气流干燥器计算书

第一章气流干燥的设计原则 (2)干燥的目的及各种不同干燥方式 (2)气流干燥过程及适用范围 (2)气流干燥过程 (2)气流干燥器适用对象 (3)对流干燥流程、设备和某些操作条件的确定 (3)干燥流程的主体设备 (4)干燥对象氯酸钠的特性 (4)第二章气流干燥器的设计基础 (5)颗粒在气流干燥管中的运动 (5)加速运动与等速运动及其特征 (5)球形颗粒在气流中的运动速度 (5)颗粒在气流干燥器中的对流传热系数 (6)颗粒在气流干燥器中的对流传热速率 (6)加速运动阶段 (6)等速运动阶段 (7)第三章气流干燥器的设计计算 (8)物料、热量衡算 (8)设计条件 (8)干燥器的物料衡算 (9)干燥器的热量衡算 (9)气流干燥管直径和高度的计算 (11)干燥管管径的计算 (11)干燥管高度计算 (12)气流干燥管的压降 (14)气固相与干燥管壁的摩擦损失 (14)克服位能提高所需压降 (14)颗粒加速所引起的压降损失 (14)局部阻力损失 (14)辅助设备的选型 (15)风机 (15)预热器 (15)及壁厚的核算 (15)第四章后记 (17)设计心得体会 (17)符号说明 (17)附录 (19)参考文献 (19)第一章气流干燥的设计原则气流装置的设计内容包括干燥介质的选择，流程的确定，搜集和整理有关数据，干燥过程的物料和能量的衡算，干燥管结构类型和主要工艺尺寸的确定，干燥条件的确定以及主要辅助设备类型选型及设计，绘制表明物料流向﹑流量﹑组成﹑主要控制点和各设备之间相互个关系的工艺流程图和干燥装置主要设备总装置图等。

干燥的目的及各种不同干燥方式干燥的目的主要是便于物料的储藏﹑运输和加工，通过干燥使产品或半成品达到要求的含湿标准。

将湿物料中的湿分(常见的为水分)除去的方法很多，如压榨﹑过滤﹑离心﹑冷冻及利用干燥剂等等。

但综合除湿程度﹑操作的可靠性﹑经济性和处理能力，干燥是工业生产中应用最普遍的除湿方法。

就干燥而言，根据传递方式的不同可分为传导干燥﹑对流干燥﹑辐射干燥和介电加热干燥。

烘干机计算说明书1. 应知参数① 原料情况状态：形状、颗粒大小；初水份：干基水份=物料重量水份重量 湿基水份=水份物料水份重量+ 一般情况下初水份是指湿基水份。

② 烘干系统气流干燥系统：颗粒较小或水份较小；回转滚筒干燥系统：颗粒较大或水份较大（30%以上）；③ 成品要求终水份要求；④ 进风温度情况气流干燥：木屑类的进风温度控制在180℃-200℃，以180℃为基准，水份在30%-40%或以上，温度可以控制在180℃以上；回转滚筒干燥：水份较高时（30%-40%或以上）温度可控制在200℃以上（木屑类）； 低水份类温度可控制在160℃以下；注意：设计时，气流干燥和回转滚筒干燥系统在干燥木屑类物料时进风温度可控制在200℃，木塑行业中的木粉不得超过180℃。

⑤ 出风温度终水份在10%以上，回转滚筒干燥系统控制在60℃，气流干燥系统控制在80℃；终水份在5%下，回转滚筒干燥系统控制在70℃，气流干燥系统控制在90℃；2. 计算① 蒸发量计算（单位：kg/h ）型号按蒸发量选蒸发量=初水份终水份）（产量--11*-产量 产量单位：kg/h ② 系统风量系统风量=出风温度进风温度蒸发量-3000* 选用鼓风机； ③ 回转滚筒干燥系统直径=风速引风机风量*14.3*3600*2 风速为1.5m/s 左右，一般取中间值；按引风机风量计算。

长度=直径*(6-10)倍气流干燥系统直径=风速系统风量*14.3*3600*2 风速为16-20m/s ，一般取中间值； 长度=直径*(60-100)倍④ 热源计算（单位：kCa ）热量=系统风量*0.25*（进风温度-20℃）0.25——空气热焓 20℃——常年平均温度配套热风炉可选用型号（单位：万kCa ）：10、15、20、30、40、60、80、90、120、240；煤耗（单位：kg ）：%70*5500热风炉发热量 70%——效率 油耗（单位：kg ）：%90*9500热风炉发热量 90%——效率 电耗：功率=9.0*860热量 生物质燃料：%70*4500热风炉发热量 3. 工艺流程 鼓风机 热风炉 干燥机 旋风分离器 布袋除尘器 引风机4. 风机选用根据系统风量、系统阻力；① 风量鼓风机：间接式加热烘干，鼓风机风量等于系统风量（最小应达80%系统风量）；直接加热烘干，鼓风机风量等于系统风量的1/3（即为助燃风机）全压在1000-2000。

脉冲式气流干燥器的设计二、设计任务及操作条件生产能力（按进料量计）：3000Kg/h 物料形态：散粒状；圆球形物料颗粒直径：平均粒径m d p μ200=，最大粒径m d p μ500max = 物料含水量（干基）：%251=x ；%5.02=x ；临界含水量%20=x 物料进口温度：C ︒=201θ物料参数：干料的比热容C Kg KJ C s ︒⋅=/26.1；密度3/2000m Kg s =ρ 干燥介质：空气稀释重油燃烧气（其性质与空气相同） 空气性质：进口温度C t ︒=4001；初始温度绝干料Kg Kg H /025.01= 操作压强：常压三、设计内容设计方案的确定及流程说明工艺计算干燥器主体工艺尺寸计算辅助设备的选型及核算设计结果汇总工艺流程图及脉冲式气流干燥器装置图设计评述脉冲式气流干燥器的设计二、设计任务及操作条件生产能力（按进料量计）：2000Kg/h 物料形态：散粒状；圆球形物料颗粒直径：平均粒径m d p μ200=，最大粒径m d p μ500max = 物料含水量（干基）：%251=x ；%5.02=x ；临界含水量%20=x 物料进口温度：C ︒=201θ物料参数：干料的比热容C Kg KJ C s ︒⋅=/26.1；密度3/2000m Kg s =ρ 干燥介质：空气稀释重油燃烧气（其性质与空气相同） 空气性质：进口温度C t ︒=4001；初始温度绝干料Kg Kg H /025.01= 操作压强：常压三、设计内容设计方案的确定及流程说明工艺计算干燥器主体工艺尺寸计算辅助设备的选型及核算设计结果汇总工艺流程图及脉冲式气流干燥器装置图设计评述直管式气流干燥器的设计二、设计任务及操作条件生产能力（按进料量计）：3000Kg/h 物料形态：散粒状；圆球形物料颗粒直径：平均粒径m d p μ200=，最大粒径m d p μ500max = 物料含水量（干基）：%251=x ；%5.02=x ；临界含水量%20=x 物料进口温度：C ︒=201θ物料参数：干料的比热容C Kg KJ C s ︒⋅=/26.1；密度3/2000m Kg s =ρ 干燥介质：空气稀释重油燃烧气（其性质与空气相同） 空气性质：进口温度C t ︒=4001；初始温度绝干料Kg Kg H /025.01= 操作压强：常压三、设计内容设计方案的确定及流程说明工艺计算干燥器主体工艺尺寸计算辅助设备的选型及核算设计结果汇总工艺流程图及直管式气流干燥器装置图设计评述直管式气流干燥器的设计五、设计任务及操作条件生产能力（按进料量计）：2000Kg/h 物料形态：散粒状；圆球形物料颗粒直径：平均粒径m d p μ200=，最大粒径m d p μ500max = 物料含水量（干基）：%251=x ；%5.02=x ；临界含水量%20=x 物料进口温度：C ︒=201θ物料参数：干料的比热容C Kg KJ C s ︒⋅=/26.1；密度3/2000m Kg s =ρ 干燥介质：空气稀释重油燃烧气（其性质与空气相同） 空气性质：进口温度C t ︒=4001；初始温度绝干料Kg Kg H /025.01= 操作压强：常压六、设计内容设计方案的确定及流程说明工艺计算干燥器主体工艺尺寸计算辅助设备的选型及核算设计结果汇总工艺流程图及直管式气流干燥器装置图设计评述。

