Навигация:

Главная Случайная страница Обратная связь ТОП Интересно знать Избранные Новые материалы

Топ:

Особенности труда и отдыха в условиях низких температур: К работам при низких температурах на открытом воздухе и в не отапливаемых помещениях допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие...

Установка замедленного коксования: Чем выше температура и ниже давление, тем место разрыва углеродной цепи всё больше смещается к её концу и значительно возрастает...

Выпускная квалификационная работа: Основная часть ВКР, как правило, состоит из двух-трех глав, каждая из которых, в свою очередь...

Интересное:

Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...

Искусственное повышение поверхности территории: Варианты искусственного повышения поверхности территории необходимо выбирать на основе анализа следующих характеристик защищаемой территории...

Подходы к решению темы фильма: Существует три основных типа исторического фильма, имеющих между собой много общего...

Дисциплины:

Автоматизация Антропология Археология Архитектура Аудит Биология Бухгалтерия Военная наука Генетика География Геология Демография Журналистика Зоология Иностранные языки Информатика Искусство История Кинематография Компьютеризация Кораблестроение Кулинария Культура Лексикология Лингвистика Литература Логика Маркетинг Математика Машиностроение Медицина Менеджмент Металлургия Метрология Механика Музыкология Науковедение Образование Охрана Труда Педагогика Политология Правоотношение Предпринимательство Приборостроение Программирование Производство Промышленность Психология Радиосвязь Религия Риторика Социология Спорт Стандартизация Статистика Строительство Теология Технологии Торговля Транспорт Фармакология Физика Физиология Философия Финансы Химия Хозяйство Черчение Экология Экономика Электроника Энергетика Юриспруденция

Определение конструктивных размеров барабана

2023-02-03

0.00 из 5.00 0 оценок

Заказать работу

Стр 1 из 3Следующая ⇒

Содержание

Аннотация. 2

Введение. 3

Исходные данные. 6

Теплотехнический расчет. 7

1. Определение конструктивных размеров барабана. 7

2. Расчет горения топлива. 9

3. Расчет начальных параметров теплоносителя. 12

4. Построение теоретического и действительного процессов сушки на I - d диаграмме. 14

5. Материальный баланс сушильного барабана. 17

6. Тепловой расчёт сушильного барабана. 18

7. Расчет времени сушки материала, частоты вращения и мощности привода сушильного барабана 19

8. Подбор вспомогательных устройств к сушильному барабану. 20

Заключение. 25

Список использованной литературы.. 26

Аннотация

В данном курсовом проекте на тему «Теплотехнический расчёт сушильного барабана для сушки глины» описана конструкция и работа барабанного сушила.

Проведены: расчёт горения топлива, выбраны начальные параметры сушильного агента, построен процесс сушки на I-d диаграмме, рассчитано время сушки материала, подобраны вспомогательные устройства.

Данная работа содержит:

Страниц 26

Таблиц

Источников литературы

Введение

Сушка представляет собой тепловую обработку материалов с целью удаления из них влаги путём испарения. Испарение влаги из материала происходит при условии, когда окружающая среда не насыщена влагой и способна воспринять водяные пары от поверхности материала. Следовательно, при сушке необходимо, чтобы концентрация (парциальное давление) водяного пара непосредственно у поверхности влажного материала (Рпов) была больше, чем концентрация водяных паров в окружающей газовой среде (Ргаз).

Интенсивность сушки будет тем выше, чем больше разность парциальных давлений пара на поверхности материала и окружающей среды и больше приток тепла к поверхности материала.

По технологическим требованиям производства сушила должны обеспечить заданную производительность, возможную гибкость регулирования процесса и соблюдения оптимального режима сушки, чтобы получить наилучшее качество сушимого материала при наименьших затратах. При этом большое значение имеет равномерность сушки материалов или изделий по всему объёму рабочего пространства сушил.

Применяемые в промышленности сушила можно классифицировать по ряду конструктивных, технологических и других признаков. По виду обрабатываемого материала они разделяются на сушила для сушки изделий и сушки сыпучих кусковых материалов. По конструкции сушильного пространства – туннельные, шахтные, барабанные, камерные. По способу подачи и перемещения материала – распылительные, конвейерные, пневматические, размольно-сушильные. По схеме движения материала и сушильного агента – противоточные, прямоточные, с рециркуляцией и другие.

Для сушки мелкокусковых, сыпучих материалов и порошков применяются различные конструкции сушил непрерывного действия, например барабанные, пневматические и распылительные.

Барабанные сушила получили распространение в силикатной промышленности для сушки сыпучих и мелкокусковых материалов размером кусков до 50 мм. Барабан сушила имеет длину 4-30 м и диаметр 0.1-3.2 м, установлен под углом 4-6⁰ к горизонту и вращается со скоростью 0.5-8 об/мин.

Движение материалов и топочных газов внутри сушила может быть прямоточным и противоточным. Последнее обуславливается рядом факторов. Если требуется глубокое высушивание материала или когда материал не выдерживает высокой температуры в первый период сушки и может быть нагрет до более высокой температуры в конце сушки, схема движения может быть противоточной. Противоток применяется при сушке песка, известняка и др. Однако в большинстве случаев находит применение прямоточная схема движения. Прямоток обеспечивает меньшее пыление и унос; влажные и пластичные материалы легче отдают начальную влагу и быстро приобретают необходимую сыпучесть. Сушка глин, недопускающих потери пластичности в следствие перегрева, производиться в сушильных барабанах при прямотоке. При этом допускается высокая начальная температура газов, входящих в барабан (до 900 ⁰С), но материал при сушке сильно не нагревается. Обычно при температуре отходящих из барабана газов 110 – 120 ⁰С материал выходит с температурой 70-80⁰С. Скорость движения газов в барабане не превышает 2,5-3 м/с в избежание чрезмерного пылеуноса.

Внутренняя полость барабана в целях улучшения процессов теплообмена и сушки заполняется различными насадками или разделяется на ячейки. При сушке крупнокусковых материалов, склонных к налипанию внутри, на стенках барабана устанавливают продольные лопасти (подъемно-лопастная система). При сушке мелкокусковых материалов по всему сечению барабана устанавливают полки, обеспечивающие надежное перемешивание материала (распределительная система). Для очень мелкого материала, склонного к пылению, применят закрытую ячейковую систему внутренних устройств, в которой материал только переваливается при вращении барабана при небольшой высоте падения. Ячейки не сообщаются между собой.

Для повышения равномерности сушки материалов, производительности барабана и частичного совмещения сушки и размола применяют навеску цепей, которые заменяют некоторую часть внутренних перегородок по длине барабана. При вращении барабана цепи разбивают крупные куски глины, но при этом повышается вынос пыли газовым потоком. Степень заполнения барабана материалом колеблется в пределах от 0,05 до 0,20. Наибольшая степень заполнения достигается в сушильных барабанах с ячейковым внутренним устройством.

Для отопления барабанной сушилки можно использовать любой вид топлива, который сжигается в топке, расположенной со стороны входа дымовых газов в барабан. Продукты горения топлива смешиваются с холодным воздухом в смесительной камере для получения требуемой температуры. Отработанные газы удаляются из разгрузочной камеры при помощи вентилятора, предварительно пройдя циклон для очистки от пыли.

Основные преимущества барабанного сушила: возможности использования для сушки дымовых газов с достаточно высокой температурой (700-800⁰С) без перегрева материала, что обеспечивает хорошую экономичность сушки; можно сушить материалы, содержащие куски размером до 250 мм, и материалы, не обладающие сыпучими свойствами (флотоконцентраты, шламы и др.).

К недостаткам барабанного сушила можно отнести: довольно большие габариты, обусловленные объемом испаряемой влаги в 1 м³их рабочего объема; значительную массу сушила (4-5 т на 1 т испаряемой влаги в 1 ч) и большую массу (до 25% рабочего объема) материала, постоянно находящегося в сушилке во время ее работы; налипание влажного материала на внутренние устройства сушильного барабана, что значительно снижает эффективность ее работы; возможное просыпание сырого материала через горячий конец барабана, что удается ликвидировать увеличением шага разгонной спирали и уменьшением подачи материала в сушилку.

