Барабанная сушилка

      Вязкость[6, прил. 3]     μ_t2 = 20,23·10^-6 Па·с 

      Запыленность  воздуха на входе:

      C = G_к/V_t2 = 1,16/3,73 = 183·10^-3 кг/м³.

      Принимаем циклон ЦН-24, так как улавливаются частицы размером более d_э = 2,2 мм.

      Принимая  прямоугольную компоновку циклонных элементов типа ЦН-24 с организованным подводом воздуха, определяем коэффициент гидравлического сопротивления группового циклона:

      ξ_ц^гр = К₁К₂z_ц500+К₃ =1·0,86·75+35=99,5,

      где z_ц500 = 75 для ЦН-24 [3, таблица 13]; К₁ = 1,0 при D = 500 мм [3, таблица 14];К₂ = 0,86 при С = 183·10^-3 кг/м³ [3, таблица 15];К₃ = 35 [3, таблица 16].

      Условная  скорость воздуха  в циклоне:

      w_ц = [(DR_ц/r_t)/0,5 ξ_ц^гр]^0,5 = [300/0,5·99,5]^0,5 = 2,46 м/с,

      где ΔР_ц/ρ_t = 300 м²/с² для ЦН-24.

      Объемный  расход воздуха, проходящего через один элемент группового циклона:

      Υ = 0,785D²w_ц = 0,785·0,8²·2,46 = 1,24 м³/с.

      Число циклонных элементов  в групповом циклоне:

      Z = V_t3/υ = 3,73/1,24 = 3.

      Выбираем  групповой циклон ЦН-24 из 4 элементов диаметром 800 мм.

      Фактическая скорость воздуха  в элементах группового циклона:

      w_ф = V_t3/0,785D²Z = 3,73/0,785·0,8²·4 = 1,86 м/с.

      Абсолютное  давление запыленного  воздуха в циклоне:

      Р_а = В±Р = 9,81·10⁴-554 = 97546 Па.

      Циклон  работает под разряжением, поэтому  в формуле ставим знак “минус”, если под давлением знак ”плюс”. Атмосферное давление В = 9,81·10⁴ Па; Р – давление газов на входе в циклон: Р = ∑ΔР_i – сумма гидравлических сопротивлений газоходов и аппаратов до циклона, Па.

      Плотность влажного воздуха  при рабочих условиях:

      ρ_t2 = Р_а(1+х₂)/462(273+ t₂)(0,62+х₂) = 97546(1+0,1)/462(273+90)(0,62+0,1) = 0,89 кг/кг.

      Гидравлическое  сопротивление группового циклона:

      DR_ц1 = 0,5 ξ_ц^гр w_ц²r_t2=0,5·99,5·1,86²·0,89 = 153 Па. 

      3.8.5 Газоход от циклона первой степени очистки до циклона второй степени очистки 

      Параметры парогазовой смеси, выходящей из сушилки

      Температура      t₃ = 85°С

      Расход       L₃ = 2,96 кг/с

      Влагосодержание     х₃ = 0,1 кг/кг

      Плотность       ρ_t3 = 0,899 кг/м³

      Вязкость       μ_t3 = 19,99·10^-6 Па·с

      Объемный  расход сушильного агента:

      V_t3 = L₃(1+x₃)/ ρ_t3 = 2,96(1+0,1)/0,899 = 3,62 м³/с,

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

      D = ‌‌‍√V_t3/0,785w = √3,62/0,785·12 = 0,62 м

      Выбираем газоход Ø 630×0,7 мм [6, таблица 2].

      Фактическая скорость парогазовой  смеси:

      w = V_t3/0,785D² = 3,62/0,785·0, 629² = 11,7 м/с

      Критерий Re = wDρ_t3/μ_t3 = 11,7·0,629·0,899/19,99·10^-6 = 330966

      Коэффициент трения определяем для гладкой трубы по рис 1.5 [5] и по Re = 330966: λ = 0,0143.

      Длина газохода: L = 20 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

      отводы  α = 90⁰      ξ_от = 0,39  3 шт.

      вход  в циклон      ξ_ц = 0,21  1 шт.

      ∑ζ = ξ_вх·1+ ξ_вых·1+ξ_от·3+ ξ_ц·1 = 1·1+1·1+0,39·3+0,21·1 = 3,38.

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

      ΔР_t3=(1+(λL/d)+∑ζ)( w²ρ_t3/2) = (1+(0,0143·20/0,629)+3,38)(11,7²·0,899/2) = 298 Па

      Компенсационное удлинение газохода:

      l = 12,5·10^-6 t_cmL = 12,5·10^-6·85·20 = 21,25·10^-3 м

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

        

      Таблица 1.3 – Результат расчета и выбора линзового компенсатора на участке от циклона первой степени очистки до циклона второй степени очистки

      

      

      Рисунок 3.6 - Компенсатор однолинзовый 

      3.8.6 Расчет циклона второй степени очистки 

      Назначение  – улавливает частицы высушенного опила после циклона первой степени очистки. В циклоне второй степени очистки уловлено 85% опила, т.е. в циклон-очиститель попадает оставшийся опил (15%). Таким образом, производительность по стружке составит _к= 0,682·0,15=0,1023 кг/с.

      Циклон  работает на выхлоп. 

      Размер  частиц волокна                                                   d_э=2,2·10^-3м

      Производительность по высушенному волокну          G_к= 0,1023 кг/с

      Объемный  расход очищаемого газа                              V_t3 = V_t2 =3,73 м³/с 

      Запыленность воздуха на входе в циклон:

      C = G_к/V_t3 = 0,1023/3,73 = 0,027 кг/м³.

      Выбираем  циклон ЦН-15, так как улавливаются крупные частицы d_э=2,2 мм.

      Принимая  прямоугольную компоновку циклонных  элементов типа ЦН-15 с организованным подводом воздуха, определяем коэффициент гидравлического сопротивления:

      ξ_ц^гр = К₁К₂z_ц500+К₃ =1·0,92·163+35=184,96 ,

      где z_ц500 = 163 [3, таблица 13]; К₁ = 1 при D = 600 мм [3, таблица 14]; К₂ = 0,92 при C = 0,067 кг/м³ [3, таблица 15]; К₃ = 35 [3, таблицы 16].

      Принимаем диаметр циклона D = 600 мм. Отношение по DR_ц/r_t для циклона ЦН-15 принимаем: DR_ц/r_t = 500 м²/с².

      Условная  скорость воздуха  в циклоне:

      w_ц = [(DR_ц/r_t)/0,5 ξ_ц^гр]^0,5 = [500/0,5·184,96]^0,5 = 2,32 м/с.

      Объемный  расход воздуха, проходящего через один элемент группового циклона:

      Υ = 0,785D²w_ц = 0,785·0,6²·2,32 = 0,66 м³/с.

      Число циклонных элементов  в групповом циклоне:

      Z = V_t3/υ = 3,73/0,66 = 5,65.

      Выбираем  групповой циклон ЦН-15 из 6 элементов диаметром 600 мм.

      Фактическая скорость воздуха  в элементах группового циклона:

      w_ф = V_t3/0,785D²Z = 3,73/0,785·0,6²·6 = 2м/с.

      Гидравлическое  сопротивление группового циклона:

      DR_ц2 = 0,5 ξ_ц^гр w_ц²r_t3=0,5·184,96·2,32²·0,91 = 453 Па. 

      3.8.7 Газоход между циклоном второй степени очистки и дымовой трубой 

      Параметры парогазовой смеси

      Температура       t₄ = 75°С

      Расход        L₄ =2,96 кг/с

      Влагосодержание      х₄ = 0,1 кг/кг

      Плотность        ρ_t4 = 0,93 кг/м³

      Вязкость        μ_t4 = 19,54·10^-6 Па·с

      Объемный  расход сушильного агента:

      V_t4 = L₄(1+x₄)/ ρ_t4 = 2,96(1+0,1)/0,93 = 3,5 м³/с,

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

      D = ‌‌‍√V_t4/0,785w = √3,5/0,785·12 = 0,561 м

      Выбираем  газоход Ø 630×0,7 мм [6, таблица 2].

      Фактическая скорость парогазовой  смеси:

      w = V_t4/0,785D² = 3,5/0,785·0, 629² = 9,5 м/с

      Критерий Re = wDρ_t3/μ_t3 = 9,5·0,629·0,93/19,54·10^-6 = 284402

      Коэффициент трения определяем для гладкой трубы по рис 1.5 [5] и по Re = 284402: λ = 0,0148.

      Длина газохода принимаем ориентировочно: L = 75 м, минимальная высота дымовой трубы 16 м.

      Местные сопротивления [6, таблица 12, 13]:

      вход  в газоход z_вх=1 1 шт.

      отводы a=90° z_от=0,39 3 шт.

      заслонка (задвижка) z_з=1,54 1 шт.

      диафрагма при d_о=0,5D, m=0,25 z_д=29,4 1 шт.

      переход (вход и выход из вентилятора) z_п=0,21 2 шт.

      выход из дымовой трубы в атмосферу  с зонтом z_д.тр=1,3 1 шт.

      Sz=z_вх+3z_от+z_з+z_д+2z_п+z_д.тр=1+3×0,39+1,54+29,4+2×0,21+1,3=34,83.

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

      ΔР_t4=(1+(λL/d)+∑ζ)( w²ρ_t4/2) = (1+(0,0148·75/0,629)+34,83)(9,5²·0,93/2) = 1578 Па