化工原理課程設(shè)計(jì)直流氣體干燥聚氯乙烯

1、scu化工原理課程設(shè)計(jì)書(shū)直管氣流干燥器大學(xué)輕紡與食品學(xué)院瑞霄學(xué)號(hào)：0843091092目錄一、緒 論二、任務(wù)書(shū)三、流程1. 流程圖2. 流程概述四、設(shè)計(jì)方案及參數(shù)的確定1. 設(shè)計(jì)方案的確定2. 參數(shù)確定五、干燥器主要尺寸的計(jì)算1. 基本物料衡算2. 干燥管主要參數(shù)的計(jì)算3. 加速段管長(zhǎng)的計(jì)算4. 恒速段管長(zhǎng)的計(jì)算六、主要附屬設(shè)備的選型和計(jì)算1.加料器的選型和計(jì)算2.旋風(fēng)分離器的選型和計(jì)算3. 空氣加熱器的選型和計(jì)算七、設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)1. 對(duì)氣流干燥器的評(píng)價(jià)2. 對(duì)附屬設(shè)備的評(píng)價(jià)八、心得體會(huì)九、設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表十、主要符號(hào)表一、參考文獻(xiàn)緒論化工原理課程設(shè)計(jì)的目的和要求課程設(shè)計(jì)是化工原理課程的一個(gè)總結(jié)性教

2、學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用 本門課程及有關(guān)選修課程的基本知識(shí)去解決某一設(shè)計(jì)任務(wù)的一次訓(xùn)練。在整個(gè)教 學(xué)計(jì)劃中，它也起著培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作能力的重要作用。課程設(shè)計(jì)不同于平時(shí)的作業(yè)，在設(shè)計(jì)中需要學(xué)生自己做出決策，即自己確定 方案，選擇流程，查取資料，進(jìn)行過(guò)程和設(shè)備計(jì)算，并要對(duì)自己的選擇做出論證 和核算，經(jīng)過(guò)反復(fù)的分析比較，擇優(yōu)選定最理想的方案和合理的設(shè)計(jì)。所以，課 程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作能力的有益實(shí)踐。通過(guò)課程設(shè)計(jì) , 學(xué)生應(yīng)該注重以下幾個(gè)能力的訓(xùn)練和培養(yǎng)：1. 查閱資料，選用公式和搜集數(shù)據(jù) （ 包括從已發(fā)表的文獻(xiàn)中和從生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中 搜集） 的能力；2. 樹(shù)立既考慮技術(shù)上的先進(jìn)性與可行性，又考慮經(jīng)濟(jì)

3、上的合理性，并注意到 操作時(shí)的勞動(dòng)條件和環(huán)境保護(hù)的正確設(shè)計(jì)思想，在這種設(shè)計(jì)思想的指導(dǎo)下去分析 和解決實(shí)際問(wèn)題的能力；3. 迅速準(zhǔn)確的進(jìn)行工程計(jì)算的能力；4. 用簡(jiǎn)潔的文字，清晰的圖表來(lái)表達(dá)自己設(shè)計(jì)思想的能力聚氯乙烯全名為 polyvinyl chloride ，主要成份為聚氯乙烯，另外加入其他成分來(lái)增 強(qiáng)其耐熱性，韌性，延展性等。工業(yè)聚氯乙烯樹(shù)脂主要是非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，但也包含 一些結(jié)晶區(qū)域（約5%）,所以聚氯乙烯沒(méi)有明顯的溶點(diǎn)，約在80C左右開(kāi)始軟化， 熱扭變溫度（1.82MPa負(fù)荷下）為70-71 T，在加壓下150C開(kāi)始流動(dòng)，并開(kāi)始緩 慢放出氯化氫，致使聚氯乙烯變色（由黃變紅、棕、甚至于黑色）

4、 。工業(yè)聚氯乙烯 重均相對(duì)分子質(zhì)量在 4.8-4.8 萬(wàn)圍，相應(yīng)的數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量為 2-1.95 萬(wàn)。而絕 大多數(shù)工業(yè)樹(shù)脂的重均相對(duì)分子質(zhì)量在 10-20 萬(wàn)，數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量在 4.55-6.4 萬(wàn). 硬質(zhì)聚氯乙烯（未加增塑劑）具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、耐候性和耐燃性，可以單 獨(dú)用做結(jié)構(gòu)材料，應(yīng)用于化工上制造管道、板材及注塑制品。硬質(zhì)聚氯乙烯可以 用增強(qiáng)材料。它是當(dāng)今世界上深受喜愛(ài)、頗為流行并且也被廣泛應(yīng)用的一種合成 材料。由于化學(xué)穩(wěn)定性高，所以可用于制作防腐管道、管件、輸油管、離心 泵和鼓風(fēng)機(jī)等。 聚氯乙烯的硬板廣泛應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)上制作各種貯槽的襯里， 建筑物的瓦楞板，門窗結(jié)構(gòu)，墻壁裝飾物等建

5、筑用材。由于電氣絕緣性能優(yōu) 良，可在電氣、電子工業(yè)中，用于制造插頭、插座、開(kāi)關(guān)和電纜。在日常生 活中，聚氯乙烯用于制造涼鞋、雨衣、玩具和人造革等，它的全球使用量在各種合成材料中高居第二。PVC可分為軟PVC和硬PVC其中硬PVC大約占市場(chǎng)的2/3，軟PVC占1/3。軟PVC-般用于地板、天花板以及 皮革的表層，但由于軟 PVC中含有柔軟劑（這也是軟PVC與硬PVC的區(qū)別），容易 變脆,不易保存，所以其使用圍受到了局限。硬 PVC不含柔軟劑，因此柔韌性好， 易成型，不易脆，無(wú)毒無(wú)污染，保存時(shí)間長(zhǎng)，因此具有很大的 開(kāi)發(fā)應(yīng)用價(jià)值。PVC的本質(zhì)是一種真空吸塑膜，用于各類面板的表層包裝，所以又被稱為裝飾

6、 膜、附膠膜，應(yīng)用于建材、包裝、醫(yī)藥等諸多行業(yè)。其中建材行業(yè)占的比重最大，為 60%，其次是包裝行業(yè)，還有其他若干小圍應(yīng)用的行業(yè)。氯化乙烯基最初是在1835年在JustusvonLiebig 實(shí)驗(yàn)室合成出來(lái)的。而聚氯乙烯是由 Bauman在1872 年合成的。但是直到 20世紀(jì) 20 年代才在美國(guó)生產(chǎn)出了第一個(gè)聚氯乙烯的商業(yè)產(chǎn) 品，在接下來(lái)的 20 年歐洲才開(kāi)始大規(guī)模生產(chǎn)。 聚氯乙烯具有原料豐富（石油、 石灰石、焦炭、食鹽和天然氣）、制造工藝成熟、 價(jià)格低廉、 用途廣泛等突出特點(diǎn)， 現(xiàn)已成為世界上僅次于聚乙烯樹(shù)脂的第二大通用樹(shù)脂，占世界合成樹(shù)脂總消費(fèi)量 的 29%。聚氯乙烯容易加工，可通過(guò)模壓

7、、層合、注塑、擠塑、壓延、吹塑中空等 方式進(jìn)行加工。聚氯乙烯主要用于生產(chǎn)人造革、薄膜、電線護(hù)套等塑料軟制品， 也可生產(chǎn)板材、門窗、管道和閥門等塑料硬制品。食品干燥技術(shù) 食品工業(yè)的很多原料均含有大量水分，為使食品具有良好的保藏性和節(jié)約運(yùn)輸費(fèi) 用，則 要求水分含量盡可能降低。所以從物料中除去水分是食品加工過(guò)程中經(jīng)常進(jìn)行的 過(guò)程，稱為 干燥或去濕。采用的技術(shù)有普通干燥、冷凍干燥和噴霧干燥。一、普通干燥 干燥過(guò)程中，物料表面的水分要不斷汽化，從而使部的水分繼續(xù)擴(kuò)散到表面來(lái)， 達(dá)到干燥的目的。根據(jù)物料加熱的方式不同， 分為三種干燥方法：對(duì)流干燥 （熱風(fēng)干燥 ）、 輻射干燥及接觸干燥 （ 傳導(dǎo)式） 。1.

8、 對(duì)流干燥直接以高溫的空氣為熱源，借對(duì)流方式將熱量傳遞 給物料，熱空氣既是載熱 體又是載濕體。一般熱風(fēng)干燥多在常壓下進(jìn)行。2. 輻射干燥是食品工業(yè)上的一種重要的干燥方法。即利用紅外 線、遠(yuǎn)紅外線、微波等能 源，將熱量傳遞給物料的干燥方法?？稍诔夯蛘婵障逻M(jìn)行。3. 接觸干燥是間接靠間壁的導(dǎo)熱將熱量傳遞給與壁面接觸的物 料。熱源可以是水蒸氣、 熱空氣或熱水等。接觸干燥可在常壓下進(jìn)行也可在真空下進(jìn)行。常壓下操作時(shí)， 物體與氣體 之間雖然有熱交換，但氣體的主要作用是將蒸氣帶走。二、冷凍干燥 冷凍干燥又稱真空冷凍干燥、冷凍升華干燥、分子干燥等，是將物料預(yù)冷至-30-40 C, 使物料中的大部分水分變?yōu)?/p>

9、固態(tài)冰，然后提供低溫?zé)嵩矗谡婵諣顟B(tài)下，使冰直 接升華為水 蒸氣而使物料脫水的過(guò)程。冷凍干燥是一種特殊的干燥方法。它包括兩個(gè)重要的 步驟：凍結(jié)物品及升華分離結(jié)晶體。 在真空條件下,通過(guò)升華作用,把物料中凍 結(jié)的水分不重新融化而從物料中分離除去。方法和過(guò)程1. 物料中水分的預(yù)凍結(jié)食品的凍結(jié)主要是水溶液的凍結(jié)。當(dāng)食 品部溶質(zhì)濃度低于低共熔濃度時(shí)，冷凍的結(jié)果是冰晶的析出，隨后溶液的濃度越來(lái)越高，理論上達(dá)到低 共熔濃度為止；若溶質(zhì)濃度高于低共熔濃度時(shí)，冷卻結(jié)果表現(xiàn)為溶質(zhì)不斷析出，余下的溶液 濃度越來(lái)越低，理論上也達(dá)到低共熔濃度為止。2. 凍結(jié)物料進(jìn)行升華干燥凍結(jié)物料的升華干燥是在真空干燥箱 進(jìn)行的。在

10、升華過(guò)程 中，物料中凍結(jié)水分汽化需要吸收熱量，因此，需要給物料加熱，以提高冷凍干 燥速率。但 所提供的熱量應(yīng)保證凍結(jié)物料的溫度接近而又低于物料的共熔點(diǎn)，以便使物料中 冰晶既不溶解又能以最高速率進(jìn)行升華。 在升華過(guò)程中，溫度幾乎不變， 干燥速率保持恒定。3. 物料加熱升溫當(dāng)凍結(jié)水分全部蒸發(fā)后，開(kāi)始蒸發(fā)剩余沒(méi)有凍結(jié)的水分，此時(shí)干 燥速率下降，加熱速度可加快，以使水分不斷排除掉。在此階段物料溫度會(huì)升高，但一 般不超過(guò)40C。三、噴霧干燥 噴霧干燥是以單一工序?qū)⑷芤骸?乳濁液、 懸浮液或糊狀物料加工成粉狀、 顆粒 狀干制品的一種干燥方法。它將液體通過(guò)霧化器的作用，噴灑成極細(xì)的霧狀液滴，并依靠 干燥介質(zhì)

11、 （ 熱空氣、煙道氣或惰性氣體 ）與霧滴的均勻混合，并進(jìn)行能量交換，使水分 （ 或溶劑 ） 汽化的過(guò)程。特點(diǎn)1. 干燥溫度較低雖然采用較高溫度的干燥介質(zhì)，但液滴有大量 水分存在時(shí)，它的干燥溫度一般不超過(guò)熱空氣的濕球溫度。對(duì)奶粉干燥，約為5060C。因此，非常適宜于熱敏性物料的干燥，能保持產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)、色澤和香味。2. 干燥速度快、時(shí)間短由于料液被霧化成幾十微米大小的液滴， 所以液體 的比表面積很大。3. 制品有良好的溶解性和分散性。4. 產(chǎn)品純度高由于干燥是在密閉的容器中進(jìn)行的，雜質(zhì)不會(huì)混入產(chǎn)品中。5. 可連續(xù)化生產(chǎn)干燥后的產(chǎn)品經(jīng)連續(xù)排料，在后處理上結(jié)合冷卻器和氣力輸 送，組成連續(xù)生產(chǎn)作業(yè)，實(shí)現(xiàn)

12、自動(dòng)化大規(guī)模生產(chǎn)。6. 生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單操作控制方便即使含水量達(dá) 90的料液，不經(jīng)濃縮同樣也能 一次獲得均 勻的干燥產(chǎn)品。大部分產(chǎn)品干燥后不需粉碎和篩選，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝流程。而且， 對(duì)于產(chǎn)品 粒度和含水量等質(zhì)量指標(biāo)，可通過(guò)改變操作條件進(jìn)行調(diào)整，且控制管理都很方便。我國(guó)常用的霧化形式有三種： 氣流噴嘴式霧化、壓力式噴嘴霧化、 旋轉(zhuǎn)式霧 化。當(dāng)前，食品干燥技術(shù)的一個(gè)重要趨勢(shì)是最大限度的保持食品的營(yíng)養(yǎng)和色香味，食 品生產(chǎn)中經(jīng)常使用的是無(wú)損于食品風(fēng)味、不易引起變色和變質(zhì)的噴霧干燥，冷凍 真空干燥和真空皮帶式干燥等高品質(zhì)干燥技術(shù)。另一方面由于凍結(jié)和真空操作的 運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用很高，考慮到產(chǎn)品品質(zhì)和成本費(fèi)用，最終的品

13、質(zhì)低下為妥協(xié)點(diǎn)，不得不 轉(zhuǎn)用滾筒干燥或其他干燥方法。任務(wù)書(shū)聚氯乙烯氣流干燥器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)題目：設(shè)計(jì)直管氣流干燥器，以干燥聚氯乙烯樹(shù)脂濕物料 已知數(shù)據(jù)（ 1） 濕物料顆粒直徑： dp 150 m絕干物料密度：1400kg / m2m絕干物料比熱： Cs 1.256kJ/kg k含濕量（以濕基計(jì)） ： 1 20%操作溫度： 1 20 C 2 65 C操作壓力：101.325kpa 加熱蒸汽壓力：4atm （表壓）原料量： G11210 kg/h臨界濕含量 :1 （ 2） 干燥介質(zhì)：濕空氣0 80%，t0 20 C,t1 140 C（ 3） 干物料（產(chǎn)品）含水量： 2 5%臨界濕含量 : X C 0

