ИПИ. Исследование режимов работы сушильных устройств (сушильные установки)

• Название: Исследование режимов работы сушильных устройств (сушильные установки)
• Дата: 10.05.2022
• Размер: 2.36 Mb.
• Имя файла: ИПИ.docx
• Тип: Исследование; #520018
• страница: 12 из 20

п- D2 0,785-D2


При выполнении конструктивного расчета определяют диаметр циклона


D,


i


У..

пя

, м .


0,785-w₆

№ п/п	Характеристика циклона	Обозначение	Величина k
1	Диаметр выходной трубы	D1	0,60
2	Ширина выходного патрубка	b	0,26
3	Высота выходного патрубка	h1	0,66
4	Высота выходной трубы	h2	1,74
5	Высота цилиндрической части	h3	2,26
6	Высота конической части	h4	2,00
7	Общая высота циклона	H	4,56

Вспомогательное оборудование сушилки. Дымосос

Для перемещения воздуха или газа в сушильных установках применяются центробежные и осевые вентиляторы, или дымососы (рис. 4.15). Последние используются при давлении до 300 Па. Центро­бежные (радиальные) вентиляторы (или дымососы), применяемые в сушилках, бывают низкого (до 1000 Па), среднего (до 3000 Па) и высокого давления (до 15000 Па).

Вентилятор выбирается с помощью графиков-характеристик по

л

значениям объемной производительности вентилятора У_сг (м /ч), определяемой по данным материального и теплового балансов сушилки и общему сопротивлению всей системы D_p (Па), включая сопротивление самой сушильной установки, газоходов и циклона

^{Ар _ Ар}суш + ^Артр + ^Арм + ^Арц .





Сопротивление сушильной установки зависит от конструкции. Так, сопротивление барабанной сушилки составляет 100 - 200 Па.





Рис. 4.15. Центробежный вентилятор (дымосос)


Сопротивление трения в газоходах зависит от длины (высоты) и
диаметра трубы. Для пневматической трубы-сушилки

APi = ^дРбб = ^66 • ^—6 •^{(1 -} Х⁾ • ^P4<sup>WjL ,

D</sup>66 ²

где х = G_H ■ р_г /(Ь_сг ■ р_м) - объемная концентрация частиц материала в
трубе; Wr- - скорость газа в газоходах (7 - 15 м/с, при w_F >15 м/с
наблюдается шум и свист); Хр - коэффициент трения,
= 64/Re + 0,136/Re^0,18 при 2,3 ■ 10³ < Re < 10⁶.

Потери напора в местных сопротивлениях (сужениях,
поворотах) из-за трения газа

р • W<sup>2

A</sup>P2 = ^APi =^z4i •^{(1 -}x⁾• *₂ *,

где поворот 90° - 5_м = 1,1; вход в трубу - 5_м = 0,5; выход из трубы -
5м = 1.

Статический напор газового потока (давление столба газа)

^АРз = Р» • ^{(1 -}X) • ^—66 • g.

Потери напора при трении материала о стенки трубы

Ap₄ = Ap*66 = ^*6б • —⁶⁶ • X • ^{Р1 Wi}


D66 2


где X тр = 27Fr ^- при D.^ /ё_м > 20-25;

Х*,р = 4,25- (D,, Мм)^0,5 ■ Fr ^4,75 при Этр /d„, < 20-25;

Fr = w„² /(g ё_м) - критерий Фруда, ё_м - диаметр частиц материала.





Потери статического напора на участке стабилизированного движения

ЛР5 = Рм ■ X ■ (Нтр - Нр) ■ g .

Потери статического напора на разгонном участке

_Др = ^wae0 ^{- (}Pi -Pa^{) -G}i ^|д ^(wi2 - ^wa ^w«, ^)-(wii - ^wa - ^wae0 <sup>)

6 2 -</sup>Pi ^{- F}oa ^(wi2 ^{- w}a + ^waS0 ^)-(wii ^{- w}a + ^wae0 ⁾ .

Динамические потери на разгонном участке

Др = K ^{- w}i1 ^{)- G}i .

⁷ Fo₆

Сопротивление циклона определяют как функцию условной скорости газа в сечении циклона

P - w²

ДР8 = Др, =14, - .

Полное аэродинамическое сопротивление пневматической сушильной установки

Ap = Ap₁ + Ap₂ + Ap₃ + Ap₄ + Ap₅ + Ap₆ + Ap₇ + Ap₈ .

По найденному полному сопротивлению и расходу газа производится выбор тягодутьевого оборудования [13].

Примерная мощность тягодутьевой установки


Др - V-

N = —^^ , кВт.

3600-п

8. 
   Барабанная сушильная установка
   

Барабанные установки применяются при сушке песка, глины, влажного топлива и других сыпучих материалов.

Основным узлом в установке является сушильный барабан, имеющий цилиндрическую форму диаметром от 1,2 до 3,5 м и длину от 8 до 27 м. Он устанавливается на роликовых опорах под углом наклона к горизонту 1 - 3°. Привод барабана осуществляется от электродвигателя посредством редуктора и приводной шестерни. Частота вращения барабана регулируется в пределах от 2 до 10 об/мин. Снаружи барабан изолирован материалом с низкой теплопроводностью (рис. 4.16).








Рис. 4.16. Барабанная сушильная установка:

1 - бункер влажного материала; 2 - питатель; 3 - сушильный барабан; 4 - топка; 5 - камера смешения; 6 - воздух для горения; 7 - присадочный воздух; 8 - бункер сухого материала; 9 - транспортер; 10 - циклон; 11 - дымосос; 12 - шестерня


Внутри барабан имеет насадки различной конструкции, назначением которых является равномерное распределение материала по сечению. Применительно к сушке топлива и древесных отходов наиболее универсальной является насадка с подъёмными лопастями, которые в нижней части барабана набирают материал, а на определённой высоте ссыпают в виде струй, омываемых газами (рис. 4.17).

Как правило, в барабанах движение газов и материала - прямоточное. Начальная температура газов выбирается в зависимости от свойств высушиваемого материала и его влажности.

Конструкция предтопки определяется видом сжигаемого топлива. Если это твёрдое топливо, то предтопка может быть слоевая или камерная. Для получения необходимой температуры между топкой и барабаном предусматривается подача холодного воздуха в поток горячих продуктов сгорания (присадочный воздух).








Рис. 4.17. Подъемно-лопастная насадка для крупнокусковых или склонных к налипанию материалов


Расчет барабанной сушильной установки сводится к определению удельных расходов теплоты и сушильного агента, а также габаритных размеров (длины и диаметра барабана) с последующим уточнением и выбором ближайших размеров по каталогу.

Существует упрощенная методика А. П. Ворошилова [2], основанная на статистических данных о напряжении объема барабана по испаренной влаге A_v. По этой методике объем барабана определяется по формуле

У_б = W/ Av ,

где W = О_сух • (и_о - u₂) - расход испаряемой влаги, кг/ч; A_v - напряжение объема барабана по испаренной влаге, кг/(м² • ч).

Величина A_v зависит от типа сушилки, степени заполнения ее объема и числа оборотов, от свойств, влажности и размеров частиц материала, от температуры, влажности и скорости сушильного агента внутри барабана. Значения A_v берутся из справочника.

Более точный метод расчета с помощью объемного коэффициента теплообмена a_v предложен Н. М. Михайловым [3]. По этой методике объем барабана определяется по формуле

У_б = 1,2 • Qs / (3,6 • a_v • At) = 0,33 • Qs / (a_v • At) ,

где 1,2 - коэффициент, учитывающий заполнение барабана материалом; Q_s = W • д_с - теплота, затраченная на сушку, кДж/ч; д_с - см. формулу (4.8); a_v - объемный коэффициент теплообмена, Вт/(м • K); At - температурный напор,°С.





В барабане имеет место сложный теплообмен. Согласно рис. 4.17 теплота передается материалу конвекцией и лучеиспус­канием от трёхатомных газов через поверхность падающих с лопаток частиц Q¹ и через наружную поверхность материала, находящегося на лопатках и в завале Q¹¹, а также за счет теплопроводности при контакте материала с более нагретыми частями барабана Q¹¹¹. При этом конвективным способом передается 85-90 % всей теплоты.

Объемный коэффициент теплообмена равен сумме трех коэффициентов a_v = a^ + a° + af, каждый из которых определяется по сложным формулам. А. В. Лыковым [4] была предложена упрощенная эмпирическая зависимость

av = 16 ■ ^ ■ Рг)^0,9 ■ n^0,7 ■ в^0,54 , Вт/(м³ ■ K),

о

где р_г - плотность газов, кг/м ; n - частота вращения барабана, об/мин; в - оптимальное заполнение материалом барабана, %; Wr- - скорость газов в сечении барабана, м/с. Скорость газов принимается на 1 - 2 м/с меньше скорости витания для предупреждения уноса мелких фракций материала из барабана.

Температурный напор определяется как среднее логарифмическое разностей температур между сушильным агентом и материалом на входе и выходе из барабана

Л* = ^(t1 ^-^i ^)-(t2 ^-^2 ⁾ op

^At =