Расчет барабанной сушилки обогреваемой воздухом

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

1. Задание на проектирование

Рассчитать барабанную сушилку с подъемно-лопастными перевалочными устройствами для сушки сульфата аммония нагретым в калорифере воздухом при следующих условиях:

- производительность сушилки по абсолютно сухому сульфату аммонию G2 = 4,5 т/час;

- начальная влажность материала щ1 = 3,5 %;

- конечная влажность материала щ2 = 0,4 %;

Температура воздуха:

- на входе в сушилку (после калорифера) t1 = 120С;

- на выходе из сушилки t2 = 60С,

Температура материала (сульфат аммония):

- на входе в сушилку (после калорифера) = 20С;

- на выходе из сушилки = 50 С,

Размер частиц сульфата аммония, уносимых воздухом из сушилки 0,4 мм.

Напряжение рабочего объема барабана по испарившейся влаге кг/(м3.ч);

Давление греющего пара рабс = 0,3 МПа;

Сушилка прямоточная, давление в сушилке атмосферное, место строительства - центральный регион России.



Рисунок 1 - Схема процесса сушки воздухом, предварительно нагретым в калорифере: 1 - теплообменник (калорифер), 2 - барабанная прямоточная сушилка, 3 - вентилятор

2. Описание технологической схемы производства

Схема установки представлена на рис. 2.

Рисунок 2 - Принципиальная схема прямоточной барабанной сушилки, обогреваемой воздухом для сушки сульфата аммония: 1 - вентилятор, 2 - калорифер, 3 - бункер, 4 - сушильный барабан, 5 - циклон, 6 - ленточный конвейер, 7 - рукавный фильтр, 8 - элеватор, 9 - бункер готовой

Влажный материал из бункера 1 с помощью шлюзового питателя 8 подается во вращающийся сушильный барабан 7. Параллельно материалу в сушилку направляется воздух, нагретый в калорифере 9 насыщенным водяным паром. Высушенный материал с противоположного конца сушильного барабана поступает на ленточный конвейер 6 и, далее, элеватором 5 подается в бункер готовой продукции 4, из которого поступает на упаковку.

Отработанный воздух перед выбросом в атмосферу очищается от пыли в циклоне 2. При необходимости проводится дополнительная очистка воздуха в рукавном фильтре 3 или мокрых пылеуловителях.

Транспортировка сушильного агента через сушильную установку осуществляется с помощью вентилятора 10.

Конденсат из калорифера отводится через конденсатоотводчик.

Основными регулируемыми параметрами установки являются:

- влажность готового продукта;

- температура сушильного агента на входе в сушилку;

- расход влажного исходного материала.

Влажность готового продукта регулируется изменением расхода сушильного агента, регулирование температуры сушильного агента (воздуха) осуществляется изменением расхода пара, поступающего в калорифер.

3. Определение и выбор основных расчетных параметров

Выбираем начальную и конечную температуру материала. Температура сульфата аммония на входе в барабан = 200С, на выходе из барабана = 500С. Принимаем коэффициент заполнения барабана материалом вМ =0,14 (по практическим данным вМ принимают от 0,12 до 0,35). Теплоемкость сухого сульфата аммония сМ = 1,64 кДж/(кг.К).

Параметры наружного воздуха определяют с учетом территориального размещения предприятия (приложение Б). Пусть среднегодовое значение относительной влажности составляет ц = 79 %, и температуры атмосферного воздуха t0 = 3,6 0С. Давление насыщенного пара при t0 составляет р = 800 Па = 0,8 кПа. Барометрическое давление в данном регионе В = 745 мм рт ст (?99,4 кПа).