利用气流干燥硫铁矿的工艺计算干燥装置生产能力G s=（10000kg/h、20000kg/h）进干燥系统的气流温度t a’=180℃出干燥管的气流温度t’’a=70℃进干燥管的物料含水量d=15%出干燥管的物料含水量d2=6%进干燥管的物料温度t’s=28℃出干燥管的物料温度t’’s=60℃干燥装置的环境温度t’e=30℃被干燥物料的平均粒径d s=1mm被干燥物料的堆积密度ρ=1.85kg/m3Ⅰ.于是，吸入的热量（以1kg物料计）：1.由热气流带入干燥管内的热量2.由漏入空气带入干燥管内的热量（漏入空气量为进入干燥管的气体量的20%-30%）3.由湿物料带入干燥管内的热量q’s =0.85×0.523×(28+273)+0.15×(28+273)×4.17=322.09 (kj/kg)Ⅱ.消耗的热量（也以1kg物料计算）：1.由气流从干燥管中带走的热量2.由漏入空气从干燥管中带走的热量4.干燥管出来的物料带走的热量q’’s=[0.94×0.523×(60+273)+0.06×4.2×(60+273)]×0.9=222.86 kj/kg 5.由干燥管中水蒸气带走的热量q H2O’’=304.06 kj/kg6.由干燥管壁散发至周围环境中的热损失，与带入干燥管内水分的含量、热气流的温度、保温的质量等因素有关，计算中，可取进入干燥管内最初热量的5%-7%，则：q’’m=(0.05-0.07)q’a约为28/μ（kj/kg）系统总的热平衡方程式有q’a+ q’e+ q’s=q’’a+q’’e+q’’s+ q H2O’’+ q’’m466.59/μ+75.75/μ+322.09=349.86/μ+87.465/μ+222.86+304.06+28/μ所以μ=0.38气体流量G m =20000/0.38=52631.58kg/h操作状态下物料的悬浮速度：当t a’时，进干燥系统的气流密度当t’’a时，出干燥管的气流密度热气流的平均密度为则，气体体积流量Q v=52631.58/0.916=57458.06 m3/hw t=5.48m/s操作状态下气流速度W进口速度=（2-4）w tW出口速度= W进口速度×（273+ t a’）/（273+t’’a）代入数据，可算出W平均速度=19.08m/s气流干燥管的直径D=1.03m干燥管长度干燥所需要的时间△Q=20000×1675.62=33512400kj/h其中，△t为传热平均温差，按对数平均值计算，△t=52.24℃；F=6×52631.58÷0.916÷0.001=344748340.61m2/h余热装置供给干燥系统的热量△Q’△Q’=G m.q’a(热气流带入热量) kj/h△Q’=52631.58×466.59/0.38=6.46×107 kj/h管径圆整后的计算干燥管内径D=1.03m,圆整后，取内径D=1m根据管径可推出气体体积流量Q v=53920.08 m3/h根据Q v可推出气体质量流量G m=49390.79kg/h根据气体质量流量G m可推算出生产能力G s=18768.5kg/h注：以上结果是以装置生产能力G s=20t/h计算得出。

气流干燥器计算一、基本计算1. 汽化水份量W ；G C=G 1（1-W 1) X1=11(1)w w -X2=22(1)w w -=0.04(10.04)-=0.04167W=GC(12()X X -2. 绝干空气消耗量L ① 物料出口温度2θ（湿球温度w t ）：s p =2153991.11exp(18.5916)20233.84-+=2.3382kNm0H ；1H c ；1()w w W Hr t t H H c =-- (1)2491.27 2.3w wr t =- (2)0.622w W wp H P p =- (3)23991.11exp(18.5916)15233.84w w p t =-+ (4)联立以上四个方程，采用试差法可以求得湿球温度② 绝干空气消耗量L假设出口温度 2t →L ，H 2； 3. 干燥管直径D 的计算；假设气体进干燥器的速度… 4.沉降速度t u 的计算 8.0211=--t t t t t →t t →t q →t W →t H →Ht v →tg ρ→t Jt u A → mpgtgt Jt dA ρμρ6.16.04.0875.13= 4.11)81.9(Jtt A u =5. 确定加速度Nu 和R e r 间的关系 n rn A Nu Re = 设400Re <r ，则65.000Re 76.0r Nu =（加速区始点） 5.0Re54.02rttNu+=（加速区终点）0R e r=0g g g p u d μρ tg gtgt p rt u d μρ=Re)Re/ln(Re)/ln(00rtr t Nu Nu n =n r n Nu A 00Re=6. q A 的计算l m q t A A A ∆=λ1其中，4.013089.0-=n pc nd G A A6.04.0+-=n gn g g A μρλλ（后面每段分别计算）g λ膜平均温度4t θθ+i-1i i-1i膜t +t +=下的值g μ算术平均温度t m 下的值gm g ρρ=（在此只求1A ）7. 固体颗粒的初速0m u2)4(6Dd G A p m ca πρ=06.00p a m d A u =00g H Hm gm u V V u =8. 计算J A :在加速段的平均值mpg g J dA ρμρ⨯⨯⨯=6.16.004.000875.1320JtJ J A A A +=二、加速段的计算 第一段： 预热段 ㈠ 热量衡算：)()(1111θθ-=-=∆i m c i H i c G t t Lc q→i t →m t →m H →Hm vHmm gm v H +=1ρ 0H m H g gm v v u u =00m gm r u u u -=㈡传热计算：1. l m t ∆的计算2. q A 的计算3. ri u 的试差计算01m gm ri u u u -=-设3.11-=ri ri u u)(214.04.01---+=n rin ri u u u B81.94.111-=--ri J i u A J4.111)]81.9exp(1[+∆=-uq i i Jri B A q J A u4.校核： >tri u u 1.5，<-riri u u 1 2 知分段合理。

干燥实验数据计算实例计算实例：空气物理性质的确定：流量计处空气温度t o =35.1(℃)，查表得空气密度ρ=1.11(Kg/m 3) 湿球温度t w =38.6(℃)，t w ℃下水的气化热(kJ/ kg) γtw =2590。

以第一组数据为例1、计算干基含水量X=（总重量G T -框架重量G D -绝干物料量G C ）/绝干物料量G C=(150.8-88.5-24.48)/24.48=1.5499（kg/kg ）2、计算平均含水量X A V =两次记录之间的平均含水量=(1.5499+1.4877)/2=1.5163（kg 水/kg 绝干物料）3、计算干燥速率U=-（绝干物料量GC/干燥面积S ）*（△X/△T ）=-（24.48*0.001/0.0232))*(1.4877-5499)/(3*60)=0.0003352 [kg/（s ·m 2）]4、绘制干燥曲线（X —T 曲线）和干燥速率曲线（U —X AV 曲线）5、计算恒速干燥阶段物料与空气之间对流传热系数α[W/m 2℃] wtw t t r Uc -=1000**α Uc —恒速干燥阶段的干燥速率，kg/（m 2?s ）=0.0003352 γtw —t w ℃下水的气化热，kJ/ kg 。

查表P351,t c -t=374-38.6=335.4℃.查表得,γtw =2590 α=3.352*0.0001*2590*1000/(70-38.6)=27.656、计算干燥器内空气实际体积流量V t (m 3/ s) 。

1.3527370273*0258.027327300++=++?=t t V V t t 其中：=0.0287 V t0—t 0℃时空气的流量，m 3/ s ；12.1560*2*001256.0*65.02000==ρP A C V t =0.0258t 0—流量计处空气的温度，t 0=35.1℃；t —干燥器内空气的温度，t =70℃； C 0—流量计流量系数，C 0=0.65；A 0—流量计孔节孔面积，m 2。

ZLPG系列喷雾干燥器设计计算书一、设计参数的确定1、喷雾干燥成套设备设计计算基本型的确定考虑到我国现阶段工厂企业的规模，规定以ZLPG32型喷雾干燥机组为设计计算的基本型比较合适。

以下ZLPG32型为例计算。

干燥除去的水分量W=50kg/h换算成标准单位为1.39x10-2kg/s2、设计计算的基本参数的确定假设物料的初含水分ω1＝80％物料终含水分ω2＝3％湿物料的平均比热C m=3.28KJ/(kg绝干物料℃)干物料温度θ1＝60℃气体初始温度t0=20℃气体进风温度t1=200℃气体出风温度t2=90℃3、进入干燥器原料液体重量G1的计算G1=W(100-ω2)/(ω1-ω2)=50(100-3)/(80-3)=63kg/h4、绝对干物料G2的计算G2＝G1-W＝63-50＝13kg/h5、空气消耗量L的计算L＝W/(X2-X1)式中X2、X1分别为进出干燥器的空气湿含量，kg水汽/kg绝干空气。

根据t0=20℃φ=80% 在I-X焓湿图上查得：X0＝0.0118kg水蒸汽/kg干空气I0=11.76Kcal/kg干空气当t1=200℃,t2=90℃时，在I-X焓湿图上查得：I1=I2=59 Kcal/kg干空气X2=0.0525 kg水蒸汽/kg干空气则L=W/ (X2- X0)＝50/(0.525-0.0118)=1244kg绝干空气/h 假设设备漏气8％则实际空气消耗量L=1244/0.92=1352kg绝干空气/h6、进风风量Q1的计算空气在20℃时的空气比容为V0=0.862m3/kg干空气则进风量Q1＝L V0=1352X0.862=1166m3/h7、排风量Q2的计算当尾气为90℃排出的含湿空气比容V2=1.11m3/ kg干空气则排风量Q2=L V2=1352x1.11=1501 m3/h8、冷风风量Q3的确定按截面风速0.5m/s计算，则冷风风量Q3=0.785x(3.352-3.22)x3600/0.5=1300m3/h 9、预热器中消耗的热量Q P的计算Q P=L（I1-I0）=1352(59-11.76)=63868.48KJ/ｈ140℃蒸汽的汽化潜热为2148.7KJ/kg假设预热器的热损失为10％则Q P’= Q P/0.9=70965KJ/h10、干燥系统消耗的总热量Q的计算Q＝1.01L（t2-t0）+W(2490+1.88t2)+GxC m(θ1- t0)=1.01x1352x(90-20)+50(2490+1.88x90)+13x3.28x40 =95586.4+132960+1705.6=230252KJ/h11、向干燥器补充的热量Q D的计算Q D=Q- Q P’=230252-70965=159287KJ/h=44.2kw取电加热补偿为45KW12、空气散热器的面积F的计算假设蒸汽压力为0.6Mpa,则蒸汽温度为T=158℃，其比热焓为I01=659.4Ikcal/kg 冷凝水比热焓为I11=160.38 kcal/kg对数平均温度“Δt=[(T-t0)-(T-t1)]/ln[(T-t0)/(T-t1)]=[(158-20)-(158-140)]/ln[(158-20)/(158-140)]=58.91℃散热器面积F= Q P’/20Δt=70965/20x58.91=60.3m2二、干燥塔以及辅助设备的确定1、干燥塔直径D的确定D=2（R99）2.04（R99）2.04为圆盘下面2米出的喷距半径（R99）2.04＝4.33D20.2G0.25N-0.16式中D2-圆盘直径mG-供料速度（kg/h）N-圆盘转速（kg/h）（R99）2.04＝4.33x0.120.2x630.2518000-0.16=4.33x0.65x2.81x0.2=1.58mD=2x（R99）2.04=1.58x2=3.16m取D=3.2m2、干燥塔有效高度H1离心喷雾H/D=0.5-1,取H1=D=3.2m3、旋风分离器直径D1确定按进口风速18m/s计算，则D1＝0.43实际取D1=0.45m4、脉冲除尘器的确定按气体处理为1500m3/h 取MC-24型脉冲除尘器5、空气过滤器的选择取高效空气过滤器的迎风风速为1.1m/s则高效空气过滤器为630x630x220取中效空气过滤器的迎风风速为2m/s则中效空气过滤器为630x630x600取初效空气过滤器的迎风风速为1.5m/s则初效空气过滤器为595x595x406、风机功率的计算取各部分的压力损失为：空气过滤器ΔP1＝338.44pa空气热交换器ΔP2＝220pa电加热ΔP3＝196.13pa管道ΔP4＝1200pa旋风分离器ΔP5＝1450pa布袋除尘器ΔP6＝1200pa干燥塔ΔP7＝200pa其它ΔP8＝198.13pa冷风风道ΔP9＝392pa冷风管道ΔP10＝310.62pa则送风风机压强P1=ΔP1+ΔP2+ΔP3＝338.44+220+196.13=754.57pa则引风风机压强P2=ΔP5+ΔP6+ΔP7+ΔP8＝1200+1450+1200+200+196.13 =4246.13pa则冷风风机压强P2=ΔP9+ΔP10＝392+310.62＝702.62 pa符号说明。