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文档简介
目录一、绪言3二、设计任务书8三、流程概述1、干燥器设备结构图92、流程图93、流程说明104、方案确定10四、干燥器计算1、基本物料衡算122、相关参数计算143、加速区管长计算174、终速段计算21五、主要附属设备的选型和计算1.加料器的选型和计算232.旋风分离器的选型和计算233.空气加热器的选型和计算244.风机的选型和计算25六、设计评价27七、心得体会28八、设计结果概览29九、主要数据公式来源30十、参考文献31一、绪言 化工原理课程设计的目的和要求课程设计是化工原理课程的一个总结性教学环节,是培养学生综合运用本门课程及有关选修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练。在整个教学计划中,它也起着培养学生独立工作能力的重要作用。 课程设计不同于平时的作业,在设计中需要学生自己做出决策,即自己确定方案,选择流程,查取资料,进行过程和设备计算,并要对自己的选择做出论证和核算,经过反复的分析比较,择优选定最理想的方案和合理的设计。所以,课程设计是培养学生独立工作能力的有益实践。 通过课程设计,学生应该注重以下几个能力的训练和培养: 1. 查阅资料,选用公式和搜集数据(包括从已发表的文献中和从生产现场中搜集)的能力; 2. 树立既考虑技术上的先进性与可行性,又考虑经济上的合理性,并注意到操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想,在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力; 3. 迅速准确的进行工程计算的能力;4. 用简洁的文字,清晰的图表来表达自己设计思想的能力1.1当代食品干燥技术前言:随着环境的变化,经济的发展,科技的提高以及人们认识的深化,以绿色,方便,保健为特征的新食品工业得到迅速发展。目前市场所售食品除一小部分为新鲜食品外,大部分都是保鲜食品,又由于食品的冷藏处理量日趋增长使分销系统复杂易污染,从而使干燥食品大显身手。干燥食品,顾名思义,即利用干燥技术加工而成的食品,它不需冷藏,更易保存且长时间保鲜,更有重量轻,食用方便等优点。目前,真空冷冻干燥技术、吸附冷冻干燥技术、微波干燥技术、红外加热干燥技术等都是目前世界先进的干燥技术。在年月举办的“世纪食品与生物工程发展战略研讨会”上,冷冻干燥技术作为食品高新技术之一成为未来我国食品领域科学术研究的重要课题。干燥通常是指将热量加于湿物料并排除挥发性湿分(大多数情况下是水),而获得一定是含量固体产品的过程。湿分以松散的化学结合形式或以液态溶液存在与固体中,或积集在固体的毛细微结构中。这种液体的蒸汽压低于纯液体的蒸汽压,称之为结合水分。而游离在表面的湿分则称为非结合水分。可根据不同的准则对干燥器进行的分类:第一种分类是以产热方法为基础的。即传导加热、对流加热、辐射加热、微波和介电加热。冷冻干燥可认为是传到加热的一种特殊情况。第二种干燥方法是根据干燥容器的类型,如托盘、转鼓、流化床、气流或喷雾。气流干燥气流干燥也称“瞬间干燥”,是固体流态化中稀相输送在干燥方面的应用。该法是使加热介质(空气、惰性气体、燃气或其他热气体)和待干燥固体颗粒悬浮于流体中,因而两相接触面积大,强化了传热传质过程,广泛应用于散装物料的干燥单元操作。气流干燥的特点(1)气固两相间传热传质的面积大 固体颗粒在气流中高度分散成悬浮状态,这样,使气固两相之间的传热传质表面积大大增加。由于采用较高气速(2040m/s),使得气固两相间的相对速度也较高,不仅使气固两相具有较大的传热面积,而且体积传热系数也相对较高。由于固体颗粒在气流中高度分散,使得物料的临界湿含量大大降低。(2)热效率高、干燥时间短、处理量大 气流干燥采用气固两相并流操作,这样可以使用高温的热介质进行干燥,且物料的湿含量越大,干燥介质的温度可以越高。