ОБОРУДОВАНИЕ СОЛОДОВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА2. ЧАСТИ СУШИЛОК Топка и калорифер2. 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:
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)
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: 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. 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- 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 (S2/λ2) нельзя. Для ориентировочных расчетов значение коэффициента теплопередачи можно брать из табл. 2-12. Таблица 2-12
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. (Ф к рис.II-40) Обозначения: tвн, tвк-начальная и конечная температура воздуха; tгн, tгк- начальная и конечная температура газов; Δt - средняя разность температуры для перекрестного тока.
|
Оглавление |