化工原理课程设计(奶粉喷雾干燥)

内容发布更新时间 : 2024/12/23 7:43:45星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

(2)传热效率F?t1?t0150?20??0.867 TS?T0170?20选定饱和蒸汽压力:8kgf/cm2 查[1]P334的TS=170℃ (3)表面风速Va的选取

由F查化工原理课程设计辅导书[4-3] Va-F图得Va=2.75m/s,N=8排。 GLII型钢制空气热交换器比GLI型散热排管的传热系数高,比I型散热排管重量轻,体积小,消耗金属少,且造价比S、UII型钢制散热排管便宜。故选用GLII型空气加热器。 (4)受风面积Fa

G' G’:校正至20℃,l atm时空气的体积流量[m3/h] Fa?3600VaLvHO273?202938330.9542?0.8387?273?20?293?0.706m2 3600va3600?2.75 =

(5)选型:据Fa=0.706m2,8排 查[4-4]表选GLII2-15-54。 GLII2-15-54的主要参数:

散热面积F0:26.12m2 受风表面积Fa:0.828m2 通风净截面积Ff:0.438m2 总传热面积Fo=8×26.12=208.96m2

(6)核算传热量:Q供=KFO△tm

K无具体计算公式,故借用S、UII型公式。 K=19.77(Vr)0.608×10-3 Vr=

L(1?HO)8330.9542?(1?0.00726)??5.32kg/m2?s

Ff?36000.438?3600 K=19.77×5.320.608×10-3=0.0546kw/m2k ?t??t2(170?20)?(170?150) △tm=1??64.52

170?20ln?t1/?t2ln170?150 Q供=KFO△tm=0.0546×208.96×64.52=736.122kw

=2650041.4kJ/h

富裕?2650041.4?1166982.5??2650041.4?10000?55.9600

Q供>Q需 富裕55.96%不在20~30%范围内 故在原有基础上减两组,即4排。

(7)空气阻力△P=0.0853×(Vr)1.862×4=7.67mmH2O

根据课程设计要求,离心雾化的粉尘回收选用旋风分离器: 采用旋风分离器的主要有以下几个方面:

(1)分离效率高,提高产品得率,减少损耗,增进经济效果, 同时减少公害。 (2)分离器内壁应非常光滑,减少液体阻力,粉末不致于粘壁。

(3)若是室温太低,设计的旋风分离器外壁给予保温,或外壁加蒸汽盘管。 (4)尽可能减少旋风分离器只数,因只数多,每只口风速不易分配,只要其中

一只入口风速低于规定速度,则严重影响总效率,最好是单只,阻力小,易于管理和清扫。

(5)易装卸,修理方便,密闭性能好。 (6)缷料装置简单,可用鼓形阀。

3.3 粉尘回收装置的选型和计算

(1) 选型:采用干式法回收,选用标准型切线入口的旋风分离器、

离心式喷雾机乳粉粒度谱。

粒径μm 0~60 60~120 120~180 180~240 >240

离心式 分布百分率 2.0 31.2 24.0 18.6 24.0 压力式 分布百分率 66.4 24.6 5.4 2.2 1.5 (2)分离器尺寸及进口风速和阻力计算

进口风速ui一般可取15~25m/s,取ui=20m/s

LvH28330.9542?1.0533??0.122m2 进口截面积F=

ui?360020?3600DDD2?0.122m2 F=??????248∴D=0.987m 圆整为D=1m

DDA=?0.5m B=?0.25m

248330.9542?1.0533?19.5m/s ui=

1/8?3600D1=D/2=0.5m H1=2D=2m H2=2D=2m S1=D/8=0.125m D2=D/4=0.25m △P=???Bui22 标准型ζ=8

1?H21?0.03388?ui2?19.52v?8?1.0533?1492.957N/m2 =8?H222=152.49mmH2O

(3)分离总效率

9?B9?1.96?10?5?0.25??15.5?m dc=N?ui?s5??17.2?600取进入粉尘回收装置的量为15%

0~60um 60~120um 颗粒平均直径 30 90 质量分率 2/15=13.3% 13/15=86.7% d/d0 2.71 8.14 η——粒级效率 0.93 1.0 分离率η=0.93×13.3%+1.0×86.37%=99.07%

