Расчет вспомогательного оборудования

Выбор гидроциклона

Выбираем 5 циклонов НИИОГАЗ серии ЦН-15.

Определяем производительность одного циклона

,

где L = V₂ = 10810 м³/ч – объем воздуха на выходе из сушилки.

Выбираем циклон диаметром d_ц = 600 мм.

Зная диаметр циклона d_ц, определяем среднюю условную скорость в циклоне v_ц (в м/с).

.

Значение v_ц лежит в допустимых пределах для данного типа циклонов (для циклонов НИИОГАЗ v_ц = 1…3 м/с).

Подсчитываем аэродинамическое сопротивление циклона Н_ц (в Па) по формуле

,

где x = 120 – коэффициент сопротивления, отнесенный к угловой скорости в цилиндрической части циклона, для НИИОГАЗ x =105¸180; r_вп = 1,3 – плотность запыленного воздуха, кг/м³.

Значение Н_ц = 552 Па меньше допустимого значения [Н_ц] = 650¸750 Па.

Расчёт и выбор калорифера

Количество передаваемой теплоты через поверхность теплопередачи Q = 672,66 кВт, количество же проходящего через калорифер воздуха L = 2,4 кг/с, t_ср = 91 °C.

Выбираем калорифер марки КФС. Коэффициенты калорифера КФС: M = 1,25; S = 85; b = 12,1; ; n = 0,366; e = 0,122; m = 1,76.

Следует взять калорифер № 5. F_к = 20,9 м²; f_к = 0,244 м². Если поставить 3 калорифера параллельно, то

где f_к – живое сечение калорифера, м²; y – количество калориферов, установленных параллельно;

кг/(м²·с).

Дальнейший расчёт ведут при этой скорости.

Коэффициент теплопередачи будет равен:

k = b·(ρω)ⁿ = 12,1·3,2^0,366 = 18,52.

Поверхность теплопередачи.

F = Q/(k·t_ср) = 672,66/(18,52·91) = 0,399 = 39,9 м².

Ставят параллельно три калорифера, установочная поверхность которых равна

F_уст = F_к·у = 20,9·3 = 62,7 м², запас 61 %.

Сопротивление калорифера.

h_к = е(ρω)^т = 0,122·3,2^1,76 = 0,944 мм. вод. ст.

Расчёт и выбор вентилятора

Часовую производительность вентилятора, установленного за сушилкой и рассчитанного на отсос воздуха, определяют по уравнению:

V = L_ч/ρ м³/ч,

где ρ – плотность воздуха, в зависимости от места установки вентилятора;

L_ч = 2,4·3600 = 8640 кг/ч,

кг/м³.

V = 8640/1,6 = 5400 м³/ч.

Требующую мощность при напоре вентилятора Н = 50 мм вод. ст. рассчитывают по уравнению

,

где Н = 50 – напор вентилятора, мм вод. ст.; η_в = 0,5 – КПД вентилятора.

кВт.

При коэффициенте запаса мощности 1,2 потребуется электродвигатель мощностью 5 кВт.

Диаметр ротора центробежного вентилятора низкого давления типа Сирокко.

м.

Берут вентилятор № 4 с диаметром ротора 0,4 м.

Число оборотов ротора вентилятора.

об/мин.

4. Рекомендации по повышению эффективности работы

Эффективность барабанной сушилки можно повысить нескольким путями.

1. Увеличения интенсивности процесса сушки можно добиться путём повышения скорости движения теплоносителя. Однако скорость сушильного агента можно увеличивать до достижения им первой критической скорости (скорость витания), при которой высушиваемый материал переходит во взвешенное состояние (псевдоожиженое состояние). Если скорость сушильного агента превысит скорость витания то высушиваемый материал будет уносится из сушильной камеры.

2. Повышение температуры теплоносителя увеличивает испарение влаги из сахара. Однако сахар имеет предельно – допустимую температуру, нагрев выше которой приведёт к ухудшению его качества. Поэтому возможность повышения температуры сушильного агента ограничивается предельно – допустимой температурой нагрева сахара.

3. Для повышения эффективности сушки сахара в барабанной сушилке можно использовать увеличение вращение барабана. В этом случае увеличивается перемешивание частиц в следствие чего создаётся более интенсивное обдувание сушильным агентом и препятствует слипанию частиц высушиваемого материала. Но повышение частоты вращения барабана не должно превышать предельно допустимого значения, так как высушиваемый материал может прижиматься к стенкам барабана под действием центробежной силы и не перемешивается.

Заключение

В результате расчета курсового проекта:

– была выбрана барабанная сушилка непрерывного действия, прямого назначения для сушки сахар – песка.

– был произведен конструктивный расчёт основных узлов и деталей сушильного агрегата. Также была выбрана подъёмно – лопастная внутренняя насадка барабанной сушилки.

– был подобран гидроциклон.

– был подобран калорифер.

– был подобран вентилятор.

– были получены необходимые навыки проектирования сушильного агрегата и конструктивных особенностей аппаратов для сушки в пищевой промышленности.