Расчёт аэрофонтанной сушилки (стр. 7 из 7)
Расход, L2, кг/с 22,238
Влагосодержание, х2, кг/кг 0,120
Плотность, rt2, кг/м3 [см.6, приложение 2] 0,884
Вязкость, mt2, Па×с [см.6, приложение 3] 20,0×10-6
Объемный расход парогазовой смеси:
Vt4=L2∙(1+x2)/rt2=22,238∙(1+0,120)/0,884=28,175 м3/с.
Диаметр газохода находим, принимая скорость воздуха w=12 м/с:
1,729 м.Выбираем стандартный диаметр газохода Ø 1800×1,4 мм [см.5, таблица 2], D=1,797 м.
Фактическая скорость парогазовой смеси:
w=Vt4/0,785∙D2=28,175/0,785×1,7972=11,115 м/с.
Критерий Рейнольдса:
Re=w∙D∙rt2/mt2=11,115×1,797×0,884/20,0×10-6=882835,551.
Коэффициент трения l определяем для гладкой трубы по Re=882835,551, е=0,1 мм, при dэ/е=1797/0,1=17970 и по [см.1, рисунок 5] l=0,013.
Длину газохода принимаем ориентировочно: L=45 м, минимальная высота дымовой трубы 16 м.
Местные сопротивления принимаем по [см.5, таблица 12] и рисунку 1:
вход в газоход zвх=1 1 шт.
отводы a=90° zот=0,39 3 шт.
заслонка (задвижка) zз=1,54 1 шт.
диафрагма при dо=0,5D, m=0,25 zд=29,4 1 шт.
переход (вход и выход из вентилятора) zп=0,21 2 шт.
выход из дымовой трубы в атмосферу с зонтом zд.тр=1,3 1 шт.
Sz=zвх+3∙zот+zз+zд+2∙zп+zд.тр=1+3×0,39+1,54+29,4+2×0,21+1,3=34,83.
Гидравлическое сопротивление газохода при t2=90 °C:
DRt4=(1+l∙L/D+Sz)∙(w2∙rt2/2)=(1+0,013×45/1,797+34,83)∙(11,1152×0,884/2)=
=1974,313 Па.
Необходимое компенсационное удлинение газохода:
l=12,5×10-6∙t2∙L=12,5×10-6×90×45=0,051 м.
Принимаем компенсатор по диаметру d=1800 мм, dн=1820, D=2220 мм, a=200 мм, b=103 мм [см.5, таблице 11].
3.8.8 Выбор вентилятора-дымососа
Суммарное гидравлическое сопротивление сети:
SDR=DRпатр+DRt1+DRc+DRпн+DRц1+DRt2+DRц2+DRt4=236,18+258,864+345,843+
+739,909+368,507+187,23+624,879+1974,313=4735,725 Па.
Приведенное сопротивление:
DRпр=SDR∙(273+t2)∙Pо/273∙(Pо+SDR)=4735,725∙(273+90)×105/273∙(105+4735,725)=
=6012,23 Па.
По Vt4=28,175 м3/с=101430 м3/ч и DRпр=6012,23 Па выбираем газодувку по [см.5, таблица 31].
Принимаем дымосос ДН-21, V=144 тыс. м3/с, DR=6000 Па, n=16,6 c-1.
Установочная мощность электродвигателя:
Nэ=b∙Vt4∙DRпр/1000∙h=1,1×28,175×6012,23/1000×0,55=207,038 кВт.
Выбираем электродвигатель типа А3-315М-2, N=200 кВт [см.5, таблица 31].
4 Технико-экономические показатели сушилки
Технологические показатели работы сушилки
Производительность:
=13 т/ч=3,611 кг/с.Удельная производительность по испарённой влаге (напряжение по влаге):
A=180 кг/(м3∙ч).
Удельный объёмный расход сушильного агента:
υ= Vt1/Vсуш=39,905/40,160=0,994 м3/(м3∙с).
Энергетические показатели работы сушилки
Тепловой КПД процесса сушки:
η1= Qи/Qобщ=5319,895/5741,108=0,927,
где Qобщ=Qи+Qм+Qпот=5319,895+220,413+200,8=5741,108 кДж/с.
Термический КПД сушилки:
η2= (J1-J2)/J1=(433,063-411,336)/433,063=0,05.
Коэффициент теплового напряжения:
Bt=(t1-t2)/t1=(350-90)/350=0,743.
Удельный расход природного газа на 1 кг испарённой влаги:
dB=B/W=0,203/2,008=0,101 кг/кг.
Удельный расход природного газа на 1 кг высушенного материала:
dG=B/
=0,203/1,603=0,127 кг/кг.
Удельный расход тепла на 1 кг испарённой влаги:
dQ=Qобщ/W=5741,108/2,008=2859,118 кг/кг.
Удельный расход электроэнергии на 1 кг испарённой влаги:
dN=ΣNi/W=(1,1+3,0+1,1+1,1∙3+55,0+200,0)/2,008=131,225 кДж/кг=
=0,036 (кВт·ч)/кг,
где N1=1,1 кВт – ленточный транспортер;
N2=3,0 кВт – винтовой транспортер;
N3=1,1 кВт – шлюзовый дозатор (под бункером-питателем);
N4=1,1 кВт – шлюзовый затвор (под циклоном-разгрузителем);
N5=1,1 кВт – шлюзовый затвор (под циклоном-очистителем);
N6=1,1 кВт – шлюзовый затвор (после винтового транспортера);
N7=55,0 кВт – вентилятор подачи воздуха на горение;
N8=200,0 кВт – вентилятор-дымосос.
Список использованных источников
1 Процессы и аппараты химической технологии. Справочные материалы. Сост. канд. техн. наук Орлов В.П. Екатеринбург: УГЛТУ, 2002. – 121 с.
2 Ведерникова М.И., Орлов В.П., Терентьев В.Б., Штеба Т.В., Кожевников Н.П. Проектирование сушильных установок для сушки измельченной древесины. Ч. I. Технологические и гидродинамические расчеты сушилок. Екатеринбург: УГЛТА, 2001. 40 с.
3 Ведерникова М.И., Старцева Л.Г., Орлов В.П., Терентьев В.Б. Проектирование сушильных установок для сушки измельченной древесины. Ч. II. Технологические и гидродинамические расчеты сушилок. Екатеринбург: УГЛТА,2001.44 с.
4 Ведерникова М.И., Старцева Л.Г., Орлов В.П., Терентьев В.Б. Проектирование сушильных установок для сушки измельченной древесины. Ч. III. Примеры расчетов сушилок. Екатеринбург: УГЛТА, 2001. 44 с.
5 Ведерникова М.И. Гидравлические расчеты. Ч. I. Расчет и выбор насосов и вентиляторов. Екатеринбург: УГЛТА, 2000. 40 с.
6 Старцева Л.Г., Ведерникова М.И. Гидравлические расчеты. Ч. II. Примеры расчетов и выбора насосов и вентиляторов. Екатеринбург: УГЛТА, 2000. 44 с.
7 Ведерникова М.И., Таланкин В.С., Панова Т.М. Общие требования к выполнению и оформлению курсовых и дипломных проектов (работ). Требования к текстовой части. Ч. I. Екатеринбург, УГЛТУ, 2002. 56 с.
8 Ведерникова М.И., Таланкин В.С., Панова Т.М. Общие требования к выполнению и оформлению курсовых и дипломных проектов (работ). Требования к графической части. Ч. II. Екатеринбург, УГЛТУ, 2002. 50 с.
9 Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию / Под ред. Ю.И.Дытнерского. М.: Химия, 1991. 495 с.