Определяем влагосодержание воздуха поступающего в калорифер х0 [кг водяного пара/кг сухого воздуха]:

,

где 0,622 - отношение мольных масс водяного пара и воздуха; рП - парциальное давление ненасыщенного пара, кПа; рН - парциальное давление насыщенного пара при температуре смеси, кПа; П - барометрическое давление, кПа; ц - относительная влажность, %

;

Энтальпия наружного воздуха:

,

где сВ = 1,01 кДж/(кг.К) - средняя удельная теплоемкость сухого воздуха при постоянном давлении,

сП = 1,971 кДж/(кг.К) - средняя удельная теплоемкость водяного пара

t - среднегодовая температура воздуха, 0С;

r0 =2493 кДж/кг - удельная теплота парообразования воды при 0 0С.

х - влагосодержание воздуха поступающего в калорифер, кг водяного пара/кг сухого воздуха.

 кДж/кг,

Состояние воздуха на выходе из калорифера характеризуется параметрами: t1 = 120С; .

Энтальпия нагретого воздуха на входе в сушилку (после калорифера) [кДж/кг]:

,

Параметры воздуха на выходе из сушилки:

t2 = 60С; относительная влажность ц2 = 17 %, рН - парциальное давление насыщенного водяного пара при 60С, рН ? 19,9 кПа (приложение 2); влагосодержание воздуха на выходе из сушилки [кг водяного пара/кг сухого воздуха]:

;

Теплосодержание воздуха, выходящего из сушильного барабана [кДж/кг]:

.

4. Материальный баланс барабанной сушилки, обогреваемой воздухом

Количество поступающего на сушку материала:

,

где GСУХ - производительность по абсолютно сухому материалу, кг/ч; - исходное влагосодержание материала, %;

кг/ч,

Количество высушенного материала:

,

где GСУХ - производительность по абсолютно сухому материалу, кг/ч; - конечное влагосодержание материала, %;

кг/ч,

Количество удаляемой влаги:

,

где - количество поступающего на сушку материала, кг/ч; - количество высушенного материала, кг/ч,

кг/ч,

Проверяем полученное значение по формуле:

,

где - исходное влагосодержание материала, %;

- конечное влагосодержание материала, %;

кг/ч,

5. Выбор основных габаритных размеров барабана

Требуемый рабочий объем барабана определяется по формуле:

,

где W - количество испаренной влаги, кг/ч;

- напряжение рабочего объема барабана по испарившейся влаге кг/(м3.ч);

м3,

Отношение длины барабана к его диаметру должно быть равно , принимаем . Тогда:

,

Диаметр барабана:

,

где VБ - объем барабана, м3;

м,

Длина барабана составит:

м,

Принимаем сушильный барабан диаметром D = 1600 мм и длиной L = 8000 мм.

Уточняем объем выбранного барабана:

м3,

Уточняем напряжение барабана по испарившейся влаге:

кг/(м3.ч),

6. Тепловой баланс барабанной сушилки

Удельный расход сухого воздуха [кг/кг испаряемой влаги]:

,

где - влагосодержание воздуха на выходе из сушилки, кг водяного пара/кг сухого воздуха;

- влагосодержание воздуха поступающего в калорифер, кг водяного пара/кг сухого воздуха.

кг/кг испаряемой влаги,

Расход воздуха в сушилке , [кг/с]:

,

где - удельный расход сухого воздуха на 1 кг влаги; W - количество испаряемой влаги, кг/с,

кг/с,

Объем воздуха на входе в сушилку:

,

где - удельный объем влажного воздуха при t1 = 1200С; кг водяного пара/кг сухого воздуха:

,

где RВ - газовая постоянная для воздуха, равная 287 Дж/(кг.К);

Т - температура воздуха, К;

В - общее давлении паровоздушной смеси , Па;

ц.РН - рН - парциальное давление водяного пара, Па;

м3/кг,

Тогда, объем воздуха на входе в сушилку составит:

м3/с,

Объем воздуха на выходе из сушилки:

,

где - удельный объем влажного воздуха при t2 = 600С; %.

м3/кг,

м3/с,

Расход тепла на подогрев воздуха в калорифере в расчете на 1 кг испаряемой влаги:

,

где - удельный расход сухого воздуха на 1 кг влаги;

- теплосодержание наружного воздуха, кДж/кг;

- теплосодержание воздуха, поступающего в сушильный барабан кДж/кг,

кДж/кг,

Часовой расход тепла:

кДж/ч,

Определим потери тепла в окружающую среду. Для расчета коэффициента теплопередачи от воздуха в окружающую среду найдем среднюю скорость воздуха в сушилке:

,

где - объем воздуха на входе в сушилку, м3/с;

- объем воздуха на выходе из сушилки, м3/с;

FБ - площадь барабана, м2;

вМ =0,14 - коэффициент заполнения барабана материалом, зависит от конструкции насадки (таблица 1);

Таблица 1 - Значение коэффициента заполнения сушильного барабана

Тип перевалочного устройства	Коэффициент заполнения барабана материалом, %
Подъемно-лопастная	12-14
Распределительная	20
Распределительная с закрытыми ячейками	25-28

м/с,

Принимаем рабочую скорость воздуха м/с, исходя из условия, что частицы высушиваемого материала диаметром более 0,4 мм не должны уноситься потоком воздуха из барабана.

Рабочая скорость сушильного агента в барабане зависит от дисперсности и плотности высушиваемого материала. Для выбора рабочих скоростей при сушке монодисперсных материалов можно руководствоваться данными, приведенными в таблице 2.

Таблица 2 - Рабочие скорости газов в сушильном барабане

Средний размер частиц dЧ, мм	Значение м/с, при насыпной плотности сМ, кг/м3
	350	1000	1400	1800	2200
<0,3	0,5	2,0	3,0	4,0	5,0
0,3-2,0	0,5-1,0	2,0-5,0	3,0-7,5	4,0-10,0	5,0-12,0
>2,0	1,0-3,0	3,0-5,0	4,0-8,0	6,0-10,0	7,0-12,0

Скорость потока, при которой одиночная частица переходит во взвешенное состояние, называется скоростью витания. Она приближенно соответствует началу разрушения монодисперсного взвешенного слоя. При этом порозность взвешенного слоя е = 1.

Скорость уноса, равная скорости свободного витания определяется по уравнению:

,

где мСР - вязкость сушильного агента при средней температуре мСР, Па.с (см. табл. 3);

сСР - плотность сушильного агента при средней температуре сСР = 0,935 кг/м3

d - наименьший диаметр частиц материала, м;

Ar - критерий Архимеда.

,

Таблица 3 - Физические свойства воздуха

Температура, 0С	Динамическая вязкость, Па.с	Кинематическая вязкость, м2/с	Коэффициент теплопроводности л.102, Вт/(м.К)
0	1,71.10-5	1,33.10-5	2,44
50	1,95.10-5	1,79.10-5	2,83
100	2,17.10-5	2,30.10-5	3,21
150	2,38.10-5	2,85.10-5	3,56
200	2,57.10-5	3,45.10-5	3,93
250	2,75.10-5	4,08.10-5	4,27
300	2,93.10-5	4,75.10-5	4,60
400	3,25.10-5	6,20.10-5	5,21
500	3,55.10-5	7,77.10-5	5,74

,

Скорость витания [м/с]:

Так как рабочая скорость сушильного агента щВ = 1,4 м/с меньше, чем скорость витания щВИТ = 2,8 м/с, то можно остановиться на выбранных размерах сушильного барабана.

Определяем режим движения воздуха:

,

где м/с - рабочая скорость воздуха;

DБ - диаметр барабана, м;

н - кинематическая вязкость при средней температуре воздуха в сушильном барабане

(табл. 3).

