Содержание разделов расчетно-пояснительной записки

Расчетно-пояснительная записка выполняется на листах формата А4 с соблюдением следующих полей:

верхнее – 2 см,

нижнее – 2 см,

левое - 2,5 см,

правое – 1.5 см.

1. ТИТУЛЬНЫЙ ЛИСТ

На титульном листе указывается название министерства (отрасли), название учебного заведения, структурное подразделение, название дисциплины, тема курсового проекта, подписи разработчика и проверяющего и год выпуска документа, например:

Федеральное агентство по образованию

Белгородский государственный технологический университет

им. В.Г. Шухова

Кафедра промышленной экологии

Курсовой проект по дисциплине «Расчет и проектирование природоохранного оборудования»

Расчет и проектирование участка переработки и использования отходов в производстве строительных материалов

Выполнил: Андреева А.А.,

гр. ПЭ-42

Проверил: Иванов И.И.

Белгород 2006

2. ПРАВИЛА ПОСТРОЕНИЯ И ИЗЛОЖЕНИЯ РАЗДЕЛОВ

Расчетно-пояснительная записка должна содержать следующие разделы:

• содержание;

• введение;

• литературный обзор;

• исходные данные для проектирования;

• разработка технологической схемы;

• описание технологического процесса;

• подбор и расчет оборудования;

• заключение;

• список использованной литературы.

При необходимости расчетно-пояснительная записка может быть дополнена другими разделами (подразделами), или отдельные разделы (подразделы) могут быть объединены в один.

2.1. В содержании должны быть включены все разделы, подразделы и параграфы с указанием их нумерации по тексту и с указанием страниц.

2.2. Во введении следует отразить важность данной отрасли для жизнеобеспечения, защиты окружающей среды, состоянии развития отрасли в целом и перспективы решения поставленных задач. Раздел не нумеруется. Объем раздела должен составлять 1-2 страницы рукописного текста.

2.3. В разделе «Литературный обзор» должно быть систематизированно и полно изложено состояние и совершенствование методов и оборудования сбора, улавливания, кондиционирования и переработки техногенных отходов, представленное в литературных источниках, периодических изданиях, учебниках, учебных пособиях, монографиях, справочниках.

Сведения из литературы должны позволить:

• объективно оценить научно-технический уровень современного решения проблем защиты окружающей среды от антропогенного воздействия;

• правильно выбрать пути достижения поставленной задачи по повышению эффективности работы оборудования и повышения качества конечной продукции.

Литературные данные должны отражать вопросы проектирования технологических схем, методов переработки и утилизации отходов.

Должны быть отражены новые способы и пути совершенствования технологий по материалам научно-исследовательских статей, рефератов, сборников научных трудов, авторских свидетельств и патентов. Противоречивые данные, содержащиеся в различных литературных источниках, должны быть проанализированы и оценены.

Все разделы литературного обзора нумеруются арабскими цифрами, первой цифрой является номер раздела «1», далее через точки указывают номера подразделов, параграфов и подпараграфов.

В выводах кратко, по пунктам, даются основные направления совершенствования технологии, разработки и внедрения новых прогрессивных методов и оборудования.

Литературный обзор не следует сводить к подробному конспектированию рассматриваемых статей. Информация по каждому литературному источнику не должна превышать двух страниц текста, в конце необходимо сделать ссылку на первоисточник используемой литературы с указанием порядкового номера в квадратных скобках в соответствии со списком используемой литературы. Общий объем раздела должен составлять 25-30 страниц рукописного текста и содержать 10-15 первоисточников. Примеры оформления списка использованной литературы представлены в приложении.

2.4. В разделе «Исходные данные для проектирования» должны быть изложены индивидуальные пункты задания к курсовому проекту.

2.5. Раздел «Разработка технологической схемы» включает обоснования выбора типа оборудования на основании анализа технических характеристик. В тексте приводится принципиальная технологическая схема с поясняющими данными.

2.6. В разделе «Описание технологического процесса» приводится подробное описание последовательности работы оборудования до выхода конечной продукции в соответствии с разработанной технологической схемой.

2.7. В разделе» Подбор и расчет оборудования» приводится подбор стандартного оборудования, соответствующего заданию на проектирование, и расчет основного и вспомогательного оборудования. Расчеты должны содержать формулы с поясняющими обозначениями и результаты расчета. Например.

2.7.1. Расчет расходного бункера сыпучего материала.

Р ис.1. Расчетная схема бункера, состоящего из цилиндрической и конической частей

Расчет производят по схеме, представленной на рис.1, где:

D – диаметр цилиндрической части бункера;

Нц – высота цилиндрической части бункера;

Нк – высота конической части бункера.

Угол конической части бункера должен составлять не более 60⁰.

Полный объем бункера определяют исходя из расчета времени непрерывной работы без дозагрузки в течение, как правило, 4-8 часов, т.е. на протяжении половины или полной рабочей смены:

, где

Q – производительность оборудования, см³/час;

τ – время работы бункера без дозагрузки.

Полный объем бункера распределяется на цилиндрическую и коническую части:

V_б = V_б.ц. + V_б.к. где

V_б.ц. = 2/3 V_б

V_б.к. = 1/3 V_б

Размеры элементов бункера определяют по формулам:

, м³,

при D=H формула приобретает вид:

, м³, отсюда

, м.

, м, отсюда

, м.

2.7.2. Расчет ленточного конвейера.

Ленточные конвейеры выполнены в виде бесконечной транспортирующей ленты, установленной на поддерживающие ролики. Разделяются на плоские(с одним роликом по ширине ленты) и желобковые (с двумя и более поддерживающих роликов по ширине ленты. Расчет проводят по схеме, представленной на рис.2.

Цель расчета: Определить ширину ленты Н, (м) и мощность привода N (кВт).

а б

Рис.2. Расчетная схема ленточного конвейера

а) – с плоской лентой;

б) – с желобковой лентой

Производительность конвейера выражается формулой:

, т/час, где:

S – площадь сечения потока материала, м²;

w – скорость движения ленты, м/с;

ρ – насыпная масса материала, т/м³.

Площадь сечения потока материала выражается формулой:

, где:

с – коэффициент, учитывающий форму сечения материала и угол естественного откоса материала при движении;

В – ширина основания потока материала.

Формула производительности конвейера приобретает вид:

, т/час, где:

При угле естественного откоса при движении равном 15-20⁰

с = 0,1 – для плоской ленты,

с = 0,15-0,25 для желобковых лент.

Скорость движения ленты выбирают исходя из вида транспортируемого материала:

w = 0,7-0,8 м/с – для сухой золы, цемента;

w = 1-1,2 м/с – для песка;

w = 1,3-1,6 м/с – для кускового материала.

Насыпная масса для различных материалов составляет:

ρ = 0,4-0,6 т/м³ – для сухой золы;

Из формулы производительности конвейера:

, м

ρ = 0,9-1,1 т/м³ – для шлака саморассыпающегося;

ρ = 1,2-1,3 т/м³ – для цемента;

ρ = 3-3,5 т/м³ – для железорудного концентрата.

Ширину ленты определяют по формуле: Н = (1,1В+0.05) м.

Мощность привода можно определить по формуле:

, кВт, где:

h – высота подъема материала (+), или спуска (-), м;

L – длина конвейера, м;

σ – коэффициент сопротивления движению ленты принимают

σ = 1,3-1,35.

2.7.3. Расчет винтового (шнекового) конвейера.

Шнековые (винтовые) конвейеры представляют собой (трубу или желоб), в которой сыпучий материал перемещается при помощи вращающегося винта (шнека). Используются как питатели, дозаторы и для транспортирования вредных и пылящих материалов.

Цель расчета – определение диаметра винта D и шага витков t.

Рис.3. Расчетная схема винтового (шнекового) конвейера.

Производительность конвейера выражается формулой:

Q = 3600 ^.t n φ (πD ²/4), м³/час, где

t – шаг винта, (t = (0,5-1)D)м;

D – диаметр винта, м;

n – число оборотов вала винта (n=0,5-1 1/с)

φ – коэффициент заполнения трубы

φ = 0,2-0,33 – для кусковых материалов;

φ = 0,7-0,9 – для песка;

φ = 1 – для цемента.

При t = D формула производительности конвейера приобретает вид:

Q = 3600 n φ (πD³ /4), м³/час, откуда:

, м

2.7.4. Расчет элеватора.

Элеваторы – тяговые устройства, перемещающие материал в вертикальном направлении. Тяговый орган – цепь или лента. Груз перемещается в ковшах или люльках, закрепленных на тяговом органе (ленточные, люлечные элеваторы).

Цель расчета – определить размеры ковша (длину, высоту и ширину)

Производительность элеватора выражается формулой:

, т/час, где

G_к – масса материала в ковше;

w – скорость перемещения, принимают равным 2-2,5 м/с;

, т

G_к = V ^.γ^. ψ, откуда:

V – объем ковша, м³;

γ – насыпная масса, т/м³;

ψ – коэффициент заполнения ковша = 0,6-0,9;

t – расстояние между ковшами на тяговом органе

t = (2-3)h, где h – высота ковша = 0,16-0,63 м.

Размеры ковша определяют из объема ковша:

V = B^.L^.h

2.7.5. Расчет валковой дробилки с гладкими валками.

Целью расчета является:

• определение диаметра валков,

• определение ширины выходной щели,

• определение скорости вращения валков,

• определение длины валков,

• определение потребляемой мощности,

• определение расчетного и допустимого давления на валки.

Расчет проводят по схеме, представленной на рис.3.

Рис. 3. Расчетная схема валковой дробилки.

d – размер исходного куска;

D – диаметр валков;

а – ширина выходной щели.

По заданной степени измельчения и размером исходного куска материала определяют ширину выходной щели и диаметр валков.

Степень измельчения

, отсюда

Диаметр валков определяют из соотношений:

при а не более 3 мм

при а более 3 мм

Наибольшее теоретически допустимое число оборотов валков (n_наиб).

, 1/с

С целью снижения износа валков n_факт = (0,4-0.7)n_наиб

f – коэффициент трения материала о поверхность валков:

f = 0,3 – для каменистых пород;

f = 0,45 – для глинистых пород.

γ – объемная масса материала, кг/м³.

Производительность валковой дробилки выражается формулой:

Q = 3600 k B 1,25 a v м³/час, отсюда

ширина валков

, м. (как правило В = (0,5-1,3)D)

k – коэффициент, учитывающий использование ширины валков и степень разрыхляемости материала:

k = 0,2-0,3 – для твердых пород,

k = 0,4-0,6 - для глинистых материалов.

v – линейная скорость валков, м/с

a – ширина выходной щели, м

Потребляемая мощность N, кВт

N = 15D B v для D меньше или равным 0,6 м,

N = 8,2D B v + 10 для D более 0,6 м

Расчетное давление на валки при дроблении:

для твердых пород

P = 0,45 B D σ k, (н)

для пластичных материалов

P = 0,215 B D σ k, (н)

σ - предел прочности при сжатии, (н/м²)

σ = (14-25)^.10⁶ – для твердых пород,

σ = (7-8)^.10⁶ – для пластичных материалов.

k – коэффициент, учитывающий использование ширины валков и степень разрыхляемости материала.

Допускаемое давление на валки

[P] = B [σ], (н)

[σ] – допускаемая нагрузка в н на 1 погонный метр ширины валка, (н/м):

[σ] = (2-4)10⁶ н/м – для твердых пород,

[σ] = 3 ^.10⁵ н/м – для глинистых материалов.

2.7.6. Расчет щековой дробилки.

Исходными данными для расчета являются максимальная крупность исходного материала, D_макс, требуемая максимальная крупность готового продукта или степень измельчения, прочность материала, производительность.

Ширина загрузочного отверстия должна обеспечивать свободный прием кусков с максимальной крупностью:

Для дробилок, работающих в автоматических линиях без наблюдения оператора:

Ширину выходной щели определяют по максимальной крупности кусков готового продукта:

Угол захвата должен быть таким, чтобы материал, находящийся между двумя щеками не выталкивался из дробильной камеры, а раздавливался:

Рис. 4. Схема дробления материала в щековой дробилке.

R - выталкивающая сила;

F – удерживающая сила;

Р – раздавливающая сила;

f – сила трения;

а – угол захвата.

Должно выполняться условие: , т.е.

т.е. , или

Ход подвижной щеки:

а) для дробилок со сложным движением щеки

S_в=(0,03-0,06)В

S_н=7+0,1в

б) для дробилок с простым движением щеки

S_в=(0,01-0,03)В

S_н=8+0,26в

S_в – ход щеки в верхней точке;

S_н – ход щеки в нижней точке;

В – ширина приемного отверстия;

в – ширина выходной щели.

Частота вращения эксцентрикового вала n (число качаний щеки в секунду)

Производительность дробилки выражается формулой:

м³/ч, где

с – коэффициент кинематики:

с = 0,84 для дробилок с простым движением щеки;

с = 1,0 для дробилок со сложным движением щеки;

- средний ход щеки (м);

D_св – средневзвешенный размер кусков исходного материала, (м);

D_св =В – для дробилок с шириной приемного отверстия В ≤ 0,6 м;

D_св =0,4 В - для дробилок с шириной приемного отверстия В ≥ 0,6 м

α = 18-20⁰ – угол захвата.

L – длина камеры дробления, определить из формулы производительности:

(м)

Мощность электродвигателя (кВт):

а) для дробилок с простым движением щеки

N = 700 m L² S_н n cos α

в) для дробилок со сложным движением щеки

N =720 L² n r· cos α

m = 0,56-0,6 - конструктивный коэффициент;

L – длина камеры дробления;

r – эксцентриситет вала r = (1,2 S_н)

n – число оборотов вала в секунду.

Наибольшая величина усилия раздавливания

а) для дробилок с простым движением щеки:

(н)

б) для дробилок со сложным движением щеки:

(н)

η – к.п.д. дробилки η = 0,6-0,7.

2.7.7 Расчет барабанных шаровых мельниц.

Производительность барабанной мельницы выражается формулой:

(т/ч), где

V – внутренний объем барабана,

V = (πD²/4)L,

D – внутренний диаметр барабана, м;

L – длина барабана, м;

при L=(1,5 -2)D V = π(1,5-2)D³/4

, отсюда определить диаметр барабана D.

К – поправочный коэффициент, учитывающий тонкость помола:

К = 0,6-1,42

К = 0,6 – при остатке на сите 0,09 – 2%;

К = 1,42 – при остатке на сите 0,09 – 20%

q – удельная производительность мельницы на 1 кВт полезной мощности в кг/(ч кВт)

q = 40-200 – для мельниц мокрого помола (q возрастает от повышения крепкости материала);

q = 40-60 – для мельниц сухого помола;

G_Т – масса мелющих тел в барабане:

(т)

φ – коэффициент заполнения барабана мелющими телами

φ=0,25-0,35

k_p – коэффициент разрыхления материала (k_p=0,8-2,2);

ρ – плотность мелющих тел, (т/м³)

ρ = 7,8 т/м³ – для стальных шаров,

ρ = 2,6 т/м³ – для керамических шаров.

Диаметр мелющих шаров:

(м)

d_к – размер частиц конечного продукта;

d_н – размер частиц исходного материала.

Рабочее число оборотов барабана:

а) для мельниц сухого помола

(об/с)

б) для мельниц мокрого помола

при D≥1,25 м,

при D≤1,25 м.

Масса материала в барабане

а) для мельниц сухого помола G_м = 0,14 G_Т

б) для мельниц мокрого помола G_м =(0,9 – 1,0) G_Т.

Мощность привода N_дв

(кВт)

G₁ – масса всей загрузки (материала + мелющих тел) (т);

R – внутренний радиус барабана, м;

η₁ – к.п.д. привода = 0,9-0,95

η₂ – коэффициент на увеличение мощности при запуске = 0,85-0,9.