VYBRANÉ STATĚ Z PROCESNÍHO INŽENÝRSTVÍ cvičení 10

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "VYBRANÉ STATĚ Z PROCESNÍHO INŽENÝRSTVÍ cvičení 10"

Zdeňka Dostálová
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 UNIVERZITA TOMÁŠE ATI VE ZLÍNĚ FAKULTA APLIKOVANÉ INFORMATIKY VYRANÉ STATĚ Z PROCESNÍHO INŽENÝRSTVÍ cvičení 10 Hana Charvátová, Dagmar Janáčová Zlín 2013 Tento studijní materiál vznikl za finanční podpory Evropského sociálního fondu (ESF) a rozpočtu České republiky v rámci řešení projektu:, MODERNIZACE VÝUKOVÝCH MATERIÁLŮ A DIDAKTICKÝCH METOD

studijní materiál vznikl za finanční podpory Evropského sociálního fondu (ESF) a

2 2 Obsah... 3 ilance protiproudé ideální sušárny... 3 Řešené příklady... 4 Příklady k procvičení... 8 Použitá literatura... 8 Seznam symbolů... 9

využíván v mnoha oblastech průmyslu, jeho průběh může výrazně ovlivnit kvalitu produkovaných výrobků.

3 3 STRUČNÝ OSAH CVIČENÍ: ilance protiproudé ideální kontinuální sušárny. MOTIVACE: V tomto cvičení budeme řešit úlohy týkající se technologického procesu sušení, který je dnes využíván v mnoha oblastech průmyslu, jeho průběh může výrazně ovlivnit kvalitu produkovaných výrobků. CÍL: Naučit studenty řešit vybrané úlohy z technické praxe, které jsou spojeny se sušením. ilance protiproudé ideální sušárny Obr. 1 Ideální kontinuální sušárna

4 Obr. 2 Ideální kontinuální sušárna s recyklem Řešené příklady Příklad 1 V ideální kontinuální sušárně se má sušit 480 kg.h -1 materiálu o vlhkosti 79 hm. %

4 4 Obr. 2 Ideální kontinuální sušárna s recyklem Řešené příklady Příklad 1 V ideální kontinuální sušárně se má sušit 480 kg.h -1 materiálu o vlhkosti 79 hm. % předehřátým vzduchem na vlhkost 19 hm. %. Vzduch vstupující do parního kaloriferu má teplotu 20 C a teplotu a parciální tlak vodní páry 1700 Pa. V kaloriferu se ohřívá sytou parou o tlaku 196 kpa. Teplota vzduchu na výtupu z kaloriferu je 75 C. Teplota vzduchu na výstupu ze sušárny je 40 C. Určete: a) stav vzduchu na výstupu z kaloriferu, b) relativní vlhkost vzduchu vystupujícího ze sušárny. c) spotřebu sušicího vzduchu, d) spotřebu tepla v kaloriferu. Řešení: Ze zadání příkladu je dáno: -1 Množství materiálu přiváděného do sušárny me 480 kg.h ; hmotnostní zlomek vlhkosti materiálu přiváděného do sušárny wae 0,79 ; hmotnostní zlomek vlhkosti materiálu odváděného ze sušárny wae 0,19 ; teplota vzduchu na vstupu do kaloriferu to 20 C ; parciíální tlak vodní páry ve vzduchu na vstupu do kaloriferu p 1700 Pa ; tlak syté páry ohřívající vzduch v kaloriferu t 75 C ; teplota vzduchu na výstupu ze sušárny t 40 C. i p 196 kpa ; teplota vzduchu na výstupu z kaloriferu p e Ao

Teplota vzduchu na výtupu z kaloriferu je 75 C. Teplota vzduchu na výstupu ze sušárny je 40 C. Určete: a) stav vzduchu na výstupu z kaloriferu, b) relativní vlhkost vzduchu vystupujícího ze sušárny.

5 5 Schéma protiproudé sušárny doplněné o vlastnostmi vzduchu a sušeného materiálu je znázorněno na obr. 3. Průběh sušení v Mollierově diagramu je znázorněn na obr. 4. Obr. 3 Příklad 1 schéma protiproudé sušárny

Průběh sušení v Mollierově diagramu je znázorněn na

6 6 Obr. 3 Příklad 1 průběh sušení v Mollierově diagramu vlhkého vzduchu Spotřebu sušicího vzduchu určíme z bilance vlhkosti v sušárně: m m X X Y Y C Ae Ai Ae Ai (1) m -1 0, 028 3, , ,026 0,012 7,055 kg.s (2) Spotřeba tepla v kaloriferu: k i o Q m I I (3) 3 3 Q 7, W (4) k Příklad 2 Směs čerstvého vzduchu a vráceného ze sušárny má být použita pro sušení vlhkého materiálu. Přiváděný čerstvý vzduch má teplotu 15 C a relativní vlhkost 45 %. Vrácený vzduch má teplotu 50 C a teplotu vlhkého teploměru 40 C. Na 1 hmotnostní díl suchého čerstvého vzduchu připadají 2 hmotnostní díly suchého vráceného vzduchu. Určete stav vzduchu na vstupu do kaloriferu a po jeho ohřátí v kaloriferu. Řešení: Ze zadání příkladu je dáno: Teplota přiváděného čerstvého vzduchu to 15 C ; relativní vlhkost přiváděného čerstvého vzduchu o 45 % ; teplota vráceného vzduchu te 50 C ; teplota vlhkého teploměru vráceného vzduchu twe 40 C ; hmotnostní podíl vráceného a čerstvého vzduchu Q Q 2. m m Schéma sušárny doplněné o vlastnostmi vzduchu je znázorněno na obr. 4. Průběh sušení v Mollierově diagramu je znázorněn na obr. 5.

