Пивоваренная промышленность (стр. 3 )

Определим потери тепла по зонам в соответствии с формулой

QI=FI ·K·ΔtI ; (3.16)

где ΔtI - средняя разность температур определяемая по формуле, оС,

ΔtI=, (3.17)

где tBi+1- температура воздуха в (i+1) зоне, оС;

tBi - температура воздуха в i-ой зоне, оС;

Определим потерю тепла в первой зоне предварительно определив разность температур по формуле (3.17)

Δt1= оС.

тогда Q1= кДж/кг.

для второй зоны

Δt2= оС.

Q2= кДж/кг.

для третей зоны

Δt3= оС.

Q3= кДж/кг.

для четвертой зоны

Δt4= оС.

Q4= кДж/кг.

("16") Величиной потерь тепла с воздухом, уходящим через неплотности воздуховодов и разгрузочные отверстия шахт, пренебрегаем в связи с установкой нагнетательного вентилятора непосредственно у сушилки и засосом части воздуха из помещения для пользования при сушке.

Определим величины потерь тепла Δi, кДж/ч, по зонам в соответствии с формулой

Δi=Witi-QCi-Qi (3.18)

Δ1= кДж/ч.

Δ2= кДж/ч.

Δ3= кДж/ч.

Δ4= кДж/ч.

Определим общую величину потерь по формуле

Δ=, (3.19)

Δ= кДж/ч.

Все необходимое для сушки тепло в сушилку подводится при помощи нагретого в калорифере воздуха.

Определим массовый расход воздуха LK проходящего через калорифер по формуле

LK= (3.20)

Из диаграммы влажного воздуха для летних условий определяем параметры:

I1=113.1 кДж/кг; t1 = 85оС; dо=10,2 г/кг;

тогда

LK=кг/ч.

Для достижения предписанного температурного режима во второй и третей зоне к нагретому воздуху добавляется наружный воздух, количество которого определяется при помощи I-d диаграммы.

Через четвертую зону сушилки проходит воздух, нагретый в калорифере. Количество воды удаляемой в третей и четвертой зоне составляет 248,2 кг/ч,

Влагосодержание воздуха при выходе из третей зоны определим по формуле

("17") d3=d0+, (3.21)

d3= г/кг.

Из диаграммы видно, что при выходе из третей зоны воздух имеет температуру 75 0С и влажность около 5 %. Чтобы снизить температуру до 67 0С приходится добавлять свежий приточный воздух, количество которого определим из соотношения

L1=LK (3.22)

L1= кг/ч.

Определим влагосодержание воздуха после второй зоны по формуле

d2=d3+, (3.23)

d2= кг/ч.

При выходе из второй зоны воздух имеет температуру 54 оС.

Расчет при помощи I-d диаграммы показывает, что необходима добавка свежего воздуха в таком количестве, чтобы температура смеси составляла 47 оС.

Определим количество добавочного воздуха L2, кг/ч за второй зоной из соотношения

L2= (3.24)

L2= кг/ч.

Находим общий массовый расход воздуха L! кг/ч, в летний период по формуле

L!=LK+L1+L2 , (3.25)

L!=92461+20546,9+36944,9=8 кг/ч.

Разница между массовыми расходами воздуха составляет 1156,2 кг/ч или 0,7 %.

Определим количество нагреваемого в калорифере воздуха в зимний период по формуле (3.20)

LK=кг/ч.

Проверку параметров воздуха и определение количества воздуха, подводимого в отдельные зоны, проводим по I-d диаграмме.

("18") Определяем влагосодержание воздуха при выходе из третей зоны по формуле( 3.21)

d3= г/кг.

Массовый расход добавочного воздуха при входе во вторую зону в зимний период равен по формуле(3.22)

L1= кг/ч.

Определим влагосодержание воздуха после второй зоны по формуле (3.23)

d2= кг/ч.

Определим массовый расход добавочного воздуха при входе в первую зону по формуле (3.24)

L2=(94109,4+10587,3) кг/ч.

Находим общий массовый расход воздуха в зимний период времени по формуле (3.25)

L!=94109,4+10587,3+7755,3=112452 кг/ч.

Разница между массовыми расходам L и L! составляет 1369,2 кг/ч, что равно 1,2 %, что допустимо.

Определим расход тепла на сушку в зимний период времени по формуле

Q3=LK(I1-I2) (3.26)

Q3=кДж/ч.

Определим расход тепла на сушку влетний период времени по формуле (3.26)

Q3= кДж/ч.

3.2 Проектирование и расчет теплоутилизатора

3.2.1 Определение конструктивных параметров теплоутилизатора

При проектирование конструкций теплоутилизаторов необходимо стремится к тому чтобы, его теплотехнические характеристики были оптимальными.

Под оптимальными подразумеваются такие характеристики, которые позволяют обеспечить наибольшую экономию теплоты при минимальных затратах на изготовление, монтаж и эксплуатацию теплоутилизатора.

("19") К основным теплотехнических характеристикам теплоутилизатора относят 1) коэффициент температурной эффективности ξt,2) номинальная массовая скорость Vρ, кг/(м2·с) воздушных потоков к каналах теплоутилизатора, данные характеристики определяют его поверхность теплообмена, потери давления, габаритные размеры, материал для его изготовления.

Теплопроизводительность теплоутилизатора Q, кДж/ч, определим по формуле

Q= , (3.27)

где G - массовая пропускная способность теплоутилизатора, кг/с, G=20,5 кг/с,

CP - удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кг К), CP=1,005 кДж/(кг·К),

ξt - коэффициент температурной эффективности, ξt=0,75,

tY - температура удаляемого воздуха, оС, tY=30 оС,

tН - температура наружного воздуха, оС, tН=10 оС,

Q=кДж/ч.

Величину поверхности теплообмена FT, м2, определим по формуле

FT=, (3.28)

где ν - скорость движения воздуха в каналах теплоутилизатора, м/с,

ρ- плотность воздуха, кг/м3, ρ = 1,165 кг/м3,

Исходя из практического опыта эксплуатации пластинчатых теплоутилизаторов наиболее оптимальное значение скорости потоков воздуха V= 4 м/с.

FT=м2.

Определим конструктивные параметры теплоутилизатора

Величину условного прохода S, м2, для движения теплоносителя определим по формуле

S =, (3.29)