《化工原理课程设计》--喷雾干燥设计

Nu=0.02Re0.8=0.02?(1.96?104)0.8?54.30

a1?Nu1(4.4.2壳程给热系数a2

?1d1)?54.30?0.035?95.03W?m?2?K?1 0.02查资料知饱和水蒸汽对管壁的给热系数a2=104kcal?m?2?h?1?℃-1或

1.163?104W?m?2?K?1。

4.4.3 传热系数K。

计算公式为:

K?11?1??a1?a2

式中,K——空气加热器的传热系数,W?m?2?K?1;

δ——加热管的壁厚,m;

λ——加热管导热系数,W?m?2?K?1,铁管λ=45×1.163=53W?m?2?K?1。

所以,将数值代入,可得K=33.90W?m?2?K?1. 4.4.4 所需的传热面积A:

A?Q86215??44.62m2K?tm33.90?57

与所选的换热器列出的面积A=68.2m2比较,有近30%的裕度。从阻力损失和换热面积的核算看,原选的换热器适用。

5.进风机的选择

5.1 风量计算

从进风机到干燥塔,需经过加热器,假设全程管长15m,其中进风机到加热器为5m,加热器到干燥塔10m为其中经过3个90°弯头,干燥塔器内维持147Pa负压。已知新鲜空气温度t1?20℃,查得此温度下空气密度?1?1.205kg?m?3,粘度

?1?1.81?10?1Pa?s。热空气温度t2?150℃,温度下空气密度?2?0.825kg?m?3,

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粘度?2?2.41?10?5Pa?s。查得90°弯头阻力系数0.75。 由(1)可知干燥器所需新鲜空气用量为: V实?所以风机的风量为:V实?1938.67m3h?1

L实?0?2336.10?1938.67m3h?1

1.2055.2 风压计算:

计算公式为:d?1.13V实3600?v

5.2.1进风管直径d1计算:取空气流速v1?10m?s?1,风机出口出动压为500Pa。

d1?1.13V实3600?v1?1.131938.67?0.262m

3600?105.2.2沿程损失1:从进风机到加热器 雷诺数: Re1?d1u?1μ1?0.262?10?1.2055 ?1.74?10?51.81?10取钢管的绝对粗糙度??0.1mm,则相对粗糙度?d1?0.00035,可查得??0.0198 沿程损失:?pf1l1?1u251.205?102??1?0.0198???22.8Pa d120.26225.2.3沿程损失2:从加热器到干燥塔 雷诺数:

Re2?d1u?2μ2 0.262?10?0.8254??8.97?10?52.41?10

取钢管的绝对粗糙度??0.1mm,则相对粗糙度?d1?0.00035,可查得??0.020 沿程损失: ?pf2l2?2u2100.825?102???0.02???32.44Pa

d20.2622u2102?3?0.75??112.5Pa 5.2.4总弯头损失:?pfR?n?22加热管阻力损失:因为空气走管程,由(4)可知?pt?5484.47Pa 风机出口处的静压

?pf??pf1??pf2??pfR??pt?(?147)?22.8?32.44?112.5?5484.47?147?5476.2Pa5.2.5风机出口全压: ?p出??pf?500?5476.2?500?5976.2Pa

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取风机入口前的全压为0,所以所需的全压为:

?p??p出-0?5976.2?0?5976.2Pa

5.3风机选型

[7]

根据流量V实?1938.2Pa的要求, .67m2h?1、风压?p出?5967可选9-19型离心式通风机 机号 (№) 5.6 转速 (r/min) 2900 全压 (Pa) 7182 流量 (m3/h) 2622 Y160M1-2 电动机型号 电动机功率 KW 11 6 排风机的选型 6.1风量计算

从干燥塔到排风机,全程管长15m,其中干燥塔到除尘器为5m,除尘器到排风机10m为其中经过2个90°弯头,干燥塔器内维持147Pa负压。已知废空气,t3?80℃,查得此温度下空气密度?3?1.000kg?m?3,粘度?1?2.11?10?1Pa?s。查得90°弯头阻力系数0.75。

L由(1)可知干燥器排除的废空气量为:V2?2??2215.161.000?2215.16m3h?1

2所以排风机的风量为: V实?(1?20%)V2?1.2?2215.16?2658.19m3h?1

6.2 风压计算:计算公式为:d?1.13[8]

V实3600?v 6.2.1排风机直径d1计算:取废空气流速v1?6m?s?1风机进口处动压为500Pa。

d3?1.13V实3600?v1?1.132658.19?0.126m

3600?66.2.2沿程损失: 雷诺数: Re3?d3u3?30.126?6?1.000??45714 ?5μ32.11?10取钢管的绝对粗糙度??0.1mm,则相对粗糙度?d1?0.00035,可查得??0.0185

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2沿程损失: ?pf3??3l3?3u3?0.0185?15?1.000?6?39.64Pa

2d320.12626.2.4总弯头损失: ?pfRu262?n??2?0.75??27Pa

226.2.5除尘器阻力损失:由3.中选型的除尘器可知,阻力损?p0?120~150mmH2O, 本次取?p0?125mmH2O?1226Pa

风机出口处的静压:?pf3??p0??pfR?147?39.64?1226?27?147?1439.64Pa 排风机选型CF(A)-2.5A 主要参数 机号 (№) 2.5A 转速 (r/min) 2800 配用电机 (kW-P) 2.2 流量 (m3/h) 2510-3862 全压 (Pa) 1753-1454 参考文献:

[1]郭宜祜 王喜忠编.喷雾干燥.化学工业出版社,1983年09月第1版.

[2]黄照柏 冯尔健等译.喷雾干燥手册.中国建筑工业出版社,1983年08月第1版.

[3] 无锡轻工业学院 天津轻工业学院.食品工程原理 (上册).中国轻工业出版社,1985年08月第1版.

[4]王喜中 于才源 周才君编. 喷雾干燥.化学工业出版社,2003年2月第2版 [5]郭成宇主编. 现代乳品工程技术 . 北京:化学工业出版社,2004.03

[6]谭天恩 窦梅 周明华等编著.化工原理(上册).化学工业出版社,2011年06月第3版. [7]吴建章 李东森主编.通风除尘与气力输送。中国轻工业出版社,2009年05月第1版 [8] 无锡轻工业学院,天津轻工业学院编. 食品工厂机械与设备. 轻工业出版社,1981 [9] 张麟麟 . 乳品生产常用设备. 北京:中国轻工业出版社,1995 [10] 高福成编著,食品的干燥及其设备.中国食品出版社,1987

化工原理课程论文(设计)评分表

学生姓名:___ _ 学号:_ _ 填表日期: 年 月 日

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题目 评价内容 工作量 评价指标 工作量饱满,能独立查阅文献 业务水平 评分权值 0.1 评定成绩 有扎实的基础理论知识和专业知识;能运用0.3 所学知识和技能去发现与解决实际问题;能对课题进行理论分析,得出有正确的结论 论文质量 综述简练完整,有见解;立论正确,论述充0.4 分,结论严谨合理;文字通顺,技术用语准确,符号统一,编号齐全,书写工整规范,图表完备、整洁、正确;有创新意识;对前人工作有改进或突破,或有独特见解 工作态度 按期完成规定的任务;工作努力,遵守纪律;0.2 工作作风严谨务实 合 计 1.0

指导教师签名:

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