Курсовая работа по дисциплине: «Процессы и аппараты в химической технологии» На тему: «Расчет и проектирование барабанной сушилки»

2.3 Построение на диаграмме I-x процесса сушки воздухом

На диаграмме состояния атмосферного воздуха изображается точка А, состояния горячего воздуха на входе в сушилку точка В. Прямая АВ характеризует процесс нагрева воздуха в калорифере.

Точку А наносят на диаграмму по значениям температуры t₀ к относительной влажности φ₀ в заданном районе. Для зимних условий (при отрицательной температуре) рекомендуется использовать параметры х₀ и I₀.
Влагосодержание воздуха рассчитывается по уравнению:

х₀=0,622*φ₀*Р_н/Р-Р_н*φ₀ ,

где Р_н – давление насыщенного водяного пара, соответствующее заданной температуре t₀ (таб. 25);

Р – общее давление влажного воздуха (диаграмма I-x построена для давления Р=99,3 кПа).
Энтальпия I₀ определяется по формуле:

I₀=с_в*t₀+(r₀+с_п*t₀)*х₀ ,

где t₀, х₀ – температура и влагосодержание окружающего воздуха;

r₀, с_в, с_п – удельная теплота парообразования и теплоемкость воздуха и пара,
с_в=1 кДж/(кг*К)
Параметры точки А:
Зима:
t₀=-9,8⁰C;
φ₀=90%;
Р_н=278,2 Па;
Р=99300 Па;
х₀=0,622*0,9*278,2 /(99300-0,9*278,2)=0,0016 кг/кг сух. в.;
I₀=1*263,2+(2493+1,97*263,2)*0,0016 = 268,02 кДж/кг.
Лето:
t₀=20,6⁰C;
φ₀=62%;
I₀=54 кДж/кг;
х₀=10^-3 кг/кг сух. в.;
t₁=120⁰C.
Точка В с параметрами х, t, I, находятся из условия равенства х₁ и х₀ на пересечении вертикальной линии АВ с заданной изотермой t₁.
Параметры точки В:
Лето:
t₁=120⁰C.
х₁=х₀=1,49*10^-3 кг/кг сух. в.;
I₁=128 кДж/кг;
Зима:
t₁=120⁰C.
х₁=х₀=9,7*10^-3 кг/кг сух. в.;
I₁=147,5 кДж/кг.
На пересечении линий построения энтальпии I₁ и изотермы t₁ строим точку Д с влагосодержанием х’₂.
Лето:
t₂=45⁰C.
х’₂=40*10^-3 кг/кг сух. в.=0,04 кг/кг сух. в.;
I₁=147 кДж/кг;
Зима:
t₂=45⁰C.
х’₂=32*10^-3 кг/кг сух. в.=0,032 кг/кг сух. в.;
I₁=126 кДж/кг.
На пересечении линий постоянной энтальпии I и постоянного влагосодержания х строим точку Е. Соединив точку В и точку Е получим линии действительного процесса сушки. На пересечении с изотермой t₂ определим положение точки С с влагосодержанием х₂ и энтальпией I₂.
Лето: Зима:
I₁ = 147,5 кДж/кгI₁ = 128 кДж/кг
I₂ = 141 кДж/кгI₂ = 116 кДж/кг
х₁ = 9,7*10^-3кг/кгх₁ = 1,49*10^-3кг/кг
х₂ = 37*10^-3 кг/кг ;х₂ =27,1*10^-3 кг/кг
Δ= - 263,727 кДж/кгΔ= - 475,157 кДж/кг
I₀ = 45 кДж/кгI₀ = - 6,11 кДж/кг