Определение гидравлического сопротивления установки

Определим значение критерия Рейнольдса в трубопроводе:

Значение соответствует развитому турбулентному режиму. По формуле Никурадзе [4, стр,160, ф.(2.28в)] определили коэффициент гидравлического сопротивления трубопровода:

Посчитаем гидравлическое сопротивление установки:

где , откуда ,

 - гидравлическое сопротивление сушильного барабана,

ранее определенный гидравлическое сопротивление калорифера: .

Расчет напора

Определим коэффициенты местных сопротивлений:

4 колена ξ₁ = 2, вентиль ξ₂ = 0,89.

Напор вентиля:

Выбираем по [14, стр. 82, табл. 15] вентилятор ВМ-100/1200.

Диаметр рабочего колеса, мм………………………………………….1325

Скорость вращения колеса, об/мин……………………………………1480

Наибольшая допустимая температура всасываемого воздуха, ⁰С…...200

Температура дутья, ⁰С…………………………………………………...80

Производительность, тыс. м³/ч………………………………………….96,75

Полное давление, кГ/м²………………………………………………….1158

Полный наибольший КПД………………………………………………0,695

Потребляемая мощность, кВт…………………………………………...440

Маховой момент ротора, кГ·м²………………………………………….1200

Вес (без электродвигателя), кг…………………………………………..4000

Выбор электрофильтра

Для снижения концентрации пыли в отработанном воздухе сушильной установки, которая не должна превышать санитарных норм (предельно допустимая концентрация пыли в воздухе рабочей зоны), устанавливают вторую ступень очистки воздуха. В качестве второй ступени используют мокрые пылеуловители или электрофильтры.

Электрофильтры применяются при больших объемах очищаемого газа как наиболее эффективные пылеочистительные устройства (степень очистки до 99%). Кроме того, высушиваемый материал растворим в воде, и для его выделения пришлось бы направлять сточные воды мокрого пылеуловителя на выпарку, кристаллизацию и возвращать на сушку. Использование же электрофильтра позволяет напрямую отправлять осажденный материал на выходной конвейер установки.

В электрофильтре запыленный газ проходит через постоянное электрическое поле высокого напряжения (несколько тысяч вольт), под действием которого газ почти полностью ионизируется (наблюдается ударная ионизация). Ионизация — процесс распада газа на ионы и электроны. Электроны быстро движутся к противоположному по знаку электроду, вызывая протекание тока через газ (коронирующий разряд). Образующиеся ионы сталкиваются с частицами пыли и заряжают их. Заряженные частицы пыли отклоняются в электрическом поле к осадительным электродам, заряженным положительно, и осаждаются на них. Удаление пыли с электродов осуществляется периодическим встряхиванием последних посредством специального устройства.

Для предотвращения искрового разряда между электродами (короткого замыкания) электрическое поле делают неоднородным, для чего используют электрода специальной формы: трубчатые и пластинчатые.

Выбор электрофильтра осуществляется по требуемой производительности по очищаемому газу из условия того, что скорость движения газа в электрофильтре должна лежать в определенных пределах (обычно ).

Требуемая производительность электрофильтра по газу составляет . Этой производительности соответствует односекционный электрофильтр ЭГА-10-4-6-3 (производительность до 39600 м³/ч при скорости газа 1 м/с, активный объем 126,7 м³, площадь активного сечения 11 м², площадь поверхности осаждения 967 м², массовая концентрация пыли на входе не более 90 г/м³, масса 27000 кг. В рассчитываемой установке скорость газа в электрофильтре составит: , что не выходит за рекомендованные рамки.

Выбор питателя.

