Сушильная установка непрерывного действия. Сушка в псевдоожиженном слое - Физика и энергетика курсовая работа

Главная

Физика и энергетика
Сушильная установка непрерывного действия. Сушка в псевдоожиженном слое

Технологическая схема процесса сушки твердого материала в псевдоожиженном (кипящем) слое. Оценка лимитирующей стадии. Сопротивление газораспределительной решетки и выбор живого сечения. Расчёт шнекового питателя. Гидравлическое сопротивление циклона.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Исходные материалы, промежуточные и конечные твердые продукты многих химических производств часто содержат то или иное количество жидкости. Необходимость частичного или полного удаления жидкости диктуется различными причинами:
влажный продукт может портиться при хранении, так как влага вредно воздействует на некоторые материалы (смерзание в холодное время, образование плесени на пищевых продуктах и т.д.);
влажность полупродуктов может мешать дальнейшей обработке;
транспортировка сухих продуктов более экономична;
При большом начальном содержании жидкости лишь частичное ее удаление из твердых веществ возможно при помощи методов фильтрации и центрифугирования. Полное удаление влаги возможно только путем испарения этой жидкости и отвода образовавшихся паров - сушкой.
Процесс сушки является термическим процессом и требует подвода высушиваемому материалу достаточного количества тепла для испарения жидкости и обеспечения условий, необходимых для ее диффузии изнутри материала во внешнюю среду.
Поэтому, по своей физической сущности термическая сушка является сложным процессом тепло- и массообмена.
В данном курсовом проекте рассматривается процесс сушки твердого материала сахара в псевдоожиженном (ПС) или кипящем слое. В сушильных аппаратах с ПОС обычно сушат твердые частицы с размером зерен от 0,1 до 5 мм.
Как правило, такие сушилки обладают высокой надежностью. Преимущества сушки в ПС заключаются в интенсивном перемешивании твердых частиц с теплоносителем, что обеспечивает большую поверхность контакта фаз, а также в простой конструкции аппаратов.
Еще одной особенностью сушильных аппаратов с ПС является выравнивание температур в объеме слоя, поскольку псевдоожиженный твердый материал движется в сушилке в режиме, близком к идеальному перемешиванию, что приводит к увеличению скорости протекания процесса.
Технологическая схема процесса сушки твердого материала в псевдоожиженном (кипящем) слое представлена на рис. 1.
Влажный исходный материал сахар по ленточному конвейеру 1 подается в бункер шнекового питателя 2. Проходя шнековый питатель сахар поступает на газораспределительную решетку сушильного аппарата с псевдоожиженным слоем непрерывного действия 3. Процесс сушки осуществляется при помощи сушильного агента - горячего воздуха, - который с помощью вентилятора 4 нагнетается в сушильный аппарат. В вентилятор 4 поступает воздух комнатной температуры, поэтому его предварительно нагревают греющим паром в калорифере 5 до температуры 105оС.
Полученный сухой продукт через питатель 6 ссыпается на ленточный конвейер 7, откуда отводится в емкость сбора готового продукта 8.
В верхний штуцер сушильного аппарата 3 удаляется использованный сушильный агент. Так как в процессе псевдоожижения образуется пыль, она улетает вместе с использованным сушильным агентом. Для очистки воздуха применяют циклон 9, а также, для более глубокой очистки, ставят электрофильтр 10. Осажденная из воздуха пыль из циклона 9 поступает в бункер, откуда ссыпается на ленточный конвейер и, в результате, оказывается в емкости для готового продукта.
В аппарате держится разряжение в 15 мм. вод. ст., для предотвращения запыления воздуха в цеху.
Отработанный воздух высасывается из системы вентилятором 12, на схеме не показан.
