Гидравлический расчет сушилки

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 5

Гидравлическое сопротивление сушильной установки

DР = DР_сл + DР_реш + DР_ц,

где DР_сл – сопротивление псевдоожиженного слоя,

DР_реш – сопротивление решетки,

DР_ц = 700 Па – сопротивление циклона.

DР_сл = Н(1–e)(r_Т–r)g = 0, 4(1–0, 6)(1984–1, 029)9, 8 = 3109, 3 Па.

DР_реш = x(V_p/f)²r₁/2,

где f = 0, 10 – коэффициент свободное сечение решетки,

x = 1, 75 – коэффициент сопротивления решетки [2c. 310].

DР_реш = 1, 75× (0, 853/0, 1)²× 0, 88/2 = 56, 056 Па.

DР = 3109, 3 + 56, 056 + 700 = 3865, 4 Па.

Подбор газодувки

Объемный расход воздуха на выходе:

Q = L/r₂ = 19, 12 / 1, 029 = 18, 6 м³/с.

По гидравлическому сопротивлению и объемному расходу выбираем газодувку ТВ-600-1, 1 [2c. 42], для которой

напор 10000 Па,

производительность 10, 0 м³/с,

Конструктивный расчет

Толщина обечайки

d = DP/2sj +C_к,

где D = 2, 0 м – диаметр греющей камеры аппарата;

P = 0, 1 МПа – давление греющего пара;

s = 138 МН/м² – допускаемое напряжение для стали [2 c.76];

j = 0, 8 – коэффициент ослабления из-за сварного шва [2 c.77];

C_к = 0, 001 м – поправка на коррозию.

d = 5× 0, 1/2× 138× 0, 8 + 0, 001 = 0, 003 м.

Согласно рекомендациям[3c.24] принимаем толщину обечайки d=10 мм.

Днища

Снизу аппарат закрыт плоским стальным неотбортованным днищем по ГОСТ 12622-78 [5 c.36], приваренным непосредственно к обечайке, а сверху – коническим отбортованным с углом при вершине 120°

Фланцы

Соединение обечайки с верхним днищем осуществляется с помощью плоских приварных фланцев по ГОСТ 28759-90, размеры которых приводятся на рисунке:

Штуцера

Диаметр штуцеров рассчитывается по формуле:

d = ,

где G – массовый расход теплоносителя,

r - плотность теплоносителя,

w – скорость движения теплоносителя в штуцере.

Принимаем скорость воздуха в штуцере на входе w = 25 м/с, на выходе из сушилки 25 м/с, тогда штуцер для входа воздуха:

d₁ = (19, 12/0, 785× 25× 1, 029)^{0, 5} = 1, 05 м,

принимаем d₁ = 1000 мм;

диаметр штуцера для выхода воздуха:

d₂ = (19, 12/0, 785× 25× 1, 029)^{0, 5} = 0, 97 м,

принимаем d₂ = 1000 мм;

Все штуцера снабжаются плоскими приварными фланцами по ГОСТ 12820-80, конструкция и размеры которых приводятся ниже:

d_усл	D	D₂	D₁	h	n	D
100	720	680	644	25	12	22

Опоры аппарата

Масса аппарата.

Масса цилиндрической обечайки:

G_o = 0, 785(D_н² – D_в²)Нr = 0, 785(2, 02² – 2²)3× 7800 =1477 кг,

где Н = 3 м – высота цилиндрической обечайки,

r = 7800 кг/м³ – плотность стали.

Масса плоского днища:

G_пд = 0, 785D²sr = 0, 785× 2²× 0, 01× 7800 =245 кг.

Масса конического днища G_кд =412 кг [4 c.469].

Принимаем массу вспомогательного оборудования (загрузочное и разгрузочное устройства, фланцы штуцера, газораспределительная решетка) 30% от массы основных частей аппарата, тогда полная масса аппарата:

G_a = 1, 3(G_o+G_пд+G_кд) = 1, 3(1477+245+412) =2774 кг = 0, 0272 МН.

Принимаем, что аппарат установлен на трех опорах, тогда нагрузка приходящаяся на одну опору:

G_оп = 0, 0272/3 = 0, 009 МН

По [4 c.673] выбираем опору с допускаемой нагрузкой 0, 01 МН.

Расчет тепловой изоляции

Расчет тепловой изоляции. В качестве материала тепловой изоляции выберем совелит (85% магнезии + 15% асбеста), имеющий коэффициент теплопроводности l_и= 0, 09 Вт/м× К. Принимаем температуру наружной поверхности стенки t_ст.в.=40 °С; температуру окружающей среды t_в = 18 °С, тогда толщина слоя изоляции:

где a_в – коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности изоляции в

окружающую среду,

a_в = 8, 4+0, 06(t_ст.в. – t_в) = 8, 4+0, 06(40 – 18) = 9, 72 Вт/м²× К.

d_и = 0, 09(150-40)/9, 72(40-18) = 0, 04 м.

Принимаем толщину тепловой изоляции 50 мм.

2.7. Построение диаграммы процесса сушки

При построении диаграммы рабочей линии сушилки необходимо знать координаты как минимум двух точек: (x₁; I₁), (x; I₂).

· х₁=0, 01 кг/кг - начальное влагосодержание воздуха;

· х₂=0, 022 кг/кг – влагосодержание воздуха на выходе из сушилки;

· I₀ – удельная энтальпия сухого воздуха;

· I₁ – удельная энтальпия воздуха на выходе из калорифера;

· I₂ – удельная энтальпия воздуха на выходе из сушилки.

· I₁= I₀ + Q/L = 130, 7 + 1147, 2389/19, 12 = 190, 7 кДж/кг.сух.возд.

Первая точка имеет координаты x₁=0, 01; I₁=190, 7.

I₂-I₀ = Q/L;

I₂ = Q/L – I₀= 1147, 2389/19, 12 – 130, 7 = 70, 7 кДж/кг.сух.возд.

Δ = (I₂- I₁)/( х₂- х₁)=(190, 7-70, 7)/(0, 022-0, 01)=120/0, 012= 1000;

Произвольно выбираем координату второй точки х₂=0, 05

I= I₁- Δ (x₂-x₁)= 190, 7-1000(0, 05-0, 01)=40 кДж/кг.сух.возд.;

Вторая точка имеет координаты x₂=0, 05; I₂= 40.

х, кг/кг

I, кДж/кг.сух.возд.

Заключение

Данный проект обеспечивает заданные параметры сушки KCl. Отличительными особенностями сушилки кипящего слоя являются: интенсивная сушка, возможность полной автоматизации, возможно бесконтактное проведение процесса сушки. Данный проект выгодно отличается от подобных тем, что в процесс был введен рукавной фильтр марки ФРКИ-30, использование которого позволит снизить потери высушиваемого материала и соответственно улучшить экологическую ситуацию в районе данного предприятия. Выбранная марка калорифера КФМ-1 позволит снизить затраты на нагрев процесса сушки за счет замкнутого контура на его корпус.

Рассчитанная сушильная установка удовлетворяет техническому заданию и может быть использована в производстве.

Литература

1. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов.Л.: Химия, 2000, 576 с.

2. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/ Под ред. Ю.И.Дытнерского. М.: Химия, 1993. 272 с.

3. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник. Л.: Химия, 2010.

4. Сушилка с псевдоожиженным слоем зернистого материала. Методические указания. Иваново, 2010.

5.Лащинский А.А., Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчета

химической аппаратуры – Л. «Машиностроение», 2011.

6. Смухин П.Н., Коузов П.А. «Центробежные пылеотделители - циклоны», 2010.

7. Жебровский С.П. «Фильтрация в химической промышленности», 2010.

8. Жужиков В.А. «Определение фильтрационных констант», 2011.

10. Гухман А.А. «Физические основы теплопередачи», 2011.

11.Романков П.Г. «Методы расчета тепловой аппаратуры», 2010.

12. Замураев А.Е., Пономарев В.Б. «Расчет циклонов и рукавных фильтров», 2010.

13. Балтренас П.Б. «Обеспыливание воздуха на предприятиях стройматериа-

лов», 2010.

14.. Ужов В. Н. «Очистка промышленных газов от пыли»М.: Химия,

2000. 392 с.

15. Алиев Г.М. «Техника пылеулавливания и очистки промышленных газов»

справочник, 2001.

16. Мазус М.Г. «Фильтры для улавливания промышленных пылей», М.: Машиностроение, 2010. 240 с.

17. Леонтьева А.И., Утробин Н.П., Брянкин К.В., В.С. Орехов. «Оборудование химический производств. Атлас конструкций». 2008.

18. Айнштейн В.Г., Захаров М.К., Носов Г.А. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии. М.: Университетская книга; Логос; Физматкнига, 2006. В 2 томах.

19. Соколов В.И. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств, – М: Колос, 1992. – 399 с.

20.Федоров Н.Е. Процессы и аппараты мясной промышленности. – М: Пищепромиздат, 2010. – 550 с.

21.Баранцев В.И. Сборник задач по процессам и аппаратам пищевых производств, – М: Агропромиздат, 2010. – 136 с.

22.Горбатов А.В. Реология мясных и молочных продуктов, –М: Пищевая промышленность, 2011. – 383 с.

23.Горбатюк В.И. Процессы и аппараты пищевых производств. – М: Колос, 2011, – 335 с.

24.Кавецкий Г.Д., Васильев Б.В. Процессы и аппараты пищевых производств, – М: Колос, 2010. – 551 с.

25. Павлов К.Ф. и др. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии, – М: Химия, 1987, – 575 с.

26.Малахов Н.Н. и др. Процессы и аппараты пищевых производств, – Орел: ОрелГТУ, 2010, – 607 с.

27.Гинзбург А.С. Массовлагообменные характеристики пищевых продуктов, – М: Легкая и пищевая промышленность, 2011.

28. Большаков А.С. Технологическое оборудование пищевых производств, – М: Агропромиздат, 2011. – 346 с.

29.Гинзбург А.С. Справочник по физическим характеристикам пищевых продуктов, – М: 1993. – 296 с.

30.Костерев Ф.М. Теоретические основы теплотехники, – М: Энергия, 2010. – 224 с.

31.Курочкин А.А. Лященко В.В. Технологическое оборудование для переработки продукции животноводства, – М: Колос, 2010. – 644 с.

32.Малахов Н.Н. Процессы и аппараты пищевых производств, – Орел: Труд, 2010.– 718с

33.Минухин Л.А. Расчеты сложных процессов тепло- и массообмена в АПП, – М: Агропромиздат, 2010. – 175 с.

Использовались материалы сайта: http: //macp.web.tstu.ru/09/pr_09_03.html

Приложения

Приложение 1. Конструктивные особенности сушильной установки с аппаратом кипящего слоя

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА

ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,

ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ (19) RU (11) 2305240 (13) C1

(51) МПК

F26B17/10 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 17.04.2012 - действует

Пошлина: не взимаются - статья 1366 ГК РФ

На основании пункта 3 статьи 13 Патентного закона Российской Федерации от 23 сентября 1992 г. № 3517-I патентообладатель обязуется передать исключительное право на изобретение (уступить патент) на условиях, соответствующих установившейся практике, лицу, первому изъявившему такое желание и уведомившему об этом патентообладателя и федеральный орган исполнительной власти по интеллектуальной собственности, - гражданину РФ или российскому юридическому лицу.

(21), (22) Заявка: 2006114464/06, 28.04.2006

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

28.04.2006

(45) Опубликовано: 27.08.2007

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: РОМАНКОВ П.Г. Сушка во взвешенном состоянии. - Л.: Химия, 1968, с.111, рис.II-45. РОМАНКОВ П.Г. Сушка во взвешенном состоянии. - Л.: Химия, 1968, с.113, рис.II-47, II-48. SU 901780 А1, 30.01.1982. SU 376648 A1, 30.05.1973.

Адрес для переписки:

123458, Москва, ул. Твардовского, 11, кв.92, О.С. Кочетову

(72) Автор(ы):

Кочетов Олег Савельевич (RU),

Кочетова Мария Олеговна (RU),

Львов Геннадий Васильевич (RU),

Кочетов Сергей Савельевич (RU),

Кочетов Сергей Сергеевич (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Кочетов Олег Савельевич (RU)

(54) СУШИЛКА КИПЯЩЕГО СЛОЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности. Это достигается тем, что в сушилке кипящего слоя, содержащей загрузочное устройство влажного материала со шнековым питателем, сушильную камеру, нагреватель, вентилятор и систему очистки отработанного воздуха, в верхней части камеры сушки смонтирован вентилятор с двигателем, а дно продуктовой емкости сушильной камеры представляет собой перфорированную поверхность, которая покрыта металлической сеткой из нержавеющей стали с тончайшими отверстиями, а над продуктовой емкостью расположен фильтр, который встряхивается после окончания процесса сушки вручную или автоматическим приспособлением, а воздух подается под перфорированную поверхность через воздушный нагреватель и фильтр. Технический результат - повышение производительности сушки. 1 ил.