1.3. Расчет технологического оборудования

1.3.1. Расчет и подбор сушильного оборудования

Сушка - удаление влаги из твердых и пастообразных материалов придающие им определенные свойства, а также уменьшению коррозии аппаратуры. Влагу можно удалять механическим способом: отжим, центрифугирование, отстаивание. Однако этими способами влага удаляется частично, более тщательное удаление влаги осуществляется путём тепловой сушки: испарение влаги, удаление паров. Процесс тепловой сушки может быть естественным и искусственным. Естественная сушка применяется редко. По физической сущности сушка является сложным диффузионным процессом. Его скорость определяется скоростью диффузии влаги из глубинных частей материала к поверхности, а затем в окружающую среду. Удаление влаги при сушке включает не только перенос материала, но и перенос тепла, таким образом, является теплообменным и массообменным процессами.

Сушильные барабаны предназначены для сушки сыпучих материалов топочными газами. Они применяются в промышленности строительных материалов в различных технологических линиях для тепловой сушки известняка, песка, мела и других сыпучих материалов крупность частиц до 60 мм.

Выбор параметров сушильных барабанов и режимов их работы зависит от физических свойств породы, главным образом, от ее начальной влажности и размеров кусков. Чем выше начальная влажность и мельче куски, тем интенсивнее испаряется влага. [Поскребышев В.А., Зиновьев А.А., Лохова Н.А. Уч. пособие, стр. 42]

1) По заданной производительности определяю производительность барабана по выходу материала:

,

где П₁ – производительность барабана по выходу материала, кг/с;

Q – заданная производительность барабана по выходу материала, т/ч.

2) Определяю производительность барабана по выходу влаги:

,

где П₂ – производительность барабана по выходу влаги, кг/с;

П₁ – производительность барабана по выходу материала, кг/с;

W₁ – начальная влажность материала (12%);

W₂ – конечная влажность материала (1%)

3) Определяю рабочий объем сушильного барабана:

,

где V – рабочий объем сушильного барабана, м³;

П₂ – производительность барабана по выходу влаги, кг/с;

А – паросъем, кг/м³ч (Для известняка А=45-65 кг/м³ч, принимаю равным 45).

4) На основании результатов расчета V по справочникам выбираю сушильный барабан с объемом, несколько превышающим расчетное значение.

Пользуясь таблицей 2.4 [Поскребышев В.А., Зиновьев А.А., Лохова Н.А. Уч. пособие, стр. 48], я выбрала следующие параметры:

Таблица 2

Типоразмеры и частота вращения сушильного барабана

Рабочий объем барабана, м3	Диаметр барабана D, м	Длина барабана L, м	Частота вращения барабана n, об/мин
352	4,0	28	2,0

5) Определяю время прохождения материала через барабан:

,

где β – коэффициент заполнения барабана в долях единицы равен 0,1-0,25, принимаю равный 0,1;

ρ – средняя насыпная плотность материала, равная 1500, кг/м³;

W₁ и W₂ - соответственно начальная и конечная влажность материала, %;

А – паросъем, равный 45 кг/м³ч;

6) Далее рассчитываю угол наклона сушильного барабана:

,

где tq α–тангенс угла наклона сушильного барабана;

m, К – коэффициенты, учитывающие условия теплообмена в барабане, принимаются по таблице 2.3 [Поскребышев В.А., Зиновьев А.А., Лохова Н.А. Уч. пособие, стр. 48];

L, D – длина и диаметр барабана, выбираются по справочникам в соответствии с выбранной производительностью барабана;

n – частота вращения барабана, принимается по таблице 2;

τ – время прохождения материала через барабан, мин.

Вид теплообменника для своего сушильного барабана я выбрала ячейково-сепараторный. В связи с этим коэффициент m=1.

В сушильных барабанах предпочтителен прямоток, следовательно, коэффициент K колеблется в пределах от 0,7 до 1,2, я принимаю его равным 1,2 [Поскребышев В.А., Зиновьев А.А., Лохова Н.А. Уч. пособие, стр. 48].

7) Определяю мощность привода сушильного барабана:

,

где N – мощность привода сушильного барабана, кВт;

L, D – длина и диаметр барабана; м

ρ- средняя насыпная плотность материала, кг/м³;

n – частота вращения барабана, об/мин;

δ – коэффициент, учитывающий условия теплообмена в барабане, принимается по таблице 2.3 [Поскребышев В.А., Зиновьев А.А., Лохова Н.А. Уч. пособие, стр. 48], равный 0,01;

кВт

По полученным значениям, воспользовавшись таблицей 2.2 [Поскребышев В.А., Зиновьев А.А., Лохова Н.А. Уч. пособие, стр. 43], для заданного цеха я выбрала сушильный барабан, приведенный в таблице 3. Главными критериями для выбора сушильного барабана стала производительность, мощность двигателя, начальная и конечная влажности.

Таблица 3

Техническая характеристика сушильного барабана с параметрами СМЦ-15

Показатели	СМЦ-15
Производительность по подсушенному материалу, т/ч	208
Размеры барабана, мм: длина диаметр	45 5,6
Влажность материала, %: на входе на выходе	17 8
Мощность привода, кВт	630