脉冲式气流干燥器化工原理课程设计PPT
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脉冲式气流干燥器
气流干燥器设计任务书
一、设计题目 脉冲式气流干燥器的设计 二、设计任务及操作条件 1、生产能力（按进料量计）：2000Kg/h； 2、物料形态：散粒状；圆球形； 3、物料颗粒直径：平均粒径，最大粒径； 4、物料含水量（干基）：；；临界含水量； 5、物料进口温度：； 6、物料参数：干料的比热容；密度； 7、干燥介质：空气稀释重油燃烧气（其性质与空气相同）； 8、空气性质：进口温度；初始温度； 9、操作压强：常压。
按公式校核：
X rtw2 X 2 Cm (t2 t w 2 )( ) Xc t2 2 [ t2 tw2 X C rtw2 Cm (t2 t w 2 )
X c rtw 2 2 C m ( t 2 t w )
]
kJ / kg ，X c 2% 代入上式，得 • 查得 rtw2 2355
2 80C 与假设一致
3.4 气流干燥管直径的计算
• 1、加速段气流干燥管直径的计算 • 由经验假设进口空气速度 ug1 30m / s ，空气进气流干燥管温度 t1 400C，空 气进气流干燥管湿度 H1 0.025，查得湿空气的比体积 vg1 1.98m3 / Kg ，代入下
3.5 气流干燥管长度的计算
• 1、粒子加速段中（预热带）气流干燥管长度的计算: • （1）先是物料热量衡算，公式与之前相同，所以直接显示结果。预热段所 需热 Q G(c X c )(t ) 1600 (1.26 0.25 4.182) (61 20) 151240.8kJ / h 1 m 1 w w 1 • 量为： • （2）预热带空气出口温度的计算 • 根据空气在预热带放出热量 ，计算预热带终了时的空气温度 Q L(1.01 1.88H )(t t ) Q1 3524.58 (1.01 1.88 0.025)(400 t ) ta
工作点 1 流量 2579.6 全压/Pa 3350.5
2
3 4
2936.5
3223.4 3545.7
3139.9
3272.6 3243.9
• 加热器
• 根据前面所选的所需热量选择对于空气加热的加热器，经过计算，其空气 所需热量大约为 8.9 105 kJ / h 因此我们选择的是型号为RLY-YL3型燃煤热 风炉，其技术参数如下所示：
273 p总 273 1.01310 1.96m 3 / kg
1 0.025 0.523 kg / m 3， ga 3.37102W /(m K ) 1.96
• ga 3.2410 kg s / m
5
2
， ga
• （3）预热带粒子运动速度的运算
1 Ar 1 1 0.06 0.06 • 传热量计算可用下式： Q A 0.6 (Re0 Re a ) 144 ( Re1.44 Re1.44 ) a 0
1 0 a 1 a
400 360 • 解得： ta v 380 C 2 • 预热带空气的平均温度：
ta 360C
• 在此温度下，
H av H1 0.025
时，计算湿空气的比体积为：
• v (0.772 1.244H ) 273 t 1.013105 (0.772 1.244 0.025) 273 380 1.013105 ga 5
3 -5
334 61 197 .5C后面每段的计算过程类似不一一列举 • 定性温度为： 2
每段的计算高度如图
辅助设备的选型及核算
• 鼓风机 • 在干燥的装置中所选用的风机一般都采用离心式风机。经过计算，当我们 假设风速为30m/s，那么计算得其流量大约为1800左右，因此我们选择 4.5CY132S1-2型号的风机，性能参数如下所示：机号4.5，传动方式C，转 速2390r/min，电动机型号Y132S1-2，功率5.5KW，V带型号B，V带根数2， V带内周长2240min，主轴带轮160×38×B2，电动机带轮132×38×B2， 电动机导轨ST0201×02，其工作点如下：
• 解得：tb 308C t t 360 308 334 C • 平均温度：tb v a b
2 2
H b H1 • 当时 tb 334C ，空气含水率：
G (0.25 0.20) 1600 (0.25 0.20) 0.025 0.047 kg / kg L 3524 .58