14、.03 平衡濕含量： X* 0設(shè)計(jì)容1 、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（1）目錄（2）任務(wù)書(shū)（3）流程和方案的選擇說(shuō)明與論證（4）干燥器主要尺寸的計(jì)算（5）附屬設(shè)備選型計(jì)算（6）設(shè)計(jì)結(jié)果計(jì)算（7）主要符號(hào)表（8）參考文獻(xiàn)2 、氣流干燥器總圖（略）流程氣流干燥流程1 一鼓風(fēng)機(jī)2預(yù)熱器3氣流干燥宵4一加料斗辦一螺旋加料器6旋風(fēng)少離器7 卸料閥8引風(fēng)機(jī)流程概述：如圖,物料由加料斗4經(jīng)星型狀加料器5進(jìn)入氣流干燥管的底部，空氣由風(fēng)機(jī)1 吸入,通過(guò)預(yù)熱器加熱直一定溫度后，送入氣流干燥管，由于熱氣流的高速流動(dòng)，使 物料顆粒懸浮于氣流之中，并與氣流發(fā)生傳熱傳質(zhì)，實(shí)現(xiàn)干燥，已干燥的物料隨氣 流帶出經(jīng)旋風(fēng)分離器6,而回收產(chǎn)品，產(chǎn)品

15、通過(guò)氣封7而由出口卸出，廢氣經(jīng)風(fēng)機(jī)抽 出而放空，完整的的對(duì)流干燥裝置應(yīng)該包括：風(fēng)機(jī)，預(yù)熱器，加料斗,干燥器,氣固分 離設(shè)備,及各種控制儀表等 選用干燥設(shè)備，合理分布流程，遵循以下規(guī)則：1.,選擇風(fēng)機(jī)依據(jù)是，全系統(tǒng)的流程阻力，及工藝要求的風(fēng)量2. 風(fēng)機(jī)的安裝位置：通常應(yīng)該在氣固分離設(shè)備之后，可使整個(gè)干燥裝置處于負(fù) 壓下操作，避免粉塵泄露和高溫?fù)p壞風(fēng)機(jī)，且利于物料水分的汽化3. 當(dāng)一臺(tái)風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓不夠，克服系統(tǒng)的阻力時(shí)，可采用多臺(tái)，分別安裝在干燥 裝置的前后4. 空氣預(yù)熱器常使用翅片式加熱器，可強(qiáng)化傳熱速率，提高傳熱效果5. 氣固分離設(shè)備常采用旋風(fēng)分離器， 其構(gòu)造簡(jiǎn)單費(fèi)用低，壓降也不大，分離效 果好

16、6. 常用加料器用星型或螺旋式， 它們都適用于塊狀物料， 螺旋式還適用于膏狀 物料，但兩者都不適于硬度大的物料 .設(shè)計(jì)方案及參數(shù)的確定(一)設(shè)計(jì)方案的確定根據(jù)方案的容為： 干燥方法及干燥器結(jié)構(gòu)形式的選擇； 干燥裝置流程及主要輔 助設(shè)備的確定，干燥器操作條件的確定等。設(shè)計(jì)方案的總原則是： 滿足工藝要求， 經(jīng)濟(jì)合適，生產(chǎn)安全。有以下幾點(diǎn)要求：(1) 所確定的流量和選用的設(shè)備，必須保證產(chǎn)品達(dá)到預(yù)期的干燥目的，而且質(zhì) 量要確定。(2) 熱能消耗干燥過(guò)程的主要消耗，設(shè)計(jì)是考慮如何省能。(3) 干燥器的選定盡量降低價(jià)格。(4) 選用合適的干燥介質(zhì)，如熱空氣，煙道氣等，一般使用熱空氣，除去物料 與空氣中的氧

17、氣接觸會(huì)發(fā)生反應(yīng)時(shí)，則用過(guò)熱蒸汽或氮?dú)獾榷栊詺怏w，當(dāng) 不擔(dān)心煙道氣對(duì)干物料的污染時(shí)，可盡量采用煙道氣。1) 設(shè)計(jì)依據(jù)干燥器設(shè)計(jì)中，主要利用以下基本關(guān)系， (1) 物料衡算； (2) 熱量； (3) 傳熱速 率方程式； (4) 傳質(zhì)速率方程式，但由于對(duì)流傳熱系數(shù)及傳質(zhì)系數(shù)隨不同的條件而 變化，且無(wú)同樣的 和R關(guān)系式，因此干燥的設(shè)計(jì)要用經(jīng)驗(yàn)方法進(jìn)行計(jì)算。2) 干燥器的選型被干燥物料的行狀以及干燥后產(chǎn)品的要求決定了干燥器的類型， 干燥器必須能 保證產(chǎn)品的質(zhì)量，速率快，操作控制方便，勞動(dòng)條件好，而且要能適宜被干物料 的形態(tài)和物性生產(chǎn)能力要高，而且能耗低。工業(yè)中氣流干燥器是常用的一種， 對(duì)于能在其他中自

