sprawozdanie.suszenie.docx

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                                                                                                     ...