Задание: рассчитать стационарную непрерывно действующую зерносушилку шахтного типа с воздухораспределительными коробами, состоящую из двух параллельно работающих шахт, с двумя зонами сушки и зоной охлаждения зерна в каждой шахте.

Исходные данные для расчета:

- производительность сушилки (в плановых единицах) – Мпл = 24 т/ч = 24000 кг/ч

- культура - пшеница

- влажность зерна:

• начальная (на входе в сушилку)-w1 = 20 %;

• конечная (на выходе из зерносушилки) –= 14 %;

• температура зерна на входе в сушилку- θ1 = 5 °С;

• параметры атмосферного воздуха:

- температура – to = 5 °С;

- относительная влажность – φо = 60 %;

- барометрическое давление - В, Па (мм рт.ст.);

• сушилка работает на смеси воздуха с продуктами сгорания топлива;

• топливо – соляровое масло;

• режим сушки зерна - двухступенчатый.

Свежее зерно влажностью w1, и температурой θ1 поступает в надсушильный бункер и далее в сушильно-охладительные шахты. В первую зону сушки подаётся сушильный агент температурой , во вторую -температурой , в зону охлаждения зерна - атмосферный воздух температурой t0 . В первой зоне сушки влажность зерна снижается до значения , во второй - до , в зоне охлаждения зерна - до. Температура зерна в первой зоне сушки возрастает до значения , во второй зоне сушки – до , а в зоне охлаждения зерна снижается до значения .

Из проектно-расчетной схемы следует, что для расчета сушилки требуются дополнительные данные.

1. Температуру сушильного агента на входе в зоны сушки принимаем в соответствии с рекомендуемым режимом сушки зерна заданной культуры в зависимости от начальной влажности зерна – w1 :

- на входе в первую зону сушки = 130°С;

- на входе во вторую зону сушки = 150°C.

2. Предельно (максимально) допустимую температуру нагрева зерна на выходе из второй зоны сушки принимаем также по таблице = 60°С.

3. На основе опыта эксплуатации шахтных прямоточных зерносушилок принимаем следующие данные:

а) снижение влажности зерна:

• в первой зоне сушки до = 17%;

• во второй зоне сушки до= 14,5%;

б) температуру зерна на выходе из первой зоны сушки -= 35°C;

в) относительную влажность отработавшего агента сушки:

" • на выводе из первой зоны сушки - = 70%;

• на выходе из второй зоны сушки - = 60%;

, г) температура зерна на выходе из зоны охлаждения не должна быть выше температуры атмосферного воздуха более чем на 5-10 °С, т.е.

< to + (5÷10), °С;

д) температуру отработавшего воздуха на выходе из зоны охлаждения зерна принимаю! в пределах:

≤ ≤

е) удельные потери теплоты в окружающую среду:

- для первой и второй зон сушки - = = 20 кДж/кг и. вл.;

- для зоны охлаждения зерна - , кДж/кг и. вл.

4. Характеристику топлива выбираем по справочным данным.

Тепловой расчёт сушилки проводим графоаналитическим методом с построением на I - d диаграмме процесса нагрева атмосферного воздуха путём смешения его с продуктами сгорания топлива, процессов изменения состояния сушильного агента в зонах сушки и атмосферного воздуха в зоне охлаждения зерна.

Рассчитываемая зерносушилка имеет две зоны сушки, различающиеся температурой сушильного агента. В связи с этим определяем параметры сушильного агента, поступающего в каждую из зон сушки.

Расчет параметров сушильного агента, поступающего в зоны сушки

А. Для случая работы сушилки на жидком топливе

Определяем массу воздуха, теоретически необходимого для сжигания 1 кг топлива по формуле:

= 0,115 Ср + 0,346 Нр - 0,043 ( Ор - Sp ), кг с.в./кг,

= 0,115∙86.5 + 0,346∙ 12.8 - 0,043 ( 0.15-0.4 ) =14.39 кг с.в./кг,

где Ср, Нр, Ор, Sp - массовая доля углерода, водорода, кислорода и серы в топливе (на рабочий состав), %.

Общий коэффициент избытка воздуха в сушильном агенте, поступающем в первую

зону сушки:

где - высшая теплота сгорания топлива, определяемая по формуле:

= 339 Ср + 1257 Нр - 109 (Ор – Sр), кДж/кг;

= 339 ∙86,5+ 1257∙12,8 - 109∙ (0,15 – 0,4) = 45440,35 кДж/кг;

- коэффициент полезного действия топки; принимают в пределах 0,96 - 0,98;

∙- количество тепла, образующегося при сгорании 1 кг топлива;

ст - удельная теплоёмкость топлива; ст = 1,7 кДж/(кг • К);

tт - температура топлива; tт = to;

cт • tт - физическое тепло, вносимое в топку с топливом ;

- удельная энтальпия пара в агенте сушки, определяемая по формуле: = r0 +cn∙, =2500+ 1,84 , кДж/кг,