7,055 kg.s (2) Spotřeba tepla v kaloriferu: k i o Q m I I (3) 3 3 Q 7,055 10810 4910 416245 W (4) k Příklad 2 Směs čerstvého vzduchu a vráceného ze sušárny má být použita pro sušení vlhkého materiálu.

7 7 Obr. 3 Příklad 2 schéma protiproudé sušárny s recyklem Měrná vlhkost vzduchu na vstupu do kaloriferu: Y AM YAo RY 1 R Ae (5)

8 8 Y AM 0,006 20,046 0,033 kg.kg (6) Měrná entalpie vzduchu na vstupu do kaloriferu: I M I M Io RI 1 R e ,33 kj.kg (7) (8) Příklady k procvičení Příklad 3 V ideální kontinuální sušárně se má sušit 150 kg/h látky o vlhkosti 70 hm. % předehřátým vzduchem. Usušená látka má mít vlhkost 15 hm. %. Vzduch vstupující do parního kaloriferu má teplotu 10 C a relativní vlhkost 65 %. V kaloriferu se ohřívá sytou parou o teplotě 150 C. Teplota vlhkého teploměru vystupujícího sušicího vzduchu ze sušárny je 38 C a jeho parciální tlak vodní páry je 6000 Pa. Určete: a) relativní vlhkost vzduchu vystupujícího ze sušárny, b) teplotu ohřátého vzduchu vystupujícího z kaloriferu, c) spotřebu sušicího vzduchu. [Výsledek: a) e 52 %, b) ti 139 C, c) -1 m 0,78 kg.s ] Úlohy se vztahují k této otázce: Průběh procesu ohřevu, chlazení a vlhčení vzduchu v i-x diagramu. Určení stavu míchaného čerstvého a vráceného vzduchu. Použitá literatura [1] Kolomazník, K.: Teorie technologických procesů III, VUT rno, FT Zlín, 1978 [2] Kolomazník, K.: Modelování zpracovatelských procesů, VUT rno, FT Zlín, 1990 [3] Míka, V. a kol: Chemicko-inženýrské výpočty I, II, VŠCHT Praha, III. vydání, 1996 [4] Kolat, P.: Přenos tepla a hmoty, FS, VŠ-TU Ostrava, 2001 [5] Janotková, E., Pavelek, M.: Termomechanika, FSI VUT rno, 2003 [6] Drábek, D., Klepáč, J.: Procesné strojníctvo II, STU ratislava, 2000

předehřátým vzduchem. Usušená látka má mít vlhkost 15 hm. %. Vzduch vstupující do parního kaloriferu má teplotu 10 C a relativní vlhkost 65 %. V kaloriferu se ohřívá sytou parou o teplotě 150 C.

9 9 Seznam symbolů I - měrná entalpie, [kj.kg -1 ] m - hmotnost, [kg] p - tlak, [Pa] p A - parciální tlak vodní páry ve vzduchu, [Pa] m - hmotnostní průtok čerstvého vzduchu, [kg.s -1 ] m - hmotnostní průtok recyklovného vzduchu, [kg.s -1 ] V - objemový průtok, [m 3.s -1 ] R - poměr recyklovaného a čerstvého vzduchu, [1] t - teplota, [ C] t r - teplota rosného bodu, [ C] t w - teplota vlhkého teploměru, [ C] w - hmotnostní zlomek, [1] Y A - měrná vlhkost [1] - relativní vlhkost, [1] Q - tepelný tok, [W] Význam indexů: o M i e A C - čerstvý vzduch - směs čerstvého a recyklovaného vzduchu na vstupu do kaloriferu - vzduch na vstupu do sušárny, sušený materiál na výstupu ze sušárny - vzduch na výstupu ze sušárny, sušený materiál na vstupu do sušárny - vlhkost - suchý vzduch - sušina materiálu

s -1 ] R - poměr recyklovaného a čerstvého vzduchu, [1] t - teplota, [ C] t r - teplota rosného bodu, [ C] t w - teplota vlhkého teploměru, [ C] w - hmotnostní zlomek, [1] Y A - měrná vlhkost [1] -

Podobné dokumenty

PROCESNÍ INŽENÝRSTVÍ cvičení 10

UNIVERZITA TOMÁŠE BATI VE ZLÍNĚ FAKULTA APLIKOVANÉ INFORMATIKY PROCESNÍ INŽENÝRSTVÍ cvičení 10 Hana Charvátová, Dagmar Janáčová Zlín 2013 Tento studijní materiál vznikl za finanční podpory Evropského sociálního