Практическое задание 3
Модуль 1. Массообменные процессы и аппараты для их проведения.
Тема 1.3. Сушка
Используя исходные данные из табл. 1 (номер варианта выбирается по первой букве фамилии студента), решите две задачи своего варианта.
Вариант 1.
1. Во сколько раз больше придётся удалить влаги из 1 кг влажного материала при высушивании его от 50 до 25%, чем при высушивании от 2 до 1% влажности (считая на общую массу)?
2. Определить производительность по высушенному материалу, поверхность нагрева калорифера и долю возвращаемого воздуха в теоретической сушилке с рециркуляцией части отработанного воздуха. Расход свежего атмосферного воздуха 6000 кг/ч, его энтальпия 50 кДж/кг, парциальное давление водяного пара в нём 12 мм рт. ст. Начальная влажность материала 40%, конечная 7% (на общую массу). Параметры воздушной смеси на входе в калорифер: x = 0,034; t = 40 ˚C. В калорифере воздух нагревается до 88 ˚С. Коэффициент теплопередачи в калорифере 47 Вт/(м2∙К). Давление греющего водяного пара 0,3 МПа.
Вариант 2.
1. Какое количество влаги удаляется из материала в сушилке, если воздух поступает в сушилку в количестве 200 кг/ч (считая на абсолютно сухой воздух) с t1 = 95 ˚C, φ1 = 5%, а уходит из сушилки с t2 = 50 ˚С и φ2 = 60%? Определить также удельный расход воздуха.
2. Определить расход воздуха, расход греющего пара, требуемое его давление и поверхность калорифера для сушилки, производительность которой равна 600 кг/ч влажного материала с начальной влажностью 50% и конечной 9% (считая на общую массу). Показания психрометра для воздуха, поступающего в калорифер, 10 и 5 ˚С. Воздух на выходе из сушилки имеет t2 = 50 ˚C, φ2 = 50%. Температуру греющего водяного пара принять на 15 ˚С выше температуры воздуха на выходе из калорифера. Влажность греющего водяного пара 6%. Расход теплоты на 10% больше расхода теплоты в теоретической сушилке. Коэффициент теплопередачи в калорифере 35 Вт/(м²·К).
Вариант 3.
1. Определить производительность вытяжного вентилятора для сушилки, в которой из высушиваемого материала удаляется 100 кг/ч влаги при следующих условиях: t0 = 15 ˚C, φ0 = 0,8, t2 = 45 ˚C, φ2 = 0,6, П = 750 мм рт. ст.
2. В теоретической сушилке производительностью 600 кг/ч абсолютно сухого материала высушивается материал от влажности 35 до 8% (считая на общую массу). Показания психрометра, установленного в помещении, из которого поступает воздух в калорифер: t0 = 18 ˚C, tм = 15 ˚C. Выходящий из сушилки воздух имеет t2 = 40 ˚C и φ2 = 0,65. Определить расход греющего пара в калорифере и площадь поверхности нагрева, если давление пара 0,2 МПа и коэффициент теплопередачи 33 Вт/(м²·К).
Вариант 4.
1. Определить к.п.д. теоретической сушилки, если состояние воздуха в ней меняется от φ0 = 0,7 и t0 = 20 ˚C до φ2 = 0,6 и t2 = 50 ˚C. Влага испаряется при температуре мокрого термометра.
2. 1000 кг/ч влажного материала с начальной влажностью 50% высушивается до конечной влажности 8% (считая на общую массу). Высушивание производится: а) в вакуум-сушилке при температуре материала во время сушки 40 ˚С; б) в атмосферной воздушной сушилке при той же температуре материала (в первом периоде). Атмосферный воздух имеет t0 = 20 ˚C, φ0 = 0,7; уходящий из сушилки воздух имеет t2 = 55 ˚C. В обоих случаях влажный материал поступает в сушилку при 15 ˚С, а выходит при 40 ˚С. Удельная тепло- ёмкость высушенного материала 1260 Дж/(кг·К). Пренебрегая потерями теплоты в окружающую среду и на нагрев транспортирующего устройства, определить удельные расходы теплоты в обеих сушилках.
Вариант 5.
1. Найти средний потенциал сушки в теоретической сушилке при t0 = 20 ˚C, φ0 = 0,7 и t2 = 50 ˚C, φ2 = 0,4. Испарение идёт при температуре мокрого термометра.