Rea 74 ，相应的粒子速度为 74 3.28 (29.69 um a ) uma 7.13m / s • 用试算法求得：
• （4）预热带气流干燥管长度的计算 • 由于预热带 Rea 在1-500之间，所以计算其气流干燥管长度应用下式：
L1 4md p 3 g
2
u g a Ar 1 g 1 1 1 0.5 0.5 { ( 0.5 0.5 ) [ (Re0 Re a ) ( 2 2 )] 5 Re a Re 0 5d p g 200 Re a Re 0 ug a
n
• 式中： Re a
(t ) m
d (u g um ) g
ga
2 104 (u g um ) 0.523 3.2410 9.81
6
3.22(u g um )
[(400 20) (360 61 )] 338C ln[(400 20) /(360 61)]
3.1 物料衡算
气流干燥管内的物料衡算式：
G( X1 X 2 ) L( H2 H1 )
1 2000 绝干物料： G G1 1600Kg / h 1 X1 1 0.25
结合上式有：
392 L( H 2 0.025)
3.2 热量衡算
气流干燥管内热量衡算式：
LI1 G (CM Cw X1 )1 LI 2 G(Cm Cw X 2 )2
1 1 ( )} 0.0113 m 100d p g Re a Re 0
Ar g
• • • •
2、加速段中表面蒸发带气流干燥管长度的计算 以物料含水率的变化作分段计算，直到加速段结束为止。 （1）物料含水率由0.25-0.2区间 当物料干燥至含水率为0.2时，空气的温度tb：
Lcg (ta tb ) G ( X 2 X 1 )[ w2 cw (tb t w2 )] 3524.58 1.05 (360 tb ) 1600 (0.25 0.2) [2352 1.88(tb 61)]
CONTENTS
干燥技术现状及进展
01 02 03 04 05
脉冲式气流干燥器的简介
工艺计算及主体设备设计
辅助设备的选型及核算
设计总结
一、干燥技术现状及进展
中国的现代干燥技术是从20 世纪50年代逐渐发展起来的，迄今对于常用的 干燥设备，如气流干燥、喷雾干燥、流化床干燥、旋转闪蒸干燥、红外干燥、 微波干燥、冷冻干燥等设备，我国均能生产供应市场，对于一些较新型的干 燥技术如冲击干燥、对撞流干燥、过热干燥、脉动燃烧干燥、热泵干燥等也 都已开发研究，有的已工业化应用。 对于干燥技术，有三项目标是学者公认的，即干燥操作要保证产品质量；干 燥作业对环境不造成污染；干燥的节能研究。中国学者在过于30年中在干燥 技术的研究中取得了不少成果干燥设备不仅是石油化工、医药、染料、化肥、 农药、催化剂等行业中的重要生产装置，而且在其他工业体系来说，如食品、 纺织、冶金、机电、木材、造纸行业中也是必不可少的常用设备，充分说明 了“干燥”这一工业技术在整个国民经济中的作用。通过调研，也看到了我国在 干燥技术方面还存在着一些问题。例如，很多使用比较广泛的新型高效干燥 设备，已经使用多年还没有定型化（基本定型）、系列化、通用化。影响了 发展速度，增加了基本建设和技术改造的投资费用。
• 平均含水率： H bv
H1 H b 0.025 0.047 0.036 kg / kg 2 2
• 当 tb 334C ， Hbv 0.036kg / kg 时，查得其物理参数：
1 0.036 0.572kg / m 3 • 空气 vgb 1.81m / kg， gb 3.0810 Pa s， gb 1.81 gb 0.0337 W /(m K )
4 6Gt m g a A 3 3600 ga
n
4 6 1600 338 3.37 102 5 2 2 9 . 37 10 m / m 3 3600 3.24 105
Ar
4 gd p m g
3
3 g
2
4 9.81 ( 2 104 ) 3 2000 0.523 104 5 2 3 (3.24 10 )
速度选用Allen公式计算，得：
ut
500
4 g s 225 g2 g2
2 2
1/ 3
4 2000 9.81 d 225 0.963 2.10105
2 2
1/ 3
5 104 3.48m / s
273 t 1.013105 273 95 1.013105 vg 2 (0.772 1.244H ) (0.772 1.244 0.1362) 273 p总 273 1.013105 1.27m3 / kg
