7.Определение гидравлического сопротивления установки.
Гидравлическое сопротивление установки Рг, Па, определяем по формуле:
(66)
где Рс - гидравлическое сопротивление сушилки, определяется опытным путём; при отсутствии таких данных его можно принять равным: Рс = 200-300 Па;
Рк – гидравлическое сопротивление калориферной установки, Па;
Рц - гидравлическое сопротивление циклонов, Па;
Ра - гидравлическое сопротивление аппарата мокрой очистки, Па;
Рn – потеря давления на преодоление сопротивления трения и местных сопротивлений воздуховодов, Па;
(67)
где - коэффициент трения;
-
длина воздуховодов, м (принимаем равной
длине барабана плюс 5-10 м);
dэ – эквивалентный диаметр воздуховода, м;
вл..0 – плотность воздуха, поступающего в калорифер, кг/м3;
W
– скорость воздуха, м/с; W=15
25
м/с;
-
сумма коэффициентов местных сопротивлений.
Так как у циклонов типа НИИОГАЗ входной патрубок прямоугольного сечения (a b), то эквивалентный диаметр воздуховода равен:
Длина
воздуховода
=10+7=17
м.
Коэффициент трения определяем в зависимости от режима движения воздуха и шероховатости стенки трубы е.
Режим движения воздуха определяем по величине критерия Re:
(68)
где - коэффициент динамической вязкости воздуха, Пас, находим по температуре t0 2; = 0,018210-3 Пас.
Средние значения шероховатости стенок труб, выполненных из различных материалов, можно найти по табл. XII 2. Для стальных цельнотянутых и сварных труб при незначительной коррозии е = = 0,2 мм.
Коэффициент трения для гидравлических гладких труб:
при Re 2300:
(69)
при 2300 < Re< 100000
(70)
Т. к. в нашем случае Re> 100000, то по рис. 1,52определим:
= 0,019
Сумма коэффициентов местных сопротивлений
(71)
где вх – значение коэффициента местного сопротивления при входе в воздуховод;
вых - значение коэффициента местного сопротивления при выходе из воздуховода;
отв - значение коэффициента местного сопротивления отвода под прямым углом;
пр - значение коэффициента местного сопротивления прямоточного вентиля;
Значения коэффициентов местных сопротивлений выбираем по табл. XXII 2:
вх
= 0,5 вых
= 1 отв
= 0,21 пр
= 0,31 
Тогда
Гидравлическое сопротивление установки
8.Выбор вентилятора и электромотора к нему.
Для подачи воздуха в систему применяют центробежные и осевые вентиляторы, которые выбирают с помощью графиков–характеристик 7 по значениям объёмной производительности Q, м3/ч и по общему сопротивлению системы Р, Па. В данных методических указаниях в проектируемой сушильной установке использован центробежный вентилятор, его характеристики представлены в прил. 6.
Полезную мощность вентилятора, Nn, Вт, находим по формуле:
(72)
где Q – подача (производительность) вентилятора, м3/с; Q = Vвл.0 = = 1,79 м3/с;
Р – полное гидравлическое сопротивление установки, Па.
(73)
где Рск – скоростное давление, создаваемое вентилятором, Па;
0,3Рск – потери давления на преодоление гидравлических сопротивлений внутри вентилятора, Па, где
Тогда
Мощность вентилятора N, кВт, которую должен развивать электродвигатель вентилятора на валу при установившемся режиме работы, находим по формуле:
(74)
где в – к.п.д. вентилятора, в = 0,4-0,7 (при малой и средней подаче) и в = 0,7-0,9 (при большой подаче);
пер – к.п.д. передачи от электродвигателя к вентилятору (пер = 1, т.к. в центробежных и осевых вентиляторах, обычно, вал электродвигателя соединяется непосредственно с валом вентилятора).
Принимая в = 0,7, получим:
Зная мощность N, выбираем электродвигатель к вентилятору (прил. 6).
Устанавливаем, что исходным данным лучше всего удовлетворяет центробежный вентилятор марки В-Ц14-46-5К-02, который характеризуется Q = 3,67 м3/с, Р = 2360 Па, в = 0,71 и n = 24,1 об/с.
Вентилятор снабжён электродвигателем типа А02-61-4 с номинальной мощностью NH = 13 кВт и к.п.д. двигателя дв = 0,88.
Необходимо учесть, что мощность, потребляемая двигателем от сети, Nдв, кВт, больше номинальной вследствие потерь энергии в самом электродвигателе.
