直管式气流干燥器的设计课程设计论文.doc

直管气流干燥器设计-24-化工原理HefeiUniversity《化工原理》课程设计——直管气流干燥器设计题目：直管气流干燥器干燥聚氯乙烯树脂系别：化学材料与工程系目录0前言31任务书51．1设计题目：直管气流干燥器干燥聚氯乙稀树脂51．2原始数据51．2．1湿物料51．2．2干燥介质61．2．3水汽的性质62流程示意图63流程与方案的选择说明与论证73.1干燥介质加热器的选择73.2干燥器的选择83.3干燥介质输送设备的选择及配置93.4加料器的选择93.5细粉回收设备的选择94干燥器主要部件和尺寸的计算94.1基本计算94.1.1湿物料94.1.2湿空气104.1.3干燥管直径D的计算114.2干燥管长度和干燥时间的计算124.2.1加速段干燥管长度和所需干燥时间的计算124.2.2匀速区的计算185附属设备的选型195.1加料器的选择195.2加热器的选择195.3旋风分离器的选择205.4鼓风机的选择205.5抽风机的选择206主要符号和单位217参考文献228设计评价238.1气流干燥器的评价238.2设计内容的评价238.3课程设计的认识和体会240前言干燥通常是指利用热能使物料中的湿分汽化，并将产生的蒸汽排出的过程，其本质为除去固相湿分，固相为被干燥的物料,气相为干燥介质。干燥是最古老的单元操作之一，广泛地运用于各行各业中，几乎涉及国民经济的每个部门。同时干燥过程亦十分复杂，因为它同时涉及到热量、质量和动量传递过程，用数学描述常存有困难和无效性。在干燥技术的许多方面还存在“知其然而不知其所以然”，的状况。对这一过程研究尚不成熟，正如A.S.Mujumdar在他的著作前言中所说的那样:干燥是科学、技术和艺术的一种混合物，至少在可以预见的将来，干燥大概仍然如此。干燥技术的运用具有悠久的历史，闻名于世的造纸术就显示出了干燥技术的应用。在现代的工业生产中，尤其是在化工生产过程中，干燥是最常见和耗能最大的单元操作之一。但是在过去相当长时间里，人们对于这项技术一直没有给予足够的重视，干燥技术发展相当缓慢。经过近30年的发展,一些新的干燥技术已展露头脚,其中有些已付诸工业应用,有些还处于不同的研究和开发阶段，但己显示出巨大的应用潜力。预计在今后相当长的时间内，该过程仍为化学、食品、医药、农业工程专业的研究热点之一，更新的干燥技术还会不断涌现，并不断付诸应用直管气流干燥器适用于干燥非结合水分及结团不严重，不怕磨损的散粒物料，在干燥结合水分时的热效率仅在20%左右。由实验得知，加料口以上1m左右的干燥管内，从气体传给物料的传热量约占整个干燥管的1/2-3/4，其原因是由于干燥器底部气固间传热温差较大，物料入口处气固两相的相对速度较大，传热传质系数也大。当湿物料进入干燥管底部瞬间，其上升速度Um为零，气流速度为Ug，气流和颗粒的相对速度Ur=Ug-Um最大，当物料被气流吹动不断加速，气固两相的相对速度就不断降低，直到气体与颗粒间的相对速度Ut等于颗粒在气流中的沉降速度Uo时，即Ut=Uo=(Ug-Um)，颗粒将不再被加速而维持恒速上升。由此可知，颗粒在干燥器中的运动情况可分为加速运动段和恒速运动段，通常加速运动段在加料口以上1-3m内完成。传热系数在干燥管底部最大，随着干燥管高度的增加，传热系数迅速减小，为了提高气流干燥器的干燥效率和降低其高度，发挥干燥管底部加速段的作用，人们采取了多种措施，研制了各种新型气流干燥设备。本次课程设计采用直管气流干燥器干燥湿物料聚氯乙烯树脂。通过湿物料和干燥介质的性质以确定干燥器直管长度和管径，以及干燥时间。同时选定一些其它附属设备。本课程是化工原理课程教学的一个实践环节，是使其得到化工设计的初步训练，掌握化工设计的基本程序和方法。为毕业设计和以后的工作了坚实的奠定基础。1.任务书1．1设计题目：直管气流干燥器干燥设计1．2原始数据1．2．1湿物料原料量（）：=5000kg/h物料形态：散粒状、圆球形；颗粒直径：dp=200umdmax=500um绝干物料密度：绝干物料比热：；初始湿度H1=0.025kg/kg绝干料物料含水量（以干基计）：=25％干物料（产品）含水量：=0.5％干燥介质：空气稀释重油燃烧气（其性质与空气相同）临界湿含量：平衡湿含量：X*=0操作温度：操作压力（Kpa）：101.325加热蒸汽压力：4atm（表压）1．2．2干燥介质干燥介质：湿空气相对湿度进入预热器温度离开预热器温度＝400℃1．2．3水汽的性质干燥介质的比热容:cv=1.884kJ/(kg·℃)干燥介质的比热容:cw=4.187kJ/(kg·℃)0℃时干燥介质的汽化热:ro=2491.27kJ/kg2.流程示意图流程图中各部件说明：鼓风机；2—预热器；3—气流干燥管；4—加料斗；5—螺旋加料器；6—旋风分离器；7—卸