g2 0.963 kg / m3 , g2 2.10 105 kg s / m2 此时，最大粒径 500m 的沉降
二、脉冲式气流干燥 器的简介
脉冲式气流干燥机是一种大批量的 干燥设备，它采用瞬间干燥的原理， 利用载热空气的快速运动，带动湿 物料，使湿物料悬浮在热空气中， 强化了整个干燥过程，提高了传热 传质的速率，经过气流干燥的物料， 非结合水分几乎可以全部除去，并 且所干燥的物料，不会产生变质现 象，产量可比一般干燥机干燥有显 著提高。干燥强度大，设备投资省， 气流干燥设备的处理量是最大的蒸 发水份能力从50kg/h—2000kg/h而 设备容积小，投资省，自动化程度 高。
空气出口速度，取作比最大粒子的沉降速度大3m/s，则: 500 u g 2 ut 3 3.48 3 6.48m / s
D2 4Vg 2 3600 u g 2 3600 u g 2 4 Lvg 2 4 3524 .581.27 0.505m 3.14 6.48 3600
式：
D1
4Vg1 3600 u g1
4 3524.581.98 0.292(m) 3600 3.14 30 3.14 30 3600 4 Lvg1
2、等速段气流干燥管的直径的计算 空气在气流干燥管出口处的参数为 t 2 95C， H2 0.1362kg / kg 可得湿空 气的比体积为：
选定空气的出口温度 t 2 95C ，假设物料出口温度为：2 80C
H 对于空气—水系统，运用下式： I (1.01 1.88H )t 2490
h， H2 0.1362Leabharlann Baidukg / kg，I 2 459.41kJ / kg 最后解得：L = 3524.58kg/
3.3 校核假设的物料出口温度
Lvga 3600
• 在预热带内空气的平均速度为： u
4
29.69m / s D2
Re0 为Re0 3.22 29.69 95.6 • 当时 um 0 ，
104 1 1 0.06 5 1 0.06 36163 9 . 37 10 [ ( 95 . 6 Re ) ( )] a 1.44 1.44 • 代入热量计算式： 0.6 144 Re a 95.6
气流干燥器设计任务书
一、设计题目 脉冲式气流干燥器的设计 二、设计任务及操作条件 1、生产能力（按进料量计）：2000Kg/h； 2、物料形态：散粒状；圆球形； 3、物料颗粒直径：平均粒径，最大粒径； 4、物料含水量（干基）：；；临界含水量； 5、物料进口温度：； 6、物料参数：干料的比热容；密度； 7、干燥介质：空气稀释重油燃烧气（其性质与空气相同）； 8、空气性质：进口温度；初始温度； 9、操作压强：常压。
按公式校核：
X rtw2 X 2 Cm (t2 t w 2 )( ) Xc t2 2 [ t2 tw2 X C rtw2 Cm (t2 t w 2 )
X c rtw 2 2 C m ( t 2 t w )
]
kJ / kg ，X c 2% 代入上式，得 • 查得 rtw2 2355
2 80C 与假设一致
3.4 气流干燥管直径的计算
• 1、加速段气流干燥管直径的计算 • 由经验假设进口空气速度 ug1 30m / s ，空气进气流干燥管温度 t1 400C，空 气进气流干燥管湿度 H1 0.025，查得湿空气的比体积 vg1 1.98m3 / Kg ，代入下
3.5 气流干燥管长度的计算
• 1、粒子加速段中（预热带）气流干燥管长度的计算: • （1）先是物料热量衡算，公式与之前相同，所以直接显示结果。预热段所 需热 Q G(c X c )(t ) 1600 (1.26 0.25 4.182) (61 20) 151240.8kJ / h 1 m 1 w w 1 • 量为： • （2）预热带空气出口温度的计算 • 根据空气在预热带放出热量 ，计算预热带终了时的空气温度 Q L(1.01 1.88H )(t t ) Q1 3524.58 (1.01 1.88 0.025)(400 t ) ta
工作点 1 流量 2579.6 全压/Pa 3350.5
2
3 4
2936.5
3223.4 3545.7
3139.9
3272.6 3243.9
• 加热器
• 根据前面所选的所需热量选择对于空气加热的加热器，经过计算，其空气 所需热量大约为 8.9 105 kJ / h 因此我们选择的是型号为RLY-YL3型燃煤热 风炉，其技术参数如下所示：
273 p总 273 1.01310 1.96m 3 / kg
1 0.025 0.523 kg / m 3， ga 3.37102W /(m K ) 1.96
• ga 3.2410 kg s / m
5
2
， ga
• （3）预热带粒子运动速度的运算
1 Ar 1 1 0.06 0.06 • 传热量计算可用下式： Q A 0.6 (Re0 Re a ) 144 ( Re1.44 Re1.44 ) a 0
1 0 a 1 a
400 360 • 解得： ta v 380 C 2 • 预热带空气的平均温度：
ta 360C
• 在此温度下，
H av H1 0.025
时，计算湿空气的比体积为：
• v (0.772 1.244H ) 273 t 1.013105 (0.772 1.244 0.025) 273 380 1.013105 ga 5
3 -5
334 61 197 .5C后面每段的计算过程类似不一一列举 • 定性温度为： 2
每段的计算高度如图
辅助设备的选型及核算
• 鼓风机 • 在干燥的装置中所选用的风机一般都采用离心式风机。经过计算，当我们 假设风速为30m/s，那么计算得其流量大约为1800左右，因此我们选择 4.5CY132S1-2型号的风机，性能参数如下所示：机号4.5，传动方式C，转 速2390r/min，电动机型号Y132S1-2，功率5.5KW，V带型号B，V带根数2， V带内周长2240min，主轴带轮160×38×B2，电动机带轮132×38×B2， 电动机导轨ST0201×02，其工作点如下：
• 解得：tb 308C t t 360 308 334 C • 平均温度：tb v a b
2 2
H b H1 • 当时 tb 334C ，空气含水率：
G (0.25 0.20) 1600 (0.25 0.20) 0.025 0.047 kg / kg L 3524 .58
Rea 74 ，相应的粒子速度为 74 3.28 (29.69 um a ) uma 7.13m / s • 用试算法求得：
• （4）预热带气流干燥管长度的计算 • 由于预热带 Rea 在1-500之间，所以计算其气流干燥管长度应用下式：
L1 4md p 3 g
2
u g a Ar 1 g 1 1 1 0.5 0.5 { ( 0.5 0.5 ) [ (Re0 Re a ) ( 2 2 )] 5 Re a Re 0 5d p g 200 Re a Re 0 ug a
n
• 式中： Re a
(t ) m
d (u g um ) g
ga
2 104 (u g um ) 0.523 3.2410 9.81
6
3.22(u g um )
[(400 20) (360 61 )] 338C ln[(400 20) /(360 61)]
3.1 物料衡算
气流干燥管内的物料衡算式：
G( X1 X 2 ) L( H2 H1 )
1 2000 绝干物料： G G1 1600Kg / h 1 X1 1 0.25
结合上式有：
392 L( H 2 0.025)
3.2 热量衡算
气流干燥管内热量衡算式：
LI1 G (CM Cw X1 )1 LI 2 G(Cm Cw X 2 )2
1 1 ( )} 0.0113 m 100d p g Re a Re 0
Ar g
• • • •
2、加速段中表面蒸发带气流干燥管长度的计算 以物料含水率的变化作分段计算，直到加速段结束为止。 （1）物料含水率由0.25-0.2区间 当物料干燥至含水率为0.2时，空气的温度tb：
Lcg (ta tb ) G ( X 2 X 1 )[ w2 cw (tb t w2 )] 3524.58 1.05 (360 tb ) 1600 (0.25 0.2) [2352 1.88(tb 61)]
CONTENTS
干燥技术现状及进展
01 02 03 04 05
脉冲式气流干燥器的简介
工艺计算及主体设备设计
辅助设备的选型及核算
设计总结
一、干燥技术现状及进展
