Файл: Решение Тепловой поток (Вт), необходимый для нагрева воздуха, определяем по формуле где плотность воздуха.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.11.2023

Просмотров: 26

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Задание 1

Подобрать калориферную установку для нагрева воздуха в объеме V с начальной температурой tн = tн.в до конечной tк = tв, при теплоносителе – воде, с температурой в подающей магистрали tг = 95 0С и в обратной tо = 70 0С. Расчет провести для климатического района с барометрическим давлением р, согласно нижеприведенным исходным данным.

Дано: V= 18000 м3/ч, tв = 12 оС, tн.в. = - 20 оС, p= 99,3 МПа, tг = 95 оС, tо = 70 оС.

Решение

Тепловой поток (Вт), необходимый для нагрева воздуха, определяем по формуле:



где плотность воздуха:



Расчетная площадь живого сечения ( м2) калорифера для прохода воздуха



где - расчетная массовая скорость воздуха, кг/(с⋅м2); по экономическим соображениям, с целью недопущения перерасхода электроэнергии на привод вентилятора, принимают = 4...12 кг/ с ⋅ м2.

Принимаем калорифер КВС-П №11 с fР = 0,867 м2 и определим действительную массовую скорость воздуха в калорифере



Определим скорость воды ( м/с) в трубках калорифера



где Ф - тепловой поток, расходуемый на нагрев воздуха, Вт;

ρВ - плотность воды; определяется по диаграмме при средней температуре = (tг + tо)/2, кг/м3; = (95 + 70)/2 = 82,5 оС, кг/м3;

св - теплоемкость воды, равная 4,187 кДж/(кг⋅К);

fТР - площадь живого сечения трубок калорифера по теплоносителю, м2;

tг и tо - температуры воды на входе в калорифер и на выходе из него
, оС.

Определим коэффициент теплопередачи калорифера



Фактический тепловой поток, передаваемый калориферной установкой нагреваемому воздуху, определяем по формуле



где k - коэффициент теплопередачи, Вт/( м2 ⋅К);

F - площадь поверхности нагрева калорифера, м2 ; F = 72,0 м2 ;

tср - средняя температура нагреваемого воздуха, tср = (tк + tн)/2 = [12 – (-20)]/2 = 16 оС;

- средняя температура теплоносителя, оС.

Теплоотдача Фк должна быть на 15…20% больше расчетного расхода теплоты Ф , необходимой для нагревания воздуха.

Так как Фк < Ф, то принимаем калорифер КВС-П №12 c F = 108 м2 и fТР = 0,00347 м2 и выполним перерасчет



Определим скорость воды ( м/с) в трубках калорифера



где Ф - тепловой поток, расходуемый на нагрев воздуха, Вт;

ρВ - плотность воды; определяется по диаграмме при средней температуре = (tг + tо)/2, кг/м3; = (95 + 70)/2 = 82,5 оС, кг/м3;

св - теплоемкость воды, равная 4,187 кДж/(кг⋅К);

fТР - площадь живого сечения трубок калорифера по теплоносителю, м2;

tг и tо - температуры воды на входе в калорифер и на выходе из него, оС.

Определим коэффициент теплопередачи калорифера



Фактический тепловой поток, передаваемый калориферной установкой нагреваемому воздуху, определяем по формуле



где k - коэффициент теплопередачи, Вт/( м2 ⋅К);

F - площадь поверхности нагрева калорифера, м2 ; F = 108,0 м2 ;

tср - средняя температура нагреваемого воздуха, tср = (tк + tн)/2 = [12 – (-20)]/2 = 16 оС;


- средняя температура теплоносителя



Результат близок к рекомендуемому.
Задание 2

Установить необходимые режимы вентилирования: удельный расход воздуха l, высоту насыпи h и продолжительность вентилирования τ зерновой насыпи, согласно нижеприведенным исходным данным.

Дано: культура – бобовы, влажность - > (18,0…20,0)%, тип установки – СВУ – 1.

Решение

Необходимый удельный расход воздуха l ( м3 /т), нагнетаемого в зерновую насыпь на вентилирование с целью понижения температуры 1т зерна до значения температуры воздуха, определяется из выражения:



где = 1,298 кДж/( м3 ⋅К) – при параметрах воздуха, соответствующих нормальным условиям;

cз – удельная теплоемкость зерна:



Тогда



С учетом нормативной величины расхода воздуха V = 2000 м3 /т и фактического удельного расхода воздуха в единицу времени l, м3/(ч⋅т), обеспечиваемого той или иной установкой, необходимая продолжительность вентилирования τ (ч) с целью охлаждения зерна, определяется из отношения:



Исходя из рекомендаций (табл. 2.3 метод. указаний) высота насыпи для установки СВУ-1 не должна превышать 2 метров, т.е. h
Задание 3

Установить расчетом следующие параметры 1-й зоны сушки шахтной прямоточной зерносушилки: удельный расход агента сушки l1 (кг/кгисп.вл); удельный расход теплоты на сушку q1 (кДж/кгисп.вл); расход агента сушки L1 (кг/ч); расход теплоты Q1 (кДж/ч). При расчетах использовать нижеприведенные исходные данные (с обозначением параметров, принятым на рис. 3.1, а): производительность G, температура зерна θ, влажность зерна w, температура атмосферного воздуха t0 и агента сушки t1, влагосодержание атмосферного воздуха d0 и агента сушки d1.

Дано: G0 = 26000 кг/ч, wo = 18,5%, w1 = 14,5%,
to = 5oC, t1 = 140oC, do = 3 г/кг, d1 = 3,45 г/кг.

Решение

Определим производительности зерносушилки на входе в 1-й зону сушки



= 24784 кг/ч;

Определим количество влаги, испаряемой в 1-й зоне сушки



Удельный расход агента сушки



где влагосодержание отработанного агента сушки.



Определим удельную теплоемкость зерна на выходе из 1-й зоны сушки



Рассчитаем энтальпию агента сушки на входе в 1-ю зону



Энтальпия агента сушки на выходе из 1-й зоны



где

Определим угловой коэффициент сушки



Тогда

=

= - 6,45 г/кг.



Тогда






Задание 4

Установить расчетом для шахтной прямоточной зерносушилки: основные габариты (высоту и размеры шахт в плане), потребный расход натурального В и условного Ву топлива, объем топочного пространства Vт. При расчетах использовать нижеприведенные исходные данные: позонные значения температуры агента сушки t1, t2; позонный расход агента сушки L1c, L2c; позонный расход теплоты Q1c, Q2c; температуру t0 и расход охлаждающего воздуха L0; низшую теплоту сгорания натурального топлива ; КПД топки η.

Дано: to = 15oC, t1 = 140 oC, t2 = 160 oC, Q1c = 4500 МДж/ч, Q2c = 3500 МДж/ч,

Lo = 40000 кг/ч, L1c = 45000 кг/ч, L2
c = 35000 кг/ч,

Решение

Проведем позонный расчет (при нормальных условиях, т.е. при температуре 20 оС) объемов влажного агента сушки и воздуха: V1c, V2c, Vохл3 /ч):







Определяем суммарное число подводящих и отводящих коробов в каждой зоне сушки и охлаждения



где v= 5,5 м/с, f = 0,00925 м2.





Определяем рабочую высоту шахт (камер) каждой зоны сушки и охлаждения



где

,



При двух зонах сушки и одной зоне охлаждения, общая высота рабочей зоны зерносушилки составит ( м):

Нраб = Н + Н + Нохл = 2,6 + 2,025 + 2,35 = 6,975 м.

Далее устанавливаем рабочую ширину Вш ( м) одной шахты



где hг = 0,2 м.

Далее устанавливают рабочую длину шахты (короба) Lш ( м)



где b = 0,1 м, vф = 0,3…0,4 м/с, принимаем vф = 0,35 м/с.

Общая длина рабочей зоны зерносушилки составит ( м):



где Lн.к = 1 м.

Расход потребного количества топлива В (кг/ч) устанавливают из отношения:

251,9 кг/ч.

Объем ( м3) топочного пространства



где qо.п – допускаемая объемная плотность тепловыделения, Вт/м3; для жидкого и газообразного топлива qо.п = 500⋅103 Вт/м3.

Задание 5

Установить расчетом следующие параметры 1-й … 3-й зон сушки и зоны охлаждения шахтной рециркуляционной зерносушилки: промежуточные значения зерна по производительности ( G