Розрахунок

1. Кількість вологого матеріалу:

кг/год = 6,15 кг/с

2. Кількість вологи, що випаровується:

кг/год = 0,584 кг/с

3. Витрати тепла:

де r – питома теплота пароутворення (r₀» 2493 кДж/кг при 0°С).

Питомі витрати тепла:

4. Витрати сушильних газів:

L кг/с.

Питома теплоємність газів взята при середній температурі, що дорівнює

°С

Питомі витрати газів:

5. Швидкість газів.

Попередньо розраховуємо критичну швидкість псевдозрідження для часток середнього розміру, Використовуючи графік Ly = f (Ar) для температури у шарі, яку можна вважати рівною температурі газів, що виходять, тобто - 125С. Критерій Архімеда:

де r_г розраховуємо як для повітря

кг/м³

м²/с.

Критичне значення критерію Лященко:

Критична швидкість псевдозрідження:

м/с

Робоче значення критерію Ly вибираємо при порізності киплячого шару e = 0,75, так як для процесів сушки, що проходять у першому періоді, інтенсивність процесу тим вище, чим більша швидкість газів.

При e = 0,75 знаходимо Ly = 3,4×10^-1 (рис. 1). Тоді число псевдозрідження:

Рис. 1. Визначення критерію Ly Рис. 2 Ескіз сушарки

Швидкість газів (з розрахунку на повний переріз гратки):

м/с.

Швидкість газів безпосередньо біля гратки більша через більш високу температуру. Ця швидкість дорівнює:

м/с.

Якщо площа корисного перерізу гратки прийняти рівною 10% від усієї її площі, тоді швидкість газу в отворах гратки буде дорівнювати:

м/с.

Ця швидкість достатня для псевдорозрідження шару не тільки з частками найбільшого діаметру (d_max = 0,5 мм), але і з більшими утвореннями (скупченнями), що видно із наступних розрахунків.

Якщо прийняти число псевдорозрідження для збільшених часток не великим, достатнім для їх переміщення (наприклад, К_w = 3),

то критична швидкість псевдорозрідження для цих часток буде:

м/с.

Тоді

Ly_{кр (отв)}

де

кг/м³

м²/с.

Значення Ly_кр = 1,74×10 відповідає Ar = 10⁷. Тоді діаметр збільшених частинок (скупчень):

м.

Таким чином, біля отворів гратки можуть переміщуватись навіть скупчення солі діаметром ~14 мм.

6. Розмір гратки

Повну площу гратки визначаємо з виразу:

м².

Діаметр гратки:

м.

7. Сепераційний простір.

Висоту сепараційного простору приймаємо в 4 рази більшою за висоту киплячого шару:

мм.

Загальна висота апарату (над граткою):

мм

Перевітимо, чи будуть виноситись з апарату найменші частки солі (діаметр ~0,1 мм). Критерій Архімеда:

.

Критерій Лященко, що відповідає винесенню часток, буде дорівнювати Ly_вит = 0,15, а швидкість витання часток діаметром 0,1 мм:

м/с.

Дійсна швидкість газу в сепараційному просторі для апарату з вертикальними стінками:

м/с.

(з деякою похибкою густина газів, що відходять розрахована як повітря).

Таким чином, апарат з вертикальними стінками не забезпечить осадження в сепераційному просторі часток солі з діаметром менше 0,1 мм.

Для того, щоб забезпечити їх осадження, переріз сепераційного простору слід розширити до значення

м².

Тут коефіцієнт 1,1 вводиться для деякого зниження швидкості потоку в порівнянні зі швидкістю витання, яка необхідна для осадження часток.

Діаметр сепараційного простору при цьому буде дорівнювати

м.

Ескіз сушарки представлений на рис. 2.

Завдання. Розрахувати сушарку з киплячим шаром для висушування хлористого калію та викреслити ескіз сушарки. Вихідні дані представлені у таблиці.

Таблиця 1.