【正文】 （1） 需要加熱量 Q需 （2）傳熱效率選定飽和蒸汽壓力：8kgf/cm2 查【1】P334的TS=170℃（3）表面風速Va的選取由F查化工原理課程設計輔導書VaF圖得Va=，N=8排?？諝饧訜崞魇菍π迈r空氣進行加熱的必要設備，用飽和蒸汽作為熱源，在加熱管內流動，新鮮空氣在加熱管外經(jīng)翅片間通過，經(jīng)熱交換后空氣的溫度可達150~170℃，熱空氣的溫度主要取決于加熱面積，飽和蒸汽的壓力及質量。空氣加熱器是以紫銅管或鋼管上繞以紫銅的翅片，最后經(jīng)搪錫而制成具有一定加熱面積的加熱器，干燥設備一般由若干加熱器組成。進料時無壓力，不會有漏奶等情況，清洗時僅需拆下進奶管道，離心轉盤，清洗容易，輕便。過濾面積： 式中：m濾層過濾強度，一般為4000~8000m3/m2 h 選取m= 5000 m3/m2h 核算空氣阻力：Hf=式中：S濾層厚度，通常取10 H=H1+H2= +4= 有效容積蒸發(fā)強度，由于二者近似相等，塔高選擇合適。合適因為錐形殼體的應力，隨半錐角α的增大而增大；當α角很小時，其應力值接近圓筒形殼體的應力值。D 塔高H H1==4=H1H2=D=4m選鼓形閥d=400mmH2d∴α=176。選?。篋= == m 圓整為D=4m驗算：塔內空氣平均流速U，~。 空氣在平均溫度下的運動粘度(m2/s)25℃時，干空氣的黏度：=干空氣的運動黏度：80℃時，干空氣的黏度：=干空氣的運動黏度： 阻力系數(shù)，是Re的函數(shù)。③ 干燥器熱風的流動，液滴的飛行受到影響。但是實際液距和理論值不能吻合，主要原因在于：① 液滴在噴出后因水分迅速蒸發(fā)而使液滴密度減小，因此飛行距離也縮短。液滴離開分散盤邊緣沿水平方向飛出，液滴飛出的最大距離是確定干燥器直徑的主要依據(jù)。將以上數(shù)據(jù)代入式 由于淺槽或葉片阻止了料液的滑動，離開分散盤邊緣時的切向速度近似等于分散盤上圓周速度：式中：(m)切向速度(m/s)。~1m/s內，隨后再對噴嘴的性能參數(shù)做相應的調整，最后列出主要性能參數(shù)。~1m/s之間，采用6個噴孔。η=((r0+CWt2)CltM1)/l(I2－I0) =((2490+80)55)/ ()=% 空氣加熱器蒸汽消耗量：選取加熱用飽和水蒸氣溫度T= t1+10=150+10=160℃(絕壓)，并取熱效率ηk=95%蒸汽消耗量:Dk=Q2/rηk=()= kg/h　根據(jù)現(xiàn)有的定型設備LP150，用其有關數(shù)據(jù)進行參考設計。濕比容υH2=(1/29+H/18)(273+t2)/273=(1/29+)(273+80)/273=(濕空氣)/kg絕干氣 　每小時需得奶粉量G2可由年產量，年工作日，日工作班數(shù)及噴霧時間求?。ㄏ嚓P數(shù)據(jù)由任務書給定：年產全脂奶粉920噸，年工作日為310天，日工作二班，班實際噴霧時間6小時）　　　　　G2=9201000/(31026)= kg/h 每小時噴霧濃奶量及蒸發(fā)水分量W　G1=G2(1W2)/(1W1) =()/()= Kg/hW=G1G2= = kg/h （絕干量計）L=1/(H2－H1)＝1/(）= kg絕干氣/kg水每小時干空氣量L＝W/(H2－H1)＝（）= Kg絕干氣/h新鮮空氣體積流量V0=LυH0== m3/h熱空氣體積流量V1=LυH1== m3/h排氣體積流量V2=LυH2＝= m3/h　