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:

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

где: Q_k=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 Q_к 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 • Rе^0,8 Рr^0,4.                            (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:
(ф II-48В)

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

F₂, . . ., F_m -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;

t_w,  t_f 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 (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.
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:

t_вн, t_вк-начальная и конечная температура воздуха;

t_гн, t_гк- 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 >>

Оглавление