Расчет барабанной сушилки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Процессы, сущность которых состоит в переходе вещества из одной фазы в другую, называются массообменными. В промышленности широко распространены следующие процессы массопередачи.

Сушка - это процесс удаления влаги из материала путем испарения ее и отвода образующихся паров. Для сушки необходимо к высушиваемому материалу подводить теплоту, за счет которой происходит испарение влаги. Процесс сушки широко используется химической промышленности и во многих других отраслях народного хозяйства.

Высушиваемые материалы можно разделить на следующие группы: твердые (штучные, кусковые, зернистые); пастообразные; жидкие (растворы суспензии). барабанный сушилка установка

Существуют различные виды сушки:

1) Контактная сушка - теплота от теплоносителя к материалу передается через разделяющую их стенку;

2) Конвективная сушка - теплота передается при непосредственном соприкосновении высушиваемого материала с сушильным агентом;

3) Радиационная сушка - теплота передается инфракрасными лучами;

4) Диэлектрическая сушка - теплота выделяется в материале под воздействием такой высокой частоты;

5) Сублимационнальная сушка - материал высушивается в замороженном состоянии при глубоком вакууме.

В процессе сушки участвует влажный воздух и влажный твердый материал.

Влажный твердый материал представляет собой бинарную дисперсную систему, состоящую из твердого тела и влаги, которая находится в микропорах, макропорах и на поверхности твердого тела. Состав влажного твердого тела. Состав влажного твердого материала характеризуется влажностью материала w- массовый концентрацией влаги в твердом материале:

w= mвл / ( mвл + mсух),

где mвл - масса влаги в материале, кг; m сух - масса сухого материала. Влажность измеряется в кг/ кг или в процентах. Влагосодержанием, или относительной влажностью, твердого материала называется относительная массовая концентрация влаги в твердом материале:

W= mвл / mсух.

Влажный воздух является бинарной газовой смесью, составляющей из абсолютно сухого воздуха и водяного пара. Состав влажного воздуха характеризуется двумя параметрами: относительной влажностью ф и влагосодержанием х. Относительной влажностью воздуха называется отношением массы водяного пара в 1 м³ к максимально возможной массе водяного пара в 1 м³ при температуре и давлении насыщения.

Влага в твердом материале находится и в парах, и на его поверхности.

Различают следующие формы связи влаги с твердым материалом: химически связанную влагу, адсорбционное связанную влагу, осмотически связанную влагу, копилярную влагу и поверхностную влагу.

Химически связанная влага - это влага, находящаяся в химическом соединении с материалом и не удаляемая при сушки. Абсорбционно- связанная влага удерживается благодаря адсорбции слоев молекул на внутренней поверхности микропор твердого материала. Осмотически связанная влага находится внутри пор и каналов твердого тела; она отделена полупроницаемыми мембранами и содержится в твердых телах растительного и коллоидного строения. Капиллярная влага находится в макропорах и капиллярах твердого тела, а поверхностная влага- на его поверхности. Эта влага не имеет связи с материалом и является свободной влагой. Свободная влага испаряется с поверхности материала точно так же, как она испаряется с поверхности воды.

При сушки твердое тело отдает влагу воздуха, т. е. осуществляется процесс десорбции.

По принципу действия все сушилки классифицируют на аппараты периодического и непрерывного действия; по виду используемого сушильного агента - на воздушные, газовые и паровые; по величине давления в сушилке - на атмосферные и вакуумные; по направлению движения материала и сушильного агента - на противоточные, прямоточные, с перекрестным током; по состоянию слоя высушиваемого материала в аппарате - с неподвижным, движущимся, взвешенным и фонтанирующим слоем.

Характеристика.

Сушильные аппараты делят по способу подвода теплоты к высушиваемому материалу на три группы:

Методы сушилки:

1) контактные;

2)конвективные (воздушные и газовые);

3)специальные сушилки.

Курсовым проектом предусмотрена сушка сульфат аммония

Сульфат аммония - сернокислый аммоний, (NH4)2SO4 , соль, бесцветные кристаллы с плотностью 1770кг/мі . При нагревании до 357єС частично разлагается с выделением аммиака и образованием кислого аммония сульфат, последний плавится при 251єС, кипит при 490єС (без разложения). Хорошо растворим в воде (76,9г в 100г H2O при 25єС); в водных растворах имеет кислую реакцию. Практический интерес представляет растворимость аммония сульфат в водном растворе аммиака, что применяется для производства жидкого удобрения, с повышением концентрации NH3 растворимость аммония сульфат падает: так, при 10єС в 100г 15% - ного раствора NH3 растворяется 36г аммония сульфат, а в 100г 24,5% - ного только - 18 г . В промышленности аммония сульфат получают взаимодействием серной кислоты с аммиаком, содержащимся в газе коксовых печей, или с синтетическим аммиаком аммония сульфат - более концентрированное азотное удобрение, чем навоз.



1. Технологическая схема

1. Бункер

2. Питатель

3. Сушильный барабан

4. Калорифер

5. Смесительная камера

6.10.14. Вентиляторы

8. Транспортер

9.Циклон

11. Зубчатая передача

12. Бункер

13. Отстойник

Влажный материал из бункера 1 с помощью дозатора 2 подается во вращающийся барабан сушилки 3. Параллельно материалу в сушилку подается сушильный агент, горячий воздух. Воздух в топку и смесительную камеру подается вентиляторами 6 и 7. Высушенный материал с противоположного конца сушильного барабана поступает в промежуточный бункер 8, а из него на транспортирующее устройство 9. Отработанный сушильный агент перед выбросом в атмосферу очищается от пыли в циклоне 10 под действием центробежных сил. Осажденные частицы из бункера подается на ленточный транспортер, а очищенный газ вентилятором 11 на дополнительную очистку воздуха в мокром пылеуловителе 13, противотоком газу в скруббер подается вода. Газ, орошается частицами жидкости в виде суспензии поступает в отстойник 14, где происходит дальнейшая очистка.

2. Выбор конструкционного материала

В процессе эксплуатации аппарат и каждая его деталь подвергается воздействию неблагоприятных условиях. К внешним условиям разрушительного характера относятся механические нагрузки, высокая или низкая температура проведения технологического процесса и химическое воздействие обрабатывающих веществ на детали аппарата (коррозия).

Материал, из которого изготовлена деталь, подвергается воздействию механических погрузок, должен обладать:

- высокой прочностью,

- коррозионном - стойким,

- быть долговечным,

- экономичным.

1. Сталь представляет собой сплав железа с углеродом, причем содержание углерода в нем невелико. (0.05…2.14%)

Сталь со специальными примесями называют легированной. Для повышения прочности в сталь добавляют хром, кремний, ванадий, молибден, вольфрам и никель. Коррозионная скорость сталей возрастает, если вместе с хромом ввести никель, кремний, молибден, алюминий, титан.

Сталь 100.07…0.14%, а в стали от Ст 0.37…0.45%. сталь выпускают в виде проката различного профиля ( круглый, квадратный, угловой, листов и труб).

Для удешевления аппаратов, подтвержденных коррозионному воздействию со стороны перерабатываемой среды, их изготавливают из билиталла - листового двухслойного материала. Механическую прочность аппарата обеспечивает толстый слой более дорогостоящий коррозионной - стойкой стали. Такой слой называют плакирующим.

2. Чугуны представляют собой железоуглеродистый сплав содержанием углерода свыше 1.7%. Чугуны обладают хорошими литейными свойствами, поэтому из них изготавливают тонкостенные детали сложной формы в частности, трубопроводный арматуры (краны, вентили, задвижки, предназначены для использования при невысоком давлении), оборудование печей, некоторые детали насосов.

Для применения в условиях абразивного изнашивания предназначены чугуны с большей твердостью, получаемые легированием храмом, никелем молибденом. Из них изготавливают насосы, которые перекачивают жидкости с высоким содержанием твердых веществ.

3. Алюминий - простое вещество, легкое, пергаментный материал серебристо - белого цвета, легко подающимся формовке, литью, механической обработке. Алюминий обладает высокой тепло - и - электропроводностью, стойкостью и коррозией за счет быстрого образования прочных оксидных пленок, защищающих поверхность от дальнейшего взаимодействия. Алюминий широко применяется как конструкционный материал, в производстве кухонной посуды, алюминиевой фольги, для упаковки. Он широко используется в тепловом оборудовании, криогенной технике, изготовление зерном, газообразующий агент. Алюминий является важным компонентов многих сплавов. Например, в алюминиевых бронзах основные компоненты - медь и алюминий.