Рис. 1 - Технологическая схема процесса
Тип сушильного аппарата: псевдоожиженный слой
Высушиваемый материал: сахарный песок
Производительность по влажному материалу: 500 кг/ч
Влажность материала: начальная - 4%(масс), конечная - 0,02%(масс)
Средний размер частиц: 0, 05-0,1 (20%); 0,01-0,2 (20%); 0,2-0,5 (50%); 0,5-0,8 (10%), мм
Температура сушильного агента: на входе в сушильный аппарат - 105°С, на выходе из аппарата - 45°С
Предполагаемый район строительства: Москва
Для начала необходимо провести расчет количества удаленной влаги. По следующему уравнению, воспользовавшись данными из технического задания, количество удаленной влаги W составит:
Количество удаляемого сухого материала:
Исходя из мат. баланса для аппарата можно написать:
Количество удаленной влаги необходимо для расчета расхода сушильного агента:
Воспользовавшись диаграммой Рамзина, можно получить следующие данные по влагосодержанию:
Тогда расход сушильного агента L составит:
Определение скорости псевдоожижения:
Из справочных данных плотность высушиваемого материала:
Плотность сухого воздуха при нормальных условиях 0 = 1,29 кг/м3. Рассчитаем плотность влажного воздуха (формула взята из источника):
В данной формуле имеем следующие параметры: T0 = 273 К, Т = 273 + 45 = 318 К - рабочая температура, = 2 = 0,56 - относительная влажность воздуха, П =15 мм вод. ст. = 0,0015 ат , П0 = 1 ат, pн = 0,0921 ат - нормальное давление насыщенного водяного пара.
Динамический коэффициент вязкости воздуха при t = 45 oC, определяемый по номограмме VI, равен: = 0,0195 сП = 0,0195·10-3 кг/м·с. Кинематическая вязкость воздуха можно определить, зная два параметра - динамический коэффициент вязкости и плотность влажного воздуха, - определенный ранее:
Имеем все параметры для определения числа Архимеда:
По заданию эквивалентный диаметр частиц примем равным 0,8 мм (dэ = 0.0008 м), тогда
Зная число Архимеда можно определить и критерий Рейнольдса:
Также есть другая формула определения критерия Рейнольдса, справедливая для начала режима псевдоожижения:
Очевидно, что из этой формулы мы можем определить скорость начала псевдоожижения:
Рабочее число псевдоожижения обычно выбирается из диапазона Kw = W/W0 = 1.5 2. Мы примем рабочее число псевдоожижения равным Kw = 1,5 и найдем рабочую скоростью сушильного агента из этого соотношения:
W = W0 · Kw = 0,234 · 1,5 = 0,351 м/с.
Удельный условный объем влажного воздуха по номограмме для определения относительного удельного объема при атмосферном давлении, температуре t = 18oC и влагосодержании x = 0,01 равен Vy = 0,933 м3/кг асв. Тогда
Для оценки лимитирующей стадии процесса, воспользуемся следующими критериальными уравнениями:
где в - коэффициент массоотдачи, R - радиус частицы, Dт - коэффициент диффузии влаги в сахаре.
где в - коэффициент массоотдачи, d - диаметр частицы, Dса - коэффициент диффузии влаги в сушильном агенте.
где Re - критерий Рейнольдса, Sc - критерий Шмидта
Для начала необходимо рассчитать рабочий критерий Рейнольдса при условии, что мы уже приняли выше рабочее число псевдоожижения Kw = 1,5:
Затем рассчитывается критерий Шмидта:
где н - кинематическая вязкость воздуха, так же рассчитанная нами выше.
После чего значения критериев Рейнольдса и Шмидта подставим в уравнение для определение Шервуда:
Из уравнения для Шервуда выразим коэффициент массоотдачи:
И подставив коэффициент массоотдачи в уравнение для критерия Био, получим:
Критерий Био имеет значение больше 20, что говорит о том, что в процессе сушки сахара лимитирует стадия диффузии влаги внутри частицы, то есть задача внутренняя.
Площадь газораспределительной решетки. Площадь газораспределительной решетки можно определить, использую формулу:
Диаметр газораспределительной решетки ищется по уравнению площади круга:
Таким образом, диаметр газораспределительной решетки составит
Примем диаметр решётки равный 0,9 м
Сначала необходимо установить время пребывания частиц в аппарате. Так как сушка происходит в условиях внутренней задачи, как показано выше, то время пребывания будет лимитироваться скоростью диффузии влаги через поры частицы сахара. Теоретически, самые большие поры будут составлять в размере радиус частицы.
Итак, примем, что критерий Фурье Foср будет равен 1, то есть концентрация влаги в частице изменится значительно, а именно в e раз.
Можем посчитать масштаб времени фm:
Чтобы частица высохла наверняка, примем среднее время пребывания её в аппарате равным 5 масштабам времени, то есть:
Теперь рассчитаем загрузку аппарата, то есть массу твёрдого материала находящуюся в аппарате:
Перейдём к расчёту высоты псевдоожиженного слоя из формулы:
Где е - порозность псевдоожиженного слоя, рассчитываемая по формуле:
Reр - рабочее число Рейнольдса, равное:
высота псевдоожиженного слоя тогда будет:
Так как высота псевдоожиженного слоя мала, это значит, что мы можем сами задать высоту слоя, обычно принято задавать высоту, равную:
Высота аппарата над распределительной решеткой складывается из двух величин: высоты сепарационного пространства и рабочей высоты псевдоожиженного слоя:
Высоту сепарационного пространства сушилки с псевдоожиженным слоем принимают в 4 - 6 раз больше высоты псевдоожиженного слоя, т.е. принимаем Нсеп = 1,8 м.
Таким образом, зная две составляющие формулы, можно найти численное значение высоты аппарата над распределительной решеткой:
Для определения общей высоты аппарата необходимо добавить к высоте над распределительной решеткой высоту нижней части аппарата, которую примем равной высоте «юбки». Поэтому, общая высота аппарата составит
Определение потерь тепла в окружающую среду
Определение коэффициента теплоотдачи.
Для определения потерь тепла в окружающую среду наружной поверхностью аппарата
необходимо знать коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции к окружающей среде, который может быть найден по следующей формуле:
где ' - коэффициент теплоотдачи конвекцией, '' - коэффициент теплоотдачи изоляцией.
Коэффициент теплоотдачи ' в условиях естественной конвекции можно рассчитать по формуле
где Nu - критерий Нуссельта, - коэффициент теплопроводности воздуха.
Критерий Нуссельта содержит неизвестный коэффициент теплоотдачи , поэтому является определяемым критериями подобия. При конвективном теплообмене уравнение подобия может быть представлено в виде
Re-критерий Рейнольдса; Gr - критерий Грасгофа; Pr - критерий Прандтля. В случае вынужденного движения жидкости и при развитом турбулентном режиме свободная конвекция в сравнении с вынужденной очень мала, поэтому уравнение подобия упрощается:
Для некоторых газов критерий Прандтля в процессе конвективного теплообмена почти не изменяется с температурой, поэтому уравнение подобия может принять еще более простой вид:
При свободном движении жидкости, когда вынужденная конвекция отсутствует, вместо критерия Рейнольдса вводится число Грасгофа:
Именно такой режим преобладает в сушильном аппарате с псевдоожиженным слоем. Поэтому для расчета критерия Нуссельта используют формулу:
Критерий Грасгофа характеризует соотношение подъемной силы, возникающей вследствие разности плотностей газа и силы молекулярного трения.
Для расчета критерия Грасгофа необходимо знать значение кинематической вязкости воздуха при средней температуре. Средняя температура (температуру поверхности приняли равной температуре на выходе из аппарата):
По таблице физических параметров сухого воздуха при давлении 1 бар для средней температуры 305 К:
Несмотря на то, что имеется табличное значение кинематической вязкости, проведем ее расчет для получения более точных данных и сравнения этих данных с табличными. Кинематический коэффициент вязкости:
где вл.в. - плотность влажного воздуха, которая может быть найдена по формуле (2а) ( = 70 % по диаграмме Рамзина при t = 32oC и x = 0,01; pн = 0,0433 ат при t = 32oC):
Тогда, кинематический коэффициент вязкости воздуха
Отсюда видно, что выбранное табличное значение и рассчитанное по формуле практически совпадают. Это свидетельствует о точности проведенных расчетов.
Кроме кинематической вязкости для расчета критерия Грасгофа необходимо определить коэффициент объемного термического расширения воздуха по формуле:
Учитывая следующие величины - высоту вертикального аппарата (в нашем случае, высота аппарата над газораспределительной решеткой Hапп) и ускорение свободного падения g = const = 9.81 м/с2, определим численное значение критерия Грасгофа
Критерий Прандтля Pr, определяющий физические свойства газа, может быть описан следующей формулой:
где - вязкость воздуха при средней температуре, - коэффициент теплопроводности воздуха при средней температуре. Для воздуха при атмосферном давлении в широком диапазоне температур 0 - 500 оС критерий Прандтля остается практически неизменным и равным 0,72.
Таким образом, зная оба критерия - Грасгофа и Прандтля, - можно рассчитать критерий Нуссельта, в которой участвуют также параметры C' и m, значения которых подбираются в зависимости от произведения (Gr · Pr):
Gr · Pr = 3,3·1010 · 0,72 = 2,38·1010
Полученное значение произведения двух критериев лежит в диапазоне 2·107 - 1·1013, поэтому значения параметров принимаются равными: C' = 0,135, m = 1/3.
Откуда найдем значение коэффициента теплоотдачи:
Для расчета '' воспользуемся формулой:
В этой формуле: - степень черноты излучающей поверхности (примем для асбеста = 0,96), С0 - коэффициент излучения абсолютно черного тела С0 = 5,7 Вт/(м2·К4). Тогда
И, наконец, коэффициент теплоотдачи = 4,76 + 6,19 = 11 Вт/(м2·К).
Площадь аппарата складывается из площадей геометрических фигур:
Sапп = Sцил + Sусеч.кон + Sверх.кон + Sнижн.кон(20)
а) цилиндрическая часть аппарата - пространство под газораспределительной решеткой - имеет боковую площадь, равную (R - радиус цилиндра, L - его высота, D - диаметр)
Sцил = 2RL = DL = 3,14 · 700 · 900 = 1,98·106 мм2;
б) усеченный конус - пространство над газораспределительной решеткой (R1, R2 - радиусы, соответственно, нижнего и верхнего оснований; L - длина боковой стороны):
R1 = 450 мм; R2 = 450 + 2200·tg15 = 1040 мм; L = 2200 / cos15 = 2278 мм
Sусеч.кон = (R1 + R2)L = 3,14·(450 + 1040)·2278 = 10,7·106 мм2;
Рис. 3 - Упрощенная схема крышек для расчета габаритов сушильного аппарата
в) верхние и нижние конические части. Так как размеры штуцеров намного меньше размеров самих крышек, будем считать крышки коническими поверхностями. Тогда при радиусе основания верхнего конуса Rверх = 1040 мм и длине стороны L = Rверх / sin60 = 1040 / sin60 = 1200 мм, площадь поверхности верхнего конуса составит
Sверх.кон = Rверх ·(Rверх + L) = 3,14 · 1040 · (1040 + 1200) = 7,31·106 мм2;
А при радиусе нижнего конуса Rнижн = 450 мм и длине стороны
L = Rнижн / sin60 = 450 / sin60 = 520 мм, площадь поверхности нижнего конуса будет равна
Sнижн.кон = Rнижн ·(Rнижн + L) = 3,14 · 450 · (450 + 520) = 1,37·106 мм2.
Таким образом, сложив все полученные площади геометрических фигур, найдем общую площадь поверхности аппарата:
Sапп = 1,98·106 + 10,7·106 + 7,31·106 + 1,37·106 21,9·106 мм2 = 21,9 м2.
Определение потерь тепла в окружающую среду
Итак, зная общую площадь поверхности аппарата Sапп и коэффициент теплоотдачи , определим потери тепла в окружающую среду по формуле:
В основе технологического расчета и построения в диаграмме I - x процесса в реальной сушилке лежит расчет параметра сушки:
qM - удельные потери тепла с уходящим (высушенным) материалом, которые можно определить по формуле
где t', t'' - начальная и конечная температуры равные, соответственно, 18 оС и 45 оС; СМ'' - теплоемкость сухого материала, по справочным данным СМ'' = 1,31 кДж/(кг·град); Св - теплоемкость воды, Св = 4,19 кДж/кг.
Удельные потери тепла в окружающую среду qокр:
Отрицательное значение параметра сушки говорит о том, что подвод теплоты в сушильной камере недостаточен для компенсации суммы теплопотерь. Тогда процесс сушки идет с понижением энтальпии. Компенсация теплопотерь осуществляется путем увеличения расхода сушильного агента (воздуха). Т.е. новое рассчитанное значение расхода сушильного агента должно превышать его значение при идеальном процессе сушки.
Расход сушильного агента для реального процесса сушки рассчитывается аналогично идеальному процессу:
Необходимо определить влагосодержание x2. Его определяют из уравнения
Зададимся x = 0,02 (выбираем произвольное значение x > x1), тогда зная I1 = 133 кДж/кг (расчет приведен в разделе идеальной сушки), можем посчитать значение I:
Воспользовавшись диаграммой Рамзина в координатах I - x, определим параметры для значения влагосодержания в точке 2: x2 = 0,028 кгВл/кгАСВ, I2 = 113 кДж/кгАСВ. Тогда расход сушильного агента составит
Полученное значение расхода в условиях реальной сушки, как мы и предполагали, получилось немного больше соответствующего значения в условиях идеальной сушки. Рассчитаем в процентах отличие вычислений при идеальном и реальном процессе сушки:
Тогда, зная условный удельный объем воздуха Vу = 0,933 м3/кг (см. идеальную сушку), найдем
Пересчет габаритов аппарата в реальных условиях сушки
Зная расход сушильного агента в реальных условиях пересчитаем габариты аппарата:
1) Площадь и диаметр газораспределительной решетки
Высота аппарата над распределительной решеткой Hапп = 2 + 0,333 = 2,33 м. Общая высота аппарата - Нобщ = 2,33 + 0,7 = 3,03 м.
Сопротивление псевдоожиженного слоя, газораспределительной решетки и общее сопротивление сушилки
Определение порозности псевдоожиженного слоя в рабочем состоянии
Порозность псевдоожиженного слоя в рабочем состоянии может быть найдена по формуле:
Учитывая, что при 105оС плотность сушильного агента (воздуха) равна = 0,932 кг/м3, вязкость воздуха = 2,25 · 10-5 Па·с, скорость сушильного агента по расчету в идеальном процессе сушки w = 0,351 м/с и диаметр частиц влажного материала d0 = 0,8 ·10-3 м, найдем критерий Рейнольдса по формуле:
Критерий Архимеда (тв = 1591,5 кг/м3 - плотность влажного материала):
Таким образом, порозность псевдоожиженного слоя равна:
Сопротивление псевдоожиженного слоя [4, стр. 310]
Сопротивление газораспределительной решетки и выбор живого сечения
Выбор живого сечения необходимо выполнять таким образом, чтобы обеспечивалось равномерное газораспределение. Для этого необходимо определить минимальное сопротивление решетки, достаточного для псевдоожижения слоя и его растекания в случае частичного внезапного обнажения решетки. Через отверстия в обнаженной части решетки будет проходить большее количество газа, и их сопротивление окажется больше сопротивления участков решетки, покрытых материалом. Для того, чтобы скорость газа в отверстиях, покрытых твердым материалом, не упала ниже скорости начала псевдоожижения, должно выполняться условие:
Расчет сопротивления решетки ведем по формуле [4, стр. 310]:
= 1,75 - коэффициент сопротивления решетки;
Fc = 0,02 - доля живого сечения решетки, принимаемая в интервале 0,02 - 0,1;
= 0,932 кг/м3 - плотность сушильного агента (воздуха) при 105оС;
w = 0,351 м/с - скорость сушильного агента.
Минимальное сопротивление решетки [4, стр. 310]:
Kw = 1,5 - рабочее число псевдоожижение (см. расчет рабочей скорости сушильного агента в процессе идеальной сушки);
0 = 0,4 - порозность неподвижного слоя для шарообразных частиц.
Таким образом, выполняется поставленное условие Рреш > (Рреш)min, следовательно выбор доли живого сечения был сделан правильно.
Общее гидравлическое сопротивление сушилки:
Число отверстий распределительной решетки
гдеDр = 1,0 м - диаметр распределительной решетки;
d0 = 0,002 м - диаметр отверстий решетки.
Рис. 4 - Газораспределительная решетка
В калориферной установки подогревается воздух в количестве 0,307 кг/с (см. расчет процесса идеальной сушки) от начальной температуры 18оС (средняя температура окружающей среды для г. Москва) до конечной температуры 140оС (при такой температуре воздух должен входить в сушильный аппарат). Давление греющего пара 0,42 МПа. В данном разделе необходимо установить тип калориферов, провести расчет их основных параметров и выбрать их габаритные размеры.
Перед основным расчетом проведем определение температуры греющего пара. Ее определяют экстраполяцией по данным из источника
В настоящее время промышленностью выпускаются только калориферы с биметаллическим спирально-накатным оребрением типа КП3-СК-01 АУЗ - средняя модель.
Рассмотрим два варианта калориферной установки - с одним и двумя калориферами в ряду.
Рис. 5 - Калориферные установки с одним и двумя калориферами в ряду
Допустимые скорости движения воздуха во фронтальном сечении калорифера V = 2 - 7 кг/м2·сек. Расчет скорости во фронтальном сечении установки с одним калорифером в ряду ведем по формуле:
где G - количество подогреваемого воздуха, кг/с fв - площадь фронтального сечения калорифера для прохода воздуха, м2.
Используя справочные данные, составим таблицу (табл. 1)
Выбор калориферов по скорости движения воздуха во фронтальном сечении (жирным выделены те скорости, которые удовлетворяют условию V = 2 7 кг/м2·сек). Для последующего рассмотрения пригодна более всего установка №6 для однорядных. Оценим величины коэффициентов теплопередачи в зависимости от скорости воздуха во фронтальном сечении калориферной установки и рассчитаем необходимую поверхность теплообмена установки по формуле:
где k - коэффициент теплопередачи (Вт/м2·град) в зависимости от скорости воздуха для каждого из калориметров; Q - мощность калориферной установки; Q = G · C · (tк - tн) = 0,307 · 1,01 · (105 - 18) = 27,9 кВт; t - температурный напор:
' = 143 - 18 = 125 oC; '' = 143 - 105 = 38 oC
Расчет необходимой поверхности и выбор констант теплопередачи сведем в таблицу
Таблица 1 - Определение Fн и выбор k
установка с одним калорифером в ряду
Значения констант теплопередачи определялись по данным в зависимости от скорости воздуха соответствующей калориферной установки интерполированием.
Число рядов калориферной установки и сопротивление каждой из установок определим по следующим формулам:
Запас по поверхности теплообмена на приемлемых вариантах калориферных установок определяется следующим образом:
где Fд - действительная поверхность, м2; Fд = F · n (F - поверхность одного калорифера)
Таблица 2 - Расчет запаса по поверхности
сопротивление одного калорифера Pкалорифера, Па
установка с одним калорифером в ряду
Запас по прочности поверхности нагрева установки составляет 10 - 20 %. Меньший запас недостаточен для компенсации возможного уменьшения теплопроизводительности калориферной установки, обусловленного отклонением фактических значений константы теплопроводности от их паспортных показателей, а также загрязнением поверхности в процесс эксплуатации. Запас в размере, превышающий рекомендованный, увеличивает стоимость установки.
Примем также критерий сопротивления установки Pу не более 250 Па. Таким образом, двум критериям соответствуют обе установки - №6 и
Окончательный выбор. Проведя все необходимые расчеты и сравнив полученные значения с рекомендованными, приходим к выводу, что наилучший вариант - однорядная калориферная установка с одним калорифером типа №6 в ряду.
Принимая, что установка представляет собой блок, собранный из одного калорифера, определим габариты калориферной установки:
Применение внешней изоляции необходимо для снижения тепловых потерь при проектировании теплообменных аппаратов. Изоляция химико-технологических аппаратов позволяет обеспечить надежное проведение технологического процесса. Другая функция тепловой изоляции - создание безопасных условий труда для персонала. Согласно санитарным нормам температура наружной поверхности изоляции аппаратов не должна превышать 40 - 50оС.
В качестве тепловой изоляции применяются самые разнообразные материалы с коэффициентом теплопроводности менее 0,125 Вт/мК при 25°С. Кроме невысокой теплопроводности изоляционные материалы должны удовлетворять следующим требованиям:
обладать малой кажущейся плотностью (менее 600 кг/м3) за счет высокой пористости. Пористость - положительное свойство изоляции, т.к. находящийся в порах воздух имеет низкую теплопроводность (возд = 0.026 Вт/мК);
обладать низкой гигроскопичностью, т.к. при впитывании влаги увеличивается теплопроводность изоляции за счет высокой теплопроводности влаги;
характеризоваться высокой теплоемкостью, чтобы иметь низкую температуропроводность;
обладать термостойкостью, механической прочностью, достаточной пластичностью, чтобы при колебаниях температур и механических нагрузок не изменялась структура изоляционного материала;
должны быть невосприимчивы к посторонним запахам и практически не иметь собственного запаха;
должны быть пожаробезопасными; не выделять при горении вредных и ядовитых веществ;
должны быть долговечными и дешевыми. Продолжительность эксплуатации мастичных изоляций составляет 5-10 лет, засыпных - до 4 лет, штучных (формованных) до 6-8 лет и оберточных - до 5-8 лет.
Согласно перечисленным требованиям к изоляционным материалам при имеющейся максимальной температуре воздуха 105оС можно использовать асбестовую ткань с хлопком (ГОСТ 6102-78). Характеристики материала:
Расчет толщины термоизоляции сушилки с псевдоожиженным слоем.
Основное уравнение для расчета толщины термоизоляции:
где tст2 - температура изоляции со стороны окружающей среды (воздуха); для аппаратов, работающих в закрытом помещении эта температура принимает значения в интервале 35 - 45 оС, поэтому принимаем tст2 = 40оС;
tст1 - температура изоляции со стороны аппарата; ввиду незначительного термического сопротивления стенки аппарата по сравнению с термическим сопротивлением слоя изоляции эту температуру принимают равной температуре греющего пара, т.е. tст1 = 143оС (при давлении греющего пара 0,42 МПа);
tокр.ср. - температура окружающей среды, tв = 18 оС;
и - коэффициент теплопроводности изоляционного материала; и = 0,124 Вт/(м·К);
в - коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности изоляционного материала в окружающую среду
Шнековый питатель изображен на технологической схеме (рис. 1) позицией 2. Необходимо подобрать шнековый питатель по числу оборотов винта. Производительность определяется по формуле:
где:G - производительность по влажному материалу; G = 500 кг/час;
- коэффициент поперечного сечения канала; = 0,25;
С - коэффициент, учитывающий угол наклона винта к горизонту ; С = 1 при =1;
jн - насыпной вес материала, рассчитываемый по формуле jн = j · (1 - 0) при значениях j = 1591,5 кг/м3 (плотность твердых частиц), 0 = 0,4; jн = 1591,5 · (1 - 0.4) = 955 кг/м3.
Таким образом, подставив числовые значения известных величин, получим зависимость числа оборотов от квадрата диаметра винта и его шага:
По методическим данным произведем подбор значений диаметра и шага винта по номинальному числу оборотов винта, составляющее n = 7,5 об/мин:
Выбираем шнековый питатель в соответствии с ГОСТ 2037-65:
Ленточные конвейеры применяются для транспортировки веществ. В нашем проекте используется два ленточных конвейера: один (на технологической схеме (рис. 1) под пунктом 1) доставляет влажный (исходный) материал к шнековому питателю, второй (на технологической схеме (рис. 1) под пунктом 7) - транспортирует высушенный материал (продукт) в емкость для сбора готового продукта 8.
Для транспортировки материалов будем использовать рифленые конвейерные ленты на основе хлопчатобумажных тканей, которые предназначены для конвейеров с углом наклона до 18о. Применяются на стационарных и подвижных конвейерах малой длины (от 40 до 105 м) при наличии влажности транспортируемого материала.
Сердечникпрорезиненный бельтинг Б-820
Прочность готовой ленты при разрыве, кгс/см ширины одной прокладки, не менее
Относительное удлинение при разрыве по основе не более 18 %
Относительное удлинение при нагрузке 18 кгс/см ширины одной прокладки 4 - 12 %
Характеристика обкладочной резины (ОПБ - особопрочный бельтинг)
Сопротивление разрывуне менее 200 кгс/см2
Относительное удлинениене менее 450 %
Расчет скорости движения ленточного конвейера
Необходимо рассчитать скорость движения ленточного конвейера, которую можно определить из уравнения для ширины грузонесущей ленты:
где: G - производительность по влажному материалу; G = 500 кг/час; jн - насыпной вес материала, см. расчет шнекового питателя jн = 955 кг/м3; С - константа, для плоской ленты с углом откоса насыпного груза на ленте 15о С = 240; B - ширина ленты, принимаем по данным. B = 0,80 м. W - скорость движения ленты.
Циклоны типа ЦН-15 являются наиболее универсальным типом пылеулавителей. Они предназначены для сухой очистки воздуха. Бункеры циклонов имеют пирамидальную форму. При работе циклонов должна быть обеспечена непрерывная выгрузка осажденной пыли. При этом уровень пыли в бункерах должен быть не ниже плоскости, отстоящей от крышки бункера на 0,5 диаметра цилиндрической части циклона.
Циклоны могут эксплуатироваться как по одиночке, так и группами. Группы циклонов используются при больших потоках воздуха. Необходимо определить тип циклона, его геометрические размеры.
Подбор циклона необходимо проводить по производительности:
где L - расход воздуха в реальных условиях (см. расчет процесса реальной сушки), Vу - удельный объем воздуха, который находится по номограмме [2, стр. 1234] при температуре 40оС (считаем, что температуры на выходе из сушильного аппарата и на входе в циклон одинаковы) и влагосодержании x = 0,028. Таким образом,
Руководствуясь справочными данными по подбору циклонов, находим, что при данной необходимой производительности циклона следует выбрать сборку из одиночного циклона «ЦМ-15».
Рассчитаем коэффициент гидравлического сопротивления одного циклона из четырех по формуле:
где = 150 - коэффициент гидравлического сопротивления циклона при чистом воздухе; K2 = 0,92 - поправочный коэффициент (для начальной запыленности 20 г/см3).
Определяем плотность воздуха в рабочих условиях (P = 0,998 ат, t = 40oC, плотность воздуха при нормальных условиях 0 = 1,293 кг/м3 [6]):
Оптимальные условия работы циклона ЦН-15 обеспечиваются при P/g = 50 100 м. Примем это соотношение P/g = 75. Находим условную скорость движения воздуха в циклоне из уравнения
Находим диаметр циклона по формуле:
Принимаем стандартное значение диаметра D = 700 мм. Уточняем значения Wусл и P/g для принятого значения диаметра:
Найденные значения Wусл и P/g не выходят за оптимальные пределы.
Технические характеристики сборки из 1-го циклона типа ЦН-15.
Рассматривается вариант с выводом очищенного газа через улитку.
от 630 м3/час при скорости 2.5 м/с до 22000 м3/час при скорости 4 м/с
Выбор геометрических размеров циклона.
Группа из 1 циклона ЦН-15 представлена на рис. 9. Ниже приведена таблица (табл. 4) основных геометрических размеров сборки (в мм).
Таблица 3 - Таблица размеров сборки из 1 циклона ЦН-15
сушка шнековый питатель сопротивление
Гидравлическое сопротивление циклона.
Основная формула для расчета гидравл
Сушильная установка непрерывного действия. Сушка в псевдоожиженном слое курсовая работа. Физика и энергетика.
Сочинение Какого Человека Можно Назвать Бездушным
7 Чудес Симферополя Реферат
Реферат: Проблема безработицы среди выпускников ВУЗов
Реферат по теме Что такое синергетика
Конспекты лекций: Патофизиология
Курсовая Работа На Тему Бизнес-План Как Основа Предпринимательской Деятельности
Отчет по практике по теме Анализ внешней и внутренней среды предприятия ОАО "Электроисточник"
Реферат по теме Конкуренция и рынок, виды конкуренции
Верстка Комикса Дипломный Проект
План Сочинения Маша И Дубровский
Контрольная работа по теме Социальные и биологические предпосылки формирования личности серийного сексуального убийцы
Курсовая Работа На Тему Логістика Закупки Молока На Тов "Брусилівський Маслозавод"
Дипломная работа по теме Проект электрификации фермы КРС на 400 голов с разработкой САУ водоснабжением в условиях ООО 'Пичуги' Ордынского района
Ответ на вопрос по теме Хроника основных событий Гражданской войны
Управління оборотним капіталом 2
Реферат На Тему Анализ Горимости Лесов Унгутского Лесничества Манского Лесхоза
Реферат: Анализ финансово хозяйственной деятельности на примере ООО Леспромхоз
Врачебные Ошибки В Акушерстве И Гинекологии Реферат
Дипломная работа по теме Анализ состояния молодежного туризма в Республике Таджикистан
Курсовая работа по теме Правовые гарантии реализации индивидуальной программы реабилитации инвалидов
Творчество Т.Н. Яблонской в 1950-60-е годы - Культура и искусство реферат
Графен и его удивительные свойства - Физика и энергетика презентация
Организация рабочего места в программном комплексе для автоматизации процессов налогового администрирования в территориальных налоговых органах ФНС России - Производство и технологии курсовая работа