Поэтому
(75)
С учётом запаса на возможные перегрузки устанавливаем электродвигатель к вентилятору мощностью Nуст, кВт:
(76)
где - коэффициент запаса мощности (находим в зависимости от величины Nдв (табл. 8,1)).
Таблица 8,1
|
Nдв, кВт |
Значения для вентилятора | |
|
центробежных |
осевых | |
|
до 0,5 |
1,50 |
1,20 |
|
0,51-1 |
1,30 |
1,15 |
|
1,01-2,0 |
1,20 |
1,10 |
|
2,01-5,0 |
1,15 |
1,05 |
|
сверх 5,0 |
1,10 |
1,05 |
Полученная установочная мощность не превышает мощность двигателя, выбранную ранее. Если же окажется, что Nуст значительно превышает NH, то необходимо выбрать другой электродвигатель с большей мощностью.
По номинальной мощности электродвигателя к вентилятору определяем удельный расход энергии на тонну удаляемой влаги Nуд:
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1
Характеристика высушиваемого материала 6
|
Материал |
Плотность , кг/м3 |
Насыпная масса н, кг/м3 |
Теплоёмкость С, кДж/(кгК) |
Напряжение барабана по влаге АV, кг/м3 |
|
Бикарбонат натрия |
1450 |
800 |
0,965 |
7-12 |
|
Аммиачная селитра |
1860 |
920 |
0,912 |
4-6 |
|
Поваренная соль |
1650 |
927 |
0,923 |
7,2 |
|
Сернокислый аммоний |
1750 |
820 |
1,469 |
9-11 |
|
Натриевая селитра |
1370 |
860 |
0,938 |
20 |
|
Марганцевая руда |
1900 |
1050 |
0,671 |
12 |
|
Глина |
1800 |
1380 |
0,923 |
50-70 |
|
Мел |
2200 |
1300 |
0,839 |
32 |
|
Песок |
1500 |
1200 |
0,797 |
80-100 |
|
Известняк |
2650 |
1800 |
0,923 |
30-60 |
|
Железный колчедан |
5000 |
3300 |
0,546 |
20-30 |
|
Железная руда |
3500 |
2100 |
0,671 |
65 |
|
Суперфосфат гранулированный |
1120 |
720 |
0,652 |
60-80 |
|
Хлорид бария |
2270 |
1090 |
0,950 |
18 |
Приложение 2
Средняя температура и относительная влажность атмосферного воздуха в различных районах бывшего СССР 9
|
Город |
Январь |
Июль | ||||
|
t,C |
0, % |
t,C |
0, % | |||
|
Акмолинск |
-17,0 |
85 |
20,3 |
59 | ||
|
Алма-ата |
8,6 |
87 |
22,1 |
56 | ||
|
Архангельск |
-13,3 |
88 |
15,3 |
79 | ||
|
Астрахань |
-7,1 |
91 |
25,2 |
58 | ||
|
Ашхабад |
-0,4 |
86 |
29,6 |
41 | ||
|
Баку |
3,4 |
82 |
25,3 |
65 | ||
|
Батуми |
6,3 |
78 |
23,1 |
84 | ||
|
Благовещенск |
-24,2 |
78 |
21,2 |
72 | ||
|
Брянск |
-8,8 |
88 |
18,2 |
74 | ||
|
Владивосток |
-13,7 |
74 |
20,6 |
77 | ||
|
Владимир |
-11,7 |
89 |
18,3 |
69 | ||
|
Волгоград |
-9,9 |
85 |
24,7 |
50 | ||
|
Вологда |
-12,0 |
85 |
17,6 |
70 | ||
|
Воронеж |
-9,8 |
90 |
20,6 |
62 | ||
|
Горький |
-12,2 |
89 |
19,4 |
68 | ||
|
Грозный |
-4,9 |
93 |
23,9 |
70 | ||
|
Днепропетровск |
-6,0 |
88 |
22,3 |
60 | ||
|
Ереван |
-5,8 |
89 |
25,0 |
50 | ||
|
Иваново |
-12 |
90 |
18,8 |
71 | ||
|
Иркутск |
-20,9 |
85 |
17,2 |
72 | ||
|
Казань |
-13,6 |
86 |
19,9 |
63 | ||
|
Калуга |
-9,7 |
89 |
18,4 |
68 | ||
|
Керчь |
-1,3 |
88 |
23,4 |
68 | ||
|
Киев |
-6,0 |
89 |
19,3 |
69 | ||
|
Киров |
-15,1 |
86 |
11,8 |
71 | ||
|
Красноводск |
-2,4 |
78 |
28,6 |
46 | ||
|