4. Титан - простое вещество, легкий метал серебристо - белого цвета, t плавления 1660 + 20°С, t кипение 3260 °С. Титан применяется в химической промышленности, промышленных процессах, является важнейшим конструкционным материалом в авиа - ранета - кораблестроении.

5. Медь - простое вещество, пластичный переходный металл золотисто - розового цвета. Медь применяют в электротехнике, для производства труб, теплообмене.

6. Свинец - простое вещество, ковкий сравнительно легко плавится металл серого цвета. Свинец имеет низкую теплопроводность, она составляет 35,1 Вт (мk) при t 0°С. Металл легкий, легко режется. На поверхности он обычно более или менее толстой пленкой оксидов, при разрезании открывается блестящая поверхность, которая на воздухе со временем t плавления 327,4°С, t кипения 1740°С. Свинец применяют в народном хозяйстве, в медицине, в геологии.

7. Олово - это простое вещество, пластичный, ковкий и легкоплавкий блестящий металл серебристо - белого цвета. Олово используют в основном как безопасное, нетоксичное, корридионночностойское покрытие в чистом виде или в сплавах другими металлами.

8. Никель - простое вещество серебристо - белого цвета, не тускнеет на воздухе. Имеет гранецентрированную кубическую решетку. С периодом a = 0, 352 38 нм, пространственная группа Fm3m. Он применяется в большинстве сплавов, никелирования - это создание никелевого на поверхности другого металла с целью предохранения его от коррозии, применяется в медицине (брикет - систем), при производстве монет, теплогумуляторы, музыкальной промышленности.

9. Кадмий - простое вещество серебристо - белого цвета, устойчив в сухом воздухе, во влажном на его поверхности образуется пленка оксида, препятствующая дальнейшему окислению металла. Он применяется в сплавах, защитных покрытиях, химических источников тока, пигменты, медицине.

10. Цинк - простое вещество при н.у хрупкий переходит металл голубовато белого цвета. Его используют для восстановления благородных металлов, цинк используется для извлечения серебра, золота и других металлов из черного цвета свинца в виде интерметаллидов цинка с серебром и золотом.

11. Пластмасса - это материал, основой которого является высокомолекулярные соединения - полимеры, представляющая собой длинные молекулярные цепи, составленные из отдельных химических звеньев - мономеров. Пластмасса может содержать только полимер.

12. Резина - получают посредствам вулканизации - специальной обработке в присутствии серы - каучука. При этом в состав резиновой смеси входят дополнительные вещества (наполнители, пластиорикаторы и др.) улучшая свойства резины. Резина способна противостоять воздействию многих агрессивных средств (соленая, уксусная).

13. Керамика - материалы этого вида минерального сырья - оксидов различного химического состава.

14. Стекло - это аморфный материал, получаемый из расплавов оксидов различных химических элементов (бор, фосфор, кальций, натрий). Различают 2 группы стекал: простые и технические. Для получения высокопрочного стекла, используют различные технологические причины закалки, химическую обработку поверхности комбинированную обработку.

15. Асбест - это природный материал из группы силикатов, имеющих тонковолнистую структуру. Для технических целей асбест выпускают в виде нитей, шнуров, тканей и листового материала (бумага, картон). Асбест применяют в качестве теллогуоляционного и уплотнительного материала.

3. Описание оборудования и конструкция основных узлов

Сушилка состоит из стального барабана 4 с бандажами 3, опирающимися на опорные рамки. Барабаны изготавливают разного диаметра - 200..2800мм. вращение барабана осуществляется посредством редуктора 11, малая шестерня которого входит в зацепление с большой венцовой шестерней, установленной в средней части барабана. Барабан расположен на опорных рамках 10 с углом наклона к горизонту 3 ..6?. Во избежание осевого смещения барабана на одном из бандажей имеются упорные рамки 9, препятствующие его соскальзыванию. Часто вращение барабана невелика - 3..8 мин?№. Влажный материал подается питателем через загрузочный бункер 1 в верхнюю часть барабана, захватывается расположенными внутри него распределительными лопастям 2, непрерывно перемешиваясь, подходит к нижнему к нижнему концу барабана, поступает в бункер 7 и выгружается разгрузочным шнеком 8. Для очистки отходящих газов от пыли на газоходе установлен циклон 5. Степень заполнения барабана не превышает 20%. Продолжительность обработки материала регулирует изменением частоты вращения барабана, а также угла его наклона к горизонту.

