Курсовой проект на тему: " Расчет и проектирование сушилки кипящего слоя " студент группы 4хс-31 /Костенко С. Е./ Принял: /Яшуркаева Л. И

6. Расчет параметров псевдоожиженного слоя

По среднему диаметру d_т частиц, характером физических свойств влажного воздуха при средней температуре t_ср. (вязкость μ, плотности ρ) и плотность ρ_т материала вычисляют критерий Архимеда.

где
d_т = 0,5 мм = 0,5·10^-3 м;
ρ_т – плотность материала, ρ_т= 1500 кг/м³;(рис. VI [2])
ρ – плотность воздуха ( )
μ – коэффициент динамической вязкости, μ=0,023·10^-3 Па·с.

Принимаем величину порозности ε псевдоожиженного слоя в интервале 0,55 ÷ 0,75. Определяем критерий Рейнольдса Re.

учитывая, что , находим фиктивную (отнесенную к полному сечению) скорость υ₀ сжижающего газа.
Принимаем ε =0,75


При сушке материала, близкого по составу к малодисперсному, определяем также критическую скорость псевдоожижения υ_пс. при ε = 0,4 и число псевдоожижения:
,



По расходу сухого газа через сушилку и скорости υ₀ находим расчетную площадь S_пс. псевдоожиженного слоя и диаметр D_пс. сушилки в области псевдоожиженного слоя:

где
х₂ и ρ₂ – влагосодержание и плотность сушильного агента на выходе из
слоя, х₂=18,3·10^-3 кг/кг·с


Диаметр D_пс. сушилки округляем до стандартного по ГОСТ 9931 – 79.
Диаметр сушилки D_пс.=2400 мм;
Высота сушилки Н_пс.=1600 мм.
Уточняем величину фиктивной скорости υ₀ газа псевдоожиженного слоя, величину порозности слоя и расчетную площадь S_пс.:

.
Площадь S_р распределительной решетки примерно равна расчетной площади S_пс. псевдоожиженного слоя.
Живое сечение распределительной решетки находим по формуле:

где
φ_р – доля живого сечения решетки. Принимаем φ_р=0,04

При большом свободном сечении решетки и малом ее сопротивлении распределения потока по сечению решетки будет неравномерным. Для удовлетворения распределения газового потока следует соблюдать определенное соотношение между сопротивлениями слоя и решетки. Минимально допускаемое гидравлическое сопротивление решетки может быть вычислено по формуле:

где
∆Р_сп – сопротивление кипящего слоя, Па;
К_υ – число псевдоожижения;
ε – порозность неподвижного слоя.
Перепад давления в псевдоожиженном слое находим из условия равенства силы гидравлического сопротивления слоя весу всех его частиц:

где
Н_пс. – высота кипящего слоя, м
При сушке кристаллических материалов Н_пс кипящего слоя выбирают обычно не менее 250…300 мм. Чтобы предотвратить каналообразование, и не более 400…500мм, т.к. от высоты слоя непосредственно зависит перепад давления в нем и следовательно, расход электроэнергии на сушку материала.
На основе опыта эксплуатации установлены следующие расчетные соотношения, связывающие высоту псевдоожиженного слоя Н_пс. и высоту зоны действия струи (зоны гидравлической стабильности) Н_ст. с диаметром отверстий распределительной решетки.

Принимаем Н_пс=400 мм =0,4 м, тогда

Расчетную величину d₀ округляем до размеров установленных
ГОСТ 8636 – 69. Принимаем d₀=5 мм.




Долю живого сечения распределительной решетки подбираем так, чтобы ее сопротивление ∆Р_р было примерно равно ∆P_min.
Сопротивление распределительной решетки с кипящим слоем:

где
ζ_р – коэффициент гидравлического сопротивления решетки,
,
где
с – коэффициент зависящий от соотношения диаметра отверстий d₀ и толщины решетки δ. Принимаем с=0,7.

Принимаем ∆Р_р ≈∆Р_min и определяем скорость газа υ_р:

Площадь живого сечения решетки S₀, соответствующая этой скорости рассчитывается по формуле:
,
где
ρ₁ – плотность влажного воздуха (газа) при начальной температуре сушки t₁ и влагосодержании х₁.

Теперь находим φ_р:

Расчетную величину следует округлять до размеров, установленных ГОСТ 6636-69
Число отверстий в решетке определяем по уравнению:

.
Принимаем шахматное расположение отверстий в распределительной решетке по углам равностороннего треугольников. В этом случае поперечный шаг l₁ и продольный шаг l₂ вычисляем по формулам:


Для беспровальных перфорированных решеток, расстояние между верхней распределительной и нижней запирающей решетками:
,

где
γ_м – угол естественного откоса материала. Принимаем γ_м=40°