Определение продолжительности сушки. Выбор параметров пара. Температура сушильного агента. Число сушильных цилиндров

Содержание

Задание: расчет цилиндрической сушилки.. 2

Объем расчетной части.. 2

1. Определение продолжительности сушки. Выбор параметров пара. Температура сушильного агента. Число сушильных цилиндров. 3

2. Определение количества воздуха на сушку. 3

3. Тепловой баланс машины. Механический расчет цилиндра. 4

3.1 Общий расход теплоты определяется на основе теплового баланса. 4

3.2 Механический расчет цилиндра. 7

4. Тепловой расчет охладительной камеры.. 8

5. Выбор вентиляторов, конденсатоотводчиков. Конструктивный расчет калорифера 9

5.1 Выбор вентиляторов. 9

5.2 Выбор конденсатоотводчиков. 9

6. Выбор теплоизмерительных приборов, их спецификация. 12

7. Охрана труда при обслуживании. Основные правила эксплуатации.. 13

7.1 Освещение. 13

7.2 Вибрация. 13

7.3 Техника безопасности.. 13

Список литературы.. 15

Задание: расчет цилиндрической сушилки

Исходные данные:

Поверхностная плотность ткани g=0,101 кг/м²;

Ширина ткани b=1,5 м;

Начальная влажность ;

Конечная влажность ;

Давление пара P=0,1 МПа;

Угол обхвата барабана тканью ;

Диаметр барабана D=0,57 м;

Производительность G₂=0,8 кг/с.

Объем расчетной части

1. Определение продолжительности сушки. Выбор параметров пара. Температура сушильного агента. Число сушильных цилиндров.

2. Определение количества воздуха на сушку.

3. Тепловой баланс машины. Механический расчет цилиндра.

4. Конструкция, материал и тепловой расчет ограждения.

5. Тепловой расчет охладительной камеры.

6. Выбор вентиляторов, конденсатоотводчиков.

7. Выбор теплоизмерительных приборов, их спецификация.

8. Удельные расходы тепла на единицу продукции. Стоимость затраченного тепла.

9. Охрана труда при обслуживании. Основные правила эксплуатации.

Определение продолжительности сушки. Выбор параметров пара. Температура сушильного агента. Число сушильных цилиндров

Время сушки ткани на сушильных барабанах:

с, (1.1)

где P=3 атм – давление пара;

H^0,05=1,12 – натяжение ткани;

К=1 – коэффициент совершенства удаления конденсата.

Избыточное давление пара Р_ГрП= 3 атм, при температуре t_ГрП= 150 °С.

Скорость движения ткани

, (1.2)

где m=1 – число полотен.

Число сушильных цилиндров

шт. (1.3)

Принимаем 14 шт.

Принимаем машину сушильную барабанную двух стоечную по 7 барабанов в каждой стойке СБМ2-3/120.

Определение количества воздуха на сушку

Количество испаренной влаги

. (2.1)

Количество воздуха, требуемое на сушку

, (2.2)

где - выход пара через сальники. Величина парения сальников для сушилок составляет 0,0005-0,001кг/с.

Принимаем величину парения 2кг/ч.

Начальное влагосодержание воздуха

при

Конечное влагосодержание воздуха

при

Тепловой баланс машины. Механический расчет цилиндра

Выбор вентиляторов

Определение производительности вытяжного вентилятора.

Удельный расход воздуха:

Расход воздуха:

, (5.1)

где ρ = 0,94 кг/м³ - плотность воздуха при t₂ =70 ⁰С.

По расходу выбираем вентилятор ЦН-70 №3, КПД η = 0,8, мощность электродвигателя Nд=0,4 кВт.

С левой по ходу ткани стороны барабанов через полые цапфы осуществляется подвод пара и удаление конденсата. Пар из парового стояка через медные трубки – компенсаторы и торцевые уплотнения поступает в барабаны. Конденсат из барабанов отводится через сифонные трубки в конденсатный стояк, на котором установлены общий конденсатоотводчик с обводом и обратный клапан.

Выбор конденсатоотводчиков

Принимаем, что пар находится в состоянии насыщения и отводится немедленно после конденсации без потерь.

Из уравнения неразрывности определим диаметр конденсатоотводчика:

, (5.2)

где υ = 1 м/с - скорость конденсата

Диаметр отверстия седла клапана конденсатоотводчика:

где - давление до и после конденсатоотводчика.

Выбираем конденсатоотводчик с опрокинутым поплавком с условным проходом , диаметр отверстия седла клапана , максимальная производительность 1600 кг/ч.

5.3 Конструктивный расчет калорифера

Исходные данные для расчета:

расход воздуха L_возд.= 21257 кг/ч =5,9 кг/с;

температуры воздуха на входе и выходе из калорифера ;

расход греющего пара ;

температура греющего пара на входе в калорифер, принимаем ;

давление греющего пара .

