Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie
Instytut Inżynierii Chemicznej i Procesów Ochrony Środowiska
Sprawozdanie z laboratorium
Teoria i techniki suszenia
Kierunek studiów: Inżynieria Chemiczna i Procesowa
Specjalność: Inżynieria procesowa
Rok I
Semestr II
SZCZECIN 2012
Temat obliczeń projektowych
Należy wysuszyć konwekcyjnie G1= 600 kg/h owsa od wilgotności początkowej = 0.12 kgw/kgwilg.mat do wilgotności końcowej = 0.03. Temperatura czynnika suszącego (powietrza) na wlocie do suszarki T1=90oC. Wilgotność czynnika suszącego (powietrza) na wlocie do suszarki Y1=8 g/kg s.pow. Ciśnienie procesu wynosi 70 kPa. W obliczeniach projektowych zastosować współprądowy przepływ strumieni gazu i ciała stałego bez podgrzewacza zewnętrznego.
Dodatkowo na początku należy wykonać obliczenia psychrometryczne dla układu innego niż para wodna - powietrze, a mianowicie: etylobenzen (A) – wodór (B) pod ciśnieniem procesu. Następnie należy wykonać także obliczenia psychrometryczne dla układu para wodna (A) – powietrze (B).
Spis treści
1 Zadanie pierwsze 7
1.1 Definicja układu 7
1.2 Parametry termofizyczne układu para wodna – powietrze 7
1.3 Zależność ciepła właściwego pary, wody i powietrza od temperatury 7
1.4 Wykres Moliera dla układu para wodna – powietrze 8
2 Zadanie drugie 9
2.1 Definicja układu 9
2.2 Parametry termofizyczne układu etylobenzen – wodór 9
2.3 Wykres Grosvenora dla układu etylobenzen – wodór 10
3 Zadanie trzecie 11
3.1 Schemat suszarki 11
3.2 Równania bilansowe 11
3.3 Definicja układu 11
3.4 Ustawianie parametrów suszenia 12
3.5 Arkusz bilansowy procedury BALANCE 12
3.6 Wyniki obliczeń 13
3.7 Wykresy zmian parametrów materiału suszonego i gazu w trakcie trwania procesu 13
4 Rozwiązanie modelu matematycznego procesu suszenia ciągłego w programie DryPak 15
4.1 Równania bilansowe – różniczkowano po objętości suszarki 15
4.2 Definicja układu: 15
4.3 Ustawianie parametrów suszenia: 15
4.4 Arkusz bilansowy procedury PARALLEL 16
4.5 Wykresy zmian parametrów materiału suszonego i gazu w trakcie trwania procesu 16
5 Rozwiązanie modelu matematycznego procesu suszenia ciągłego w programie Mathcad 20
5.1 Wprowadzone dane 20
5.2 Wyniki 20
6 Załącznik 22
Spis rysunków
Rysunek 1. Zależność ciepła właściwego pary, wody i powietrza od temperatury 7
Rysunek 2.Wykres Moliera dla układu para wodna – powietrze pod ciśnieniem 70kPa 8
Rysunek 3. Wykres Grosvenora dla etylobenzen – wodór pod ciśnieniem 70kPa 10
Rysunek 4. Schemat suszarki bez recyklu i nagrzewnicy zewnętrznej 11
Rysunek 5. Zmiana temperatury suszonego materiału od wlotu do wylotu. 13
Rysunek 6. Zmiana temperatury gazu od wlotu do wylotu. 14
Rysunek 7. Zmiana wilgotności suszonego materiału od wlotu do wylotu 14
Rysunek 8. Zmiana wilgotności gazu od wlotu do wylotu 15
Rysunek 9. Wykres Moliera dla ciągłego, jednoczesnego kontaktu w układzie owies – woda – powietrze. 17
Rysunek 10. Wykres zależności obliczonych profili parametrów dla ciągłego, jednoczesnego kontaktu w układzie owies – woda – powietrze. 18
Rysunek 11. Wykres wskaźnika szybkości suszenia dla ciągłego, jednoczesnego kontaktu w układzie owies – woda – powietrze. 19
Rysunek 12. Profil wilgotności materiału suszonego w objętości suszarki 21
Rysunek 13. Profil wilgotności gazu w objętości suszarki 21
Rysunek 14. Profil entalpii materiału suszonego w objętości suszarki 21
Rysunek 15. Profil entalpii gazu w objętości suszarki 21
Rysunek 16. Profile temperatur materiału suszonego oraz gazu w objętości suszarki 21
Spis tabel
Tabela 1. Parametry termofizyczne układu para wodna – powietrze 7
Tabela 2. Parametry termofizyczne układu etylobenzen – wodór 9
Tabela 3. Arkusz bilansowy procedury BALANCE 13
Tabela 4. Arkusz bilansowy procedury PARALLEL 16
Tabela 5. Dane i założenia 20
Tabela 6. Wyniki obliczeń 20
Spis oznaczeń
av powierzchnia właściwa m2/m3
cw ciepło właściwe kJ/kg∙K
Eh dopływ ciepła od grzejników wewnętrznych kW
Eh dopływ ciepła od wentylatorów kW
Eh straty ciepła kW
f współczynnik =1 dla współprądu lub -1 dla przeciwprądu -
h entalpia właściwa kJ/kg
Δhv ciepło parowania kJ/kg A
Δhs ciepło sorpcji kJ/kg A
ig entalpia gazu wilgotnego kJ/kg B
im entalpia materiału wilgotnego kJ/kg S
ky współczynnik wnikania masy kg/m2∙s
N ilość kroków -
t temperatura ⁰C
V objętość suszarki ...
lady_patyk