Курсовая работа: Расчет распылительной сушильной установки прямоточного действия с дисковым распылением для получ

В спиралеобразном корпусе вентилятора вращается рабочее колесо (барабан) с большим количеством лопаток. Отношение ширины лопатки к ее длине зависит от развиваемого давления и является наименьшим для вентиляторов высокого давления. Газ поступает по оси вентилятора через патрубок и удаляется из корпуса через нагнетательный патрубок. Форму и размеры корпуса вентилятора, рабочего колеса, лопаток и патрубков выбирают такими, чтобы гидравлические потери были наименьшими. Рабочие колеса вентиляторов низкого давления имеют лопатки, загнутые назад. У некоторых типов вентиляторов высокого давления лопатки загнуты вперед для создания большого напора.

Характеристики центробежных вентиляторов, как и других центробежных машин для размещения и сжатие газов, подобны характеристикам центробежных насосов, а изменение производительности, напора и мощности от числа оборотов выражается зависимостями. Рабочий режим устанавливается по точке пересечения характеристики центробежной машины с характеристикой сети.

2.3.Теплообменный аппарат типа ТП.

Кожухотрубчатые теплообменники относятся к числу наиболее часто применяемых поверхностных теплообменников. Кожухотрубчатый теплообменник состоит из корпуса, и приваренных к нему решеток. В трубных решетках закреплен пучок труб. К трубным решеткам крепятся к крышки при помощи сварки.

В кожухотрубчатом теплообменнике одна из обменивающихся теплом сред движется внутри труб (трубном пространстве), а другая в межтрубном пространстве.

Среды обычно направляют противотоком друг к другу. При этом нагреваемую среду направляют снизу вверх, а среду, отдающую тепло - в противоположном направлении. Такое направление движение каждой среды совпадает с направлением, котором стремится двигаться данная среда под влиянием изменения ее плотности при нагревании или охлаждении.

Трубы в решетках обычно равномерно размещают по периметрам правильных шестиугольников, т.е по вершинам равносторонних треугольников. В отдельных случаях, когда необходимо обеспечить удобную очистку наружной поверхности труб преследуют одну цель — обеспечить, возможно, более компактное размещение необходимой поверхности теплообмена внутри аппарата. В большинстве случаев наибольшая компактность достигается при размещении трубок по периметрам правильных шестиугольников.

Рассматриваемый теплообменник является одноходовым. При сравнительно небольших расходах жидкости скорость ее движения в трубах таких теплообменников низка и, следовательно, коэффициенты теплоотдачи не велики. Для увеличения последних при данной поверхности теплообмена можно уменьшить диаметр труб, соответственно увеличив их высоту (длину).

Однако теплообменники небольшого диаметра и значительной высоты неудобны для монтажа, требуют высоких помещений и повышенного расхода металла на изготовление деталей, не участвующих непосредственно в теплообменнике (кожух аппарата). Поэтому более рационально увеличивать скорость теплообмена путем применения многоходовых теплообменников.

Вертикальные теплообменники более просты в эксплуатации и занимают меньшую производительную площадь. Горизонтальные изготавливаются обычно многоходовыми и работают при больших скоростях участвующих в теплообмене сред для того, чтобы свести к минимуму расслоение жидкостей вследствие разности их температур и плотностей, а также устранить образование застойных зон.

Для уменьшения температурных деформаций, обусловленных большой разностью температур труб кожуха, значительной длиной труб, а также различием материала труб и кожуха, используют кожухотрубчатые теплообменники с линзовым компенсатором, у которых на корпусе имеется линзовый компенсатор, подвергающийся упругой деформации. Такая конструкция отличается простотой, но применима при небольших избыточных давлениях в межтрубном пространстве, обычно не превышающих 6 а m .

К числу компактных и эффективных теплообменников, созданных за последнее время, относятся различные конструкции теплообменных аппаратов с оребренными поверхностями. Применение оребрения со стороны теплоносителя, отличающегося низкими значениями коэффициентов теплоотдачи (газы, сильновязкие жидкости), позволяет значительно повысить тепловые нагрузки аппаратов.

Помимо трубчатых теплообменников с трубами, имеющими поперечные ребра прямоугольного или трапециевидного сечения, разработаны конструкции с продольными, плавниковыми, проволочными, игольчатыми непрерывными спиральными ребрами и др.

Трубы с поперечными ребрами различной формы широко используются, в частности, в аппаратах для нагрева воздуха – калориферах, а также в аппаратах воздушного охлаждения. При нагреве воздуха обычно применяют насыщены водяной пар, поступающий в коллектор и далее в пучок оребренных труб. Конденсат отводится из коллектора.

Конструкция оребренных теплообменников разнообразны. схема устройства современного пластинчато – ребристого теплообменника, работающего по принципу противотока.

2.4. Центробежные дисковые распылители

В сушильной технике получило широкое распространение распыление с помощью центробежных дисков. Этот метод отличается от метода распыления растворов механическими форсунками тем, что раствор принимает большие скорости без давления на него.

Раствор через специальную распределительную коробку или трубу с отверстиями под небольшим избыточным давлением подается на диск и получается вращательное движение. Благодаря действию центробежной силы раствор в виде пленки перемещается с непрерывно возрастающей скоростью к лопаткам или соплам, далее по ним к периферии диска и сбрасывается. При этом происходит распыление раствора.

Механизм распыления раствора зависит от условий работы центробежного диска. При небольших скоростях потока и производительности диска распыление происходит с непосредственным образованием капель. Пленка жидкости стекает к краям диска и собирается в виде висящего цилиндра. Этот цилиндр увеличивается до тех пор, пока не достигнет критической величины. При этом жидкостная пленка принимает выпуклую форму по периферии диска и под действием центробежной силы, преодолевая поверхностные силы, удерживающие раствор на твердой поверхности силы, разрывается. С увеличением производительности образуются отдельные тонкие струйки, которые, как статистически неустойчивые, распадаются на капли. При дальнейшем увеличении производительности из струй образуется сплошная пленка, которая также распадается с образованием отдельных капель.

Распад отдельных струек или пленки раствора происходит на некотором расстоянии диска. Распад статистически неустойчивой формы происходит за счет турбулентности потока и за счет сил давления на поверхность раствора, возникающего вследствие трения о воздух.

Неравномерность распыла в общем случае объясняется главным образом тем, что распад отдельных струек или пленки происходит на различном расстоянии от диска, т.е. при различной их толщине. Неоднородность распыла увеличивается с переходом от стадии распада отдельных струек к распаду пленки. Таким образом, величина капель и однородность распыла зависит от края от окружной скорости диска и толщины пленки раствора, которая в свою очередь, определяется производительностью.

При малых окружных скоростях диска (меньше 50 м/сек) получается резко выраженный неоднородный распыл, факел распыла как бы состоит из основной группы крупных капель, которые оседают ближе к диску. По мере увеличения скорости вращения неоднородность распыла уменьшается, расстояние между основной массой крупных и мелких капель сокращается. Начиная с окружной скорости 60 м/сек и выше, такого разложения не наблюдается, поэтому скорость 60 м/сек можно принять минимальной, имеющей промышленное значение.

Чаще всего распыление дисками различных конструкций производится при окружных скоростях в интервале 90-140 м/сек в зависимости от свойств раствора и температурного режима сушки.

Распыление центробежными дисками имеет большие преимущества перед другими способами, так как позволяет распылять жидкости с высокой вязкостью, регулировать производительность в пределах ±25% без существенного изменения факела распыления; диски надежны в работе. Недостатками центробежного распыления являются сравнительно высокая стоимость распылительного механизма и его сложная конструкция. Из-за широкого факела распыления, лежащего в горизонтальной плоскости, требуется большой диаметр сушильной камеры и соответственно большая площадь помещения.

Большое значение имеет равномерная во времени подача раствора на диск. При значительном разряжении в диске не рекомендуется раствор подавать самотеком, - так как это ведет к пульсирующей производительности диска и резкому увеличению диаметра факела распыла. Раствор должен подаваться на диск под небольшим давлением специальным насосом. Это позволяет не только равномерно подать на его на диск, но и осуществить плавную регулировку производительности диска в зависимости от температуры отходящих газов, Перед работой диски вместе с валом должны подвергаться статистической и динамической балансировке.

Для получения больших чисел оборотов диска применяются паровая турбина с противодавлением, быстроходный высокочастотный электродвигатель с редуктором. Паровая турбина обычно применяется мощностью 10-12 кВт при давлении пара 0,8 а m . Число оборотов турбины 140 в секунду. Пар после турбины обычно используется для нагрева воздуха в нагревателях

2.5.Конструкция центробежных дисков

Существуют различные тины центробежных дисков.

Конструкция диска обуславливается его производительностью и свойствами

диспергирумого раствора. К ним нужно отнести: влажность, коррозионные и эрозионные свойства, термочувствительность, вязкость и т.д.

При большой производительности наиболее рационально использовать многоярусные диски, обеспечивающие небольшой факел распыла и повышенную плотность орошения.

Современные конструкции диска грубо можно подразделить на две группы: к первой относятся диски с канавками и лопатками, в которых имеется значительный участок разгона в радиальном направлении пленки жидкости; ко второй группе относятся сопловые чашеобразные диски. В первом случае можно обеспечить большую величину смоченного периметра и, как следствие, равномерный распыл.

3. Технологический расчет

3. 1. Материальный и конструктивный расчет

Дано: