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

 

Определим время нахождения материала в барабане по формуле:

                                (7.1)

b - коэффициент заполнения барабана, принимаем b = 0,1;

r - плотность глины при средней влажности w_СР, можно определить по формуле:

w

Таким образом, получаем

По практическим данным время пребывания материала в барабане составляет 20-40 минут.

Число оборотов барабана приближенно можно определить по формуле:

                                             (7.2)

где A – коэффициент, зависящий от типа насадки и характера движения материала, для глины и песка обычно А= 0,4-0,65 (2);

a - угол наклона барабана.

Тогда

Обычно барабаны вращаются со скоростью 1-9 .

Мощность, необходимую для вращения барабана, можно определить по формуле А.П.Ворошилова (2):

                              (7.3)

где s - коэффициент мощности, зависящий от типа насадки и коэффициента заполнения объема барабана b. При b = 0,1 для лопастной системы s = 0,038.

Тогда

 

Подбор вспомогательных устройств к сушильному барабану

 

ТОПКА: Топки, представляющие собой замкнутые камеры определенного объема, предназначены для сжигания любого топлива. В барабанных сушилках топка определяется от рабочего пространства. Объем топочного пространства можно определить по опытной величине его теплового напряжения q, величина которой колеблется в значительных пределах для одних и тех же установок (350-1400 ). Для жидкого топлива тепловое напряжение – до 580 .

                                                          (8.1)

Принимаем q = 400  и определяем объем топочного пространства:

 

Размеры топки по длине и ширине определяются в данном случае конструктивно, исходя из условий удобства их обслуживания, поэтому выбираем следующие размеры:

длина                    = 2м

ширина     = 1,4м

высота      = 4,65м

 

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.