Расчётная работа - Барабанная сушилка непрерывного действия - файл n1.doc

приобрести
Расчётная работа - Барабанная сушилка непрерывного действия
скачать (2256.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc2257kb.10.06.2012 10:01скачать

n1.doc




Задание № 6

Барабанная сушилка
Спроектировать барабанную сушилку непрерывного действия. Исходные данные выбрать по своему варианту из таблицы № 6.

Таблица № 6


№ варианта


Влажный продукт

Производительность по поступающему продукту;
G1,кг/ч.

Начальная влажность продукта;


u1 %

Конечная влажность продукта;

u2 %

Относительная влажность наружного воздуха,

?0 % массовые.

Температура воздуха

Напряже

ние

объёма

сушилки,


А;

кг/м3·ч

наружного
t0; 0С

на вы-

ходе из калори-фера;

t1; 0С

на выходе из сушилки

t2; 0С

1

сахар

1500

4

0,2

60

10

100

60

8

2

соль

2500

5

0,5

70

20

120

70

10

3

крахмал

1000

3,5

0,25

75

15

90

50

7,5

4

сахар

2500

3,2

0,12

65

18

100

60

8,5

5

соль

3000

4,5

0,4

55

20

120

75

12

6

сахар

1000

2,5

0,1

60

12

100

55

7,0

7

крахмал

750

4,5

0,20

75

15

85

50

6,0

8

сахар

800

3,2

0,14

75

22

110

70

7,5

9

соль

2000

6,0

0,5

70

20

110

75

10

10

крахмал

500

3,0

0,25

72

15

90

55

6,4


Введение
Сушка – тепломассообменный процесс удаления влаги из материала путём её испарения и отвода образующихся паров. Основу сушки составляет массообмен. Технологическое назначение сушки: обезвоживание продуктов с целью увеличения их сроков хранения, придания товарного вида и улучшения транспортабельности. При этом все первоначальные пищевые свойства продуктов должны быть сохранены, а в некоторых случаях улучшены. Сушке подвергают многие пищевые продукты и полуфабрикаты, как твёрдые и сыпучие, так и жидкие, и пастообразные.

Различают конвективную и контактную сушку.

Конвективная сушка - сушка влажного материала в потоке газообразной среды (сушильного агента). Контактная сушка – сушка влажного материала находящегося непосредственно на нагретой металлической поверхности.

Способ сушки и интенсивность теплового воздействия сушильного агента зависят от вида связи влаги с материалом и соответственно – от природы материала. Существуют три вида связи влаги с материалом: химическая, физико-химическая, механическая. Первая является наиболее прочным видом связи и удаляется только контактной сушкой.

Сушка характеризуется двумя движущим силами: средней разностью концентраций (?С) вещества между фазами (С1 и С2 ) и средней разностью температур ?t температур между сушильным агентом t2 и материалом t1.
?С = С1 - С2 (4.1)
?t = t2 - t1 (4.2)
Наиболее распространённым видом сушки является конвективная сушка. Данная сушка проходит в три стадии:

1. Перемещение влаги от центральных слоёв к поверхностным внутри материала.

2. Парообразование влаги.

3. Перемещение пара от поверхности в окружающий воздух.

На второй стадии процесса затрачивается значительное количества тепла, пропорциональное массе испаряемой влаги и удельной теплоте парообразования.

В итоге вся масса удалённой влаги (m) складывается из массы, удалённой за счёт влагопроводности (mw), и массы, удалённой за счёт теплопереноса (mt).

m = mw + mt (4.3)
Конвективная сушка проходит в три периода:

- период прогрева материала;

- период постоянной скорости;

- период падающей скорости.

Основная масса влаги W удаляется в периоде постоянной скорости:

W = ?p · F · (p1 – p2) · ? (4.4)
где ?p - коэффициент массоотдачи;

p1 - парциальное давление паров воды в пограничном водяном слое;

p2 - парциальное давление паров воды в окружающем воздухе.

Конвективная сушильная установка включает в себя: вентилятор, калорифер, сушильную камеру, транспортирующие механизмы и другое вспомогательное оборудование.

Уравнение материального баланса сушильной установки непрерывного действия имеет вид:
L + L· x0 + m1 = L + L· x2 + m2 (4.5)
где L - массовый расход подаваемого вентилятором воздуха в сушильной установке, кг/с;

m1; m2 – массовые расходы влажного и сухого материала, кг/с;

x0 ; x2 - начальное и конечное влагосодержания в воздухе, кг/кг.

Из уравнения (5) находят расход воздуха L, необходимый для подбора вентилятора и теплового расчёта сушилки.
L = (m1 - m2 ) / (x2 - x0 ) (4.6)
Откуда удельный расход воздуха, характеризующий технико-экономическую эффективность работы сушильной установки, определится:

l = 1 / (x2 - x0 ) (4.7)
Составляем уравнение теплового баланса сушилки:
Q1 + Q2 + Q3 = Q4 + Q5 + Q6 + Q7 (4.8)
где Q1 , Q2 ,…, Q7 - тепловые потоки в Вт, входящие и выходящие из сушильной камеры:

Q1 – с нагретым после калорифера воздухом;

Q2 - с влажным материалом;

Q3 - с транспортными механизмами;

Q4 - с отработанным воздухом на выходе из сушилки;

Q5 - с высушенным материалом;

Q6 - с транспортными механизмами;

Q7 - с тепловыми потерями.
Из уравнения теплового баланса определяют затраты тепла на сушку, тепловую поправку на действительный сушильный процесс ? в кДж/ кг и далее – реальный расход воздуха L, а также тепловую нагрузку калорифера Qк в кВт.
Qк = L · (I1 – I0) (4.9)
где I1, I0 - энтальпии воздуха соответственно после и до калорифера, кДж / кг.
Процесс сушки строят в I- х (I- d) диаграмме Рамзина для влажного воздуха (рисунок 14).




Рисунок 14. Построение процесса сушки в I – d диаграмме
1. На пересечении линии tСо = const и tМо = const находится точка А, характеризующая состояние свежего воздуха. Для этого воздуха определяется удельное влагосодержание х0, удельная энтальпия I0, относительная влажность 0.

2. Так как в процессе нагревания воздуха его удельное влагосодержание не изменяется, х1 = х0, то положение точки В, характеризующей состояние воздуха после калорифера, определится пересечением линии d0 = const и линии tС1 = const.

Для этой точки определяются удельная энтальпия I1 и отно­сительная влажность 1.

3. На пересечении линии tС2, =const и линии tМ2 = const на­ходится точка С, характеризующая состояние отработавшего воздуха.

Для этой точки определяются удельное влагосодержание х2, удельная энтальпия I2 и относительная влажность 2. Таким образом, на I – х диаграмме получены три точки:

точка А, характеризующая состояние (параметры) воздуха перед калорифером;

точка В, характеризующая состояние воздуха после калори­фера;

точка С, характеризующая состояние отработавшего воз­духа после сушилки.

