Гидравлический расчет сушилки

Гидравлическое сопротивление сушильной установки

DР = DР_сл + DР_реш + DР_ц,

где DР_сл – сопротивление псевдоожиженного слоя,

DР_реш – сопротивление решетки,

DР_ц = 700 Па – сопротивление циклона.

DР_сл = Н(1–e)(r_Т –r)g = 0,4(1–0,60)(1770–0,97)9,8 = 2775 Па.

DР_реш = x(V_p/f)²r₁/2,

где f = 0,10 – коэффициент свободное сечение решетки,

x = 1,75 – коэффициент сопротивления решетки [2c. 310].

DР_реш = 1,75×(3,24/0,10)²×0,83/2 = 762 Па.

DР = 2775 + 762 + 700 = 4238 Па.

Подбор газодувки

Объемный расход воздуха на выходе:

Q = L/r₂ = 9,51 / 0,97 = 9,80 м³/с.

По гидравлическому сопротивлению и объемному расходу выбираем газодувку ТВ-600-1,1 [2c. 42], для которой

напор 10000 Па,

производительность 10,0 м³/с,

Конструктивный расчет

Толщина обечайки

d = DP/2sj +C_к,

где D = 2,0 м – диаметр греющей камеры аппарата;

P = 0,1 МПа – давление греющего пара;

s = 138 МН/м² – допускаемое напряжение для стали [2 c.76];

j = 0,8 – коэффициент ослабления из-за сварного шва [2 c.77];

C_к = 0,001 м – поправка на коррозию.

d = 2,0×0,1/2×138×0,8 + 0,001 = 0,002 м.

Согласно рекомендациям[3c.24] принимаем толщину обечайки d=10 мм.

Днища

Снизу аппарат закрыт плоским стальным неотбортованным днищем по ГОСТ 12622-78 [5 c.36] , приваренным непосредственно к обечайке, а сверху – коническим отбортованным с углом при вершине 120°

Фланцы

Соединение обечайки с верхним днищем осуществляется с помощью плоских приварных фланцев по ГОСТ 28759-90, размеры которых приводятся на рисунке:

Штуцера

Диаметр штуцеров рассчитывается по формуле:

d = ,

где G – массовый расход теплоносителя,

r - плотность теплоносителя,

w – скорость движения теплоносителя в штуцере.

Принимаем скорость воздуха в штуцере на входе w = 25 м/с, на выходе из сушилки 25 м/с, тогда штуцер для входа воздуха:

d₁ = (9,51/0,785×25×0,83)^0,5 = 0,664 м,

принимаем d₁ = 600 мм;

диаметр штуцера для выхода воздуха:

d₂ = (9,51/0,785×25×0,97)^0,5 = 0,655 м,

принимаем d₂ = 600 мм;

Все штуцера снабжаются плоскими приварными фланцами по ГОСТ 12820-80, конструкция и размеры которых приводятся ниже:

dусл	D	D2	D1	h	n	D

Опоры аппарата.

Масса аппарата.

Масса цилиндрической обечайки:

G_o = 0,785(D_н² – D_в²)Нr = 0,785(2,020² – 2,00²)3,0×7800 =1477 кг,

где Н = 3,0 м – высота цилиндрической обечайки,

r = 7800 кг/м³ – плотность стали.

Масса плоского днища:

G_пд = 0,785D²sr = 0,785×2,0²×0,010×7800 =245 кг.

Масса конического днища G_кд =412 кг [4 c.469].

Принимаем массу вспомогательного оборудования (загрузочное и разгрузочное устройства, фланцы штуцера, газораспределительная решетка) 30% от массы основных частей аппарата, тогда полная масса аппарата:

G_a = 1,3(G_o+G_пд+G_кд) = 1,3(1477+245+412) =2774 кг = 0,0272 МН.

Принимаем, что аппарат установлен на трех опорах, тогда нагрузка приходящаяся на одну опору:

G_оп = 0,0272/3 = 0,009 МН

По [4 c.673] выбираем опору с допускаемой нагрузкой 0,01 МН.

Расчет тепловой изоляции

Расчет тепловой изоляции. В качестве материала тепловой изоляции выберем совелит (85% магнезии + 15% асбеста), имеющий коэффициент теплопроводности l_и = 0,09 Вт/м×К. Принимаем температуру наружной поверхности стенки t_ст.в.=40 °С; температуру окружающей среды t_в = 18 °С, тогда толщина слоя изоляции:

,

где a_в – коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности изоляции в

окружающую среду,

a_в = 8,4+0,06(t_ст.в. – t_в) = 8,4+0,06(40 – 18) = 9,72 Вт/м²×К.

d_и = 0,09(150-40)/9,72(40-18) = 0,043 м.

Принимаем толщину тепловой изоляции 50 мм.

Литература

1. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов.Л.:Химия,1987, 576 с.

2. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/ Под ред. Ю.И.Дытнерского. М.:Химия, 1983. 272 с.

3. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник. Л.:Химия, 1977.

4. Сушилка с псевдоожиженным слоем зернистого материала. Методические указания. Иваново, 1989.

5. Лащинский А.А., Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчета

химической аппаратуры – Л. «Машиностроение», 1975.