Барабаны изготавливают из царг вальцованных из листовой углеродистой стали марок ВСтЗсп (ГОСТ 380-720). Если материалы, подвергаемые сушке, не вызывают коррозии и необходимости применения легированных сталей. Обечайки барабанов толщиной s=8/20 мм изготавливают сварными. Для листов толщиной до 20 мм применяют одностороннюю стыковую сварку, а для более толстых листов - двухстороннюю. Барабаны, работающие в тяжелых температурных условиях ( при температуре стенок 300?С), иногда делают цельноковаными. Толщина листов для изготовления барабанов не менее 8 мм, а в больших цементных печах 40-50 мм. Для понижения местных напряжений материала обечайки под бандажами и венцовой шестерней приваривают усиливающие кольца, в 1,5-2 раза превышающие толщину барабана.

Длинные барабаны приходиться ставить на несколько опор. Из условий жесткости расстояние между опорами не должно быть более 20 м. барабаны большого диаметра, работающие при высоких температурах, усиливаются установкой колец жесткости. Изготавливают кольца из углеродистой стали толщиной 20-30 мм, 120 - 150 мм и приваривают к барабану. Расстояние между кольцами жесткости 2-3 м. кольца жесткости способствуют сохранению формы поперечного сечения.

Часто на 1 - 1,5 м длина барабана от загрузочной камеры устанавливают винтовую насадку для подачи материала в барабан и лучшего его распределения по поперечному сечению. Чем равномернее распределен материал по сечению, тем меньшая мощность расходуется на привод барабана; чем меньше ячейки, тем меньше унос материала.

Максимальный диаметр барабана может быть 3,5 м. отношение длины к диаметру L/D= 4/8; частота вращения барабана n= 2/8 мин?№, а скорость вращения v= 2,0/2,5 м/с. Сушильный барабан СБ = 1000- 4000 имеет диаметр D= 1000 мм и длину L=4000 мм.

4. Уплотнение барабанов, узел загрузки и выгрузки

Загрузка и разгрузка вращающихся барабанов, имеющих по концам камеры, производится питателями, устанавливаются сверху приемной камеры. Подача материала от питателя в барабан производится с помощью наклонных лотков с углом наклона 60? - 70? С, чтобы обеспечить ссыпание материала в барабан.

Применяются питатели ячейковые, шнековые, дисковые, плунжерные, используются герметичные питатели - секторные и шнековые со 100%-ным заполнением.

Выгрузка сыпучего материала происходит за счет высыпания материала из нижнего конца барабана. Если в барабане поддерживается постоянный слой материала, то в нем делают кольцевые пороги или снабжают коническими горловинами. Регулирование высоты слоя материала в барабане осуществляется подпорными сегментами. При вращении барабана сегмент устанавливается так, чтобы закрыть часть барабана, заполненного материала.

Выгрузка высушенного материала может производиться при помощи ковшей, устанавливаемых на конце барабана; ковши поднимают материал и ссыпают в течку, установленную в центре аппарата. Такой способ выгрузки называется радиальным. Разгрузку можно производить через отверстие в полой цапфе.

Уплотнение зазоров между вращающимся барабаном и неподвижной камерой является важной конструкторской задачей. Вращающиеся барабанные сушилки обычно работают под небольшими разрежениями (50- 250Па /мІ), чтобы предотвратить выход в цех запыленных, вредных или топочных газов.

Для уплотнения зазора между вращающимся барабаном и неподвижными головками или камерами применяют лабиринтные, радиальные и торцовые уплотнения.

5. Бандажи, опорные и упорные ролики

Бандажи представляют собой стальные кольца прямоугольного, квадратного или коробчатого сечения и служат для передачи давления от всех вращающихся частей аппарата на опорные ролики.

Способы крепления бандажей:

А) бандаж насаживают в горячем виде на кованую горловину барабана (способ применяют для барабанов диаметром до 1 м) \

Б) бандажи присоединяют болтами к фланцам барабана.

