压力式喷雾干燥器设计Word格式文档下载.docx
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(5)热风入塔温度t1=450℃
(6)热风出塔温度t2=70℃
(7)料浆入塔温度tm1=20℃
(8)干粉出塔温度tm2=50℃
(9)干粉平均粒径dp=60μm
(10)干粉比热容cm=1.04kJ/(kg·
℃)
(11)料浆雾化压力2MPa(表压)
(12)取冬季的空气参数温度ta=2℃,相对湿度φa=70%
专业/班级
学号
姓名
生产能力(kg/hr)
金属0901
1103090118
戴朝松
1100
(三)工艺设计计算
1.物料衡算
(1)料液处理量
G1
(2)水分蒸发量W
2.热量衡算
(1)使物料升温所需热量:
(2)根据经验,取热损失
(3)干燥塔出口空气的湿含量
据气象条件(年平均气温2℃,年平均相对湿度
=70%),查空气H-I图,得
干空气,
干空气,任取H2'
=He=0.04,代入上式得
I2'
=Ie=464.5-181.4(0.04-0.003)=457.8查I-H图得H2=0.141kg水/kg干空气I2=439.6kj/kg
(4)于是干空气消耗量
3.雾滴干燥所需时间
计算
(1)汽化潜热
的确定
由I-H图查得空气入塔的湿球温度
℃,查手册得该温度下水的汽化潜热
=2346kJ/kg。
(2)导热系数λ的确定
平均气膜温度为
℃,在该温度下空气的热导热率
。
(3)初始滴径
的计算
(4)雾滴的临界直径
(5)液滴的临界湿含量
(6)空气的临界湿含量
(7)空气的临界温度
由
=0.050和
=2M
,查得
=216.45℃
(8)传热温差
、
⑨雾滴干燥所需时间
4.压力式喷嘴主要尺寸的确定
(1)为了使塔径不至于过大,根据经验取喷嘴角
,根据《喷雾干燥实用技术大全》中,图4-11查得
(2)当
时,查图4-12得
(3)喷嘴孔径的计算
即
=2.32mm,
,圆整后取d0=5mm。
(4)喷嘴其它主要尺寸的确定
选矩形切线入口通道2个,据经验取
,2R1/b=8,即R1=8.8mm,圆整R1=9mm,即旋转室直径选用10mm。
因为
,
所以
取a=9.0mm
(5)校核喷嘴的生产能力
圆整后
基本不变,不必复算,可以满足设计要求。
旋转室通道长度
和宽度
之间的关系,可按
选取。
(6)空气心半径
的关联图查得
(7)喷嘴出口处液膜速度的计算
平均速度
水平速度分量
垂直速度分量
合速度
5.干燥塔主要尺寸的确定
(1)塔径的计算
塔内空气各参数按常压考虑,其平均温度
,查手册得空气粘度
厘泊,空气密度
1根据初始水平速度
,计算出
属于过渡区。
2由
与
的列线图查得查得
时,
3当初始的瞬间,即当
,由
得
4取一系列
,…;
得一系列
查得相应的
…;
算出一系列相应的
列出表1中。
5以
为横坐标,
为纵坐标,作
-
曲线,如图1所示。
用图解积分法求得
塔径D=2S=0.62m,圆整取为D=0.7m。
(2)塔高的计算
①减速运动段的距离
a.由初始垂直速度
计算出
=
=3.46
b.由于
查
的列线图得
=0.13。
c.据
,则
表1停留时间
与雾滴水平速度
的关系
(m/s)
(s)
29.3
20.3
3.0
25
17.3
3.2
0.000414
15
10.4
3.7
0.00145
10
6.9
5.2
0.00456
7
4.8
6.2
0.00663
5
3.45
7.1
0.0085
3
2.07
8.7
0.0118
2
1.38
10.0
0.0145
1
0.69
12.5
0.0197
0.5
0.35
15.2
0.0253
0.3
0.21
0.0296
0.2
0.14
19.0
0.0332
图1
曲线图
d.取一系列
的列线图查得相应的
再计算出相应的
列于表2中。
e.以Re为横坐标,
为纵坐标作图,如图2所示。
表2Re与
(
)
66
6.4×
0.156
44
50
3.9×
0.263
32.7
2.0×
30
1.9×
0.621
21.3
1.6×
20
1.1×
0.95
13.2
1.3×
4.2×
2.4
6.54
0.02755
8
3.2×
4.1
5.12
0.04678
7.1×
5.8
3.27
0.0646
14.8
33
1.95
0.2365
320
0.3863
0.8526
8.5
0.2406
f.由
=66,可计算出
,据图2可求得
从而可以算出停留时间
=0.31
图2Re与
曲线
g.类似地,由
,根据图4-45可求得,
;
亦可计算出相应的停留时间
,如表2所示。
由此得到减速运动段的停留时间
h.由表2的
数据,作
曲线如图3所示。
用图解积分法可得减速运动段的距离
圆整后为y=1.6m。
(3)热风进出口接管直径的确定
在干燥系统中,一般取风管中的风速为15~25m/s。
1热风进口接管直径
=(0.773+1.244
0.003)
=2.06
干空气
取热风管道中的气速为25
圆整后取干燥塔热风入口接管直径
=370mm。
2热风出口接管直径
0.141)
=
V
=L
=4516.7
1.19=5374.9
圆整后取
6.主要附属设备的设计或选型
(1)旋风分离器
进入旋风分离器的含尘气体近似按空气处理,取温度为95
采用蜗壳式旋风分离器,其进口宽度
,高度
,取进口速度为25m/s,则
其余各部分尺寸为
(2)风机的选择
干燥塔的操作压力一般为0~-100(表压),所以本系数需2台风机,即干燥塔前安装1台鼓风机,干燥塔后安装1台引风机,阻力也可以干燥塔为基准分前段(从空气过滤器至塔)阻力和后段(塔后的设备及管道等)阻力。
在操作条件下,热风流经各设备及管道等的阻力如表3所示,
鼓风机的选型
鼓风机入口处的空气风度为2
,湿含量
=0.003
表3系统阻力估算表
(四)设计结果汇总表
通过上述设计计算得到的本设计示例设计结果汇总表
设计结果汇总表
料液处理量,kg/h
1723.3
蒸发水量,kg/h
623.31
空气用量,kg干空气/h
4516.7
雾化器孔径,mm
5.0
干燥塔直径,m
0.7
干燥塔有效高度,m
1.6
旋风分离器直径,m
鼓风机型号
4-72-11No.4.5A
引风机型号
9-26NO.5A
(五)参考文献
1、《喷雾干燥实用技术大全》中国轻工业出版社刘广文编著
2、《化学单元过程及设备课程设计》化学工业出版社匡国柱史启才主编
(六)心得体会
这次设计经历让自己记忆十分深刻,期间有想过随便弄弄放弃掉,但还是坚持下来了。
一个表面上看来简简单单的设备的设计过程对自己来说真的很复杂。
我也越来月佩服那些设计师了,因为要掌握很多的专业知识,还要结合实际去设计。
这次经历让我看到了自己很多的不足,各种以后会用到的操作软件几乎是不会了。
这让自己很不好去操作,以后一定好好学习。
其实设计也是个快乐的过程,到最后结束的时候不论自己的设计合格不合格,都会有一点成就感的。
这份感觉会鞭策激励着我自己在以后的路上越走越远。
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- 压力 喷雾 干燥器 设计