Краснодар |
-2,1 |
90 |
23,7 |
67 | ||
|
Красноярск |
-18,2 |
81 |
19,3 |
72 | ||
|
Курск |
-9,3 |
88 |
19,4 |
67 | ||
|
Кутаиси |
-4,4 |
75 |
23,8 |
73 | ||
|
Ленинград |
-7,7 |
87 |
17,5 |
89 | ||
|
Луганск |
-7,0 |
84 |
22,2 |
59 | ||
|
Минск |
-6,8 |
88 |
17,5 |
78 | ||
|
Москва |
-10,8 |
88 |
18,0 |
70 | ||
Продолжение прил. 2
|
Город |
Январь |
Июль | ||
|
t,C |
0, % |
t,C |
0, % | |
|
Николаев |
-4,0 |
88 |
23,1 |
63 |
|
Новгород |
-8,4 |
88 |
17,6 |
78 |
|
Новороссийск |
-2,0 |
75 |
23,6 |
68 |
|
Новосибирск |
-19,3 |
83 |
18,7 |
59 |
|
Одесса |
-3,1 |
88 |
22,6 |
61 |
|
Омск |
-19,6 |
85 |
19,1 |
70 |
|
Орёл |
-9,5 |
92 |
18,6 |
77 |
|
Пенза |
-12,5 |
85 |
20,0 |
66 |
|
Пермь |
-16,0 |
84 |
18,0 |
72 |
|
Псков |
-7,1 |
86 |
17,5 |
72 |
|
Ростов-на-Дону |
-6,1 |
89 |
23,7 |
59 |
|
Самарканд |
-0,2 |
92 |
24,8 |
47 |
|
Саратов |
-11,3 |
84 |
23,1 |
53 |
|
Свердловск |
-16,2 |
84 |
17,2 |
70 |
|
Севастополь |
-2,0 |
83 |
23,3 |
68 |
|
Семипалатинск |
-16,0 |
83 |
21,8 |
56 |
|
Смоленск |
-8,4 |
88 |
17,6 |
78 |
|
Тамбов |
-11,1 |
88 |
20,0 |
68 |
|
Ташкент |
-1,3 |
81 |
26,8 |
46 |
|
Тбилиси |
-0,1 |
80 |
24,8 |
51 |
|
Томск |
-19,4 |
82 |
18,8 |
78 |
|
Уфа |
-15,0 |
86 |
19,4 |
67 |
|
Харьков |
-7,7 |
88 |
20,6 |
65 |
|
Херсон |
-3,4 |
89 |
23,3 |
62 |
|
Челябинск |
-16,2 |
84 |
18,6 |
72 |
|
Чита |
-27,4 |
82 |
18,7 |
65 |
|
Ялта |
3,7 |
76 |
24,1 |
60 |
Приложение 3
Данные для подбора калориферов КФС и КФБ 7
Таблица П.3.1
Калориферы стальные пластинчатые средней модели КФС
|
Модель и номер калорифера |
Поверхность нагрева F, м2 |
Живое сечение f |
Вес, кг | |
|
по воздуху |
по теплоносителю | |||
|
КФС-2 |
9,9 |
0,115 |
0,0046 |
46,0 |
|
КФС-3 |
13,2 |
0,154 |
0,0061 |
59,1 |
|
КФС-5 |
20,9 |
0,244 |
0,0076 |
87,4 |
|
КФС-6 |
25,3 |
0,295 |
0,0076 |
101,5 |
|
КФС-7 |
30,4 |
0,354 |
0,0092 |
123,1 |
|
КФС-8 |
35,7 |
0,416 |
0,0092 |
139,7 |
|
КФС-9 |
41,6 |
0,486 |
0,0107 |
160,6 |
|
КФС-10 |
47,8 |
0,558 |
0,0107 |
179,9 |
Таблица П.3.2
Калориферы стальные пластинчатые большой модели КФБ
|
Модель и номер калорифера |
Поверхность нагрева F, м2 |
Живое сечение f |
Вес, кг | |
|
по воздуху |
по теплоносителю | |||
|
КФБ-2 |
12,7 |
0,115 |
0,0061 |
57,2 |
|
КФБ-3 |
16,9 |
0,154 |
0,0082 |
74,0 |
|
КФБ-5 |
26,8 |
0,244 |
0,0102 |
103,4 |
|
КФБ-6 |
32,4 |
0,295 |
0,0102 |
127,3 |
|
КФБ-7 |
38,9 |
0,354 |
0,0122 |
154,0 |
|
КФБ-8 |
45,7 |
0,416 |
0,0122 |
175,0 |
|
КФБ-9 |
53,3 |
0,486 |
0,0143 |
202,0 |
|
КФБ-10 |
61,2 |
0,558 |
0,0143 |
226,5 |
Таблица 3.3
Коэффициент теплопередачи калориферов КФС и КФБ
|
Модель калорифера |
Массовая скорость воздуха V, кг/(см2) |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
КФС и КФБ |
Коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2м) |
18,5 |
20,9 |
23,0 |
24,7 |
26,3 |
28,0 |
29,3 |
30,7 |
31,9 |
33,1 |
34,3 |
35,3 |
36,4 |
Примечание.
Коэффициенты
теплопередачи (теплоноситель-пар) для
моделей КФС и КФБ рассчитаны по формуле
Таблица 3.4
Сопротивление калориферов КФС и КФБ
|
Сопротивление одного калорифера по воздуху Р, Н/м2 |
Модель калорифера |
Массовая скорость воздуха v, кг/(см2) | ||||||||||||
|
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 | ||
|
КФС |
14,7 |
23,5 |
35,3 |
47,1 |
62,8 |
76,5 |
94,2 |
112,8 |
133,4 |
152,1 |
196,2 |
201,1 |
225,6 | |
|
КФБ |
17,7 |
29,4 |
43,2 |
58,9 |
76,5 |
96,1 |
114,8 |
137,3 |
164,8 |
196,2 |
217,8 |
245,3 |
274,7 | |
Примечание.
Сопротивления одного ряда калориферов
по воздуху рассчитаны по формулам: для
модели КФС
для модели КФБ
Приложение 4
Свойства насыщенного водяного пара в зависимости от давления 2.
|
Давление (абсолютное), Р |
Температура, t |
Удельная теплота парообразования r10-3 | |
|
ата |
МПа |
С |
КДж/кг |
|
1 |
0,0980 |
99,1 |
2264 |
|
1,5 |
0,147 |
109,0 |
2236 |
|
2 |
0,196 |
119,6 |
2208 |
|
2,5 |
0,245 |
126,2 |
2189 |
|
3 |
0,294 |
132,9 |
2171 |
|
3,5 |
0,343 |
137,9 |
2156 |
|
4 |
0,392 |
142,9 |
2141 |
|
4,5 |
0,441 |
147,0 |
2129 |
|
5 |
0,491 |
151,1 |
2117 |
|
5,5 |
0,539 |
154,6 |
2106 |
|
6 |
0,589 |
158,1 |
2095 |
|
6,5 |
0,637 |
161,2 |
2085 |
|
7 |
0,687 |
164,2 |
2075 |
|
7,5 |
0,735 |
166,9 |
2066 |
|
8 |
0,785 |
169,6 |
2057 |
|
8,5 |
0,833 |
172,1 |
2049 |
|
9 |
0,883 |
174,5 |
2040 |
|
9,5 |
0,931 |
176,8 |
2032 |
|
10 |
0,981 |
179,0 |
2024 |
Приложение 5
Данные для подбора циклонов НИИОГАЗа 7.
Таблица П.5.1
Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗа (в долях диаметра циклона D).
|
Характеристика циклона |
Тип циклона | ||
|
ЦН-24 |
ЦН-15 |
ЦН-11 | |
|
D1 |
0,6 |
0,6 |
0,6 |
|
b |
0,26 |
0,26 |
0,26 |
|
а |
1,11 |
0,66 |
0,48 |
|
h4 |
2,11 |
1,74 |
1,56 |
|
h2 |
1,75 |
2,0 |
2,0 |
|
h1 |
4,26 |
4,56 |
4,38 |
|
|
60 |
160 |
250 |
Таблица П.5.2
Конструктивные размеры циклонов НИИОГАЗа типа ЦН-15 в мм.
|
D |
d |
d1 |
H |
h1 |
h2 |
h3 |
h4 |
a |
b1 |
b |
l |
Вес, кг |
|
100 |
60 |
105 |
492 |
200 |
232 |
60 |
212 |
66 |
20 |
29 |
90 |
3,7 |
|
150 |
90 |
155 |
720 |
300 |
345 |
75 |
297 |
99 |
30 |
41 |
110 |
7,5 |
|
200 |
120 |
160 |
918 |
400 |
458 |
60 |
354 |
132 |
40 |
52 |
120 |
12,3 |
|
250 |
150 |
180 |
1149 |
500 |
574 |
75 |
444 |
165 |
50 |
65 |
150 |
22,3 |
|
300 |
180 |
210 |
1377 |
600 |
687 |
90 |
531 |
198 |
60 |
78 |
180 |
37,0 |
|
350 |
210 |
250 |
1605 |
700 |
800 |
105 |
618 |
231 |
70 |
91 |
210 |
49,0 |
|
400 |
240 |
280 |
1833 |
800 |
913 |
120 |
705 |
264 |
80 |
104 |
240 |
65,2 |
|
450 |
270 |
310 |
2061 |
900 |
1026 |
135 |
792 |
297 |
90 |
117 |
270 |
82,3 |
|
500 |
300 |
325 |
2289 |
1000 |
1139 |
150 |
879 |
330 |
100 |
130 |
300 |
100,7 |
|
550 |
330 |
350 |
2520 |
1100 |
1255 |
165 |
972 |
363 |
110 |
143 |
330 |
197,0 |
|
600 |
360 |
365 |
2750 |
1200 |
1370 |
180 |
1060 |
396 |
120 |
156 |
360 |
231,0 |
|
650 |
390 |
400 |
2980 |
1300 |
1485 |
195 |
1146 |
429 |
130 |
169 |
390 |
275,0 |
|
700 |
420 |
410 |
3210 |
1400 |
1600 |
210 |
1235 |
462 |
140 |
182 |
430 |
320,0 |
|
750 |
450 |
450 |
3435 |
1500 |
1710 |
225 |
1320 |
495 |
150 |
195 |
450 |
354,0 |
|
800 |
480 |
470 |
3665 |
1600 |
1825 |
240 |
1405 |
528 |
160 |
208 |
480 |
412,4 |
Приложение 6
Технические характеристики центробежных вентиляторов 8
|
Марка |
Q, м3/с |
Р, Па |
n, об/с |
B |
Электродвигатель | ||
|
Тип |
NH, кВт |
дв | |||||
|
В-Ц14-46-5К-02 |
3,67 |
2360 |
24,1 |
0,71 |
А-02-61-4 |
13 |
0,88 |
|
|
4,44 |
2450 |
|
|
А-02-61-4 |
17 |
0,89 |
|
|
5,55 |
2550 |
|
|
А-02-71-4 |
22 |
|
|
В-Ц14-46-6,3К-02 |
5,28 |
1770 |
16,15 |
0,73 |
А-02-62-6 |
13 |
0,88 |
|
|
6,39 |
1820 |
|
|
А-02-71-6 |
17 |
0,90 |
|
|
7,78 |
1870 |
|
|
А-02-72-6 |
22 |
0,90 |
|
В-Ц14-46-8К-02 |
6,94 |
2450 |
16 |
0,70 |
А-02-82-6 |
30 |
|
|
|
9,72 |
2600 |
|
|
А-02-82-6 |
40 |
|
|
|
11,95 |
2750 |
|
|
А-02-91-6 |
55 |
0,92 |
|
В-Ц12-49-8-01 |
12,50 |
5500 |
24,5 |
0,68 |
4А280S4 |
110 |
|
|
|
15,25 |
5600 |
|
|
4А280M4 |
132 |
|
|
|
18,0 |
5700 |
|
|
4А3154S4 |
160 |
|
|
ЦП-40-8К |
1,39-6,95 |
1470-3820 |
26,65 |
0,61 |
|
|
|
Приложение 7
Барабанные нормализованные сушилки
|
Диаметр барабана, мм |
Длина барабана, мм |
Толщина стенки барабана, мм |
|
1000 |
|
5 |
|
1200 |
|
6 |
|
1600 |
|
8 |
|
2000 |
|
10 |
|
2200 |
|
12 |
|
2500 |
|
16 |
|
2800 |
|
20 |
|
3000 |
|
20 |
|
3200 |
|
20 |
|
3500 |
|
24 |
СОДЕРЖАНИЕ
Ведение…………………………………………………………………3
Задание на проектирование…………………………………………...5
1. Технологический расчёт сушилки…………………………………6
2. Расчёт и подбор калориферов……………………………………..13
3. Подбор конденсатоотводчика……………………………………..16
4. Расчёт и выбор циклонов…………………………………………..17
5. Расчёт аппарата мокрой очистки газов от пыли………….………20
6. Расчёт отстойника………………………………………………….24
7. Определение гидравлического сопротивления установки………27
8. Выбор вентилятора и электромотора к нему……………………..29
Приложения……………………………………………………………32
СТРАНИЦА ДЛЯ ЗАМЕТОК
СТРАНИЦА ДЛЯ ЗАМЕТОК