,

Так как , то коэффициент теплопередачи от воздуха к стенке за счет вынужденной конвекции находим по формуле:

,

где Re - критерий Рейнольдса;

- поправочный коэффициент, зависящий от Re и отношения длины сушилки к ее диаметру ,

Критерий Нуссельта:

,

Тогда коэффициент теплоотдачи за счет вынужденной конвекции рассчитывается по формуле:

,

где - критерий Нуссельта;

л - коэффициент теплопроводности, Вт/(м.К) (табл. 2);

DБ - диаметр барабана, м;

Вт/(м2.К),

Определяем коэффициент теплоотдачи за счет естественной конвекции по формуле:

,

где:

,

где - критерий Нуссельта;

- критерий Грасгофа:

,

где g - ускорение свободного падения, м/с2;

DБ - диаметр барабана, м;

н - кинематическая вязкость (табл. 2), м2/с;

?t - разность средней температуры воздушного потока и стенки сушилки в 0С:

,

, К,

,

Критерий Нуссельта:

,

Тогда коэффициент теплоотдачи за счет естественной конвекции составит:

 Вт/(м2.К),

Коэффициент теплоотдачи от воздуха к стенки сушилки можно определить по формуле И.М. Федорова:

,

где k =1,2-1,3 - поправочный коэффициент, учитывающий турбулизацию потока;

и - коэффициенты теплоотдачи от воздуха к стенке за счет соответственно вынужденной и естественной конвекции,

Вт/(м2.К),

Для расчета коэффициента теплоотдачи от наружной поверхности барабана в окружающую среду, предварительно рассчитываем коэффициент теплоотдачи за счет естественной конвекции . Полагаем, что температура в цехе tЦ = 150С, а температура изолированной наружной стенки барабана tСТ2 = 300C.

Средняя температура пограничного слоя воздуха у стенки:

0С,

При этих условиях л =2,61.10-2 Вт/(м.К) - коэффициент теплопроводности (табл. 3); н =15,3 .10-6 м2/с - кинематическая вязкость (табл. 3);

Критерий Грасгофа:

,

Здесь наружный диаметр барабана принимаем ориентировочно, с учетом толщины стенки и слоя изоляции: DН?1,7 м.

Критерий Нуссельта при теплоотдаче в неограниченном пространстве:

,

Значение константы с и степени n определяются режимом движения нагреваемой среды. В свободном потоке в зависимости от величины определяющего комплекса критериев различают три режима движения: переходный, основной ламинарный и вихревой. Значения коэффициентов с и n приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Значения коэффициентов с и n

Режим		с	n
Переходный	1.10-3-5.102	1,18	1/8
Основной ламинарный	5.102-2.107	0,54	1/4
Вихревой	2.107-1.1013	0,135	1/3

Критерий Прандля учитывает физические свойства теплоносителя:

,

где с - удельная теплоемкость, Дж/(кг.К); - динамический коэффициент вязкости, Па.с (табл. 3); л - коэффициент теплопроводности, Вт/(м.К) (табл. 3);

,

Так как , то с = 0,135 и n = 1/3.

Критерий Нуссельта:

,

Тогда коэффициент теплоотдачи составит:

,

где - критерий Нуссельта при теплоотдаче в неограниченном пространстве;л - коэффициент теплопроводности, Вт/(м.К) (табл. 3); DН - наружный диаметр барабана, м;

Вт/(м2.К),

Коэффициент теплоотдачи за счет лучеиспускания рассчитывается по формуле:

,

где е - степень черноты наружной поверхности сушилки, определяемая по справочным данным;

С0 = 4,96 ккал/(м2.ч.К4) - коэффициент лучеиспускания абсолютно черного тела;

ТСТ и ТСР - абсолютная температура соответственно стенки и среды, К.

Коэффициент теплоотдачи за счет лучеиспускания [Вт/(м2.К)]:

Здесь е = 0,95 - степень черноты для поверхности, покрытой масляной краской.

Коэффициент теплоотдачи от стенки барабана к воздуху:

,

где - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2.К);

- коэффициент теплоотдачи за счет лучеиспускания, Вт/(м2.К);

Вт/(м2.К),

Определяем необходимую толщину слоя изоляции. Полагаем, что поверх слоя изоляции толщиной д2 имеется защитный стальной кожух д3 = 1 мм [л3 = 40 ккал/(м2.ч.0С)]. В качестве изоляционного материала выбираем асбестовое волокно [л2 = 0,13 ккал/(м2.ч.0С)].

