2.1 Загальні відомості

Сушильні агрегати служать для просушування і нагрівання до робочої температури кам'яних матеріалів (піску і щебеню). У сучасних сушильних агрегатах застосовують переважно похилі сушильні барабани безперервної дії з протипотоковою схемою руху матеріалів і гарячих газів. Агрегати випускаються стаціонарними і пересувними.

Сушильний агрегат (рисунок 2.1) складається з наступних основних елементів: барабана 2, завантажувального 1 і розвантажувального 6 пристроїв, рами 8, приводу 10 і паливної системи 9.

Для завантаження кам'яних матеріалів у сушильні барабани застосовують нерухомі, вібраційні й обертові похилі лотки, віброжолоби, кільцеві елеватори і стрічкові транспортери, що подають матеріал безпосередньо в барабан. Розвантаження просушених і нагрітих кам'яних матеріалів, як правило, відбувається самопливом: матеріал з барабана зсипаються на лоток розвантажувальної коробки, а з нього – у прийомний пристрій «гарячого» елеватора.

Обичайка барабана являє собою зварену конструкцію з листової сталі. З зовнішньої сторони обичайки встановлені на компенсаторах 5 опорні колеса (бандажі) 4 і приводна шестірня 3 або зірочка, із внутрішньої – піднімальні лопатки. По довжині сушильний барабан можна умовно розділити на три зони: зону нагрівання вологого матеріалу, зону інтенсивного сушіння (випарювання вологи) і зону нагрівання висушеного матеріалу. Між обичайкою обертового барабана і торцями нерухомо закріплених завантажувальної і розвантажувальної коробок встановлені ущільнення, що запобігають пиляння й утрудняють підсмоктування холодного повітря. Опорні ролики 11, сприймаючи вагу обертового барабана, забезпечують його вільне обертання. Завзяті ролики 12 запобігають подовжній зсув барабана. Для обертання барабана застосовують привід з відкритою шестерною або ланцюговою передачею або ж фрикційний привід.

Сучасні сушильні установки працюють на газоподібному або рідкому паливі.

Рисунок 2.1 – Сушильний агрегат

Топка паливної системи являє собою сталеву обичайку, викладену усередині вогнетривкою цеглою або покриту жаростійким бетоном. У паливних системах сушильних установок найбільше поширення одержали форсунки 7 низького тиску. На виході з барабана встановлюють термодатчик для контролю температури нагрітого матеріалу, що досягає 180-200 °С.

2.2 Порядок розрахунку сушильного барабана

2.2.1 Визначення геометричних параметрів сушильного барабана

Об’єм сушильного барабана визначається на снуванні заданої продуктивності:

, (м³); (2.1)

де w_вл – кількість вилученої вологи, кг/г;

А – кількість вологи, що видаляється з 1 м³ барабана за 1 г, кг/(м³г);

 – відносна вологість матеріалу, що підлягає сушінню;

П – продуктивність барабана, кг/г.

Для барабанів з добре обладнаною тягою значення А можуть бути прийняті в межах 125-250 кг/м³г.

Довжину барабана знаходять з умов руху матеріалу, що просушується, усередині барабана і часу, необхідного для просушки. При обертанні барабана частки матеріалу піднімаються лопатами і падають по вертикалі вниз.

За одне падіння частки матеріалу переміщаються в горизонтальному напрямку (рисунок 2.2) на відстань:

, м; (2.2)

де h_cp – середня висота підйому, м;

 – кут нахилу барабана до обрію,  = 3-5.

, м. (2.3)

Рисунок 2.2 – Схема переміщення матеріалу в сушильному барабані

Довжина барабана визначається по залежності:

, м; (2.4)

де m – число падінь часток матеріалу за один оборот барабана, m=1,75-2,5;

п – частота обертання барабана, об/хв;

t – час необхідне для підігріву матеріалу, хв.

Окружна швидкість обертання барабана:

, м/с. (2.5)

Підставивши значення n і h_cp з формул (2.5) і (2.3) у формулу (2.4), одержимо вираження для визначення довжини барабана:

, м. (2.6)

Окружна швидкість обертання барабана приймається рівної _б=0,75-0,85 м/с.

Діаметр сушильного барабана можна визначити з вираження: , відкіля:

, м. (2.7)

Звичайно в сушильних барабанах асфальтозмішувальних установок прийняте співвідношення:

.

2.2.2 Визначення опорів обертанню сушильного барабана

При роботі сушильного барабана енергія затрачається на підйом матеріалу усередині барабана W₁; на подолання опорів тертя катання бандажів по роликах W₂ і тертя в цапфах опорних роликів W₃ (рисунок 2.3).

Для розрахунку сил тертя катання бандажів по роликах і в цапфах опорних роликів визначають силу, з якою барабан давить на ролики:

, Н; (8)

де G_м – сила ваги матеріалу в барабані, Н;

G_б – сила ваги барабана, Н;

z_p – число опорних роликів, z_p = 4;

 – кут установки роликів,  = 30°.

При застосуванні балансирних опор сила тиску барабана на ролик визначається по формулі:

, Н; (2.9)

де 2 – центральний кут розташування роликів на балансирній опорі,  = 30.

а – опір підйомові матеріалу при обертанні барабана; б – розподіл тиску на опорні ролики при нерухомому барабані

Рисунок 2.3 – Схема сил для розрахунку сушильного барабана

Сила ваги матеріалу в барабані:

, Н; (2.10)

де  – коефіцієнт заповнення барабана матеріалом,  = 0,1-0,3;

_м – питома маса матеріалу, що висушується, кг/м³, _м = 1700 кг/м³;

g – прискорення вільного падіння, м/с².

Сила ваги барабана:

, Н; (2.11)

де _ст – питома маса сталі, _ст = 7800 кг/м³;

V_об – об’єм обичайки барабана, м³.

Товщину стінки барабана можна прийняти у залежності від діаметра барабана:

Dб, м	1,0	1,4	1,8	2,4
, мм	8	10	12	16

тоді

, м³. (2.12)

Силу опору підйому матеріалу W₁ лопатами барабана, що обертається, визначають з умови рівності моментів сил, що діють на барабан при підйомі матеріалу:

, Н; (2.13)

де b – плече сили ваги матеріалу щодо вертикальної осі барабана, м.

Зсув b центра мас матеріалу щодо осі барабана залежить від його режиму роботи, обумовленого частотою обертання барабана (рисунок 2.4).

а)

б)

Рисунок 2.4 – Схема визначення центра мас матеріалу в барабанах, що повільно обертаються (а) і швидко обертаються (б)

Частоту обертання барабана можна визначити, скориставшись залежністю:

, об/хв. (2.14)

Існує емпірична залежність між частотою обертання, що рекомендується, і розміром барабана:

; (2.15)

де k – коефіцієнт режиму роботи барабана, для барабанів, що обертаються повільно k = 8-10, для барабанів, що обертаються швидко k = 14-16, для барабанів, що обертаються з промірною швидкістю, k = 10-14;

R_б – внутрішній радіус барабана, м.

При повільному обертанні поперечний переріз матеріалу в барабані приймають за суцільний сегмент, центр мас якого знаходиться від центра барабана на відстані, рівній радіусові R_б. Плече b сили ваги матеріалу визначають з умови, що при обертанні барабана сегмент матеріалу повернутий щодо вертикальної осі на кут _м = 45-50°:

, м. (2.16)

Для барабанів, що швидко обертаються, матеріал у барабані підхоплюється полками і розподіляється кільцевим сектором з центральним кутом сектора   180°. Внутрішній радіус кільцевого сектора матеріалу:

, м; (2.17)

де k_под – частка матеріалу, що піднімається лопатами від загальної кількості;

_с – коефіцієнт заповнення кільцевого сектора матеріалом, _з = 0,8-0,95.

Частка матеріалу, що піднімається, складає:

. (2.18)

Плече сили ваги матеріалу щодо вертикальної осі барабана в цьому випадку буде дорівнює:

, м. (2.19)

Тоді для барабанів, що швидко обертаються одержимо:

, Н. (2.20)

Сила опору від тертя кочення бандажів по роликах, приведена до радіуса ведучого елемента:

, Н; (2.21)

де R_бнд – радіус бандажа, м;

r – радіус опорного ролика, м;

k₁ – коефіцієнт тертя кочення бандажа по ролику, k₁ = (2-5)10^-4 м;

R_з.в – радіус зубцюватого вінця барабана, м.

, м.

Зовнішній діаметр барабана дорівнює:

, м. (2.22)

Внутрішній діаметр бандажа:

, м; (2.23)

де h_к – висота компенсатора над обичайкою, h_к = 0,05м;

е – зазор між башмаком і компенсатором для забезпечення можливості теплового розширення обичайки, м:

, м; (2.24)

де  – коефіцієнт лінійного розширення стали,  = 11,510^-5 м/(мС);

t₁ – максимальна температура обичайки, t₁ = 300 С;

t₂ – мінімальна температура обичайки при монтажі, t₂ = 15...20С.

Зовнішній діаметр бандажа:

, м. (2.25)

Радіус опорного ролика буде дорівнює:

, м. (2.26)

Радіус цапфи опорного ролика:

, м. (2.27)

Сила (Н) опору від тертя кочення в цапфах опорних роликів, приведена до радіуса ведучого елемента:

, Н; (2.28)

де k₂ – коефіцієнт тертя кочення підшипника опорного ролика, приймемо k₂ =k₁ м;

r_o – радіус цапфи опорного ролика, м.

Сумарне зусилля необхідне для подолання всіх опорів буде дорівнює:

, Н. (2.29)

Окружна швидкість приводного вінця:

, м/с. (2.30)

Тоді потужність, необхідна для приводу сушильного барабана буде визначатися по формулі:

, кВт; (2.31)

де  – КПД приводу барабана,  = 0,80-0,85.

2.2.3 Розрахунок сушильного барабана на міцність

Обичайку сушильного барабана розраховують по напруженню, що допускаються, і на прогин. При розрахунку обичайки приймаються найбільш несприятливі умови завантаження: весь матеріал розподілений у барабані між бандажами на довжині L_o (рисунок 2.5); зубцюватий вінець знаходиться в середині між бандажами; впливом не навантажених кінцевих ділянок барабана зневажаємо; окружне зусилля прикладене вертикально вниз.

Рисунок 2.5 – Схема навантаження обичайки сушильного барабана

Відстань між бандажами визначається з вираження:

, м; (2.32)

де l_o – довжина кінцевих ділянок сушильного барабана, м;

, м. (2.33)

Навантаження на 1 м довжини барабана:

, кН/м. (2.34)

Згинальний момент барабана (у вертикальній площині):

, Нм; (2.35)

де G_зв – сила ваги зубцюватого вінця, Н.

Орієнтовно можна прийняти

Н. (2.36)

Момент барабана, що крутить, від дії окружного зусилля:

, Нм. (2.37)

Розрахунковий сумарний момент від дії вигину і крутіння:

, Нм. (2.38)

Момент опору барабана як круглої порожньої балки:

, м³. (2.39)

Напруження на стінці барабана:

. (2.40)

Щоб уникнути місцевих деформацій барабана, особливо в зоні його обпирання на бандажі, що допускається напругу [] повинне бути не більш 25 МПа.

Перевірка барабана на прогин здійснюється з умови:

, м; (2.41)

де f₁ – прогин від рівномірно розподіленого навантаження, м;

f₂ – прогин від зосередженого навантаження, м;

[f_o] – прогин, що допускається, на метр довжини барабана, [fo] = 0,0003 м/м.

Прогин барабана від рівномірно розподіленого навантаження:

м; (2.42)

де Е – модуль пружності стали, МПа;

J – осьовий момент інерції поперечного переріза барабана, м⁴.

Значення модуля пружності стали залежить від температури:

t, С	20	100	200	300	400
E, МПа	210000	197200	191000	184500	175000

Осьовий момент інерції поперечного переріза барабана:

м⁴. (2.43)

Прогин барабана від зосередженого навантаження:

м. (2.44)

2.2.4 Контрольні запитання

2.2.4.1 Опішить устрій сушильного барабана.

2.2.4.2 За яких умов визначається довжина сушильного барабана?

2.2.4.3 З яких складових складається опір обертанню сушильного барабана і від чого вони залежать?

Таблиця 2.1 – Варіанти завдань для розрахунку

Варіант	П, кг/ч		А, кг/(м3ч)	m		t, мин	б, м/с		k1, м
1	25000	0,03	150	2	3,5	4	0,85	0,2	0,002
2	30000	0,03	175	2	3	3	0,9	0,1	0,003
3	35000	0,04	175	2,5	2,5	5	0,75	0,15	0,003
4	45000	0,03	200	1,7	3,5	6	0,8	0,2	0,004
5	50000	0,05	200	2	4	6	0,75	0,2	0,002
6	60000	0,05	175	2	3	8	0,8	0,3	0,003
7	70000	0,04	200	1,9	5	5	0,7	0,1	0,004
8	80000	0,04	250	2	3,5	5	0,9	0,2	0,003
9	90000	0,03	225	1,7	4	5	0,85	0,3	0,002
10	100000	0,02	200	2	3	6	0,75	0,1	0,005
11	125000	0,02	200	2,5	3,5	4	0,8	0,3	0,004
12	150000	0,04	225	2	4,5	5	0,9	0,2	0,002
13	175000	0,04	250	2	2,5	8	0,95	0,1	0,003
14	200000	0,05	250	2,5	3	7	0,85	0,3	0,004
15	225000	0,04	200	2	2,5	10	0,8	0,2	0,002
16	250000	0,03	200	2,5	3,5	8	0,75	0,1	0,004
17	275000	0,04	250	2	2,5	10	0,85	0,3	0,002
18	300000	0,03	200	2,5	2	14	0,7	0,2	0,003
19	25000	0,05	200	1,7	4,5	5	0,75	0,3	0,003
20	35000	0,05	200	2,5	4,5	3	0,8	0,3	0,004
21	50000	0,03	185	2,5	3	5	0,85	0,2	0,005
22	75000	0,04	200	2,5	2,5	6	0,9	0,3	0,002
23	100000	0,03	175	2	4	8	0,75	0,2	0,004
24	125000	0,04	225	2	2,5	8	0,95	0,3	0,002
25	150000	0,03	250	2,5	2,5	7	0,8	0,1	0,005
26	175000	0,05	180	1,9	2	12	0,95	0,2	0,002
27	200000	0,03	200	2	2,5	9	0,9	0,1	0,005
28	225000	0,06	220	2,5	3,5	8	0,85	0,3	0,002
29	250000	0,05	250	2	4	10	0,8	0,2	0,003

Практична робота №3

Тема «Розрахунок основних параметрів лопатевого асфальтозмішувача».

Ціль роботи:

• визначити масу замісу і тривалість змішування;

• розрахувати геометричні параметри змішувача;

• визначити потужність необхідну для приводові змішувача.

Великий вплив на одержання якісної асфальтобетонної суміші оказує процес її перемішування. Оптимальні параметри змішувача повинні забезпечувати можливість одержання високоякісної суміші при мінімальній тривалості перемішування і найменшій питомій витраті енергії на одиницю продукції. Проектований змішувач повинний разом з тім мати компактність, довговічністю і малою металоємністю.

3.1 Порядок виконання роботи

3.1.1 Орієнтовно визначають масу замісу виходячи з заданої продуктивності:

, кг; (3.1)

де П – продуктивність змішувача, кг/рік;

t_ц – тривалість циклу, с;

k_в – коэффициент использования смесителя по времени, k_в = 0,85.

Тривалість циклу роботи змішувача:

, с (3.2)

де t_з – година завантаження змішувача, t_ц = 20-25 с;

t_см – тривалість змішування, t_см = 120-150 с;

t_р – година розвантаження, що залежить від конструкції затвора змішувача, t_р = 10-12 с.

3.1.2 Попередньо визначають радіус корпусові змішувача:

м; (3.3)

де  – коефіцієнт, що характеризує форму корпуса змішувача,

;

де l_к – довжина змішувача, м;

b_к – ширина змішувача, м;

₁ – коефіцієнт заповнення корпуса змішувача матеріалом, ₁=1.

_см – щільність суміші, _см = 1600-1700 кг/м³;

Рисунок 3.1 – Схема для визначення параметрів змішувача

3.1.3 Дійсна частота обертання лопатевих валів:

хв^-1; (3.4)

3.1.4 Фактична тривалість змішування:

с; (3.5)

де i – відносна концентрація компонента в зоні дії один з лопатевих валів, для несприятливого випадку i = 0;

k_об – коефіцієнт поперечного обміну, k_об = 0,04-0,05.

Після визначення фактичного години змішування необхідно уточнити година циклові, t_ц, масу замісу m_з і радіус корпусові R по формулах (3.2), (3.1) і (3.3) відповідно.

3.1.5 Відцентрова відстань валів змішувача:

м; (3.6)

де  – кут між горизонтальною лінією і лінією, що з'єднує вісь вала із середньою лінією крайки днища.

3.1.6 Ширина корпусу змішувача:

м. (3.7)

3.1.7 Довжина корпусу змішувача:

м. (3.8)

3.1.8 Висота частини корпуса над лопатевим валом:

, м. (3.9)

3.1.9 Спільна висота корпусу:

, м. (3.10)

3.1.10 Площа поперечного переріза робочої частини корпуса змішувача:

, м². (3.11)

3.1.11 Визначають висоту h_л ширину b_л лопат виходячи з наступних обмежень:

• якщо бітум подається самопливом або під невеликим тиском (0,3-0,4 МПа):

м;

м;

• якщо бітум подається під великим тиском (1,5-2,0 МПа):

, м;

, м.

3.1.12 Число парних (або одиночних) лопат на одному валу:

; (3.12)

де l₁ – зазор між крайньою лопатою і торцевою стінкою змішувача l₁ = 7-10 мм;

 – кут нахилу лопат до осі вала,  = 45;

l – зазор між бічними крайками сусідніх лопат (по осі вала) l = 40-50 мм.

3.1.13 Потужність, необхідну для приводу лопатевих валів змішувального агрегату, визначають по емпіричній формулі в залежності від маси замісу:

при m_з  1400 кг , кВт;

при m_з > 1400 кг , кВт.

3.2 Контрольні запитання

3.2.1 Опішить устрій асфальтозмішувача.

3.2.2 Від чого залежить продуктивність асфальтозмішувача?

3.2.3 По яким схемам може рухатися матеріал в асфальтозмішувачі?

3.3 Вихідні дані для розрахунку змішувача

Таблиця 3.1 – Вихідні дані

Варіант	П, кг/г	tц, с			Варіант	П, кг/г	tц, с		
1	5000	150	0,85	45	16	20000	150	0,85	45
2	6000	160	0,9	47	17	21000	160	0,9	47
3	7000	170	0,95	50	18	22000	170	0,95	50
4	8000	180	1	40	19	23000	180	1	40
5	9000	190	1,05	43	20	24000	190	1,05	43
6	10000	150	1,1	45	21	25000	150	1,1	45
7	11000	160	1,15	47	22	26000	160	1,15	47
8	12000	170	1,2	50	23	27000	170	1,2	50
9	13000	180	1,25	40	24	28000	180	1,25	40
10	14000	190	1,3	43	25	29000	190	1,3	43
11	15000	150	1,35	45	26	30000	150	1,35	45
12	16000	160	1,4	47	27	23000	160	1,4	47
13	17000	170	0,7	50	28	25000	170	0,85	50
14	18000	180	0,75	40	29	20000	180	0,9	45
15	19000	190	0,8	43	30	21000	190	0,95	50

Практична робота №4

Тема «Тепловий розрахунок автогудронатора».

Ціль роботи: вивчити принципову схему опалювальної системи автогудронатора; визначити необхідну товщину теплоізоляційного шару цистерни; розрахувати параметри опалювальної системи.

4.1 Загальні відомості

Автогудронатори призначені для перевезення і розподілу бітумних матеріалів при будинку і ремонті гравійних і щебеневих шарів дорожнього одягу методом просочення, напівпросочення, перемішуванні на дорозі, при пристрої поверхневої обробки і зміцненні ґрунтів.

Основними частинами автогудронатора є: цистерна для бітумного матеріалу; опалювальна система; циркуляційно-розподільна система; бітумний насос із приводом від коробки передач автомобіля або від окремого двигуна; система керування; шасі, на якому встановлені агрегати.

Цистерна виконана зварений з листової сталі. У поперечному перерізі цистерна має форму еліпса і постачена термоизолеваним шаром зі скляної вати, закритої ззовні металевим кожухом. Порожнеча цистерни розділена на два з'єднаних відсіки волногасительной перегородкою для зменшення сили удару рідини об стінки при русі автогудронатора. У передньому відсіку встановлена труба, що верхньою частиною повідомляється з атмосферою і служить для зливу надлишку бітумних матеріалів при випадковому переповненні цистерни, а також для вирівнювань тиску в цистерні з атмосферним повітрям. У верхній частині цистерни мається горловина з фільтром, через яку можна наповняти цистерну бітумом.

Опалювальна система авто гудронаторів складається з двох жарових труб, пальників, паливного бака, паливопроводів і системи подачі палива (рисунок 4.1). Опалювальна система призначена в основному для підтримки робочої температури бітуму (температура нагрівання від 120 до 160 °С).

Паливо подається у форсунки під тиском 0,25-0,30 МПа. Стаціонарні форсунки встановлені на фланцях жарових труб і можуть працювати незалежно друг від друга. Вони призначені для розігріву бітумних матеріалів у цистерні. Переносна форсунка приєднана до паливної системи рукавом. Вона має окремий вентиль і призначена для обігріву трубопроводів і насоса.

На автогудронаторі встановлені наступні прилади: покажчик рівня в'язкого матеріалу в цистерні, термометр із границями виміру температури 0-200 С і тахометр, що показує частоту обертання вала насоса.

1 – фільтр; 2 – форсунки; 3 – жарові труби; 4 – воздухопровод; 5 – ресивер; 6 – переносна форсунка; 7 – паливний бак; 8 – заливна горловина; 9 – паливопровід

Рисунок 4.1 – Опалювальна система автогудронатора

Рисунок 4.2 – Автогудронатор ДС-39а

4.2 Порядок розрахунку

4.2.1 Розрахунок теплоізоляції цистерни

Кількість тепла, що виділяється при остиганні бітуму за годину:

, кДж; (4.1)

де т_б – маса бітуму, кг;

с_б – питома теплоємність бітуму, кдж/(кгС);

t₁ – початкова температура бітуму, t₁ = 180 С;

t₂ – температура бітуму через годину транспортування,

t₂ = 170-175 С.

tб, С	1-20	30-60	60-100	100-150	150-180
сб, кДж/(кгС)	1,1-1,25	1,25-1,45	1,45-1,65	1,65-1,85	1,85-2,20

Кількість тепла, що губиться бітумом через зовнішню поверхню цистерни в навколишній простір:

, кДж; (4.2)

де h – коефіцієнт теплопередачі, квт/(м²С);

S_ц – площа поверхні цистерни, м²;

t_б – середня температура бітуму, С;

t_в – температура зовнішнього повітря, t_в = 10 С.

, С. (4.3)

Площа поверхні еліптичної цистерни (рисунок 4.2):

, м²; (4.4)

де S_т – площа еліптичних торців цистерни, м²;

, м²; (4.5)

S_б – бічна площа цистерни, м²;

, м²; (4.6)

a, b – півосі еліпса торцевих днищ, м;

L_ц – довжина цистерни, м.

Об’єм цистерни:

, м³. (4.7)

Маса бітуму:

, кг; (4.8)

де _б – питома маса бітуму, _б = 1000 кг/м³.

Рисунок 4.3 – Цистерна автогудронатора

Коефіцієнт теплопередачі через тришарову стінку від гарячого бітуму до повітря:

, кВт/(м²С); (4.9)

де ₁ – коефіцієнт теплопередачі від бітуму до металевої стінки цистерни, ₁ = 0,097 квт/(м²С);

l₁ – товщина стінки цистерни, l₁ = 0,004 м;

₁, ₃ – коефіцієнт теплопровідності стали, ₁ = 0,046-0,058 квт/(мС);

l₂ – товщина шаруючи теплоізоляції, м;

₂ – коефіцієнт теплопровідності теплоізоляції, ₂ = 0,00019-0,0002 квт/(мЗ) для азбесту, ₂ = 0,000044 квт/(мС) для скловати;

l₃ – товщина стінки кожуха, l₃ = 0,001 м;

₂ – коефіцієнт теплопередачі від кожуха цистерни зовнішньому повітрю, квт/(м²С);

; (4.10)

_г – швидкість руху автогудронатора, м/с;

D_ср – середній діаметр цистерни, м;

, м. (4.11)

Дорівнявши праві частини рівнянь (4.1) і (4.2) і вирішуючи них відносно l₂, одержимо товщину шару теплоізоляції:

, м. (4.12)

4.2.2 Розрахунок опалювальної системи

При розрахунку опалювальної системи приймають, що бітум, що знаходиться в цистерні гудронатора, належний нагрітися від t₁ = 120 до t₂ = 180 С за півгодини при місткості цистерни до 10 000 л або за одну годину при місткості цистерни більш 10 000 л.

Кількість тепла, необхідне для нагрівання бітуму масою т_б за 0,5 ч:

, кДж; (4.13)

Годинна кількість тепла, вироблювана опалювальною системою:

при т_б < 10 000 кг

кДж;

Витрата палива опалювальною системою автогудронатора:

кг/г; (4.14)

де Q_пол – корисно використовуване тепло від спалювання 1 кг палива, кДж/кг.

Кількість корисно використовуваного тепла залежить від теплоти згоряння палива і суми втрат тепла.

Загальні втрати тепла визначаються в такий спосіб:

, %; (4.15)

де q_х – втрати тепла від хімічної неповноти згоряння палива, q_х = 2-3 %;

q_м – втрати тепла від механічної неповноти згоряння палива, q_м = 5%;

q_л – втрати форсунок у відкритий простір, q_л = 6-8 %;

q_дг – втрати з димовими газами, q_дг = 15-20 %.

Корисно використовуване тепло від згоряння 1 кг палива:

, кДж; (4.16)

де Q_р.н – теплота згоряння рідкого палива, кДж/кг.

Площа жарових труб автогудронатора визначається по формулі:

, м²; (4.17)

де t_гг – температура горіння палива, t_гг = 1300-1400 С;

t_дг – температура димових газів, t_дг = 300-400 С;

t₁ – початкова температура бітуму, t₁ = 120 С;

h_ж.т – коефіцієнт теплопередачі жарової труби, кВт/(м²С).

кВт/(м²С); (4.18)

де ₁, ₂ – коефіцієнти тепловіддачі від гарячих газів стінці жарової труби і від стінки бітумові відповідно, ₁, = 0,02-0,067; ₂ = 0,097 кВт/(м²С);

l_ст – товщина стінки жарової труби, l_ст = 0,005-0,006 м;

_ст – коефіцієнт теплопровідності стінки, _ст = 0,046 кВт/(мС);

Жарову труби мають U-образну форму. Довжину кожної області жарових труб приймають рівної 0,8 довжини цистерни L_ц; тоді загальна довжина жарових труб складе:

, м; (4.19)

де z – число жарових труб, z = 2.

Зовнішній діаметр жарових труб автогудронатора дорівнює:

м. (4.20)

4.3 Указівки до виконання роботи

4.3.1 Ознайомитися з устроєм опалювальної системи автогудронатора.

4.3.2 Замалювати схему опалювальної системи й ескіз цистерни автогудронатора (рисунки 4.1 і 4.2).

4.3.3 Виконати розрахунок теплоізоляції й опалювальної системи автогудронатора відповідно до варіанта завдання (таблиця 4.1).

4.4 Контрольні запитання

4.4.1 Яке призначення і устрій автогудронатора?

4.4.2 Опішить устрій опалювальної системи автогудронатора.

4.4.3 Які втрати тепла відбуваються при роботі опалювальної системи?

Таблиця 4.1 – Варіанти завдань

Варіант	Розміри цистерни, мм			Швидкість пересування, uг, км/г	Теплота згоряння мазуту, Qр.н, кДж/кг
	2а	2b	Lц
1	1600	1000	1600	30	39900
2	1600	1000	2000	40	39740
3	1600	1000	2400	50	40320
4	1600	1000	2800	60	40800
5	1800	1100	2600	30	39140
6	1800	1100	3250	40	39900
7	1800	1100	3900	50	39740
8	1900	1200	3900	60	40320
9	1900	1200	4500	30	40800
10	1900	1200	5050	40	39140
11	2000	1200	5300	50	39900
12	2000	1200	5850	60	39740
13	2200	1300	5350	30	40320
14	2200	1300	5600	40	40800
15	2200	1300	5800	50	39140
16	1600	1000	1600	60	39900
17	1600	1000	2000	30	39740
18	1600	1000	2400	40	40320
19	1600	1000	2800	50	40800
20	1800	1100	2600	60	39140
21	1800	1100	3250	30	39900
22	1800	1100	3900	40	39740
23	1900	1200	3900	50	40320
24	1900	1200	4500	60	40800
25	1900	1200	5050	30	39140
26	2000	1200	5300	40	39900
27	2000	1200	5850	50	39740
28	2200	1300	5350	60	40320
29	2200	1300	5600	30	40800
30	2200	1300	5800	40	39140

Практична робота №5

Тема «Визначення параметрів дорожньої фрези»

Ціль роботи:

• ознайомитися з устроєм дорожньої фрези;

• визначити загальну потужність, необхідну для роботи дорожньої фрези.

5.1 Загальні відомості

Дорожні фрези застосовують для розпушування ґрунтів і перемішування їхній з органічними і неорганічними в'язкими матеріалами.

Дорожні фрези класифікують:

1. по способі переміщення

самохідні, напівпричіпні, причіпні і навісні;

2. по типі ходової частини

пневмоколісні, гусеничні і комбіновані;

3. по способі привода робочого органа

с приводом від основного двигуна базової машини або від автономного двигуна.

Дорожня фреза (рисунок 5.1) складається з базової машини, робочого органа, трансмісії і дозувально-розподільного пристрою.

1 – колісний трактор; 2 – підвіска; 3 – гідроциліндр підйому фрези; 4 – рама робочого органа; 5 – кожух; 6 – фреза

Рисунок 5.1 – Дорожня фреза

Робочий орган фрезерного типу являє собою ротор діаметром 0,8-0,9 м, розташований перпендикулярно подовжньої осі машини, на валові ротора встановлені металеві лопати, у які вставлені ножі. Кожух робочого органа (рисунок 5.2) утворить робочу камеру, у якій ґрунт подрібнюється і перемішується з в'язкими матеріалами. У дорожніх фрезах напрямок обертання ротора може здійснюватися по ходу руху (проти часової стрілки) або навпаки.

При обертанні ротора проти часової стрілки досягається плавність і стійкість пересування фрези, а при обертанні по годинній стрілці забезпечується краще здрібнювання, обволікання часток в'язкої і перемішування матеріалу.

а) з обертанням ротора по ходу руху; б) з обертанням ротора проти руху

1 – розподільна труба; 2 – кожух; 3 – ротор; 4 – ніж; 5 – лопата

Рисунок 5.2 – Робочий орган дорожньої фрези