气流式干燥器设计计算.docx

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1、气流式干燥器设计计算设计计算方法及步骤：（1）基本数据包括设计条件、设计者自行确定、自行查询的数据。（2）进行干燥管的物料衡算和热量衡算，确定干燥除水量及干燥用热空气量L（kg/h）。（3）干燥管直径D的计算①湿空气在干燥管中的流速从气流输送角度来看，只要气流速度大于最大颗粒的沉降速度，则全部物料便可被夹带出，但为操作安全起见，通常取出口气速为最大颗粒沉降速度的2倍，或取出口气速比最大颗粒沉降速度大3m/s。至于干燥管的入口气速，一般取20～30m/s。②干燥管直径D干燥管直径用下式计算：（4）气流干燥管的高度计算  根据空气至固体颗粒的传热速率方程式，整理得：

2、●空气传给物料的热量Q由两部分组成，即：—恒速干燥阶段传热量（包括物料预热），其值可用下式计算：kW—降速干燥阶段的传热量，其值可用下式计算：kW●干燥管内的传热系数α的计算：颗粒在气流干燥器中的传热系数的研究工作尚不充分。对于空气-水系统，颗粒在等速运动段，可用下式估算。●单位干燥管体积内的干燥表面积a，可用下式简化计算：（5）气流干燥系统的压力损失气流干燥各部分的压力损失可按下述数值估算：  加热器190～290Pa旋风分离器790～1200Pa干燥管1200～2500Pa总压力降2500～4500Pa粉碎机290～490设计示例：[例]现有含水W1=2%的

3、某晶体物料，物料平均颗粒直径dp=0.6mm，颗粒最大直径dpmax=1mm，密度ρs=2490kg/，经实验测定其临界含水量Wc=1%，干物料的定压比热cm=1.005kJ/kgo℃，要求产品量为730kg/h，干燥后产品含水W2=0.03%（均为湿基）。已知物料进入干燥器的温度为15℃，离开干燥器的温度为60℃（实测值），使用空气作干燥介质，空气进入预热器的温度为15℃，相对湿度φ=80%，进入干燥器的温度为146℃，离开干燥器的温度为64℃。试设计一气流干燥器完成此干燥任务。[解]（1）水分蒸发量W则加料量G1=G2+W=730+14.7=744.7≈74

4、5kg/h。（2）空气消耗量首先确定空气离开干燥器的出口状态。由于过程存在热损失，根据式（10.44）有：依题意：t0=15℃，t1=146℃，t2=64℃，H1=H0，φ0=80%，查饱和水蒸气表可得t0=15℃时，Ps=1.71kPa，根据式（10.6），有过程中干燥器没有补充加热，所以qD=0物料升温所需热量q1：热损失粗略估计可取绝热干燥过程总热量消耗的10%。按绝热过程计算，单位空气消耗量为：式中，H'2为按绝热过程计算所得的空气出口湿度，即，即解得：则：而I1=（1.01+1.88H1）t1+2490H1=（1.01+1.88×0.0085）×146

5、+2490×0.0085=170.79kJ/kg水I0=（1.01+1.88H0）t0+2490H0=（1.01+1.88×0.0085）×15+2490×0.0085=36.55kJ/kg水故比热量消耗：所以，热损失为qL=4130.42×10%=413kJ/kg水湿空气比热近似取为进口湿度下的湿比热，即：cH=1.01+1.88×0.0085=1.026kJ/kg·℃水的汽化潜热r0=2490kJ/kg水的定压比热cW=4.18kJ/kg·℃湿物料进口温度θ1=15℃将上述数据代入式（10.44），解得：H2=0.0246kg水/kg干空气故该过程干空气的消

6、耗量，根据式（10.31）得：湿空气的体积：  湿空气的比容v可按平均温度t=（146+64）/2=105℃及平均湿含量H=（0.0246+0.0085）/2=0.0165kg水/kg干空气计算，即：湿空气/kg干空气则湿空气体积为：V=913×1.1=1004湿空气/h故取湿空气的体积为1010湿空气/h。（3）总热量消耗Q该过程总热量消耗Q为：（4）干燥管直径采用变径干燥管。①加速段管径计算取加速段管内的气体速度W=30m/s，此时，加速段管径D为：②等速段干燥管直径计算取等速段管内速度：u=ut+3m/s式中，ut为颗粒自由沉降速度，已知，dp=1mm，ρ

7、s=2490kg/。空气的物性按平均温度t=105℃计算，查得空气粘度μ=0.022×Pa·s，密度。假定Ret=1～500范围内，则：而将和代入上式得：检验雷诺数Ret属于过渡区，假设成立。所以，u=ut+3=8+3=11m/s等速段干燥管直径为：故，干燥管加速段直径为0.110m，等速段直径为0.180m。（5）干燥管长度干燥管长度z，根据式（10.84）：式中，空气传给湿物料的总热量Q=Q1+Q2恒速干燥阶段传热量（包括物料预热）Q1可用式（10.88）计算：首先将物料湿含量换算为干基，即：物料湿含量由X1降到Xc时为干燥第一阶段，由Xc降到X2时为干燥第

8、二阶段。湿物料和空气的湿