Пути уменьшения расхода энергоресурсов (воды, природного газа) для производства солода на АО "Пивзавод Воронежский" (стр. 6 из 13)
QC3=
кДж/ч.для четвертой зоны
С4=
кДж/(кг·оС).QC4=
кДж/кг,Конструктивная толщина стенок сушильной камеры 142 мм – листовая сталь 2 мм, два слоя пенобетона по 30 мм и слой полиуритана 80 мм.
Определим общий коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2·К), стенок камеры по формуле
К =
, (3.14)где ά1- коэффициент теплопередачи от теплоносителя к стенке, кДж/(м2·К);
ά1=5000 кДж/(м2·К);
- сумма термических сопротивлений стенки , (м2 ·К)/кДж;ά2-коэффициент теплопередачи от стенки в окружающую среду кДж/(м2·К);
ά2=5000 кДж/(м2·К);
К =
кДж/(м2·К).Температуру в помещении принимаем равной 16 оС.
Определим поверхность теплообмена F, м2 по зонам в соответствии с формулой
FI=
, (3.15)где hI- высота i-ой зоны, м;
b- ширина продуктовой шахты,м; ( b=0,2 м);
F1=
м2.F2=
м2.F3=
м2.F4=
м2.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.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
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/чза 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=148952,8 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.
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.
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,