Исходные данные

Произвести теплотехнический расчет барабана для сушки глины производительностью 16 000 кг/ч по высушенной глине. Глина высушивается от начальной влажности w₁ = 22% до конечной w₂ = 5%. Сушка производится дымовыми газами, разбавленными атмосферным воздухом в смесительной камере перед входом их в барабан. Сжигаемое топливо – мазут М-60. Сжигание мазута производится с помощью инжекционной горелки. Начальная температура глины t_Н= 15 ⁰С, конечная – t_К = 80 ⁰С. Плотность сухой глины r_С= 1450 кг/м³. Параметры теплоносителя: , . Параметры воздуха до входа в топку: j₀=70%, t₀=20⁰С, d₀ = 10 г/кг сух воздуха. Размер кусков глины 40-50 мм. Угол наклона барабана a=4⁰.

Режим работы сушилки непрерывный. Для сушки глины принимаем прямоточную схему движения теплоносителя, чтобы избежать снижения пластичности глины вследствие ее перегрева и уменьшить пылеунос. Система внутренних устройств – лопастная.

Теплотехнический расчет

Расчет горения топлива

Мазут марки 60. Содержание золы А^Р = 0,2% , содержание влаги принимаем W^Р=3%. Коэффициент расхода воздуха при сжигании мазута с помощью форсунки низкого давления принимаем a=1,2. Воздух для горения поступает неподогретым.

Таблица 2.1

Состав горючей массы мазута, %

С^Г	Н^Г	О^Г	N^Г	S^Г	Сумма
87,6	10,7	0,5	0,5	0,7	100

Определяем состав рабочего топлива, находим содержание элементов в рабочем топливе

(2.1)

(2.2)

(2.3)

(2.4)

(2.5)

Таблица 2.2

Состав горючей массы мазута, %

С^Р	Н^Р	О^Р	N^Р	S^Р	А^Р	W^Р	Сумма
84,8	10,3	0,5	0,5	0,7	0,2	3	100

Теплоту сгорания мазута находим по формуле:

(2.6)

Теоретически необходимое для горения количество сухого воздуха находим по формулам:

(2.7)

Количество атмосферного воздуха при его влагосодержании d = 10 (г/кг сух воз) равно:

(2.8)

Действительное количество воздуха при коэффициенте расхода a =1,2:

Сухого

Атмосферного

Количество и состав продуктов полного горения при a =1,2 находим по формулам:

(2.9)

(2.10)

(2.11)

(2.12)

(2.13)

Общее количество продуктов горения при a=1,2:

Процентный состав продуктов горения при a=1,2:

Сумма равна 100%

Составляем материальный баланс процесса горения на 100 кг топлива при a=1,2

Таблица 2.3

Материальный баланс процесса горения

ПРИХОД	КГ	РАСХОД	КГ
Топливо	100	Зола	0,2
Воздух		Продукты горения
	370,91		310,98
	1221,53		1,4
	15,99		111,68
			1221,98
			61,88
		Невязка	0,21
Итого	1708,33	Итого	1708,33

Невязка баланса составляет:

Определяем теоретическую температуру горения. Для этого находим общее теплосодержание продуктов горения (без подогрева воздуха и топлива):

(2.14)

По I- t диаграмме при a=1,2 находим теоретическую температуру горения

t_ТЕОР = 1815 ⁰C

Определяем действительную температуру горения при коэффициенте h_n=0,8.

Расчетное теплосодержание равно:

По I-t диаграмме находим действительную температуру горения мазута

t_ДЕЙСТ=1500 ⁰C.

Таблица 6.1.

Тепловой баланс сушильного барабана

Приход	Общее количество теплоты			Расход	Количество теплоты
Приход	кДж/час	кДж/ кг вл	%	Расход	кДж/час	кДж/ кг вл	%
1.От сгорания топлива, Q_ГОР	133020	3832,02	97,7	1. На нагрев глины, Q_М	1128400	323,58	8,25
2. С атмосферным воздухом, Q_В	320450	91,89	2,3	2. В окружающую среду, Q_П	338362	97,03	2,47
				3. На испарение и нагрев влаги материала, Q_ИСП	9160874,4	2627	66,95
				4. С отходящими дымовыми газами, Q_УХ	1794768,4	514,67	13,12
				5. Потери в топке, Q_T	1336302	383,2	9,76
				6. Невязка баланса	-75236	-21,57	-0,55
ИТОГО	13683470	3923,91	100		13683470	3923,91	100

Удельное количество теплоты на 1 кг испаренной влаги:

Обычно q = 3700-5000 кДж при t_ГАЗ = 400-800 ⁰С (3)

Удельный расход топлива на 1 кг испаренной влаги:

Тепловой КПД барабанной сушилки:

Обычно КПД сушилок такого типа составляет 0,6-0,8 (3)

ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО

Для сжигания мазута в топке сушильного барабана применяют форсунки низкого давления с распылением вентиляторным воздухом. Выбираем (2) для сжигания мазута форсунку со следующими параметрами:

производительность 120 ;

диаметр мазутного сопла 5 мм;

диаметр сопла для воздуха 95 мм;

внутренний диаметр воздухопроводов 150 мм;

давление воздуха 7000 Па;

Для нашей установки потребуется три форсунки, т.к. расход топлива в нашем случае составляет 340 .

ВЕНТИЛЯТОР ПОДАЧИ воздуха для горения мазута

Определяем сначала объемный расход воздуха, необходимый для горения мазута:

Производительность вентилятора при данной температуре определяется по следующей формуле:

где t₀ примем равным 20⁰С.

Подбор вентилятора произведем с помощью специальных номограмм, которые устанавливают зависимость между производительностью V_t, полным давлением P и КПД при определенном числе оборотов (2). Давление воздуха принимаем равным 6000 Па и по номограмме (2, рис. 74) выбираем центробежный вентилятор высокого давления №8 со следующими характеристиками:

КПД h = 0,54

h = 6000 н/м²

А = 15500

Подбираем электродвигатель для вентилятора. Определим мощность по валу электродвигателя :

где h_П - КПД привода генератора, принимаем равным 0,98 для передачи при помощи эластичной муфты.

Учитывая коэффициент запаса мощности на пусковой момент k = 1,15 (3), установочная мощность двигателя будет равна:

ВЕНТИЛЯТОР ПОДАЧИ воздуха для разбавления дымовых газов

Температура дымовых газов в топке всегда бывает выше, чем требуется в сушилке, а поэтому и подсводное пространство смесительной камеры, перед входом в сушильный агрегат, подают специальным вентилятором атмосферный воздух.

Определяем объемный расход холодного воздуха, необходимого для разбавления дымовых газов в смесительной камере.

С учетом температурной поправки:

Для передачи воздуха на смешивание достаточно установки вентилятора низкого давления до P = 1000 Па. Принимаем Р = 900 Па.

По номограмме (2, рис.73) графической характеристики центробежных вентиляторов подбираем вентилятор низкого давления с КПД h = 0,657.

Мощность на валу электродвигателя:

Принимаем к установке двигатель серии А, типа АО-51-4, мощностью 4,5 кВт, w = 144 рад/с.

ЦИКЛОНЫ

Для улавливания пыли из отходящих газов используют циклоны. Наиболее часто применяют циклон ЦН-15 с углом наклона входного патрубка a=15⁰. Этот циклон обеспечивает наибольшую степень улавливания пыли при наименьшем значении коэффициента гидравлического сопротивления.

Для того чтобы определить количество циклонов, находим действительный объемный расход влажных отходящих газов при выходе из сушильного барабана по формуле

(8.2)

где r_см –плотность уходящих дымовых газов

(8.4)

По I- d диаграмме (2) при и d_K = 240 г на 1 кг сухих газов парциальное давление водяного пара в отходящих дымовых газов составит P_П = 27000 Па.

Тогда

Приближенные значения производительности для одиночных циклонов можно определить по номограмме (IV). В этом случае необходимо принять диаметр циклона и отношение перепада давления в циклоне к плотности газа . Оптимальные условия работы циклонов обеспечиваются при .

Принимаем диаметр циклона равный 700 мм и . По номограмме находим производительность одного циклона Р_Ц = 4750 . Тогда число циклонов будет равно:

К установке принимаем 6 циклонов НИИОГАЗ ЦН-15 диаметром 700мм.

Гидравлическое сопротивление циклонов будет равно:

ДЫМОСОС для отбора дымовых газов

Для отсасывания дымовых газов обычно устанавливаются вентиляторы среднего давления, чтобы обеспечить скорость по массе в сечении барабана 2-3 кг/см³ с учетом подсосов по газовому тракту в размере50-70 %

Учитывая подсос воздуха в размере 50% , подача дымососа составит:

Исходя из практических данных, принимаем значения аэродинамических сопротивлений:

газоходов от топки до входа в сушильный барабан –100 Па

барабанной сушилки – 300 Па

выходной газовой камеры от конца барабана до выходного патрубка циклона – 50 Па

группы циклонов – 554 Па

Общее давление сушильной установки составит .

При подборе дымососа следует учитывать запас давления примерно до 40% к общей сумме аэродинамических сопротивлений.

Тогда

Для заданных условий: можно принять к установке дымосос типа Д №13,5 при w = 73 рад/с, h_B = 0,68.

Мощность на валу электродвигателя к дымососу:

Установочная мощность двигателя при коэффициенте запаса мощности k = 1,1:

Заключение

В данной курсовой работе произведён теплотехнический расчёт барабанного сушила для сушки глины производительностью 21702 кг/ч. Определены конструктивные параметры барабана: диаметр D=2,8 м и длина L=14 м.

Определены: количество испарённой влаги в сушиле- 3487,2 кг/ч, расход топлива –340кг/ч. Произведены подбор вспомогательных устройств: дымососа и циклона.

Основные теплотехнические показатели барабанного сушила, полученные при расчёте, сведены в таблицу.

Таблица 1

Основные теплотехнические показатели.

Наименование показателя	Значение
1. Количество сухого воздуха при a=1,2	L₀=10,3 нм³/кг
2. Количество атмосферного воздуха при a=1,2	нм³/кг
3. Удельный расход топлива	B=340 кг/ч
4. Тепловой КПД барабанного сушила	h=0,69

Список использованной литературы

	Левченко П.В. Расчет печей и сушил силикатной промышленности. М: Высшая школа, 1968г.
	Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Л. 1987, 572 с.
	Комлева Г.П., Комлев В.Г. Основы проектирования заводов по производству тугоплавких Неметаллических и силикатных материалов. Ив. 1998,88 с.
	Иоффе Н.И. Теплотехнический расчёт барабанного сушила. Ив. 1981,32 с.
	Гвоздкова В.С. Теплотехнические расчёты в силикатной технологии (расчёты горения топлива). Ив. 1983, 23с.

Содержание

Аннотация. 2

Введение. 3

Исходные данные. 6

Теплотехнический расчет. 7

1. Определение конструктивных размеров барабана. 7

2. Расчет горения топлива. 9

3. Расчет начальных параметров теплоносителя. 12

4. Построение теоретического и действительного процессов сушки на I - d диаграмме. 14

5. Материальный баланс сушильного барабана. 17

6. Тепловой расчёт сушильного барабана. 18

7. Расчет времени сушки материала, частоты вращения и мощности привода сушильного барабана 19

8. Подбор вспомогательных устройств к сушильному барабану. 20

Заключение. 25

Список использованной литературы.. 26

Аннотация

Данная работа содержит:

Страниц 26

Таблиц

Источников литературы

Введение

Исходные данные

Теплотехнический расчет

Определение конструктивных размеров барабана

Количество влажного материала, поступающего на сушку:

, (1.1)

где y₂ – производительность барабана по сухой глине, ;

W – количество испаренной влаги, .

Количество испаренной влаги:

, (1.2)

Тогда

Количество влаги, содержащейся во влажном материале до сушки:

(1.3)

Количество влаги, содержащейся в высушенном материале:

(1.4)

Основным показателем, по которому можно определить размеры сушильного барабана, является объемное напряжение барабана по влаге, т.е. количество влаги, испаренной с 1 м³ пространства барабана в 1 час. Принимаем объемное напряжение во влаге , //

Тогда объем барабана составит:

(1.5)

Размеры сушильного барабана обычно выбирают по каталогам заводов-изготовителей, т.е. стандартные, исходя из требуемого объема барабана.

Отношение длины барабана к его диаметру обычно составляет: //.

Принимаем отношение длины барабана к его диаметру равным 5 и определяем его диаметр:

(1.6)

Принимаем .

Уточняем объем барабана:

Определяем площадь сечения и длину барабана:

Принимаем длину корпуса барабана 12,5 м. Тогда отношение:

, что вполне допустимо.

К установке принимаем барабанную сушилку завода изготовителя «Уралхимстрой» размером 2,8х14м, объемом 86 м^3. //

Проверим производительность барабана по высушенной глине и m₀:

12 3 Следующая ⇒

Поделиться с друзьями:

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...

Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...

Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...