Реферат: Расчет барабанной сушилки, обогреваемой воздухом
Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО «Сибирский Государственный Технологический Университет»
Факультет: ХТФ ЗДО
Кафедра промышленная экология и процессы аппаратов химических
производств
Расчет барабанной сушилки обогреваемой воздухом
Пояснительная записка
(ПЭ ПАХП.000000.016.ПЗ)
Руководитель:
________________ Шайхутдинова М.Н.
(подпись)
_____________________________
(оценка, дата)
Разработал:
Студент группы 0305 курс 5
______________
(подпись)
_____________________________
(дата)
Реферат
В курсовом проекте приведены результаты расчета барабанной сушилки обогреваемой воздухом. Целью которого является определение основных размеров сушильного аппарата, его гидравлического сопротивления. В расчет вспомогательного оборудования входит: расчет калорифера для нагревания воздуха, подбор вентиляторов, циклона, рукавного фильтра. По результатам расчета, по нормалям подбирают стандартное оборудование.
Курсовой проект содержит расчетно-пояснительную записку из страниц текста, 4-литературных источника и графическую часть из 2 листов формата А1.
Описания конструкции и принципа действия барабанной сушилки
Барабанные сушилки. Эти сушилки широко применяются для непрерывной сушки при атмосферном давлении кусковых, зернистых и сыпучих материалов (минеральных солей, фосфоритов и др.)
Барабанная сушилка имеет цилиндрический барабан, установленный с небольшим наклоном к горизонту (1/15—1/50) и опирающийся с помощью бандажей 2 на ролики 3. Барабан приводится во вращение электродвигателем через зубчатую передачу 4 и редуктор. Число оборотов барабана обычно не превышает 5 — 8 об мин; положение его в осевом направлении фиксируется упорными роликами 5. Материал подается в барабан питателем 6, предварительно подсушивается, перемешиваясь лопастями 7 приемно-винтовой насадки, а затем поступает на внутреннюю насадку, расположенную вдоль почти всей длины барабана. Насадка обеспечивает равномерное распределение и хорошее перемешивание материала по сечению барабана, а также его тесное соприкосновение при пересыпании с сушильным агентом — топочными газами.
Газы и материал особенно часто движутся прямотоком, что помогает избежать перегрева материала, так как в этом случае наиболее горячие газы соприкасаются с материалом, имеющим наибольшую влажность. Чтобы избежать усиленного уноса пыли с газами последние просасываются через барабан вентилятором 8 со средней скоростью, не превышающей 2— 3 м/сек. Перед выбросом в атмосферу отработанные газы очищаются от пыли в циклоне 9. На концах барабана часто устанавливают уплотнительные устройства (например, лабиринтные), затрудняющие утечку сушильного агента.
У разгрузочного конца барабана имеется подпорное устройство в виде сплошного кольца или кольца, образованного кольцеобразно расположенными поворотными лопатками (в виде жалюзи). Назначение этого кольца — поддерживать определенную степень заполнения барабана материалом; как правило, степень заполнения не превышает 20%. Время пребывания обычно регулируется скоростью вращения барабана и реже — изменением угла его наклона. Высушенный материал удаляется из камеры 10 через разгрузочное устройство 11, с помощью которого герметизируется камера 10 и предотвращается поступление в нее воздуха извне. Подсосы воздуха привели бы к бесполезному увеличению производительности и энергии, потребляемой вентилятором 8.
Устройство внутренней насадки барабана зависит от размера кусков и свойств высушиваемого материала.
Подъемно- лопастная насадка используется для сушки крупнокусковых и склонных к налипанию материалов, а секторная насадка — для малосыпучих и крупнокусковых материалов с большой плотностью. Для мелкокусковых, сильно сыпучих материалов широко применяются распределительные насадки. Сушка тонкоизмельченных, пылящих материалов производится в барабанах, имеющих перевалочную насадку с закрытыми ячейками. Иногда используют комбинированные насадки, например подъемно-лопастную (в передней части аппарата) и распределительную.
Типы промышленных барабанных сушилок разнообразны: сушилки, работающие при противотоке сушильного агента и материала, с использованием воздуха в качестве сушильного агента, контактные барабанные сушилки и др.
Типы насадок барабанных сушилок:
а – подъемно лопастная; б – секторная; в, г – распределительная; д – перевалочная
Достоинства барабанных сушилок:
1 интенсивна и равномерная сушка вследствие тесного контакта материала и сушильного агента.
2 большое напряжение по влаги достигающее и более.
3 компактность установки.
1. Расчет сушильной камеры
1.1 Количество влаги, испаряемой за час
1.2 Количество материала, высушенного за час
1.3 Размеры сушильного барабана
Объем барабана
Где А- напряжение барабана по влаги, определяемое опытным путем, [приложение А4]. А=4
Отношение длины барабана к диаметру должно быть 3,5÷7; принимают Диаметр барабана находят из соотношения
Длина барабана
По нормалям завода «Прогресс» выбирают сушильный барабан с диаметром d=2000мм и длиной L=8000мм.
Число оборотов барабана в 1сек
Где a- опытный коэффициент; tga-тангенс угла наклона барабана; τ-время пребывания материала в барабане, сек.
Время пребывания материала в барабане
Здесь Gср- средняя масса материала, проходящего через барабан; = 0,12- коэффициент заполнения барабана; pсрpм=745 — средняя насыпная плотность материала.
Барабаны имеют угол наклона к горизонту 0,5-6°; принимают = 2°, tgc=0,035. Тогда
Где 1,2-коэффициент для подъемно-лопастной насадки.
Потери тепла в окружающую среду
Где Fбок – боковая поверхность барабана, м2 ;tст — температура стенки барабана с внешней стороны, ;t0-температура окружающей среды,; α-коэффициент теплоотдачи от стенки барабаны в окружающую среду, . Он равен:
Где αк-коэфициент теплоотдачи за счет вынужденной конвекции окружающей среды относительно наружной поверхности вращающего барабана, — коэффициент теплоотдачи излучением,
Принимают tст =25и определяют режим движения окружающего воздуха относительно наружной поверхности барабана:
Здесь
относительная скорость движения воздуха; L=d=2,1м – в данном случае определяющий размер с учетом возможной толщины тепловой изоляции; плотность воздуха при 25; вязкость воздуха при 25оС.
Коэффициент теплоотдачи от стенки барабаны в окружающую среду за счет вынужденной конвекции
-
где-теплопроводность воздуха при 25.
Определяют коэффициент теплоотдачи излучением
Где с0=5,7 -коэффициент лучеиспускания абсолютного тепла; ε=0,95-степень черноты для поверхности покрытой черной краской.
Коэффициент теплоотдачи от стенки барабана к воздуху
Определяют необходимую толщину слоя изоляции. В качестве изоляционного материала выбирают шлаковую вату с