Курсовая работа: Конструкция методика расчёта сушил

1 – рабочее пространство сушила; 2 – привод; 3 – цепь конвейера; 4 – продольная перегородка; 5 – ведущее колесо; 6 – дымовая труба

Топка сушила находится между двумя ветвями конвейера; размещена выше уровня загрузочного и разгрузочного окон, чтобы предотвратить выбивание горячих дымовых газон. Топливо сжигается. б топке, расположенной внутри смесительной камеры, в которой происходит перемешивание выходящих из топки продуктов горения (с температурой 1000—1200° С) с холодным воздухом или отработанными газами. Наружная камера одновременно играет роль тепловой изоляции кладки топки. Приготовленный таким образом сушильный агент выходит из камеры смешения через отверстия в ее своде и поступает в сушильную камеру со стороны восходящей ветви конвейера. Поднявшись в верхнюю часть сушила, дымовые газы огибают перегородку, опускаются в нижнюю часть сушила, откуда дымососом часть их отводится для рециркуляции, а часть поступает в дымовую трубу. Вместо сплошной перегородки часто используются газоотбойные щиты, устанавливаемые над топкой. Меняя угол наклона этих щитов при помощи лебедки, можно регулировать распределение газовых потоков в сушильной камере. Помимо этого, дымовая труба соединена с верхней частью сушильной камеры четырьмя короткими трубопроводами с заслонками на каждом из них. Все эти средства позволяют регулировать работу сушила и подбирать тот режим сушки, который требуется для данных стержней.

Стержни перед выдачей из сушила охлаждаются. Зоной охлаждения служит участок нисходящей ветви конвейера между дымоотборным отверстием и разгрузочным окном. Охлаждение стержней осуществляется воздухом, подсасываемым в сушильную камеру через окно разгрузки.

Технические характеристики типовых вертикальных сушил, разработанных институтом «Теплопроект», приведены ниже:

Производительностьсушила, кг/ч800130017502500

влаги,кг/ч42 68 92131

Расход тепла на удаление

1 кг влаги, кДж/кг .26700210001960018000

Общее число этажерок в сушиле18262835

Горизонтальное конвейерное сушило (рис. 8) представляет собой теплоизолированный коридор. Внутри коридора перемещается цепной конвейер, который делает несколько поворотов в горизонтальной плоскости. К цепи конвейера подвешены этажерки, на которые укладывают влажные стержни. Торцы сушила остаются открытыми

Рисунок 9 – Четырехходовое горизонтальное конвейерное сушило (для входа и выхода непрерывно движущегося конвейера).

1 – топка; 2 – вентилятор подачи дымовых газов в сушильное пространство;3 – вентилятор откоса отработанных газов из сушила; 4 – трубопровод дымовых газов; 5 – короба подачи дымовых газов в сушильное пространство; 6 – трубопроводы подачи охлаждающего воздуха; 7 – дымовая труба; 8 – дымосос; 9 – натяжное устройство конвейера;10 –звездочка привода конвейера; 11 – вентилятор подачи охлаждающего воздуха; 12 – трасса конвейера; 13 – отверстия с задвижками для выхода газов в сушильное пространство

Чтобы избежать попадания горячих газов на рабочую площадку, сушило поднято над уровнем пола цеха на высоту около 2 м и конвейер входит в него наклонно. Сушильная камера выполняется сборной из отдельных панелей с теплоизоляционной прокладкой. В качестве теплоизоляции служит шлаковая или стеклянная вата. Сборка каркаса с панелями осуществляется па болтах что допускает легкую смену панелей. Часть потолочных панелей не крепится болтами, а лежит свободно и играет роль предохранительного клапанана случай взрыва в рабочем пространстве.

Топка в таких сушилах вынесена из рабочей камеры и дымовые газы подаются вентилятором по металлическому дымоходу. Продукты горения поступают в короба, расположенные па полу сушила, Поступление сушильного агента в рабочее пространство регулируется задвижками. Отработанные дымовые газы отбираются из предпоследнего и последнего коридоров и используются для рециркуляции. Последний ход сушила играет роль зоны охлаждения. В него подается атмосферный воздух для охлаждения стержней перед выходом из сушила. Часть топочных газов, смешанных с воздухом в зоне охлаждения, отсасывается вентилятором и выбрасывается в атмосферу. Наличие вынесенной топки и принудительной подачи сушильного агента позволяет легко регулировать требуемый режим сушки по всему рабочему пространству. Производительность горизонтальных конвейерных сушил 2000—3000 кг/ч при количестве испаряемой влаги до 140—160 кг/ч и расходе тепла на 1 кг удаляемой влаги 14500—19500 кДж/кг.

Отопление всех описанных сушильных установок может осуществляться любым видом топлива (твердым, жидким или газообразным), сжигание которого осуществляется с помощью топливосжигательных устройств.

3. Расчет процессов сушки

Расчет процесса сушки производится для нахождения необходимого для нормальной работы сушила количества сушильного агента и определения расхода тепла (топлива). Тип сушила, характеристики высушиваемого материала и вид топлива обычно бывают заданы. Режим сушки выбирают, исходя из технологических соображений и вида форм и стержней.

При такой постановке задачи расчет сводится к совместному рассмотрению балансов влаги и тепла при процессе сушки. Очевидно, что вся влага, удаляемая из материала при сушке, переходит к сушильному агенту, повышая влагосодержание последнего от начального d_нач (на выходе в сушило) до конечногоd_кон (на выходе из сушила). Тогда, исходя из закона постоянства массы:

m_вл = L(d_кон –d_нач ) кг, (1)

гдеL — количество сухогосушильного агента, кг сухого газа (возд).

Количество необходимого сухого сушильного агента удобно выразить, отнеся его к 1 кг удаляемой из высушиваемого материала влаги:

l=L/ m_вл =1/ d_кон –d_нач кг/кг исп. вл.(2)

Все последующие операции по совместному анализу балансов тепла и массы для процесса сушки могут быть наиболее эффективно осуществлены с помощью I—d диаграммы, подробно описанной в гл. II первого тома учебника. Основными параметрами I—dдиаграммы служат энтальпия I(кДж/кг) и влагосодержание d (кг/кг сух. возд). Диаграмма I—dпостроена для влажного воздуха, однако с ее помощью можно производить расчеты сушки не только воздухом, но и дымовыми газами, а также смесью дымовых газов с воздухом.

При расчете процессов сушки с помощью I—d диаграммы следует последовательно отображать на ней имеющие место в сушиле явления: подготовку сушильного агента перед его подачей в рабочую камеру (т. е. подогрев воздуха в случае использования воздуха в качестве сушильного агента); смешение продуктов горения с воздухом или возвратом в случае сушки дымовыми газами и собственно процесс сушки.

Ниже рассмотрен порядок отображения на I—dдиаграмме процессов сушки различными сушильными агентами. Это отображение будет в дальнейшем называться «построение процесса сушки».

Сушка воздухом. Для построения на I—d диаграмме процесса сушки воздухом предварительно определяют его начальные параметры φ_воз и Т_воз в зависимости от времени года и местности. По этим данным на диаграмме находят точку А (рис. 10). Для осуществления процесса сушки воздух необходимо подогреть до температуры Т_нач (температура воздуха на входе в сушильную камеру). Эту температуру принимают на 150—250° С выше рекомендуемой технологией температуры сушки, поскольку указанная разность температур между сушильным агентом и поверхностью сушимых изделий характерна для значительного большинства сушил с теплопередачей преимущественно конвекцией. Эта разность температур и создает необходимый для процесса сушки тепловой поток к высушиваемой поверхности. Процесс подогрева на диаграмме изображается прямой линией АВ, параллельной линиям постоянного влагосодержания d=const, так как при подогреве начальное влагосодержание воздуха остается неизменным, а изменяется только его энтальпия. Точка В характеризуется параметрами

d_нач = d_воз , Т_нач , I_нач .

В процессе сушки влагосодержание воздуха и его температура изменяются. Влагосодержание воздуха возрастает за счет удаления влаги из материала, а его температура снижается до величины Т_кон вследствие затраты тепла на процесс сушки. Температура Т_кон соответствует моменту выхода сушильного агента из сушильной камеры. Эту температуру принимают равной рекомендуемой (по технологическим условиям) температуре сушки или величине несколько меньшей в случае, если садка загружается в холодную камеру, и тогда учитывается средняя за период температура уходящих газов. (Во всех случаях выбирать параметры процесса сушки ниже линии относительной влажности φ=100% нельзя, так как насыщенный пар частично конденсируется и влага оседает на высушиваемых изделиях, что резко ухудшает качество форм и стержней.)