Inżynieria chemiczna, Laboratorium

Sprawozdanie

KINETYKA PROCESU SUSZENIA W SUSZARCE BĘBNOWEJ

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie wysokości (długości) jednostkowej wnikania ciepła H_p oraz liczby jednostek wnikania ciepła N_p w suszarce bębnowej.

2. Schemat aparatury.

1 - zbiornik surowca

2 - podajnik wibracyjny

3 - bęben

4 - zbiornik produktu

5 - nagrzewnica

6 - wentylator

3. Aparatura użyta.

4. Tabela pomiarów.

	t1 [°C]	t2 [°C]	tm [°C]	Hc [m]
1.	68,0	58,5	27,0	0,088
2.	76,0	64,5	29,0	0,063
3.	86,0	70,0	31,0	0,035

t₁ - temperatura powietrza na wlocie do suszarki [°C]

t₂ - temperatura powietrza na wylocie z suszarki [°C]

t_m - temperatura termometru mokrego zmierzona na wylocie z suszarki [°C]

Dane doświadczalne:

D_rurociagu = 81[mm] = 0,081[m]

D_zw = 49[mm] = 0,049[m]

D = 210[mm] = 0,21[m] - średnica bębna

α = 0,62 - współczynnik przepływu zwężki pomiarowej

g = 9,81 [m/s²] - przyspieszenie ziemskie

ρ_c = 998 [kg/m³] - gęstość cieczy manometrycznej

p_g = 1,013 * 10⁵ [Pa] - ciśnienie powietrza

M_g =29 x 10^-3 [kg/mol] - masa molowa powietrza

R = 8,314 [J/mol K] - stała gazowa

H=1200[mm] = 1,2 [m] - długość suszarki

5. Przykładowe obliczenia dla pomiaru pierwszego

1. stopień rozwarcia kryzy

2. powierzchnia otworu zwężki

3. gęstość powietrza

4. objętościowe natężenie przepływu powietrza

5. średnia prędkość masowa powietrza

6. temperatura powietrza

7. objętość bębna suszarki

8. średnia logarytmiczna różnica temperatur

9. masowe natężenie przepływu powietrza

10. ciepło właściwe powietrza

11. strumień ciepła

12. objętościowy współczynnik wnikania ciepła

13. obliczenie jednostkowej wysokości wnikania ciepła

14. obliczenie liczby jednostek wnikania ciepła

15. obliczenie objętościowego współczynnika wnikania ciepła (ze wzoru)

6. Wyniki obliczeń

Symbol	Pomiar 1	Pomiar 2	Pomiar 3
Aoz [m2]	1,885*10^-3	1,885*10^-3	1,885*10^-3
ρg [kg/m3]	1,0362	1,0124	0,9842
v' [m3/s]	0,0512	0,0438	0,0331
mg” [kg/m2s]	1,5325	1,2809	0,9410
V [m3]	0,04154	0,04154	0,04154
Δtm [°C]	36,0416	40,9814	46,5425
mg' [kg/s]	0,0531	0,0444	0,0326
tg [°C]	63,25	70,25	78,00
cpg [J/kg K]	1019,74	1021,37	1023,17
Q [W]	514,41	521,51	533,69
Hp [m]	4,5483	4,2714	3,4879
Np	0,2636	0,2806	0,3438
αv dośw.[W/(K *m^3)]	343,59	306,29	276,04
αv teoret [W/(K *m^3)]	835,14	811,52	772,45

7. Wnioski

Dodanie ziaren do suszarki powoduje wzrost ciepła oraz obniżenie temperatury na wylocie, ponieważ zachodzi wymiana ciepła między strumieniem powietrza a cząstkami suszonego materiału. Podczas procesu suszenia maleje wysokość jednostkowa wnikania ciepła. Natomiast liczba jednostkowa wnikania ciepła wzrasta. Objętościowy współczynnik wnikania ciepła obliczony doświadczalnie jest znacznie niższy niż ten wyliczony teoretycznie.

---