径计算的经验公式：dL?98.5?1N?L r?L式中：dL-----雾滴直径(m)

N------分散盘转速7300(r/min) r------分散盘半径0.14(m)

?L-----料液表面张力0.049/9.81=0.005(kg/m) ?L-----料液密度1120(kg/m3)

dL?98.5?1N?L10.005?98.5??7.619?10?5m r?L73000.14?1120

2.2.2液滴离开转盘的初速度([6]，P428) 2.2.2.1径向速度的计算

圆形通道分散盘，雾滴离开分散盘时径向速度按下式计算：

ur0??0.8r0.4c0.35(1?0.950.421.43)0.4

c?r式中：ur0-----雾滴的径向初速度(m/s)

2?N2??7300??764.454(rad/s) 6060 r-----分散盘半径0.14(m)

?-----分散盘的角速度

r00.35?L0.00250.35?1.339?10?5?0.09??0.27998 c------常数；c?0.09?4QL0.81.083?100.8()()N7300 r0-----通道半径0.0025(m)

?L-----料液运动粘度

?0.0152??1.339?10?5(m/s) ?1120G1?436.82?1.083?10?4(m3/s)

1120?3600 QL-----料液的体积流量

?1 N------分转盘转速7300(r/min)。 将以上数据代入式ur0?

746.4540.8?0.140.40.35?(1?)0.4?46.3m/s 0.950.421.430.279980.27998?746.454?0.14?0.8r0.4c0.35(1?0.950.421.43)0.4

c?r2.2.2.2切向速度的计算

由于浅槽或叶片阻止了料液的滑动，离开分散盘边缘时的切向速度近似等于

??0.28?7300?106.97m/s 分散盘上圆周速度：ut0??dN?60式中：d--------分散盘直径0.28(m)

ut0-----切向速度(m/s)。

2.2.2.3料液离开分散盘时的合成速度

料液离开分散盘时是径向速度与切向速度的合成速度的运动形式，因此最后雾滴离开分散盘时的速度为：um0?ut20?ur20?106.972?46.32?116.56m/s 式中：um0-----料液离开分散盘时的初速度(m/s)。

2.2.3雾滴水平飞行距离([6]，P429-430)

雾滴离开分散盘边缘沿水平方向飞出，雾滴飞出的最大距离是确定干燥器直径的主要依据。分散盘产生的雾距，通常是以90%-99%雾滴的降落半径作为最大雾距。但是实际雾距和理论值不能吻合，主要原因在于：

① 雾滴在喷出后因水分迅速蒸发而使雾滴密度减小，因此飞行距离也缩短。 ② 在干燥过程中雾滴的直径收缩或因崩裂而减小。 ③ 干燥器热风的流动，雾滴的飞行受到影响。 所以考虑到空气阻力的影响，计算雾距有下列公式：R?式中：dp-----雾滴直径7.619?10?5(m) ?L-----料液密度1120(kg/m3) ?a-----空气密度(kg/m3)

4dp?L3??alnum0 um?a??a1??a221?H11?H21?0.07261?0.03388??vH1vH21.2111.0533?0.9336kg/m3 ??22 um0-----雾滴的初速度116.56m/s

um-----雾滴的运动终速度(m/s)，可按雾滴在干燥室内的浮翔速度考虑。

21dp(?L??a)g(7.619?10?5)2?(1120?0.9336)?9.81um???0.2064m/s

18?a?a18?1.837?10?5?0.9336?a-----空气在平均温度下的运动粘度(m2/s)

20℃时，干空气的黏度：?a1=1.81×10?5Pa?s

干空气的运动黏度：?a1??a1??a1?0.8857??a1?1.603?10?5m2/s 80℃时，干空气的黏度：?a2=2.11×10?5Pa?s

干空气的运动黏度：?a2??a2??a2?0.98156??a2?2.071?10?5m2/s

???a21.81?2.11?a?a1??10?5?1.96?10?5Pa?s

22???1.603?2.071?a?a1a2??10?5?1.837?10?5m2/s

22 ?-----阻力系数，是Re的函数。

Re?dLum0?a?a7.619?10?5?116.56?0.9336??423<1000 ?51.96?10?0.491

18.5?阻力系数??18.5?R4230.6e0.6将以上数据代入公式R?4dp?L3??alnum0 um4?7.619?10?5?1120116.56ln?1.573m 得：R?3?0.491?0.93360.2064

2.2.4离心喷雾器所需功率(课程设计指导书，P2-26，或参考干燥设备设计手册，P430)

2.25GV02分散盘雾化料液时理论上消耗功率：N?