Тепловой поток, сообщаемый воздуху

, (5.3)

где расход воздуха L _возд. = 21257 кг/ч =5,9 кг/с;

С_в - теплоемкость воздуха, ;

С_р - теплоемкость воды, ;

- температуры воды на входе и выходе из калорифера, .

h ₂ , h ₁ – энтальпия воды на выходе и выходе из калорифера h ₂ = 25 кДж/кг , h ₁ =14 кдж/кг.

Принимаем , тогда получим:

Отсюда определяем расход воды для калорифера:

кг/с;

Определим температурный напор в калорифере по формуле

, (5.4)

где - большая разность температур, ;

- меньшая разность температур, .

По каталогу выбираем пластинчатый теплообменный аппарат типа М3FG.

Н = 0,48 м – высота пластин в калорифере;

В = 0,18 м ширина пластин в калорифере;

n = 5 шт., количество пластин;

σ_ст = 0,5*10^{-3 м – толщина стенки;}

λ_ст = 203,5 Вт/мК- коэффициент теплопроводности алюминия;

Найдем коэффициент теплоотдачи воды по формуле:

; ккал/м²ч ⁰С.

Задаемся скоростью движения воды ω= 2 м/с;

Находим коэффициент А для воды:

;

Определяем толщину одной пластины в калорифере:

м,

где F –площадь пластины калорифера,

Р – периметр пластины калорифера;

м,

Следовательно коэффициент теплоотдачи воды равен:

ккал/м²ч ⁰С.

Задаемся скоростью воздуха в калорифере ω= 5м/с;

Находим коэффициент В =2,83 по таблице

определяем коэффициент теплоотдачи воздуха

, ккал/м²ч⁰С

Определяем коэффициент теплопередачи по формуле:

; Вт/м²К

Вт/м²К

Требуемая площадь поверхности теплообмена определяется по формуле

где - тепловой поток;

К - коэффициент теплопередачи;

Δt - температурный напор.

По результатам расчета по принимаем пластинчатый теплообменный аппарат типа М3FG, с площадью поверхности теплообмена 115 м².

Освещение

На рабочих местах можно выделить два вида освещения: естественное и искусственное. В помещениях отделочного цеха предусмотрено естественное боковое освещение – оконные проемы в наружных стенах для освещения крайних проемов. Согласно СНиП II-4-79 при боковом освещении наименьший коэффициент естественной освещенности в зависимости от средней точности производимых работ, к которым относятся работы в отделочном производстве, принимаем 1,3 %. При эксплуатации производственных помещений загрязненные стекла окон могут в 5-7 раз снизить освещенность цехов, поэтому обязательна чистка стекол не реже двух раз в год. Согласно СНиП II-4-79 принята комбинированная система освещения (общее и местное). В отделочном производстве выполняется напряженная зрительная работа, освещение обеспечивается люминесцентными лампами. В каждом помещении цеха установлено 4 ряда по 10 светильников в каждом. На случай внезапного отключения рабочего освещения для безопасного продолжения работы в аварийных условиях освещенность помещения должна составлять 5 % рабочей, но не менее 10 Лк. Согласно отраслевым нормам светильники необходимо чистить 1-2 раза в год. Работы относятся к работам повышенной опасности, поэтому проводится внеочередной инструктаж.

Вибрация

Вибрация оборудования, передаваемая через конструкции и пол, организму человека, вызывает заболевания с потерей трудоспособности. Для ослабления вибрации под основное оборудование устанавливается виброгасители в виде эластичных прокладок, пружины или эластичные демпферы. Для исключения вибраций и сотрясений от работы машин несущие конструкции здания и площадки не должны соприкасаться с фундаментами машин. Основным источником шума являются воздуховоды. Так как воздуховоды находятся внутри машины, то необходимость в вибродемпфировании небольшая.

Техника безопасности

К работе на машине допускаются лица, получившие соответствующий инструктаж по правилам обслуживания и техники безопасности.

Перед пуском машины необходимо соблюдать следующие правила:

1. все ограждения передач должны быть на местах привернуты на полное количество болтов, предусмотренных конструкцией;

2. двери должны быть плотно закрыты;

3. электрооборудование должно быть заземлено;

4. перед пуском пара в сушильные барабаны убедиться в исправном состоянии манометров и регулирующих клапанов;

5. все посторонние предметы должны быть убраны из зоны обслуживания.

Для обеспечения безопасности труда рабочего персонала все поверхности с повышенной температурой подвергаются теплоизоляции. Температура наружного слоя теплоизоляции не должна превышать 50 ⁰С и обычно находится в пределах 40-50 ⁰С.

Список литературы

1. Лебедев П.Д. Теплообменные сушильные и холодильные установки.- М: Энергия, 1972.

2. Краснощеков Е.А. Задачник по теплопередаче. – М.: Энергия, 1980. – 285 с.

3. СНиП 23-01-99 Строительная климатология и геофизика / Госстрой России. -М.: ГУП ЦПП, 2000. - 51 с.

4. Каталог продукции / АО МОВЕН. - М: 2005 г.

5. Стандартные теплообменные аппараты общего назначения. Каталог. – М.: Цинхимнефтемаш, 1972.