Линия АВ изображает изменение параметров воздуха в про­цессе подогрева в калорифере.

Линия ВС изображает изменение параметров воздуха в про­цессе сушки.

Весь процесс изображается ломаной линией АВС.

Для сушки пищевых и других продуктов применяют сушилки различных конструкций. На распылительных сушилках высушивают жидкие продукты: молоко, сливки, соки и многие другие. Овощи, фрукты, мясо и другие продукты высушиваются в сублимационных сушилках. На ленточных сушилках высушиваются сыпучие и мелкоштучные продукты.



Рис. 15. Прямоточный барабанный сушильный агрегат:

1 - загрузочное устройство; 2 - вращающееся кольцо; 3 - трансмиссия; 4 - вращаю­щийся барабан; 5 - циклон; 6 - вентилятор для отработанного теплоносителя; 7 - подпорное кольцо; 8 - осадительная камера; 9 - привод; 10 - опорный ролик; 11 - камера сгорания; 12 - горелка; 13 - насадка с подъемными лопатками; 14 и 15 - квадратная и крестообразная насадки соответственно

При первичной переработке продуктов сельскохозяйственного производства часто применяются вращающиеся барабанные агрегаты, в которых обрабатываются как сыпучие, так и пастообразные материалы. Барабан вращается вокруг продольной оси и наклонен к горизонту. Введенный материал медленно продвигается к выход­ному отверстию. Теплота принимается материалом от омывающего теплоносителя, которому он отдает влагу, при этом температура теплоносителя понижается. Кроме вращающихся барабанных агре­гатов с непрерывным потоком материала имеются сушилки с перио­дическим режимом работы.

Сушилки конструктивно просты, не требуют больших затрат на обслуживание.В сушилках непрерывного действия теплоноситель и материал вводятся в агрегат в зависимости от потребности прямотоком или противотоком. Известны барабанные агрегаты, работающие в прямотоке (рисунок 15) и в противотоке (рисунок 16).

Для получения теплоносителя могут использоваться топка, паровой калорифер или другой преобразователь энергии.




Рис. 16. Противоточный барабанный сушильный агрегат

1 - бункер с тарельчатым питателем; 2 - вращающийся барабан; 3 - паровой калорифер; 4 - осадительная камера; 5 - привод; 6 - вытяжной вентилятор


Дозатор, смонтированный с наклонным самотечным лотком, питает сушилку влажным материалом. В конце барабана материал падает в неподвижную осадительную камеру, откуда затем удаляется. Дли того чтобы улучшить теплоотдачу от теплоносителя к мате­риалу, сушилку оборудуют насадками, которые измельчают матери­ал, распределяют его равномерно по сечению трубы, пересыпают поперек потока теплоносителя. Барабанные сушилки имеют диаметр 0,35,5 м и длину 235 м. Время пребывания материала в сушилке колеблется от 10 до 150 мин. По окружности вращающегося барабана имеется два-три вращающихся в подшипниках кольца, сама труба лежит на поддерживающем (опорном) ролике. Так называемые направляющие, или прижимные, ролики, а также поддерживающие ролики, если они установлены несколько наклонно, предупреждают продольное скольжение трубы

Частота вращения агрегата 115 об/мин. Как правило, вентилятор транспортирует теплоноситель через вращающийся барабан в таком режиме, что в нем поддерживается незначительный вакуум. В местах, где камеры примыкают к вращающемуся барабану (перед барабаном и за ним), система уплотнителей препятствует проникновению холодного воздуха и утечке материала.

Для того чтобы потерь энергии было меньше, вращающийся барабан и находящиеся перед ним патрубки покрывают теплоизоляцией. Если материал склонен к налипанию к горячим стенкам, входной желоб следует охладить водой или воздухом. В самой барабанной сушилке может быть приспособление для очистки стен от налипания.

Загрязненный отходящий теплоноситель очищается в циклоне, а в некоторых случаях - в мокром скруббере или тканевом фильтре.

Насадки для барабанной сушилки и необходимую футеровку можно изготовить из различных материалов. Венцы рабочих лопаток и поддерживающие ролики для небольших барабанов или в условиях ненапряженного производства могут быть изготовлены из чугуна, а для больших вращающихся сушилок - из стального литья.

Следует отметить, что барабанные сушилки не применяются для мучнистых материалов, которые воздушный поток уносит с собой, а также для хрупких материалов, частицы которых должны сохранить свою величину и форму после термической обработки. В то же время в барабанных сушилках длина падения материала мала и для целого ряда продуктов доля нарушенных гранул невелика. Традиционно расход энергии на сушку в барабанных сушилках составляет от 3800 до 4200 кДж/кг испаренной влаги. Для материалов с высоким начальным влагосодержанием, переносящих высокую температуру теплоносителя на входе, требуются меньшие удельные расходы, для материалов, чувствительных к температуре с низким начальным влагосодержанием, как правило, - более высокие расходы.

В медленно вращающемся гладком барабане материал лежит в виде вытянутого в длину массива, имеющего сравнительно небольшую поверхность, с которой соприкасается проходящий теплоноситель. Сила тяжести и центробежная сила прижимают материал к стенке барабанной сушилки, и определяют силу трения материала о ее поверхность, за счет чего материал переносится наверх. Если трение между материалом и стенкой сравнительно мало, то, достигнув определенной высоты, весь материал скатывается обратно, после чего снова поднимается вверх. При малой частоте вращения и скорость подъема невелика.

Сползая вниз, он мало перемешивается. Но если сила трения будет удерживать материал на стене, частицы продукта в слое начнут скатываться и скользить по поверхности завала вниз (при этом их скорость увеличивается до момента окончания движения), а затем благодаря силе трения вновь будут подниматься наверх. В ходе этого процесса частицы перемещаются из центра завала к откосу. Но интенсивность перемешивания материала мала, а поэтому и тепло - и влагообмен в завале проходит медленно.

В настоящее время вращающиеся барабанные сушилки без насадок применяются лишь для материалов, которые обрабатываются при очень высоких температурах, например в случае удаления кристаллизационной воды. Большинство же вращающихся барабанных сушилок оборудовано насадками (рисунок 14), которые помогают значительно усилить тепло – и массоперенос на поверхности материала, соприкасающейся с теплоносителем, а также тепло – и влагоперенос внутри завала. Эти насадки, приподнимая завал материала, способствуют тому, чтобы частицы более активно ссыпались по откосам завала, а часть материала в виде завесы или единичных гранул свободно падала перпендикулярно потоку газа. Максимальный обмен обеспечивают насадки, которые наиболее эффективно разделяют ртериал, перемешивают и тем самым способствуют его контакту с потоком теплоносителя.

При хорошей сыпучести материал легко проходит по барабану с любыми насадками, а комкующиеся материалы могут продвигаться частично или вообще не двигаться. Так, материалы, состоящие из крупных кусков или имеющие пастообразную или липкую структуру, должны предварительно пройти через несколько звеньев простых шнековых устройств, прежде чем, став сыпучими, поступить в насадки более сложной конфигурации. В тех случаях, когда вращающаяся барабанная сушилка должна подвергаться частой чистке или ее внутренняя поверхность сильно изнашивается, целесообразны простые встроенные насадки. Часто в передней части барабана устанавливают звено спиральных лопаток, быстро убирающих материал от входного конца. Материалы, дающие большую усадку, обрабатывают в барабанах с комбинированными встроенными насадками. Для материалов, которые не должны задерживаться ни в углах, ни в каких-либо других местах, имеются встроенные насадки с закругленными бесшовными и шлифованными поверхностями.

Для сушки жидких пищевых продуктов и других жидких систем применяют сушку распылением, которую осуществляют в специальных распылительных сушилках (сушильных башнях), одна из которых показана на рисунке 17.

В промышленном масштабе сушке распылением подвергают молочные, яичные продукты, продукты животного и растительного происхождения. В химической и других непищевых отраслях промышленности распылением сушат органические, неорганические химикалии, керамику и другие материалы.

Сухие продукты, полученные на распылительных сушилках, обладают хорошей растворимостью, до 99%.

В сушильную распылительную установку входят сушильная башня с распылительным устройством, циклоны, калориферы, вентиляторы, вспомогательные устройства.

Установки отличаются расположением распыливающего устройства (нижнее, верхнее), фильтровальной камерой (выносное и в корпусе камеры), вентиляторов (нижнее, верхнее).

В сушильной башне происходит непосредственный контакт нагретого сушильного агента (воздуха) и распыляемой жидкой системы. Тепломассообменный процесс между фазами происходит практически мгновенно (доли секунды). При распылении жидкая фаза подвергается тонкому диспергированию до уровня мельчайших капель. Общее время пребывания материала в сушилке не превышает 50 с.

Достоинством распылительных сушилок является возможность использования сушильного агента (преимущественно, воздуха) с высокой температурой даже для сушки термолабильных материалов.

Однако распылительные сушилки имеют сравнительно небольшой удельный съём влаги в пределах до 20 кг/м3, большой расход воздуха и, как следствие, значительную материало – и энергоёмкость.

Рисунок 17. Распылительная дисковая сушилка

1- корпус сушильной камеры; 2-переекрытие камеры; 3,9- патрубки предохранительных клапанов; 4-электродвигатель; 5- масляный фильтр; 6- шатер; 7- электроталь; 8- подставка; 10- вибратор; 11- центробежный распыливающий механизм; 12- диск распылительный; 13- завихривающая головка; 14- трубопровод для сушильного агента; 15-окно; 16- опора сушильной камеры; 17,20- защитные козырьки; 18 – выгружатель к пневмотранспорту; 19- трубопровод отработанного сушильного агента; 21- дверь.

При механическом методе распыления используются форсунки, в которые жидкость подаётся при давлениях 2,5 – 20 Мпа. Качество распыления зависит от степени турбулизации струи, выходящей из сопла форсунки. Для создания турбулентности в форсунке имеется насадок с тангенциальными канавками для закручивания потока.

Механические форсунки делятся на струйные и центробежные. Механические форсунки в основном применяют для грубого и тонкого распыления раствора. Для этих форсунок характерны сложность регулирования производительности, но они просты по конструкции и имеют низкие энергозатраты при эксплуатации.

В пневматических форсунках распыление происходит скоростной струёй газа или пара, который подаётся под давлением 0,4-0,6 Мпа.

Наиболее широкое распространение получило распыление при помощи центробежных дисков, имеющих частоту вращения до 40000 об/мин. Применяют 4-лопастные и 24-лопастные диски. Выброс жидкости происходит через каналы, образованные лопатками. С увеличением числа каналов возрастает производительность сушилки. Диски различаются диаметром и шириной канала. Используют также сопловые диски. При неправильном расчёте радиуса факела распыла может происходить нарост влажного материала на стенках сушилки.

Длина полета частицы зависит от диаметра капель, их скорости на выходе из диска, физических свойств и расхода раствора и сушильного агента.

Дисковые распылительные сушилки в большинстве случаев работают по прямоточной схеме. Процесс характеризуется интенсивными радиальными потоками газа и материала от диска к стенкам камеры. Если диск расположен недалеко от потолка, то может иметь место отложение продукта на стенке потолка. Для предотвращения образования наростов в область между потолком и факелом подводится воздух.

Наиболее эффективно сушилка работает, когда горячий воздух подводится к корню факела распыла. При этом тепломассообмен протекает на горизонтальном участке от факела до стенки камеры. Для подвода сушильного агента используют газовые диспергаторы.

Теплообмен при сушке распылением характеризуется критерииальным уравнением Нуссельта следующего вида:
Nu = 2 + 0,51·Re0,52 ·Pr0,33 (4.10)
Эффективность работы распылительных сушилок при прочих равных условиях зависит от равномерности распределения воздуха в башне. В башне имеются области застоя воздуха и области, разных его температур, расположение которых зависит от способа подачи воздуха. При подаче воздуха в осевом направлении через центральную трубу поток его расширяется к низу. Вверху у стенок сушильной башни образуются застойные области с завихрением.

При центральной подаче воздуха снизу он сравнительно равномерно распределяется по всей башне. При тангенциальном вводе воздуха наблюдается вращательное движение его по спирали. Воздух устремляется вниз башни. Осевая скорость его в 10-15 раз меньше окружной скорости. В середине башни интенсивность потока меньше, чем у периферии. При тангенциальной подаче воздуха равномерное распределение его достигается при высокой скорости его подачи. При подаче снизу через прорези наблюдается удовлетворительное распределение воздуха. Застойные области появляются внизу у стенок башни. Чтобы обеспечить большую равномерность распределения воздуха и достаточно качественную сушку при тангенциальной подаче, когда в центре поток воздуха мал, воздух дополнительно подводится сверху и снизу непосредственно к распылительному диску.

Основная масса высушенных частиц, например молока, осаждается на дно сушильной камеры. Скребковым, шнековым или пневматическим механизмом или устройством готовый продукт удаляется через отверстие для выгрузки. Часть мельчайших частиц сухого молока захватывается и уносится воздухом, который, пройдя через циклоны, выходит из башни через воздуховод.

Частицы сухого продукта, падая вниз, попадают на распылительную головку, воздуховоды, стенки башни, поэтому по окончании работы сушильную башню чистят. Остатки сухого молока снимают со стен распылительной головки, воздуховодов и удаляют из башни. Если башня очищена недостаточно тщательно, то оставшееся в ней сухое молоко в момент очередного пуска при прогреве, под воздействием высоких температур побуреет. Побуревший порошок попадает в готовый продукт и резко снижает его качество. Неудалённый слой сухого молока на распылительной головке может не только побуреть, но и возгораться, что сопряжено с возможностью взрыва.

Чтобы предотвратить пригар сухого молока на распылительной головке, под распылительным диском устанавливают диффузор - отражатель воздуха. Он устроен так, что воздух отбрасывает с распылительной головки осевшие частицы молока. Для этой же цели к горизонтально расположенному скребковому механизму присоединяют специальный вертикальный скребок, который удаляет сухое молоко с распылительной головки.

Применение в распылительных сушилках центробежных дисковых распылителей обеспечивает бесперебойность и длительность работы. Подача продукта в распылительный диск менее сложна, чем в форсуночное распылительное устройство. Надёжная работа дисковых распылителей позволяет регулировать процесс сушки и свойства конечного продукта. Дисковые распылительные сушилки создают тонкий и равномерный распыл продукта.

Тонкий и равномерный распыл положительно влияет на процесс тепломассообмена и качество готового продукта. Дисперсность капель и равномерность их распределения по размерам имеют существенное значение для контроля процесса сушки и эксплуатации сушильных установок. Например, если при распылении в сушильной башне наблюдается широкий диапазон распыляемых частиц, то небольшие капельки быстро высыхают и перегреваются, прежде, чем высохнут более крупные капли.

Распылительный диск установлен на валу редуктора (реже - турбины). Во время работы частота вращения в среднем при сушке молока составляет 8000-10000 об/мин. Молоко, поступившее в диск, под действием центробежной силы, выбрасывается и распыляется (диспергируется) на частички размером 5-10 мкм.

В настоящее время применяют диски без сопловых трубок, которые устарели. Молоко поступает во внутреннюю камеру корпуса диска через большое центральное отверстие. Под действием центробежной силы оно выбрасывается наружу через круглые или овальные отверстия на периферии диска. Используют различные конструкции распылительных дисков.

Барабанные сушилки

Барабанные сушилки предназначены для сушки песка, сушки зерна, других сыпучих материалов. Сушилки могут снабжаться автоматикой контроля и управления температурой (регулируемая жесткость сушки), автоматикой подачи и выдачи фракции. Комплектуются в зависимости от потребности заказчика газовыми, мазутными, на солярке горелками или электронагревателями.



Автоматика обеспечивает управление вращением барабанной сушилки (управление производительностью), заданные температурные режимы внутри барабана (управление подачей топлива для выдерживания температурного режима).

Сушилки серии СА2 обеспечивают управление подачей фракции, Сушилки серии СА3 обеспечивают автоматическое охлаждение фракции.



Сушилки барабанного типа предназначены для сушки сыпучих материалов в различных отраслях промышленности. На основе теплотехнических расчетов мы подбираем наиболее оптимальный типоразмер и конструкцию сушильного барабана под требования заказчика. Производительность барабанной сушилки от 150 кг/час до 100т/час. Согласно расчетам изготавливаются загрузочная камера, теплогенератор, камера выгрузки, механизм подачи и удаления теплоносителя и пылегазоочистки. На барабанные сушилки устанавливается современная система автоматики и частотный привод для регулировки температуры и вращения барабана. Это дает возможность в широких пределах изменять параметры сушки и общую производительность. В результате заказчик получает оборудование с оптимальными характеристиками, позволяющими применять барабанные сушилки как в промышленности, так и в сельском хозяйстве.

Принцип работы барабанных сушилок

Сушильной камерой в барабанной сушилке служит внутренняя полость барабана, внутри которого по всей длине расположены различного типа лопасти или полки (зависит от назначения сушилки). В процессе сушки фракция попадает через загрузочную камеру в барабанную сушилку. Лопасти за счет вращения барабана перемешивают и пересыпают фракцию равномерно распределяя ее по барабану, пересыпаясь с лопасти на лопасть и высушиваются под действием горячего воздуха (непрямой нагрев) или смеси воздуха с топочными газами (прямой нагрев), который забирается из теплогенератора через барабан с помощью вентилятора путем создания разряжения внутри барабана или из за перепада температуры. Высушенный материал удаляется через разгрузочную камеру. Пересыпаясь с лопасти на лопасть и высушиваются под действием горячего воздуха (непрямой нагрев) или смеси воздуха с топочными газами (прямой нагрев), который забирается из теплогенератора через барабан с помощью вентилятора путем создания разряжения внутри барабана или из за перепада температуры. Высушенный материал удаляется через разгрузочную камеру.

Краткое описание конструкций барабанных сушилок и их назначения производства ООО Чайковский насос

Барабанные сушилки для сыпучих фракций удельным весом от 0.8 до 4.0 с малым процентом выноса, такие как кварцевый песок и тд.

Такие барабаны производятся в исполнении прямого нагрева фракции топочными газами. По стандартному внутреннему исполнению барабана, имеют 30% от длинны барабана - полки, 70% длинны барабана - лопатки.

Дополнительно на барабанные сушилки может устанавливаться цепная тепловая завеса, а также теплоизоляция наружной части барабана.

Барабанная сушилка состоит из цилиндрического корпуса и опор, на которых этот корпус установлен. Причем корпус наклонен в сторону выгрузки материала.

Сушильной камерой в таких сушилках служит барабан, который обычно представляет собой вращающийся пустотелый стальной цилиндр, внутри которого по всей длине расположена распределительная насадка с полочками и лопастями. Насадка предназначена для перемешивания и равномерного распределения материала по барабану в процессе сушки. Через загрузочною камеру влажный материал подается в сушильный барабан и поступает на внутреннюю насадку. Сначала частицы материала захватываются и поднимаются лопастями, затем падают вниз, пересыпаются с одной полки на другую. Высушиваются частицы материала под действием сушильного агента (горячего воздуха или смеси воздуха с топочными газами), который продувается через барабан вентилятором. Непрерывно перемешиваясь, материал перемещается к выходу из барабана. Высушенный материал выгружается через разгрузочную камеру. Нагрев сушильного агента может производиться в твердотопливном, газовом или дизельном теплогенераторе. Кроме того, есть и специальные конструкции, которые выполняют другие функции вместе с сушкой.
Сушильные установки делятся на два типа: с пневматической и механической загрузкой. И могут иметь одинарный, двойной или тройной барабан.



Преимущества по сравнению с шахтными, ромбическими и другими видами сушилок:

- Универсальность;

- Высокое качество сушки за счет интенсивного перемешивания материала;

- Возможность сушить высоковлажный, засоренный материал;

- Простота монтажа (для запуска в работу не требуется капитальных сооружений);

- Надежность работы (исключается образование застойных зон);

- Приемлемая цена;

- Низкое потребление электроэнергии.
Исходные данные для расчёта
Массовая производительность установки

по поступающему влажному сахару G1 = 2500 кг/ч

Содержание влаги в сахаре:

начальное u1 = 3,2%

конечное u2 = 0,12%

Температура наружного воздуха t0 = 180С,

Температура воздуха после калорифера t1 = 1000С

Температура воздуха на выходе из сушилки t2 = 600С

Относительная влажность наружного воздуха ?0 = 65%

Напряжение объёма сушилки по влаге А = 8,5 кг/м3·ч

1. Материальный расчёт
1.1. Массовый расход удалённой влаги (W)

1.2. Производительность сушилки по сухому сахару (G2)




1.3. Проверка по расходу удалённой влаги (W)
W = G1 - G2 = 2500 –2422,9 = 77,1 кг/ч = 0,0214 кг/с
G1= 2500 кг/ч = 0,694 кг/с
1.4. Используя I –х диаграмму Рамзина для влажного воздуха, определяем начальное (x0) и конечное (х2) влагосодержания воздуха, а также характерные энтальпии. На пересечении линий t0 и ?0 находим точку А, характеризующую начальное состояние наружного воздуха. Из точки А, опустив перпендикуляр на ось х, находим значение х0 = 0,0082 кг/кг. Через точку А проходит линия постоянной энтальпии (изоэнтальпа) I0 = 40 кДж/кг. Из точки А, поднявшись по перпендикуляру до пересечения с изотермой t1 = 1000С, находим точку В, характеризующую состояние воздуха на выходе из калорифера перед подачей в сушильную камеру. От точки В движемся вниз по изоэнтальпе I1 = 123 кДж / кг до пересечения с изотермой t2 = 600С, получив точку С. Из точки С, опустив перпендикуляр на ось х, находим значение х2 = 0,025 кг/кг.
1.5. Определяем теоретический удельный расход воздуха 0 в сушилке.


1.6. Рассчитываем теоретический абсолютный расход воздуха в сушилке.
L = ℓ0· W = 59,52· 0,0214 = 1,274 кг/с = 4585,4 кг/ч
2. Тепловой расчёт
2.1. Составляем уравнение теплового баланса для сушильной камеры.
I1 + G1·c1·?1 = L·I2 + G2·c2·?2 + Qп
где Qп – тепловые потери, которые с учётом правильно наложенной изоляции принимаем 5% от тепла, поступившего с горячим воздухом.

Qп = 0,05· L·I1 = 0,05· 1,274· 123 = 7,84 кВт
?1 – температура сахара, поступающего в сушильную камеру, ?1 = 300С;

?2 – температура сухого сахара-песка, выходящего из сушильной камеры, ?2 = 500С.

Определяем для сахара значения теплоёмкостей:

c1 = 1480 Дж / кг·град; c2 = 1160 Дж / кг·град.
2.2. Из уравнения теплового баланса определяем затраты тепла на сушку в сушильной камере и тепловую поправку.
I2 - L·I1 = G2·c2·?2 - G1·c1·?1 + Qп
L (I2 - I1 ) = G2·c2·?2 - G1·c1·?1 + Qп
[L· (I2 - I1 ) ] / W = (G2·c2·?2 - G1·c1·?1 + Qп) / W
G2·c2·?2 - G1·c1·?1 + Qп =?Q ?=?Q/W ℓ·(I2 - I1)=?
где ?Q – алгебраическая сумма абсолютных теплот в сушильной камере, Вт.

? – тепловая поправка на действительный (реальный) сушильный процесс, кДж/кг.

Рассчитываем ?Q
?Q = G2·c2·?2 - G1·c1·?1 + Qп
?Q = 0,67 ·1,160· 50 – 0,694 ·1,480 ·30 + 7,84
?Q =15,89 кДж/с
Рассчитываем тепловую поправку ?
? = ?Q / W = 15,89 / 0,0214 = 742,52 кДж/кг
Определяем I2
I2 = I1+ ?/ ℓ = 123 + 742,52 / 59,52 = 135,475 кДж/кг

2.3. Корректируем расход воздуха на действительный сушильный процесс.

Находим точку С1 на пересечении изоэнтальпы I2 и изотермы t2. Соединяем прямой точки В и С1. Имеем ломаную линию АВС1, характеризующую действительный сушильный процесс. Из точки С1, опустив перпендикуляр на ось х, определяем действительное влагосодержание воздуха на выходе из сушильной камеры х2 = 0,034кг/кг.

Тогда действительный удельный расход воздуха определится:


2.4. Рассчитываем действительный абсолютный расход воздуха в сушилке.
L = ℓ· W = 38,76· 0,0214 = 0,829 кг/с = 2986,05 кг/ч

3. Конструктивный расчёт
3.1. Определяем время сушки сахара (?, мин)


где ? – коэффициент заполнения материала, показывающий отношение площади сечения барабана, заполненного материалом, к площади поперечного сечения барабана. Выбираем подъёмно-лопастную насадку с ? = 0,2.

?1 – насыпная плотность влажного сахара при u1 =3%, ?1 =815 кг/м3.

3.2. Рассчитываем предварительный объём сушильного барабана (Vб/)

3.3. Уравнение неразрывности для барабана при движении горячего воздуха в ходе сушки:
Vс = (1– ?) · vв· ? ·(Dб2/4)
где Vс – объёмный расход воздуха, м3/с; Vс=L/?в= 0,829/1,007= 0,823 м3 / с;

?в=0,5·(?в1 + ?в2) =0,5· 353·(1/ Т1 + 1/ Т2 ) = 176,5· (1/373 + 1/333) = 176,5·(0,0027+ 0,003) = 1,007 кг / м3

vв - средняя скорость воздуха, м / с; vв = 0,75 м / с;

Dб – внутренний диаметр барабана, м;

(1– ?) – величина, показывающая, что не всё сечение барабана является пропускным для воздуха по причине задержки части воздушного потока массой сахара.
3.4. Из уравнения неразрывности (расхода) определяем внутренний диаметр барабана (Dб).

Принимаем из стандартному ряда Dб = 1400 мм.
3.5. Определяем длину барабана (Lб), исходя из конструктивного соотношения Lб / Dб = 3,5 – 7,0.
Lб = 3,5 · Dб = 3,5· 1,4 = 4,9 м
Принимаем из стандартного ряда Lб = 5000 мм

3.6. Рассчитываем объём барабана по стандартным Dб и Lб

Принимаем объём барабана Vб = 7,7 м3
3.7. Определяем объёмную массу влажного сахара (Vвл)
Vвл = G1 / 60·?1 = 2500 / 60·815 = 0,051 м3/мин
3.8. Уточняем время сушки сахара (?, мин)

Принимаем время сушки ? = 30 мин.


4. Динамический расчёт
4.1. Определяем число оборотов барабана в минуту (n)

m – коэффициент типа насадки; для подъёмно-лопастной m=0,6;

k – коэффициент характера движения воздуха и материала;

k = 2,0;

tg? = tg 50 = 0,0875.

4.2.Рассчитываем мощность, необходимую для вращения барабана (N)
N = 0,078 ·Dб3 ·Lб· ?н · ?· n
где ? = 0,071 – коэффициент мощности.
N = 0,078 ·1,43 ·5· 815· 0,071· 1,633= 101,123 кВт
Принимаем N = 101,0 кВт.
4.3. Барабан рассматриваем как балку, свободно лежащую на двух опорах. Вес барабана, насадки, бандажей, загружаемого материала и изоляции представляет собой равномерно распределённую нагрузку по длине барабана, вес венцовой шестерни – сосредоточенную силу.

