Расчет диаметра трубопровода

 

Расход воздуха через вентилятор будет соответствовать расходу воздуха через циклон

V=2,77 м³/с = 9972 м³/час

Длину соединительных трубопроводов приняли равной l = 25 м.

Скорость в трубопроводе приняли в разумных пределах при движении газа при небольшом давлении (от вентиляторов) по [5, стр.16] .

Определили необходимый диаметр трубопровода по [5, стр.16, ф.(1.8)]:

м

Выбираем трубопровод из углеродистой стали наружным диаметром мм по [7, стр.114, табл. 2.31]. D_н = 530×9 мм.

 

4.5.2 Определение гидравлического сопротивления установки

 

Определим значение критерия Рейнольдса в трубопроводе:

Значение соответствует развитому турбулентному режиму. По формуле Никурадзе [4, стр,160, ф.(2.28в)] определили коэффициент гидравлического сопротивления трубопровода:

 

Найдем сумму местных сопротивлений:

Напор равен

Па

Сопротивление трубопровода равно:

P_тр Па

Сопротивления:

 

Трубопровода 4883 Па

 

Калорифера 388 Па

 

Циклона 512 Па

 

Электрофильтра 15000 Па

 

Па

 

Расход воздуха м³/с

 

Выбираем по [14, стр. 82, табл. 15] вентилятор ВМ-100/1200.

Диаметр рабочего колеса, мм………………………………………….1325

Скорость вращения колеса, об/мин……………………………………1480

Наибольшая допустимая температура всасываемого воздуха, ⁰С…...200

Температура дутья, ⁰С…………………………………………………...80

Производительность тыс. м³/ч………………………………………….96,75

Полное давление, кГ/м²………………………………………………….1158

Полный наибольший КПД……………………………………………0,695

Потребляемая мощность, кВт…………………………………………...440

Маховой момент ротора,кГ·м²………………………………………….1200

Вес (без электродвигателя), кг…………………………………………..4000

Выбор электрофильтра

 

Для снижения концентрации пыли в отработанном воздухе сушильной установки, которая не должна превышать санитарных норм (предельно допустимая концентрация пыли в воздухе рабочей зоны), устанавливают вторую ступень очистки воздуха. В качестве второй ступени используют мокрые пылеуловители или электрофильтры.

Электрофильтры применяются при больших объемах очищаемого газа как наиболее эффективные пылеочистительные устройства (степень очистки до 99%). Кроме того, высушиваемый материал растворим в воде, и для его выделения пришлось бы направлять сточные воды мокрого пылеуловителя на выпарку, кристаллизацию и возвращать на сушку. Использование же электрофильтра позволяет напрямую отправлять осажденный материал на выходной конвейер установки.

В электрофильтре запыленный газ проходит через постоянное электрическое поле высокого напряжения (несколько тысяч вольт), под действием которого газ почти полностью ионизируется (наблюдается ударная ионизация). Ионизация - процесс распада газа на ионы и электроны. Электроны быстро движутся к противоположному по знаку электроду, вызывая протекание тока через газ (коронирующий разряд). Образующиеся ионы сталкиваются с частицами пыли и заряжают их. Заряженные частицы пыли отклоняются в электрическом поле к осадительным электродам, заряженным положительно, и осаждаются на них. Удаление пыли с электродов осуществляется периодическим встряхиванием последних посредством специального устройства.

Для предотвращения искрового разряда между электродами (короткого замыкания) электрическое поле делают неоднородным, для чего используют электрода специальной формы: трубчатые и пластинчатые.

Выбор электрофильтра осуществляется по требуемой производительности по очищаемому газу из условия того, что скорость движения газа в электрофильтре должна лежать в определенных пределах (обычно ).

Требуемая производительность электрофильтра по газу составляет V=2,77 м³/с = 9972 м³/час. Этой производительности соответствует односекционный электрофильтр ЭГА-10-4-6-3 (производительность до 39600 м³/ч при скорости газа 1 м/с, активный объем 126,7 м³, площадь активного сечения 11 м², площадь поверхности осаждения 967 м², массовая концентрация пыли на входе не более 90 г/м³, масса 27000 кг. В рассчитываемой установке скорость газа в электрофильтре составит: м/с, что не выходит за рекомендованные рамки.

 

4.7 Выбор питателя

 

Шнековые питатели (конвейеры) предназначены для пневмотранспорта пылевидных и мелко зернистых материалов. Они обеспечивают непрерывную и равномерную подачу пыли в трубопровод. Модифицированный питатель состоит из загрузочной камеры, быстроходного шнека с электродвигателем, броневой гильзы, смесительной камеры с обратным грузовым клапаном и коллектора для подвода сжатою воздуха. Шнек выполнен с уменьшенным шагом заборных и увеличивающимся шагом напорных витков, что улучшает работу питателя (не требует дозатора, исключает пиковые нагрузки и уменьшает износ шпека). Шнек закрепляется на валу электродвигателя через специальную втулку с помощью шпильки, проходящей внутри вала шнека, и вала электродвигателя. Рабочая поверхность витков шнека наплавляется износоустойчивыми электродами. Конструкция подвески обратного клапана выполнена на выносных опорах. Лобовая крышка смесительной камеры быстросъёмная.

Питатели устанавливают непосредственно под бункерами за шиберным затвором, необходимым для прекращения подачи пыли в насос при проведении ремонтных работ. В зависимости от физико-механических свойств транспортируемых материалов шнек выполняется с постоянным или переменным (уменьшающимся) шагом для придания материалу уплотнения перед разгрузкой в трубу. Скорость вращения шнека обычно находится в пределах 750 – 1000 об/мин; подаваемый им материал принудительно направляется в диффузор, служащий одновременно и смесительной камерой. Вход в смесительную камеру может быть закрыт клапаном в аварийных случаях, например, при заклинивании шнеквала. Привод вала может быть ручным или пневматическим. Выбираем по [15, стр.547] по производительности шнековый питатель К-287С.

Производительность, т/ч.......................10

Дальность подачи, м:

по iгоризонтали......................................200

по вертикали...........................................30

Давление воздуха в трубе, Н/см²………40

Расход воздуха м³/мин..........................4,1

Диаметр трубопровода, мм…………..100

Мощность электродвигателя, кВт…….14

Габаритные размеры…………….2,38×5,2×0,65

Масса, т………………………………..0.9

У питателей типа К вследствие уменьшения шага витков шнека и постепенного уплотнения материала требуются повышенные скорости истечения воздуха на сопел (для лучшего дыхания). В условиях больших длин трубопровода это приводит к повешению расхода и давления в рабочей камере, осoбеннo для матеpиалов, склонных к слеживанию в этих условиях потери давления в камере смешения достигают (100 - 150)кПа. Срок службы шнека на абразивных материалах снижается до 300ч, а с наплавкой шнека не превышает 600ч.

Для снижения подачи пыли шнековыми питателями предусмотрено регулирование скорости вращения шнека через текстропную передачу.

 

4.8 Расчет затвора

 

Затворы предназначены для загрузки и выгрузки материала из сушильного аппарата, выгрузки пылевидных материалов из бункеров пылеулавливающих аппаратов.

Рассчитаем условный диаметр затвора-мигалки, который также обеспечивает ликвидацию подсосов воздуха в аппараты:

где G_ул – масса уловленной пыли (твердого материала), пропускаемой через мигалку, кг/с;

q – удельная нагрузка мигалки (можно принять равной 60 – 100 кг/(см²·ч)).

кгСМ/с

мм

Принимаем d = 100 мм [15,стр. 538, табл. П.2.9.1].

 

4.9 Расчет бункера

 

Бункеры представляют собой грузохранилища требуемой емкости. Они могут быть различной геометрической формы.

Рассчитаем бункер, имеющий цилиндрическую обечайку и коническое днище с углом 60⁰.

Расчет бункера имеет приблизительный характер, т.к. его размеры определяют из того соображения, что в бункере содержаться материала в количестве запаса примерно на 2 часа.

Найдем двухчасовой объем материала из расхода влажного материала:

м²

Для расчета бункера воспользуемся основами геометрии.

Объем цилиндрической части:

Для нахождения объема конуса необходимо знать его высоту, которую определим из прямоугольного треугольника (на рисунке не показан):

Объем конуса:

Полный объем бункера:

Поскольку полный объем бункера равен двухчасовому объему материала, а высота цилиндрической части обычно почти равна его диаметру, то получим следующее уравнение:

Тогда диаметр бункера будет равен:

м

Выбираем бункер с диаметром цилиндрической части 2 м.