9. Розрахунок питомої кількості тепла, палива і к.К.Д. Сушарки.

Визначаємо питому витрату сухих газів на 1 кг. випарюваної вологи:

питома кількість теплоти на 1 кг випарюваної вологи складе:

Питома витрата палива на 1 кг. випарюваної вологи складе:

Тепловий К.К.Д. барабанної сушарки дорівнює:

10. Розрахунок частоти обертання і потужності приводу сушильного барабану.

Частоту обертання барабану визначаємо по формулі:

де

а – коефіцієнт, що залежить від типу насадки і діаметра барабана. Для підйомно лопатевої насадки D_бар=2500мм, а=1,2. Приймаємо кут нахилу барабана α=3⁰ (tgα=0,052).

Тоді

об/с≈2,2об/хв.

Що відповідає кутовій швидкості ω=0,23рад/с.

Потужність, необхідну на обертання барабана, визначаємо по формулі А.П. Ворошилова:

;

де

η – коефіцієнт потужності для барабана з лопатевою насадкою при 15% заповнення, рівний 0,053;

ρ_н – об’ємна насипна маса глини в барабані при середній вологості (ρ_н=1530кг/м³).

Отже

11. Аеродинамічний розрахунок, добір приладів для спалювання палива і вентиляційних пристроїв.

Добір пристроїв для горіння. Для спалення мазуту в топці сушильного барабану приймаємо мазутну форсунку низького тиску системи Оргєнергонефть, характеристика якої наведена нижче:

N – форсунки.	6
Типорозмір.	ОЄН – 350
Витрати по паливу	350кг/год
Діаметр вхідного повітряного патрубка.	250мм
Об’ємна витрата повітря, що впускається через форсунку	2600м3/год
Те ж, необхідного для спалення палива.	4325м3

Первинне повітря (біля 60-70%) підводиться до патрубка кожуха форсунки, вторинний надходить у топку через фронтовий регістр за рахунок розрідження в топці і дії форсунки, що ежектує.

Амбразура форсунки, виконана у виді конуса у фронтовій стіні топки, служить для поліпшення запалювання і підвищення усталеності процесу горіння. Переважно все повітря, необхідний для горіння, подавати як первинний із швидкістю 50-80 м/с. Підігрівши його можливий до 300 С. Коефіцієнт надлишку повітря 1,2. Повітря надходить від вентилятора з тиском 25-100 Па. Тиск мазуту 0,05 - 0,15 МПа. Форсунки економічні. Устаткування прості. Для зменшення грузькості мазуту з метою кращого розпилювання і полегшення його перекачування необхідно попередньо підігріти в резервуарах ( до 70-100 С ). При тонкому розпилюванні щоб уникнути засмічення отворів форсунок варто установлювати фільтри для затримки механічних домішок.

Розрахунок форсунок звичайно передбачає визначення прохідних перетинів для повітря і вихідних перетинів для мазут}.

Швидкість протікання мазуту приймають 0,1-0,8 м/с. Для форсунок із масовою витратою до 500 кг/год. мазутопровід приймають діаметром 20-25 мм. Для форсунок низького тиску діаметр вихідного отвору мазутного сопла щоб уникнути засмічення приймають не менше 2,5 мм.

Форсунки повітряного розпилювання системи Оргєнергонефть виготовляють із підпірною шайбою і завихрювачем.

Добір вентилятора і димососів. Визначаємо об'ємну витрату повітря, необхідного для горіння мазуту:

Подача повітря вентилятором при температурі повітря t₀=20°С (літні умови роботи):

Вентилятор підбирають у залежності від необхідних подач і утворюваного тиску, необхідного для подолання опорів повітряного тракту з метою нормальної роботи форсунки.

Приймаємо повний тиск, що розвивається вентилятором при щільності повітря ρ_в= 1,2 кг/м³: Р_t = 2500 Па. Вибираємо відцентровий вентилятор високого тиску Ц8-18 N8, що має наступні характеристики: К.К.Д.=0,58 і кутова швидкість ω = 125 рад/с. Прийнявши К.К.Д. приводу для вентилятора сполученого з двигуном за допомогою еластичної муфти η=0,98 визначаємо потужність на валу електродвигуна:

Наступна потужність електродвигуна з урахуванням запасу дорівнює:

N_уст=K*N_дв=1,1 6,09=6,7кВт

де

К – коефіцієнт запасу потужності електродвигуна на пусковий момент, що приймають у залежності від потужності навалу N_дв, кВт. При N_дв=6,09 кВт К=1.1.

Електродвигуни вибирають переважно коротко замкнуті, асинхронні.

З метою зниження температури димових газів, а також інтенсивного перемішування їх з повітрям і охорони завантажувальної точки від швидкого перегорання повітря подають спеціальним вентилятором у підводний простір змішувальної камери. Визначаємо об’ємну витрату холодного повітря, необхідного для розведення димових газів у камері змішування:

З урахуванням температурної поправки

для подачі повітря на змішування достатньо установки вентилятора низького тиску до Р_t=1000 Па. Підбираємо вентилятор N4: К.К.Д. η_в=0,64; ω=142рад/с; загальна маса 73.5 кг.

Вентилятор з’єднують з електродвигуном за допомогою муфти, що потребує відповідної частоти обертання його і двигуна. ККД приводу η_п=0,98. Потужність на валі електродвигуна дорівнює:

де

К – коефіцієнт запасу потужності на пусковий момент, рівний 1,15.

Приймаємо до установки електродвигун серії А02, потужність 3 кВт, ω=148,6рад/с, типу А02-32-4.

Визначаємо дійсний об’єм вологих газів, що відходять, при виході із сушильного барабана по формулі:

G_СМ – витрати газів по масі, що виходять із сушильного барабану;

При t_к^газ=70⁰С щільність димових газів, що ідуть, складе:

по I-d діаграмі приt_К^ГАЗ=70⁰С і d_К=290г на 1 кг сухих газів парціальний тиск водяної пари в газах, що відходять складе:

Р_П=31000Па

Тоді

Отже

Опір барабанної сушарки ΔР_СУШ приймають 100-200Па при швидкості газу ν=1,7...2м/с і коефіцієнті заповнення β=15...20%. Найбільший опір руху газового потоку робить батарейний циклон для очищення від пилюки газів, що відходять. Підбираємо батарейний циклон з елементами діаметром D=150мм, коефіцієнт гідравлічного опору елементів ζ=90. Виходячи з техніко-економічних розумінь, а також із вимог надійності роботи батарейних циклонів приймаємо гідравлічний опір батарейного циклона зі співвідношенням (відношення перепаду тиску в циклоні до щільності газу):

ΔР/ρ_см=550...750. приймаємо 600.

Пропускну спроможність через один елемент циклона запиленого газу визначаємо по формулі:

Необхідна кількість елементів циклона складе:

Приймаємо тип секції ПС-4-20, кількість елементів у секції n=12. Розташуємо їх в 4 ряди по ходу газу (3 елементів у кожному ряду).

Гідравлічний опір циклона складе:

Початкова запиленість газу, що надходить у батарейний циклон, допускається до 100р/м³ ККД батарейного циклона залежить від фракційного складу пилу й у середньому коливається фід 78 до 95%.

Швидкість газів на виході з барабана:

Швидкість газів у циліндричній частині циклонного елемента визначаємо по формулі:

Загальний аеродинамічний опір, що повинний перебороти димосос, складається з наступних опорів:

Газохід від топки до входу в сушильний барабан.	100 Па
Барабанної сушарки Вихідної газової камери від кінця	200 Па
Барабанна до вихідного патрубка циклона	50 Па
Батарейного циклона	546 Па
Повний опір барабанної сушарки складе	ΔРс.у.=854 Па

Звичайно гази відсмоктуються вентилятором середнього тиску, подачу якого розраховують з умов забезпечення швидкості газів по масі в перетині барабана 2-3 кг (із м²) з урахуванням підсосів по газовому тракті в розмірі 50-79%.

Подача димососу з урахуванням підсосів повітря в розмірі 50% складе:

V_ДИМ=V_СМ*1,5=27498,42*1,5=41247,63м³/ч

При доборі димососу варто враховувати запас тиску приблизно до 40% до загальної суми аеродинамічних опорів /28/. Відповідно.

ΔР_с.у.=854*1,4=1195,6 Па.

У якості димососу можна використовувати звичайний відцентровий вентилятор середнього тиску (бажано з охолодженням підшипників). Тому що характеристики для добору складені для нормальних умов при Т₀=273+20=293⁰К, то

По цим даним (V_ДИМ=42729м³/год і ΔР₀=1448 Па)підбираємо відцентровий вентилятор типу Ц9-57№8 ККД η_в =0,63,ω_п=87рад/с. Виконання друге завод виготовлювач „Сантехдеталь”.

Потужність електродвигуна вентилятора:

де

η_п – ККД передаванні за допомогою еластичної муфти, рівний 0,98. Настановна потужність двигуна при коефіцієнті засипу потужності К=1,1 дорівнює:

Приймаємо до установки двигун серії А02-72-6 N=30кВт cosφ=0.9, ω=101,56 рад/с. Димосос і циклон необхідно ізолювати в тому випадку, якщо очікується охолодження газів у них нижче 70-75⁰С.

Обертові барабанні сушарки звичайно працюють, під невеликим відємним тиском (50-250 Па), щоб запобігти в цех запалених шкідливих топкових газів. Занадто великий підсос повітря знизить температуру сушіння, тому прагніть за рахунок ущільнень (лабіринтових, радіальних і торцевих) знизити підсос повітря до мінімальної межі.