Определяем толщину стенки барабана (?)
? = 0,007· Dб = 0,008· 1,4 = 0,0112 м = 11,2 мм
Принимаем ? = 11,0 мм
4.4. Вес барабана (Gб):
Gб = ?·g·?·Dб·Lб·? =7800·9,81·3,14·1,4·5·0,088=148004,2 Н=14,8 т
4.5. Вес изоляции (Gиз):
Gи = ?и·g ·?·Dбн·Lб·?и = 450·9,81·3,14·1,4·5,0·0,035=3396 Н=0,34 т
4.6. Вес влажного материала (Gвл):
Gвл = 0,785· Dб · ?1 · g · ?н· Lб ·?/ = 0,785· 1,4 · 815· 9,81 ·3,14· 5· 0,25 = 34487,7 Н = 3,45 т
4.7. Определяем суммарную нагрузку (G):
G = Gб + Gи + Gвл = 148004,2 + 3396 + 34487,7 =185887,9 Н= 0,186 МН
4.8. Удельная нагрузка (q):
q = G / L = 185887,9 / 5 = 37177,6 Н/м
4.9. Определяем изгибающий момент от равномерно распределённой нагрузки (М1)

4.10. Определяем изгибающий момент от сосредоточенной нагрузки венцовой шестерни (М2)

4.11. Суммарный изгибающий момент (Ми):
Ми = М1 + М2 = 116179,93 + 1375 = 117554,93 Н·м
4.12. Крутящий момент (Мкр):
Мкр =0,5· f ·G · D = 0,5 · 0,15· 185887,9· 1,4 = 19518,3 Н·м
4.13. Расчётный приведённый момент (Мрас):


Принимаем W = 0,1186МН·м
4.14. Момент сопротивления сечения кольцевой стенки барабана (W):

4.15. Определяем напряжение в стенке барабана (?):

4.16. Проверяем соблюдение условия прочности на совместную деформацию изгиба и кручения барабанной сушилки при работе:

По справочным таблицам находим для стали 35Х ГОСТ 4543-71 допустимое напряжение при совместной деформации изгиба и кручения [?] = 736 МПа.

? = 6,98 МПа < [?] = 736 МПа – условие прочности соблюдается.

5. Расчёт калорифера
Сушильная установка комплектуется необходимым оборудованием, в том числе калорифером для подогрева воздуха. В настоящее время в основном применяют пластинчатые калориферы, обогреваемые паром или водой. Цель расчёта – определение площади теплопередачи калорифера и выбор его типоразмера по каталогу.
Qк = L·(I1 - I0 ) = 0,829· (123 – 40) = 68,807 кВт
5.1. Определяем коэффициент теплопередачи К для пластинчатого калорифера (КФСО или КФБО).

К = 10 · (?vк)0,68
К = 10 · 50,68 = 29,874 = 30 Вт / м2 ·град

5.2. Рассчитываем температуру греющего пара
tп = t1 + 20= 100 + 20 = 1200С
5.4. Большая разность температур
?tб = tп – t0 = 120 – 60 = 600С
5.5. Меньшая разность температур
?tм = tп – t1 = 120 – 100 = 200С
5.6. Средняя логарифмическая разность температур между греющим паром и нагреваемым воздухом

5.7. Суммарная площадь теплопередачи калорифера

5.8. Площадь теплопередачи одного калорифера
Fк = F/ n = 63 / 1 = 63 м2
5.9. Число параллельно установленных калориферов
у = L / fк·?v = 0,829 / 0,318 · 5 = 0,52 ? 1
5.10. Число последовательно установленных калориферов
х = 65 / Fк·у = 63 / 64,29·1 = 0,98 = 1
5.11. Установочная площадь калориферной станции
Fуст = Fк · х · у = 64,29· 0,98· 1 = 63 м2
5.12. Сопротивление (потери напора) калорифера hк

hк = е · (?v)m = 0,430 · 51,94 = 9,8м
5.13. Сопротивление (потери напора) калориферной станции hк0

hк0 = hк · х = 9,8 · 1 = 9,8 м
5.14. Уточняем скорость воздуха, проходящего через калориферную станцию vк*
vк* = Vс / fк = 0,823 / 0,431 = 1,9 м/с
5.15. Коэффициент теплопередачи
К = 10 · (?ср · vк*)0,68
5.16. Начальная плотность воздуха

5.17. Конечная плотность воздуха

5.18. Средняя плотность воздуха
?ср =0,5 ·( 1,2 + 0,946 ) = 1,073 кг/м3

5.19. Окончательно определяем коэффициент теплпередачи
К = 10 · (1,073 · 1,9)0,68 =10 2,004=20,04 Вт / м2·град
Расхождение с рассчитанными в п. 5.2. К=30 Вт/м2 ·град составляет ?? более 10%, поэтому производим повторный расчёт основных параметров с новым приближением.

5.20. Площадь теплопередачи всех калориферов
95м2
5.21. Площадь одного калорифера
Fк = F/ n = 95 / 1 = 95 м2
5.22. Установочная площадь калориферной станции
Fуст = Fк · х · у = 95·1 · 1 = 95 м2
5.23. Сопротивление (потери напора) калорифера hк

hк = е · (?v)m = 0,430 · (1,073 · 1,9)1,94 = 1,7 м
5.24. Сопротивление (потери напора) калориферной станции hк0

hк0 = hк · х = 1,7 · 1 = 1,7 м
5.25. Уточняем скорость воздуха, проходящего через калориферную станцию vк*
vк* = Vс / fк = 0.829 / 0,431 = 1,92 м/с
где расход воздуха Vс = L / ? = 0,829 / 1,073 =0,77 кг/с
5.26. Коэффициент теплопередачи калорифера
К = 10 · (?ср · vк)0,68
К = 10 · (1,073 · 1,92)0,68 = 16,35 Вт / м2·град
Принимаем К = 16,35 Вт / м2·град.

6. Расчёт вентилятора
Помимо калорифера сушильная установка комплектуется вторым вспомогательным оборудованием – вентилятором для подачи наружного (свежего) воздуха, который проходит через калорифер, сушильную камеру и пылеулавливающие устройства. Применяют осевые и центробежные вентиляторы.

Цель расчёта – определение потерь напора, избыточного давления, мощности вентилятора (вентиляторной станции) и подбор по каталогу.

Объёмный расход воздуха берётся для летних условий (определён выше в тепловом расчёте).

6.1. Определяем диаметр воздуховода, исходя из рекомендуемой технологической средней скорости воздуха vв = 5 – 12 м/с. Принимаем vв = 10 м/с.

Принимаем d = 0,32м = 320 мм.
6.2. Потери давления в воздуховодах (?рв):

6.3. Потери давления в сушильной камере принимаем согласно опытным данным для распылительных дисковых сушилок ?рск = 1000 Па. Потери напора в калорифере рассчитаны выше и составляют hк0 = 1,7 м. Тогда потери давления в калорифере:
к = ?ср·g· hк0 = 1,703· 9,81· 1,7 = 28,4 Па
6.4. Полные потери давления в сушильной установке:
?р = ?рв + ?рск + ?рк = 53,65 + 1000 + 28,4= 1082,05 Па
6.5. Полезная мощность вентилятора (Nп):
Nп = ?р·Vс = 1082,05· 0,823 = 890,5= 0,891 кВт
6.6. Полная мощность вентилятора (мощность электродвигателя) (N):
N = Nп / ? = 0,891 / 0,5 = 1,782 кВт

6.7. Выбираем по таблице № 30 Приложения вентилятор ЦАГИ типа Ц10-20. По характеристике при ?р = 1082.05 Па = 108,2 кГс/м2 и Vс = 0,823 м3 /с = 2,9 м3 /ч находим номер вентилятора № 25 с частотой вращения n = 600 об/мин.

7. Изоляционный расчёт
7.1. По Правилам противопожарной безопасности температура наружной поверхности корпуса не должна превышать t2 = 400С. По нормам БЖД температура воздуха в цехе в среднем должна составлять tв = 220С.

Толщина слоя тепловой изоляции должна быть такой, чтобы потери тепла, происходящие в результате конвекции и лучеиспускания, были минимальными и не превышали 5% от тепла, поступающего с греющим паром, что соответствует технико-экономическим требованиям, предъявляемым к тепловому оборудованию.

В качестве изоляционного материала выбираем совелит, имеющий коэффициент теплопроводности ?2 = 0,098 Вт / м∙град. Наружная поверхность изоляции будет покрашена масляной краской светлых тонов слое толщиной ?3 = 1 мм с ?3 = 0,233 Вт / м∙град.
7.2. Рассчитываем коэффициент теплоотдачи (?к) конвекцией при свободном движении газов (воздуха) от наружной поверхности изоляции к воздуху в цехе. С этой целью решаем критериальное уравнение Нуссельта, предварительно принимая турбулентный режим движения воздуха.
Nu = 0,54∙(Gr∙Pr)0,25
где Nu – критерий Нуссельта, характеризующий интенсивность теплоотдачи конвекцией.

Gr – критерий Грасгофа, характеризующий подъёмную силу при конвекции воздушных потоков.

Pr – критерий Прандтля, характеризующий физические свойства воздуха.


где ℓ - определяющий линейный размер для потока воздуха. Для горизонтального двухбарабанного пастеризатора (теплообменника)ℓ = Dб

? – коэффициент температурного расширения воздуха.

?t – средний температурный напор между поверхностью и воздухом.

?t = t2 – tв = 40 -22 = 180С
? = 15,1∙ 10-6 м2 / с – кинематический коэффициент вязкости воздуха при tв = 220С.



По таблице физических свойств воздуха при tв = 220С находим
Pr = 0,722
Произведение Gr ∙ Pr = 61,4∙108∙0,722 = 44,33∙108 < 1∙109. Следовательно, имеет место ламинарный режим движения воздуха. Поэтому используем критериальное уравнение Нуссельта вида
Nu = 0, 54∙(Gr∙Pr)0,25 = 0,54∙ (44,33∙ 108)0,25 = 0.54 2,58 10=139,34
При этом


откуда коэффициент теплоотдачи конвекцией:

7.3. Рассчитываем коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием (?л) от наружной поверхности пастеризатора.
Действительная константа лучеиспускания (с):
с = 4,96∙ ? = 4,96∙ 0,86 = 4,27

Температурный коэффициент (?):

Коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием:
?л =с∙ ? = 4,27∙ 1,128 = 4,82 Вт / м2∙ град
7.4. Определяем суммарный коэффициент теплоотдачи (?)
? = ?к + ?л = 1.372 + 4,82 = 6,19 Вт / м2∙ град
7.5. Средняя разность температур греющего пара и воздуха в цехе:
tср = tп - tв = 120 – 22 = 98 0С
7.6. Удельные потери теплоты в окружающую среду (q)
q = ?2∙ (t2 - tв) = 6,19∙ 18 = 111,46 Вт/м2
7.7. Коэффициент теплоотдачи от пара к воздуху (К)

7.8. Рассчитываем толщину слоя изоляции (?2)

Принимаем ?2 = 70 мм.


8. Расчёт теплопотерь
8.1. Определяем изолированную суммарную боковую поверхность барабанного пастеризатора (Fбок).
Fбок = 2· ?·(Dб+ 2?изL= 2·3,14· (1,32+ 2· 0,07)·5 = 2 3,14  1,46 5=45,85м
8.2. Определяем изолированную суммарную торцевую поверхность барабанного пастеризатора:
Fиз = ? · Dб Lб+2 ? · Dб 2/4 = 23,44 м2
8.3. Определяем потери теплоты с изолированной поверхности пастеризатора (Qизпот).
Qизпот = q· Fиз = 111,46· 23,44 = 2612,13 Вт

8.4. Коэффициент теплоотдачи от неизолированной поверхности (?н)
?н = 9,74 + 0,07· ?t = 9,74 + 0,07· 18 = 11 Вт / м2·град
8.5. Определяем потери теплоты с неизолированной поверхности пастеризатора (Qнпот).
Qнпот = ?н · Fн· (t2 – tв) = 11· 0,063· (40 - 22) = 12,474 Вт
8.6. Суммарные потери теплоты со всей поверхности теплообменника
Qпот = Qизпот + Qнпот = 2612,13 + 12,474 =2624,4 Вт
8.7. Относительные потери теплоты составляют ( Qотн)
Qотн = Qпот / Q = 2624,6 / 101,97· 103 = 0,025 = 2,5 %.
Q = LI1 =0,829123 = 101,97
Таким образом, выполняется соотношение Qотн < 5%.

9. Экономический расчёт
Целью расчёта является определение основных затрат на установку и эксплуатацию трубчатого пастеризатора.

9.1. Стоимость производственной площади, занимаемой пастеризатором
Спл = ℓ· b· спл ;
где ℓ, b – длина и ширина производственной площади, м2;

спл - нормативная стоимость 1м2 производственной площади,

спл = 15000 тнг/м2
Спл = 13,5· 6,32· 15000 =1279800 тнг / год.
9.2. Стоимость амортизации и ремонта установки
Са = са· а· F ;
где са – стоимость амортизации и ремонта 1м2 площади теплопередачи, са = 12000 тнг / м2

а – годовая норма амортизации и ремонта аппарата, а = 0,2;

F – площадь теплопередачи, F = 6,3 м2.
Са = 12000· 0,2· 6,3 = 15120 тнг / год
9.3. Стоимость электроэнергии годовая
Сэл = сэл·N·?·z0;
сэл – нормативная стоимость 1 кВт·часа электроэнергии, сэ =4,8 тнг/кВт·ч

N - установленная мощность электродвигателя, N = 0,6 кВт;

? - число часов работы пастеризатора в сутки, ? = 14 ч;

z0 - среднее число рабочих дней в году, z = 280.
Сэл = 4,8·144,3·14·280 = 2715148,8тнг / год
9.4. Стоимость теплоэнергии годовая
Ст = ст·Q·?·z0;
ст - стоимость 1Гкал теплоты, ст = 2400 тнг / Гкал;

Q - тепловая нагрузка пастеризатора, Q = 101,97 кВт.


Ст = 2400·(101,97/ 4,2·106)·3600·14·280 = 822286,1 тнг / год.
9.5. Стоимость теплоизоляции, включающая доставку, наложение, обслуживание
Сиз = сиз· (1+ аиз) ·Fиз·?2;
сиз – нормативная удельная стоимость теплоизоляции, сиз = 3000 тнг /м3

аиз - норма амортизации по наложению и обслуживанию теплоизоляции, аиз = 0,3.
Сиз = 3000· (1+ 0,3)·23,44· 0,07 = 6399 тнг / год.
9.6. Суммарная годовая стоимость эксплуатации и ремонта установки
С = Спл + Са + Сэл + Ст + Сиз =
= 1279800 + 15120 + 2715148,8 + 822286,1 + 6399 = 4838754тнг.

Список использованной литературы
1. Стабников В.Н., Лысянский В.Н., Попов В.Д. Процессы и аппараты пищевых производств. – М.: Пищевая промышленность, 1985. – 503 с.

2. Федоров Н.Е. Методы расчетов процессов и аппаратов пищевых производств. – М.: Пищевая промышленность, 1966. – 291 с.

3. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Л.: Химия, 1981. – 624 с.

4. Проектирование процессов и аппаратов пищевых производств. Под ред. Стабникова В. Н. - Киев: Высш. школа. Головное изд-во, 1982. – 199 с.

5. Кувшинский М. Н., Соболева А.П. Курсовое проектирование по предмету «Процессы и аппараты химической промышленности». – М.: Высшая школа, 1981. – 223 с.

6. Соколов В.И. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств. М.: Машиностроение, 1983. – 447 с.

7. Харламов С.В. Практикум по курсу «Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств». М.: Машиностроение.

8. Пособие по проектированию «Основные процессы и аппараты химической технологии» под редакцией Ю.И. Дытнерского. Москва «Химия» 1983. – 272 с.

Барабанные сушилки

Барабанные сушилки предназначены для сушки песка, сушки зерна, других сыпучих материалов. Сушилки могут снабжаться автоматикой контроля и управления температурой (регулируемая жесткость сушки), автоматикой подачи и выдачи фракции. Комплектуются в зависимости от потребности заказчика газовыми, мазутными, на солярке горелками или электронагревателями.


Автоматика обеспечивает управление вращением барабанной сушилки (управление производительностью), заданные температурные режимы внутри барабана (управление подачей топлива для выдерживания температурного режима).

Сушилки серии СА2 обеспечивают управление подачей фракции, Сушилки серии СА3 обеспечивают автоматическое охлаждение фракции.



Сушилки барабанного типа предназначены для сушки сыпучих материалов в различных отраслях промышленности. На основе теплотехнических расчетов мы подбираем наиболее оптимальный типоразмер и конструкцию сушильного барабана под требования заказчика. Производительность барабанной сушилки от 150 кг/час до 100т/час. Согласно расчетам изготавливаются загрузочная камера, теплогенератор, камера выгрузки, механизм подачи и удаления теплоносителя и пылегазоочистки. На барабанные сушилки устанавливается современная система автоматики и частотный привод для регулировки температуры и вращения барабана. Это дает возможность в широких пределах изменять параметры сушки и общую производительность. В результате заказчик получает оборудование с оптимальными характеристиками, позволяющими применять барабанные сушилки как в промышленности, так и в сельском хозяйстве.

Принцип работы барабанных сушилок

Сушильной камерой в барабанной сушилке служит внутренняя полость барабана, внутри которого по всей длине расположены различного типа лопасти или полки (зависит от назначения сушилки). В процессе сушки фракция попадает через загрузочную камеру в барабанную сушилку. Лопасти за счет вращения барабана перемешивают и пересыпают фракцию равномерно распределяя ее по барабану, пересыпаясь с лопасти на лопасть и высушиваются под действием горячего воздуха (непрямой нагрев) или смеси воздуха с топочными газами (прямой нагрев), который забирается из теплогенератора через барабан с помощью вентилятора путем создания разряжения внутри барабана или из за перепада температуры. Высушенный материал удаляется через разгрузочную камеру. Пересыпаясь с лопасти на лопасть и высушиваются под действием горячего воздуха (непрямой нагрев) или смеси воздуха с топочными газами (прямой нагрев), который забирается из теплогенератора через барабан с помощью вентилятора путем создания разряжения внутри барабана или из за перепада температуры. Высушенный материал удаляется через разгрузочную камеру.

Краткое описание конструкций барабанных сушилок и их назначения производства ООО Чайковский насос

Барабанные сушилки для сыпучих фракций удельным весом от 0.8 до 4.0 с малым процентом выноса, такие как кварцевый песок и тд.

Такие барабаны производятся в исполнении прямого нагрева фракции топочными газами. По стандартному внутреннему исполнению барабана, имеют 30% от длинны барабана - полки, 70% длинны барабана - лопатки.

Дополнительно на барабанные сушилки может устанавливаться цепная тепловая завеса, а также теплоизоляция наружной части барабана.

Барабанная сушилка состоит из цилиндрического корпуса и опор, на которых этот корпус установлен. Причем корпус наклонен в сторону выгрузки материала.

Сушильной камерой в таких сушилках служит барабан, который обычно представляет собой вращающийся пустотелый стальной цилиндр, внутри которого по всей длине расположена распределительная насадка с полочками и лопастями. Насадка предназначена для перемешивания и равномерного распределения материала по барабану в процессе сушки. Через загрузочною камеру влажный материал подается в сушильный барабан и поступает на внутреннюю насадку. Сначала частицы материала захватываются и поднимаются лопастями, затем падают вниз, пересыпаются с одной полки на другую. Высушиваются частицы материала под действием сушильного агента (горячего воздуха или смеси воздуха с топочными газами), который продувается через барабан вентилятором. Непрерывно перемешиваясь, материал перемещается к выходу из барабана. Высушенный материал выгружается через разгрузочную камеру. Нагрев сушильного агента может производиться в твердотопливном, газовом или дизельном теплогенераторе. Кроме того, есть и специальные конструкции, которые выполняют другие функции вместе с сушкой.
Сушильные установки делятся на два типа: с пневматической и механической загрузкой. И могут иметь одинарный, двойной или тройной барабан.

Преимущества по сравнению с шахтными, ромбическими и другими видами сушилок:

- Универсальность;

- Высокое качество сушки за счет интенсивного перемешивания материала;

- Возможность сушить высоковлажный, засоренный материал;

- Простота монтажа (для запуска в работу не требуется капитальных сооружений);

- Надежность работы (исключается образование застойных зон);

- Приемлемая цена;

- Низкое потребление электроэнергии.





Задание № 6 Барабанная сушилка
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации