123914 (689707), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

где Н_и – высота изделия, м;

h – расстояние от низа изделия до зеркала ванны (принимаем h = 0,3 м).

Н_в = 1,42 + 2*0,3 = 2,02 м.

Принимаем Н_в = 2 м. Полная высота ванны осаждения с учетом установки ее на отметке 0,5 м от пола :

Н_вп = Н_в + 0,5; (3.8)

Н_вп = 2 + 0,5 = 2,5 м.

Высотная отметка монорельса при нижнем положении изделия

Н_м.н. = h_н + H_и + h_п, (3.9)

где h_н – расстояние от уровня пола до изделия (принимаем h_н = 0,8 м);

h_п – расстояние от верха изделия до монорельса (принимаем h_п = 1 м).

Н_м.н. = 0,8 + 1,42 + 1 = 3,22 м.

Высотная отметка монорельса при верхнем положении изделия и зазоре, равном 0,2 м

Н_м.в. = Н_вп + Н_и + h_п + 0,2; (3.10)

Н_м.в. = 2,5 + 1,42 + 1 + 0,2 = 5,12 м.

Разность высот монорельса

Н₁ = Н_м.в. – Н_м.н; (3.11)

Н₁ = 5,12 – 3,22 = 1,9 м.

Объем ванны осаждения

V_в = L_в*В_в*Н_в*0,8; (3.12)

V_в = 16*2,3*2*0,8 = 58,9 м³.

Принимаем V_в = 60 м³. Ширина транспортного проема

В_т.п. = В_и + 2*В_з, (3.13)

где В_з – расстояние между изделием и проемом (принимаем В_з = 0,15 м).

В_т.п. = 1,68 + 2*0,15 = 1,98 м.

Высота транспортного проема

Н_т.п. = Н_и + 2*h₁, (3.14)

где h₁ – расстояние по высоте от входного проема до изделия, h₁ = 0,1 – 0,15 м.

Н_т.п. = 1,42 + 2*0,15 = 1,72 м.

Высота установки электроосаждения Н_у = 6 м.

б) Расчет вентиляционных систем.

Объем приточного воздуха за 1 ч, м³ ,

V_пр = n*V_з.ос., (3.15)

где n – кратность обмена воздуха в установке за 1 ч (принимаем n = 50);

V_з.ос. – объем зоны осаждения (над ванной), м³.

V_з.ос. = L_в*(В_в + В₁)*(Н_м.в. – Н_вп); (3.16)

V_з.ос. = 16*(2,3 + 1)*(5,12 – 2,5) = 137,3 м³.

V_пр = 50*137,3 = 6865 м³/ч.

Принимаем вентилятор с напором Р = 700 Па

Выбираем вентилятор Ц 4–70 № 5 со следующей характеристикой [6, с.151]:

Q = 7000м³/ч; Р = 700 Па; η = 0,75; ω = 150 с^-1.

Требуемая мощность электродвигателя

N = Q*P*K_з/3600*1000*η*η_п*η_р, (3.17)

где Q – производительность вентилятора, м³/ч;

Р – давление вентилятора, Па;

К_з – коэффициент запаса;

η, η_п, η_р – соответственно КПД вентилятора, привода и зубчатой передачи.

N = 7000*700*1,1/3600*1000*0,75*0,96*0,95 = 2,18 кВт.

Выбираем электродвигатель типа АО2–22–4 со следующей характеристикой [6, с.173]:

N = 2,2 кВт; n = 1500 мин^-1.

в) Расчет системы перемешивания.

Внешняя система перемешивания.

Подачу насоса для циркуляции V_нц выбирают в расчете на двух- трехкратный обмен лакокрасочного материала в ванне за 1 ч:

V_нц = 2*V_в; (3.18)

V_нц = 2*60 = 120 м³/ч.

Подбираем циркуляционный насос ОХ6–70ГС–2 со следующей характеристикой [9, с.14]:

Q = 132,2 м³/ч;

η = 0,75.

Насос комплектуем электродвигателем АО12–55–8 со следующей характеристикой [9, c.14]:

N_н = 250 кВт; n = 750 мин^-1.

Диаметр нагнетательной трубы от насоса в ванну

d_н = (V_нц/(3600*υ_л*0,785))^0,5, (3.19)

где υ_л – скорость движения лакокрасочного материала по трубе (принимаем υ_л = 2 м/с ).

d_н = (120/(3600*2*0,785))^0,5 = 0,15 м.

Внутренняя система перемешивания. Расчетная производительность V мешалок для лакокрасочного материала зависит от его вида и кратности обмена – минимальный (10) или максимальный (60) за 1 ч. При числе мешалок n = 2

V_min = 10*V_в/n; (3.20)

V_max = 60*V_в/n; (3.21)

V_min = 10*60/2 = 300 м³/ч.

