Автор работы: Пользователь скрыл имя, 09 Февраля 2011 в 16:23, курсовая работа
Сушка представляет собой процесс удаления влаги из твердых влажных материалов путем её испарения и отвода образующихся паров. Сушка является наиболее распространенным способом удаления влаги из твердых материалов и проводится двумя способами:
– первый проводится путем непосредственного соприкосновения сушильного агента с высушиваемым материалом – конвективная сушка.
– второй путем нагревания высушиваемого материала тем или иным теплоносителем через стенку, проводящую тепло – контактная сушка.
Введение
1 Описание принципиальной технологической схемы 6
2 Расчет основных аппаратов сушильной установки.7
2.1 Расчет топки для сушильной установки 7
2.2 Расчет и выбор барабанной сушилки 10
2.2.1 Технологический расчет 10
2.2.2 Построение рабочей линии процесса сушки на I-x
диаграмме 11
2.2.3 Тепловой баланс 13
2.2.4 Гидродинамический расчет 13
2.2.5 Гидравлическое сопротивление сушильного барабана…....14
3 Расчет и выбор вспомогательного оборудования 16
3.1 Расчет бункера-питателя 16
3.2 Расчет ленточного транспортера 16
3.3 Расчет винтового транспортера 17
3.4 Расчет шлюзового дозатора 17
3.5 Расчет шлюзового затвора 18
3.6 Расчет газовой горелки 18
3.7 Расчет вентилятора подачи воздуха на горение природного газа.20
3.8 Расчет и выбор вентилятора-дымососа 21
3.8.1 Расчет патрубка с обратным клапаном 21
3.8.2 Газоход от КС до входа в барабанную сушилку 22
3.8.3 Газоход от сушилки до циклона первой степени очистки 23
3.8.4 Расчет циклона первой степени очистки 25
3.8.5 Газоход от циклона первой степени очистки до циклона второй степенью чистки .26
3.8.7 Газоход между циклоном второй степени очистки
и дымовой трубой 28
3.8.8 Выбор вентилятора-дымососа 29
4 Расчет толщины тепловой изоляции 30
5 Технико-экономические показатели 32
Список использованных источников 33
Компенсационное удлинение газохода:
l = 12,5·10-6 tcmL = 12,5·10-6·75·75 = 70,31·10-3 м
Принимаем
линзовый компенсатор по диаметру D=630
мм и по табл.11[6].
Таблица 1.4 – Результат расчета и выбора линзового компенсатора на участке между циклоном второй степени очистки и дымовой трубой
| d,мм | dн,мм | D,мм | б,мм | d,мм | a,мм | b,мм |
| 630 | 720 | 1120 | 2,5 | 715 | 160 | 83 |
Рисунок
3.7 - Компенсатор однолинзовый
3.8.8
Выбор вентилятора-дымососа
Суммарное гидравлическое сопротивление сети:
SDR=DRпатр+DRt1+DRc+DRt2
Приведенное
сопротивление: DRпр=SDR(273+t4)Pо/273(Pо+SDR)
По Vt4=3,5 м3/с=12600 м3/ч и DRпр=3406 Па выбираем вентилятор высокого давления по табл.28 [6].
Принимаем вентилятор ВДН-11,2, V=25000 м3/ч, n=25 c-1,h=0,55, N=41 кВт.
Установочная мощность электродвигателя:
Nэ=bVt4DRпр/1000h=1,1×3,
Выбираем электродвигатель по табл.27 [6]
Принимаем
электродвигатель типа АО2-72-4, N=30 кВт, h=0,5.
4
Расчет толщины тепловой
изоляции
Оборудование и трубопроводы требуют изоляции, если температура нагретых поверхностей превышает 45°С, а трубопроводов – 60°С.
Цель нанесения теплоизоляции: поддержание заданной температурный режим в аппарате; исключить потери тепла в окружающую среду и создать нормальные санитарно-гигиенические условия работы обслуживающему персоналу.
Требования, предъявляемые при выборе изоляции: малая теплопроводность, небольшая теплоемкость, невысокая стоимость, легкость нанесения на трубы, малая масса и долговечность
Толщина теплоизоляции.
Толщину
тепловой изоляции δи (рис.8) находят
из равенства удельных тепловых потоков
через слой изоляции (λи/δи)(tст1–tст2)
и от поверхности изоляции в окружающую
среду α2(tст2–tср2), т.е.
(λи/δи)(tст1–tст2)=
α2(tст2–tср2),
Рисунок
4.1 - Схема теплопередачи
Температуру изоляции со стороны аппарата (газохода) tст1 принимаем равной температуре среды в аппарате tср1 ,т.к. термическое сопротивление стенки аппарата (трубы) незначительно по сравнению с термическим сопротивлением слоя изоляции.
Температуру изоляции со стороны окружающей среды (воздуха) принимаем: tст2=35-40°С для аппаратов, работающих в закрытом помещении.
Температуру воздуха принимаем:
tср2=20°С в закрытом помещении.
Коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности изоляции в окружающую среду: α2 = 9,3+0,058tст2 = 9,3+0,058·40 = 11,62 Вт/(м2·К).
Выбор материала теплоизоляции проводят по данным табл.10 [6].
1) Топка:
tст1 = 1000°С.
По табл. 10[6]: λи = 0,072 Вт/(м·К) – зонолит.
δи =λи(tст1-tст2)/α2(tст2-tср2) = 0,072(1000-40)/11,62(40-20) = 0,297 м.
Принимаем
изоляцию из зонолита толщиной 300 мм.
2) Газоход от смесительной камеры до сушилки:
tст1 = 400°С.
По табл.10 [6]: λи = 0,072 Вт/(м·К) – зонолит.
δи = λи(tст1-tст2)/α2(tст2-tср2) = 0,072(400-40)/11,62(40-20) = 0,112 м.
Принимаем изоляцию из зонолита толщиной 115 мм.
3) Сушилка:
tст1 = 400°С.
По табл. 10 [6]: λи = 0,09 Вт/(м·К) – совелит.
δи = λи(tст1-tст2)/α2(tст2-tср2) = 0,09(400-40)/11,62(40-20) = 0,139 м.
Принимаем изоляцию из совелита толщиной 140 мм.
4) Газоход от сушилки до циклона-разгрузителя:
tст1 = 90°С.
По табл. 10 [6]: λи = 0,465 Вт/(м·К) – войлок строительный.
δи = λи(tст1-tст2)/α2(tст2-tср2) = 0,465(900-40)/11,62(40-20) = 0,100 м.
Принимаем изоляцию из войлока строительного толщиной 110 мм.
5) Газоход между циклоном-разгрузителем и циклоном-очистителем:
tст1 = 85°С.
По табл. 10 [6]: λи = 0,465 Вт/(м·К) – войлок строительный.
δи = λи(tст1-tст2)/α2(tст2-tср2) = 0,072(85-40)/11,62(40-20) = 0,090 м.
Принимаем изоляцию из войлока строительного толщиной 100 мм.
6) Газопровод между циклоном-очистителем и дымовой трубой
tст1 = 75°С.
По табл. 10 [6]: λи = 0,16 Вт/(м·К) – войлок строительный.
δи =λи(tст1-tст2)/α2(tст2-tср2) = 0,465(75-40)/11,62(40-20) = 0,070 м.
Принимаем
изоляцию из войлока строительного толщиной
80 мм.
5
Технико-экономические
показатели сушилки
Технологические
показатели работы сушилки.
Производительность: 1 = 1 кг/с = 3600 кг/ч.
Удельная производительность по испаренной влаге (напряжение по влаге):
A = W/Vc = 0,318/7 = 0,0454 кг/(м3×с) = 163 кг/(м3×ч),
где Vc = 0,785D2L=0,785·1,22·6 = 7 м3.
Удельный объемный расход сушильного агента:
υ
= Vt1/Vc = 6,22/7 = 0,89 м3/(м3×с)
= 3024 м3/(м3×ч).
Энергетические
показатели работы сушилки
Тепловой КПД процесса сушки:
η1 = Qи/Qоб = 823/923 = 0,89 кДж/с,
где Qоб = Qи+Qм+Qпот = 823+36+64 = 2506 кДж/с.
Термический КПД сушилки:
h2 = (J1-J2)/J1 = (512-307)/512 = 0,4.
Коэффициент теплового напряжения:
Bt = (t1-t2)/t1 = (400-90)/400 = 0,775.
Удельный расход природного газа на один кг испаренной влаги:
dВ = B/W = 0,033/0,318 = 0,1 кг/кг.
Удельный расход природного газа на один кг высушенного опила:
dG = B/ 2 = 0,033/0,682 = 0,05 кг/кг.
Удельный расход тепла на один кг испаренной влаги:
dQ = Qоб/W = 923/0,318 = 2903 кДж/кг.
Удельный расход электроэнергии на один кг испаренной влаги:
dN=SNi/W=(1,1+1,1+0,55+
где N1=1,1
кВт – ленточный транспортер; N2=1,1 кВт – винтовой
транспортер; N3=0,55 кВт – шлюзовой
дозатор (под бункером-питателем); N4=0,55
кВт – шлюзовой затвор; N5=13 кВт – вентилятор
подачи воздуха на горение; N6=30 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 Вдерникова 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. Екатеринбург, УГЛТА, 2001. 44с.
3 Ведерникова М.И., Старцева Л.Г., Орлов В.П., Терентьев В.Б. Проектирование сушильных установок для сушки измельченной древесины. Ч.II. Вспомогательное оборудование. 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. 41с.
5 Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Л.: Химия. 1987. 576с.
6 Ведерникова М.И. Гидравлические расчеты. Ч. I. Расчет и выбор насосов и вентиляторов. Екатеринбург, УГЛТА, 2000. 40с.
7 Старцева Л.Г., Ведерникова М.И. Гидравлические расчеты. Ч. II. Примеры расчетов и выбора насосов и вентиляторов. Екатеринбург, УГЛТА, 2000. 44с.
8 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.
9 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.