Федеральное агентство по образованию

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
образования
«СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Факультет полимерных композиций и топлива
Кафедра промышленной экологии, процессов и аппаратов химических
производств
Курсовой проект:
«Установка для сушки сульфата аммония в барабанной сушилке»
Руководитель:
___________В.М.Ушанова
(подпись)
______________________
(оценка, дата)
Разработал:
Студент группы 64-3
___________Д.А. Дорохова
(подпись)
__________________________
(дата)
Красноярск
2010
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Задание
Спроектировать установку для сушки сульфата аммония в барабанной
сушилке.
В качестве теплоносителя взять воздух
Исходные данные
1. Производительность установки 2,0 кг/с на абсолютно сухое вещество
2. Начальная влажность материала Uн = 3,5%
3. Конечная влажность материала Uк = 0,4%
4. Начальная температура теплоносителя 100ºС
5. Конечная температура теплоносителя 50ºС
7. Начальная относительная влажность А=5 кг/м3×ч
8. Начальная температура материала θ=20ºС, φ=70%
9. Конечная температура материала 47ºС.
Объем задания
1. Схема установки; 2. Расчет сушильной камеры; 3. Расчет
калорифера; 4. Расчет и подбор вентилятора; 5. Расчет аспирационной
системы; 6. Чертеж установки; 7. Чертеж сушилки.
2
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Реферат
В данной пояснительной записке проводится расчет барабанной
сушилки, обогреваемой воздухом. Рассчитывается диаметр и объем барабана.
Производится расчет вспомогательного оборудования. Текстовый документ
изложен на 28 с. Количество рисунков 1, 1 технологическая схема, 1 чертеж
установки, 1 приложение.
3
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Содержание
Введение
Схема установки
1 РАСЧЕТ ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
2РАСЧЕТ И ПОДБОР ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Расчет калорифера
Расчет циклона
Расчет рукавного фильтра
Расчет вентилятора
Заключение
Список использованной литературы
Приложение А
5
7
8
16
16
19
22
24
27
28
ПЭ ПАХП. 000000.047. ПЗ
Арк № документа Подп.
Разработал
Лист Дорохова Д.А.
Изм
Проверил
Утв.
Ушанова В.М.
Лит
Дата
Пояснительная записка
Лист Листов
Листов
4
28
кр
СИБГТУ гр. 64-3
222
4
224
333
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
ВВЕДЕНИЕ
Сушка — это процесс удаления влаги из твердого или пастообразного
материала путем испарения содержащейся в нем жидкости за счет
подведенного к материалу тепла. Целью сушки является улучшение качества
материала (снижение его объемной массы, повышение прочности) и, в связи
с этим, увеличение возможностей его использования. В химической
промышленности, где технологические процессы протекают в основном в
жидкой фазе, конечные продукты имеют вид либо паст, либо зерен, крошки,
пыли. Это обусловливает выбор соответствующих методов сушки.
Наиболее
широко
распространены
в
химической
технологии
конвективный и контактный методы сушки.
При конвективной сушке тепло передается от теплоносителя к
поверхности
высушиваемого
материала.
В
качестве
теплоносителей
используют воздух, инертные и дымовые газы.
При контактной сушке тепло высушиваемому материалу передается
через
обогреваемую
перегородку,
соприкасающуюся
с
материалом.
Несколько реже применяют радиационную сушку (инфракрасными лучами)
и сушку электрическим током (высокой или промышленной частоты).
Применяемые в химической промышленности виды сушилок можно
классифицировать по технологическим признакам: давлению (атмосферные и
вакуумные), периодичности процесса, способу подвода тепла (конвективные,