18、由流動(dòng)的顆粒物料， 常采 用氣流干燥器進(jìn)行干燥，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，易于制造和維修，操作穩(wěn)定且 便于控制，一般熱效率也比較高，干燥非結(jié)合水時(shí)，熱效率可達(dá) 60%左右，但干燥 結(jié)合水時(shí)， 熱效率僅為 20%左右，其主要缺點(diǎn)： 由于氣速高以及物料在輸送過(guò)程中 與壁面的碰撞及物料見(jiàn)的相互摩擦，整個(gè)系統(tǒng)的流體阻力大，動(dòng)力消耗大，對(duì)粉 塵回收裝置的要求高，且不宜干燥有毒物質(zhì)。氣流干燥比較適合于干燥粒徑 100 m 且以上的合成纖維結(jié)晶，礦石，合成橡膠等，對(duì)聚氯乙烯，因具有熱熔性，當(dāng)溫度太高(一般不超過(guò)7080C),容易軟化，而其含濕量可以達(dá)到較高而不潮解，故干燥聚氯乙烯選用氣流干燥器是合理 的。3)

19、工藝流程在設(shè)計(jì)中工藝流程采用濕物料直接加入干燥管中，由于蒸汽流的沖擊作用而 將物料分散，從而使物料得以干燥，干燥后的物料大部分由一級(jí)旋風(fēng)分離器收集， 剩余部分由袋濾器捕集。由于氣流干燥器的干燥時(shí)間較短，若濕物料水分未干燥完全的話，可串聯(lián)流動(dòng)干燥機(jī)，使?jié)裎锪细稍锍浞?。（二）參?shù)確定1）選擇干燥介質(zhì)在物料的干燥過(guò)程中，采用何種介質(zhì)是根據(jù)物料的性質(zhì)和生產(chǎn)廠家的具體情 況來(lái)確定的。通常使用的干燥介質(zhì)是不飽和熱空氣，若氣體的相對(duì)濕度越低，則 表明濕氣體距飽和狀態(tài)越遠(yuǎn)，吸濕能力也越大。（相對(duì)濕度的定義為：在一定溫度、 壓力下，濕氣體所含濕分蒸汽壓 p與該溫度、壓力下濕分的飽和蒸汽壓之比，即= （p/Ps）

20、 100%），由于干燥過(guò)程一般在常壓或負(fù)壓下進(jìn)行，總壓對(duì)Ps基本無(wú)影響，又考慮到地區(qū)濕度較大，故取其值為 80%.2）氣體進(jìn)口溫度的選定提高氣體進(jìn)口溫度可增大傳熱溫差，有利于提高熱效率和干燥強(qiáng)度，但溫度 過(guò)高的話，干燥管的干燥速率將下降很快，并且操作費(fèi)用增大，在本次設(shè)計(jì)計(jì)算 中取130C（由任務(wù)書(shū)確定）。3）氣體出口溫度的確定干燥器的出口氣體溫度與干燥管的長(zhǎng)度及燃料費(fèi)用有關(guān)，若取得較低，則對(duì) 熱能利用是有利的，但管長(zhǎng)需要增加，制造成本將增加，考慮各種因素的影響， 確定氣體出口溫度為70 C .4）氣體進(jìn)口速度的確定氣體進(jìn)口速度越大，顆粒與氣流之間的相對(duì)速度就越大，給熱系數(shù)也將越大，但氣速過(guò)高，

21、其操作費(fèi)用也會(huì)提高，對(duì)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性不利，一般氣速定為2040m/s，本次計(jì)算先取30m/s，得到的管徑值圓整后，在最終確定進(jìn)口氣速。5）濕物料的進(jìn)口溫度的確定濕物料的進(jìn)口溫度都是根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況而定， 根據(jù)本次設(shè)計(jì)任務(wù)，取20 C .干燥器主要尺寸的計(jì)算一、基本物料衡算1、汽化水分量W0.25X2 0.05261 2（由X2大于Xc，判斷干燥過(guò)程無(wú)降速干燥段）GC G1(11)986kg /h 0.2689 kg / sW=GC(X1 X2)191.083kg/h 0.0530kg/s空氣溫度取20 C，其飽和蒸汽壓為23991 11Ps0exp(18.5916) 2.3485kpa15to

22、233.84空氣濕度為（取80%）Hi Ho 0.622s0.0118kg水汽 / kg絕干物料PPsCHl Ch21.005 1.884H1 1.027kJ/(kg C)2空氣出口溫度t2、濕度H2、.干空氣消耗量L及物料出口溫度2試差公式：tw t1 rw(Hw H0)rw2491.27 2.30285twPw2亦exp 18.59163991.11tw 233.84Hw 0.622Pw-P Pw聯(lián)立方程，求出tw = 41.6569 C干燥過(guò)程的熱量衡算：Q Qw Qm W(r0 Cvt2 Cw 1) GCCm2( 21)Cm2 Cs CwX21.4762kJ /(kg k)144.18

23、40kw241.6569 C tw 65 C,滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求。Q 0.053(2491.27 1.884 80 4.187 20) 0.2689 1.4762(41.6569 20) QL2.4957kg/s(t2 t1 )CH0注校核t2H2 H1 W 0.0344kg水汽/ kg絕干物料H20.622 p 5.3105kpaP p3991 11td . 233.84 33.834416.58 In pt t2 td 46.16562046.165650 所設(shè)t2比較合理3.干燥管直徑D的計(jì)算VH(0.002835 0.004557H1)(t1 273) 1.1931m3/kg絕干水汽設(shè)U

24、gLV 128m/ s，貝q D (巴)2u g4 g0.3679m 37cm校核ugLVh1一 27.6933m/sD24二、干燥管參數(shù)的計(jì)算1.確定給熱系數(shù)(1)加速段起點(diǎn)3.214 10 7 (t1273)0.712g。2.3421 10 5g。1 H。0.8481Rer0dpUg0 g0150.4207400goNU00.76 Rer 0.6519.7726r0(2)加速段終點(diǎn)終點(diǎn)的確定：若整個(gè)干燥管交換的總熱量為Q則加速段應(yīng)占其80%,貝U0.8t1t2解得，tt 92 CQt0.8Q123.0298kwGcCm2( 21 )8.1998Qt Qm 0.0445Cv Cw 1HtH0

25、 W 0.0308VHtgt1 HtVHt0.9492kg / m3gt3.214 10 7(273 tt)0.712201449 10 5 pa sXtWtX1 G； 0.08450.40.613.875巴-dpmt20.1441Ut1(9.81尸Ajt0.5981RertgtNut0.54 Rert0.53.0759(3)擬合公式已知有關(guān)系式NuAnRq帶入起點(diǎn)、終點(diǎn)結(jié)果，得Nu0 An Rer0n(1)NutAnRertn由(1)、得,心)0.5119Rer 0ln()NutNu°ReJ1.51882.RertAq的計(jì)算0.3089AnGcdpn °'40.0

26、471C m1Cs CwX12.3028QiLC H 1 (t1h ) GcCm1( 21)13.4102t 0.5(ti ti) 137.2098 Ctm1tst1一一105.7976In 1ti2ti 12484.01912.82 10 5(ts273.15)0.80.0311g無(wú)汽化 Hm H1(0.002835 0.004557Hm)(tm 273) 1.1857m3/kg絕干氣體1 H0.0118,tmtVHmgm0.8538kg /m3gm3.214Aqng gm.6gmA1A tm170 71210 (273 tm) .2.33080.44324.809321550.81453.

27、 Umo的計(jì)算6Gcmdp4D271.4545Um00.060.1786Ugm27.4891510 pa sAjt20.1441g00.8481kg/m35g0 2.3421 10 pa s0.40.6Ajqg 013.875 g 16g 0一 20.3003dp.m0VHmUg0 Vho g4.加速段的平均值計(jì)算Aj20.2222加速段管長(zhǎng)的計(jì)算第一段：預(yù)熱段un 1 Ugm Umo 27.3105m/s1.321.0080m/sB, l(27.3398n 0.4 21.030$ / 0.4) 1.4269 21 4Ji 1 AjUr 1 .9.812063.62261ji 1Ur( 9.8

28、1)1-420.0374m/sAj exp qAqBu1.5,皿 2 分段較為合理 %JiJ m1 4AJUri .9.81 1334.21182.4 2.4AJ Uri 1Uri)9.81 1691.42342.4Uri1Uri m 100.28888Uri1 比Uri 1Jm m(丄U682.80860.0044s1 muri 1 bln m mur briUgmmur 1 b 10.0178mln 一ur 1urib'i 11 i m末粒子速度:umi ugmuri7.4517 m / Sri27.3398 19.71540.363019.7154Ci 1/1.20.8333第二

29、段1. 預(yù)分段設(shè) R 1.8,則:ri1 1/R 0.4444qi12.8421 kw2. 熱量衡算話 1290927 CqiC/tjCw 20.0050kg/sHi0.0139tmi 1/2(, ti)131.7562 CHmi 1/2(Hi 1 Hi)0.0129VHmi (0.0028350.004557 H mi)(tmi 273)1.1713m3/kg絕干氣體gmi1 Hmi0.8648kg /m3VHmiU gmi27.1713m/s3. 傳熱計(jì)算tsgmi2)In2ti 2遼 90.1337 Cti 1tii 1 i42.8210 4 (ts3.214 10 70.3089AnG

30、cdpn81.2923 C273.15)0.80 712(273 tmi)0.40.04710.0309w/(m k)2.3087 10 5 pa sn 0.44347.1637gAq0.3089 AnGcn 0.4 n 0.4 gd p gn 0.6tm A1A tm 18455.0022設(shè)UriUri 11.315.4134m/sn 0.4n 0.4、Bu 1/2(uri 1 uri ) 1.37831 4Ji 1 AjUri1.9.81 1334.2118UriJi9.8114.0186m/ sexpAqBu將上值代入得n 0.4n 0.4、Bu1/2(uri 1 uri )1.3711

31、uri 13.9929m /sUriUtUri 11.5,-5. 校核分段合理性Uri分段較為合理6. 流體力學(xué)計(jì)算1 4JiAjUri .9.81 803.20622.4 2.4AjUri 1 Uri2.4 Uri 1 Uri9.811062.3939m Ji 1 Ji 87.8494Uri 1 Uri,Uri 1 Urib Jm m432.376821 ln 叫 1b小“小0.0058sm muribLbUgm ln mUri 1 b10.0624m2Uri 1Urimmmuri bm7.附加計(jì)算末粒子速度：umi ugm uri 13.4962m /sri0.4320UriG 0.857

32、2Qi iri以下均按上述方法重復(fù)計(jì)算可得加速段中第3 6的數(shù)據(jù)，現(xiàn)列表如下:第一段第二段第三段第四段第五段第六段 q13.410212.842111.324211.07759.71029.3355t134.4196129.0927124.3803119.7706115.7299111.8451 tm105.797690.133785.061480.448575.953072.0742tm137.2098131.7562126.7365122.0755117.753072.0742W0.00500.00440.00440.00380.0038H0.01180.01290.01580.01770

33、.01930.0209出0.01290.01490.01680.01850.0201Vh1.18501.17131.16041.15031.14071.1320Ugm27.489127.171326.918426.684126.461426.2596p0.85380.86480.87460.88390.89290.9011ts84.019181.292378.782576.452074.289472.3080入g0.03110.03090.03070.03050.03040.0305Ax2.33082.30872.28832.26922.25152.2353Aq4324.8094347.163

34、4319.0264290.8894276.8214290.837883898Ur21550.8118455.0017303.7116258.7115299.8414566.454224250192614J20.037413.99299.88226.79544.75523.3036Bu1.42961.37111.31791.26591.21511.1670J1334.211803.2062489.7912285.9432169.607597.93884m100.28887.849476.243766.038657.021749.37285b-682.80-432.376-267.276-165.

35、342-102.918-56.22868360280.00440.00580.00650.00820.00920.01040.01780.00620.10260.15840.20090.2444Um(m/s)7.451713.496217.606920.693722.733924.1855r0.36300.43200.41600.45420.42900.4394C0.83330.85720.91570.89590.92810.9387加速段總管長(zhǎng)的計(jì)算：L L 0.7865m 0.79m加 速 段 總 干 燥 時(shí) 間 的 計(jì) 算：0.04四、恒速斷管長(zhǎng)的計(jì)算加速段結(jié)束后：H i 0.0209

36、kg水汽/ kg絕干物料ti 111 .8451 CVHi (0.0028350.004557 比)代 273)1.1277m3/kg絕干氣體VHiugi ugo 26.3387m/ s3.214 10 7(273 tm)0.7122.1612 10 68.7897 C2.82 10 4(ts 273.15)0.80.0301w/(m k) pa sHm1/2(Hi H 2)0.0277VHmugmVUgmi 25.4477m/sVHmi(0.0028350.004557 H m)(273 tm)1.0925m3/kg絕干氣體CHiqiLC Hi (tit2)77.8228 kwgm1 HmV

37、Hm0.9407 kg/m3Ajm13.8750.40.6gmg16dpmi20.0881Utm9.81AJm0.5993m/ sUmU gm U tm24.8484m/sAa24Gcmidp D271'.45451.005 1.884Hi 1.0444kj /(kg C)tsRed p (UgmUm ) gm3.9154也 2.8756Um0 5Nu 2 0.54 Re .3.0685tmlNudp615.7457(ti2)(t22)Intit2a D2 tmlLUm52.67147.8537 m0.3161m干燥器總長(zhǎng)度：LL加速L恒速9m干燥器總干燥時(shí)間：加速 恒速0.37s附屬

38、設(shè)備選型計(jì)算(1) 加料器的選型和計(jì)算1. 加料器的選型氣流干燥器裝置所采用的加料器必須保證向干燥器連續(xù)均勻的加料。對(duì)于聚 氯乙烯的干燥，綜合其物性及加料量考慮，選用螺旋加料器。螺旋加料器宜于輸 送粒狀、粉狀、及小塊狀物料，密封性能好，操作安全方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單制造費(fèi)用 低，但輸送過(guò)程中物料易破碎，零件磨損大，且不宜輸送粘性噠、易結(jié)團(tuán)的物料2. 加料器的計(jì)算根據(jù)題意查表：kd選取0.36，k1取值為50查表求螺旋加料器的傾斜修正系數(shù) k，選取輸送傾斜角度為15 ,k =0.7t為螺距，對(duì)于粘度小的物體t=0.8D或D,取t=D由于 G=1210kg/h,=1400kg/m3根據(jù)式G 47kdk D