分离总效率η总=0.85+η×0.15=99.07%×0.15+0.85=99.86% 损耗率:1-η总=1-99.86%=0.14%

3.4 风机的选型计算([7],P281)

(1)送风机:风量一般应有10~20%富裕量,取15%。

Q送=LvHO(1+0.15)= 8330.9542?1.0533×(1+0.15)

=10091.243m3/h

Pt=(干燥室内压-大气压)+过滤器阻力降+加热器压降+热风分配器压

降+沿程与局部压降

一般要求干燥室内压为负压10~15mmH2O,取15mmH2O

过滤器阻力升至15~20mmH2O时需取下洗涤,取其阻力降为15mmH2O。 热风分配器压降计算复杂,无资料介绍,估计为30~40mmH2O,取40mmH2O。 沿程与局部阻力估为:30~40mmH2O,取40mmH2O。

Pt= -15-0+15+7.67+40+40=87.67mmH2O

1.2Pto=Pt??o?87.67??87.599mmH2O 1?0.00726?0.8387 据Pto=87.599mmH2O Q送=10091.243m3/h 查 [1] P365表25

选送风机型号为: 离心通风机 4-72-11 8C

主要性能参数:转速1250rpm 全压:137mmH2O 流量:20800m3/h 效率:91% 所需功率:10.3KW (2)排风机

排风机富裕量一般为15~30%,取25%。

Q排=LvH2(1+0.25)= 8330.9542?1.0533×1.25=10968.743m3/h Pt=出口动压-进口静压+旋风分离器压降+沿程、局部压降

出口动压一般取15mmH2O,进口静压取-15mmH2O。 旋风分离器压降152.49mmH2O 沿程、局部压降估为35mmH2O

Pt=15-(-15)+ 152.49+35=187.49mmH2O

?1.2Pto=Pt?0?187.49??229.214mmH2O

1?0.03388?1.0533据Pto=229.214mmH2O Q排= 10968.743m3∕h 查 [1] P365表25

选排风机型号为: 离心通风机 4-72-11 6C 主要性能参数:转速2240rpm 全压248mmH2O

流量: 15800m3/h 效率:91% 所需功率:14.1kw 一般为使干燥室内形成10~20mmH2O的负压,排风机的风量需比送负机的风量大20~40%。

15800?10968.743?30.58%

15800由于20%?30.58%?40%,所以风机选择合适

3.5、高压泵(汇编4-18、[7],P414)

根据设计压力一般在100~150Kgf/cm2,如120 Kgf/cm2,流量如430Kg/h 选取合适的泵

3.6、其它辅助设备选用

(1)浓奶保温槽:选RP6L5型,其贮液容积为500L,加热面积2.67m2, 容积内径900mm,电机功率0.37kw,2台。 (2)集粉箱:无具体型号,设计用长1m,宽0.5m,高0.5m的箱体。 (3)旋转阀:采用普通式即可,动配合间隙小于0.05mm以保证气密性,

用型号l的旋转阀,叶轮容积1.0升,叶轮转速30rpm,所 需功率0.4kw,排料量1吨/小时。

(4)仪表盘:将就地集中测量的仪表读数全部在仪表盘上显示出,包括差

压计、温度计、电流表(送风机、排风机、雾化器的电流)。

四、设计结果的汇总: 4.1主要工艺参数

(1)产量:年产全脂奶粉800吨,每小时产量为215.05kg,产品质量符合轻工

部“全脂奶粉质量标准”。

轻工部全脂乳粉一级产品的理化指标。

化学指标:水分(不超过)2.50%,脂肪25~30%。 复原后的酸度不超过190T,铜不超过6mg/kg。 锡不超过100mg/kg,铅不超过2mg/kg。 物理指标:溶解度不低于97%,杂质度不超过16ppm。

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