2. В сушилке производительностью 500 кг/ч (по высушенному материалу) высушивается материал от 70 до 10% (считая на общую массу). Показания психрометра атмосферного воздуха 15 и 20 ˚С. Из сушилки воздух выходит с температурой 45 ˚С и относительной влажностью 50%. Потери теплоты в сушилке и в калорифере составляют 8% от расхода теплоты в теоретической сушилке. Определить площадь поверхности нагрева калорифера и расход греющего водяного пара, если он имеет давление 0,2 МПа и влажность 5%. Коэффициент теплопередачи в калорифере К = 35 Вт/(м²·К).
Вариант 6.
1. В теоретическую сушилку поступает воздух из калорифера с температурой 85 ˚С, при этом потенциал сушки составляет 43 ˚С. Потенциал сушки воздуха, покидающего сушилку, 8 ˚С. Найти парциальное давление водяного пара в воздухе, уходящем из сушилки, и объёмный процент водяного пара в нём, если давление в сушилке П = 750 мм рт. ст.
2. Расход пара в калорифере сушилки при давлении 0,3 МПа и влажности 10% составляет 200 кг/ч. Расход теплоты на 10% больше расхода теплоты в теоретической сушилке. Площадь поверхности нагрева калорифера 41 м2. Атмосферный воздух имеет t0 = 25 ˚C и точку росы tр = 10 ˚C. Процесс сушки идёт при I2 = 100 кДж/кг. Парциальное давление водяного пара в воздухе, покидающем сушилку, 25 мм рт. ст. Определить коэффициент теплопередачи в калорифере и производительность сушилки по влажному материалу, если поступающий в сушилку материал имеет влажность 60%, а выходящий из сушилки 10% (считая на общую массу).
Вариант 7.
1. Влажный материал с начальной влажностью 33%, критической 17% и равновесной 2%, высушивается при постоянных условиях сушки до 9% влажности в течение 8 ч. Определить продолжительность сушки до 3% влажности в тех же условиях. Влажность дана в процентах от массы абсолютно сухого вещества.
2. В теоретическую сушилку, работающую с промежуточным (ступенчатым) подогревом воздуха, поступает 1800 кг/ч влажного материала с начальной влажностью 39%. Конечная влажность 8% (считая на общую массу). Воздух на выходе из сушилки имеет температуру 45 ˚С. Температура атмосферного воздуха 20 ˚С. Всего в сушильной установке три калорифера, в каждом из которых воздух нагревается до 70 ˚С. После каждого калорифера воздух в сушилке насыщается водяным паром до φ = 0,7. Определить расход сухого воздуха и греющего пара. Давление греющего пара 0,3 МПа, влажность его 5%. Дать схему процесса на диаграмме Рамзина.
Вариант 8.
1. Определить температуру поступающего в теоретическую сушилку воздуха, если средняя движущая сила сушильного процесса Δхср = 0,0136 кг/кг, температура уходящего из сушилки воздуха t2 = 45 ˚С, а его относительная влажность φ2 = 60%.
2. Определить поверхность нагрева вальцовой вакуум-сушилки производительностью 200 кг/ч (по высушенному материалу). Начальная влажность 50%, конечная 5% (считая на общую массу). Коэффициент теплопередачи 350 Вт/(м²·К); температура сушки 60 ˚С; удельная теплоёмкость сухого материала 1260 Дж/(кг·К); начальная температура материала 20 ˚С; давление греющего пара 1,5 кгс/см2. Потери теплоты составляют 10% от общего количества теплоты, отдаваемого греющим паром.
или напишите нам прямо сейчас
Вариант 9.
1. Найти температуру влажного материала в теоретической сушилке (в первом периоде сушки), если атмосферный воздух поступает в калорифер при t0 = 15 ˚C и φ0 = 0,8 и нагревается в нём до t1 = 123 ˚С.
2. Определить расход воздуха, расход греющего пара и требуемое его давление для противоточной воздушной сушилки, работающей по нормальному сушильному варианту. Производительность сушилки 600 кг/ч влажного материала, начальная влажность которого 50% (считая на общую массу), а конечная 9%. Воздух, поступающий в калорифер, имеет t0 = 10 ˚C, φ0 = 80%; воздух, выходящий из сушилки, имеет t2 = 50 ˚C, φ2 = 50%. Температуру греющего пара выбрать. Влажность греющего пара 6%. Расчёт произвести: а) для теоретической сушилки, б) для действительной сушилки, принимая в ней температуру материала на входе 16 ˚С, на выходе 55 ˚С. Удельная теплоёмкость высушенного материала 1680 Дж/(кг∙К). Масса транспортного устройства (стальной транспортёр), несущего часовую загрузку сырого материала, 450 кг. Потери теплоты сушилкой в окружающую среду составляют 10% от количества теплоты, передаваемого воздуху в калорифере.
Вариант 10.
1. Воздух с t = 60 ˚C и φ = 0,2 охлаждается холодной водой в трубчатом противоточном теплообменнике до точки росы. Охлаждающая вода нагревается от 15 до 25 ˚С. Определить расход охлаждаемого воздуха, парциальное давление водяного пара и его объёмный процент в воздухе, а также расход охлаждающей воды, если поверхность теплообмена 15 м², а коэффициент теплопередачи 46 Вт/(м²·К).
2. В сушилке производительностью 500 кг/ч (по абсолютно сухому продукту) высушивается материал от 42 до 9% влажности (на абсолютно сухое вещество). Температура воздуха, поступающего в калорифер, t0 = 20 ˚C, а его точка росы tр = 8 ˚C. Процесс сушки в теоретической сушилке шёл бы при I = 125 кДж/кг. Температура воздуха на выходе из сушилки t2 = 45 ˚C. Нормальный сушильный вариант. Определить расход греющего пара и поверхность нагрева калорифера, если давление греющего пара 0,2 МПа и влажность 5%, а коэффициент теплопередачи К = 32 Вт/(м²·К). Сумма всех потерь теплоты составляет 15% от расхода теплоты в теоретической сушилке.
Вариант 11.
1. Найти температуру и влагосодержание воздуха, уходящего из теоретической сушилки, если средний потенциал сушки χср = 41 ˚С. Воздух поступает в калорифер при t0 = 15 ˚С и φ = 70%. Энтальпия воздуха, поступающего из калорифера в сушилку, I = 144,2 кДж/кг. Определить также температуру влажного материала (в первом периоде сушки).
2. В сушилке производительностью 1 т/ч (по влажному материалу) высушивается материал от 55 до 8% влажности (на общую массу). Атмосферный воздух имеет параметры t0 = 20 ˚C, φ0 = 0,75 и нагревается в калорифере до t1 = 110 ˚C. Потенциал сушки на выходе из сушилки χ2 = 10 ˚С. Определить расход воздуха и греющего пара, если давление пара 0,25 МПа, а степень сухости его 95%.
Вариант 12.
1. Определить к.п.д. теоретической сушилки, если состояние воздуха в ней меняется от φ0 = 0,7 и t0 = 20 ˚C до φ2 = 0,6 и t2 = 50 ˚C. Влага испаряется при температуре мокрого термометра.
2. В сушилке производительностью 500 кг/ч (по высушенному материалу) высушивается материал от 70 до 10% (считая на общую массу). Показания психрометра атмосферного воздуха 15 и 20 ˚С. Из сушилки воздух выходит с температурой 45 ˚С и относительной влажностью 50%. Потери теплоты в сушилке и в калорифере составляют 8% от расхода теплоты в теоретической сушилке. Определить площадь поверхности нагрева калорифера и расход греющего водяного пара, если он имеет давление 0,2 МПа и влажность 5%. Коэффициент теплопередачи в калорифере К = 35 Вт/(м²∙К).
Вариант 13.
1. Найти средний потенциал сушки в теоретической сушилке при t0 = 20 ˚C, φ0 = 0,7 и t2 = 50 ˚C, φ2 = 0,4. Испарение идёт при температуре мокрого термометра.
2. В сушилке производительностью 500 кг/ч (по абсолютно сухому продукту) высушивается материал от 42 до 9% влажности (на абсолютно сухое вещество). Температура воздуха, поступающего в калорифер, t0 = 20 ˚C, а его точка росы tр = 8 ˚C. Процесс сушки в теоретической сушилке шёл бы при I = 125 кДж/кг. Температура воздуха на выходе из сушилки t2 = 45 ˚C. Нормальный сушильный вариант. Определить расход греющего пара и поверхность нагрева калорифера, если давление греющего пара 0,2 МПа и влажность 5%, а коэффициент теплопередачи К = 32 Вт/(м²·К). Сумма всех потерь теплоты составляет 15% от расхода теплоты в теоретической сушилке.
Вариант 14.
1. Во сколько раз больше придётся удалить влаги из 1 кг влажного материала при высушивании его от 50 до 25%, чем при высушивании от 2 до 1% влажности (считая на общую массу)?
2. В теоретической сушилке производительностью 600 кг/ч абсолютно сухого материала высушивается материал от влажности 35 до 8% (считая на общую массу). Показания психрометра, установленного в помещении, из которого поступает воздух в калорифер: t0 = 18 ˚C, tм = 15 ˚C. Выходящий из сушилки воздух имеет t2 = 40 ˚C и φ2 = 0,65. Определить расход греющего пара в калорифере и площадь поверхности нагрева, если давление пара 0,2 МПа и коэффициент теплопередачи 33 Вт/(м²·К).
Вариант 15.
1. Какое количество влаги удаляется из материала в сушилке, если воздух поступает в сушилку в количестве 200 кг/ч (считая на абсолютно сухой воздух) с t1 = 95 ˚C, φ1 = 5%, а уходит из сушилки с t2 = 50 ˚С и φ2 = 60%? Определить также удельный расход воздуха.
2. В теоретическую сушилку, работающую с промежуточным (ступенчатым) подогревом воздуха, поступает 1800 кг/ч влажного материала с начальной влажностью 39%. Конечная влажность 8% (считая на общую массу). Воздух на выходе из сушилки имеет температуру 45 ˚С. Температура атмосферного воздуха 20 ˚С. Всего в сушильной установке три калорифера, в каждом из которых воздух нагревается до 70 ˚С. После каждого калорифера воздух в сушилке насыщается водяным паром до φ = 0,7. Определить расход сухого воздуха и греющего пара. Давление греющего пара 0,3 МПа, влажность его 5%. Дать схему процесса на диаграмме Рамзина.
Вариант 16.
1. В теоретическую сушилку поступает воздух из калорифера с температурой 85 ˚С, при этом потенциал сушки составляет 43 ˚С. Потенциал сушки воздуха, покидающего сушилку, 8 ˚С. Найти парциальное давление водяного пара в воздухе, уходящем из сушилки, и объёмный процент водяного пара в нём, если давление в сушилке П = 750 мм рт. ст.
2. Определить производительность по высушенному материалу, поверхность нагрева калорифера и долю возвращаемого воздуха в теоретической сушилке с рециркуляцией части отработанного воздуха. Расход свежего атмосферного воздуха 6000 кг/ч, его энтальпия 50 кДж/кг, парциальное давление водяного пара в нём 12 мм рт. ст. Начальная влажность материала 40%, конечная 7% (на общую массу). Параметры воздушной смеси на входе в калорифер: x = 0,034; t = 40 ˚C. В калорифере воздух нагревается до 88 ˚С. Коэффициент теплопередачи в калорифере 47 Вт/(м²·К). Давление греющего водяного пара 0,3 МПа.
Вариант 17.
1. Влажный материал с начальной влажностью 33%, критической 17% и равновесной 2%, высушивается при постоянных условиях сушки до 9% влажности в течение 8 ч. Определить продолжительность сушки до 3% влажности в тех же условиях. Влажность дана в процентах от массы абсолютно сухого вещества.
2. Определить расход воздуха, расход греющего пара, требуемое его давление и поверхность калорифера для сушилки, производительность которой равна 600 кг/ч влажного материала с начальной влажностью 50% и конечной 9% (считая на общую массу). Показания психрометра для воздуха, поступающего в калорифер, 10 и 5 ˚С. Воздух на выходе из сушилки имеет t2 = 50 ˚C, φ2 = 50%. Температуру греющего водяного пара принять на 15 ˚С выше температуры воздуха на выходе из калорифера. Влажность греющего водяного пара 6%. Расход теплоты на 10% больше расхода теплоты в теоретической сушилке. Коэффициент теплопередачи в калорифере 35 Вт/(м²·К).
Вариант 18.
1. Определить производительность вытяжного вентилятора для сушилки, в которой из высушиваемого материала удаляется 100 кг/ч влаги при следующих условиях: t0 = 15 ˚C, φ0 = 0,8, t2 = 45 ˚C, φ2 = 0,6, П = 750 мм рт. ст.
2. 1000 кг/ч влажного материала с начальной влажностью 50% высушивается до конечной влажности 8% (считая на общую массу). Высушивание производится: а) в вакуум-сушилке при температуре материала во время сушки 40 ˚С; б) в атмосферной воздушной сушилке при той же температуре материала (в первом периоде). Атмосферный воздух имеет t0 = 20 ˚C, φ0 = 0,7; уходящий из сушилки воздух имеет t2 = 55 ˚C. В обоих случаях влажный материал поступает в сушилку при 15 ˚С, а выходит при 40 ˚С. Удельная тепло-ёмкость высушенного материала 1260 Дж/(кг·К). Пренебрегая потерями теплоты в окружающую среду и на нагрев транспортирующего устройства, определить удельные расходы теплоты в обеих сушилках.
или напишите нам прямо сейчас
