Расчет и проектирование барабанной сушилки

Коэффициент теплоотдачи и число Рейнольдса находим по формулам (3.38) и (3.39):

                                                                                               (3.38)

                                                                                                        (3.39)

где  w и ρ вычислены для средней температуры газов.

При Re> выбираем формулу  .

 

где  μ= - вязкость дымовых газов при температуре t=290  

[1,стр.597];

λ= ккал/м.ч.град.= Вт/(м К) – коэффициент теплопроводности дымовых газов при t=290  [7,стр.192]

Определяем  из формулы (3.40) при

                                                                                                  (3.40)

где  Δt=20 - разность между температурами дымовых газов и стенки;

   ;

 

в) Определение коэффициента теплоотдачи  от барабана к окружающей среде

Коэффициент теплоотдачи находим по формуле (3.41):

                                                                                                       (3.41)

где   - коэффициент теплоотдачи за счет естественной конвекции;

 - коэффициент теплоотдачи за счет лучеиспускания;

Определим   по упрощенной формуле [5,стр571]

                                                                                                    (3.42)

 

где  Δt=20 - разность температур между наружной стенкой барабана и окружающей средой;

Коэффициент теплоотдачи находим по формуле (3.43):

                                                                             (3.43)

 

где  - степень черноты для поверхности, покрытой масляной краской;

=5,7– коэффициент лучеиспускания абсолютного черного тела;

 

г) Определение толщины слоя шлаковаты

Толщину слоя шлаковаты находим по формуле(3.44):

                                                                         (3.44)

Наружный диаметр барабана с учетом изоляции:

4.РАСЧЁТ ТОПКИ

При проектировании сушильных установок, в которых сушка проводится топочными газами, проводят расчет топки. При расчете топки требуется лишь рассчитать расход топлива и объем топочного пространства. Расход топлива   определяется по зависимости (4.1):

                                                                                          (4.1)

где  - расход сухих топочных газов в сушилке, кг/с; - коэффициент избытка воздуха [см.формула 3.5]; - теоретическое количество сухого воздуха на сжигание 1 кг топлива, кг/кг.[см.формула 3.4].

По расходу топлива  подбирают устройства для сжигания топлива и рассчитывают тепловую мощность топки  по формуле (4.2):

,                                                                                                      (4.2)

где  - низшая теплотворная способность топлива, Дж/кг, которую находим по формуле (4.3):

                                              (4.3)

где  ,,,-горючие элементы топлива [см. п.п. 3.1]; - влажность топлива [см. п.п. 3.1]

Объем топочного пространства  зависит от природы топлива и типа топки и находится по формуле (4.4):

                                                                                                            (4.4)

где  - тепловое напряжение топки,.

Выбираем топку ГНП -10, V_т=12м³ [9].

5. РАСЧЁТ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ООРУДОВАНИЯ

5.1 Расчет вентилятора.

Вентилятор выбирается по максимально возможному расходу газа, требуемого для сушки материала. Максимальная нагрузка по газу соответствует зимним условиям.

Диаметр газоходов, соединяющих барабан-циклон-вентилятор, принимаем  равным диаметру выхлопной трубы  выбранного циклона ЦН-24.

Скорость в газоходе вычисляем по формуле (5.1):

,                                                                                                      (5.1)

Для выбора вентилятора необходимо рассчитать гидравлическое сопротивление системы  по формуле (5.2):

,                                                      (5.2.)

где  =100 Па – сопротивление топки;

=150 Па – сопротивление сушильного барабана;

= 686 Па – сопротивление циклона .

Сопротивление прямых участков циклона газохода находим по формуле (5.3)::

  ,                                                                                           (5.3)

где    - длина прямых участков;

 - коэффициент трения.

Сумма гидравлических потерь в местных сопротивлениях (формула (5.4)):

,                                                                     (5.4)

где   =0,2; =0,5;  =1 – коэффициент местных сопротивлений

Поскольку характеристики вентиляторов составлены для стандартных условий воздуха, т.е. для   и  следует  гидравлические сопротивление пересчитать на стандартные условие (формула (5.5)):

,                                                                                                     (5.5)

где   - плотность воздуха при стандартных условиях.

.

По расходу газа   и =Па (при максимальном КПД) выбираем по справочнику вентилятор ЦАГИ серии ЦВ-55 №8 (n=890 об/мин).

5.2.Расчет циклона

В сушильном барабане неизбежно происходит частичное истирание материала. Наиболее мелкие частицы выносятся из барабана потоком газа. Для улавливания последних чаще всего используют циклоны.

Исходные данные:

Расход газа                                            -  38845 м³/ч

Средний диаметр пылевых частиц     – 50 мкм(0,50 мм)

Степень очистки                                    - 99 %

Плотность твёрдой фазы                        1350 кг/м³

Плотность газа                                         1000 кг/м³

Примем произвольно два циклона ЦН-24

1)  по расходу газа V=38845/2=19423 м³/ч выбираем по нанограмме [5, стр.478, рис.4-21] диаметр циклона равный 1000 мм. При этом величину  принимаем 80 м.

2)  по среднему диаметру частиц определяем по графику для стандартных условий, коэффициент извлечения для стандартного циклона [5, стр. 479, рис.4-7]. Получаем η=99%.

3)  корректируем для ЦН-24 [5, стр.479, рис.4-8], η=98,5%.

4)  корректируем полученный коэффициент извлечения, учитывая принятый диаметр 1000 мм [5, стр.479, рис.4-9]. Получаем η=98%.

5)  корректируем η, учитывая плотность твёрдой фазы 1350 кг/м³, получаем η=98% [5, стр.480, рис.4-10]

6)  корректируем η, учитывая =80 м [5, стр.480, рис.4-11], получаем η=99%.

Таким образом, принятый циклон удовлетворяет заданным условиям.

Основные размеры циклона ЦН-24 [5, стр.468, табл.4-4]:

Высота входного патрубка: а=1,11 м

Высота выходной трубы с фланцем: h_T=2,11 м

Высота цилиндрической части корпуса: h_ц=2,11 м

Высота конуса: h_к=1,75 м

Высота внешней части выходной трубы: h_в=0,4 м

Общая высота: Н=4,26 м

Наружный диаметр выходной трубы: d=0,6 м

Внутренний диаметр пылевыпускного отверстия: