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旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)選型計(jì)算方法如下:
1、工藝計(jì)算
(1)、干燥能力
G2= G1(1-ω1)/(1-ω2) (1)
式中 G2——干燥后物料產(chǎn)量,kg/h;
G1——濕物料處理量,kg/h;
ω1——濕物料的濕基含水量,kg/kg;
ω2——干燥后的物料濕基含水量,kg/kg。
(2)、水分蒸發(fā)量
W=Gc(x1-x2)=L(Y1-Y2) (2)
式中 W——水分蒸發(fā)量,kg/h;
Gc——絕干物料質(zhì)量流量,kg/h;
x1——進(jìn)干燥器物料的干基含水量,kg/kg;
x2——出干燥器物料的干基含水量,kg/kg;
Y1——進(jìn)干燥器空氣的濕度,kg水/kg干空氣;
Y2——出干燥器空氣的濕度,kg水/kg干空氣;
L——絕干空氣流量,kg/h。
(3)、空氣消耗量
L (I1-I2)=Gc(I1’-I2’)+QL (3)
出干燥器空氣的焓:
I2=(1.01+1.88Y2)t2+2490Y2 (4)
式中 I1——進(jìn)干燥器空氣的焓,kJ/kg干空氣;
I2——出干燥器空氣的焓,kJ/kg干空氣;
I1’——進(jìn)干燥器物料的焓,kJ/kg絕干料;
I2’——出干燥器物料的焓,kJ/kg絕干料;
QL——干燥器的熱量損失,kJ/h;
t2——空氣出干燥器的溫度,℃。
由式(2)、(3)、(4)中,只有Y2、I2、L三個(gè)未知數(shù),故方程組可以求解,并由此可以確定風(fēng)機(jī)風(fēng)量和熱風(fēng)爐供熱量。根據(jù)風(fēng)機(jī)進(jìn)口狀態(tài)風(fēng)量及系統(tǒng)所需風(fēng)壓,可選擇風(fēng)機(jī)。根據(jù)系統(tǒng)所需風(fēng)量可計(jì)算熱風(fēng)爐供熱量。
2、干燥機(jī)結(jié)構(gòu)計(jì)算
(1)、干燥室直徑的確定
干燥室直徑由干燥室內(nèi)氣流的截面速度確定
式中,D為干燥室直徑,m
V——為干燥機(jī)內(nèi)平均氣體流量,m3/h
v——為干燥機(jī)內(nèi)氣體流速,一般取3—5m/s
(2)、干燥機(jī)高度H的確定
干燥機(jī)的高度由濃相流態(tài)化高度和旋轉(zhuǎn)氣流干燥段高度組成,為增大設(shè)備熱容量,穩(wěn)定操作,流化段高度可以取得適當(dāng)大一些,例如200--500mm,氣流干燥高度H可根據(jù)下列公式確定:根據(jù)文獻(xiàn)f1)空氣至固體顆粒的傳熱速率方程式,計(jì)算出氣固傳熱面積,然后根據(jù)單位體積 的氣固傳熱面積,求得
其中:△tm為對數(shù)平均溫差,由下式計(jì)算:
t1——為進(jìn)口溫度,℃
t2——為出口溫度,℃
tw1——可認(rèn)為和該區(qū)的濕球溫度相等,℃
tw2——也為物料出口溫度,℃
進(jìn)入旋轉(zhuǎn)氣流干燥管的進(jìn)氣溫度因通過流態(tài)化區(qū)而相應(yīng)降低,取為t1’,
t1’=t1-(0.3~0.5)(t1-t2)
A——單位干燥管體積內(nèi)的干燥表面積,m2/m3,
A=6G(1+x)/(3600πD2/4)dpρmvm
G——絕干物料流量,kg/h;
x——物料干基含水量,kg/kg;
ρm——顆粒密度,kg/m3;
D——干燥室直徑,m;
vm——固體顆粒的運(yùn)動速度,m/s;
q——旋轉(zhuǎn)氣流快速干燥管的熱交換量,q=c?Q,
Q由干燥器熱量衡算確定,c為系數(shù),從安全考慮,取C=0.5—0.7
h——傳熱系數(shù),kJ/(m2·h·℃);
dp——產(chǎn)品粒度,m。
(3)、關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)
① 分級器。分級器位于干燥室中上部,其形為圓環(huán)狀。其內(nèi)徑大小,不僅影響產(chǎn)品的粒度大小,也影響著產(chǎn)品的終濕含量。分級器的直徑對產(chǎn)品粒度大小的影響,可通過下列公式求得:
此式假定顆粒為球狀,其密度為ρm,直徑為dp ,流體密度為ρg,粘度為μ,顆粒初始旋轉(zhuǎn)半徑為r1,分級器的內(nèi)半徑為r2,旋轉(zhuǎn)的角速度為ω,干燥室的半徑為R,干燥室從底部到分級器的高度為H,氣量為V。
② 氣體分布器
該裝置由一空心的旋轉(zhuǎn)蝸殼和環(huán)形擋板組成。干燥室下部為—錐形底,并配備有攪拌裝置。環(huán)形擋板下部留有一個(gè)間隙,形成環(huán)形窄縫,熱風(fēng)由此環(huán)隙進(jìn)入干燥機(jī)。熱風(fēng)切向進(jìn)入氣體分布器,經(jīng)環(huán)形擋板下部環(huán)隙進(jìn)入干燥室內(nèi)部產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)上升氣流。進(jìn)風(fēng)環(huán)隙可調(diào)節(jié),環(huán)隙窄縫 的高度h為:
H=V/(πD?ut )
V——為干燥室的進(jìn)風(fēng)量m/s
D——為干燥室的直徑m
ut——為環(huán)隙的切向速度,一般為30--60m/s。
閃蒸干燥機(jī)、離心噴霧干燥機(jī)、盤式干燥機(jī)、槳葉干燥機(jī)、真空耙式干燥機(jī)、真空烘箱、臥式螺帶混合機(jī)、螺旋錐形混合機(jī)
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