Коэффициенты теплопроводности некоторых материалов представлены в таблице 5.

Таблица 5 - Коэффициенты теплопроводности некоторых материалов

Материал	Коэффициенты теплопроводности л, Вт/(м.К)
Асбест	0,151
Бетон	1,28
Винилпласт	0,163
Кладка - из обыкновенного кирпича - огнеупорного кирпича - изоляционного кирпича	0,698-0,814 1,05 0,116-0,209
Краска масляная	0,233
Стеклянная вата	0,035-0,070
Эмаль	0,872-1,163
Металлы
Алюминий	203,5
Латунь	93,0
Медь	384,0
Свинец	34,9
Сталь нержавеющая	46,5 17,5
Чугун	46,5-93,0

Полагаем и , причем и ;

Здесь - температуры внутренней и наружной поверхности стенки барабана; - температуры внутренней и наружной поверхности стенки защитного кожуха.

Для расчета используем формулы теплопроводности через цилиндрическую стенку:

,

где - диаметр барабана, м;

- коэффициент теплоотдачи от воздуха к стенки сушилки, ккал/(м2.ч.0С);

- средняя температура воздуха в сушильном барабане, 0С;

- температура наружной поверхности стенки барабана, 0С;

Вт/(м.К),

Можно также записать:

,

где - наружный диаметр барабана , м;

л2 = 0,151 Вт/(м2.К) - коэффициент теплопроводности асбестового волокна (изоляционного материала);

- температура наружной поверхности стенки барабана, 0С;

- температура наружной поверхности стенки защитного кожуха, 0С;

 Вт/(м.К),

Отсюда м и толщина слоя изоляции мм.

Принимаем мм. Уточняем наружный диаметр барабана:

м,

Общий коэффициент теплопередачи К [Вт/м2.К]:

,

где - коэффициент теплоотдачи от воздуха к стенки сушилки, Вт/(м2.К);

- коэффициент теплоотдачи от стенки барабана к воздуху Вт/(м2.К);

д2 - толщина слоя изоляции, м;

д3 = 1 мм, толщина защитного стального кожуха;

л3 = 46,5 Вт/(м.К) - коэффициент теплопроводности стали;

л2 = 0,151 Вт/(м.К) - коэффициент теплопроводности асбестового волокна;

 [Вт/м2.К],

При расчете средней разности температур сушильного агента и окружающей среды необходимо учитывать схему движения потоков в сушильном барабане.

Для прямоточной сушилки (параллельный ток) средняя разность температур определяется по формуле:

,

Для противоточной сушилки средняя разность температур определяется по формуле:

,

где и - температура агента сушки соответственно на входе в сушилку и выходе из нее;

и - температура поверхности материала соответственно до и после сушки;

В нашем случае, сушилка прямоточная и средняя разность температур составляет:

 0С,

При:

,

Для сложных систем с достаточной точностью можно определить из соотношения:

если ,

где и - средние температурные напоры соответственно при прямотоке и противотоке.

Площадь поверхности теплообмена:

,

где =1,67 м - наружный диаметр барабана;

=8 м - длина барабана;

м2,

Потери тепла в окружающую среду на 1 кг испаряемой влаги:

,

К - коэффициент теплопередачи, Вт/м2.К;

м2 - площадь поверхности теплообмена;

- Средняя разность температур сушильного агента и окружающей среды;

W - количество испаряемой влаги, кг/ч,

Вт/кг влаги = 113,2 кДж/кг влаги;

Таблица 6 - Тепловой баланс барабанной сушилки для сушки сульфата аммония нагретым в калорифере воздухом

Приход тепла в кДж на 1 кг влаги
С воздухом
С влагой материала
С материалом
Где теплоемкость материала на выходе из сушилки рассчитывается по формуле: кДж/(кг К)
От источника тепла в калорифере
Итого	8445,54
Расход тепла в кДж на 1 кг влаги
С воздухом
С материалом
Потери в окружающую среду
Итого	9216,4

Получается значительная невязка баланса: 770,9 кДж/кг влаги, что составляет ? 9 %. Поэтому следует изменить параметры выходящего из сушилки воздуха и повторить расчет.

Принимаем t2 = 60 0С и относительную влажность ц2 = 14,5%.

При этих условиях:

кг водяного пара/кг сухого воздуха, кДж/кг; кг/кг испаряемой влаги; кг/с; м3/с; м3/с; кДж/кг; м/с; Вт/(м2.К); Вт/м2.К; Вт/кг влаги = 116,8 кДж/кг влаги.

Снова составляет тепловой баланс (таблица 7).

Таблица 7 - Уточненный тепловой баланс барабанной сушилки для сушки сульфата аммония нагретым в калорифере воздухом

Приход тепла в кДж на 1 кг влаги
С воздухом
С влагой материала
С материалом
Где теплоемкость материала на выходе из сушилки рассчитывается по формуле: кДж/(кг К)
От источника тепла в калорифере
Итого	10149,6
Расход тепла в кДж на 1 кг влаги
С воздухом
С материалом
Потери в окружающую среду
Итого	10137,3

Невязка баланса составляет 12,3 кДж/кг влаги, что составляет ? 0,1 %.

Запишем уравнение внутреннего теплового баланса сушилки:

;

где - разность между удельными приходом и расходом тепла непосредственно в сушильной камере;

- теплоемкость влаги во влажном материале при температуре , кДж/(кг.К);

- температура влажного материала;

- удельный дополнительный подвод тепла в сушилку кДж/кг влаги; при работе сушилки по нормальному сушильному варианту ;

- удельный расход тепла в сушилке с транспортными средствами, кДж/кг влаги; в рассматриваемом случае ;

- удельный расход тепла в сушильном барабане с высушиваемом материалом, кДж/кг влаги;

;

- теплоемкость высушенного материала, кДж/(кг.К);

- температура материала на выходе из сушилки;

- удельные потери тепла в окружающую среду, кДж/кг влаги.

Подставив соответствующие значения получим:

Проверяем величину удельного расхода тепла в калорифере по формуле:

,

где - теплосодержание воздуха, выходящего из сушильного барабана, кДж/кг;

- теплосодержание наружного воздуха, кДж/кг;

- удельный расход тепла в сушилке с транспортными средствами, кДж/кг влаги; в рассматриваемом случае ;

- удельный расход тепла в сушильном барабане с высушиваемом материалом, кДж/кг влаги;

= 0 - тепло от нагревателей, ккал/кг

- удельные потери тепла в окружающую среду, кДж/кг влаги.

Подставив соответствующие значения получим [кДж/кг влаги]:



Расхождение в расчете: 8102,24-8114,5=12,3 кДж/кг влаги.

Проверяем выбор температуры стенки по уравнению:

;

;

Полученные результаты незначительно отличаются от принятых.

7. Расчет сушилки по I-х диаграмме

На I-х диаграмме находим точку А, характеризующую состояние наружного воздуха и определяем его параметры при температуре атмосферного воздуха t0 = 3,6 0С и относительной влажности ц = 79 % (см. приложение 2).

кг водяного пара/кг сухого воздуха,

кДж/кг сухого воздуха;

Проводим из точки А вертикаль до пересечения с изотермой в точке В, определяющей состояние воздуха на входе в сушилку (рис. 1.4).



Рисунок 4 - Процесс сушки в барабанной сушилке в I-х диаграмме

кг водяного пара/кг сухого воздуха,

кДж/кг сухого воздуха;

Линия АВ характеризует процесс подогрева воздуха в калорифере.

Строим линию теоретического процесса сушки, проводя из точки В прямую I = const до пересечения с изотермой в точке Сm. Отрезок ВСm характеризует теоретический процесс сушки.

Запишем уравнение рабочей линии сушки:

, или ,

Для построения рабочей линии сушки на диаграмме I-х необходимо знать координаты минимум двух точек. Координаты одной точки известны

кг водяного пара/кг сухого воздуха,

кДж/кг сухого воздуха.

Для нахождения координат второй точки зададимся произвольным значением х и определим соответствующее значение I. Пусть х=0,01 кг влаги на кг сухого воздуха. Тогда

кДж/кг,

Через две точки на диаграмме I-х с координатами х1, I1 и x, I проводим линию сушки до пересечения до пересечения с изотермой . В точке пересечения линии сушки с изотермой t2 (точка С на рис. 4) находим параметры отработанного сушильного агента:

кг водяного пара/кг сухого воздуха,

кДж/кг сухого воздуха.

Определяем расход сухого воздуха на сушку:

,

где - влагосодержание воздуха на выходе из сушилки, кг водяного пара/кг сухого воздуха;

- влагосодержание воздуха поступающего в калорифер, кг водяного пара/кг сухого воздуха.

 кг/кг испаряемой влаги,

В аналитическом расчете получено кг/кг испаряемой влаги.

Расход тепла на сушку:

кДж/кг,

По аналитическому расчету , расхождение составляет ? 2 %.

8. Определение продолжительности сушки

Время пребывания материала в сушилке (время сушки) рассчитывается по формуле:

,

где вМ - коэффициент заполнения барабана материалом, зависит от конструкции насадки (вМ = 0,14);

- исходное влагосодержание материала, %;

- содержание влаги в высушенном продукте, %;

- напряжение рабочего объема барабана по испарившейся влаге кг/(м3.ч);

сНАС - насыпная плотность высушенного материала, кг/м3.

 мин = 1416 с

Объем материала, находящегося в барабане:

м3,

Уточняем коэффициент заполнения барабана сушилки материалом:

,

воздушный сушильный калорифер конвекция

где - объем материала, находящегося в барабане, м3;

- объем барабана, м3:

,

,

что соответствует принятому значению в исходных данных.

Определяем частоту вращения барабана сушилки:

,

где б - угол наклона барабана к горизонту (принимается от 0,5 до 60);

ф - время пребывания материала в барабане, с;

m, k - коэффициенты, зависящие от типа насадки и направления движения газа: для подъемно -лопастной насадки m= 0,6; k 0,2 (прямоток), k = 0,5 (противоток). Для лопастной секторной и секторной перевалочной насадок m от 0,75 до 1,0; k 0,7 (прямоток), k 2(противоток).

Для принятой системы насадки принимаем коэффициенты m= 1; k = 0,7, угол наклона барабана 2,50. Тогда:

c-1 = 3,4 об/мин,

Проверяем угол наклона барабана по формуле:

,

где L - длина барабана, м;

DБ- диаметр барабана, м;

n - число оборотов, об/мин;

фСУШ - время пребывания материала в сушилке (время сушки), с;

щ - скорость воздуха в свободном сечении барабана, м/с;

Что близко к принятому значению.



Рис. 5 - Барабанная сушилка с подъемно-лопастными перевалочными устройствами для сушки сульфата аммония подогретым воздухом: - вид движения материала и воздуха - прямоток; производительность сушки по высушенному материалу 1,26 кг/с; частота вращения барабана - 3,4 об/мин; угол наклона барабана - 2,50; температура стенки барабана - 600С; масса сушилки - 9200 кг.

9. Расчет мощности электродвигателя привода вращающейся печи

Мощность электродвигателя определяется по формуле:

,

где DН - наружный диаметр барабана, м;

L - длина барабана, м;

n - частота вращения барабана, с-1

сН- насыпная плотность материала, кг/м3;

вМ - коэффициент заполнения барабана материалом;

зПР - КПД привода (принимаем =0,8);

При диаметре коэффициенты равны С=0,165, а .

При диаметре коэффициенты равны С=0,07, а .

кВТ.

Размещено на Allbest.ru

...