Барабанная сушилка

      Суммарное гидравлическое сопротивление  от вентилятора до топки:

      SDР^г= ΔР^г_в +DР_г+DР_топки=414+5000+500=5914 Па,

      где DР_г=5000 Па – сопротивление горелки при подаче воздуха на горение;

      DР_топки=500 – сопротивление топки.

      Приведенное сопротивление не рассчитываем, т.к. t_о=24,7 °С и r_tо=1,141 кг/м³.

      Выбираем  вентилятор высокого давления по V^г_t0 = 2220 м³/ч = 0,617 м³/с и SDР^г=5914Па по [6, таблица 31].

      Принимаем турбовоздуходувку марки ТВ-25-1,1 V=0,833 м³/с, DР=10000 Па, n=48,3 с^-1.

      Установочная  мощность электродвигателя:

        N=bV^г_t0SR^г/1000h=1,1×0,617×5914/1000×0,65=6,2 кВт.

      Принимаем электродвигатель типа АО2-62-6, N=13 кВт [6, таблица 31]. 

      3.8 Расчет и выбор вентилятора-дымососа

      Вся сушильная установка (рис.1), начиная  от камеры смешения, работает под небольшим  разряжением. Это исключает утечку топочных газов через наплотности  в газоходах и аппаратах и подсос воздуха на разбавление топочных газов. 

      3.8.1 Расчет патрубка с обратным клапаном для подсасывания воздуха в камеру смешения (приточная шахта)

      Воздух  из атмосферы подсасывается в  камеру смешения с целью снизить  температуру топочных газов с 1000°С до 400°С. 
 

      Параметры атмосферного воздуха

      Температура      t₀ = 17,2°С

      Влагосодержание     x₀ = 0.009 кг/кг

      Теплосодержание     I₀ = 40кДж/кг

      Масса сух воздуха, подаваемого в 

      камеру  смешения      L_см = 72 кг возд/кг газа

      Плотность [7, приложение 2]    ρ_to = 1,171 кг/м³

      Динамическая  вязкость [7, приложение 3] μ_to = 18,03 · 10^-6 Па·с

      Объемный  расход воздуха на разбавление топочных газов:

      V_t0^p =BL_см(1+x₀)/ ρ_to = 111,6·72·(1+0,009)/1,171 = 6923,58 м³/ч = 1,9 м³/с

      Диаметр воздуховода  рассчитываем, принимая скорость воздуха w = 10 м/с [5, таблица 9].

      D = ‌‌‍√V_t0^p/0,785w = √1,9/0,785·10 = 0,492 м;

      Выбираем  стандартный диаметр воздуховода  Ø 500 × 0,7 мм [5, таблица 2].

      Фактическая скорость воздуха:

      w = V_t0^p/0,785D² = 1,9/0,785·0,499² = 9,7 м/с;

      Критерий Re = wDρ_to/μ_to = 9,7·0,499·1,171/18,03·10^-6 = 314365;

      Коэффициент трения определяем для гладкой трубы по рис 1.5 [5] и по Re = 314365: λ = 0,0145

      Длина патрубка: L = 2 м.

      Местные сопротивления в патрубке [5, таблица 12, 13]:

      приточная шахта (патрубок)     ξ_вх = 2,5 1 шт.

      выход из патрубка      ξ_вых = 1 1 шт.

      ∑ζ = ξ_вх·1+ ξ_вых·1 = 2,5·1+1,0·1 = 3,5

      Гидравлическое  сопротивление патрубка:

      ΔР_патр=(1+(λL/d)+∑ζ)( w²ρ_to/2)=(1+(0,0145·2/0,499)+3,5)·(9,7²·1,171/2) = 251 Па 

      3.8.2 Газоход от смесительной камеры до входа в барабанную сушилку 

      Сушильный агент

      Температура      t₁ = 400°С

      Расход       L₁ = 2,82 кг/с

      Влагосодержание     х₁ = 0,033 кг/кг

      Теплосодержание     J₁ = 512 кДж/кг

      Динамическая  вязкость     μ_t1 = 33,08 · 10^-6 Па·с

      Плотность сушильного агента:

      ρ_t1 = Р(1+x₁)/462(273+t₁)(0,62+х₁) = 10⁵·(1+0,033)/462·(273+400)·(0,62+0,033) = 0,51 м³/с

      Объемный  расход сушильного агента:

      V_t1 = L₁(1+х₁)/ρ_t1 =2,82·(1+0,033/0,51) = 5,71 м³/с

      Принимаем диаметр воздуховода для барабанной сушилки D = 0,5D_{сушилки}·D = 0,5 · 1,2 = 0,6 м. Принимаем воздуховод Ø 630×0,7 мм [6, таблица 2].

      Фактическая скорость воздуха:

      w = V_t1/0,785D² = 5,71/0,785·0, 629² = 18,3 м/с

      Критерий  Re = wDρ_t1/μ_t1 = 18,3·0,629·0,51/32,92·10^-6 = 183743

      Коэффициент трения определяем для гладкой трубы по рис 1.5 [5] и по Re = 183743: λ = 0,0159

      Длина воздуховода: L = 15 м (принимаем ориентировочно).

      Местные сопротивления [6, таблица 12, 13]:

      вход  в газоход       ξ_вх = 1 1 шт.

      выход из газохода      ξ_вых = 1 1 шт.

      ∑ζ = ξ_вх·1+ ξ_вых·1 = 1,0·1+1,0·1 = 2

      Гидравлическое  сопротивление газохода при t₁ = 400⁰C:

      ΔР_t1=(1+(λL/d)+∑ζ)( w²ρ_t1/2)=(1+(0,0159·15/0,629)+2)·(18.3²·0.51/2) = 256 Па

      Компенсационное удлинение газохода:

      l = 12,5·10^-6 t_cmL = 12,5·10^-6·400·15 = 75·10^-3 м

      Принимаем линзовый компенсатор по диаметру D=630 мм и по табл.11[6]. 

      Таблица 1.1 – Результат расчета и выбора линзового компенсатора на участке от камеры смешения до сушилки

        

      

      Рисунок 3.4 - Компенсатор однолинзовый 
 

      3.8.3 Газоход от сушилки до циклона первой степени очистки 

      Параметры парогазовой смеси, выходящей из сушилки

      Температура      t₂ = 90°С

      Расход       L₂ = 3,24 кг/с

      Влагосодержание     х₂ = 0,1 кг/кг

      Плотность       ρ_t2 = 0,892 кг/м³

      Вязкость       μ_t2 = 20,23·10^-6 Па·с

      Объемный  расход сушильного агента:

      V_t2 = L₂(1+x₂)/ ρ_t2 = 3,24(1+0,1)/0,892 = 4,0 м³/с.

      Диаметр газохода  выбираем, принимая скорость воздуха w = 12 м/с [6, таблица 9]:

      D = ‌‌‍√V_t2/0,785w = √4,0/0,785·12 = 0,7 м

      Выбираем  газоход Ø 710×0,7 мм [6, таблица 2].

      Фактическая скорость парогазовой смеси:

      w = V_t2/0,785D² = 4,0/0,785·0, 709² = 10,1 м/с

      Критерий Re = wDρ_t2/μ_t2 = 10,1·0,709·0,8921/20,23·10^-6 = 315781

      Коэффициент трения определяем для гладкой трубы по рис 1.5 [5] и по Re = 315781: λ = 0,0144.

      Длина газохода: L = 20 м (принимаем ориентировочно).

      Местные сопротивления [5, таблица 12, 13]:

      вход в газоход      ξ_вх = 1  1 шт.

      выход из газохода     ξ_вых = 1  1 шт

      отводы  α = 90⁰      ξ_от = 0,39  2 шт.

      вход  в циклон      ξ_ц = 0,21  1 шт.

      ∑ζ = ξ_вх·1+ ξ_вых·1+ξ_от·2+ ξ_ц·1 = 1·1+1·1+0,39·2+0,21·1 = 2,99.

      Гидравлическое  сопротивление газохода без учета пыли, содержащейся в парогазовой смеси:

      ΔР_t2=(1+(λL/d)+∑ζ)( w²ρ_t2/2) = (1+(0,0144·20/0,709)+2,99)(10,1²·0,892/2) = 200 Па

      Гидравлическое  сопротивление газохода с учетом перемещающейся пыли в циклон:

      ΔР_t2^II = ΔР_t2(1+kỹ)+Нỹρ_t2g

      где k – опытный коэффициент, для древесной стружки и опила k = 1,4;

      ỹ - относительная массовая концентрация высушиваемого материала, кг материала/кг паровоздушной смеси.

      ỹ = 0,1 G_к/ L₂(1+x₂) = 0,1·0,682/3,24(1+0,1) = 0,019 кг/кг.

      Н – высота вертикального участка  газохода Н = 15-20 м.

      ΔР_t2^II = 200(1+1,4·0,019)+15·0,019·0,892·9,8 = 208 Па

      Компенсационное удлинение газохода:

      l = 12,5·10^-6 t_cmL = 12,5·10^-6·90·20 = 22,5·10^-3 м

      Принимаем линзовый компенсатор по диаметру D=710 мм и по табл.11[6].

        

      Таблица 1.2 – Результат расчета и выбора линзового компенсатора на участке от сушилки до циклона первой степени очистки

        

      

      Рисунок 3.5 - Компенсатор однолинзовый

      3.8.4 Расчет циклона первой степени очистки

      Назначение  – улавливание частиц высушенных еловых опилок после барабанной сушилки. Циклон работает на сеть. 

Размер частиц опила     d_э = 2,2·10^-3 мм   Производительность по сухому материалу G_к = 1,16 кг/с

     Гидравлическое  сопротивление сушилки и 

газоходов до входа в циклон    ∑ΔР_i = 554 Па

      Объемный расход очищаемого газа  V_t2 = 3,73 м³/с

      Температура воздуха     t₂ = 90⁰С

      Влагосодержание     x₂ = 0,1 кг/кг