102?2g式中：V0-----离心盘的圆周速度，即离心盘线速度104(m/s) G-----离心盘的生产能力，即(G=G1)=

436.82?0.12134(kg/s)

3600?2.25?0.12134?1042?1.4755KW N?102?2?9.81

2.3 喷雾干燥塔主要尺寸的计算 2.3.1 塔径D ([6]，P179)

离心雾化器的干燥塔直径在一般情况下，塔径D按照下式计算：

D=(2~2.8)R

式中：R-----离心雾化器喷雾距半径，即雾滴水平飞行距离1.573m。 选取：D= 2.25R=2.25×1.573=3.54m 圆整为D=4m

验算：塔内空气平均流速U，应在0.1~0.3m/s之间。

v?v1.211?1.0533L?H1H28330.9542?22U???0.2085m/s

?44式中：U------空气平均流速(m/s)

L------绝干空气流量8330.9542kg绝干气/h D----喷雾干燥塔内径12.5m

vH--- 平均湿比容，vH1=1.211和vH21.0533m3(湿空气)/kg绝干气

0.1m/s

H1=1.2D=1.2×4=4.8m H2=D=4m

选鼓形阀d=400mm H1 tanD2?3600??42?3600?2?D/2?d/22?0.2??0.45 H2 H24∴α=48.45°<60°合适 d

因为锥形壳体的应力，随半锥角α的增大而增大；当α角很小时，其应力值接近圆筒形壳体的应力值。所以在设计制造锥形容器时，α角要选择合适，不宜太大 。

H=H1+H2= 4.8+4=8.8m ??有效容积V?D2H1??42?4.80?60.3m2

44W221.7??3.68kg水/m3h 蒸发强度q核算?V60.3q经验?0.03t1?1?0.03?150?1?3.5kg水/m3h

q经验?q核算，由于二者近似相等，塔高选择合适。

三、辅助设备的选型计算

3.1空气过滤器的选型计算（课程设计指导书P4-1、[7],P277）

材料采用中空泡沫塑料，油浸式滤层，滤层用不锈钢细丝，形成绒团（钢丝绒、铜丝绒、尼龙纤维、中孔泡沫塑料均可）喷以轻质定子油或真空泵油（无味、

无臭、无毒、挥发性低、化学稳定性高）制成每块50×50cm左右单体厚约5～12cm，当空气通过时，空气中杂质即被阻挡或为油膜吸附于滤层中，每隔一定时期拆下用碱水清洗，干燥后喷油重新安装，可继续使用。

Lv过滤面积: F?Ho

m式中：m-------滤层过滤强度，一般为4000~8000m3/m2 h

选取m= 5000 m3/m2h

F?LvHOm?8330.9542?0.8387?1.397m2 圆整为1.5m2

5000?8330.9542?0.8387?4658.1m3/m2h

1.5 核算m?LvHOF空气阻力：Hf=0.5SV1.8

式中：S-------滤层厚度，通常取10 cm

mm/s 36004658.11.8)?7.95mmH2O Hf=0.5?10?(3600V-------过渡速度为

过滤时一部分孔被堵，导致Hf上升，至一定程度 （?15~20mmH2O）时取下清洗。进料时无压力，不会有漏奶等情况，清洗时仅需拆下进奶管道，离心转盘，清洗容易，轻便。长期不清洗，使过滤器的阻力增大，从而使进风量减少，影响生产能力。

3.2空气加热器的选型计算 (课程设计指导书4-2~4，[7]P277~278)

空气加热器是以紫铜管或钢管上绕以紫铜的翅片，最后经搪锡而制成具有一定加热面积的加热器，干燥设备一般由若干加热器组成。目前在乳粉生产上常用的有S型及GL型两种形式。

空气加热器是对新鲜空气进行加热的必要设备，用饱和蒸汽作为热源，在加 热管内流动，新鲜空气在加热管外经翅片间通过，经热交换后空气的温度可达150~170℃，热空气的温度主要取决于加热面积，饱和蒸汽的压力及质量。为强化传热，可采用翅片式换热器，加大湍流程度，减少该侧热阻。

（1）需要加热量 Q需 Q需?L(I1?I0)??8330.9542?(171.628 ?38.554)?1166982.5KJ/h

0.95