МЕТОДИКА РАСЧЕТА БАРАБАННОЙ СУШИЛКИ

МЕТОДИКА РАСЧЕТА БАРАБАННОЙ СУШИЛКИ
Целью технологического расчета барабанной сушилки (рис. 1) является: определение
габаритов аппарата (диаметра и длины барабана) на заданную производительность.
1. Влага, удаляемая из материала в единицу времени определяется исходя из
необходимой производительности установки по высушенному продукту с учетом конечной
влажности (к), задаваемой обычно исходя из стандартов на выпускаемую продукцию.
Начальная влажность нзависит от применяемого на предыдущей стадии оборудования для
выделения твердой фазы из суспензии. Количество удаляемой влаги, кг
,
Рис. 1. Барабанная сушилка: 1 - барабан; 2 - разгрузочная камера;
3 - опорная станция; 4 - привод; 5 - зубчатый венец; 6 - упорная станция; 7 - уплотнение; 8
- загрузочная камера; 9 - бандаж; 10 - кожух
Рис. 2. Типы перевалочных устройств, применяемых в барабанных сушилках и степень
заполнения барабана : а - лопастная, = 12 %;
б - подъемно - лопастная,  = 14 %; в - распределительная,= 20,6 %;
г - распределительная с закрытыми ячейками, = 27,5 %
2. Расход теплоносителя и его параметры на выходе из сушилки.
Уравнение внутреннего теплового баланса сушилки
,
где  - разность между удельными приходом и расходом тепла непосредственно в сушильной
камере, кДж/кг; с - теплоемкость влаги во влажном материале при температуре  1, кДж/(кг·
К); qдоп- удельный подвод тепла в сушильную камеру, qдоп = 0; qм - удельный подвод тепла в
сушильный барабан с высушиваемым материалом, кДж/кг; qм = Gк ·(2 -  1); qп = 22,6 кДж/кг
- удельные потери тепла в окружающую среду.
Уравнение рабочей линии сушки
.
Для построения рабочей линии сушки на I - x диаграмме (рис. 3) необходимо знать
координаты (I, x) двух точек. Координаты первой точки x1 и I1 определяются по I - x
диаграмме при х1=х0 и температуре воздуха t1. Для нахождения координат второй точки
задаются произвольным значением х (например х = 0,1 кг/кг) и определяют
соответствующее значение I. Через две точки проводят линию сушки до пересечения с
изотермой t2. В точке пересечения находят параметры отработанного сушильного агента: х2,
кг/кг и I2, Кдж/кг.
Расход сухого воздуха на процесс сушки, кг/с
.
Расход тепла на сушку, Вт
.
Объем барабана сушилки, м3
,
где Av - напряжение барабана по испаряемой влаге, кг/(м3 ·ч) (табл. 1).
По табл. 2 определяют предварительно размеры барабана: длину l и диаметр D.
Таблица 1 - Теплофизические свойства материалов и кинетические характеристики
барабанных сушилок
Материал
Размер
Плотность
частиц
частиц
d,
тв, кг/м3
мм
Насыпная
Тепло- Напряжение
плотность
по
емкость
материала,
влаге, Av,
см·10-3
нас,
Дж/(кг·К) кг/(м3·ч)
кг/м3
Глина
0,2-0,5
1600
1380
0,92
50-60
Известняк
1-15
2650
1800
0,92
45-65
Тип внутренних
распределительных
систем барабана
Подъемнолопастная
Песок
0,5-2
1500
1200
0,8
80-88
Распределительная
Железный
колчедан
2,5
5000
3300
0,5
20-30
Подъемнолопастная
Уголь
каменный
10-40
1350
800
1,09
32-40
Фосфориты
1-10
1350
1160
1,05
45-60
Na2CO3
0,5-1
1450
800
1,04
7
NaCl
1-2,5
2350
1020
0,89
7,2
Таблица 2 - Конструктивные показатели промышленных барабанных сушилок
Конструктивные
Номер по заводской спецификации
показатели
7450
7119
6843
6720
7207
7208
Внутренний диаметр барабана, м
1,5
1,8
2,2
2,2
2,8
2,8
Длина барабана, м
8
12
12
14
12
14
Толщина стенок наружного цилиндра, мм
10
12
14
14
14
14
Объем сушильного пространства, м3
14,1
30,5
45,6
53,2
74,0
86,2
Общая масса, т
13,6
24,7
42
45,7
65
70
Действительная скорость газов в барабане, м/с
,
где Vг- объемная производительность по газу, м3/с
,
где 
г
- плотность воздуха при средней температуре в барабане
, кг/м3
,
.
Необходимо проверить условие уноса частиц материала из барабана. Скорость уноса, равную
скорости свободного витания частицы определяют из уравнения, м/с
,
где ср - вязкость сушильного агента при средней температуре;
- плотность частиц, кг/м3
- критерий Архимеда; 
тв
.
Если не выполняется условие  д < w с.в. то принимают барабан с большим диаметром и
объемом.
3. Определение угла наклона барабана и частоты его вращения , необходимых для
обеспечения заданной производительности.
Угол наклона барабана  , град.
,
где n - число оборотов барабана в минуту n = 0,5 · 0,8 мин-1;  - среднее время пребывания
материала в сушилке, с
,
где Gм- количество материала постоянно находящегося в сушилке, кг
,
где нас- насыпная плотность материала в сушилке, кг/м3;  - коэффициент заполнения
барабана материалом (рис. 2).
Если угол наклона барабана   0,5 0 , то принятую частоту вращения барабана уменьшают и
повторяют расчет.
Рис.3. I - X диаграмма для влажного воздуха
По материалам Тамбовского государственного технического университета