Розрахунок прямоточної барабанної сушильної установки, страница 3

Приймаючи відношення довжини барабана до його діаметра L_б:D_б = 6, визначаємо діаметр барабана D_б:

,

(1.22)

Звідки:

Приймаємо діаметр барабана D_б = 1 м. Зовнішній діаметр барабана D_Н, м:

,

(1.23)

де б - товщина стінки барабана, м; б = 0,005 м. Тоді

Уточнюємо обсяг барабана:

Площа його перетину:

,

(1.24)

Довжина барабана L_б, м, становить:

,

(1.25)

Приймаємо L_б = 6 м.

Знаходимо середню масу матеріалу, що проходить через барабан G_ср, кг/с:

,

(1.26)

Визначаємо час перебування матеріалу в барабані τ, с:

,

(1.27)

де ρ_н - насипна маса матеріалу, кг/м³; ρ_н = 3300 кг/м³; ψ - ступінь заповнення барабана; ψ = 0,1-0,25 [12].

Приймаємо ψ = 0,2, тоді:

Кут нахилу барабана до обрію α, не повинен перевищувати 6° [12].

Приймаємо кут нахилу α = 3° (tg α @ 0,052) і визначаємо число оборотів барабана n, 1/с, по формулі:

,

(1.28)

де α - коефіцієнт, що залежить від виду насадки й діаметру барабана (табл. 1.3  12 ). Вибираємо підйомно-лопатеву насадку α =1,2. Тоді

Потужність, споживана на обертання барабана N, кВт [12]:

,

(1.29)

де n - число оборотів барабана, с; σ - коефіцієнт, що залежить від виду насадки й ступеня заповнення барабану (табл. 1.4 [12]). Приймемо ступінь заповнення барабану 0,2. Тоді для підйомно-лопатевої насадки σ =0,063. Тоді

2 РОЗРАХУНОК І ПІДБІР КАЛОРИФЕРІВ

Нижче приводиться розрахунок і підбор сталевих пластинчастих калориферів КФС і КФБ. Дані для їхнього розрахунку й підбіра наведені в прил. 3. Пластинчасті калорифери випускаються двох моделей: середньої - КФС і великої - КФБ. Калорифери середньої моделі мають три ряди труб по напрямку руху повітря, а великої моделі - чотири ряди труб. Калорифери можуть компонуватися в ряди, утворюючи калориферні установки.

Калорифер розраховуємо по витраті тепла на сушіння в зимових умовах, тому що зимова витрата тепла більше літнього. Поверхня нагрівання калориферної установки F, м², визначаємо по рівнянню:

,

(2.1)

де Q' - витрата тепла на калорифер у зимових умовах, Вт; К - коефіцієнт теплопередачі, Вт/(м² К), визначається залежно від масової швидкості повітря за табл. П.3.3; t_г.п. - температура пари, що гріє, °С. Температуру пари, що гріє, вибирають так, щоб вона була на 20-50 °С вище, ніж температура повітря на вході в сушарку (щоб забезпечити необхідне нагрівання повітря до температури на вході в сушарку, у нашому випадку до 140 °С). Температуру пари, що гріє, знаходимо по його тиску: Р_г.п. = 0,392 МПа, t_г.п. = 142,9 °С ; t_ср - середня температура повітря, °С.

,

(2.2)

Визначаємо витрату пари, що гріє Д, кг/с:

,

(2.3)

де r_г.п. - питома теплота паротворення пари, що гріє, Дж/кг.

При Р_г.п = 0,392 МПа, r_г.п = 2141 10³ Дж/кг (прил.4).

Тоді

Модель і номер калорифера варто вибирати залежно від масової швидкості повітря: значення масової швидкості повітря в калорифері повинне бути найбільше близько до економічного значення. Економічна масова швидкість повітря ν, кг/(с м²), у пластинчастих калориферах КФС і КФБ перебуває в межах 7-10 кг/(с м²).

Масова швидкість повітря в калорифері

,

(2.4)

де ƒ - живий перетин калорифера для проходу повітря, м², вибираємо залежно від моделі й номеру калорифера за прил. 3.

Для вибору калорифера визначимо межі його живого перетину при економічній масовій швидкості:

Далі за табл. П.3.1 і П.3.2 підбираємо калорифер з таким розрахунком, щоб його живий перетин по повітрю перебував в межах 0,194 - 0,136 м². Виберемо калорифер КФБ-3 з живим перетином по повітрю ƒ = 0,154 м², поверхнею нагрівання F = 16,9 м², масою 74 кг, живим перетином по теплоносії ƒ = 0,0082 м². Тоді фактична масова швидкість повітря в калорифері:

Приймаємо масову швидкість повітря в калорифері ~ 5 кг/(с·м²) (округляємо до табличної) і визначаємо для цього значення коефіцієнт теплопередачі К = 23 Вт/ (м² К).

Тоді поверхня нагрівання калорифера:

Тому що поверхня нагрівання одного калорифера КФС-3 дорівнює F = 16,9 м² (прил. П.3.2), очевидно що одного калорифера виявиться недостатньо для забезпечення необхідного нагрівання повітря. Необхідне число калориферів z, що входять у калориферну установку: