直管式气流干燥器的设计..docVIP

Hefei University 《化工原理》课程设计 ——直管气流干燥器设计 题 目： 系 别： 化学材料与工程系 ：师： 目 录0 前 言 3 1 任务书 5 1．1 5 1．25 1．2．15 1．2．26 1．2．36 2 流程示意图 6 3 流程与方案的选择说明与论证 7 3. 1 干燥介质加热器的选择 7 3. 2 干燥器的选择 8 3. 3 干燥介质输送设备的选择及配置 9 3. 4 加料器的选择 9 3. 5 细粉回收设备的选择 9 4 干燥器主要部件和尺寸的计算 9 4. 1 基本计算 9 4. 1. 1 湿物料 9 4. 1. 2 湿空气 10 4. 1. 3 干燥管直径D的计算 11 4. 2 干燥管长度和干燥时间的计算 12 4. 2. 1 加速段干燥管长度和所需干燥时间的计算 12 4. 2. 2 匀速区的计算 18 5 附属设备的选型 19 5. 1 加料器的选择 19 5. 2 加热器的选择 19 5. 3 旋风分离器的选择 20 5. 4 鼓风机的选择 20 5. 5 抽风机的选择 20 6 主要符号和单位 21 7 参考文献 22 8 设计评价 23 8. 1 气流干燥器的评价 23 8. 2 设计内容的评价 23 8. 3 课程设计的认识和体会 24 1、概论 干燥通常是指利用热能使物料中的湿分汽化，并将产生的蒸汽排出的过程，其本质为除去固相湿分，固相为被干燥的物料,气相为干燥介质。干燥是最古老的单元操作之一，广泛地运用于各行各业中，几乎涉及国民经济的每个部门。同时干燥过程亦十分复杂，因为它同时涉及到热量、质量和动量传递过程，用数学描述常存有困难和无效性。在干燥技术的许多方面还存在“知其然而不知其所以然”，的状况。对这一过程研究尚不成熟，正如A.S.Mujumdar在他的著作前言中所说的那样:干燥是科学、技术和艺术的一种混合物，至少在可以预见的将来，干燥大概仍然如此。 干燥技术的运用具有悠久的历史，闻名于世的造纸术就显示出了干燥技术的应用。在现代的工业生产中，尤其是在化工生产过程中，干燥是最常见和耗能最大的单元操作之一。但是在过去相当长时间里，人们对于这项技术一直没有给予足够的重视，干燥技术发展相当缓慢。 经过近30年的发展,一些新的干燥技术已展露头脚,其中有些已付诸工业应用,有些还处于不同的研究和开发阶段，但己显示出巨大的应用潜力。预计在今后相当长的时间内，该过程仍为化学、食品、医药、农业工程专业的研究热点之一，更新的干燥技术还会不断涌现，并不断付诸应用 直管气流干燥器适用于干燥非结合水分及结团不严重，不怕磨损的散粒物料，在干燥结合水分时的热效率仅在20%左右。由实验得知，加料口以上1m左右的干燥管内，从气体传给物料的传热量约占整个干燥管的1/2-3/4，其原因是由于干燥器底部气固间传热温差较大，物料入口处气固两相的相对速度较大，传热传质系数也大。当湿物料进入干燥管底部瞬间，其上升速度Um为零，气流速度为，气流和颗粒的相对速度Ur=Ug-Um最大，当物料被气流吹动不断加速，气固两相的相对速度就不断降低，直到气体与颗粒间的相对速度Ut等于颗粒在气流中的沉降速度Uo时，即Ut=Uo=(Ug-Um)，颗粒将不再被加速而维持恒速上升。由此可知，颗粒在干燥器中的运动情况可分为加速运动段和恒速运动段，通常加速运动段在加料口以上1-3m内完成。传热系数在干燥管底部最大，随着干燥管高度的增加，传热系数迅速减小，为了提高气流干燥器的干燥效率和降低其高度，发挥干燥管底部加速段的作用，人们采取了多种措施，研制了各种新型气流干燥设备。 本次课程设计采用直管气流干燥器干燥空气稀释重油燃烧气（其性质与空气相同）。通过湿物料和干燥介质的性质以确定干燥器直管长度和管径，以及干燥时间。同时选定一些其它附属设备。 本课程是化工原理课程教学的一个实践环节，是使得到化工设计的初步训练，掌握化工设计的基本程序和方法为毕业设计奠定基础。 1. 任务书 1．1 设计题目：直管气流干燥器干燥设计 1．2 原始数据 1．2．1 湿物料 原料量（）：=颗粒直径： =200um dmax =500um 绝干物料密度：绝干物料比热：； 含量（以基计）：=％=0.5％ 临界湿含量 平衡湿含量操作温度： 操作压力（Kpa）：101.325 加热蒸汽压力：4atm（表压） 湿空气 相对湿度进入预热器温度 离开预热器温度＝400℃ cv=1.884 kJ/(kg·℃) 干燥介质的比热容: cw=4.187 kJ/(kg·℃) 0℃时干燥介质的汽化热: ro=2491.27 kJ/kg 2. 流程示意图 流程图中各部件说明： 鼓风机；2—预热器；3—气流干燥管；4—