В барабанной сушилке непрерывного действия высушивается 3 т/час (по сухому) известково-каолиновой смеси. Влажность смеси меняется с 50% до 10%. Подается она с температурой 35 С, выгружается с температурой 40 С. Соотношение свежего и циркулирующего воздуха

Для решения задачи о расходе греющего пара в калорифере барабанной сушилки, давайте разберем все данные и шаги, необходимые для вычислений.

Шаг 1: Определение исходных данных

1. Производительность сушилки: 3 т/час (по сухому).
2. Влажность смеси: изменяется с 50% до 10%.
3. Температура подачи: 35 °C.
4. Температура выгрузки: 40 °C.
5. ...: 1:4 по массе. 6. : 10 г/кг сухого воздуха. 7. : 25 °C. 8. : 70%. 9. : 40 °C. 10. : 5%.

Сначала определим массу подаваемой смеси:

• Влажность смеси 50% означает, что в 1 т смеси содержится 0.5 т воды и 0.5 т сухого вещества.
• Для 3 т/час (по сухому) смеси, масса подаваемой смеси будет:

$$m_{влажной} = \frac{3 \, \text{т}}{1 - 0.5} = 6 \, \text{т/час}$$

Теперь определим, сколько воды нужно удалить из смеси:

• Начальная масса воды в 6 т смеси: (0.5 \times 6 = 3 , \text{т}).
• Конечная масса воды в 3 т смеси с влажностью 10%:

$$m_{вода, конечная} = 0.1 \times 3 \, \text{т} = 0.3 \, \text{т}$$

• Масса воды, которую нужно удалить:

$$m_{вода, удаляемая} = 3 \, \text{т} - 0.3 \, \text{т} = 2.7 \, \text{т/час}$$

С учетом соотношения свежего и циркулирующего воздуха 1:4, общее количество воздуха:

$$m{воздуха, циркулирующий} = 4x$$

Общая масса воздуха:

$$m_{воздуха, общий} = 5x$$

Для определения влажности воздуха, используем данные о свежем и циркулирующем воздухе:

• Влажность свежего воздуха: 10 г/кг = 0.01 кг/кг.
• Влажность циркулирующего воздуха: 70% = 0.7 кг/кг.

Общая масса воды в свежем и циркулирующем воздухе:

$$m_{вода, свежий} = 0.01 \cdot x$$

$$m_{вода, циркулирующий} = 0.7 \cdot 4x = 2.8x$$

Общая масса воды в воздухе:

$$m_{вода, общий} = 0.01x + 2.8x = 2.81x$$

Для удаления 2.7 т/час воды из смеси, необходимо, чтобы:

$$2.81x = 2.7$$

Решаем уравнение:

$$x = \frac{2.7}{2.81} \approx 0.96 \, \text{т/час}$$

Теперь, зная массу воздуха, можем определить, сколько тепла необходимо для нагрева и сушки:

1. Определяем количество теплоты, необходимое для нагрева свежего воздуха до температуры 40 °C.
2. Определяем количество теплоты, необходимое для испарения воды.

Для этого нужно знать удельные теплоемкости и теплоты парообразования. Предположим, что:

• Удельная теплоемкость воздуха (c_{воздуха} \approx 1.006 , \text{кДж/(кг·°C)}).
• Теплота парообразования (L \approx 2260 , \text{кДж/кг}).

Тепло для нагрева свежего воздуха:

$$Q{воздуха, свежий} \cdot c{выгрузки} - T_{подачи}) = 0.96 \cdot 1.006 \cdot (40 - 25) \approx 15.1 \, \text{кДж}$$

Тепло для испарения воды:

$$Q{вода, удаляемая} \cdot L = 2.7 \cdot 2260 \approx 6090 \, \text{кДж}$$

Общее количество теплоты:

$$Q{нагрев} + Q_{испарение} \approx 15.1 + 6090 \approx 6105.1 \, \text{кДж}$$

Теперь, учитывая потери в среду (5%):

$$Q{общий} \approx 0.05 \cdot 6105.1 \approx 305.25 \, \text{кДж}$$

Итак, общее количество теплоты с учетом потерь:

$$Q{общий} + Q_{потери} \approx 6105.1 + 305.25 \approx 6410.35 \, \text{кДж}$$

Теперь, чтобы найти расход греющего пара, нужно знать, сколько теплоты выделяется при конденсации пара. Предположим, что это также 2260 кДж/кг.

Расход греющего пара:

m{итого}}{L} = \frac{6410.35}{2260} \approx 2.84 \, \text{кг/час}

Расход греющего пара в калорифере составляет примерно 2.84 кг/час.