, передаваемый сушильным агентом, может быть вычислен с учетом температур:

где С], с0 — удельные теплоемкости воздуха при /]5 с и / м на входе в калорифер и выходе из него (см. рис. 12.16) позволяют установить герметичность калорифера с помощью И, //-диаграммы: при ?/0 = с/, перетечки пара в воздушное пространство отсутствуют, а при (/, > ?/0 калорифер негерметичен.


Тепловой баланс сушильной установки |19|. В общем виде тепловой баланс сушильной установки можно записать следующим образом:

где индексы 0,1,2 относятся к параметрам соответственно перед подогревателем, после него (перед сушильной камерой) и на выходе из сушилки.

Составляющие теплового баланса сушильной установки, приведены в табл. 12.7.


Если отнести все составляющие теплового баланса к количеству испаренной влаги IV, то можно записать


Важными характеристиками сушильной установки являются удельные расходы сушильного агента, кг/кг, и теплоты, кДж/кг, приходящиеся на единицу массы испаренной влаги:


Таким образом, для опытной проверки материального и теплового балансов сушильной установки необходима инструментальная диагностика (рис. 12.17 и табл. 12.8).

Кроме указанных в табл. 12.8 измеряемых величин при энергоаудите используются данные предприятия о температуре, влажности и расходе высушенного материала (см. поз. 22—24 на рис. 12.17).

Составляющие теплового баланса сушильной установки, Вт

Приходная часть

Теплота, переданная воздуху в подогревателе

Теплота, дополнительно подведенная к воздуху в сушилке

Теплота, вносимая с воздухом

- ^м2 с м1^м1 + ^ с вл^м1

Теплота, вносимая с влажным материалом, состоящим из сухой массы и влаги

Теплота, вносимая транспортными устройствами

Расходная часть

Потери теплоты с уходящим воздухом

Потери теплоты с уходящим материалом

Потери теплоты с транспортными устройствами

Потери теплоты в окружающую среду через ограждения

Рис. 12.17. Схема подключения измерительных приборов к сушильной установке:

ТО — калорифер; СК — сушильная камера; КК — камера кондиционирования; КО — конден- сатоотводчик; ЭП — электропривод; СА — сушильный агент; СМ — сушимый материал; ВМ — высушенный материал

Измерительное оборудование, применяемое при инструментальном энергоаудите

Читайте также: