Основные размеры барабанных сушилок.

Основные размеры барабанной сушилки диаметром 1000-2200 мм и план расположения опорных частей аппарата приведены на рисунках 16-17 и таблице 11.

 

Рисунок 16 – Барабанная сушилка диаметром 1000-2200 мм (общий вид).

 

 

Рисунок 17 – План расположения опорных частей аппарата.

 

Таблица 11 – Основные размеры и масса барабанных сушилок диаметром 1000-2200 мм.

Диаметр и длина барабана, мм		Наг- рузка бан- даж,  т	Размеры, мм						Масса барабана с  внутренним устройством, кг			Габаритные размеры опорных частей барабана, мм
Dн	L		L1	L2	L3	H	H1	H2	I	II	III	A	A1	A2	A3	A4	A5	d1
1000		10			800	967	715					595	1460	1350	350	120	500	26
1200		16			900	1180	835					693	1780	1650	400	150	560	29
(1400)						1285	950					797
1600		25			1100	1503	1070					895	2200	2030	500	200	680	32
(1800)						1615	1135					950
(2000)		40			1200	1833	1310					1091	2580	2400	600	250	750	40
2200						1942	1370					1140

 

Рисунок 18 – Барабанная сушилка диаметром 2500-3500 мм (общий вид).

Габаритные размеры барабанной сушилки диаметром 2500-3500 мм (рисунок 18) приведены в таблице 12. план расположения опорных частей аппарата приведён на рисунке 19.

Рисунок 19 – План расположения опорных частей аппарата.

 

 

Таблица 12 – Основные размеры и масса барабанных сушилок диаметром 2500-3500 мм.

Диаметр и длина барабана, мм		Нагрузка на бандаж, т	Размеры, мм						Масса барабана * с внутренним устройством, кг	Габаритные размеры опорных частей барабана, мм
Dн	L		L1	L2	H	H1	H2	H3		A0	A	A1	A2	A3	A4	A5	A6	A7	A8	d1
2500	14000	40	2900	82	2358	1486		2400	60800	1350	1247	4760	4460	1300	730	1060	1550	560	840	45
									65200
	20000	63	4150	11700					76000					1400	820	1150	1640
									82500
2800	1400	40	2900	8200	2530	1783		2700	71700	1650	1497			1300	730	1060	1550
		63							84900					1400	820	1150	1640
	20000		4150	11700					98200
		80							105700
3000			4000	12000	2670	1884		2800	115700	1700	1581	5200	4900	1450	860	1190	1680	600	860	54
		100			2754				126100			5310	5000	1500	910	1260	1750
3200	18000	80	4000	10000	1837	1967		2885	123900	1765	1651
		100			1867				13400			5440	5080	1530	970	1320
	22000		4500	13000					144000
		125			1927				159600			5060	5300			1360
3500	27000		5000	17000	3170	2133		3035	198400	1925	1790	6140	5760	1850	1080	1470	2140	700	980	60
		160			3190				213300

* Без массы моторно-редукторной группы привода.

 

           2. Расчёт барабанной сушилки.

Расчёт включает в себя два основных раздела – технологический и механический. В результате технологического расчёта необходимо рассчитать диаметр и длину барабана и выбрать соответствующий аппарат по ГОСТ. В механической части проводится расчёт на прочность основных деталей сушилки и расчёт их соединений. Расчёт необходимо проводить в системе СИ (см. приложение 1).

 

Технологический расчёт.

Исходными данными технологического расчёта являются:

Производительность G, кг/ч;

Начальное влагосодержание материала ω _н, кг/кг;

Конечное влагосодержание материала ω _к, кг/кг;

Насыпная плотность материала ρ _н, кг/м³;

Удельная теплоёмкость сухого материала С_м, Дж/(кг∙ º С);

Температура воздуха на входе в сушилку t_в.н., º С;

Температура воздуха на выходе из сушилки t_в.к., º С;

Температура материала на входе в сушилку θ _н, º С;

Температура материала на выходе из сушилки θ _к, º С;

Размер частиц материала δ, мм;

Барометрическое давление П, Па.

 

Перед началом расчёта необходимо составить технологическую схему процесса сушилки. Кроме барабанной сушилки в технологическом процессе используется вспомогательное оборудование: устройства для нагрева воздуха, очистки отходящего воздуха, для транспортировки высушенного продукта и т.д.

 

 

1 – бункер; 2 – питатель; 3 – сушильный барабан; 4 – топка; 5 – смесительная камера; 6, 7, 11 – вентиляторы; 8 – промежуточный бункер; 9 – транспортёр; 10 – циклон; 12 – зубчатая передача.

Рисунок 20 – Технологическая схема процесса сушки.

 

Порядок расчёта следующий.

Принимаем температуру окружающего воздуха t_в.о., º С и относительную влажность воздуха φ _в, % с учётом географических условий и места установки сушилки (таблица 13).

По диаграмме Рамзина (смотри рисунок 21) определяем по принятым значениям t_в.о. и φ _в определяем параметры состояния воздуха перед калорифером:

- влагосодержание Х₀, кг/кг

- энтальпия наружного воздуха I₀, кДж/кг.

В расчётной диаграмме отмечаем точку А (смотри рисунок 22), характеризующую указанные параметры.

 

 

Таблица 13 – Средняя температура и влажность атмосферного воздуха в различных районах.

Город	t, º С	φ, %	t, º С	φ, %	Город	t, º С	φ, %	t, º С	φ, %
	январь		июль			январь		июль
Архан- гельск Ашхабад Баку Благове-щенск Влади-восток Вологда Горький Грозный Иркутск Казань	-13, 3   -0, 4 3, 4 -24, 2   -13, 7   -12, 0 -12, 2 -4, 9 -20, 9 -13, 6	88   86 82 78   74   85 89 93 85 86	15, 3   29, 6 25, 3 21, 2   20, 6   17, 6 19, 4 23, 9 17, 2 19, 9	79   41 65 72   77   70 68 70 72 63	Калуга Ленинград Минск Пенза Пермь Псков Севасто-поль Тамбов Уфа Чита	-9, 7 -7, 7 -6, 8 -12, 5 16, 0 -7, 1 2, 0   -11, 1 -15, 0 -27, 4	89 87 88 85 84 86 83   88 86 82	18, 4 17, 5 17, 5 20, 0 18, 0 17, 5 23, 3   20, 0 19, 4 18, 7	68 69 78 66 72 72 68   68 67 65

 

В калорифере повышение теплосодержания воздуха происходит без изменения влагосодержания, поэтому значение энтальпии воздуха на входе в сушилку I_Н кДж/кг определяется по диаграмме Рамзина. На пересечении t_в.н. и Х₀ получаем точку В, при которой определяем I_Н. Таким образом, отрезок АВ на схеме реального процесса сушки характеризует нахождение воздуха в калорифере.

В теоретической сушилке при I_Н процесс сушки шел бы, по линии постоянной энтальпии ВС` (рисунок 22), а в действительной сушилке процесс пойдёт по линии ВС за счёт потерь тепла. В действительной сушилке конечное влагосодержание воздуха Х<sub>К</sub> (в точке С) будет меньше Х<sub>вых</sub> (конечное влагосодержание в точке С`). Точку С` получаем на пересечении I_Н и t_в.к.

Определить значение Х_К можно следующим путём.

Рисунок 21 – Диаграмма Рамзина для влажного воздуха с температурой до 200 ˚ С.

1 – t_в.о.; 2 – t_в.к.; 3 – t_в.н.; I – I_T; II – I; III – I_н;

Рисунок 22 – Схема реального процесса сушки.

При отсутствии дополнительного подогрева воздуха в сушильной камере разность удельных расходов теплоты Δ q, кДж/кг, в действительной и в теоретической сушилках согласно [2]:

                             Δ q=q_мат+q_пот-C_ω θ _н                           (1)

 

где q_мат – удельная теплота, затрачиваемая на нагрев материала от температуры θ _н до температуры θ _к, кДж/кг;

   q_пот – удельные потери теплоты, Дж/кг;

   С_ω – теплоёмкость воды, С_ω =4190 Дж/(кг∙ ˚ С)

 

Значение q_мат рассчитывается по следующей формуле:

                               Q_мат=G∙ C_м∙ (θ _к-θ _н)/W                       (2)

 

где θ _к – конечная температура материала (на выходе из сушилки), ˚ С. θ _к следует принимать на 10-30 ˚ С меньше температуры отходящего сушильного агента.

  W – количество влаги, удаляемой из материала в процессе сушки при уменьшении влагосодержания материала (считая на абсолютно сухое вещество) от ω _к, кг/с;

                                              W=G∙ (ω _н-ω _к)                                      (3)

 

Величину q_пот можно определить по следующей формуле:

 

                                  q_пот=(0, 05-0, 10) q_т                                  (4)

 

где q_т – удельная теплота в теоретической сушилке, Дж/кг;

 

                                   q_т=(I_Н-I_Т)/(Х_вых-Х₀)                               (5)

 

После определения поправки Δ q для реального процесса сушки находим энтальпию реального процесса I, Дж/кг, для чего воспользуемся уравнением:

 

                                     I=I_Н- Δ q(Х-Х₀)                              (6)

 

где Х – произвольное значение, принимаем меньше Х_вых.

 

На пересечении линии энтальпии I и принятого значения Х получим точку Д (смотри рисунок 22). Соединив точки В и Д на пересечении с линией t_В.К. получаем точку С и значение Х_К. Таким образом, отрезок ВС характеризует линию реального процесса сушки.

Найденное значение Х_К позволит рассчитать расход сухого воздуха G_C, кг/с в сушилке, воспользовавшись следующей формулой:

                                  G_С=W/(Х_K-Х_H)                                               (7)

 

Тогда, расход влажного воздуха на выходе из сушилки V_B, м³/с:

 

                                         V_B=V_уд∙ G_C                                                 (8)

 

где V_уд – удельный объём влажного воздуха (отнесённый к 1 кг сухого воздуха).

 

                                     V_уд=R_BT/(П-φ _ВР_нас),                                    (9)

 

где R_B – газовая постоянная для воздуха, R_B=287 Дж/(кг∙ К);

  Т – температура воздуха на выходе из сушилки, К;

  П – общее давление паро-воздушной смеси, Па;

  φ _В – относительная влажность воздуха в долях;

  Р_нас – давление насыщенного водяного пара, Па (смотри таблицу 14)

 

Таблица 14 – Теплофизические свойства воды и насыщенного пара.

tкон, ˚ С	Абсолютное давление р∙ 105, Па	ρ, кг/м3	μ ∙ 106, Па∙ с	ср, Дж/(кг∙ К)	λ ∙ 102, Вт/(м∙ К)	ρ, кг/м3	rкон, кДж/кг	μ ∙ 106, Па∙ с	ср, Дж/(кг∙ К)	λ ∙ 102, Вт/(м∙ К)
		вода				пар
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200	0, 00638 0, 0127 0, 0241 0, 0439 0, 0762 0, 127 0, 206 0, 322 0, 489 0, 724 1, 047 1, 480 2, 052 2, 792 3, 734 4, 919 6, 387 8, 187 10, 366 12, 970 16, 06	1000 1000 998 996 992 988 983 978 972 965 958 951 943 935 926 917 907 897 887 876 864	1790 1310 1000 804 657 549 470 406 355 315 282 256 231 212 196 185 174 163 153 145 138	4230 4190 4190 4180 4180 4180 4180 4190 4190 4190 4230 4230 4230 4270 4270 4320 4360 4400 4440 4477 4473	55, 1 57, 5 59, 9 61, 8 63, 4 64, 8 65, 9 66, 8 67, 5 68, 0 68, 3 68, 5 68, 6 68, 6 68, 5 68, 4 68, 3 67, 9 67, 5 66, 8 66, 1	0, 0048 0, 0094 0, 0173 0, 0304 0, 0511 0, 088 0, 1301 0, 198 0, 293 0, 423 0, 597 0, 825 1, 12 1, 49 1, 96 2, 54 3, 252 4, 113 5, 145 6, 378 7, 84	2493 2512 2448 2425 2403 2380 2357 2333 2310 2285 2260 2334 2207 2179 2150 2120 2089 2056 2021 1984 1945	- - - - - - - - - - 11, 7 12, 6 13, 1 13, 6 14, 1 14, 7 15, 2 15, 8 16, 4 16, 9 17, 4	- - - - - - - - - - 2011 2053 2095 2179 2221 2304 2388 2472 2556 2723 2849	- - - - - - - - - - 2, 41 2, 59 2, 75 2, 93 3, 07 3, 31 3, 48 3, 69 3, 83 4, 09 4, 30

 

Найденные значения позволяют определить внутренний диаметр D, м, сушильного барабана.

 

                                                                              (10)

где φ – коэффициент заполнения барабана, φ = 0, 1 ÷ 0, 25;

ω _г – скорость газа на выходе из барабана, м/с;

 

Таблица 15 – Средняя скорость отходящих газов в барабанной сушилке.

Размер частиц	Скорость газов ω г (м/с) при насыпной плотности материала, кг/м3
	350	1000	1400	1800	2200
0, 3-2 более 2	0, 5-1 1-3	2-5 3-5	3-7, 5 4-8	4-8 6-10	5-10 7-12

 

Длина барабана L, м, определяется по формуле:                                                

            

                                      L=4V_б/(π D²)                                            (11)

 

где V_б – объём сушильного барабана, м³,

                                                     

                                         V_б=W/A_ν                                                      (12)

 

где А_ν – напряженность барабана по влаге, кг/(м³∙ с). данная величина устанавливается опытом, данные для некоторых продуктов приведены в таблице 16.

По рассчитанным значениям L и D выбирают стандартную сушилку (по таблицам 11 и 12). Если в результате расчёта получили значительные отклонения от стандартных значений L и D, то рекомендуется уменьшить скорость газов (таблица 15) и повторить расчёт.

 

 

Таблица 16 – Опытные данные по сушке некоторых материалов в барабанных сушилках.

Материал	Размер частиц	ω н, %	ω к, %	t1, ˚ C	t2, ˚ C	Aν , кг/ (м3∙ ч)	Тип (параметры) внутренних распределительных систем барабана
Глина: Простая Огнеупорная Известняк   Инфузорная земля Песок   Руда: Железная(магнито-горская) Марганцевая Железный колчедан     Сланцы Уголь: Каменный Бурый Торф фрезерный Фосфориты Нитрофоска   Аммофос Диаммофос Суперфосфат гранулированный Преципитат   Сульфат аммония Хлорид бария Фторид алюминия     Соль поваренная Пшеница Жом свекловичный	- - 0-15 0-20 - -     0-50   2, 5 -     0-40   - 0-10 - - 0, 5-4, 0   1-4 1-4 1-4   -   - - -     - - -	22 9 10-15 8-10 40 4, 3-3, 7     6, 0   15, 0 10-12     38   9, 0 30 50 6, 0 -   8-12 3-4 14-18   55-57   3, 5 5, 6 48-50     4-6 20 84	5 0, 7 1, 5 0, 5 15 0, 05     0, 5   2, 0 1-3     12   0, 6 10-15 20 0, 5 1   1, 5 1 2, 5-3, 0   -   0, 4 1, 2 3-5, 5     0, 2 14 12	600-700 800-1000 1000 800 550 840     730   120 270-350     500-600   800-1000 430 450 600 220   350 200 550-600   500-700   82 109 750     150-200 150-200 750	80-100 70-80 80 120 120 100     -   60 95-100     100   60 150-200 100 100 105   110 90 120   120-130   - - 220-250     - 50-80 100-125	50-60 60 45-65 30-40 50-60 80-88     65   12 20-30     45-60   32-40 40-65 75 45-60 0, 5-4, 0   15-20 8-10 60-80   28-33   4-5 1, 0-2, 0 18     7, 2 20-30 185	Подъёмно-лопастная » » » Распределительная Распределительная и Перевалочная   Подъёмно-лопастная   Распределительная Подъёмно-лопастная секторная (d=1, 66 м, L=14 м) Подъёмно-лопастная   » » » » Подъёмно-лопастная Секторная То же » То же (d=2, 8 м, L=14 м) То же (d=3, 2 м, L=22 м) Подъёмно-лопастная » Подъёмно-лопастная и секторная (n= =3 об/мин) подъёмно-лопастная распределительная

Механический расчёт.

Механическая часть расчёта проводится по следующему плану:

- выбор конструкционных материалов;

- расчёт барабана на прочность;

- расчёт барабана на жесткость;

- расчёт бандажей;

- расчёт опорных и упорных роликов;

- расчёт напряжений в бандаже от температурных воздействий;

- расчёт бандажа на выносливость.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: