Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Расчет основных конструктивных параметров сушильной башни




 

Цель работы: ознакомиться с процессом сушки, видами сушилок и методикой механического расчета основных элементов сушильной башни.

 

3.1 Основные сведения

 

Сушка – процесс удаления влаги из твердого материала путем её испарения и отвода образовавшихся паров.

Типичная конструкция сушильной башни представлена на рисунке 3.1.1. Корпус башни 1 собирается из нескольких разъемных царг с фланцами. В нижней цилиндрической части башни монтируются два конуса – наружный 3 и внутренний 2, через которые выгружается готовый продукт – порошок. В наружном конусе башни находится разгрузитель-охладитель 4, в который по касательной к его поверхности подается холодный воздух, охлаждающий порошок перед выгрузкой его из башни. Охлажденный порошок выгружается из башни через нижний патрубок, а нагретый воздух, поднимаясь вверх, смешивается с поточными газами, подаваемыми через коллектор газа 9, образуя газовоздушную смесь, которая выступает сушильным агентом. На конусной крышке 14 устанавливается восемь люков с откидными смонтированными окнами 13 для наблюдения за процессом и восемь симметрично расположенных по окружности форсунок 12 для распыления композиции. Отработанные газы, пройдя сушильную башню снизу вверх, отсасываются через верхний патрубок.

 

 


 

Рисунок 3.1.1 – сушильная башня

 

3.2 Расчет сушильной башни

 

Методика расчета сушильных башен состоит в определении их диаметра, высоты рабочей зоны, а также проверке на устойчивость их основных механических элементов .

Диаметр сушилки определяется по формуле:

, (1)

где - объемный расход газа для сушки материала, ;

- средняя скорость газа, .

Расчетное значение диаметра округляется до ближайшего значения, кратного 0,5. Полученное округленное значение принимаем за величину конструктивного диаметра .

Высота цилиндрического корпуса башни рассчитывается по формуле:

, (2)

где - активная высота сушильной башни, м;

5,5 - добавка, учитывающая, что подача топочных газов осуществляется выше конического днища.

Активная высота сушильной башни рассчитывается по формуле:

, (3)

где - полезный объем сушильной башни, который определяется приблизительно по опытным данным, .

Расчетную длину цилиндрического корпуса определим по формуле:

, (4)

где - количество царг, из которых собран цилиндрический корпус башни.

Полученное значение округляется до ближайшего целого значения.

Расчет толщины цилиндрического корпуса башни произведем по формуле:

, (5)

где - наружное атмосферное давление, Па.

- модуль упругости стали, из которой изготовлен корпус, ;

- конструктивная прибавка на коррозию и эрозию, м.

Проверим применимость формулы (5) по условиям:

- первое условие

, (6)

где - наружный диаметр корпуса башни, определяемый по формуле

; (7)

- второе условие

, (8)

где - предел текучести стали корпуса, .

Произведем расчет конических обечаек башни, приняв толщину стенки конической обечайки равной толщине стенки цилиндрической обечайки . Проверим, не превышает ли наружное давление на конус по условию прочности допускаемого давления

, (9)

где - допускаемое напряжение стали, ;

- угол уклона конической обечайки башни, .

Проверим выполнение условия применимости формулы (9)

. (10)

Произведем проверку устойчивости конической обечайки в пределах упругости

, (11)

где - внутренний диаметр основания усеченного конуса обечайки, м;

- высота усеченного конуса обечайки, м;

- коэффициент запаса устойчивости, который для рабочих условий равен 2,4;

- коэффициент, учитывающий перегрузку конической обечайки по сравнению с цилиндрической, принимается равным 1.

определяется из условия

, (12)

где - внутренний диаметр вершины усеченного конуса, м.

Высота усеченного конуса определяется по формуле

. (13)

В результате расчетов зачастую получается так, что толщина стенки гладкой цилиндрической и конической обечайки велика. А так как они изготавливаются из дорогостоящих сталей, желательно уменьшать толщину стенки, для чего в конструкции обечайки предусматривают продольные ребра жесткости. На практике это позволяет в несколько раз уменьшить толщину обечайки.

 

3.3 Пример расчета сушильной башни

 

Произвести механический расчет основных элементов сушильной башни, для которой объемный расход газа , средняя скорость газа , полезный объем сушильной башни , внутренний диаметр вершины усеченного конуса м. Корпус башни собран из 5 царг. Конструктивная прибавка на коррозию и эрозию м.

Определяем диаметр сушилки по формуле (1):

.

Принимаем, что .

По формуле (3) рассчитываем активную высоту сушильной башни :

.

Высоту цилиндрического корпуса башни определяем по формуле (2):

.

По формуле (4) определим расчетную длину цилиндрического корпуса :

.

За расчетное значение принимаем .

Рассчитаем толщину цилиндрического корпуса башни по формуле (5):

.

Наружный диаметр корпуса башни определим по формуле (7):

.

Проверим применимость условий (6) и (8):

- первое условие

;

;

- второе условие

;

.

Условия применимости (5) выполняются.

Примем толщину стенки конической обечайки равной .

Произведем проверку на превышение наружного давления на конус по условию прочности допускаемого давления по формуле (9):

;

.

Условие прочности выполняется, следовательно, корпус башни не разрушится под действием атмосферного давления.

Проверим выполнение условия применимости формулы (9):

;

.

Условие применимости выполняется.

Определим внутренний диаметр основания усеченного конуса обечайки из условия (12):

;

.

Получаем, что .

По формуле (13) определим высоту усеченного конуса:

.

Проверим устойчивость конической обечайки в пределах упругости по формуле (11):

.

Условие устойчивости конической обечайки выполняется: .

Следует отметить, что в случае невыполнения хотя бы одного из условий применимости или надежности конструкция сушильной башни не работоспособна, так как при данных условиях работы могут произойти разрушение или потеря устойчивости. В рассмотренном примере все условия выполняются, следовательно, конструкция сушилки работоспособна.

 

3.4 Задание для самостоятельного расчета конструктивных параметров сушильной башни

Рассчитать диаметр и высоту рабочей зоны распылительной сушилки, а также произвести механический расчет её основных конструкционных элементов, используя данные таблицы 3.4.1.

 

Таблица 3.4.1 – Исходные данные для расчета сушильной башни

Номер варианта
0,5 0,002
0,45 0,004 3,5
0,47 0,002
0,55 0,003 3,5
0,51 0,004
0,6 0,003 3,5
0,58 0,002
0,46 0,003 3,5
0,52 0,002
0,59 0,004 3,5
0,48 0,004
0,57 0,003 3,5
0,5 0,002
0,49 0,004 3,5
0,61 0,003

 

Корпуса всех сушильных башен выполнены из стали Х18Н10Т, для которой , , (температура стенки корпуса ). Башни собраны из 5 царг.







Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 2172. Нарушение авторских прав


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2019 год . (0.008 сек.) русская версия | украинская версия