中国的现代干燥技术是从20 世纪50年代逐渐发展起来的，迄今对于常用的 干燥设备，如气流干燥、喷雾干燥、流化床干燥、旋转闪蒸干燥、红外干燥、 微波干燥、冷冻干燥等设备，我国均能生产供应市场，对于一些较新型的干 燥技术如冲击干燥、对撞流干燥、过热干燥、脉动燃烧干燥、热泵干燥等也 都已开发研究，有的已工业化应用。 对于干燥技术，有三项目标是学者公认的，即干燥操作要保证产品质量；干 燥作业对环境不造成污染；干燥的节能研究。中国学者在过于30年中在干燥 技术的研究中取得了不少成果干燥设备不仅是石油化工、医药、染料、化肥、 农药、催化剂等行业中的重要生产装置，而且在其他工业体系来说，如食品、 纺织、冶金、机电、木材、造纸行业中也是必不可少的常用设备，充分说明 了“干燥”这一工业技术在整个国民经济中的作用。通过调研，也看到了我国在 干燥技术方面还存在着一些问题。例如，很多使用比较广泛的新型高效干燥 设备，已经使用多年还没有定型化（基本定型）、系列化、通用化。影响了 发展速度，增加了基本建设和技术改造的投资费用。
• 平均含水率： H bv
H1 H b 0.025 0.047 0.036 kg / kg 2 2
• 当 tb 334C ， Hbv 0.036kg / kg 时，查得其物理参数：
1 0.036 0.572kg / m 3 • 空气 vgb 1.81m / kg， gb 3.0810 Pa s， gb 1.81 gb 0.0337 W /(m K )
4 6Gt m g a A 3 3600 ga
n
4 6 1600 338 3.37 102 5 2 2 9 . 37 10 m / m 3 3600 3.24 105
Ar
4 gd p m g
3
3 g
2
4 9.81 ( 2 104 ) 3 2000 0.523 104 5 2 3 (3.24 10 )
速度选用Allen公式计算，得：
ut
500
4 g s 225 g2 g2
2 2
1/ 3
4 2000 9.81 d 225 0.963 2.10105
2 2
1/ 3
5 104 3.48m / s
273 t 1.013105 273 95 1.013105 vg 2 (0.772 1.244H ) (0.772 1.244 0.1362) 273 p总 273 1.013105 1.27m3 / kg
g2 0.963 kg / m3 , g2 2.10 105 kg s / m2 此时，最大粒径 500m 的沉降
二、脉冲式气流干燥 器的简介
脉冲式气流干燥机是一种大批量的 干燥设备，它采用瞬间干燥的原理， 利用载热空气的快速运动，带动湿 物料，使湿物料悬浮在热空气中， 强化了整个干燥过程，提高了传热 传质的速率，经过气流干燥的物料， 非结合水分几乎可以全部除去，并 且所干燥的物料，不会产生变质现 象，产量可比一般干燥机干燥有显 著提高。干燥强度大，设备投资省， 气流干燥设备的处理量是最大的蒸 发水份能力从50kg/h—2000kg/h而 设备容积小，投资省，自动化程度 高。
空气出口速度，取作比最大粒子的沉降速度大3m/s，则: 500 u g 2 ut 3 3.48 3 6.48m / s
D2 4Vg 2 3600 u g 2 3600 u g 2 4 Lvg 2 4 3524 .581.27 0.505m 3.14 6.48 3600
式：
D1
4Vg1 3600 u g1
4 3524.581.98 0.292(m) 3600 3.14 30 3.14 30 3600 4 Lvg1
2、等速段气流干燥管的直径的计算 空气在气流干燥管出口处的参数为 t 2 95C， H2 0.1362kg / kg 可得湿空 气的比体积为：
选定空气的出口温度 t 2 95C ，假设物料出口温度为：2 80C
H 对于空气—水系统，运用下式： I (1.01 1.88H )t 2490
h， H2 0.1362Leabharlann Baidukg / kg，I 2 459.41kJ / kg 最后解得：L = 3524.58kg/
3.3 校核假设的物料出口温度
Lvga 3600
• 在预热带内空气的平均速度为： u
4
29.69m / s D2
Re0 为Re0 3.22 29.69 95.6 • 当时 um 0 ，
104 1 1 0.06 5 1 0.06 36163 9 . 37 10 [ ( 95 . 6 Re ) ( )] a 1.44 1.44 • 代入热量计算式： 0.6 144 Re a 95.6