контактные, радиационные, с нагревом токами высокой частоты), роду
сушильного агента (воздушные, газовые, сушилки на перегретом паре),
направлениям движения материала и сушильного агента (прямоточные и
противоточные), способу обслуживания, схеме циркуляции сушильного
агента, тепловой схеме и т. д.
Выбор типа сушилки зависит от химических свойств материала. Так,
при сушке материалов с органическими растворителями используют
герметичные аппараты и сушку обычно проводят под вакуумом; при сушке
окисляющихся материалов применяют продувку инертными газами; при
ПЭ ПАХП.000000.047. ПЗ
Изм Лист № докум.
.
Подп. Дата
Лис
5т
5
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
сушке жидких суспензий используют распыливание материала. Конструкции
сушилок весьма разнообразны и выбор их определяется технологическими
особенностями производства.
Наиболее широкое распространение получили барабанные сушилки.
Эти сушилки отличаются высокой производительностью и относятся к
конвективным сушилкам. В качестве сушильного агента в них используют
воздух и дымовые газы. В этих аппаратах сушке подвергают соли, топливо,
пасты; их используют в производствах соды, удобрений, ядохимикатов.
Т
ПАХП.000000.047. ПЗ
ПЭ ПАХП.000000.110.
Изм Лист № докум.
.
Подп. Дата
Лис
6т
6
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Технологическая схема барабанной сушилки
Схема сушильной установки представлена на рисунке 1. Установка
состоит из вентиляторов (В1, В2), калорифера (К), барабанной сушилки (БС),
циклона (Ц), рукавного фильтра (Ф), бункера влажного материала (Б1) и
бункера высушенного материала (Б2), приёмной емкости (Е) и системы
трубопроводов.
Влажный материал из бункера (Б1) с помощью шлюзового питателя
подается во вращающейся барабан (БС). Параллельно материалу в сушилку
направляется воздух, нагретый в калорифере (К) до заданной температуры t1.
Высушенный материал с противоположного конца сушильного барабана
через специальное разгрузочное устройство поступает в промежуточный
бункер (Б2), а затем в приемную емкость. Отработанный воздух перед
выбросом в атмосферу очищается от пыли в циклоне (Ц) и рукавном фильтре
(Ф).
Транспортировка сушильного агента через сушильную установку
осуществляется с помощью вентиляторов (В1, В2). Конденсат из калорифера
через конденсатоотводчик отводится на ТЭЦ.
ПЭ ПАХП.000000.047. ПЗ
Изм Лист № докум.
.
Подп. Дата
Лис
7т
7
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ
1 РАСЧЕТ ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Количество испаряемой влаги:
W  Gсух
U н/  U к/
100
U/ 
100U
100  U
U н/ 
100 * 3.5
 3.63
100  3.5
U к/ 
(1)
100 * 0,4
 0,401
100  0,4
W  1,2
19  0,15
 0,22кг / с
100
0.065 
Gн (3.5  0.04)
 Gн  2,03кг / с
100  3.5
W  Gн
2,0(3,63  0,401)
 0,065кг / с
100
Количество высушенного материала:
Gk  Gн  W
Gк  2,03  0,065  1,96кг / с
(2)
Размеры сушильного барабана
Объем барабана рассчитывается по формуле:
V 
Vб 
3600W
A
(3)
0.065  3600
 46.8 м 3
5
Принимаем
L
 5 . Диаметр барабана находим из соотношения
D
ПЭ ПАХП.000000.047. ПЗ
Изм Лист № докум.
.
Подп. Дата
Лис
8т
8
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Vб 
d 2
* L  0,785 * d 2 * 6 * d  3.925d 3
4
Vб
d  3 3,925
d 3
(4)
46.8
 2,3 м  2300 мм
3.925
Тогда длина барабана рассчитывается по уравнению:
L  5d
L  5  3,5  11.5 м  11500 м
(5)
По нормалям завода «Прогресс» выбираем сушильный барабан с
диаметром d=2200мм и длиной L=12000мм.
Число оборотов барабана в секунду:
n
L
ad * tg
(6)
Где а – опытный коэффициент;
tg  тангенс угла наклона барабана
  время пребывания материала в барабане, с.
Время пребывания материала в барабане:

V ср 
Gср
46.8  1290  0.15

 4539.25с  75.6 мин
1,995
Где
(7)
Gср - средняя масса материала, проходящего через барабан;
 - коэффициент заполнения барабана;
 ср
- средняя насыпная плотность материала;
Gн  Gk
2
1,96  2.03
Gср 
 1,995кг / с
2
Gср 
Барабан имеет угол наклона к горизонту 0,5– 6º; Принимаем а=2º,
tg  0,035 .
9
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Тогда
n
где
12
 0,05об / с  3об / мин
1,2 * 4539,25 * 2,2 * 0,035
1,2 – коэффициент α для подьемно-лопастной насадки.
Потери тепла в окружающую среду:
Qп  Fбок (t cт  t 0 ) , Вт
где
(8)
Fбок - боковая поверхность барабана, м 2 ;
tст – температура стенки барабана с внешней стороны, ºС
t 0 –температура окружающей среды, ºC
 - коэффициент теплоотдачи от стенки барабана в окружающую
среду, он равен:
  к   л
где
 к - коэффициент теплоотдачи за счет вынужденной конвекции
окружающей среды относительно наружной поверхности вращающегося
барабана, Вт/(м2×К);
 л - коэффициент теплоотдачи излучением, Вт/(м2×К).
Принимаем tст=30ºС и определяем режим движения окружающего
воздуха относительно наружной поверхности барабана:
Re 
wв d нар  в

0,36  2.3  1,2
Re 
 55200
0,018  10 3
где
(9)
d = 2,3 м – в данном случае определяющий размер с учетом
возможной толщины тепловой изоляции;
в  0
0

273
 в  1,293
 1,2кг / м 3
273  20
- плотность воздуха при 20ºС
 - вязкость воздуха при 20 ºС,   0,018  10 3 Н  с / м 2 ;
10
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
w - относительная скорость движения воздуха.
wв 
d нар n
60
3,14 * 2,3 * 3
 в 
 0,36 м / с
60
(10)
Коэффициент теплоотдачи от стенки барабана в окружающую среду за
счет вынужденной конвекции:
Nu  0,081 Re 0,8  i
Nu  0,018  55200 0,8  1,18  132.04
Nuв
d
132.04  0.258
k 
 2.84 Вт /( м 2  К )
12
k 
Где
в  0,258 Вт /( м 2  К ) - теплопроводность воздуха при 20ºС.
Определим коэффициент теплоотдачи излучением:
 ст  4  0  4 
 
 

 100   100  

 л  с0
t ст  t 0
 273  30  4  273  20  4 
 
 

 100   100  

 л  0.,95 * 5,7
 5,74 Вт /( м 2  К )
30  20
где
с0 = 5,7 Вт/(м2*К) – коэффициент лучеиспускания
абсолютного тела;   0,95 - степень черноты для поверхности,
покрытой черной краской.
Коэффициент теплоотдачи от стенки барабана к воздуху равен:
  2,84  5,74  8,58Вт /( м 2  К )
Определим необходимую толщину слоя изоляции. В качестве
изоляционного материала выбираем шлаковую вату с 2  0,076Вт /( м 2  К ).
Поверх изоляции толщиной  2 имеется кожух из листового железа,
покрытый масляной краской. Толщина стенки барабана 1  12 мм. Можно
11
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
принять t1=t2=50ºC и t3=t4=30ºC. Здесь t1 и t2 – температура внутренней и
наружной стенок барабана; t3 и t4 – температура стенок защитного кожуха.
Расчет ведем по известным формулам теплопроводности через
цилиндрическую стенку.
Удельный тепловой поток:
q1    d нар  q нар    d нар    t 4  t 0 
q1  3.14  2.3  8.58(30  20)  619.6 Вт / м
По упрощенной формуле:
q1 
2

d ср t 2  t 3   2   d  2 1   2   t1  t 3 
2
2
(11)
Определяем толщину изоляции:
619.6 
0,076
2
 3,14  (2.3  0.012   2 )(50  30)
Отсюда  2  0,0179 м . Принимаем  2  20 мм
Уточняем величину наружного диаметра барабана:
d нар  2.2  2  0.012  2  0.020  2  0.001  2.27 м
Наружная поверхность барабана:
Fбок  d нар L
(12)
Fбок  3,14  2,27  12  85,5 м 3
Тепловые потери в окружающую среду:
Qп  Fбок t 4  t 0 
(13)
Qк  8,58  85,5  (30  20)  7335,9 Вт
Удельная потеря тепла:
Qп  3600
W
7335,9  3600
qк 
 112,8кДж / кгвлаги
234
qп 
(14)
12
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Расходы воздуха L, тепла Q и пара G.
Для определения расхода воздуха и тепла на сушку строим диаграмму
сушильного процесса I-x: см. приложение 1.
Для нахождения точки А задается температурой и относительной
влажностью окружающего воздуха
t 0  20C ,
  70% .
Из диаграммы
определяют I 0  48кДж / кгсухоговоздуха и x 0 =0,011 кг влаги/кг сухого воздуха.
Точку В находят по заданной температуре t1  100C
и x1  x0 из
диаграммы определяют I1  130кДж / кгсухоговоздуха . Точку С (окончание
идеального сушильного процесса) находят по заданной температуре t 2  50C
и I 2  I1 . Чтобы найти направление реального процесса в сушилке, из
произвольной точки е, лежащей на линии теоретического процесса (точка е
должна лежать ближе к точке С, чтобы величины отрезков, которые
участвуют в графическом расчете сушилки были по возможности больше),
опускают перпендикуляр ef на линию АВ, измеряют его и определяют
величину отрезка еЕ по формуле:
eE  ef
  cв t м  qд   q, кДж / кгвлаги ;
где
Св – теплоемкость воды, кДж/(кг*К);
qд – дополнительный подвод тепла, кДж/кг влаги ( в барабанной
сушилке q=0);
q
- сумма потерь тепла (с высушенным материалом, в
окружающую среду и с транспортными приспособлениями), кДж/кг
влаги.
В барабанной сушилке потерь тепла, связанных с транспортными
потерями нет.
Потери тепла с высушенным материалом:
qм 

Gк с м  t м  t м
W

(15)
13
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Теплоемкость высушенного материала:
100  U к U k

100
100
100  0,4 3,5
с м,  0,621

 653кДж /( кг  К )
100
100
с м  с
где
с =0,695 - теплоемкость сульфата аммония.
После подстановки получаем:
qм 
6912  0,69  (100  50)
 964,4кДж / кгвлаги
234
Определяем отрезок еЕ:
еЕ  еf  x2  x0   C в t м  q м  q п 
еЕ  (0,028  0,011)( 4,19  20  (964,4  112,8))  16,89кДж / кгсухоговоз
где
ef=x2-x0 , берется для произвольно выбранной точки е на линии Ii=const
(рисунок 1);
Св=4,19кДж/(кгК) – теплоемкость влаги при t=20ºС.
Если   0, происходит дополнительный подогрев и отрезок еЕ
откладывается от точки е вертикально вверх; в данном случае   0 , поэтому
отрезок еЕ откладывают вниз. Точку В соединяем с полученной точкой Е и
продолжаем прямую до пересечения с заданной изотермой t2. Полученная
точка С1 характеризует состояние воздуха после сушки:
I 2  126 кДж/кг сухого воздуха;
x2  0,03 кг влаги/сухого воздуха.
Расход сухого воздуха:
L  W 1  W
1
x 2  x0
1
L  234
 12315.8кг / ч
0,03  0,011
(16)
Объем влажного воздуха, проходящего через сушилку за 1 час:
V  Lv уд , м 3
где
(17)
v уд - удельный объем влажного воздуха, отнесенный к 1 кг сухого
воздуха, м3/кг сухого воздуха.
14
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
v уд 
где
RB 
,
pоб  рп
(18)
R – газовая постоянная равная 287 Дж/(кгК);
Т – абсолютная температура воздуха;
Роб – общее давление паровоздушной смеси, Н/м2;
Рп – парциальное давление водяного пара, Н/м2;
Принимаем общее давление Р=745 мм рт.ст.
На входе в калорифер:
V1  12315.8
287(273  20)
 10679.45 м 3 / ч
(745  17,5) *133,3
На выходе из калорифера:
V2  12315.8
287(273  100)
 13396.6 м 3 / ч
(745  17,5) *133,3
При выходе из барабана:
V3  12315.8
287(273  50)
 13126.12 м 3 / ч
(745  92.5) *133,3
Расход тепла в калорифере:
Qk  W  q k  W 
I1  I 0
x 2  x0
130  48
Qk  234
 1009894.7 Вт
(0,03  0,011) * 3600
(19)
Расход пара в калорифере:
Qk
r
1009,9  3600
Gп 
 1646,6кг / ч
2208
Gп 
(20)
где r=2208 кДж/кг – теплота парообразования при Р=3ат.
15
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
2 РАСЧЕТ И ПОДБОР ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
2.1 Расчет и подбор калорифера
Для подогрева до 100ºС воздуха, поступающего в сушилки, применяют
воздухонагреватели с большой поверхностью теплообмена и малым
гидравлическим
сопротивлением.
Наиболее
подходят
для
этого
кожухотрубные и пластинчатые (с ребристой поверхностью) калориферы,
применяемые для подогрева воздуха.
Принимают для расчета кожухотрубный калорифер.
Необходимая поверхность нагрева F, м3 определяется по формуле:
F
Qk
, м3
Kt ср
(21)
где К – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2×К); t ср - средняя разность
температур между теплоносителями, С. Принимаем в качестве источника
тепла насыщенный водяной пар: Р=3ат; t п - 132,9ºС.
Температурные условия процесса:
119,6
119,6
20
100
t ср 
119.6  20  119.6  100  49.3C
(22)
119.6  20
2,3 lg
119.6  100
Принимаем турбулентный режим движения воздуха по трубному
пространству. Диаметр труб d=25×2мм. Для предварительного расчета
полагают Re=20000.
Из выражений:
Re 
wd

и
w
Gb
3600  0,785d 2 n
Определяют:
GВ
3600  0,785d Re
12439
n
 524
3600  0,785  0,021  0,02  10 3  20000
n
(23)
16
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
где
G=L× (1+0,010)=38794×0,021=39181 кг влажного воздуха/ч,
  0,02  10 3 H  c / м 2 - вязкость воздуха при t ср.
t ср 
t 0  t1 20  100

 60C
2
2
По каталогу НИИХиммаша для расчета выбирают одноходовой
теплообменник типа «ТН» с общим числом труб n=642, и диаметром
d=1000мм.
Уточняют значение критерия Рейнольдса:
Re 
GВ
3600  0,785dn
Re 
12439
 16324.15
3600  0,785  0,021  0,02  10 3  642
Для турбулентного движения воздуха в трубах:
Nu  0,023 Re 0,8 Pr 0, 4
(24)
откуда
B 

 0,023 Re 0,8 Pr 0, 4
d
0,024  1,163
в 
 0,023  16324,15 0,8  0,716 0, 4  62,42 Вт /( м 2  К )
0,021
где
 =0,024×1,163 Вт/(м×К) – теплопроводность воздуха при 60ºС.
Pr 
c p

0,02  10 3  1  10 3
Pr 
 0.716
0,02  1,163
- Критерий Прандтля для воздуха при
60ºС ( с – теплоемкость воздуха при Р=const и t=60ºС).
Так
как
конденсирующегося
коэффициент
на
наружной
теплоотдачи
поверхности
со
труб
стороны
в
пара,
межтрубном
пространстве, достаточно велик и основное термическое сопротивление
будет сосредоточено со стороны воздуха  к   B  , то можно принять
 k  12000 Вт /( м 2  К ).
17
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Принимают тепловую проводимость загрязнений со стороны накипи
 1 


 и со стороны нагреваемого воздуха  1
r
r

 загр2
 загр1 

 соответственно равными


5000 и 2320 Вт/(м2*К), а теплопроводность стали cn  46,4Вт /( м * К ). Тогда:
r
ст
 rзагр1  rcт  rзагр2
r

ст
1
0,02
1


 0,000673м 3  К / Вт
500 46,4 2320
Общий коэффициент теплопередачи:
K
1
1
B
К
  rст 
1
k
1
1
1
 0,000673 
62,42
12000
 59,8 Вт /( м 2  К )
Необходимая поверхность нагрева калорифера:
Устанавливают
F
Qk
Kt cр
F
1009894.7
 342.5 м 2
59.8  49.3
два
одноходовых
кожухотрубчатых
типа
«ТЛ»
теплообменника со следующими характеристиками:
F=202 м 2
D=1000мм
n=642 шт
Запас поверхности:
342.5  404
 100%  15.2%
404
18
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
2.2 Расчет циклона
Выбираем циклон типа ЦН-15.
Принимаем р /  г  700 , диаметр найдем по формуле:
V
0,875 * wц
D
(25)
Определяем условную скорость газа в цилиндрической части циклона:
2  P
0  г
wц 
2  1633,6
 3,97 м / с
160  1,293
 ц 
Следовательно:
2.65
 0.92 м  920 мм
0.785  0.9 2
D
Принимаем d=900 мм.
Выбираем одиночный циклон с диаметром равным 0,9м.
Вычисляем действительную скорость газов в подобранном циклоне:
wц 
V2
2
0.785  Dст
 ц 
2,65
 4,167 м / с
0,785  0,9 2
.
Рассчитываем объем газа проходящего через одиночный циклон:
V1  0,785  D 2  wц
V1  0,785  0,9 2  3,97  2,53 м / с
Количество одиночных циклонов:
n
V2
V1
2.65
n
 1.047  1
2.53
(26)
Вычисляем действительную скорость газа в подобранном циклоне:
w
V2
0,785  Dcn  n
 
2.65
 4.167 м / с
0,785  0,9 2  1
19
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Отклонение действительной скорости от оптимальной 0%.
Рассчитываем сопротивление циклона:
1   *
 г wц2
2
1,05 * 4.167 2
P1  160
 1430.7 Па
2
(27)
На рисунке 1 приведен циклон и его геометрические размеры.
Таблица1 - Характеристики циклона
Характеристики
циклона
Диаметр выходной
трубы,D1
Ширина входного
патрубка,b
Высота входного
патрубка, h1
Высота выходной
трубы,h2
Высота
цилиндрической
части,h3
Высота
конической
части,h4
Общая высота
циклона,H
Коэффициент
сопротивления,  0 ;
Тип циклона
ЦН-24
0.6
0.26
1,11
2,11
2,11
1,75
4.26
60
20
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Рисунок 1 – Циклон НИИОГАЗ
21
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
2.3 Расчет рукавных фильтров
Определяем поверхность фильтрования:
F рф 
Vг  Vпр  Vпв
wг
(28)
Где Vг – расход запыленного газа, м 3 / с ; Vг=V3=2,65м3/с ;
Vпр – расход продувочного газа, м 3 / с ; (0,1 – 0,2) Vг;
Vпв – расход подсасываемого в аппарат воздуха, м 3 / с принимаем на
10% больше расхода газа (1,05 – 1,1)Vг;
wг  (0,8  1,0)  10 2 м 3 / м 2 с - допустимая удельная нагрузка тканевого
фильтра по газу.
Vпр =0,15×2,65=0,3975 м3/с,
Vпв =1,1×2,65=2,915 м3/с.
Рассчитанная поверхность фильтрации должна быть проверена на
допустимую запыленность ткани:
F рф  G н / Gд
Где G1н – исходное количество пыли в газе, кг/с, поступающем в
рукавный фильтр;
G1д=(0,2 – 0,3) допустимая удельная запыленность ткани.
wг  0,9 *10 2 м 3 / м 2  с
Тогда:
Fрф 
0.3975  2.915  2.65
 662.5 м 2
0,009
662,5>10,15 => условие соблюдено.
Выбираем фильтр с обратной посекционной продувкой ФР-518 со
следующими характеристиками:
фильтрующая поверхность F=518 м 2
количество секций 6
количество рукавов в аппарате 432
диаметр рукава 127 мм
высота рукава 3 м
22
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
габариты: ширина 3,4 м
длина 13,7 м
высота 9,5 м
масса 25 т
Завод-изготовитель – Кемеровский, химического машиностроения.
23
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
2.4 Выбор вентилятора
Мощность потребляемая вентилятором:
N
V
кВт ,
1000
(29)
где V – подача вентилятора м 3 / с ; Н / м 2  - полное сопротивление
сушильной установки с учетом скоростного напора;    в пр - общий КПД
вентиляторной установки.
V  V1  7950 м 2 / мин  2.21м 3 / с
  тр  м.с  суш  кал  ц  ск ;
где тр  
м.с
(30)
L wB2 
- сопротивление трения воздухопроводов, Н/м2

D 2
wB2
- местное сопротивления, Н / м 2 ;
 
2
суш - сопротивление сушилки, Н / м 2
кал - сопротивление калорифера, Н / м 2
ц - сопротивление циклонов, Н / м 2
wB2
ск 
- скоростное давление, Н / м 2
2
В
соответствии
со
схемой
сушильной
установки
принимают
следующие исходные данные для расчета:
Общая длинна воздуховодов
20м
Количество задвижек
2 шт
Количество отводов под углом 90
2 шт
Скорость газов в трубопроводах допускается в пределах 10-20 м/с,
принимаем w=15м/с.
Из уравнения расхода находим диаметр воздухопровода между
аппаратами:
24
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
d 
V
0,785wB
d. 
2.65
 0.47 м.
0,785  15
Принимаем трубопровод из углеродистой стали d = 426  2 мм.
Уточняем скорость движения воздуха:
V
0,785d 2
2.65
 
 18,95 м / с
0,785  0,422
w
скоростное давление:
wB2 
2
18,95 2  0,516
Рск 
 92,65Н / м 3
2
ск 

где
GB
0,5(V1  V2 )
12439

 0,516кг / м 3
0,5(10679,45  13396,6)
- плотность воздуха при
tср=60ºС.
тр  м.с 
wB2   L

    1 
2  d

(31)
Предварительно подсчитываем критерий Re:
Re 
Re 
wB d

18,95  0.422  0.516
 206320
0,02 *10 3
Где   0,02 *10 3 Н  с / м 3 - вязкость воздуха при 60ºС.
При Re= 206320 коэффициент трения   0,015
Для отводов под углом 90 и задвижек находят, что  i  0,15 ,
следовательно:
20


тр  м.с  92.65 0,026
 2 * 0,15  2 * 0,15   169.55Н / м 3
0,422


25
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Сопротивление барабанных сушилок колеблется в пределах 10-20 мм
вод.ст, а циклонов – в пределах 40-85 мм вод.ст.
Принимают
суш  20 * 9,81  196,2Н / м 2
Сопротивление рукавного фильтра принимаем: Р=1000Н/м2
Полное сопротивление сушильной установки:
  169,55+196,2+1000+340,2+835+92,65=1633,6Н/м2
Мощность потребляемая вентилятором:
V
1000
2.21  1633.6
N
 5..55кВт
1000  0,65
N
Устанавливаем центробежный вентилятор ЦП-40-8К.
Технические характеристики:
Q=1,39-6,95 м3/с
gH  1470  3820 Па
n =26,65 с -1
 н  0,61
Мощность привода барабанной сушилки
Ориентировочная необходимая для вращения барабана мощность
может быть определена по формуле:
N  0,078d 3 L мn;
N  0,078  2,2 3  12  1000  0,053  0,05  21,13кВт
(32)
26
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Заключение
В данной курсовой работе рассчитали барабанную сушилку для сушки
хлорида калия. По результатам расчета выбрали барабанную сушилку с
диаметром D=2200мм и длинной L=12000. Установили циклон типа ЦН-24,
одноходовой кожухотрубчатый теплообменник типа «ТЛ» со следующей
характеристикой:
F=202 м 2
D=1000мм
n=642 шт
По каталогу ОСТ 26 – 14 – 2005 – 77 выбираем фильтр ФР – 518
[Приложение А - 12].
Характеристика фильтра ФР-2800:
фильтрующая поверхность F=518 м 2
количество секций 6
количество рукавов в аппарате 432
диаметр рукава 127 мм
высота рукава 3 м
габариты: ширина 3,4 м
длина 13,7 м
высота 9,5 м
масса 25 т
Устанавливаем центробежный вентилятор ЦП-40-8К.
Технические характеристики:
Q=1,39-6,95 м3/с
gH  1470  3820 Па
n =26,65 с -1
 н  0,61
27
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Список использованных источников
1. Ченцова Л.И. Процессы и аппараты химической технологий/ Л.И
Ченцова, М.К Шайхутдинова, В.М Ушанова.- Красноярск: СибГТУ,2006.262с.
2. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу
процессов и аппаратов химической технологии. Под ред. чл. корр. АН России
П.Г. Романкова.-11 изд., стереотипное. Перепечатка с изд.1987.- М.: ООО
«РусМедиаКонсалт», 2004.- 576с.
3. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии:
Учебник для вузов. 12-е изд., стереотипное, доработанное. Перепечатка с
девятого издания 1973 г.- М.:ООО ТИД «Альянс», 2005-753с.
28