Курсовая работа: Расчет установки для сушки яблок

Средняя объемная производительность по воздуху:

, м3/с

Удельный объем влажного воздуха:

, м3/кг

, м3/кг

Объемный расход влажного воздуха:

 м3/с

 м3/с

Расход тепла на сушку:

, кВт

2.4 Конструктивный расчёт шкафной сушилки.

Определим габаритные размеры. Загрузка на один противень

,

где    l – длинна противня, принимаем l=2,05 м;

b – ширина противня, принимаем b=1,2 м;

nшт – количество штучных изделий на 1м2 поверхности противня;

gшт – масса штучного изделия, кг.

Принимаем размеры ломтиков яблок 5см×5см×1см. Следователь масса штучного изделия равна 0,025 кг. Количество ломтей яблок в вагонетке 400 шт.

Загрузка на вагонетку по влажному материалу:

, кг

Вместимость сушильной камеры:

 кг

 кг.

Определим количество вагонеток по влажному материалу:

Принимаем 5 вагонеток.

Ширина камеры: ,м

Длинна камеры: , м;

Высота камеры:

2.6. Расчёт и подбор комплектующего оборудования.

2.6.1. Расчёт и подбор калориферов.

Принимаем к установке калорифер КФБО-5, для которого:

1.  площадь поверхности нагрева Fк=26.88 м2 ,

2.  площадь живого сечения по воздуху fк=0,182 м2.

Площадь поверхности теплопередачи:

, м2

где    Q – расчётное количество теплоты, необходимое для подогрева воздуха, кВт

Q =516,03 кВт

k – коэффициент теплопередачи от греющего теплоносителя к воздуху, Вт/(м2·К)

, Вт/(м2·К)

b, n – опытные коэффициенты,

b=16.47

n=0,456

ρν – массовая скорость воздуха в живом сечении калорифера, кг/(м2·К)

ρν=10 кг/(м2·К)

, Вт/(м2·К)

Δtср. – средняя разность температур греющего теплоносителя и воздуха, °С

, °С

где    Δt' – большая разность температур между температурами греющего пара и воздуха, °С

Δt'' – меньшая разность температур между температурами греющего пара и воздуха, °С

Для подогрева воздуха в калорифере используется греющий пар, имеющий при давлении 0,618 МПа. температуру 160°С.

 , °С

, °С

,°С

Площадь поверхности теплопередачи:

, м2

Количество параллельно установленных калориферов:

, шт

где    L – расход воздуха, кг/с

L=1,91 кг/с

, шт

Принимаем х=2

Уточняем массовую скорость воздуха в живом сечении калорифера:

, кг/(м2·К)

, Вт/(м2·К)

 , м2

Количество последовательно установленных калориферов:

, шт

Принимаем y=2

Установочная площадь поверхности теплопередачи калориферной батареи:

, м2

Сопротивление калорифера:

, Па

где

e, m – опытные коэффициенты,

e=0,43

m=1,94

, Па

Сопротивление калориферной батареи:

, Па

Конструктивные размеры калорифера КФБО-5.

Модель и номер калори-фера	Размеры, мм								Трубная резьба штуцера, дюймы	n1	n2
	А	А1	А2	А3	Б	Б1	Б2	Б3
КФБО-5	710	750	770	930	625	640	662	520	2	5	5

2.6.2. Расчёт циклона СКЦН-34.

Исходные данные:

Кол-во очищаемого воздуха при рабочих условиях:

V=2,042 м3/с

Расчёт.

Оптимальная скорость газа в аппарате:

ωопт=3 м/с

Необходимая площадь сечения циклона:

 , м2

Диаметр циклона:

 , м

N – кол-во циклонов,

N=1

Стандартное значение D=1000 мм Действительная скорость газа в циклоне:

 , м/с

Коэффициент гидравлического сопротивления циклона:

- коэффициент гидравлического сопротивления одиночного циклона,

=1150.

К1 – поправочный коэффициент на диаметр циклона, К1=1.

К2 – поправочный коэффициент на запылённость газа,  К2=0.93.

К3 – коэффициент, учитывающий дополнительные  потери давления, К3=0.

Потери давления в циклоне:

 , Па

Соотношение размеров в долях диаметра D циклона СК-ЦН-34.

Наименование		Размер
		в долях	в мм
Внутренний диаметр цилиндрической части	D		1000
Высота цилиндрической части	Hц	0.4	400
Высота конической части	Hк	2.6	2600
Внутренний диаметр выхлопной трубы	d	0.22	220
Внутренний диаметр  пылевыпускного отверстия	d1	0.18	180
Ширина входного патрубка	b	0.18	180
Высота внешней части выхлопной трубы	hв	0.3	300
Высота установки фланца	hфл	0.1	100
Высота входного патрубка	a	0.4	400
Длина входного патрубка	l	0.6	600
Высота заглубления выхлопной трубы	hт	0.4	400

Минимальное время пребывания частиц в циклоне:

, с

L – длина пути, проходимого газовым потоком в циклоне, м.

 , м

Скорость во входном патрубке:

 , м/с

Принимаем νокр=29 м/с

Скорость осаждения частиц:

, м/с

dч=0.2·10-5 м

 , м/с

Минимальное время пребывания частиц в циклоне:

 , с

2.7. Гидравлический расчёт линии воздуха и подбор вентилятора.

Исходные данные:

L=1,91 кг/с, - массовый расход воздуха;

, м

Для трубопровода примем  скорость движения воздуха  w=25м/с.

Диаметр трубопровода равен

Относительная влажность φ0=62%;

Рн – давление насыщенного водяного  пара при данной температуре воздуха, Па Рн =2580 Па

Температура воздуха на участке 21,60С.

Выбираем стальную трубу наружным диаметром 320 мм. Внутренний диаметр трубы d=320-12∙2=296 мм.

Фактическая скорость воздуха в трубе

 

Определение потерь.

Потери на трение:

Примем абсолютную шероховатость труб D=0,2×10-3 м, тогда  относительная шероховатость трубы равна

Далее получим

 

Таким образом, в трубопроводе имеет место смешанное трение, и расчет l следует проводить по формуле

Потери на преодоление местных сопротивлений:

где   

коэффициенты местных сопротивлений xвх. вход трубу.

Потери давления на придание скорости потоку:

Общие потери напора

Гидравлическое сопротивление всей сети:

Подбор вентилятора.

Полезная мощность вентилятора:

 Вт

Мощность электродвигателя:

 Вт

       

Выбираем к установке:

1.  вентилятор: марка ЦП-40-8К с DР=5000 Па и Q=4.2 м3/с,

2.  электродвигатель: марка 4А315S4 с N=60 кВт и hдв=0.92.

Заключение.

Рассчитали барабанную сушилку для сушки сухарей панировочных с ωн=28%. Производительность по исходному продукту 1000 кг/ч.

В результате расчёта получили сушилку с D=1,94 м, длиной 7,76 м. Продукт из сушилки выходит с ωк=8% и температурой 400С.

Для данной установки рассчитали калориферную батарею, состоящую из четырех калориферов КФБО-5 с F=26.88 м2, f=0.182 м2.

Для сухой очистки воздуха выходящего из сушилки, рассчитали циклон СКЦН-34 (диаметр D=1000 мм).

Трубопровод для воздуха сделали круглого сечения. Для подачи воздуха, по полезной мощности, подобрали вентилятор марки марка ЦП-40-8К с DР=5000 Па и Q=4.2 м3/с и электродвигатель для вентилятора: марка 4А315S4 с N=60 кВт и hдв=0.92. 

Литература.

1)  Гинзбург А.С. Расчёт и проектирование сушильных установок пищевой промышленности, Москва, Агропрмиздат, 1985 г.

2)  Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию, Москва, Химия, 1991 г.

3)  Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию, Москва, Химия, 1983 г. 272 с.

4)  Павлов К.Ф. Романков П.Г. Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической промышленности.

5)  Справочник по пыле и газоулавливанию. Под. ред. Русанова А.А. М., “Энергия” 1975 г. 296 с.

6)  Стахеев И.В Пособие по курсовому проектированию процессов и аппаратов пищевых производств, Минск, Вс. школа, 1975 г.

7)  Стабников В.Н. Проектирование процессов и аппаратов пищевых производств, Киев, В. школа, 1982 г.

8)  Сажин В.С. Основы техники сушки. - М: Химия, 1984 г.

9)  Гришин М.А.   Установки    для   сушки   пищевых продуктов.   Справочник: М: Пищевая промышленность, 1989 г.

10)  Интернет http://www.kishinev.info/climate/