Пути уменьшения расхода энергоресурсов (воды, природного газа) для производства солода на АО "Пивзавод Воронежский" (стр. 7 из 13)
tY- температура удаляемого воздуха, оС, tY=30 оС,
tН- температура наружного воздуха, оС, tН=10 оС,
Q=
кДж/ч.Величину поверхности теплообмена FT ,м2, определим по формуле
FT=
, (3.28)где ν - скорость движения воздуха в каналах теплоутилизатора, м/с,
ρ- плотность воздуха,кг/м3, ρ = 1,165 кг/м3,
Исходя из практического опыта эксплуатации пластинчатых теплоутилизаторов наиболее оптимальное значение скорости потоков воздуха V= 4 м/с.
FT=
м2.Определим конструктивные параметры теплоутилизатора
Величину условного прохода S,м2, для движения теплоносителя определим по формуле
S =
, (3.29)S =
м2.При проектирование теплоутилизатора для рационализации конструкции рекомендуют принимать кубическую форму камеры теплообмена.
Площадь поверхности Sбок , м2, грани куба будет равна Sбок=8,8 м2.
Объем камеры теплообмена Vк.т,м3, найдем по форрмуле
Vк.т.=
, (3.30)Vк.т.=
=26,1 м3.Площадь пластины теплообмена равна Sплас=8,8 м2., тогда ее размеры l×l - 2,96×2,96 м.
Число пластин найдем по формуле
n=
, (3.31)n=
Общее число пластин 258 (2 на боковые стенки).
Расстояние между пластинами h, м, равно
h =
, (3.32)h =
м.При изготовления камеры теплообмена теплоутилизатора необходимо стремится к наименьшей величине термического сопротивления пластины.
Принимаем пластину имеющую толщину стенки 0,5 миллиметра.
3.2.2 Подбор материала для изготовления поверхности теплообмена теплоутилизатора
Так как теплоутилизатор проектируем на равные расходы приточного и удаляемого воздуха при перекрестной схеме движения теплоносителей можно использовать известную форму В.М. Кэйса и А.Л.Лондона
ξt=
(3.33)где К- коэффициент теплопередачи, Вт/(м2·К).
FT- поверхности теплообмена теплоутилизатора, м2, FT=2255 м2;
G- массовая пропускная способность теплоутилизатора, кг/с, G=20,5 кг/с;
CP- удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кг·К), CP=1,005 кДж/(кг·К);
Решая уравнение (3.33) относительно К получим
К=
(3.34)К=
Вт/(м2·К).Материал пластин теплоутилизатора определим относительно величины коэффициента теплопроводности λ, Вт/(м ·К).
Иначе величина К равна
К =
, (3.35)где ά1,ά2- коэффициенты теплоотдачи соответственно от вытяжного воздуха к пластине и от пластины к приточного воздуху, Вт/(м2·К).
δ- толщина пластины, м, δ=0,0005 м.
λ- коэффициент теплопроводности пластины, Вт/(м· К).
Решая уравнение относительно λ, Вт/(м· К), получим зависимость
λ=
, (3.36)Для определения_λ необходимо найти величины ά1 и ά2.
Движение в каналах турбулентное тогда величину коэффициентов теплоотдачи ά1 и ά2, Вт/(м2·К), определим по формуле
, (3.37)где V - скорость движения воздуха в каналах теплоутилизатора, м/с, V <4 м/с.
d- эквивалентный диаметр канала, м.
ν- кинематическая вягкость воздуха, ν=
м2/с.Κв- коэффициент теплопроводности воздуха, λв=
Вт/(м К).Эквивалентный диаметр канала определим по формуле
d=
(3.38)где S- площадь сечения одного канала, м2, S =0,032 м2.
П- смоченный полупериметр, м, П =5,82 м.
d=
м.Значение ά1 и ά2 будут равны
Вт/(м2 К).Тогда по формуле (3.2.2.4) величина λ Вт/(м К), равна
λ=
Вт/(м К).По величине λ наиболее оптимальным вариантом является алюминий имеющий значение λ=209,3 Вт/(м К).
Так как разница между расчетным и принятым значением не более 5% , нет необходимости уточнять площадь теплообмена.
3.2.3 Определение потери давления в каналах теплоутилизатора.
Определим потери давления ΔР, Па, в каналах теплоутилизатора по формуле
, (3.39)где ξм- коэффициент местных сопротивлений, ξм=4,16.
lk и Sk- соответственно длина и ширина канала,м. lk=2,91м, Sk=0,011м.
Па.По полученному значению можно сделать вывод, что спроектированный теплоутилизатор имеет малое гидравлическое сопротивление и на работу приточных вентиляторов не повлияет.
3.2.4 Оценка эффективности работы теплоутилизатора
Эффективность теплоутилизатора определим по формѣле
Э=
(3.40)где Qсушил- затратѫ теплоты на сушку в летний период по формуле(3.26)
Qсушил =6157902,6 кДж/ч.
n- число теплоутилизаторов установленных в сушилку, n=2.
Qутил- теплопроизводительность теплоутилизатора ,
Qутил=1112535 кДж/ч.
Э=
При данной конструкции теплоутилизатора обеспечивается экономия 36% тепла в летнее время.
3.3 Расчет замочного чана
Определим вместимость и число замочных аппаратов а также расход воды и сжатого воздуха при выработке 1800 т.тонн солода в год, если продолжительность мойки составит τм=1 ч, продолжительность замачивания τз=48 ч, число смен воды при замачивании m =2.
Расход очищенного ячменя в сутки ,G кг/сут, составит
G =
, (3.41)где r- коэффициент учитывающий очистку и сортировку ячменя, r=1,25;
N- производительность солода в год, тонн, N=1800 т;
nд- число рабочих дней в солодовне, nд=330;
G=
тонн.Общая суточная вместимость замочных аппаратов Vа м3, составит
Vа=
, (3.42)где е- коэффициент учитывающий увеличение объем ячменя при замачивании, е=1,5;
Gя- масса замачиваемого ячменя, кг, Gя= G =6,18 тонн;
ρ- насыпная плотность зерна, кг/м3, ρ=650 кг/м3;
Vа=
м3.Общий расход воды на мойку и замачивание ячменя Vв м3/ч, равен
Vв=
, (3.43)где Vм - общий расход воды на мойку, м3/кг, Vм=0,0015 м3/кг;
Vз – расход воды при ее сменах во время замачивания, м3/кг, Vз=0,001 м3/кг;
m - число смен воды при замачивании, m=2;
Vв=
м3/ч.Расход сжатого воздуха Рн м3/кг, при мойке составит
Рн =
, (3.44)где Рм- расход сжатого воздуха при мойке ячменя, м3/(кг·ч), Рм=0,033 м3/(кг·ч);
Рз- расход сжатого воздуха при замачивании, м3/(кг ч), Рз=0,013 м3/(кг·ч);
ρр- плотность воздуха при давлении мойки, ρр=2,82 кг/м3;
ρн- плотность воздуха при нормальном давлении, кг/м3, ρн=1,29 кг/м3;
Рн=
м3/ч.3.3.1 Конструктивный расчет эжектора
Задаем диаметр сопла который должен лежат в пределе 8-10 мм.
Примем d1 =10мм;
Коэффициент эжекции для для водно-газовых эжекторов примем равным
Кэ= 0,6
В соответствии с выбранными диаметром сопла и коэффициентом эжекции по нижеприведенной таблице находится диаметр камеры смешения d3.
Таблица.1-Зависимость Кэ от отношения d3/ d1
| Кэ | 0,6 | 0,7 | 0,8 |
| d3/ d1 | 1,71 | 1,8 | 1,86 |
Откуда d3= 1,71э· d1,