Удельное  количество теплоты на 1 кг испаренной влаги:

q = Q_гор/W = 4804.7/1,033 = 4651 кДж.

Обычно  q = 3500¸5000 кДж.

Удельный  расход топлива на 1 кг испаренной влаги

b = B/W = 0,1354/1,033 = 0,1311 м³

Тепловой  КПД сушилки:

h = Q_исп/q = 2869,6/4651 = 0,62.

Обычно  КПД барабанных сушилок h = 0,6¸0,8.

8. Расчет времени сушки материала и скорости вращения материала

Время нахождения материала в барабане:

где b = 0,15 – коэффициент заполнения барабана.

      r - плотность материала при средней влажности.

w_cp = (19+1,5)/2 = 10,25%

r = r_c100/(100-w_cp) = 1750×100/(100 – 10,25) = 1950 кг/м³

r_с = 1750 кг/м³ – плотность абсолютно сухого материала

t = (120×0,15×1950/40)×(19 – 1,5)/(200 – 19 +1,5) = 84 мин. 

Число оборотов барабана:

n = AL_бар/tD_барtga

где А = 0,6 – для подъемно-лопастной насадки,

       a = 3° - угол наклона барабана.

n = 0,6×16/84×2,8tg3 = 0,8 об/мин 

Мощность  необходимая для вращения барабана:

N = 0,0013D_бар³L_барnsr = 0,0013×2,8³×16×0,8×0,038×1950 = 27,1 кВт

где s = 0,038 – коэффициент, зависящий от типа насадки и коэффициента заполнения барабана.

 

9. Вспомогательное оборудование к сушильному

барабану

Топка.

Топки представляют собой замкнутые камеры определенного объема, предназначенные для сжигания любого вида топлива. Объем топочного пространства можно определить по опытной величине его теплового напряжения q, величина которого изменяется в значительных пределах для обних и тех же установок. Величина теплового напряжения существенно зависит от организации горения и температуры в камере горения. Принимаем тепловое напряжение топки q = 900 кВт/м³, тогда объем топки:

V = BQ_н^р/q = 0,1354×35485/900 = 5,34 м³.

Размеры топки по длине и ширине определяют конструктивно, исходя из условий удобства их обслуживания (длина не более 2 м, ширина не более 1 м); по конструкции они могут быть круглыми или прямоугольными. 

Горелки для сжигания газа.

В настоящее  время в промышленности для сжигания природного газа в топке сушильного барабана наибольшее распространение получили горелки типа ГНП конструкции института Теплопроект производительностью от 1,4 до 365 м³/час по природному газу.

По рассчитанному  ранее расходу топлива В = 0,1354 м³/с = 487 м³/час выбираем горелку ГНП-6, производительностью до 182 м³/час.

Число горелок

n = 487/182 = 2,68

принимаем к установке три горелки  

Вентилятор  для подаи воздуха на горение газа.

Объемный  расход воздуха необходимый для  горения газа:

V`<sub>воз</sub> = L`_aB = 11,48×487 = 5591 м³/час

Производительность  вентилятора при данной температуре:

V`_t = 5591(273+20)/273 = 6000 м³/час.

Давление  воздуха принимаем равным Р = 1620 Па и выбираем центробежный вентилятор высокого давления №9, у которого КПД h_в=0,56, число оборотов 1000 об/мин.

Мощность  на валу электродвигателя:

N_дв = V`_tP/3600×1000h_Bh_п = 6000×1620/3600×1000×0,56×0,98 = 4,91 кВт.

где h_п = 0,98 – КПД привода вентилятора

Учитывая коэффициент запаса мощности на пусковой момент k = 1,15, установочная мощность двигателя будет равна:

N_уст = kN_дв = 1,15×4,91 = 5,66 кВт. 

Вентилятор  подачи воздуха на разбавление дымовых  газов.

Объемный  расход атмосферного воздуха, необходимого для разбавления дымовых газов в смесительной камере равен:

V``_B = a_общL`<sub>0</sub>B – V`_воз = 6,73×9,57×487 – 5591 = 25775 м³/час

Производительность  вентилятора при данной температуре:

V`_t = 25775(273+20)/273 = 27663 м³/час.

Давление  воздуха принимаем равным Р = 1000 Па и выбираем центробежный вентилятор высокого давления №8, у которого КПД h_в=0,56, число оборотов 625 об/мин.

Мощность  на валу электродвигателя:

N_дв = V`_tP/3600×1000h_Bh_п = 27663×1000/3600×1000×0,56×0,98 = 14,0 кВт.

Учитывая  коэффициент запаса мощности на пусковой момент k = 1,15, установочная мощность двигателя будет равна:

N_уст = kN_дв = 1,15×14,0 = 16,1 кВт. 

Циклон.

Плотность уходящих газов:

r_см = (353-0,0013Р_п)/(273+t_к^газ) = (353-0,0013×15000)/(273+102) = 0,90 кг/м³

где Р_п = 15000 Па – парциальное давление водяного пара в отходящих газах (определяется по I-d диаграмме).

Объем отходящих дымовых газов:

V_см = G_см/r_см = 14,153/0,90 = 15, 5 м³/с

Скорость  воздуха в циклоне:

= (2×700/60×0,90)^0,5 = 5,1 м/с,

где = 60 – коэффициент сопротивления циклона типа НЦ-24,

      DР = 700 Па гидравлическое сопротивление циклона.

Диаметр циклона

= [15,5/(0,785×5,1×0,9)]^1/2 = 2,07 м.

Принимаем циклон диаметром 2000 мм  
 
 

Дымосос для отбора дымовых газов.

Объем отходящих газов (с учетом 50% подсоса  воздуха):

V_дым = 1,5V_см = 1,5×15,5 = 23,3 м³/с

При подборе  дымососа необходимо учитывать аэродинамическое сопротивление, которое должен преодолевать дымосос. Принимаем следующие значения  аэродинамических сопротивлений:

- газоходов  от топки до входа в сушильный  барабан – 100 Па;

- барабанной сушилки – 200 Па;

- выходной  газовой камеры – 50 Па;

- циклона  – 700 Па

При подборе  дымососа следует увеличить перепад  давлений на 40%, тогда общий перепад  давлений сушильной установки:

DР_су = 1,4(100+200+50+700) = 1470 Па

Выбираем  центробежный вентилятор среднего давления №12, у которого КПД h_в=0,58, число оборотов 500 об/мин.

Мощность  на валу электродвигателя:

N_дв = V_дымP/1000h_Bh_п = 23,3×1470/1000×0,56×0,98 = 62,4 кВт.

Учитывая коэффициент запаса мощности на пусковой момент k = 1,15, установочная мощность двигателя будет равна:

N_уст = kN_дв = 1,15×62,4 = 71,8 кВт. 
 
 

          Литература

1. Овчинников  Л.Н., Овчинников Н.Л. Сушка в силикатной промышленности. Учебное пособие. Иваново, 2004.
2. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/ Под ред. Ю.И.Дытнерского. М.:Химия, 1983. 272 с.
3. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов.Л.:Химия,1987, 576 с.
4. Сушилка с псевдоожиженным слоем зернистого материала. Методические указания. Иваново, 1989.

5. Лащинский А.А., Толчинский А.Р. Основы  конструирования и расчета 

           химической аппаратуры – Л.  «Машиностроение», 1975.