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1、化工原理课程设计设计者：老师：易美桂学号：设计时间：2016年12月22日至2017年1月14日目录题目数据流程图流程与方案的选择说明干燥物料主要部件和尺寸的计算主要数据、公式来源主要附属设备和选型的计算设计评价设计结果概览干燥器的国内外状况参考文献题目：设计直管气流干燥器,以干燥聚氯乙烯树脂湿物料已知数据：（1） 湿物料：颗粒直径：；绝干物料密度：；绝干物料比热：；含湿量(以湿基计)：20操作温度()： 操作压力(KPa)：101.325 加热蒸汽压力：4atm(表压)原料量(kg/h)：1520（2） 干燥介质：湿空气, , （3） 干物料(产品)含水量：5临界湿含量 平衡湿含量工业流程图
2、流程与方案的选择说明聚氯乙烯全名为polyvinyl chloride ，主要成份为聚氯乙烯， 另外加入其他成分来增强其耐热性，韧性，延展性等。工业聚氯乙烯树脂主要是非晶态结构，但也包含一些结晶区域（约），所以聚氯乙烯没有明显的溶点，约在80左右开始软化，热扭变温度（ 1.82MPa 负荷下）为70-71，在加压下150开始流动，并开始缓慢放出氯化氢，致使聚氯乙烯变色。选择气流干燥器气流干燥器主要干燥粉粒状、泥状、块状。其结构简单，生产能力大，造价低，易于制造和维修，只要一根直径为0.20.7m、长1020m的干燥管就可以了。一般热效率也比较高，粒子在显著分散于气流中粒子的表面几乎都可以作为有
3、效干燥面积，气固传热表面积大，干燥非结合水时，热效率可达60%左右。其主要缺点：由于气速高以及物料在输送过程中与壁面的碰撞及物料见的相互摩擦，整个系统的流体阻力大，动力消耗大，对粉尘回收装置的要求高，且不宜干燥有毒物质。气流干燥比较适合于干燥粒径100 um 且以上的粒状、泥状、块状的固体，对聚氯乙烯，因具有热熔性，当温度超过70时，容易软化，而其含湿量可以达到较高而不潮解，故干燥聚氯乙烯选用气流干燥器是合理的。干燥物料主要部件和尺寸的计算一.气体离开干燥器的温度t2的确定干燥器出口气体的温度与干燥管长和燃料费用有关。如果t2取得低，对热能的利用是有利的，可以节省燃料费，但干燥管的长度却要增加
4、，因此t2的需要通过经济核算才能确定。如果出口温度太低，可能在干燥器以后的管道及设备内壁上析出水滴，使物料回潮。通常t2应比进口气体的绝热饱和温度高20-50oC左右。进口温度t0=20oCps=215exp（18.5916-3991.11t+233.84）H0=0.622psP-psCH=1.005+1.884H带入数据t0=20oC解得ps=2.3485kPaH0=0.01175kg水汽/kg绝干气体CH=1.0271kJ/（kg.K）tas=t-rascH（Has-H）ras=2491.27-2.30285tasHas=0.622pasP-paspas=215exp（18.5916-39
5、91.11tas+233.84）其中t=140oC H=0.01175kg水汽/kg绝干气体用视差法计算解的tas=41.3325oC故在此处取t2=70 oC二.计算产品温度2如果产品的湿含量高于或等于临界湿含量，则产品温度2取湿球温度tw2（即2=tw2）。tw=t-rwcH（Hw-H）rw=2491.27-2.30285twHw=0.622pwP-pwpw=215exp（18.5916-3991.11tw+233.84）t=70oC H取0.4视差法计算得tw2=41oC三.计算干燥介质消耗量GC(X1-X2)=L（H2-H1）LiH1+GCcs+cwX11=LiH2+Gc(cs+cwX
6、2)2X1=w11-w1=0.21-0.2=0.25X2=w21-w2=0.051-0.05=0.0526H1=H0=0.01175kg水汽/kg绝干气体iH1=1.005+1.884H1t1+2491.27H1=1.005+1.884*0.01175*140+2491.27*0.01175=173.07kJ/kg绝干气体GC=1520*1-0.2=1216kg/hcs=1.256kJ/(kg.oC)cw=4.187kJ/(kg.oC)iH2=1.005+1.884H2t2+2491.27H2视差法计算L=8890.1kg/hH2=0.03875kg水汽/kg绝干气体核算带入H2=0.0387
7、5kg水汽/kg绝干气体核算计算产品温度2=40.67oC四.计算干燥管直径DD=LvH4ug湿比容vH=（0.002853+0.004557H）（t+273.15） 单位：m3/kgH取平均值（0.01175+0.03875）/2=0.0252kg水汽/kg绝干气体进口气速通常选取（20-40）m/s在此处选取进口气速ug=30m/s。t取进出口均值105oC。L=8890.13600=2.4965kg/s计算的值D=0.3449m取整可得管径D=350mm五.确定加速区Nu与Rer间的关系设Rer400 则（加速区始点） （加速区终点） =湿空气密度计算式=0.0034843P-0.377
8、9psT 1P=101325pa T1=413.15K T2=343.15K p0=1878.6pa pt=5942.3pa 计算的g1=0.8485kg/m3 g2=1.006kg/m3 计算得n=0.4367 An=1.675六. 加速区平均及的表达式AJ=20.2814的计算（后面每段分别计算）膜平均温度下的值算术平均温度tm下的值计算值A=2.3308 Aq=4387.7七.沉降速度 （0.591.5,uri-iuri1.5,uri-iuri1.5,uri-iuri2 分段合理4、流体力学计算 求及=486.32Jm=689.32m=76.2437=-265.32=0.0062s=0.1102m5、附加计算本段末粒子速度umi=ugm-uri=18.5835m/s=0.33=0.9148由求以下段均按上述方法计算第一段第二段第三段第四段第五段第六段第七段q15.183713.379312.841212.12511.46210.9879.652t_i133.63127.09121.35116.37111.46107.87104.62t_i105.7890.23684.96576.85370.36467.54665.378w0.0050.00430.00430.00390.00390.0038H0.011750.01390.01