(3)气流干燥器结果简单、紧凑、体积小、生产能力大。气流干燥器结构简单,在整个气流干燥系统中,除通风机和加料器以外,别无其他转动部件,设别投资费用较少。(4)操作方便 在气流干燥系统中,把干燥、粉碎、筛分、输送等单元过程联合操作,流程简化并易于自动控制。(5)气流干燥的缺点,气流干燥系统的流动阻力降较大,一般为30004000pa,必须选用高压或中压通风机,动力消耗较大。气流干燥所使用的气速高,流量大,经常需要选用尺寸大的旋风分离器和袋式除尘器。气流干燥对于干燥负荷很敏感,固体物料输送量很大时,气流输送就不能正常操作。气流干燥的适用范围(1)物料状态 气流干燥要求以粉末或颗粒状物料为主,其颗粒粒径一般在0.50.7mm以下,至多不超过1mm。对于块状、膏糊状及泥状物料,应选用粉碎机和分散器与气流干燥串联的流程,使湿物料同时进行干燥和粉碎,表面不断更新,以利于干燥过程的连续进行,或者采用将一部分干燥合格的产品返回喂料口与湿物料相混合,使湿膏状物料、泥状物料分散成粉状物料后进行干燥。如果物料粒度过小,或者物料本身有毒,很难进行气固分离,不宜采用气固干燥。(2)湿分和物料结合的状态 气流干燥采用高温高速的气体作为干燥介质,且气固两相间的接触时间很短。因此气流干燥仅适用于物料湿分进行表面蒸发的恒速干燥过程;待干物料中所含湿分应以润湿水、孔隙水或较粗管径的毛细管水为主。此时,可获得湿分低达0.3%0.5%的干物料。对于吸附性或细胞质物料,若采用气流干燥,一般只能干燥到含湿分2%3%。其他食品干燥技术冷冻干燥技术真空冻干技术为世界上公认最先进的食品加工高新技术。真空冷冻干燥就是把含有大量水分的物料预先冷冻,使物料中的游离水结晶,冻结成固体,然后在高真空条件下使物料中的冰晶升华,待冰晶升华后除去物料中部分吸附水,最终得到残留水量为左右的干制品。该技术生产的产品具有保留食品的色、像、味及营养成分,有良好的速溶性和复水性,且易于运输、贮藏及成本低等优点,在食品工业得到了广泛的应用。微波干燥技术微波加热是使加热物体本身成为发热体,故称之为内部加热方法,微波从四面八方穿过食品,食品内外同时加热,既不需要传热介质,也不利用对流,食品内外温度同时上升,加热速度快而均匀,仅需传统加热方法的几分之一或几十分之一,并能较好地保留食品中维生素及食品原有的色香味。喷雾干燥喷雾干燥是系统化技术应用于物料干燥的一种方法。于干燥室中将稀料经雾化后,在与热空气的接触中,水分迅速汽化,即得到干燥产品。该法能直接使溶液、乳浊液干燥成粉状或颗粒状制品,可省去蒸发、粉碎等工序。除了高技术的干燥方法和方式不断得到创新外,一些传统干燥方法也不断推陈出新。如红外加热干燥技术、吸附式低温干燥技术、蒸汽喷射真空干燥技术等。红外加热干燥技术红外加热以辐射方式传递热量,当被加热分子受到某种频率的红外线照射时,即辐射源的辐射能谱与被加热物分子产生共振吸收,加速分子内部的热运动,从而达到升温加热的目的。基于红外加热的机理,红外加热干燥具有加热速度快、生产效率高,加热均匀、清洁、产品质量高,节省能源等特点。吸附式低温干燥技术吸附式低温干燥技术属于热泵干燥。它的实质是冷风干燥,能耗低,干燥气流温度在以下,相对湿度在左右。它能一定程度上克服热风干燥使物料表面硬化、干缩严重,营养成份损失大,复水后很难恢复到原状的缺点。 冲击干燥冲击干燥是利用单个或多个蒸汽喷嘴向物料表面垂直喷射气流。用过热蒸气作为干燥质时,在干燥开始的瞬间会有部分水蒸汽凝结在产品的表面,就像过热蒸汽与冷的固体接触是发生的现象一样。结束语: 当前,食品加工技术的一个重要趋势是最大限度的保持食品的营养和色香味而干燥工艺和设备的选择对食品产品的营养、色香味有很大影响。食品干燥,是提高食品贮存、保质的必要措施,干燥机的性能直接影响到干燥食品的质量与价值。近几年我国相继开发出了各种多功能、高效率、低能耗、适应性强的干燥机,食品干燥技术和设备还是取得了不少进步。