輸入系統(tǒng)熱量新鮮空氣輸入:Q1=LI0== kJ/h加熱器輸入熱量：Q2=L(I1 I0)＝( )= kJ/h　濃奶帶入的熱量：Q3=G2CMtM1+WCl tM1＝55+55 = KJ/h ΣQ入=Q1+ Q2+ Q3=++= kJ/h 輸出系統(tǒng)的熱量排氣帶出的熱量:Q’1=LI2 = = KJ/h產品奶粉帶出的熱量：Q’2＝G2CMtM2＝70= KJ/h　干燥室熱損失：Q’3= WQL＝251= KJ/hΣQ出＝Q’1+ Q’2+ Q’3= ++=　由于ΣQ出＝ΣQ入，可見熱量收支平衡。Δ=55(70/55/+251)= KJ/Kg水Δ=(I2I1)/(H2－H1) =[(+)t2+2490H2I1]/(H2－H1) =[(+)80+)/()=解得:H2＝ Kg水/Kg絕干氣熱焓I2＝(+ H2)t2+2490 H2　　　?。?+)80+2490 ＝ kJ/kg絕干氣ф2的求?。河蒆2＝(Pф2PS2)查得80℃飽和水蒸汽壓PS2＝　　?。?ф2)　解得：ф2＝%﹤13%為保證乳粉水分含量的要求，必須嚴格控制排風相對濕度ф2=10～13%。本工藝保溫適宜，故采用熱損失為251kJ/kg水。但為了防止產品長時間受高溫影響而使產品變性，且同時也要防止露水的形成，故奶粉出口溫度一般比排氣溫度低10℃。濕度H1=H0=熱焓I1=(+)t1+2490H1　　=(+)150+2490　=濕比容υH1＝(1/29+ H1/18)(273+ t1)/273=(1/29+)(273+ 150)/273= m3(濕空氣)/kg絕干氣%以內，從塔底流出，熱空氣經(jīng)旋風分離器收集所攜帶的乳粉顆粒，凈化后的空氣被排風機送入大氣中，排放溫度為8090℃，相對濕度為1012%。同時溫度過低會使產品水分含量過高而不能達到標準。如用電熱或燃油爐加熱，可使干燥介質的溫度提高至200℃以上。綜上所述，本生產工藝選用并流、離心式噴霧干燥法對奶粉進行噴霧干燥處理。塔壁粘粉較少。（3） 并流型操作特點是：被干燥物料允許在低溫下進行干燥。（1）逆流型操作特點是熱利用率較高，但只適用于非熱敏性物料的干燥，而且若空塔速度超過限度將引起顆粒的嚴重夾帶，給回收系統(tǒng)增加負荷。氣流式噴霧干燥的操作特點是結構簡單，加工方便、操作彈性大、易于調節(jié)，但用于霧化的壓縮空氣的動力消耗較大，約為壓力式和離心式霧化器的58倍。這種結構較緊湊，生產能力大，耗能量較少，且能改變內部元件不同飛霧炬形狀。但是顆粒細小的乳粉，沖調性能不好。為了使?jié)饽淘趪娮斐隹谔幊司哂邢蚯皣姵龅乃俣纫酝?，還具有旋轉運動，使用帶斜槽的芯子同板眼搭配（稱為S型），還有一種是孔板上帶斜槽同板眼搭配（稱為M型），兩種噴頭具有同樣的霧化效果。（5）與壓力式噴霧干燥相比，可以適應叫高粘度的料液。（3）生產能力調節(jié)范圍大。離心式噴霧干燥的操作特點有：（1）塔內只安裝一個霧化器便可完成生產任務。用離心噴霧法生產奶粉時，離心噴霧盤的線速度越高，霧滴越小。離心噴霧是將濃奶送入離心盤霧化機中，由于離心盤的高速旋轉，被噴成霧狀，遇熱空氣干燥成乳粉。 （5）設備的熱效率較低，在進風溫度不高時，熱效率約30—40%左右。（3）對某些膏糊狀物料，干燥時需加水稀釋，這樣就增加了干燥設備的負荷。在用低溫操作時空氣消耗量大，因而動力耗用量隨之增大。 （6）適宜于連續(xù)