Шнековые питатели (конвейеры) предназначены для пневмотранспорта пылевидных и мелко зернистых материалов. Они обеспечивают непрерывную и равномерную подачу пыли в трубопро вод. Модифицированный питатель состоит из загрузочной камеры, быстроходного шнека с электродвигателем, броневой гильзы, смесительной камеры собратным грузовым клапаном и коллектора для подвода сжатою воздуха. Шнек выполен суменьшенным шагом заборных и увеличивающимся шагом напорных витков, что улучшает работу питателя (не требует дозатора, исключает пиковые нагрузки и уменьшает износ шпека). Шнек закрепляется на валу электродвигателя через специальную втулку с помощью шпильки, проходящей внутри вала шнека, и вала электродвигателя. Рабочая поверхность витков шнека наплавляется износоустойчивыми электродами. Конструкция подвески обратного клапана выполнена на выносных опорах. Лобовая крышка смесительной камеры быстросьемная.

Питатели устанавливают непосредственно под бункерами за шиберным затвором, необходимым для прекращения подачи пыли в насос при проведении ремонтных работ. В зависимости от физико-механических свойств транспортируемых материалов шнек выполняется с постоянным или переменным (уменьшающимся) шагом для придания материалу уплотнения перд разгрузкой в трубу. Скорость вращения шнека обычно находится в пределах 750 – 1000 об/мин;подаваемыйим материалпринудително направляется в диффузор, служащий одновременно и смесительнойкамерой. Вход в смесительную камеру может быть закрыт клапаном в аварийных случаях, например при заклинивании шнеквала. Привод вала может быть ручным или пневматическим. Выбираем по [15, стр.547] по производительности шнековый питатель К-287С.

 

Производительность, т/ч.......................10

Дальность подачи, м:

по iгоризонтали......................................200

по вертикали...........................................30

Давление возуха в трубе, Н/см²………40

Расход воздуха м³/мин..........................4,1

Диаметр трубопровода, мм…………..100

Мощность элекродвигателя, кВт…….14

Габаритные размеры…………….2,38×5,2×0,65

Масса, т………………………………..0.9

У питателей типа К вследствие уменьшения шага витков шнека и постепенного уплотнения материала требуются повышенные скорости истечения воздуха на сопел (для лучшего дыхания). В условиях больших длин трубопровода это приводит к повешению расхода и давления в рабочей камере, осoбеннo для матеpиалов ,склонных к слеживанию в этих условиях потери давлениявкамере смешения достигают (100 - 150)кПа. Срок службы шнека на абразивных материалах снижается до 300ч, а с наплавкой шнека не превышает 600ч.

Для снижения подачи пыли шнековыми питателями предусмотрено регулирование скорости вращения шнека через текстропную передачу.

 

 

Расчет затвора.

Затворы предназначены для загрузки и выгрузки материала из сушильного аппарата, выгрузки пылевидных материалов из бункеров пылеулавливающих аппаратов.

Рассчитаем условный диаметр затвора-мигалки, который также обеспечивает ликвидацию подсосов воздуха в аппараты:

где

G_ул – масса уловленной пыли (твердого материала), пропускаемой через мигалку, кг/с;

q – удельная нагрузка мигалки (можно принять равной 60 – 100 кг/(см²·ч)).

тогда

Принимаем d = 100 мм [15,стр. 538, табл. П.2.9.1].

 

Расчет бункера.

Бункеры представляют собой грузохранилища требуемой емкости. Они могут быть различной геометрической формы.

Рассчитаем бункер, имеющий цилиндрическую обечайку и коническое днище с углом 60⁰.

Расчет бункера имеет приблизительный характер, т.к. его размеры определяют из того соображения, что в бункере содержаться материала в количестве запаса примерно на 2 часа.

Найдем двухчасовой объем материала из расхода влажного материала:

Для расчета бункера воспользуемся основами геометрии.

Объем цилиндрической части:

Для нахождения объема конуса необходимо Знать его высоту, которую определим из прямоугольного треугольника (на рисунке не показан):

Объем конуса:

Полный объем бункера:

Поскольку полный объем бункера равен двухчасовому объему материала, а высота цилиндрической части обычно почти равна его диаметру, то получим следующее уравнение:

Тогда диаметр бункера будет равен:

Выбираем бункер с диаметром цилиндрической части 2 м.

Список использованной литературы

1. Мясоеденков В.М. Расчет барабанной сушильной установки (Учебно-методическое пособие), М.: ИПЦ МИТХТ, 2000.

2. Павлов К.Ф., Романков П.Г, Носков А.А. Примеры и задачи по курсу ПАХТ, Л.: Химия, 1976.

3. Варфоломеев Б.Г., Карасев В.В. Тепловая изоляция аппаратов, М.: изд-во МИТХТ, 2000.

4. Айнштейн В.Г. и др. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии, М.: Химия, 1999.

5. Дытнерский Ю.И. и др. Основные процессы и аппараты химической технологии, М.: Химия, 1991.

6. Мясоеденков В.М. Подбор конденсатоотводчиков (учебно-методическое пособие), М.: ИПЦ МИТХТ, 2000.

7. Лащинский А.А., Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Справочник, Л.: Машиностроение, 1970.

8. Чернобыльский И.И., Тананайко Ю.М. Сушильные установки химической промышленности, Киев: Техшка, 1969.

9. Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача, М.: Высшая школа, 1980.

10. Гельперин Н.И. и др. Методические указания по курсовому проектированию сушильных установок, М.: изд-во МИТХТ, 1976.

11. Мясоеденков В.М. Расчет и подбор циклонов, М.: изд-во МИТХТ, 2000.

12. Сушильные аппараты и установки. Каталог, М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1988.

13. Чернобыльский И.И. и др. Машины и аппараты химической промышленности, М.: МАШГИЗ, 1962.

14. Галимзянов Ф.Г. Атлас конструкций. Вентиляторы. Справочное пособие, М.: государственное научно – техническое издательство машиностроительной литературы, 1963.

15. Ладыгичев М.Г., Бернер Г.Я. Зарубежное и отечественное оборудование для очистки газов. Справочное издание, М.: Теплотехник, 2004.

Приложения.

 

 6.1. Описание технологической схемы

Влажный материал со склада направляется на элеватор влажного материала (поз. Э). По нему материал движется в бункер влажного материала (поз. Б1), откуда шнековым питателем (поз. П) с постоянным расходом G_н = 3500 кг/ч подается в загрузочную камеру барабанной сушильной установки. Двигаясь вдоль барабана, материал соприкасается с сушильным агентом (воздухом), получая от него теплоту и отдавая ему влагу.

Высушенный материал (с производительностью G _см = 0,904 кг СМ/с) из барабана через разгрузочную камеру попадает в бункер высушенного материала (поз. Б2). Из него материал ссыпается на ленточный транспортер сухого материала (поз. ЛТ). По ленточному транспортеру сухой материал отправляется на склад.

Воздух (с объемным расходом V=4,466 м³/ч) под действием разряжения, создаваемого вентилятором ВМ-100/1200 (поз. В), засасывается в калориферную установку КП3-СК-01 АУЗ (поз. Ка). В калориферной установке ему сообщается необходимая для процесса сушки теплота  за счет конденсации греющего пара в теплообменных трубах калориферов. Нагретый воздух (с температурой t₁= 110 °C) через штуцер прямоточной загрузочной камеры направляется в сушильный барабан, где передает тепло высушиваемому материалу.

Отработанный воздух (с температурой t_к = 65⁰C) направляется через штуцер загрузочной камеры в батарейный циклон ЦН-15 (поз. Ц), где из него осаждается основная часть захваченной в барабане пыли. Далее воздух через регулировочный вентиль перекачивается вентилятором в электрофильтр ЭГА-10-4-6-3 (производительность до 39600 м³/ч при скорости газа 1 м/с, активный объем 126,7 м³, площадь активного сечения 11 м², площадь поверхности осаждения 967 м²) (поз. ЭФ). В нем происходит окончательная очистка газа от примесей высушиваемого материала, после чего воздух выбрасывается в атмосферу.

Осажденные в циклоне и электрофильтре частицы высушиваемого материала направляются на конвейер сухого материала.

 

---

Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 451; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!