Смекни!
smekni.com

Расчет и проектирование барабанной сушилки для сушки аммофоса (стр. 4 из 5)

Зная время пребывания, рассчитаем угол наклона барабана [5]:

(30)

о

Если полученное значение α' мало (меньше 0,5о), число оборотов барабана уменьшают и расчет повторяют сначала.

Далее необходимо проверить допустимую скорость газов, исходя из условия, что частицы высушиваемого материала наименьшего диаметра не должны уноситься потоком сушильного агента из барабана. Скорость уноса, равную скорости свободного витания ωс в, определяют по уравнению [4]:

(31)

где μср и рср – вязкость и плотность сушильного агента при средней температуре; d– наименьший диаметр частиц материала, м; Аг = d3рчрсрg/μср2 – критерий Архимеда; рч — плотность частиц высушиваемого материала, равная для аммофоса 1750 кг/м3.

Средняя плотность сушильного агента равна:

кг/м3

Критерий Архимеда:

Тогда скорость уноса:

м/с.

Рабочая скорость сушильного агента в сушилке (ωд = 2,746 м/с) меньше, чем скорость уноса частиц наименьшего размера ωс.в = 6,653 м/с, поэтому расчет основных размеров сушильного барабана заканчиваем. В противном случае (при ωд > ωс.в) уменьшают принятую в расчете скорость сушильного агента и повторяют расчет.

2. Технологический расчет вспомогательного оборудования.

2.1. Расчет вытяжного циклона.

Для выделения частиц сухого материала из воздуха, выходящего из барабанной сушилки, выбираем циклон конструкции НИИОГАЗ серии ЦН-24. Для циклона ЦН-24 оптимальная скорость воздуха 4,5 м/с [7].

Определим необходимую площадь сечения циклона:

(32)

где νг – объемный расход влажного сушильного агента на выходе из барабана, м3/с; ωопт – оптимальная скорость воздуха в циклоне, м/с.

м2.

Диаметр циклона:

(33)

м.

Диаметр циклона округляем до стандартного значения D = 2,4 м [3].

Действительная скорость воздуха в циклоне:

(34)

м/с.

Действительная скорость не должна отклоняться от оптимальной более чем на 15%. Данное условие сохранилось.

Определим потери давления в циклоне:

(35)

где ξ – коэффициент гидравлического сопротивления; ρ – плотность воздуха при рабочих условиях кг/м3.

ξ для циклона ЦН-24 равно 80 [2].

Плотность воздуха при рабочих условиях определим по формуле:

(36)

где ρ0 – плотность воздуха при нормальных условиях, кг/м3; t2 – температура воздуха на выходе из сушилки, оС.

кг/м3.

Тогда потери давления в циклоне:

Па.

2.2. Расчет вытяжного вентилятора.

Для транспортировки сушильного агента через сушильную установку применяют вытяжной вентилятор. Расчет ведем по летним условиям, так как летом нагрузка на вентилятор больше. Для его выбора рассчитываем полное гидравлическое сопротивление установки:

∆Р = ∆Рб.с +∆Рц +∆Рр.ф + ∆Рп (37)

Где ∆Рб.с, ∆Рц, ∆Рр.ф, ∆Рп, - гидравлическое сопротивление соответственно барабанной сушилки, циклона, рукавного фильтра, трубопровода, в Па.

∆Рб.с для сушилок диаметром до 2.8 м. составляет 20-35 мм. вод. ст. = 196-343 Па. [12].

Примем:

∆Рб.с = 343 Па.

∆Рц = 808 Па.

∆Рр.ф = 2000 Па.

Примем скорость воздуха в трубопроводе ωтр = 25 м/с.

Диаметр трубопровода:

(38)

Где V = 8.92 * 1.4 = 12,43;

d = 0,796 м.

Примем диаметр d = 800 * 15 мм, ωтр = 24,73 м/с.

Температура воздуха на входе в сушилку 273 ОС, на выходе из рукавного фильтра примем t = 70 ОС.

Средняя температура:

tср = (273+70)/2 =171,5 ОС.

ρ=1,04 кг/м3 [2]

μ=2,2*10-5 Па*с

Re = (24,73*0,8*1,04)/2,2*10-5 = 9,35*105

Примем, что трубы были в эксплуатации и имеют незначительную коррозию. Тогда ∆=0,15 мм. Получим:

e = 1,5*10-4 / 0,77 = 1,95*10-4,

10/e = 51282< Re = 935000< 560/e = 2871795.

Так как Re попадает в этот промежуток, расчет λ следует проводить для смешанного трения:

(39)

λ = 0,11*(1,95*10-4 + 68/935000)0,25 = 0,014 м.

Определяем коэффициенты местных сопротивлений [1]:

1) вход в трубу (принимаем с острыми краями); ξ1=0,5

2) колено с углом 90О; ξ2=1,1

3) выход из трубы; ξ3=1,0

Сумма коэффициентов местных сопротивлений:

Гидравлическое сопротивление трубопровода:

ΔРn = (0,014/0,77 + 4,8)*1,04*24,732/2 = 1642 Па.

Избыточное давление, которое должен обеспечить вентилятор для преодоления гидравлического сопротивления всей установки и трубопровода:

ΔР = 343 + 808 + 2000 + 1642 = 4793 Па.

Таким образом, необходим вентилятор высоко давления. Полезную мощность его находим по формуле:

Nn = V* ΔР = 12,83*4793 = 60 кВт.

В центробежных насосах вал электродвигателя обычно непосредственно соединяется с валом насоса; в этих случаях ηпер = 1.

ηн центробежных насосов большой подачи примем равной 0.9.

N = Nn/( ηпер* ηн) = 66,67 кВт.

Выбираем газодувку ТВ-450-1,08, которую можно считать вентилятором высокого давления, со следующими характеристиками:

Q=7,50 м3/с; ∆р=8000 Па; п=49,5 с-1; электродвигатель типа А2-92-2; N=125 кВт; ηдв=0,94.

3. Технологический расчет рукавного фильтра.

Для дальнейшей очистки воздуха после циклона устанавливаем рукавный фильтр. Фильтрующая поверхность аппарата определяем из выражения:

(40)

где Vп – объем газа, поступающего на очистку, м3/ч;

Vр – объем газа или воздуха, расходуемого на обратную продувку, м3/ч;

q – удельная газовая нагрузка при фильтровании, м3/(м2*мин);

Fp – фильтрующая поверхность, отключаемая на регенерации в течение 1 ч, м2.

Для фильтров с импульсной продувкой, в связи с кратковременностью процесса регенерации, поверхностью фильтра, выводимой из процесса фильтрации на время регенерации, и объемом газа, расходуемого на обратную продувку, можно пренебречь.

С достаточной для практических расчетов точностью удельная газовая нагрузка в рукавных фильтрах может определяться из следующего выражения:

q = qн·С1·С2·С3·С4·С5 (41)

где qн – нормативная удельная нагрузка, зависящая от вида пыли и ее склонности к агломерации, м3/(м2·мин):

qн = 2,6 м3/(м2·мин).

С1 – коэффициент, характеризующий особенность регенерации фильтровальных элементов. Для коэффициента, учитывающего влияние особенностей регенерации фильтровальных элементов, в качестве базового варианта принимается фильтр с импульсной продувкой сжатым воздухом с рукавами из ткани.

Для этого аппарата коэффициент C1 = l [8].

С2 – коэффициент, учитывающий влияние концентрации пыли на удельную газовую нагрузку.

С2 = 0,9 [8].

С3 – коэффициент, учитывающий влияние дисперсного состава пыли в газе.

С3 = 1,2 [8].

С4 – коэффициент, учитывающий влияние температуры газа.

С4 = 0,78 [8].

C5 – коэффициент, учитывающий требования к качеству очистки.

С5 = 1 [8].

q = 2,6·1·0,9·1,2·0,78·1 = 2,2 м3/(м2·мин).

Определим фильтровальную площадь:

м2.

Выбираем рукавный фильтр с импульсной продувкой ФРИП-540 [9], фильтровальная площадь которого 540 м2, допустимое давление (разряжение) внутри аппарата 5 кПа.


Заключение

В данном курсовом проекте разработана сушильная установка на базе барабанной сушилки для сушки аммофоса в климатических условиях города Тула.

В проекте сделан технологический расчет сушилки и рукавного фильтра, а также вспомогательного оборудования, входящего в технологическую схему установки. По результатам расчетов по ГОСТ, ОСТ, каталогам подобрано вспомогательное оборудование.

По результатам всех проведенных расчетов сделаны чертежи общего вида барабанной сушилки и рукавного фильтра, а также чертеж технологической схемы процесса сушки.