直管式气流干燥器的设计讲解

Hefei University

《化工原理》课程设计——直管气流干燥器设计

题目：直管气流干燥器干燥聚氯乙烯树脂系别：化学材料与工程系

班级：10化工（1）班

姓名：陈国庆

学号：1003021037

队员：韩朝飞、陈国庆、韩朝飞

教师：高大明

日期：2013 -01-17

目录

0前言......................................... 错误!未定义书签。1任务书........................................................ - 4 -1．1 设计题目：直管气流干燥器干燥聚氯乙稀树脂................ - 5 -1．2原始数据................................................ - 5 -1．2．1湿物料............................................ - 5 -

1．2．2干燥介质.......................................... - 5 -

1．2．3水汽的性质........................................ - 6 -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............................................. - 7 -

3. 3干燥介质输送设备的选择及配置............................. - 8 -

3. 4加料器的选择............................................. - 8 -

3. 5细粉回收设备的选择....................................... - 8 -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............................................. - 9 -

4. 1. 3 干燥管直径D的计算................................ - 10 -

4. 2 干燥管长度和干燥时间的计算.............................. - 11 -

4. 2. 1 加速段干燥管长度和所需干燥时间的计算.............. - 11 -

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，

U，气流和颗粒的相对速度Ur=Ug-Um最其上升速度Um为零，气流速度为

g

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

时，即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U

o

Ut=U

=(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o

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