真空耙式干燥机

真空耙式干燥机的设计

一、耙式干燥机的设计方法

1。耙式干燥机容积的计算 耙式干燥机属于间歇操作设备，许多物料在干燥前后的体积会发生变化，因此物料的体积应取干燥前后体积的平均值，即

V=- 2 V1+V2 (33-1)

式中 v1-干燥前物料的体积(m3);

V2-干燥后物料的体积(m3).

取物料填充率为B，设干燥机直径为D，则干燥机长度：

V

L=. 0.785D2.3 (33-2)

式中 -物料填充率(%);

D干燥机直径(m); L干燥机长度(m);

V物料在干燥机内的平均体积(m3).

2。有效传热面积计算所谓有效传热面积，是指在干燥过程中能够参与传热的设备面积，与物料的填充量等参数有关。由图33-11查得，K1值，则物料与圆筒接触的有效弧长：

1=1/2DK1 (33-3)

筒体与物料的接触面积：

A0=L1l (33-4)

考虑产品出口处及夹套两端间隙，实际接触面积取计算值的0.95，则

A=0.95a0

3。干燥时间的计算为工程计算的需要，把干燥过程分为物料升温，恒速干燥和降速干燥三个阶段，计算出每一阶段的传热量，并计算出各阶段所需的时间。

各阶段传人的热量：

I1'=KnAtA (33-5a)

9'=KHAtB (33-5b)

q'c=KjAtc (33-5c)

各阶段干燥时间：

T=/1 (33-6a)

9B

T日=/ (33-6b)

9c

(33-6c)

TC=/yc

总干燥时间：

T=TA+TB+TC (33-7)

式中KH,K」传热系数[W/(m2.C)].

4。耙式干燥机的功率耙式干燥机的功率是指主轴转动消耗的功率，可用经验公式计算，即

P=2.2DL (33-8)

此式并未反映出物料的黏度，摩擦性，密度及装料量等物料参数，如遇特殊物料还应调整其安全系数。

二、耙式干燥机的设计过程

物料的耐热温度，堆密度，物料填充率，是设计前必须确定的主要参数。设计时主要确定传热介质及传热系数，干燥机的转速，应达到的产量及动力消耗等参数。结合下面的例子说明干燥机的设计过程。

(1)设计参数

物料名称：染料还原绿每批处理量：G=500kg物料含水率：11=20%产品含水率：w2=3%

物料堆密度：Pu=800kg/m3产品堆密度：P=500kg/m3

产品比热容：c =1.88kJ/(kg.C)水的比热容：c_=4.187kJ/(kg.C)水的汽化热：y.=2407kJ/kg物料允许温度：75C干燥热源：100C热水操作压力：7.618kPa

恒速干燥阶段：水分20%10%传热系数：KH=140W/(m2.C)降速阶段：水分10%3%

传热系数：Kj=64W/(m2.C)(2)物料衡算折成干基含水率：

G1 11 100-101 20 100-20 kg/kg=0.25kg/kg

C2=100-10123100-3kg/kg=0.031kg/kg每批绝干产品量：

G.=1+c1= G115001+0.25 kg=400kg每批蒸发水分量：

W= G1(c1-c2)=500x(0.25-0.031)kg

1+C1 1+0.25

=88kg

恒速干燥结束含水率：

w,=10%，经计算c3=0.11kg/kg恒速阶段蒸发水量：

WH二1+C1 G1(c-c3)500x(0.25-0.11)kg1+0.25=56kg

降速阶段蒸发水量：

W:=W-Wn=(88-56)kg=32kg产品产量：

G=G,(1+c2)=400x(1+0.031)kg=412kg物料体积：

V/1= Pu1 G1-800500 m n'=0.625m2

产品体积：

P12 v3=G/2=412m500 m=0.824m

(3)热量衡算假定干燥过程物料温度变化如图33-12所示，为计算方便，设区间A为物料预热阶段，区间B为恒速干燥阶段，区间C为降速干燥阶段。物料进口温度m为10C，产品终点温度为52C，各温度变化示于图上。

区间A

干物料从10C升温至40C吸热：

Q=G,c,(m-tm)=400x1.88x(40-10)kJ=22560kJ

水从10C升温至40C吸热： Q2=c2(G2-G2)(2-m)

=4.187x(500-400)(40-10)kJ=12561kJ区间A共吸热：

Qx=Q:+Q2=(22560+12558)kJ=35118kJ区间B

水汽化吸热：

03=y.W=2407x56kJ=134792kJ

区间B共吸热：

Q=Q,=134792kJ

区间C

水汽化吸热：

Q=y.W1=2407x32kJ=77024kJ干物料从40C升温至52C吸热：

Q3=G2cm(m-m)=412x1.88x(52-40)kJ=9295kJ

区间C共吸热：

Qc=Q4+Q3=(77024+9295)kJ=86319kJ理论总吸热：

0=Qx+Q8+Qc=(35118+134792+86319)kJ=256229kJ

设壁热损失为理论吸热的10%，总吸热：

Q:=Q(1+10%)=256229x(1+10%)kJ=281851.9kJ

(4)干燥机尺寸，有效传热面积物料在干燥机内的平均体积：

根据式(33-1),V=-2 V1+V20.625+0.824m3=2 m

0.75m

取物料填充率为50%，设干燥机直径为D=

0.8m，则干燥机长度：

根据式(33-2),L= V

0.785D2 0.785x0.82x0.5记

0.75

m=3.0m

实际填充率：

B=-

0.75

0.785x0.82x3.0 -x99.99%=49.8%

计算有效传热面积：

由图33-12查得，当=49.8%时，K1=0.998,根据式(33-3)，则物料与圆筒接触的有效弧长：1=1/2DK2=1/2x3.14x0.8x0.998m

=1.25m

简体与物料的接触面积：

根据式(33-4),Ao=Ll=3.0x1.25m2=3.75m2考虑产品出口处及夹套两端间隙，实际接触面积取计算值的0.95，则

A=0.95a.=0.95x3.75m2=3.57m2

(5)干燥时间设A,B,C三个阶段的平均温差分别用AtA,AFg,Atc表示，则

In4/2 F11()=-2=62-32C=45.5C In 3262(cn)2 A2+AL2-32+32qC=32C2

(c)= In/ L2 A2-432-20=25.5C In /2032

各阶段传人的热量：

9=KnA()=140x3.57x45.5kJ/h=22740kJ/h

9'=KnA(AtB)=140x3.57x32kJ/h=16000kJ/h

q'c=K3A(tc)m=64x3.57x25.5kJ/h=5830kJ/h各阶段干燥时间：

T,=/6 35118x1000 22740x3600 1 =0.44h

T日=9 9B 134792x1000 16000 x3600 =2.34h

9. 86319 x1000

Tc=-9 5830x3600 =4.11h

总干燥时间：

T=TA+TB+Tc=(0.44+2.34+4.11)h=6.89h

考虑设备加热，加料，出料时间，每批物料干燥需8h完成。

(6)耙式干燥机的功率

P=2.2DL=2.2x0.8x3.0kW=5.28kW取P=5.5kW.