Розрахунок теплового обладнання сушильної камери

В сучасних сушильних камерах, в якості теплового (теплообмінного) обладнання, використовуються пластинчаті біметалеві водяні (парові) калорифери. Основа калорифера – оребрена біметалева труба. Матеріал оребрення – алюміній або сплави на його основі, внутрішня (несуча) частина – труба з котлової або нержавіючої сталі (рідше з алюмінію). Допускається в сушильних камерах використання калориферів з чавунних ребристих труб та пластинчатих сталевих калориферів, що виробляються для систем опалення і вентиляції, як водяних так і парових

Методика розрахунку калорифера передбачає наступні кроки:

- визначення необхідної теплової потужності сушильної камери;

- попереднє розміщення вибраного типу калорифера на схемі камери в першому наближенні задаються довжиною і шириною калорифера, кількістю і рядністю труб);

- розрахунок необхідної поверхні нагріву калориферів;

- визначення кількості калориферів.

Кількість теплової енергії на одиницю часу або необхідна теплова потужність калорифера сушильної камери визначається за формулою:

,

Q_к=(61,92+1,29+1,29+0,627+1,56+0,309+0,252)∙1,15=77,33 кВт

де: С₁ – коефіцієнт не врахованих витрат теплової енергії, С₁=1,15...1,3.

Поверхню нагрівання калорифера визначають за формулою

,

F_k=73,33*1,2/47,65(90-57) =59,00 м²

де: С₂ – коефіцієнт, який враховує корозію і забруднення калорифера, С₂=1,2;

– температура теплоносія в системі теплопостачання °С, приймається на рівні 90…95°С при використанні в якості теплоносія гарячої води;

– температура сушильного агента в камері (див. підрозділ 1.1), °С;

k – коефіцієнт теплопередачі калорифера, який залежить від конструкції калорифера, швидкості циркуляції теплоносія по трубах калорифера, швидкості і густини повітря, яке циркулює через калорифер.

 

Коефіцієнт теплопередачі k для пластинчатих біметалевих водяних калориферів визначається за формулою:

 

,

k=25,48∙(5,14∙0,99) ^0,485∙0,3^0,13= 47,65 Вт/(м^2°С)

де: w_т - швидкість руху теплоносія в трубах калорифера, w_т=0,2...1,0 м/с;

w_к - швидкість руху сушильного агента через калорифер, м/с;

ρ - густина сушильного агента, кг/м³, приймається рівна ρ₂.

 

Швидкість руху сушильного агента через калорифер визначається за формулою:

w_к=20,304/3,952=5,14 м/с

де: F_ж.пер.к – живий перетин калорифера (площа перетину калорифера

перпендикулярна напряму руху сушильного агента і вільна для

його проходження), м.

Після попереднього вибору і розміщення калориферів на схемі камери площа живого перетину визначається за формулою:

F_{жив.пер.к}= 2*1,2-2((2-2*0,11)*19(0,026+(2*0,0003*0,015)/0,0025)=3,952 м²

 

де: L, B – довжина і ширина каналу в якому попередньо розміщені біметалеві калорифери, м;

n_п.к. – кількість попередньо розміщених в каналі калориферів, шт.;

Ɩ_к – довжина калорифера, м;

s_кол.х – ширина вхідного і вихідного колектора калорифера,м. (додаток20);

n_тр. – кількість біметалевих оребрених труб в одному ряді калорифера, шт

d_зов. – зовнішній діаметр несучої (внутрішньої) труби біметалевої оребреної труби калорифера, м;

δ_р, h_р, t_р – відповідно товщина, висота і крок ребер біметалевої труби,м;

Коефіцієнт теплопередачі біметалевих водяних калориферів можна визначати за номограмою

Необхідна кількість калориферів визначається за формулою

,

n=132,07/108,22=1,22шт

де: f_к – площа поверхні нагрівання одного калорифера

Приймаємо 2 калорифери, розміром 2,0*1,2*0,12 м

Площа поверхні нагрівання біметалевих водяних калориферів сушильних камер визначається за формулою:

f_k =(2-2*0,11)*1,6*19*2=108,22 м²

де: f_1п.м. – площа поверхні нагрівання одного погонного метра біметалевої

труби калорифера, для спрощених розрахунків приймається 1,6 м²;

m_ряд. – рядність калорифера (кількість рядів труб), шт.

Для встановлення в сушильній камері приймається кількість калориферів з врахуванням конструкції камери.