2.7.8. Расчет колосникового грохота.

Производительность колосникового грохота выражается формулой:

Q = q^. F₀ (м³/час),где

q – удельная производительность грохота, зависит от ширины щелей между прутьями b.

При b = 25 мм q = 9 м³/(м² час);

При b = 200 мм q = 38 м³/(м² час)

Промежуточные значения определяются методом корреляции.

F₀ – площадь щелей

, м²

Площадь колосникового грохота:

F = F₀ +f_c^. n_c = B^. L, где

f_c – площадь продольного сечения стержней, f_c = L^.d;

L – длина стержней, м;

d – диаметр стержней, м, d = (0,01 – 0,016) м;

n_c – количество стержней;

B – ширина колосникового грохота;

F = n_щ^.f_щ + f_c^. n_c

f_щ – площадь щели f_щ = b^. L, где b – ширина щели, равная размеру конечного продукта;

n_щ – количество щелей n_щ = n_c – 1

L = 3B

F₀ = n_щ^.f_щ = 3В²

,м

2.7.9. Расчет барабанного грохота.

Производительность барабанного грохота выражается формулой:

(кг/ч), где

γ – объемная масса материала, кг/м³;

k – коэффициент, учитывающий торможение продвижению материала вдоль барабана (k = 0,9-0,95);

n – число оборотов барабана, 1/с;

β – угол наклона барабана (β = 7⁰);

R – радиус барабана, м;

h – высота слоя материала, м (h = 0,2-0,3)R

Число оборотов барабана:

об/с

Длину барабана принимают равной (3-5)D.

Мощность привода:

а) для грохотов, установленных на поддерживающих роликах:

, (Вт);

б) для грохотов с центральным валом:

(Вт), где

G_б – давление массы барабана на подшипники (масса барабана), н;

G_м – давление массы материала на подшипники (масса материала), н;

f₁ – коэффициент трения скольжения цапф вала, (f₁=0,1);

f₂ – коэффициент трения материала о решето (f₂ =0,4);

r₁ – радиус цапф (0,06-0,12) м;

R – радиус барабана, м.

2.7.10. Расчет барабанного гранулятора.

Барабанный гранулятор предназначен для гранулирования, в основном, глинистого сырья. Гранулятор выполнен на базе сушильного барабана с использованием всех его основных узлов. Внутри корпуса барабана установлены устройства, способствующие грануляции шихты. В качестве таких устройств используется смеситель, который расположен непосредственно около внутренней поверхности обечайки в нижней части барабана. Вал смесителя устанавливается на двух опорах и соединяется с очистным валом с помощью звездочки и цепной передачи. Цепная передача обеспечивает вращение валов в одну сторону. По всей длине валов установлены лопасти с шагом 60 мм. Угол наклона лопастей выбирается из условия производительности гранулятора.

Производительность барабанного гранулятора определяется формулой:

, (м³/час) где:

n_б – частота вращения барабана, об/мин (принимается 4-10 об/мин);

β – угол наклона лопастей смесителя (β=15-20⁰);

R – внутренний радиус барабана, м;

h – высота слоя материала в барабане, (h=0,3R);

Длину барабана принимать 3-6 м.

Мощность привода определять по формуле:

(кВт),

где ΣМ – суммарный момент сопротивления (кг см, приведенный к оси барабана:

ΣМ=М₁+М₂ + М₃+М₄

М₁ – момент трения качения по роликам;

М₂ – момент трения в подшипниках качения опорных роликов;

М₃ – момент трения материала о барабан;

М₄ – момент, необходимый для подъема материала при вращении барабана.

, (кг см)

G_б – масса барабана, кг;

G_м – масса материала в барабане, кг;

φ – угол между вертикалью и линией центров барабана и опорного ролика, град;

R₁ – радиус бандажа барабана;

r – радиус опорного ролика (r = 0,25R), м;

f₁ – коэффициент трения качения (f₁=0,1);

m – число опор.

, (кг см),

где μ – коэффициент трения роликоподшипников опорных роликов (μ=0,05);

r₂ – радиус цапфы опорных роликов (r₂ = 0,5r);

, (кг см),

где f₂ – коэффициент трения материала о барабан (f₂ = 0,2);

M₄ =G_м·H , (кг см),

где Н – условная высота подъема материала, м:

Н=0,8R

2.7.11. Расчет лопастных смесителей.

Производительность лопастных смесителей определяется из следующего:

Каждая лопасть за один оборот продвигает вперед массу материала на расстояние, равное проекции лопасти (установленной под углом α к вертикальной плоскости) на горизонтальную плоскость. Все лопасти смесителя за один оборот вала продвигают всю массу материала на то же расстояние.

Общая производительность одновального смесителя определяется по формуле:

, (м³/ч),

где D – диаметр окружности, описываемой концами лопастей, м; d –диаметр вала, на котором закреплены лопасти (d=0,2D), м; b – средняя ширина лопасти (b=0,1D), м; α – угол наклона лопасти (α=12-15⁰); φ – коэффициент заполнения корпуса смесителя (φ=0,5); n – число оборотов вала (n=1-2) об/с; k – коэффициент, учитывающий неравномерность подачи сырья (k=0,6); β – коэффициент, учитывающий частичный возврат массы при перемешивании (β=0,75-0,8).

Из формулы производительности определить диаметр, описываемый концами лопастей.

Потребляемая мощность определить по формуле:

, (кВт)

где N₁ – мощность, расходуемая на транспортирование смеси; N₂ – мощность, расходуемая на разрезание массы; η – коэффициент полезного действия (η=0,8).

(кВт),

где Q – производительность, м³/ч; ρ_м – объемная масса смеси, кг/м³; L – длина корпуса смесителя, м, L=(3-4)D; k₁ – коэффициент сопротивления (k₁=4 - 5,5);

, (кВт)

где k₂ – удельное сопротивление разрезанию k₂=2,5ּ10⁶ н/м² при влажности массы 17-20 %; i – количество лопастей (i=20…30); n – число оборотов вала.

Для двухвальных смесителей расчетные параметры увеличивать в 2 раза.

2.7.12. Расчет пропеллерных мешалок.

Приготовление раствора или суспензии необходимо производить растворением заданного компонента в воде с концентрацией с=8-12% (или с заданной концентрацией). При этом плотность раствора или суспензии находят из закона сохранения массы с учетом истиной плотности сухого материала и плотности воды (кг/м³).

ρ_р-ра=ρ_мат·(0,08-0,12) + ρ(Н₂О)·(0,92-0,88)

Количество растворных баков принимают равным 2

Объемный расход раствора в сутки составит:

(м³/сут)

где m_мат – расход материала в сутки (кг);

с_мат – принятая концентрация реагента в растворе (0,08-0,12).

Количество затворений в сутки в каждом растворном баке необходимо принимать равным — (6–12) раз/сут. В этом случае объем раствора или суспензии при каждом смешении в каждом баке составит:

(м³)

Геометрические размеры бака определить из формулы:

При Н=(0,6-1)D 

Диаметр винта мешалки

Число оборотов винта мешалки (в минуту)

, (об/мин)

Мощность привода мешалки определяется по формуле

, где

k₁ — коэффициент возврата массы (0,7-0,8);

k₂ — коэффициент сужения сечения потока лопастями винта (0,7-0,8);

F₁ — площадь круга, описываемая лопастями винта;

 — КПД винта (0,8-0,9);

t — шаг винта ( );

β — угол подъема винта (20-40^○).

2.7.13. Расчет пневматических смесителей.

Пневматические смесители применяются для перемешивания жидких масс, приготовления реагентных растворов. В ходе расчета необходимо определить в заданном объеме резервуара количество барботеров, их взаимное расположение и необходимое количество воздуха для предотвращения оседания частиц.

Толщина стенок резервуара составляет 0,5 м, барботеры расположены на расстоянии 10 см от дна.

Для предотвращения выпадения загрязняющих веществ в осадок рассчитывается придонная скорость

, где

k_взв – коэффициент, зависящий от способности частиц к коагуляции (k_взв=10-12);

U₀ – скорость осаждения.

Исходя из заданного объема, надлежит определить геометрические размеры резервуара, принимая глубину Н=2-4 м.

Число барботеров в резервуаре зависит от ширины резервуара.

Расстояние между барботерами b зависит от глубины резервуара и определяется по формуле

b = (23)H, (м)

Расстояние барботера от стенки резервуара b₁ принимают равным b₁≤H

Удельный расход воздуха определяется по формуле

Общее количество воздуха определяется по формуле

, где

l_б – длина барботера, м (l_б = 0,8L);

n – количество барботеров.

2.7.14. Расчет гидроциклона.

Для механической очистки сточных вод от взвешенных веществ допускается применять открытые и напорные гидроциклоны. Открытые гидроциклоны необходимо применять для выделения всплывающих и оседающих грубодисперсных примесей гидравлической крупностью свыше 0,2 мм/с и скоагулированной взвеси. Напорные гидроциклоны следует применять для выделения из сточных вод грубодисперсных примесей главным образом минерального происхождения. Гидроциклоны могут быть использованы в процессах осветления сточных вод, сгущения осадков, обогащения известкового молока, отмывки песка от органических веществ, в том числе нефтепродуктов. При осветлении сточных вод аппараты малых размеров обеспечивают больший эффект очистки. При сгущении осадков минерального происхождения следует применять гидроциклоны больших диаметров (свыше 150 мм).

Открытые (безнапорные) гидроциклоны обладают большой удельной производительностью. Рекомендуемая скорость воды на входе _вх=0,5 м/с, Скорость воды в циклоне _цик=60 мм/с=0,06 м/с. При расходе сточных вод, подающихся на очистку, свыше 100 м³/ч, согласно рекомендациям СНиП устанавливается 2 гидроциклона.

Площадь поперечного сечения гидроциклона определяется по формуле

Высота гидроциклона Н=Н_ц+Н_к. м.

Н_ц - высота цилиндрической части гидроциклона H_ц= D_ц м;

Н_к - высота конической части гидроциклона H_к=0,5 D_ц ^. tg30⁰ м.

Высота и диаметр внутреннего цилиндра

Диаметр полупогруженной кольцевой стенки для задержки всплывающих частиц

Вода поступает в гидроциклон через питатели, число которых принимают не менее 2.

Площадь питающего патрубка определяют по формуле:

(Q₁^* — количество воды, подаваемой в аппарат через один питатель)

(м)