Сушильный аппарат непрерывного действия (стр. 5 из 8)

Наиболее распространенными видами уплотнений являются торцевое и лабиринтное. Торцевое уплотнение является аналогом сальникового уплотнения вращающихся валов. Его недостатком является то, что часть энергии привода расходуется на преодоление трения в этом виде уплотнения.

Другим видом уплотнения является лабиринтное, в котором протекающий газ постоянно переходит из узких каналов в широкие камеры, причем направление потока резко изменяется. Это приводит к снижению кинетической энергии потока и, следовательно, высокому гидравлическому сопротивлению соединения. Этот вид уплотнения наиболее надежен, хотя обеспечивает меньшую герметичность барабана.

В качестве уплотнения выбираем лабиринтное аксиальное уплотнение по нормали Н422-56, обозначенное Б2032.

3.6 Выбор насадки

На первых 1...1,5 м сушильного барабана устанавливают приемно-винтовую насадку с целью равномерной подачи материала в основную часть барабана, где устанавливают основную насадку. Между основной и приемной насадкой предусматривают зазор равный 5% от диаметра барабана.

По нормалям завода «Прогресс» выбрали приемно-винтовую насадку Б1652 длиной 1100 мм. В качестве основной насадки выбрали распределительно-крестовую насадку Б2059(по Н438-56). Между основной и приемной насадкой оставить зазор 100 мм.

3.7 Выбор загрузочной камеры

Загрузочная камера служит для подачи высушиваемого материала а сушильный барабан и соединения вращающегося барабана с другим технологическим оборудованием (циклон и т.п.). На этой камере крепится лабиринтное уплотнение, питающая течка, штуцер ввода материала и штуцер вывода отработанного сушильного агента, кроме того, в корпусе камеры предусмотрен смотровой люк для очистки камеры изнутри и люк для выгрузки остатков материала.

По нормали Н425-56 завода «Прогресс» выбранному барабану соответствует поточная загрузочная камера Б2042.

3.8 Выбор разгрузочной камеры

Разгрузочная камера служит для подачи высушенного материала на ленточный транспортер и соединения вращающегося барабана с другим технологическим оборудованием. На этой камере крепится лабиринтное уплотнение, штуцер вывода материала и штуцер сушильного агента, кроме того, в корпусе камеры предусмотрен смотровой люк для очистки камеры изнутри.

По нормали Н426-56 завода «Прогресс» выбранному барабану соответствует поточная разгрузочная камера Б2044.

4. Расчет и выбор вспомогательного оборудования

4.1 Расчет калориферной установки

В сушильных установках для нагрева воздуха применяются нагревательные устройства – паровые калориферы, в которых сушильному агенту передается теплота конденсации теплоносителя – водяного пара. Для нагрева воздуха паром изготавливаются стандартные калориферы из стали в соответствии с ГОСТ 7201-62. В частности наиболее подходящими для проектируемой установки являются биметаллические калориферы со спирально-накатным оребрением типа КПЗ-СК-01АУЗ и КП4-СК-01АУЗ, поскольку эти калориферы характеризуются наиболее высокими теплотехническими показателями по сравнению с калориферами более ранних типов.

Теплообменный элемент калориферов выбранного типа состоит из внутренней стальной трубки 16x1,2 мм и насаженной на нее наружной алюминиевой трубки с накатанным оребрением. В процессе накатки между стальной и алюминиевой трубками образуется надежный механический и термический контакт.

Калориферы биметаллические выпускаются двух моделей: КП3 — средняя модель, имеющая 3 ряда теплопередающих трубок по направлению движения воздуха; КП4 — большая модель, имеющая 4 ряда трубок. Площади фронтальных сечений калориферов с одинаковыми номерами у двух разных моделей совпадают.

Калориферы представляют собой одноходовые теплообменники по трубному и межтрубному пространству и устанавливаются с вертикальным расположением теплопередающих трубок.

Воздухонагреватели с номерами с 6 по 10 снабжены одним патрубком для подвода пара и одним патрубком для отвода конденсата, а калориферы с номерами 10 и 11 — двумя патрубками для подвода пара и одним для отвода конденсата.

При групповой установке боковые щитки воздухонагревателей могут не устанавливаться, что позволяет получить сплошную поверхность нагрева.

Данные для расчета калориферной установки

Ранее рассчитанный массовый расход воздуха через установку:

Влагосодержание воздуха на входе в калориферную установку:

Начальная температура воздуха: t0 =18 °C.

Примем, что калориферная установка размещена в непосредственной близости от сушильного барабана и потери тепла на пути воздуха от калориферов к барабану отсутствуют. Тогда температура воздуха на выходе из калориферной установки будет соответствовать требуемой температуре на входе в барабан: t1 = 128 °C.

Давление греющего пара задано условием расчета:

Выбор схем калориферной установки

В ходе расчета рассматривали параллельно 2 схемы калориферной установки. По первой схеме в ряду предусматривалась установка одного калорифера, по второй – двух. Требуемое число рядов, модель калорифера и его типоразмер определим в ходе расчета.

Выбор калориферов по массовой скорости воздуха

Одной из важных характеристик работы калориферной установки является массовый расход воздуха через фронтальное сечение калорифера. Массовая скорость должна составлять

. При меньших скоростях размеры калориферной установки и приточной камеры оказываются слишком громоздкими. При превышении рекомендуемого значения массовой скорости оказывается слишком высоким гидравлическое сопротивление установки, что повышает стоимость вентилятора и увеличивает эксплуатационные расходы (из-за большей мощности электродвигателя вентилятора).

Реальный массовый расход воздуха через калориферную установку нашли из [1], стр.11, ф.(3.12):

Рассчитали из [1], стр.46, ф.(4.1) массовые скорости для соответствующих схем калориферных установок для данных калориферов:

,

где f – площадь фронтального сечения калорифера из [1], стр.43, табл.4.1, m – количество калориферов в ряду (для первой схемы m = 1, для второй m = 2).

Результаты расчетов свели в таблицу:

Из расчетной таблицы видно, что подходящими по массовой скорости являются калорифер №11 и №12 для первой схемы установки и №11 для второй. Их параметры и рассчитывались в дальнейшем.

Расчет требуемых площадей теплообмена

Рассчитали требуемую тепловую мощность калориферной установки из [1], стр.46:

, где .

Из [7], стр.28, табл. 21 нашли температуру конденсации греющего пара заданного давления: tп=161,8 °C.

Рассчитали температурный напор установки:

Оценили величины коэффициентов теплоотдачи при вычисленных значениях массовых скоростей во фронтальном сечении из [1], стр.44, табл.4.2, стр.45, табл.4.4 интерполяцией и определили соответствующие им поверхности теплообмена из [1], стр.47, ф.(4.2):

Результаты расчета свели в расчетную таблицу:

№	m=1		m=2
	K, Вт/м2 К	Fp, м2	K, Вт/м2 К	Fp, м2
Для калориферов типа КП3-СК-01АУЗ
11	51,3	256,2	38,9	337,8
12	43,8	300	-	-
Для калориферов типа КП4-СК-01АУЗ
11	50,8	258,7	36,5	360,1
12	42,0	312,9	-	-

Расчет параметров калориферных установок

Для каждой из рассматриваемых схем калориферных установок определили требуемое количество рядов из [1], стр.48, ф.(4.3):

Аэродинамическое сопротивление установки нашли по [1], стр.48, ф. (4.4):

.

Действительную поверхность теплообмена вычислили по [1], стр.48, ф. (4.4):

.

Рассчитали запас по поверхности по [1], стр.48, ф. (4.6]:

.

Результаты расчетов свели в расчетную таблицу:

№	F,м2	Δр	m=1				Δр	m=2
			n	ΔP, Па	FД, м2	Δ F, %		n	ΔP, Па	FД, м2	Δ F, %
КП3-СК-01 АУ3
11	83,12	128	3	384	249,36	-	35	2	70	332,48	-
12	125,27	60	2	120	250,54	-	-	-	-	-	-
КП4-СК-01 АУ3
11	110,05	149	2	298	220,1	-	45	2	90	440,2	22,2
12	166,25	76	2	152	332,5	6,26	-	-	-	-	-