Расчет аэрофонтанной сушилки

ustify">    Выбираем  циклон ЦН-24, так как улавливаются крупные частицы d_э=12 мм. Принимаем циклон диаметром  D=1000 мм. 

Коэффициент гидравлического  сопротивления группового циклона:

=К₁·К₂·z_ц500+К₃ =1,00·0,90·75+35=102,5,

где z_ц500=75 [см.3, таблица 13] для ЦН-24, работающего на сеть; К₁=1,00 при D=1000 мм [см.3, таблица 14]; К₂=0,90 при =0,072 кг/м³ [см.3, таблица 15], К₃=35 для прямоугольной компоновки с центральным подводом и отводом воздуха [см.3, таблица 16]. 

Отношение по DR_ц/r_t для циклона ЦН-24 принимаем: DR_ц/r_t=500 м²/с². 

Условная  скорость воздуха  в циклоне:

w_ц=[(DR_ц/r_t)/(0,5· )]^0,5=[500/(0,5·102,5)]^0,5=3,123 м/с. 

Объемный  расход воздуха, проходящего  через один элемент  группового циклона:

υ=0,785·D²·w_ц=0,785·1²·3,123=2,452 м³/с. 

Число циклонных элементов  в групповом циклоне:

Z=V/υ=22,387/2,452=9,13.

Выбираем  групповой циклон ЦН-24 из 10 элементов диаметром 1000 мм. 

Скорость  газа в элементах  группового циклона:

w_ц=V/0,785·D²·Z=22,387/0,785·1,0²·10=2,852 м/с.

 

Гидравлическое  сопротивление группового циклона:

DR_ц1=0,5∙ ∙w_ц²∙r_t2=0,5·102,5·2,852²·0,884=368,507 Па.

где r_t2=0,884 кг/м³ (см. расчет пневмотранспортной установки). 

3.8.5 Газоход между  циклонами 

Температура, t₂, °С 90

Расход, L₂, кг/с  22,238

Влагосодержание, х₂, кг/кг  0,120

Плотность, r_t2, кг/м3 0,884

Вязкость, m_t2, Па×с 20,0·10^-6

Объемный  расход, V_t2, м3/с 22,387 

Диаметр газохода находим, принимая скорость воздуха w=12 м/с:

1,542 м.

Выбираем  стандартный диаметр газохода Ø 1600×1,0 мм [см.5, таблица 2], D=1,598 м. 

Фактическая скорость парогазовой  смеси:

w=V_t2/0,785∙D²=22,387/0,785×1,598²=11,168 м/с. 

Критерий  Рейнольдса:

Re=w∙D∙r_t2/m_t2=11,168×1,598×0,884/20,0×10^-6=788813,709. 

    Коэффициент трения l определяем для гладкой трубы по Re=788813,709, е=0,1 мм, при d_э/е=1598/0,1=15980 и по [см.1, рисунок 5] l=0,013.

Длину газохода принимаем ориентировочно: L=2 м.

 

Местные сопротивления принимаем по [см.5, таблица 12] и рисунку 1:

вход  в газоход z_вх=1 1 шт.

отводы a=90° z_от=0,39 3 шт.

переход с круглого сечения на прямоугольный

(вход  в циклон) z_п=0,21 1 шт. 

Sz=z_вх+3z_от+z_п=1+3×0,39+0,21=2,38. 

Гидравлическое  сопротивление газохода при t₂=90 °C:

DR_t2=(1+l∙L/D+Sz)∙(w²∙r_t2/2)=(1+0,013×2/1,598+2,38)∙(11,168²×0,884/2)=

=187,23 Па. 

Необходимое компенсационное  удлинение газохода:

l=12,5×10^-6∙t₂∙L=12,5×10^-6×90×2=0,002 м.

Принимаем компенсатор по диаметру d=1600 мм, d_н=1620, D=2020 мм, a=200 мм, b=103 мм [см.5, таблице 11]. 

3.8.6 Циклон-очиститель 

    Назначение  – улавливает частицы высушенного материала после циклона-разгрузителя. В циклоне-разгрузителе уловлено 85 % материала, т.е. в циклон-очиститель попадает оставшийся материал (15 %). Таким образом, производительность по материалу составит _к= 1,603·0,15=0,240 кг/с.

    Циклон  работает на выхлоп. 
 
 
 

 

Размер  частиц материала, d_э, м 0,012

Производительность  по высушенному материалу, , кг/с 0,240

Объемный  расход, V_t2, м³/с 22,387

Температура, t₂, °С 90

Влагосодержание, х₂, кг/кг 0,120 

Запыленность  воздуха на входе  в циклон:

= /V_t2=0,240/22,387=0,011 кг/м³. 

Принимаем к установке групповой циклон ЦН-15. 

Коэффициент гидравлического  сопротивления группового циклона:

=К₁∙К₂∙z_ц500+К₃ =1,0·0,87·163+35=176,81,

где z_ц500=163 [см.3, таблица 13] для ЦН-15, работающего на выхлоп; К₁=1,0 [см.3, таблица 14]; К₂=0,87 при =0,011 кг/м³ [см.3, таблица 15]; К₃=35 для прямоугольной компоновки с централизованным подводом и отводом воздуха [см.3, таблицы 16]. 

    Принимаем диаметр циклона D=1000 мм. Отношение по DR_ц/r_t для циклона ЦН-15 принимаем: DR_ц/r_t=750 м²/с². 

Условная  скорость воздуха  в циклоне:

w_ц=[(DR_ц/r_t)/0,5∙ ]^0,5=[750/0,5·176,81]^0,5=2,913 м/с. 

Объемный  расход воздуха, проходящего  через один элемент группового циклона:

υ=0,785∙D²∙w_ц=0,785·1,0²·2,913=2,287 м³/с.

 

Число циклонных элементов  в групповом циклоне:

Z=V/υ=22,387/2,287=9,789.

Выбираем  групповой циклон ЦН-15 из 10 элементов диаметром 1000 мм. 

Скорость  газа в элементах  группового циклона:

w_ц=V/0,785∙D²∙Z=22,387/0,785·1,0²·10=2,852 м/с. 

Абсолютное  давление запыленного  воздуха в циклоне (циклон работает под разрежением):

Р_а=В±Р=9,81·10⁴–1768,026=96331,974 Па.

где В=9,81·10⁴ Па – атмосферное давление;

Р – давление газов на входе в циклон – сумма гидравлических сопротивлений газоходов и аппаратов до циклона:

Р=∑Р_i=DR_патр+DR_t1+DР_с+DR_пн+DR_t2=236,18+258,864+345,843+739,909+187,23=

=1768,026 Па 

Плотность влажного воздуха  при рабочих условиях:

r_t=Р_а∙(1+х₂)/462∙(273+t₂)∙(0,62+х₂)= 96331,974∙(1+0,120)/462∙(273+90)∙(0,62+

+0,120)=0,869 кг/м³ 

Гидравлическое  сопротивление группового циклона:

DR_ц2=0,5∙ ∙w_ц²∙r_t=0,5·176,81·2,852²·0,869=624,879 Па. 
 
 
 
 
 

 

3.8.7 Газоход между  циклоном и дымовой  трубой 

Температура, t₂, °С 90

Расход, L₂, кг/с  22,238

Влагосодержание, х₂, кг/кг  0,120

Плотность, r_t2, кг/м³  [см.6, приложение 2] 0,884

Вязкость, m_t2, Па×с  [см.6, приложение 3] 20,0×10^-6 

Объемный  расход парогазовой  смеси:

V_t4=L₂∙(1+x₂)/r_t2=22,238∙(1+0,120)/0,884=28,175 м³/с. 

Диаметр газохода находим, принимая скорость воздуха w=12 м/с:

1,729 м.

Выбираем  стандартный диаметр газохода Ø 1800×1,4 мм [см.5, таблица 2], D=1,797 м. 

Фактическая скорость парогазовой  смеси:

w=V_t4/0,785∙D²=28,175/0,785×1,797²=11,115 м/с. 

Критерий  Рейнольдса:

Re=w∙D∙r_t2/m_t2=11,115×1,797×0,884/20,0×10^-6=882835,551. 

Коэффициент трения l определяем для гладкой трубы по Re=882835,551, е=0,1 мм, при d_э/е=1797/0,1=17970 и по [см.1, рисунок 5] l=0,013. 

Длину газохода принимаем ориентировочно: L=45 м, минимальная высота дымовой трубы 16 м. 

 

Местные сопротивления принимаем по [см.5, таблица 12] и рисунку 1:

вход  в газоход z_вх=1 1 шт.

отводы a=90° z_от=0,39 3 шт.