курсач / Raschyot_dop_oborudovania (1)

5 Расчет вспомогательного оборудования

5.1 Расчёт топки

Для расчёта топки необходимо знать расход топлива и объём топочного пространства. Топливом в данном случае является каменный уголь.

Расход топлива , кг/с, определяем по зависимости:

(5.1)

G_т(з) = 5,45/(1+4,54∙54,86) = 0,022 кг/с,

G_т(л) = 5,08/(1+7,09∙54,86) = 0,014 кг/с.

Рассчитаем тепловую мощность топки:

(5.2)

где Q_Т – тепловая мощность, Вт; Q_Р^Н – низшая тепловая способность природного газа, равная 33,33∙10⁶ Дж/кг.

Q_т(з) = 0,022∙33,33∙10⁶ = 0,73∙10⁶ Дж/кг;

Q_т(л) = 0,014∙33,33∙10⁶ = 0,47∙10⁶ Дж/кг.

Объём топочного пространства V_т зависит от природы топлива и типа топки и определяется следующим образом:

(5.3)

где – тепловое напряжение топки, Вт/м.

Принимаем для газообразного топлива = Вт/м.

V_т(з) = 0,73∙10⁶/520∙10³ = 1,4 м³;

V_т(л) = 0,47∙10⁶/520∙10³ = 0,9 м³.

5.2 Расчёт циклона

Основной задачей расчета является подбор типа и диаметра циклона, а также условия его работы, обеспечивающих достижение необходимой степени очистки от твердой фазы.

Для подбора циклона используют обобщенные опытные данные, представленные в виде графических зависимостей.

Выбор диаметра циклона зависит от нагрузки по газу (производительность), марки циклона и соотношения гидравлического сопротивления циклона , Па и удельного соотношения веса газа при условиях очистки ,Н/м. Принимают м, что соответствует оптимуму по энергозатратам и эффективности очистки.

С целью повышения эффективности очистки поток газа разобьём на 4 потока.

По монограмме на рис.5.1 при V=12600/4=3150 м/ч и для циклона ЦН-24 находим, что диаметр циклона равен 0,48 м.

Рис.5.1- Номограмма для определения диаметра циклона ЦН-24.

Выбираем циклон с ближайшим стандартным диаметром D=0,5 м. [11]

Ввиду того, что эффективность очистки зависит от многих факторов, определяют ее в несколько этапов.

1. Определяем эффективность очистки в зависимости от среднего размера частиц для эталонного циклона ЦН-15 и диаметром D=600 мм при плотности пыли кг/м[7]. Средний диаметр частиц пыли =35 мкм (по заданию). По рис.5.2 [11] находим =96%.

Рис.5.2- Степень очистки газа от пыли в циклоне ЦН-15.

2. Проводим корректировку значения полученного из рис.5.2 в зависимости от типа циклона (рис.5.3 [11]). Находим =94%.

Рис.5.3- Зависимость степени очистки газа от типа циклона.

3. Корректируем значения по диаметру D=500 мм по рис. 5.4. Получаем %.

Рис 5.4-Зависимость степени очистки газа от диаметра циклона

4. По рис.5.5 [11] проводим корректировку значения полученного из рис.5.4, учитывая изменение плотности пыли по сравнению с эталонным циклоном. Находим =96%. (плотность равна 4000 кг/м[7]).

Рис.5.5- Зависимость степени очистки газа от плотности пыли.

Определим гидравлическое сопротивление циклона.

(5.4)

где

- коэффициент сопротивления циклона;

- фиктивная скорость газа в циклоне, м/с.

- плотность дымовых газов на выходе из сушилки, кг/м³ (из расчёта аппарата)

[13]

5.Последнюю корректировку проводим по рис.5.5 в зависимости от . .Получаем=95% Полученное из рис.5.6 значения больше заданного, поэтому расчет заканчиваем.

Рис 5.5- Зависимость степени очистки от

Основные размеры ЦН-24 представлены в табл.5.1 и 5.2 [10]

Таблица 5.1- Основные размеры циклона ЦН-24

Размер	Обозначение	ЦН-24
Наружный диаметр выхлопной трубы,мм	dт	300
Внутренний диаметр пылевыпускного отверстия,мм	d1	150
Ширина входного патрубка в циклоне,мм	b	100
Ширина входного патрубка на входе в циклон,мм	b1	130
Длина входного патрубка,мм	l	300
Диаметр средней линии циклона,мм	Dср	400
Высота установки фланца,мм	hфл	120

Таблица 5.2 – Дополнительные размеры циклона ЦН-24

Размер	Обозначение	ЦН-24
Угол наклона крышки и входного патрубка, град	φ	24
Внутренний диаметр циклона, мм	D	500
Высота входного патрубка(внутренний размер),мм	d	555
Высота выхлопной трубы с фланцем,мм	hт*	1055
Высота цилиндрической части корпуса циклона,мм	hц	1055
Высота конуса циклона,мм	hк	875
Высота внешней части выхлопной трубы,мм	hв	200
Высота циклона,мм	Hц	2130
Коэффициент гидравлического сопротивления	ξ	60
Высота улитки,мм	a	555
Общая высота циклона в сборке,мм	Hобщ	3700

5.3 Расчёт и выбор вентилятора.

Вентилятор выбирается по максимально возможному расходу газа, требуемого для сушки материала. В нашем случае максимальная нагрузка по газу соответствует зимним условиям.

V_вых=12600 м³/ч=3,5 м³/с

Диаметр газоходов, соединяющих барабан-циклон-вентилятор, принимаем равным диаметру выхлопной трубы d=0,3 м выбранного циклона ЦН-24.

Скорость в газоходе вычисляем по формуле:

(5.5)

Для выбора вентилятора необходимо рассчитать гидравлическое сопротивление системы .

(5.6)

где

=100 Па – сопротивление топки [11];

=150 Па – сопротивление сушильного барабана [3];

=588,13 Па –сопротивление циклона (из расчёта циклона).

Сопротивление прямых участков газохода:

(5.7)

где

l=8 м – длина прямых участков;

Принимаем е = 0,8 [5]

(5.8)

λ – коэффициент трения, зависящий от критерия Re и шероховатости e [5]

Сумма гидравлических потерь в местных сопротивлениях:

(5.9)

где

=0,6; =0,2; =1 – коэффициенты местных сопротивлений [5]

Пересчитаем гидравлическое сопротивление на стандартные условия:

(5.10)

Па.

где

ρ_{ст =} 1,2 кг/ м– плотность воздуха при стандартных условиях[5]

Выбираем вентилятор В-Ц12-49-8-01 [2].

Таблица 5.3 – Технические характеристики вентилятора В-Ц12-49-8-01

Марка	Q, м3/с	ρgH, Па	n, с-1	Эдектродвигатель
				тип	Nн, кВт	ήдв
В-Ц12-49-8-01	12,50	5500	24,15	4A280S4	110	-