ОБОРУДОВАНИЕ СОЛОДОВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА

2. ЧАСТИ СУШИЛОК Топка и калорифер

2. ЧАСТИ СУШИЛОК Топка и калорифер

Для обогревания калорифера сушилок солода применяют обычно местное топливо с невысокой теплотворной способностью.

Количество сжигаемого топлива в общем не велико, поэтому размеры топки даже для крупных сушилок незначительны. Обычно топку в сушилке устанавливают с плоской колосниковой решеткой при ручном обслуживании.

Для ориентировочных расчетов площадь колосниковой решетки можно принимать от 1/50 до  1/100  площади основания сушильных решет, в зависимости от качества топлива.

Использование отработанного пара, уходящих газов котельных установок или других источников тепла низкого потенциала не получило распространения для сушки пивоваренного солода.

Известно, что воздух в калорифере должен нагреваться в конечный период сушки до 85-90° при светлом и до 120° - при темном солоде. Обеспечить такой высокий нагрев воздуха носителями тепла низкого потенциала не только трудно, но в ряде случаев и невозможно.

При централизованном изготовлении сухого солода для спиртовой промышленности использование тепла низкого потенциала может найти самое широкое применение, так как температура сушки в этом случае не превышает 40-45°.

Однако и для сушки пивоваренного солода можно пользоваться теплом низкого потенциала. Как известно, около 9/10 всего количества влаги удаляют из солода на верхней решетке при температуре, не превышающей 50°, и только около ‘/10 - на нижней решетке при более высокой температуре. Следовательно, большую часть влаги можно удалить из солода, подогревая воздух для верхней решетки в калорифере низкого потенциала; для нижней решетки воздух должен нагреваться во втором калорифере за счет сжигания топлива1.

Передача тепла воздуха в калорифере от продуктов сгорания топлива происходит через тонкостенные газоходы, размещаемые во втором этаже сушилки.

Материалом для газоходов служит сталь толщиной 1,5-2 мм.

В старых сушилках, не имеющих междуэтажного перекрытия над калорифером, во избежание задержки на горячей поверхности и воспламенения падающих вниз ростков, газоходы имеют заостренную вверх форму. При наличии перекрытия над калорифером газоходы выполняют цилиндрической формы. Размеры газоходов в поперечном сечении колеблются, в зависимости от величины сушилки, от 0,30 до 1 м. Размещают газоходы в калорифере таким образом, чтобы нагревание воздуха во всем сечении было равномерным.

Для этого наиболее холодные участки их помещают в непосредственной близости с наиболее горячими участками (рис. II-39).

Если все газоходы не размещаются в одной горизонтальной плоскости, то часть наиболее холодных из них спускают ниже, чем создается противоток между воздухом и газами; поступающий снизу холодный воздух встречает уже охлажденные, но еще способные нагревать воздух газы; поднявшись выше, слегка нагретый воздух соприкасается с более горячими газами и нагревается еще больше.

Места соединений отдельных участков газоходов должны быть плотными, иначе воздух будет засасываться в газоходы и уменьшать тягу в топке.

Для периодической чистки газоходы снабжают отверстиями с задвижками, дающими возможность производить чистку.

Поверхность теплопередачи калорифера определяют по основному уравнению:

Калорифер       

 Рис. II-39. Калорифер                                                                                                (Ф-рис 2-39)

где: Qk=L(11-10) ккал/час - тепловая нагрузка на калорифер в час; L - количество воздуха, проходящего через калорифер в 1 час, в кг; 11 - теплосодержание воздуха после нагревания в калорифере, в ккал/кг;

10 -теплосодержание свежего воздуха, в ккал/кг; к - коэффициент теплопередачи калорифера, в ккал/м2 час°;

Δt - средняя разность температур между газами и воздухом, в °. (Об определении Qк будет подробно сказано далее, при рассмотрении теплового баланса сушилки.)

Теплоотдача от газов, протекающих внутри труб калорифера к стенке труб, определяется общим уравнением для турбулентного движения газов и жидкостей *

Nu = 0,023 • Rе0,8 Рr0,4.                            (II - 45)

Подставив значение критериев, это уравнение можно представить в следующем виде:  (ф II -46)

Значение В для многих газов и жидкостей вычислено и дано в таблицах в учебниках по курсу теплопередачи.

Коэффициент теплоотдачи от пучка труб калорифера, омываемых воздухом, можно определить по критериальному уравнению, полученному Литвиновым на основе опытных данных Антуфьева и Кузнецова   (Ф II-47)

Трубы калорифера располагают обычно в шахматном порядке в два, три и более горизонтальных рядов. Для шахматного расположения труб значения коэффициентов с, ε и n приведены в табл. II-11.

Если уравнение (II-47) развернуть, то значение коэффициента теплоотдачи будет: (ф II-48)

Таблица II - 11

Ряды

 

n

ε

с

Примечание

 

1

2

3

4

0,6

0,6

0,6

0,6

0,15

0,20

0,255

0,255

При x1/d=1,2-3

С = 1 + 0,1 *x1/d

При x1/d>3 с = 1,3 = соnst

Применимы только лых труб

ПРИ x1/d=1'2-5

(())- 1.2 -5 Rе = 5 • 103 - 7•104

для круг-

- 5

-5 • 104

Обозначения:

x1 - расстояние между осями двух соседних труб в плоскости, перпендикулярной движению воздуха;

х2 - то же, в плоскости, параллельной движению воздуха.

Значения Е вычислены и приводятся в справочных таблицах.

Формула (II-48) дает среднее значение коэффициента теплоотдачи для трубы газохода любого ряда. Средний коэффициент теплоотдачи для всего пучка труб в целом определяется как среднее из найденных значений α по формуле:
(ф II-48В)

где: α1 α2, ..., αm-коэффициенты теплоотдачи по рядам;

F2, . . ., Fm -поверхность нагрева всех трубок в ряду.

При теплообмене между твердым телом и газообразной средой (в данном случае между стенкой газохода и воздухом) необходимо одновременно с передачей тепла за счет конвекции учитывать также передачу лучеиспусканием.
Коэффициент, показывающий, какое количество тепла отдает стенка за счет теплового излучения (коэффициент прямой отдачи) определяют следующим равенством: (ф II-48С )

где: ε -степень черноты тела, излучающего тепло (для окисленной стали ε = 0,8);

с0 - коэффициент лучеиспускания абсолютно черного тела, равный 4,96 ккал/м2 час0 К4;

Т1 - температура лучеиспускающей стенки и воздуха в градусах абсолютной шкалы;

tw,  tf стоградусной шкале.

Таким образом, теплоотдача стенкой трубы калорифера будет определяться суммой двух коэффициентов-
(Ф II-48D)

где: s1 s2 - толщина стенки трубы и слоя сажи, в м;

λ1, λ2 - теплопроводность стали и сажи, в ккал/м час0.

Стальная стенка трубы почти не оказывает влияния на теплопередачу, но находящийся на ней слой сажи создает значительное сопротивление вследствие низкой теплопроводности. Поэтому пренебрегать термическим

сопротивлением ее (S22) нельзя.

Для ориентировочных расчетов значение коэффициента теплопередачи можно брать из табл. 2-12.

                              Таблица 2-12

Коэффициент теплопередачи от дымовых газов к воздуху через металлическую стенку

Скорость движения воздуха(в м,сек)

Скорость движения газов (в м1сек)

0,5

1,0

2,0

5,0

10,0

0,5

4,5

5,2

5,8

6,6

7,1

1,0

5,2

6,0

6,9

8,1

8,9

2,0

5,8

6,9

8,1

9,7

10,9

5,0

6,6

8,1

9,7

12,2

14,1

10,0

7,1

8,9

10,9

14,1

16,7

При определении средней разности температур необходимо иметь в виду, что газы и воздух идут перекрестным током.

Для перекрестного тока задача об усреднении разности температур' отличается сложностью математических выводов. Поэтому в целях упрощения результаты выводов обычно дают в виде графиков, разработанных для различных типов теплообменных аппаратов. Один из таких графиков, для двухрядного калорифера приведен на рис. 2-40.
Среднюю разность температур для перекрестного тока определяют следующим образом. Прежде всего находят среднюю логарифмическую разность температур для противотока. Затем вычисляют вспомогательные величины Р и R:

(Ф к рис.II-40)

Рис. 2-40

По вспомогательным величинам Р и R (см. рис. 2-40) находят поправочный множитель ε и, наконец, определяют среднюю разность температур для перекрестного тока (Ф к рис.II-40В)

Обозначения:

tвн, tвк-начальная и конечная температура воздуха;

tгн, tгк- начальная и конечная температура газов;

Δt - средняя разность температуры для перекрестного тока.
В старых горизонтальных сушилках поверхность теплопередачи калорифера превышала площадь основания сушильных решет в два-три раза; в современных горизонтальных сушилках, в связи с интенсификацией их работы и, следовательно, увеличившейся тепловой нагрузкой, на 1 м2 площади основания решет приходится от 4 до 6 м2 поверхности теплопередачи калорифера. У вертикальных сушилок на 1 м2 площади основания рабочей части (что равно площади пола помещения калорифера) приходится от 8 до 9 м2 поверхности теплопередачи калорифера.

<< предыдущая  |  следующая >>

   Наиболее популярные книги в каталоге