Курсовая работа: Барабанная сушилка для сушки сахарного песка

; (3.10)

определяем расход абсолютно сухого воздуха в сушильной установке:

; (3.11)

Удельный расход абсолютно сухого воздуха на 1 кг влаги равен:

; (3.12)

Объемный расход воздуха на входе в сушилку:

; (3.13)

Где - плотность воздуха на входе в сушилку при температуре ,

определяется по формуле согласно [4, стр.29]:

; (3.14)

Где - плотность воздуха при нормальном условии;

- барометрическое давление.

В численном значении получаем:

Объемный расход воздуха на выходе из сушилки:

; (3.15)

Где - плотность воздуха на выходе из сушилку при температуре , определяем аналогично формуле (3.14).

В численном значении получаем

Расход тепла на нагрев воздуха в калорифере:

; (3.16)

Удельный расход тепла на подогрев воздуха в калорифере в расчете на 1 кг влаги:

; (3.17)

2.1.7 Определение основных размеров сушильного барабана

Объемное напряжение сушилки по испарившейся влаге , следовательно рабочий объем барабана находим по формуле:

; (3.18)

Требуемое поперечное сечение барабана

(3.19)

Где - коэффициент заполнения барабана материалом согласно [5, стр.232], принимаем ;

- коэффициент заполнения барабана насадкой;

- максимально допустимая скорость газов в аппарате при насыпной плотности материала , начальной влажности принимаем .

В численном значении получаем

Рассчитываем диаметр барабана:

; (3.20)

;

Выбираем толщину стенки барабана - , согласно [5, стр.233] и принимаем .

Определяем наружный диаметр барабана:

; (3.21)

Длина барабана составит

; (3.22)

Согласно каталожным данным [5, табл.6.5, стр.231] ближайший типоразмер – барабанная сушилка БН 1,6-8 НУ-01 имеющая наружный диаметр и длину барабана .

Уточняем характеристику барабана:

внутренний диаметр:

; (3.23)

площадь поперечного сечения:

; (3.24)

объем:; (3.25)

Напряжение барабана по испаренной влаге:

; (3.26)

Определим диаметры штуцеров подвода и отвода сушильного агента.

Внутренний диаметр трубопровода для подвода сушильного агента:

; (3.27)

Где - скорость перемещаемой среды для воздуха, перемещаемого под небольшим давлением (от вентилятора), принимаем .

В численном значении получаем:

Внутренний диаметр трубопровода для отвода сушильного агента:

; (3.28)

Полученные значения округляем до стандартных в соответствии с [9, стр.214]: для подвода сушильного агента , для отвода сушильного агента .

Для присоединения к аппарату трубопровода и отвода сушильного агента принимаем фланцы стальные плоские приварные с соединительным выступом [9, стр. 214]: для подвода сушильного агента с условным диаметром на условное давление ; для отвода сушильного агента с условным диаметром на условное давление

Внутренний диаметр трубопроводов для загрузки высушиваемого материала:

; (3.29)

Где - скорость подачи и отвода сахарного песка, принимаем .

В численном значении получаем

Внутренний диаметр трубопроводов для выгрузки высушиваемого материала

; (3.30)

Исходя из технологических и конструктивных соображений принимаем диаметр трубопроводов для загрузки и выгрузки высушиваемого материала [9, стр. 214]: . Диаметр трубопровода для отвода излишков высушиваемого материала принимаем .

Для присоединения к аппарату трубопроводов загрузки и выгрузки, а также удаления излишков высушиваемого материала, принимаем фланцы стальные плоские приварные с соединительным выступом [9, стр.214]: условным диаметром на условное давление .

Определяем действительную скорость воздуха в барабане:

; (3.31)

Рассчитываем время пребывания материала в барабане сушилке по формуле

; (3.32)

Проверяем расчет времени сушки.

Среднее время пребывания материала в барабане:

; (3.33)

Полученное время пребывания материала в барабане чуть больше, чем время сушки материала, что удовлетворяет условиям сушки.

Уточним коэффициент заполнения барабана материалом:

; (3.34)

Для условий прямоточного движения газа и материала можно принять следующие значения коэффициентов в формуле (3.35), согласно [5, стр.235]: ; . Предварительно задаемся углом наклона барабана , тогда требуемая частота вращения:

; (3.35)

Принимаем ближайшую для типовой сушилки частоту вращения согласно [5, табл.6.5, стр231], тогда требуемый угол наклона барабана:

; (3.36)

Значение удовлетворяет условию , следовательно частота вращения барабана принята верно.

2.2 Энергетический расчет

2.2.1 Цель расчета

Определение основных силовых параметров барабанной сушилки, то есть моментов и требуемой мощности привода; выбор электродвигателя, редуктора.

2.2.2 Определение потребной мощности и выбор электродвигателя

Определяем мощность, затрачиваемую на вращение барабана:

; (3.44)

Где - коэффициент, зависящий от типа насадки и коэффициента заполнения, принимаем согласно [5, стр.235].

В численном значении получаем:

Полученное значение меньше установленной мощности привода сушилки БН 1,6-8 НУ- 01, равной , согласно [5, табл.6.5, стр.231].

Необходимая мощность двигателя определяется по выражению:

; (3.45)

Где - общий к.п.д. привода от двигателя до барабана.

, (3.46)

где: h1=0,94÷0.96 - КПД цилиндрической передачи, принимаем h1=0,95 согласно [7, табл.1.1];

h2=0.962÷0,982 - КПД 2-х ступенчатого редуктора, принимаем h2=0,972 согласно [7, табл.1.1];

h3=0,98 - КПД муфты, принимаем согласно [7, табл.1.1].

В численном значении получаем:

;

Выбираем трехфазный асинхронный двигатель серии АИР 180М6 мощность – 18.5 кВт, синхронная скорость вращения – 1000 об/мин, скольжение – 2%. С учетом скольжения номинальная частота вращения .

2.2.3 Определение вращающих моментов на валах привода

Вращающий момент на барабане:

; (3.47)

Вращающий момент на валу подвенцовой шестерни:

; (3.48)

Где - передаточное число зубчатой передачи, принимаем .

В численном значении получаем:

2.3 Кинематический расчет

2.3.1 Цель расчета

Целью кинематического расчета барабанной сушилки является определение общего передаточного отношения от вала электродвигателя до вала ведущего звена исполнительного механизма; распределение общего передаточного отношения всей кинематической цепи привода между отдельными передаточными механизмами, составляющими цепь; определение конструктивных параметров зубчатой передачи барабанной сушилки; определение частот вращения валов передаточных механизмов кинематической цепи.

2.3.2 Определение передаточного числа привода

Кинематическая схема привода показана на рисунке 5.

Общее передаточное число привода определяем из соотношения:

; (3.49)

Где - частота вращения барабана;

1- электродвигатель; 2,4- муфты; 3- редуктор; 5- подвенцовая шестерня; 6- венцовая шестерня; 7- барабан;

Рисунок 5. Кинематическая схема привода

2.3.3 Распределение общего передаточного числа привода

Для многоступенчатых передач

, (3.50)

Где - передаточные числа отдельных ступеней.

Учитывая предполагаемое устройство механизма, а также стремясь обеспечить соразмерность деталей привода, в частности диаметр подвенцовой шестерни должен вписываться в размеры сторон торца редуктора.

Передаточное число редуктора будет равно:

; (3.51)

2.3.4 Определение частоты вращения валов

Частота вращения вала электродвигателя, а, следовательно, и быстроходного вала редуктора .

Частота вращения тихоходного вала редуктора определяется так:

; (3.52)

Частота вращения подвенцовой шестерни .

Полученные значения частот вращения сведены в таблицу 3.

Таблица 3 – Частоты вращения валов (барабана)

Вал электродвигателя	Быстроходный вал	Тихоходный Вал	Подвенцовая шестерня	Барабан
980	980	64,22	64,22	6,42