Сушильная установка
Тепловой и материальный расчет сушильной установки. Конструктивный и аэродинамический расчет. Выбор вспомогательного оборудования: циклона для очистки газа, транспортных устройств, топки. Техника безопасности при эксплуатации сушильных установок.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 13.10.2017 |
| Размер файла | 3,3 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
[Введите текст]
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ТЕПЛОВОЙ И МАТЕРИАЛЬНЫЙ РАСЧЕТ СУШИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
2. КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ
3. АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СУШИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
4. РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ
5. МЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СУШИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
6. ВЫБОР ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
6.1 Выбор циклона для очистки газа
6.2 Выбор транспортных устройств
6.3 Выбор топки
6.4 Техника безопасности при эксплуатации сушильных установок
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ВВЕДЕНИЕ
Барабанные конвективные сушильные установки широко применяются для сушки различных мелкокусковых и зернистых материалов в химической и силикатной промышленности, а также для сушки топлива на электростанциях и углеобогатительных предприятиях. В целлюлозно-бумажном производстве сушильные барабаны могут быть использованы для сушки лигнина, древесных отходов, местных топлив и других влажных материалов.
Барабанная сушилка представляет собой установленный наклонно вращающийся барабан, на который надеты два бандажа и зубчатый венец привода. Бандажами барабан опирается на четыре ролика, установленные на рамах. Два опорных ролика ограничивают осевое смешение корпуса барабана, на обоих концах барабана имеются камеры; в одной предусмотрен ввод газов и загрузка влажного материала, в другой - вывод сухого продукта и отработавшего сушильного агента. За счет установки барабана под небольшим наклоном (до 6°) материал постепенно передвигается к разгрузочной камере.
Материал поступает в барабан по течке, которая в некоторых случаях оборудована специальным подающим устройством. Иногда течки снабжены рубашкой, в которой движутся охлаждающая вода или воздух. Это позволяет избежать прилипания материала к стенке, омываемой горячими газами.
Барабаны изготавливаются из царг, вальцованных из листовой углеродистой стали марок ВСтЗпс или ВСтЗсп (ГОСТ 380-71), если материалы, подвергаемые сушке, не вызывают коррозии и нет необходимости применения легированных сталей. Обечайки барабанов толщиной s=8ч20 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 до 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, высотой 120-150 мм и приваривают к барабану. Расстояние между кольцами жесткости 2-3 м. Кольца жесткости способствуют сохранению форм поперечного сечения.
Если во время обработки материалов свойства его изменяются, то по длине барабана меняется и тип насадки. Например, в начале барабана устанавливается лопастная насадка, затем секторная или распределительная, а в конце барабана - перевалочная.
Максимальный диаметр барабана может быть 3,5 м. Отношение длины к диаметру L/D = 4ч8; частота вращения барабана n = 2ч8 мин, а скорость вращения х = 2ч2,5 м/с.
Рисунок 1 - Принципиальная схема барабанной сушилки: 1 - бункер; 2 - питатель; 3 - барабан; 4 - топка; 5 - камера смешения; 6,7,11 - вентилятор; 8 - промежуточный бункер; 9 - транспортер;10 - циклон; 12 - зубчатая передача
1. ТЕПЛОВОЙ И МАТЕРИАЛЬНЫЙ РАСЧЕТ СУШИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
Для того что бы рассчитать теоретическое количество сухого воздуха, необходимо для сжигания 1 м3 газообразного топлива, необходимо знать состав рабочего топлива. Состав газообразного топлива:
СН4 = 93,8%;
С2Н6 = 2,8%;
С3Н8 = 1,3%;
С4Н10 = 0,5%;
С5Н12 =0,1%;
СО2 = 0,3%;
N2 = 1,2%.
Определяем количество испарившейся влаги, т/ч:
, (1.1)
где G2 - производительность сушильного цеха, т/ч.
, - начальное и конечное влагосодержание сушимого материала, %.
т/ч.
Определяем количество влажного материала, поступающего в сушильную установку, т/ч:
, (1.2)
т/ч.
Определяем сумму рабочей массы топлива, %:
, (1.3)
Определяем плотность газообразного топлива, кг/м3:
, (1.4)
где м - молекулярная масса составляющей в углеродных единицах.
.
Определяем теоретическое количество сухого воздуха необходимого для сжигания 1 м3 газообразного топлива, кг/м3:
, (1.5)
где: с0 - плотность газообразного топлива, кг/м3;
CO, H2, H2S, O2, CmHn - состав рабочей массы топлива в процентах.
кг/м3.
Определим для удобства дальнейших расчетов сумму процентного массового содержания, %:
, (1.6)
.
Определяем высшую теплотворную способность топлива Q , кДж/кг:
,(1.7)
кДж/м3.
Определим энтальпию водяного пара содержащегося в топочных газах при tсг на входе в сушилку, кДж/кг:
(1.8)
кДж/кг.
Определяем коэффициент избытка воздуха б:
, (1.9)
где: Wп - вес водяного пара, применяемого для дутья или распыла топлива;
Cс.г. - теплоемкость сухих газов при tс.г., (Cс.г = 1,156 кДж/кг•град);
tг - температура топлива, °С, (tг =5°С);
Ст - теплоемкость топлива, кДж/кг•град, (Ст = 1,005 кДж/кг•град).
.
Определяем вес сухих газов, кг/кг:
, (1.10)
кг/кг.
Определяем вес водяных паров, кг/кг:
, (1.11)
кг/кг.
Определяем влагосодержание газов на входе в барабан сушилки, г/кг:
, (1.12)
г/кг.
Определяем энтальпию газов на входе в сушилку, кДж/кг:
, (1.13)
где зт - коэффициент, учитывающий потери в топке.
кДж/кг.
Построение действительного процесса сушки в H-d диаграмме.
Для изображения реального процесса сушки, происходящего в сушилке, необходимо определить величину потерь ?, кДж/кг:
, (1.14)
где: ?q - суммарный расход тепла, кДж/кг;
х1 - начальное теплосодержание материала, поступающего в сушилку.
Определяем начальное теплосодержание материала, поступающего в сушилку, кДж/кг:
, (1.15)
кДж/кг.
Определяем расход тепла на испарение влаги, кДж/кг:
, (1.16)
кДж/кг.
Определяем расход тепла на нагрев материала, кДж/кг:
, (1.17)
где: - температура материала на выходе из сушилки, определяется по температуре мокрого термометра, °С;
- температура материала на входе в сушилку, °С;
Cм - теплоемкость материала, кДж/кг·град, (См = 1,156 кДж/кг·град)
кДж/кг.
Определяем полезно затраченное тепло, кДж/кг:
, (1.18)
где: hвп - энтальпия водяного пара, содержащегося в топочных газах при tсг, кДж/кг, (hвп = 4076 кДж/кг);
х1 - начальное теплосодержание материала, поступающего в сушилку кДж/кг.
кДж/кг.
Определяем потери тепла в окружающую среду, принимаем равным 8ч12% от полезно затраченного тепла, которое складывается из расхода на испарение влаги и расхода на нагрев материала, кДж/кг:
, (1.19)
кДж/кг.
Определяем потери, кДж/кг:
, (1.20)
кДж/кг.
Построение в H-d диаграмме действительного процесса сушки при наличии тепловых потерь ?<0 начинается с построения теоретического процесса (рисунок 2). Затем на линии Hв = const теоретического процесса выбирается произвольная точка D и от нее вниз откладывается отрезок:
, (1.21)
где: Md, MH - масштабы влагосодержаний и энтальпий,
.
, (1.21)
мм
Из точки М проводиться политропа МЕ действительного процесса. На этой линии находиться конечная точка С, то есть точка действительного процесса, которая определяется пересечением политропы с линией постоянной температуры уходящих газов из сушилки (рисунок 2).
Определяем теплоемкость газов на выходе из сушилки, кДж/кг·град:
, (1.22)
где: - теплоемкость сухих газов на входе в сушилку, кДж/кг·град;
кДж/кг·град.
Определяем расход газов на 1кг испаренной влаги, кг/кгисп.вл:
, (1.23)
кг/кгисп.вл.
Определяем потери тепла с уходящими газами, кДж/кг:
, (1.24)
где: t0 - температура наружного воздуха, °С;
Ссг - теплоемкость сухих газов, кДж/кг,
кДж/кг.
Определяем суммарный расход тепла, кДж/кг:
, (1.25)
где: q1 - расход тепла на испарение влаги, кДж/кг;
q2 - потери тепла с уходящими газами, кДж/кг;
qм - расход тепла на нагрев материала, кДж/кг;
qос - потери тепла в окружающую среду, кДж/кг.
кДж/кг,
Определяем полный расход сухих газов, кг/ч:
, (1.26)
кг/ч;
м3/ч.
кг/м3 (по П6 при t = 800оС)
Рисунок 2 - Построение действительного процесса сушки
Определяем расход газов, поступающих в сушилку, кг/ч:
, (1.27)
кг/ч.
Определяем часовой расход топлива, сжигаемого в топке сушилки, кг/ч:
, (1.28)
кг/ч.
Определяем суммарный расход тепла, кДж/кг:
, (1.29)
где: Н0, d0 - параметры точки А;
Н2 - параметры точки М;
d2 - параметр точки С.
кДж/кг.
Определяем количество тепла, переданного от газов материалу, кДж/ч:
, (1.30)
кДж/ч.
Определяем тепловой баланс сушильной установки, кДж/кг:
, (1.31)
.
2. КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ
Определяем объем сушильного пространства, м3:
, (2.1)
где: Av - напряженность по влаге, кг/м3·ч, (Аv = 50 кг/м3·ч)
м3.
По объёму сушильного пространства выбираем 2 сушильных барабана и его основные размеры:
- внутренний диаметр барабана - 2,8 м;
- длина барабана - 12 м;
- толщина стенки - 14 мм;
- объём сушильного пространства - 74 м3;
- скорость вращения барабана - 5 об/мин;
- общий вес барабана без топки - 6,5 т.
Исходя из заданного типа насадки, находим внутренние параметры сушильного барабана:
S/Dб = 3,4;
SОБЩ/Dб = 40;
SГОЛ/Dб = 10;
В = 0,34;
в = 27,5%;
М = 100,5.
Определяем параметр барабана:
, (2.2)
где: Z - число лопастей, Z = 20.
.
Определяем параметр, характеризующий внутреннее устройство барабана:
, (2.3)
где hср - средняя высота падения частиц.
.
В начале барабана необходима упрощенная насадка, с тем чтобы избежать замазывания стенок при сушке влажных материалов.
Определяем среднюю разность температур между высушиваемым материалом и газом, °С:
, (2.4)
где: t1 - температура газа на входе в сушилку, °С;
t2 - температура газа на выходе из сушилки, °С;
и1 - температура материала на входе в сушилку, °С;
и2 - температура материала на выходе из сушилки, °С.
оС.
Определяем среднюю температуру газов в сушилке, °С:
, (2.5)
°С.
Определяем среднее влагосодержание газов, г/кгс.в.:
, (2.6)
где: d1, d2 - влагосодержание газов на входе и выходе из сушилки, г/кгс.в..
г/кг.
Определяем средний удельный объем газов, м3/кг:
, (2.7)
м3/кг.
Определяем объемный расход газов, проходящих через один сушильный барабан, м3/ч:
, (2.8)
где: N - количество барабанов, шт.
м3/ч.
Определяем среднюю скорость газов в сушилке, м/с:
, (2.9)
м/с.
Определяем скорость падения частиц с лопаток, м/с:
, (2.10)
где: hпад = hср = 1,59 м.
м/с.
Определяем скорость материала в сушилке, м/с:
, (2.11)
где: - скорость падения частиц с лопаток, м/с.
м/с.
Определяем порозность материала:
, (2.12)
где гист, гнасып - истинный и насыпной удельные веса материала, кг/м3.
.
Определяем объемный коэффициент теплоотдачи между газом и падающими частицами материала с лопаток, кДж/м3·ч·гр:
, (2.13)
где: а - коэффициент, учитывающий ухудшенную обдувку частиц газом внутри струи падающего с лопаток материала, принятый с учетом скорости вращения барабана при n = 5 об/мин, (а = 0,058);
л, н - коэффициент теплопроводности и коэффициент кинематической вязкости соответственно, берем при температуре сухих газов;
x - число фракций;
дср - размер фракций.
Определяем наружную поверхность частиц, м2:
, (2.14)
где: Sм - суммарная длина отрезков, в поперечном сечении барабана, соответствующая поверхности соприкосновения газа и материала, м.
м2.
Определяем среднюю длину скатывания частиц, м:
, (2.15)
м.
Определяем критерий Рейнольдса:
, (2.16)
где н - кинематическая вязкость, берется при ?tср, м2/с, н = 38.94·10-6 м2/с).
.
Определяем критерий Нуссельта:
, (2.17)
.
Определяем коэффициент теплообмена, кДж/м3·ч·гр:
, (2.18)
.
Определяем объемный коэффициент теплоотдачи для частиц в завале и на лопатках, кДж/м3·ч·гр:
, (2.19)
где Fм - наружная поверхность частиц.
кДж/м3·ч·гр,
Определяем средний удельный вес газов, кг/м3:
, (2.20)
кг/м3.
Определяем “оголенную” внутреннюю поверхность барабана, м2:
, (2.21)
где: Sгол - суммарная длина отрезков в поперечном сечении барабана, соответствующих “оголенной” поверхности, м.
м2.
Определяем температуру на лопатках насадки, °С:
, (2.22)
°С.
Определяем коэффициент теплоотдачи от газа к оголенным поверхностям насадки, кДж/м3·ч·гр,
, (2.23)
где: гср - средний удельный вес газов, кг/м3.
кДж/м3·ч·гр.
Определяем объемный коэффициент теплоотдачи от нагретых поверхностей сушилки к материалу, кДж/м3·ч·гр:
, (2.24)
кДж/м3·ч·гр.
Определяем суммарный коэффициент теплообмена в барабане, кДж/м3·ч·гр:
, (2.25)
кДж/м3·ч·гр.
Определяем время сушки влажного материала, ч:
, (2.26)
где: в - коэффициент заполнения барабана материалом (в долях);
гн - насыпная масса материала, кг/м3;
, - влагосодержание материала на входе и выходе из сушилки, %;
Аv - напряжение барабана по влаге, кг/м3.
ч.
Определяем коэффициент заполнения барабана, %:
, (2.27)
где: n - количество барабанов, шт.
.
Определяем площадь живого сечения барабана для прохода сушильного агента (газов), м2:
, (2.28)
м2.
Рисунок 3 - Сушильный барабан.
сушильный установка расчет
Рисунок 4 - Подъемно-лопастная насадка.
3. АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СУШИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
Для преодоления сопротивления газов за циклоном устанавливаем отсасывающий вентилятор. При выборе вентилятора надо рассчитать полное сопротивление установки, мм.вод.ст.:
, (3.1)
где: ?Pсис - сумма сопротивлений системы, мм. вод. ст.;
w0 - скорость в выходном отверстии вентилятора, м/с;
г - удельный вес газов на выходе из сушильного барабана, кг/м3;
g - ускорение свободного падения.
Определяем сопротивление сужения при выходе из циклона, мм. вод. ст.:
, (3.2)
где: жсуж - коэффициент местного сопротивления, (жсуж = 0,105);
щ2 - скорость газов в сужении, м/с;
tкон - температура газов на выходе, °С.
мм. вод. ст.,
Определяем сумму сопротивлений системы, мм. вод. ст.:
, (3.3)
где: ?Pтоп - сопротивление топки, мм. вод. ст., (?Pтоп = 20 мм. вод. ст.);
?Pбар - сопротивление барабана, мм. вод. ст., (?Pбар = 40 мм. вод. ст.);
?Pпов - сопротивление поворота, мм. вод. ст., (?Pпов = 15 мм. вод. ст.);
?Pцик - сопротивление циклона, мм. вод. ст., (?Pцик = 10 мм. вод. ст.);
?Pсуж - сопротивление сужения при выходе из циклона, мм. вод. ст.
мм. вод. ст.
мм. вод. ст.
Определяем производительность вентилятора для одного сушильного барабана, м3/ч:
, (3.4)
м3/ч.
Выбор типа вентилятора зависит от конструктивных особенностей сушилки, сопротивление установки и количества перемещающегося сушильного агента.
В сушильных установках применяются центробежные и осевые вентиляторы. При выборе вентилятора определяющее значение имеет КПД вентилятора. Центробежные вентиляторы бывают низкого (напор до 1000 Н/м2), среднего (напор 1000ч3000 Н/м2) и высокого давления (напор 3000ч15000 Н/м2). Вентиляторы высокого давления применяются в пневматических сушилках и сушилках “кипящего слоя”.
Выбираем 2 вентилятора со следующими параметрами:
1) тип вентилятора - №12, Ц9-55;
2) КПД вентилятора - з = 69%;
3) число оборотов вентилятора - nоб = 465 об/мин;
4) производительность вентилятора - V = 60?103 м3/ч.
Определяем расчетный напор вентилятора, мм.вод.ст.:
, (3.5)
где: с2 - плотность газов на выходе из сушилки, кг/м3, (с2 = 0,946 кг/м3)
мм. вод. ст.,
Определяем мощность электродвигателя для вентилятора, кВт:
, (3.6)
где: k - коэффициент запаса мощности, (k = 1,32);
зприв - коэффициент полезного действия привода, (зприв = 0,9).
кВт.
Рисунок 5 - Схема газовоздушного тракта
4. РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ
Для расчёта должны быть заданы
- Температура воздуха в сушильном цеху, tс=20 ?С;
- Средняя температура газовоздушной смеси, tг.ср = 685,49?С;
- Толщина стенки барабана, дст = 14 мм.;
- Изоляционный материал - асботермит, коэффициент теплопроводности изоляционного материала л = 0,208 кДж/кг•оС.
кДж/кг•оС.
Определяем потери тепла в окружающую среду, кДж/ч:
, (4.1)
кДж/кг.
В первом приближении принимаем толщину изоляционного материала д=20 мм., так как диаметр по сравнению с толщиной стенки очень большой, то многослойный цилиндр можно заменить многослойной плоской стенкой.
Определяем наружный диаметр барабана, м:
, (4.2)
м.
Определяем площадь поверхности барабана, м2:
, (4.3)
м2.
Определяем термическое сопротивление k, кДж/м2•ч•гр:
, (4.4)
кДж/м2•ч•гр.
Определяем характер движения газов в сушилке:
, (4.5)
.
Так как критерий Рейнольдса больше 10000, следовательно, режим течения газа - турбулентный.
Определим критерий Нуссельта при турбулентном режиме:
, (4.6)
.
Определяем коэффициент теплоотдачи от газов к стенке барабана, кДж/м2•ч•гр:
, (4.7)
кДж/м2•ч•гр.
Определяем коэффициент теплоотдачи излучением, кДж/м2•ч•гр.:
, (4.8)
где: С - коэффициент излучения абсолютного черного тела, С = 5,67 Вт/м2•К4.
кДж/м2•ч•гр.
Определяем коэффициент, зависящий от средней температуры газов:
, (4.9)
.
Определяем коэффициент теплоотдачи конвекцией, кДж/м2•ч•гр.;
, (4.10)
кДж/м2•ч•гр.
Определяем эффективный коэффициент теплоотдачи от поверхности барабана в окружающую среду, кДж/м2•ч•гр.:
, (4.11)
кДж/м2•ч•гр.
Рисунок 6 - Распределение температур двухслойной стенки
Определяем толщину изоляции барабана, мм:
, (4.12)
м.
Для снижения потерь тепла в окружающую среду принимаем толщину изоляции барабана .
5. МЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СУШИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
При расчете сушильного барабана необходимо определить толщину стенки и прогиб барабана.
Барабан рассматриваем как балку, свободно лежащую на двух опорах. Вес барабана, насадки, бандажей, загружаемого материала и изоляции рассматриваем как равномерно распределенную нагрузку по длине барабана, вес венцовой шестерни - как сосредоточенную силу.
Бандажи служат для передачи давления от веса всех вращающихся частей аппарата на опорные ролики. Бандаж представляет собой кольцо прямоугольного, квадратного или коробчатого сечения. Бандажи для небольших барабанов выгибают из рельса. Изготавливают бандажи для долговечности из качественной стали.
Рисунок 7 - Распределение нагрузок по длине барабана
Существую следующие способы крепления бандажей:
а) бандаж насаживается в горячем виде на кованую горловину барабана (применяется этот способ для барабанов диаметром до 1 м);
б) бандажи могут присоединяться болтами к фланцам барабана;
в) для барабанов большого диаметра применяется свободное крепление бандажей.
Для барабанов небольших диаметров можно применять жесткое крепление бандажа. Для быстро вращающихся барабанов бандажи быстро раскатываются, поэтому применяют такое крепление, которое допускает подтягивание бандажа. Внутренняя поверхность бандажа и внешняя поверхность подбандажного пояса обтачиваются на конус; периодически подтягивают болты и натягивают бандаж на пояс.
Ролики опорных станций принимают на себя нагрузку от веса всех вращающихся частей. Ролики устанавливают так, чтобы угол между ними 60°; это расположение обеспечивает необходимую устойчивость барабана. Для разгрузки опорные ролики иногда делают двойными, но они сложнее и применяются редко: диаметры опорных роликов берутся в 3-4 раза меньше наружного диаметра бандажа.
Ролики изготавливаются из материала менее прочного, чем бандаж. Бандажи делают из сталей марок Ст.5, Ст.6, 40 и 45. Ролики только в ответственных случаях изготавливают из стали; обычно их отливают из чугуна СЧ. 15-32, СЧ. 18-36 и затем обтачивают. Чаще всего ролики имеют большую ширину, чем бандаж, и снабжаются ребордами, называются упорными; они воспринимают осевую силу, стремящуюся сдвинуть наклонный барабан вдоль оси.
Упорные ролики могут быть сферическими и коническими. Опорные и упорные ролики могут выполняется на подшипниках скольжения и качения. Они монтируются на общей фундаментной плите, образуя опорно-упорную станцию. Упорную станцию размещают поблизости от зубчатого венца привода, для того чтобы не было смещения шестерен.
Определяем удельную нагрузку барабана, т/м:
, (5.1)
где: G - полный вес барабана без топки, т, (G = 6,5 т);
Gвл - вес влажного материала, поступающего в сушилку, т/ч;
t - время работы сушилки в час;
lб - длина барабана, м, (lб = 12 м).
т/м.
Принимаем длину кольцевых участков l1 = 2,0 м, (при lб = 12 м).
Тогда расстояние между опорами равно l2 = 8 м, (при lб = 12 м ).
Определяем изгибающий момент от действия равномерно распределенной нагрузки, т·м:
, (5.2)
т·м.
Определяем расчетный приведенный момент, т·м:
Мрасч = М1, (5.3)
Мрасч = 293,76 т·м.
Определяем момент сопротивления сечения кольцевой стенки барабана:
, (5.4)
где: дст - толщина стенки барабана, м.
м3.
Определяем напряжение в стенке барабана от изгибающего момента, кг/см2:
, (5.5)
кг/см2.
Определяем момент инерции кольцевой стенки барабана, м4:
, (5.6)
м4.
Определяем прогиб под действием равномерно распределенной нагрузки, см:
, (5.7)
где: Е - модуль упругости, кг/см2, (Е = 21·106 кг/см2).
f см.
Для нормальной работы барабана допускается прогиб не более чем 1/3 мм на 1 м длины барабана, то есть:
.
0,0035 ? 0,0036, что вполне допустимо.
6. ВЫБОР ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
6.1 Выбор циклона для очистки газа
Для очистки сушильного агента от пыли можно использовать пылеосадительные камеры, электрофильтры, воздушные фильтры и гидравлические пылеосадители.
Наибольшее применение получили циклоны, т.к. они улавливают твердые частицы размером 3ч10 мкм и имеют хорошую степень очистки до 85 %.
Из существующих недорогих типов циклонов лучшие показатели по степени очистки отходящих газов и по условию работы пылеосадительной системы имеют циклоны конструкции НИИ ОГАЗ серии ЦН-15.
Определяем предварительное значение диаметра циклона, мм:
, (6.1)
где: щвх - скорость газа во входном патрубке циклона, м/с;
Vсек - секундный расход газа, поступающего в циклон, м3/с.
мм.
Выбираем 2 циклона D = 450 мм.
Определяем внутренний диаметр выхлопной трубы, м:
, (6.2)
где м/с - скорость газов выхлопной трубы.
м.
Определяем наружный диаметр выхлопной трубы, м:
, (6.3)
где - толщина стенки выхлопной трубы, м.
м.
Таблица 1 - Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗ серии ЦН - 15 (мм)
|
D |
A |
d |
d1 |
d2 |
H |
h1 |
h2 |
h3 |
h4 |
h5 |
a |
l |
Вес, кг |
||||
|
450 |
3410 |
270 |
135 |
310 |
2061 |
900 |
1026 |
135 |
792 |
108 |
297 |
90 |
117 |
270 |
3 |
82,3 |
6.2 Выбор транспортных устройств
Для облегчения труда обслуживающего персонала, увеличения производительности и снижение себестоимости сушки в сушильных установках применяют механизированные транспортные средства для перемещения сушильных материалов.
В нашем случае для подачи сырого материала из загрузочного бункера непосредственно в барабан служит шнековый питатель с индивидуальным приводом от электродвигателя.
Разгрузка барабана происходит на ленточный транспортер, который транспортирует сухой материал к месту потребления.
6.3 Выбор топки
Основным отличием топок сушильных устройств от топок паровых котлов является то, что в них может иметь место более низкая температура горения топлива.
Для защиты стенок топки от действия высоких температур топочные газы разбавляются воздухом до требуемой температуры. Основные требования, которые предъявляются к топочным устройствам сушильных установок, состоят в том, чтобы в топке происходило полное горение топлива, а продукты сгорания содержали минимальное количество частичек золы, которые должны почти полностью улавливаться в циклоне.
В нашем случае топливом является бурый уголь, для сжигания выбираем полугазовую топку ВТИ с наклонной колосниковой решеткой.
6.4 Техника безопасности при эксплуатации сушильных установок
Подготовку к ремонту вращающихся механизмов следует осуществить согласно условием производства работ, указанным в наряде. При этом механизм должен быть остановлен, напряжение с электродвижущегося механизма и электроприводов следует снять, а питающий кабель электродвигателя заземлить в соответствии с правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок.
При одновременной работе на вращающемся механизме и электродвигателе муфта должна быть расцеплена. Расцепление муфты производиться ремонтным персоналом по наряду на ремонт вращающегося механизма. Запорную арматуру механизма (задвижки, шиберы, заслонки, вентили и др.) необходимо устанавливать в положение обеспечивающее безопасность выполнения работы.
Штурвалы приводов управления арматурой следует запереть на замок с помощью цепей или др. устройств и приспособлений.
На отключенных приводах и пусковом устройстве механизма должны быть вывешены знаки безопасности, запрещающие подачу напряжения, а на месте производства работы плакат или знак “РАБОТАТЬ ЗДЕСЬ”. При выводе в ремонт вращающихся механизмов с электроприводом, снятие напряжения с электродвигателя и электроприборов арматуры должны производиться электротехническим персоналом.
На период пробного включения или балансировки вращающегося механизма должна быть задействована кнопка аварийного отключения электродвигателя механизма.
У аварийной кнопки отключения должен быть поставлен наблюдающий, который по сигналу руководителя работ должен отключить механизм. Перед пуском вращающегося механизма, в том числе и перед опробованием должны быть собрана муфта сцепления, установлены все ограждения движущихся частей, сняты знаки безопасности, убран инструмент и материалы, также должны быть выведены люди с места работы.
Руководитель работ должен сдать наряд начальнику смены цеха. При работе по промежуточному наряду, наряд должен быть сдан выдававшему его лицу.
После опробования механизма рабочее место вновь подготавливается согласно условием приведения работ, указанным в наряде.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной курсовой работе была рассчитана барабанная сушильная установка, в которой было рассчитано:
1) тепловой и материальный расчет, в нем было определено высшая теплопроводность топлива = 39263,046 кДж/кг, коэффициент избытка воздуха б = 1,942, энтальпия газов на входе в сушилку Нк = 1289,776 кДж/кг, часовой расход топлива Вт = 1612,742 кг/час.
2) конструктивный расчет, в нем был определен объем сушильного пространства, выбраны 2 барабана объемом 74 м3 с основными размерами: внутренний диаметр барабана 2,8 м, длина 12 м, толщина стенки 14 мм, вес барабана без топки 6,5 тонн, время сушки 0,11 ч.
3) аэродинамический расчет, в нем было определено полное сопротивление установки ?Рп = 104,35 мм. вод. ст., напор вентилятора Нр = 132,37 мм. вод. ст., мощность электродвигателя для вентилятора составила 51,36 кВт.
4) расчет тепловой изоляции, в нем была определена толщина тепловой изоляции диз = 20 мм.
5) механический расчет, в нем был определен прогиб под действием равномерно распределенной нагрузки f = 0,0035 м.
6) расчет вспомогательного оборудования, в нем был определен диметр циклона D = 450 мм, и выбрано 2 циклона, по 1 на каждый вентилятор.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Федяева В. Н., Федяев А. А., Данилов О. Л. Промышленные тепломассообменные процессы и установки. Расчет барабанной сушильной установки для сушки сыпучих материалов. Учебно-методическое пособие. - Братск: БрГТУ, 2015. - 72 с.
2. Пак Г.В. Котельные установки промышленных предприятий. Тепловой расчет промышленных котельных агрегатов: Учебное пособие. 2-е изд., перераб. и доп. - Братск: БрГТУ, 2002, - 135 с.
3. Бакластов А.М., Горбенко В.А., Данилов О.Л. и др. Промышленные тепломассообменные процессы и установки. - М.: Энергоиздат, 1986. - 362 с.
4. Расчет и проектирование барабанной сушильной установки: Методические указания для выполнения курсового проектирования. Сост. А.П. Бельский, В.Ю. Лакомкин. - СПб., 1994. - 33с
5. Лебедев П. Д., Щукин А. А. Теплоиспользующие установки промышленных предприятий. - М.: Энергия, 1970. - 407 с.
6. Краснощеков Е. А., Сукомел А. С. Задачник по теплопередаче. -М.: Энергия, 1980, - 285 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Назначение и устройство барабанных сушильных установок. Тепловой, материальный, конструктивный, аэродинамический и механический расчет сушилок; тепловая изоляция. Выбор вспомогательного оборудования: циклона очистки газа, транспортных устройств, топки.
курсовая работа [136,1 K], добавлен 12.01.2014Назначение, классификация и конструкция сушилок, обоснование выбора метода и тепловой расчет процесса сушки. Определение параметров воздуха в сушильной камере. Расчет и выбор основного и вспомогательного оборудования, калориферной установки, вентилятора.
курсовая работа [755,4 K], добавлен 05.07.2010Принципиальная технологическая схема сушильной установки. Построение рабочей линии процесса сушки. Расчет газовой горелки, бункера-питателя, ленточного и винтового транспортера, шлюзового дозатора, вентилятора дымососа. Расчет тепловой изоляции установки.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 13.01.2015Устройство и принцип действия сушильной камеры CM 3000 90. Выбор и обоснование режима сушки и влаготеплообработки древесины. Определение количества сушильных камер и вспомогательного оборудования. Тепловой расчет процесса сушки. План сушильного цеха.
курсовая работа [540,7 K], добавлен 20.05.2014Материальный, тепловой, гидродинамический баланс сушильной установки. Подбор газораспределительного устройства и фланцев. Расчет калорифера, загрузочно-выгрузочных устройств, системы пылеочистки, диаметров штуцеров для входа и выхода газа, опор аппарата.
курсовая работа [240,8 K], добавлен 05.03.2014Расчет тепловой схемы котельной закрытого типа с водогрейными котлами. Выбор основного и вспомогательного оборудования, определение исходных данных для аэродинамического расчета газового и воздушного трактов. Расчет технико-экономических показателей.
курсовая работа [1002,2 K], добавлен 19.11.2013Технологическая схема теплообменной установки. Схема движения теплоносителей. Конструктивные характеристики теплообменника, его тепловой, гидравлический, механический расчет. Оценка тепловой изоляции. Расчет и выбор вспомогательного оборудования.
курсовая работа [591,2 K], добавлен 10.04.2017Расчет пылеуловительной установки для очистки воздушного потока, состоящей из прямоточного циклона и батарейного циклона. Определение расхода газа, при котором обеспечиваются оптимальные условия для работы циклонного элемента, расчет потерь давления.
практическая работа [123,8 K], добавлен 18.04.2010Материальный баланс выпарного аппарата. Определение температуры кипения раствора, расход греющего пара, коэффициентов теплопередачи и теплоотдачи. Конструктивный расчет, объем парового пространства. Расчет вспомогательного оборудования, вакуум-насоса.
курсовая работа [131,2 K], добавлен 03.01.2010Технологическая схема ректификационной установки. Материальный баланс, расчет флегмового числа. Определение средних концентраций, скорости пара и высоты колонны. Гидравлический и тепловой расчет. Параметры вспомогательного оборудования для ректификации.
курсовая работа [887,3 K], добавлен 20.11.2013