39、2tn可計(jì)算出D=0.07mk1188.98r / min(2) 旋風(fēng)分離器旋風(fēng)分離器是利用離心力分離沉粒的設(shè)備。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，沒(méi)有活 動(dòng)部件，操作條件廣泛，分離效率高。在本設(shè)計(jì)任務(wù)中，依據(jù)題意選取旋風(fēng)分離VG LC Hi 36008797.6496m3/h設(shè)進(jìn)口風(fēng)速為15m/s，查表選擇CLP/A-9.4X型旋風(fēng)分離器VGu 實(shí) u 設(shè) 一 14.3331m /s V表2p實(shí)p表 一 834.1853 paV表其規(guī)格及性能如下:型號(hào)Vg (m3 / h)u 實(shí)(m /s)P實(shí)(pa)數(shù)量(臺(tái))CLP/B-9.4X8797.649614.3331834.18531(3) 空氣加熱器Vp

40、為空氣通過(guò)通風(fēng)凈截面的質(zhì)量流速，單位為 kg/m2 s，先取Vp 8kg/m2 s則所需通風(fēng)截面積0.3120m2由計(jì)算結(jié)果查化工原理設(shè)計(jì)導(dǎo)論表7-6確定選擇SRL107/2型，其性能參數(shù)如下:型號(hào)散熱面積m2通風(fēng)截面積m2熱介質(zhì)通 過(guò)截面積m2管束數(shù)連接管 直徑mmSRL10 7/231.00.300.00623150重新計(jì)算 Vp得，vp 一 8.32kg /m2 sA由表 7-7 中公式，K 15.1 vp0.2425.3W/m2 s本散熱器采用熱介質(zhì)為水蒸氣，假定其工作壓力為p=4atm,其冷凝溫度為151.720140則 tm 151.7 71.7 C2Q Gcp(t2 t1)302

41、.2kWFt Q 166.6m2K tm串聯(lián)臺(tái)數(shù) N 16665.37，取整數(shù)，得N 6臺(tái)31.0檢查安全系數(shù)：(166.6-4*31)/166.6=11.6%1.6758.83pa即安全系數(shù)為1.12，所選加熱器合適。由表7-7中公式得其阻力p 1.71vp綜上所述所選的附屬設(shè)備如下：1.螺旋加料器：200 200 JTC5612.旋風(fēng)分離器：CLP/B-10.6 Y 型3.空氣加熱器：SRZ12 7D 型4.風(fēng)機(jī)：9-26型離心通風(fēng)機(jī)器機(jī)號(hào)6.3設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)、對(duì)氣流干燥器的評(píng)價(jià)1.干燥器的熱效率:X 50'00%2.干燥效率QWQWQm94.31 %3.干燥總效率h d 47.16%由

42、以上計(jì)算知，干燥器具有以下特色：（1）干燥時(shí)間極為短暫，幾乎在瞬間（V 0.43s ）便可以得到粉末狀的干產(chǎn)品（2）.粒子顯著分散于氣流中，全管的體積傳熱系數(shù)很大，可以最大的干燥速率 將物料的濕分量降到最低（3）物料與熱風(fēng)并流操作，且干燥時(shí)間短，故可以采用高溫干燥介質(zhì)，以提高氣 固的傳熱溫差，同時(shí)物料在表面汽化段，操作安全（4） 干燥效率高，散熱面積小，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，只需一根直徑為0.43m,長(zhǎng)為的干燥管就可以了，工程上取三節(jié)長(zhǎng)為3m的鋁管就可以滿足要求了（5）氣流干燥器，占地面積小，操作方便。、對(duì)附屬設(shè)備的評(píng)價(jià)在風(fēng)機(jī)的選型過(guò)程中，采用兩臺(tái)風(fēng)機(jī)同時(shí)進(jìn)行工作，在加熱器前面裝一臺(tái)送風(fēng)機(jī)，在

43、除塵系統(tǒng)后面裝一臺(tái)抽風(fēng)機(jī)，即前送后抽式流程（負(fù)壓操作），不但可以減少設(shè)備費(fèi)用，還可以避免粉塵飛揚(yáng)，有利于改善勞動(dòng)環(huán)境。心得體會(huì)經(jīng)過(guò)幾周的奮戰(zhàn)我的課程設(shè)計(jì)終于完成了。在沒(méi)有做課程設(shè)計(jì)以前，覺(jué)得課程設(shè)計(jì)只是對(duì)課本所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過(guò)這次做課程設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看 法有點(diǎn)太片面。課程設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能 力的一種提高。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我明白了自己原來(lái)知識(shí)還比較欠缺。自己要 學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺(jué)得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高 手低。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、 生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。在這次課程設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有