Упорные ролики бывают сферические и конические. Опорные и упорные ролики выполняют на подшипниках скольжение и качения, монтируют на общей фундаментной плите, образуя опорно - упорную станцию. Упорную станцию размещают поблизости от зубчатого венца привода, чтобы не было смещения шестерен.

6. Привод барабанов

Передача вращающего момента от мотора через редуктор к барабану в барабанных сушилках осуществляется цилиндрической зубчатой парой шестерен. Вращение передается от малой шестерни, сидящей на выходном валу редуктора, к венцовой шестерне, смонтированной на барабане. Венцовая шестерня работает при высоких напряжениях. Для малых и средних вращающихся барабанов шестерни изготавливаются из чугуна СЧ 18- 36 и СЧ 21- 40 с литыми зубьями, а для тяжелых барабанов - из стали и зубья, и фрезеруются. Шестерни отливаются из двух половин и соединяются специальными болтами или стяжными кольцами.

Венцовая шестерня крепится к барабану двумя способами : жесткими и гибкими креплениями. Жесткое крепление применяются во вращающихся барабанах, температура которых во время работы остается постоянной, т.е нет опасности возникновения температурных напряжений.

В сушильных барабанах и печах, работающих при высоких температурах, сильно отличаются от температуры монтажа, применяют гибкое соединение венцовой шестерни с барабаном, которое осуществляется при помощи тангенциальных или продольных пружин. Продольные плоские пружины устанавливают вдоль оси, венцовую шестерню прикрепляют болтами на 12 -24 пружинах, опирающихся на прокладки из стальных пластин, прикрепленных к барабану. Венцовую шестерню центрируют при помощи прокладок, монтируют на барабан как можно ближе к опорно - упорной станции, чтобы уменьшить изгибающий момент от массы шестерни.

7. Расчетная часть

Материальный расчет сушилки

Целью расчета является определение количества влаги w, испаренной в сушилке за единицу времени и расход материала влажного G1 или высушенного G2. Общее количество испаряемой влаги рассчитывают по следующим формулам, вытекающим из уравнения теплового баланса сушилки:

W= G2 (w₁ - w₂/ 1- w₂), (кг/ч)

Где w₁, w₂ - соответственно начальная и конечная влажность материла

W= 1,200 (0,05- 0,004) / (1-0,05) = 578,52(кг/ч)

Расход материала G1 или G2 находим с помощью уравнения материального баланса



G1 = G2 + W, (кг/ч)

G1 = 1,200 + 578,532 = 12578, 632(кг/ч)

Внутренний баланс сушильной камеры

Величина ?, называемая внутренним балансом сушильной камеры, выражает разность между приходом и расходом теплоты непосредственно в сушильной камере без учета теплоты сушильного агента. Рассчитываем величину Д, учитывая, что в сушилке отсутствует транспортные устройства и не производится дополнительный подвод тепла в сушилку:

Д = qвл - (qм + qп), (Дж/кг)

Д = 121510 - ( 41982,12 + 502800= (-423272,2)/ 4190 = -101,01(ккал/кг)

Удельный приход теплоты с влагой материала равен:

qвл = Свл * хср ,(Дж/кг)

где Свл - удельная теплоемкость влаги, удаленный из материала. Для воды

Свл = 4190*29 = 121510 Дж/кг

Удельный расход теплоты на нагревание высушенного материала равен:

qм = G2* С2 * (х2 - х1) / W, (Дж/кг)

Удельные потери теплоты в окружающую среду заданы в условии:

qп = 120* 4190 =502800 Дж/кг

qм = 1,200*920*(х2 - х1) / 578,532=

=1,200*920*(40-18) / 578,532= 41982,12 Дж/кг

Параметры сушильного агента при сушке воздухом

На I - x диаграмме находим точку А с координатами to = 19,1°C и цо= 70%, характеризующую состояние наружного воздуха в месте построения, сушильной установки, и определяем его параметры (находим хoи Io)

xo = 0,008 кг/кг; Io = 38 кДж/кг.

Проводим из точки А вертикаль хo= const до пересечения с изотермой t1 в точке В, определяющей состояние воздуха на входе в сушилку. Определяем параметры t1 , х1 , I1.

t1 - температура воздуха на входе в сушилку (задана в условии), t1 = 130°C;

х1 = хo = 0,008 кг/кг; I1 =161 кДж/кг.

Из точки В проводим линию теоретического процесса сушки I1 = const. На этой линии произвольно берем точку e и проводи из неё горизонталь до пересечения в точке 1 с линией х1 = хo = const. Измеряем величину отрезка ef. еf = 12мм. Определяем масштаб диаграммы:

m = 500; ?= -101,01

Находим величину отрезка еЕ : еЕ = ef * ?/m;

еЕ = 12*(-101,01)/500= -2,4 мм

Откладываем отрезок еЕ из точки е вниз и через точки В и Е проводим прямую до пересечения с линией ц2 в точку D, характеризующий состояние воздуха на выходе из сушилки. Определяем для точки D параметры х2 и I2 :

х2 = 0,034 кг/кг;

I2 = 133 кДж/кг.

Расчет расходов сушильного агента, греющего пара и топлива.

Рассчитываем удельный расход воздуха:

л = 1\ (x2-x0) (кг/кг)

л = 1\ (0,038 -0,008) = 1/0,03 = 33,3 кг/кг

Рассчитываем расход воздуха на сушку:



L = л*W, (кг/c)

L = 33, 3* 0, 1345= 4,4 кг/c

Рассчитываем расход греющего пара в калорифере при сушке воздухом:

D = L (I1-I0)/ r, (кг/c)

где r-удельная теплота парообразования, соответствующая заданному давлению греющего пара r= 2208*10 іДж/кг = 2208 кДж/кг

D = 4,4 161-38) / 2208 = 541,2/2208= 0,24

Расчет рабочего объема сушилки

Размеры сушилки в значительной степени зависит от интенсивности тепломассообменных процессов. Лишь при сушке в кипящем слое решающее значение приобретают условия псевдоожижения. Общее количество теплоты, затрачиваемой в процессе сушки за 1с, определяем по формуле:

Qo = L*(I1-Iо) , (Вт);

Qo = 4,4*(161-38) = 541,2 кВт=5412 Вт

Вычитая из него тепловые потери в окружающую среду, можно найти количество теплоты, передаваемой высушенному материала в рабочем объеме сушки за 1с:

Q = Qo - W*qп , (Вт)

Q =5412 -0,1345*502800/3600 = 539322 Вт

Находим рабочий объем Vр сушилки:



Vр = щ/А , (мі)

Vр = 484, 21/8 = 60,5 мі

Средний температурный напор вычисляют по формуле логарифмического уравнения:

Qср = Q max - Q min / 2,3lq (Q max / Q min);

Для расчета Qср находим температурные напоры на входе сушильного агента в сушилку и на выходе из неё:

Q max = t1 - х2;

Q min = t2 - х1;

Где t1 и t2 - температуры сушильного агента соответственно на входе в сушилку и на выходе из неё:

Q max = 130 - 40 = 90;

Q min = 50 - 18 = 32;

Qср = 90 - 32 / 2,3lq (90/32) = 58/2,3lq2,8 = 56,4

Расчет коэффициента теплоотдачи

Для расчета конвективной теплоотдачи применяют элепирические уравнения, которые устанавливают зависимость критерия Нуссельта:

Nu = бl/л;

От критерия Рейнольдтца

Re = щ*l / х;



Где щ - средняя скорость газов; l - опреляющий геометрический размер.

Л = 3,18*10І Вт/м*к

х = 23,2 * 10Ї6 мі/с

С = 1025 Вт/кг*к

Pr = 0,69

Во избежание чрезмерного пылеуноса скорость газов щ в барабане не должна превышать 2,5-3 м/c. Принимаем щ = 3м/с

Re = 3*0,2/ 23,2*10^Ї6 = 51724

Cсреднюю температуру сушильного агента находит по формуле:

? ?ср = хср + ?ср,

Где хср - средняя температура материала

? ?ср = 29+56,4 = 85,4

Re>1000, следовательно коэффициент теплоотдачи к частицам кускам) материала можно рассчитать по уравнению справедливому для данного значения критерия Рейнольдтса (Re=51724)

Nu= 2+1,05 Re 0,5* Pr 0,33 * Gu 0,175

Критерий Гухмана, введенный в уравнение, считывает влияние массообмена на теплообмен:

Gu = (? ?ср+ tм)

Где ? ?ср - средняя температура газа;

tм - температура мокрого термометра;

tм = 10°C ( определяем I - x диаграмме)

Gu = (85,4 +10) = 95,4

Nu = 2+1,05*517240,5 * 0,690,33 * 95,40,175 =463

Расчет параметров барабанной сушилки.

Из материального баланса сушилки следует зависимость, по которой можно найти коэффициент рабочего заполнения ш барабана, то есть долю рабочего объема барабана, заполненную материалом:

Ш = (А/р ( 1- щ1 + щ2)/2)) / щ1 - щ2 ,

Где с - насыпная плотность материала

с = 1020кг/м

ш = (А/с (1- щ1 + щ2)/2)) / щ1 - щ2 = 8/1020*(1-(0,05+0,004)/2)) 0,05-0,004 = 0,082

Находим минимально допустимый диаметр сушильного барабана:

Dб = v 4L/р(1-ш) сщ, (м)

где с и L - плотность и рaсход абсолютно сухого воздуха; щ принимаем 3м/с

Dб = v(4*5,38)/(3,14*(1-0,082)*1,29*3) = 1400мм = 1,4м

Находим длину барабанной сушилки:

L/D = 5, отсюда следует

L = D * 5, (м)

L = 1,4 * 5 = 7м

Находим средний массовый расход материала:

Gср = (G1+G2)/2



Gср = (1048, 21+10000)/2=10242

Находим время пребывания материала в барабане:

ф =Vр …. Ш / Gср;

ф = 6,05*1020*0,082/10242=0,5ч = 30мин.

Принимаем г =0,0175(согласно стандарту от 0,075до 0,07рад)

Рассчитываем частоту вращения барабана nб:

nб = а1 * а2 * Lб/ г * Dб * ф

Где г -угол наклона барабана(0,0175рад);

А1 - коэффициент, зависящей от типа насадки(для подъемно-лопастной а1 =0,7);

А2 - коэффициент, зависящей от плотности высушиваемого материала;

А2=2,0 (См. мет. указания к выполнению КП

Nб =0,7 * 2,0 * 7СР/0,0175 *1,4*30= 13 об/мин

Определяем потребляемую мощность Nб на вращение барабана:

Nб = 0,078* Dіб * Lб * с * Ф * nб , (кВт)

Где Ф - коэффициент зависящей от вида насадки и степени заполнения ш

Ф = 0,038 (См. лит. указания к выполнению КП

Nб = 0,078*1,4і*7*1020*0,038*13 = 755 кВт.

Массу металла барабанной сушилки допускается определить ориентировочно в зависимости от её рабочего объема Vр:



Gб = 7200+630 * Vр

Gб = 7200+630*60,5=45*10 і

Расчет вспомогательного оборудования (калорифера)

Определяем поверхность теплообмена Sт калорифера по уравнению теплоотдачи:

Sт = Qо / R* ?ср, (мІ)

Определяем средний температурный напор Qср:

?cp = ?max - ?min / 2,3lq (?max / ?min);

Для этого определим ?max и ?min

t1в = 17,6°C; t2в = 130°C

т1п = 132,9°C; Т2п = 132,9°C

?max = т1п - t1в 132,9 - 17,6 = 115,3

?min = Т2п - t2в = 132,9 - 130 = 2,9

?cp = (115,3 - 2,9)/ 2,3lq(115,3/2,9) = 112,4/2,3*1,5994 = 31

Коэффициент теплоотдачи R для оребренных колориферов определяем в зависимости от массовой скорости воздуха с * щ

свозд = 1,29 кг/мі

щ = 3м/c

1,29*3 = 4 кг/(мІ*с) , следовательно

R = З4

Sm = 66174/34*31 = 628мІ

Находим необходимое число секций в калорифере nк:



nк = St/Sc;

Sc = 17,06мІ (См. мет. указания к выполнению КП

nк = 628/17,06 = 37

Определяем сопротивление оребренных калориферов среднего объема (КФСО) движению воздуха по таблице 9 (См. мет. указания к выполнению КП) в зависимости от массовой скорости воздуха с * щ

с * щ = 4 кг/( мІ*с).

Таким образом : ?с = 5,3 Па

Размещено на Allbest.ru

...