1   2   3   4   5   6
Ім'я файлу: Методичка Сушка.doc
Розширення: doc
Розмір: 1274кб.
Дата: 22.12.2021
скачати


2 РАСЧЁТ И ПОДБОР КАЛОРИФЕРОВ

Ниже приводится расчёт и подбор стальных пластинчатых калориферов КФС и КФБ. Данные для их расчёта и подбора приведены в прил. 3. Пластинчатые калориферы выпускаются двух моделей: средней – КФС и большой – КФБ. Калориферы средней модели имеют три ряда труб по направлению движения воздуха, а большой модели – четыре ряда труб. Калориферы могут компоноваться в ряды, образуя калориферные установки.

Калорифер рассчитываем по расходу тепла на сушку в зимних условиях, так как зимний расход тепла больше летнего. Поверхность нагрева калориферной установки, F, определяем по уравнению:

(27)

где Q’ – расход тепла на калорифер в зимних условиях, Вт; К – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2К), определяется в зависимости от весовой скорости воздуха по табл. П. 3.3; tг.п. – температура греющего пара, С. Температуру греющего пара выбирают так, чтобы она была на 20-50 С выше, чем температура воздуха на входе в сушилку (чтобы обеспечить необходимый нагрев воздуха до температуры на входе в сушилку, в нашем случае до 120 С). Температуру греющего пара находим по его давлению: Рг.п. = 7 ата, tг.п. = 164,2 С (прил. 4); tср – средняя температура воздуха, С.

(28)



Определяем расход греющего пара Д:

(29)

где rг.п. – удельная теплота парообразования греющего пара.

При Рг.п = 7 ата rг.п = 2075103 Дж/кг (прил.4).

Тогда



Модель и номер калорифера следует выбирать в зависимости от массовой скорости воздуха: значение массовой скорости воздуха в калорифере должно быть наиболее близко к экономическому значению. Экономическая массовая скорость воздуха v в пластинчатых калориферах КФС и КФБ находится в пределах 7-10 кг/(см2).

Массовая скорость воздуха в калорифере

(30)

где f – живое сечение калорифера для прохода воздуха, м2, выбираем в зависимости от модели и номера калорифера по прил. 3.

Для выбора калорифера определим пределы его живого сечения при экономической массовой скорости:



Далее по табл. П.3.1 и П.3.2 подбираем калорифер с таким расчетом, чтобы его живое сечение по воздуху находилось в пределах 0,279 – 0,195 м2. Выберем калорифер КФБ-5 с живым сечением по воздуху f = 0,244 м2, поверхностью нагрева F= 26,8 м2, массой 103,4 кг, живым сечением по теплоносителю f = 0,0102 м2. Тогда фактическая массовая скорость воздуха в калорифере:



Принимаем массовую скорость воздуха в калорифере

8 кг/(с·м2) (округляем до табличной) и определяем для этого значения коэффициент теплопередачи К = 28,0 Вт/ (м2К) (табл. П. 3,3)

Тогда поверхность нагрева калорифера:



Так как поверхность нагрева одного калорифера F= 26,8 м2 (прил. П.3.2), то, очевидно, что одного калорифера окажется недостаточно для обеспечения необходимого нагрева воздуха. Необходимое число калориферов z, входящих в калориферную установку:

(31)



z округляем в большую сторону до 4.

Необходимый нагрев может быть обеспечен при наличии четырех калориферов КФБ-5. Калориферы подключают параллельно в два ряда, по два калорифера в каждом ряду. В рядах калориферы соединены последовательно (рис. 3).

Сопротивление проходу воздуха через однорядную калориферную установку при v = 8 кг/(см2) Р = 96,1 Па (прил. П. 3.4) 7. Сопротивление всей калориферной установки Рк = 96,12 = 192,2 Па.


Рисунок 3. –Эскиз калориферной установки.
3 ПОДБОР КОНДЕНСАТООТВОДЧИКА

Подбор конденсационных горшков следует производить по разности давлений пара до и после горшка, а также по производительности горшка 7.

Давление пара до горшка Р1 следует принимать равным 95% давления пара перед нагревательным прибором, за которым установлен горшок.

Давление пара после горшка Р2 надлежит принимать в зависимости от типа горшка и от давления пара перед прибором, за которым установлен горшок, но не более 40% этого давления.

При свободном сливе конденсата давление после горшка Р2 можно принять равным атмосферному.

Разность давлений пара до и после горшка, Р, определяем следующим образом:

(32)



.

Тогда



Затем по графику (рис.4 7) определяем номер конденсационного горшка с открытым поплавком.


Рисунок 4 – График для подбора конденсационных горшков.
При максимальной производительности горшка, равной 424,8 л/ч и разности давлений Р = 3,85 ат номер конденсационного горшка будет N00.

4 РАСЧЁТ И ВЫБОР ЦИКЛОНОВ

Воздух, выходящий из сушильного барабана, очищается сначала в циклонах, а для более тонкой очистки – в мокром пылеуловителе.

Определим наибольший диаметр частицы материала, уносимого из барабана в циклон вместе с отработанным воздухом.

Для этой цели рассчитаем скорости витания, Wвит., для частиц диаметром 0,1 мм; 0,15 мм; 0,2 мм; 0,25 мм по формуле:

(33)

где 2 – динамическая вязкость воздуха при температуре воздуха, покидающего сушильный барабан, Пас; d – диаметр частицы, м; вл.2 – плотность отработанного воздуха, кг/м3; Ar – критерий Архимеда.

Критерий Архимеда определяем по формуле:

(34)

где 4 – плотность частиц высушиваемого материала, кг/м3; g – ускорение силы тяжести, м/с2.

Для сернокислого аммония ч = 1750 кг/м3 (прил. 1), а динамическая вязкость воздуха при t2 = 60C : 2 = 0.0210-3 Пас 2.

Тогда определяем Ar по формуле (34) для частицы заданного диаметра, а затем по уравнению (33) скорость витания.

Результаты вычислений сводим в таблицу.

Таблица 4.1. –

d, мм
W, м/с

0,1
0,39

0,15
0,768

0,2
1,183

0,25
1,608

Скорость отработанного воздуха на выходе из барабанаW2:

(35)

где Vвл.2 – расход влажного воздуха, покидающего сушильный барабан, м3/с;
ψ – степень заполнения барабана (см. выше).

Fб – площадь поперечного сечения барабана, м2, Fб = π ·D2/4 ;

н – коэффициент заполнения барабана насадкой (н = 0,05).

Тогда



По результатам вычислений, приведенных в табл. 4.1, строим график зависимости Wвит. = f(d) (рис.5).


Рисунок 5. –График зависимости Wвит. = f(d).
Из графика (рис. 5) следует, что скорости витания, равной W2 = 1,319 м/с, соответствует диаметр частицы d = 0,23 мм.

Таким образом, частицы материала, имеющие диаметр больше 0,23 мм, будут оставаться в барабане, а меньше 0,23 мм уноситься с отработанным воздухом в циклон. Для очистки воздуха применяем циклон типа НИИОГАЗ 7. Данные для подбора циклона даны в прил. 5.

Основные размеры циклона определяем в зависимости от его диаметра Д, эти размеры (в долях Д) приведены в табл. П. 5.1.

Применяются три типа этих циклонов: ЦН-24, ЦН-15 и ЦН-11. Циклон типа ЦН-24 обеспечивает более высокую производительность при наименьшем гидравлическом сопротивлении и применяется для улавливания крупной пыли (размеры частиц материала более 0,2 мм).

Циклоны ЦН-15 и ЦН-11 применяются для улавливания средней (размер 0,1-0,2 мм) и мелкой пыли (размер до 0,1 мм).

При оценке степени улавливания в циклоне, помимо свойств пыли, учитывается скорость газа и диаметр циклона. Циклоны меньшего диаметра имеют больший коэффициент очистки, поэтому рекомендуется устанавливать циклоны диаметром до 800 мм, а при необходимости устанавливать несколько циклонов, объединяя их в группы, но не более восьми 7.

Расчет циклонов осуществляем исходя из расхода воздуха для летних условий, т.к. расход воздуха летом больше, чем зимой.

Диаметр циклона Д определяем из уравнения расхода:

(36)

где – WЦ – условная скорость воздуха, отнесённая к полному поперечному сечению цилиндрической части циклона, м/с; Vвл.2 – количество влажного воздуха на выходе из сушильного барабана, рассчитанное на летние условия работы, м3/с.

Для улавливания из воздуха частиц сернокислого аммония размером меньше d = 0,23 мм выбираем циклон типа ЦН-15, коэффициент сопротивления этого циклона  = 160 (табл. П. 5.1).

Чтобы определить скорость воздуха в циклоне, предварительно зададимся отношением . Для широко распространённых циклонов НИИОГАЗ отношение равно 500-750 м2/с2 1. Принимаем и из выражения

(37)

определяем условную скорость воздуха:

(38)



Тогда диаметр циклона Д:



Так как циклоны типа ЦН-15 с диаметром более 800 мм не экономичны и не выпускаются, то следует установить параллельно несколько циклонов меньшего диаметра. В этом случае диаметр циклонов подбирается постепенно: в формулу (36) подставляем не весь расход воздуха, а делим его на выбранное число аппаратов. Так, если отработанный воздух будет очищаться в двух циклонах, то диаметр циклона будет:



Выбираем нормализованный циклон типа ЦН-15 с диаметром
700 мм (прил. 5, табл. П.5.2). Его конструктивные размеры (в мм): d = = 420;
d1 = 410; H = 3210; h1 = 1400; h2 = 1600; h3 = 210; h4 = 1235; a = = 462; b1 = 140;
b = 182; l = 430.

Гидравлическое сопротивление циклона рассчитываем по уравнению

(39)



Так как аппараты установлены параллельно, то сопротивление батареи циклонов будет равно сопротивлению одного циклона.

5 РАСЧЁТ АППАРАТА МОКРОЙ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ ПЫЛИ

Для окончательной очистки воздуха от пыли используется мокрый пылеуловитель. В аппарат мокрой очистки поступает воздух, выходящий из циклона.

Среди аппаратов мокрой очистки газов широкое распространение получили пенные газоочистители ЛТИ. Они бывают одно- и двух полочные. Выбор числа полок зависит от степени запыленности газа.

Запыленность воздуха на входе в аппарат принимаем = 0,01 кг/м3. Требуемая степень очистки  = 0,99. Очистка производится водой.

Выбираем газоочиститель системы ЛТИ одно-полочный, т.к. содержание пыли в газе не более 0,02 кг/м3.

Скорость газа в аппарате – один из важнейших факторов, определяющих эффективность работы аппарата. Допустимый диапазон фиктивных скоростей (на всё сечение аппарата) составляет 0,5-3,5 м/с. Однако, при скоростях выше 2 м/с начинается сильный брызгоунос и требуется установка специальных брызгоуловителей. При скоростях меньше 1 м/с возможно сильное протекание жидкости через отверстия решётки, вследствие чего высота слоя пены снижается, а жидкость может не полностью покрывать поверхность решётки. Для обычных условий рекомендуется скорость Wв = 2 м/c.

Расчет аппарата ведем по расходу воздуха для летних условий.

Рассчитываем площадь сечения аппарата Sa, исходя из рекомендуемой скорости газа:

(40)



По табл. 5.1 3 выбираем газоочиститель таким образом, чтобы его фактическое сечение, определяемое как произведение длины на ширину решетки, было как можно ближе к значению Sa = 1,015 м2, полученного исходя из рекомендуемой скорости газа 2 м/с. Выбираем одно-полочный аппарат ЛТИ-ПГС-10, имеющий решётку длиной 1 м, шириной 1,4 м. Тогда сечение аппарата Sa:



Тогда фактическая скорость воздуха:



Таблица 5.1. – Одно-полочные пенные газоочистители ЛТИ – ПГС

Обозначение аппарата
Размеры аппарата

Длина решётки, м
Ширина решётки, м
Высота аппарата, м

3
0,55
0,77
2,195

5,5
0,74
1,04
2,640

10
1,00
1,40
2,920

16
1,26
1,76
3,420

23
1,41
2,38
4,490

30
1,62
2,72
4,950

40
1,87
3,12
5,750

50
2,10
3,48
6,030


Расход уловленной пыли определяем по формуле:

(41)


Определяем расход воды, поступающей в аппарат Lв :

, (42)

где Кр – коэффициент распределения пыли между утечкой и сливной водой. Он находится в диапазоне 0,6-0,8. В расчётах, обычно, принимают Кр = 0,7.

– концентрация пыли в утечке. Она изменяется от = 0,2 (для не склонных к слипанию минеральных пылей) до = 0,05 (для цементирующих пылей). Принимаем концентрацию пыли в утечке = 0,15 кг пыли/кг воды. Тогда:



Далее определяем тип решетки в аппарате. Необходимо выбрать тип решетки в аппарате (круглые отверстия или щели), диаметр отверстия d0 или ширину щели вщ и шага между ними t. Форму отверстий выбирают из конструктивных соображений, а их размер – исходя из вероятности забивки пылью. Обычно принимают вщ = 2-4 мм а d0 = 2 – 6 мм. Затем выбирают такую скорость газа в отверстиях W0, которая обеспечила необходимую величину утечки. При диаметре отверстий d0 = 2 – 3 мм скорость газа должна составлять 6 – 8 м/с, а при d0 = 4 – 6 мм W0 = 10 – 13м/с.

Выберем решётку с круглыми отверстиями диаметром d0 = 4 мм, тогда скорость газа в отверстиях примем W0 = 10 м/с.

Рассчитываем долю свободного сечения решётки S0, отвечающую выбранной скорости:

, (43)

где  – отношение перфорированной площади к площади сечения аппарата ( = 0,9-0,95).

При  = 0,95 доля свободного сечения решётки равна:



Исходя из величины S0 определяют шаг t между отверстиями в зависимости от способа разбивки отверстий на решетке. Если принять, что отверстия располагаются по равностороннему треугольнику, то шаг между отверстиями составит:

(44)



Толщину решетки определяют по конструктивным соображениям. Примем толщину решётки  = 5 мм (эта толщина отвечает минимальному гидравлическому сопротивлению).

Определим высоту слоя пены и сливного порога. Высоту порога на сливе решетки устанавливают исходя из создания слоя пены такой высоты, которая обеспечивала бы необходимую степень очистки газа. Сначала определим коэффициент скорости пылеулавливания Кn :

(45)



Тогда высота слоя пены на решётке Н равна:

(46)

где величины Кn иWв имеют размерность м/с.



Высоту исходного слоя воды на решётке h0 определяем по формуле:

(47)



Интенсивность потока на сливе с решётки i найдём с учётом того, что ширина сливного отверстия равна ширине решётки вс:

(48)



Высота сливного порога hn будет равна:

(49)



Гидравлическое сопротивление аппарата мокрой очистки Ра определяем по формуле:

(50)

где Р – давление, необходимое для преодоления сил поверхностного натяжения, Па; Рст – статическое давление столба воды высотой h0 в аппарате, Па; Рn – потери давления на преодоление сопротивлений в отверстии решётки, Па.

(51)

(52)

(53)

В формулах (51 – 53):

 – поверхностное натяжение улавливающей жидкости, т.е. воды при температуре улавливания (t = 20C), находим в 2;  = 0,07 н/м; d0 – диаметр отверстий в решётке аппарата, м; d0 = 4 мм; h0 – высота исходного слоя воды на решётке, м; ж – плотность воды, кг/м3; ж = 1000 кг/м3;  – коэффициент сопротивления ( = 1,1 – 2 3); вл.2 – плотность воздуха, покидающего барабан, кг/м3; вл.2 = 1,037 кг/м3;

W0 – скорость воздуха в отверстиях решётки, м/с; W0 = 10 м/с.







Тогда:





  1. 1   2   3   4   5   6

    скачати

© Усі права захищені
написати до нас