关于干燥装置的发展动向,同其他食品加工技术一样正在向探索节能、省地以及讲究卫生安全和适应环境保护要求,并能进一步提高产品质量高标准要求的方向发展。1.2聚氯乙烯树脂全名为polyvinyl chloride,主要成份为聚氯乙烯,另外加入其他成分来增强其耐热性,韧性,延展性等。工业聚氯乙烯树脂主要是非晶态结构,但也包含一些结晶区域(约),所以聚氯乙烯没有明显的溶点,约在80左右开始软化,热扭变温度( 1.82mpa负荷下)为70-71,在加压下150开始流动,并开始缓慢放出氯化氢,致使聚氯乙烯变色(由黄变红、棕、甚至于黑色)。工业聚氯乙烯重均相对分子质量在4.8-4.8万范围内,相应的数均相对分子质量为2-1.95万。而绝大多数工业树脂的重均相对分子质量在10-20万,数均相对分子质量在4.55-6.4万.硬质聚氯乙烯(未加增塑剂)具有良好的机械强度、耐候性和耐燃性,可以单独用做结构材料,应用于化工上制造管道、板材及注塑制品。硬质聚氯乙烯可以用增强材料。它是当今世界上深受喜爱、颇为流行并且也被广泛应用的一种合成材料。由于化学稳定性高,所以可用于制作防腐管道、管件、输油管、离心泵和鼓风机等。聚氯乙烯的硬板广泛应用于化学工业上制作各种贮槽的衬里,建筑物的瓦楞板,门窗结构,墙壁装饰物等建筑用材。由于电气绝缘性能优良,可在电气、电子工业中,用于制造插头、插座、开关和电缆。在日常生活中,聚氯乙烯用于制造凉鞋、雨衣、玩具和人造革等,它的全球使用量在各种合成材料中高居第二。pvc可分为软pvc和硬pvc。其中硬pvc大约占市场的2/3,软pvc占1/3。软pvc一般用于地板、天花板以及皮革的表层,但由于软pvc中含有柔软剂(这也是软pvc与硬pvc的区别),容易变脆,不易保存,所以其使用范围受到了局限。硬pvc不含柔软剂,因此柔韧性好,易成型,不易脆,无毒无污染,保存时间长,因此具有很大的 开发应用价值。pvc的本质是一种真空吸塑膜,用于各类面板的表层包装,所以又被称为装饰膜、附胶膜,应用于建材、包装、医药等诸多行业。其中建材行业占的比重最大,为60%,其次是包装行业,还有其他若干小范围应用的行业。氯化乙烯基最初是在1835年在justusvonliebig实验室合成出来的。而聚氯乙烯是由baumann在1872年合成的。但是直到20世纪20年代才在美国生产出了第一个聚氯乙烯的商业产品,在接下来的20年内欧洲才开始大规模生产。 聚氯乙烯具有原料丰富(石油、石灰石、焦炭、食盐和天然气)、制造工艺成熟、价格低廉、用途广泛等突出特点,现已成为世界上仅次于聚乙烯树脂的第二大通用树脂,占世界合成树脂总消费量的29%。聚氯乙烯容易加工,可通过模压、层合、注塑、挤塑、压延、吹塑中空等方式进行加工。聚氯乙烯主要用于生产人造革、薄膜、电线护套等塑料软制品,也可生产板材、门窗、管道和阀门等塑料硬制品。 二、设计任务书 2.1 题目:设计直管气流干燥器,以干燥聚氯乙烯树脂湿物料2.2 已知数据:(1) 湿物料颗粒直径:绝干物料密度:绝干物料比热:含湿量(以湿基计):操作温度:操作压力:101.325kpa 加热蒸汽压力:4atm(表压)原料量:kg/h临界湿含量:1 (2) 干燥介质:湿空气(3) 干物料(产品)含水量:临界湿含量: 平衡湿含量:2.3设计内容1、设计说明书一份,内容包括:1.目录 2.题目及数据3.流程图 4.流程和方案的选择说明与论证 5.干燥器主要部件及尺寸的计算 6.主要数据、公式来源 7.主要附属设备选型和计算 8.评价设计 9.设计结果浏览 10.参考文献2、绘出干燥设备装配图 三、流程概述 3.1干燥器设备结构 3.2流程图3.3流程说明:如图,物料由加料斗4经螺旋加料器5进入气流干燥管的底部,空气由风机1吸入,通过预热器加热直一定温度后,送入气流干燥管,由于热气流的高速流动,使物料颗粒悬浮于气流之中,并与气流发生传热传质,实现干燥,已干燥的物料随气流带出经旋风分离器6,而回收产品,产品通过气封7而由出口卸出,废气经风机抽出而放空,完整的的对流干燥装置应该包括:风机,预热器,加料斗,干燥器,气固分离设备,及各种控制仪表等选用干燥设备,合理分布流程,遵循以下规则:1.,选择风机依据是,全系统的流程阻力,及工艺要求的风量.2.风机的安装位置:通常应该在气固分离设备之后,可使整个干燥装置处于负压下 操作,避免粉尘泄露和高温损坏风机,且利于物料水分的汽化3.当一台风机的风压不够,克服系统的阻力时,可采用多台,分别安装在干燥装置的前后4.空气预热器常使用翅片式加热器,可强化传热速率,提高传热效果5.气固分离设备常采用旋风分离器,其构造简单费用低,压降也不大,分离效果好6.常用加料器用星型或螺旋式,它们都适用于块状物料,螺旋式还适用于膏状物料,但两者都不适于硬度大的物料.3.4方案确定3.4.1设计方案的确定a.总原则:满足工艺要求,经济合适,生产安全。b.设计要求:(1)所确定的流量和选用的设备,必须保证产品达到预期的干燥目的,而且质量要确定;(2)热能消耗干燥过程的主要消耗,设计是考虑如何省能;(3)干燥器的选定尽量降低价格;(4)选用合适的干燥介质,如热空气,烟道气等,一般使用热空气,除去物料与空气中的氧气接触会发生反应时,则用过热蒸汽或氮气等惰性气体,当不担心烟道气对干物料的污染时,可尽量采用烟道气。c.设计依据干燥器设计中,主要利用以下基本关系,(1)物料衡算;(2)热量衡算;(3)传热速率方程式;(4)传质速率方程式,但由于对流传热系数及传质系数随不同的条件而变化,且无同样的和r关系式,因此干燥的设计要用经验方法进行计算。d.干燥器的选型被干燥物料的行状以及干燥后产品的要求决定了干燥器的类型,干燥器必须能保证产品的质量,速率快,操作控制方便,劳动条件好,而且要能适宜被干物料的形态和物性生产能力要高,而且能耗低。工业中气流干燥器是常用的一种,对于能在其他中自由流动的颗粒物料,常采用气流干燥器进行干燥,因为结构简单,造价低,易于制造和维修,操作稳定且便于控制,一般热效率也比较高,干燥非结合水时,热效率可达60%左右,但干燥结合水时,热效率仅为20%左右,其主要缺点:由于气速高以及物料在输送过程中与壁面的碰撞及物料间的相互摩擦,整个系统的流体阻力大,动力消耗大,对粉尘回收装置的要求高,且不宜干燥有毒物质。气流干燥比较适合于干燥粒径100及其以上的合成纤维结晶,矿石,合成橡胶等,对聚氯乙烯,因具有热熔性,当温度太高(一般不超过7080),容易软化,而其含湿量可以达到较高而不潮解,故干燥聚氯乙烯选用气流干燥器是合理的。e.工艺流程在设计中工艺流程采用湿物料直接加入干燥管中,由于蒸汽流的冲击作用而将物料分散,从而使物料得以干燥,干燥后的物料大部分由一级旋风分离器收集,剩余部分由袋滤器捕集。由于气流干燥器的干燥时间较短,若湿物料水分未干燥完全的话,可串联流动干燥机,使湿物料干燥充分。3.4.2参数确定1)选择干燥介质在物料的干燥过程中,采用何种介质是根据物料的性质和生产厂家的具体情况来确定的。通常使用的干燥介质是不饱和热空气,若气体的相对湿度越低,则表明湿气体距饱和状态越远,吸湿能力也越大。(相对湿度的定义为:在一定温度、压力下,湿气体所含湿分蒸汽压p与该温度、压力下湿分的饱和蒸汽压之比,即,由于干燥过程一般在常压或负压下进行,总压对基本无影响,又考虑到成都地区湿度较大,故取其值为80.2)气体进口温度的选定提高气体进口温度可增大传热温差,有利于提高热效率和干燥强度,但温度过高的话,干燥管的干燥速率将下降很快,并且操作费用增大,在本次设计计算中取10(由任务书确定)。3)气体出口温度的确定干燥器的出口气体温度与干燥管的长度及燃料费用有关,若取得较低,则对热能利用是有利的,但管长需要增加,制造成本将增加,考虑各种因素的影响,确定气体出口温度为70.4)气体进口速度的确定气体进口速度越大,颗粒与气流之间的相对速度就越大,给热系数也将越大,但气速过高,其操作费用也会提高,对生产的经济性不利,一般气速定为2040m/s,本次计算先取30m/s,得到的管径值圆整后,在最终确定进口气速。5)湿物料的进口温度的确定 湿物料的进口温度都是根据生产实际情况而定,根据本次设计任务,取20.四、 干燥器计算 4.1基本物料衡算4.1.1 汽化水分量w(由 w=4.1.2空气出干燥器温度的确定的确定,空气温度取20 的确定联立方程,求出41.67t2,q2的说明应比进口气体绝热饱和温度高20至50 ,取704.1.3 绝干空气消耗量l计算及干燥管管径d的确定 令 设,则校核假设合理4.2干燥管参数的计算4.2.1、确定给热系数(1)加速段起点则 则 (2)加速段终点终点的确定:若整个干燥管内交换的总热量为q,则加速段应占其80, 则 解得, kwqqt3880.1189850.1478.08.0= 8150.820-67.41476.12756.0)(122=-=)(qqmcmcgqkw绝干气体水汽kgkglwhhtt/3103.00585.20441.00117.00=+=+= 9000.02756.00441.0-25.01=-=cttgwxx 则 : 4.2.2确定加速区nu与rer间的关系设rer400 则(加速区始点) (加速区终点)则 则 4.2.3的计算2850.03089.04.01=-npcndgaa=0.27562.3028(41.67-20)=13.7529 4.2.4固体颗粒的初速度 4.2.5加速段的平均值计算 4.3加速段管长的计算第一段:预热段uri-1=ugm-um0=30.2988-0.2445=30.0543m/s 设uri=uri-11.3=23.1184m/sbu=12(uri-1n-0.4+urin-0.4) ji-1=ajuri-11.4-9.81 uri=1ajji-1expqiaqbu+9.8111.4 试差法求的uri=22.1158m/suri1.5ut, uri-12uri 可得分段较为合理ji=ajuri1.4-9.81=1536.877 jm=aj2.4uri-12.4-uri2.4uri-1-uri-9.81=1943.1865 m=ji-1-jiuri-1-uri=104.4960 b=jm-muri-1+uri2=-782.567 =1mlnmuri-1+bmuri+b=0.004149s l=bm+ugm-1muri-1-uri=0.0187m 末粒子速度umi=ugm-uri=8.1830m/sri=uri-1-uriuri=0.3589 ci=11.2=0.8333 第二段1. 预分段设qi=qi-1riri-1c=14.1910kw 2 热量衡算ti=ti-1-qilchi-1=126.7823 wi=qir0+cvti-cw2=0.0056kg/s hi=hi-1+wil=0.0144kg水汽/kg绝干气体 tmi=ti+ti-12=130.1384 hmi=hi+hi-120.0130kg水汽/kg绝干气体 vhmi=0.002835+0.004557hmitmi+273=1.669m3/kg绝干气体gmi=1+hmivmi=0.8682kg/m3 ugmi=ugmi-1vhmivhmi-1=29.6376m/s 3 传热计算tmi=ti-1-2-(ti-2)lnti-1-2ti-2=88.43 ts=ti+ti-1+i+i-14=85.90 g=2.8210-4(ts+273.15)0.8=0.0312w/(m.k) gmi=3.21410-7(273+tmi)0.712=2.302110-5pa.s 4.的试差计算设uri=uri-1ri+1 bu=12(uri-1n-0.4+urin-0.4) ji-1=ajuri-11.4-9.81 uri=1ajji-1expqiaqbu+9.8111.4 试差法求的uri=14.5399m/s5.校核分段合理性6.流体力学计算7.附加计算末粒子速度: 以下均按上述方法重复计算可得加速段中第36的数据,现列表如下:qi13.752914.191010.326511.23699.46929.06118.28998.41468.8487chi-11.0271.02701.03211.03581.03991.04331.04661.04961.0527ti133.4946126.7823121.9219116.6520112.2284108.0094104.1615100.267196.1837tm105.284788.426082.658377.587172.747868.427264.396360.523456.5308tm136.7473130.1384124.3521119.2869114.4402110.1189106.0855102.214398.2254w0.05440.00560.00410.00440.00370.00360.00330.00340.0035h0.01170.01440.01640.01850.02030.02210.02370.02530.0270hm0.01170.01300.01540.01740.01940.02120.02290.02450.0262vh1.19291.16691.15431.14331.13271.12321.11421.10561.0967ugm30.298829.637629.319629.039428.769728.527928.301028.082227.8557gm0.85490.86820.87960.88990.90000.90920.91800.92660.9357uri-130.053921.454614.221810.05596.59694.38322.80611.75421.0219ts83.7985.9083.0180.4878.0675.8973.8871.9469.9477g0.03110.03120.03100.03080.03070.03050.03040.03020.0301g0.000023290.000023020.000022790.000022580.000022380.000022200.000022040.00002187000002171a6510.21766643.25446692.24626736.26886779.42826818.79276856.31286893.05236931.6804aq19513.9416741.932315765.32914895.45814055.867613297.841412583.352611889.94914655.3179uri22.115814.539910.33616.86664.6253.0331.9731.24840.8385ji-12366.37791472.5346823.7893503.3006274.5654150.634576.125334.754711.1036ji1536.877850.9052523.9830291.2908163.343086.106842.725317.84126.0454jm1943.18651153.2570670.4280394.4576217.5532117.532659.007426.08458.5412m104.49689.899277.155666.474656.404747.791840.089533.437727.5842b-782.567-464.6828-276.9635-168.0016-98.9299-59.6838-36.7891-24.1159-17.11720.0041490.0061480.0058960.0082890.0092690.0117900.0145150.0201170.0221l0.01870.07350.10130.17180.21550.29340.37670.53530.5961umi8.18315.097718.983522.172824.144725.494926.328026.833827.0172ri0.35890.47560.37590.46450.42630.44520.42230.42560.2187ci0.83330.77870.92050.88070.91800.91650.96451.0579 2.0465第一段 第二段 第三段 第四段 第五段 第六段 第七段 第八段 九加速段总管长的计算:加速段总干燥时间:=0.1023s4.4恒速段管长的计算加速段结束后:ugm=ug0vhmvh0=27.1973m/s um=ugm-ut=26.3629m/s a=6gcdpm4d2um=3.7158 干燥器总长度:干燥器总干燥时间:五、主要附属设备的选型和计算 5.1加料器的选型和计算(1).加料器的选型气流干燥器装置所采用的加料器必须保证向干燥器连续均匀的加料。对于聚氯乙烯的干燥,聚氯乙烯是白色粉末,综合其它物性及加料量考虑,选用螺旋加料器。螺旋加料器宜于输送粒状、粉状、及小块状物料,密封性能好,操作安全方便,结构简单制造费用低,但输送过程中物料易破碎,零件磨损大,且不宜输送粘性大、易结团的物料。(2).加料器的计算根据题意查表:选取0.36,取值为50查表求螺旋加料器的倾斜修正系数,选取输送倾斜角度为=0.7t为螺距,对于粘度小的物体t=0.8d或d,取t=d由于g=1240kg/h,=1400kg/根据式可计算出d=0.074m5.2旋风分离器的选型和计算在气流干燥装置中,产品的捕集主要靠旋风分离器。是利用离心力分离沉粒的设备。其结构简单,造价低廉,没有活动部件,操作条件广泛,分离效率高。其型号与气体处理量,容许的压力降以及所要求的分离效果有关。在本设计任务中,依据题意选取旋风分离器。设进口风速为17m/s,查表选择clp/a-9.4x型旋风分离器其规格及性能如下:型号数量(台)clp/a-9.4x77801268715.3空气加热器的选型和计算根据对介质温度的要求和对产品质量的要求以及生产能力的大小而采用不同的加热设备;同时还要根据当地热源的具体情况来确定加热设备,比如产品要求的洁净度高,有不耐高温,要求介质温度在160以下,那么便可以采用蒸汽做热源的间接加热器:聚氯乙烯的热稳定性差,而且需保证一定的洁净度,因此选择翅片加热器。为空气通过通风净截面的质量流速,单位为,先取则所需通风截面积 取s=0.26m2则vp=7.9173kg/m2s选择srl106/3型,其性能参数如下:型号散热面积通风截面积热介质通过截面积管束数连接管直径mm 39.80.26 0.0082 4140平均温度80,查表得cp=1.022kj/(kgk)q=lcpt1-t01000=252.4544kj 查表得k=15.1vp0.43=36.7591w/m2k加热蒸汽压力为4atm,则绝对压力为5atm冷凝温度为tm=151.69-20-(151.69-140)ln151.69-20151.69-140=49.55 总的加热面积:a=qktm=138.5989m2所需加热器台数:n=a39.8=3.48 取4台安全系数:439.8138.5989=1.15加热面积为1.11.2的安全系数,所以所选加热器符合要求。空气阻力p=3.03vp1.62=86.52pa同样的方法选择以下几个型号计算:型号散热面积通风截面积热介质通过截面积管束数连接管直径mm 26.20.26 0.00542740计算的所需加热器台数5.59取6台所需台数多于srl106/3,因此不使用srl106/2型号散热面积通风截面积热介质通过截面积管束数连接管直径mm42.60.27 0.0070 3532计算的所需加热器台数3.30取4台安全系数:442.6140.8665=1.21 1.2 所选加热器不合适综上所述加热器选srl106/35.4风机的选型及计算风机是输送气体的装置。在气流干燥装置中输送的多是空气和与空气性质相似的气体,所以一般采用离心式通风机。其型号的选择与被输送的气体的性质(如含尘气体、清洁空气、腐蚀性气体或者易燃气体等)、风压范围以及输送的风量有关。(一)鼓风机的选型和计算鼓风机入口处空气的温度为20,湿含量为0.0117。取安全系数为1.15,所以,所需的风量为设加料器水平面压强为101kpa,取安全系数为1.15,所以,所需风压为所以选型号为4-72型离心通风机机号转速(r/min)全风压风量出风口方向型号功率(kw)61450112476500225y112m-44(2) 机 (3)(二)抽风机的选型和计算抽风机入口处空气的温度为,湿含量为0.0326取安全系数为1.15,所以,所需的风量为取安全系数为1.15,所以,所需风压为所以选型号为4-79型离心通风机机号转速(r/min)全风压风量出风口方向型号功率(kw)42900251189900225y160m1-21.1综上所述所选的附属设备如下:1旋风分离器:clp/a-8.2x型2空气加热器:型3鼓风机:4-72型离心通风机,机号6,型号y112m4 抽风机:4-79型离心通风机,机号4,型号y160m1-2六、设计评价6.1对气流干燥器的评价1. 干燥器的热效率:2. 干燥效率 3. 干燥总效率 由以上计算知,干燥器具有以下特色:(1)干燥时间极为短暂,几乎在瞬间内(0.42s)便可以得到粉末状的干产品(2).粒子显著分散于气流中,全管的体积传热系数很大,可以最大的干燥速率将物料的湿分量降到最低(3)物料与热风并流操作,且干燥时间短,故可以采用高温干燥介质,以提高气固的传热温差,同时物料在表面汽化段,操作安全(4)干燥效率高,散热面积小,设备结构简单,造价低,只需一根直径为0.43m,长为9.72m的干燥管就可以了.(5)气流干燥器,占地面积小,操作方便。6.2对附属设备的评价在选择设备时首先要考虑所选设备的合理性,其次是操作安全、制造费用等等。加料器、加热器和旋风分离器的选择相对要简单些,根据数据可以选出合理的设备。计算了所有可以选择的加热器,至少需四台加热器并联使用,不能控制在三台内,这不仅使我们的成本提高,同时使得在干燥过程中阻力增加所占空间增加,所以这里还需要改进。在风机的选型过程中,采用两台风机同时进行工作,在加热器前面装一台送风机,在除尘系统后面装一台抽风机,即前送后抽式流程(负压操作),不但可以减少设备费用,还可以避免粉尘飞扬,有利于改善劳动环境。七、心得体会经过几周的奋战我的课程设计终于完成了。在没有做课程设计以前,觉得课程设计只是对课本所学知识的单纯总结,但是通过这次做课程设计发现自己的看法有点太片面。课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验,而且也是对自己能力的一种提高。通过这次课程设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多,以前老是觉得自己什么东西都会,什么东西都懂,有点眼高手低。通过这次课程设计,我才明白学习是一个长期积累的过程,在以后的工作、生活中都应该不断的学习,努力提高自己的知识和综合素质。 在这次课程设计中也使我们的同学关系更进一步了,同学之间互相帮助,有什么不懂的大家在一起商量,听听不同的看法有助于我们更好的理解知识,所以在这里非常感谢帮助我的同学。总之,不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多,真是万事开头难,不知道如何入手。最后终于做完了就有种如释重负的感觉。此外,还得出一个结论:知识必须通过应用才能实现其价值!有些东西以为学会了,但真正到用的时候才发现是两回事,所以我认为只有到了真正会用的时候才是真的学会了。 在此要感谢我们的指导老师易老师对我们悉心的指导,感谢老师给我们的帮助。在设计过程中,我通过查阅大量有关资料,与同学交流经验和观点,并向老师请教等方式,使自己学到了不少知识,也经历了不少艰辛,但收获是巨大的。在整个设计中我懂
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