V_max = 60*60/2 = 1800 м³/ч.

Диаметр трубы для слива лакокрасочного материала, м,

d_сл = (8*f*(H_ж)^0,5/(τ*α*π*(2g)^0,5))^0,5, (3.22)

где f – площадь поперечного сечения трапецеидальной ванны, м²;

Н_ж – уровень жидкости в ванне, м;

τ – продолжительность слива, с;

α – коэффициент расхода (принимаем α = 0,62);

g – ускорение свободного падения.

d_сл = (8*22*(2,1)^0,5/(1800*0,62*3,14*(2*9,81)^0,5))^0,5 = 0,128 м.

г) Тепловой расчет зоны электроосаждения.

Количество теплоты, выделяющейся в процессе электроосаждения

Q = q*G_f, (3.23)

где q – количество теплоты выделяющейся в процессе электроосаждения с 1 м² поверхности изделия, q = 0,4…0,8 МДж/ч;

G_f – производительность по окрашиваемой поверхности, м²/ч.

Q = 0,67*4800 = 3216 МДж/ч.

Потери теплоты в зоне осаждения складывается из потерь на нагревание изделия Q₁ и на испарение влаги Q₂

Потери теплоты на нагревание изделия

Q₁ = G_m*c_и*∆t, (3.24)

где G_m – производительность по массе изделий, кг/ч;

с_и – удельная теплоемкость изделия (для стали с_и = 0,48кДж/(кг*°С));

∆t – температура нагрева изделий (принимаем ∆t = 5°С).

Q₁ = 18000*0,48*5 = 43,2 МДж/ч.

Потери тепла на испарение влаги

Q₂ = g_в*F₁*r, (3.25)

где g_в – масса влаги, испаряющейся за 1 ч с 1 м² зеркала ванны (принимаем g_в = 0,18…0,22 кг/м²*ч);

F₁ – площадь зеркала ванны (F₁ = 16*2,3 = 36,8 м²);

r – теплота парообразования воды, r = 2258 кДж/кг.

Q₂ = 0,2*36,8*2258 = 16,6 МДж/ч.

Сумма потерь теплоты при эксплуатации

∑Q_n = (Q₁ + Q₂)*к_з, (3.26)

где к_з – коэффициент запаса, к_з = 1,1 – 1,3.

∑Q_n = (43,2 + 16,6)*1,2 = 71,8 МДж/ч.

Количество теплоты, выделяющейся в процессе электроосаждения без учета потерь теплоты при эксплуатации

Q₃ = Q – ∑Q; (3.27)

Q₃ = 3216 – 71,8 = 3144,2 МДж/ч.

Расход воды на охлаждение лакокрасочного материала

G_в = Q₃/(c*∆t́), (3.28)

где ∆t́ – разность температур воды на входе и выходе из теплообменника (принимаем ∆t́ = 20 – 10 °С);

с_в – удельная теплоемкость воды, с_в = 4,19 кДж/(кг*°С).

G_в = 3144,2*10^-3/(4,19*10) = 75040 кг/ч.

Расчетная поверхность теплообмена

F́ = Q₃/(к*∆t́), (3.29)

где к – коэффициент теплопередачи (принимаем к = 1,17 МВт/(м²*°С)).

F́ = 3144,2/(1,17*10) = 268,7 м².

д) Расчет системы промывки.

Зона первой промывки. Для удаления с изделия избытка лакокрасочного материала и пены в зоне электроосаждения устанавливаем один контур промывки с форсунками типа ФК – 01. Для промывки используем деминерализованную воду, поступающую непосредственно из сети. Вода стекает в ванну электроосаждения. На контуре 14 форсунок (10 запасных). Производительность форсунки 0,54 м³/ч при давлении 0,1МПа

Расход воды через форсунки контура

Q_в = n*q_ф, (3.30)

где n – количество форсунок,

q_ф – производительность форсунки, м³/ч.

Q_в = 4*0,54 = 2,16 м³/ч.

Зона второй промывки. Для подачи ультрафильтрата устанавливаем десять контуров, в каждом по 16 насадков типа НП – 01 производительностью 0,42 м³/ч при давлении 0,07 МПа. Общий расход ультрафильтрата рассчитываем по формуле (3.30)

Q_уф = 0,42*10*16 = 67,2 м³/ч.

Зона третьей промывки.

Для подачи воды устанавливаем десять контуров, в каждом по 16 насадков типа НП – 01 производительностью 0,42 м³/ч при давлении 0,07 МПа.

Общий расход воды рассчитываем по формуле (3.30)

Q_в = 0,42*10*16 = 67,2 м³/ч.

Определим расход свежей воды из расчета 8 л на 1 м² окрашиваемой поверхности (с учетом заданной производительности G_F = 4800 м²/ч ):

Q_св.в. = 4800*0,008 = 38,4 м³/ч.

3.2 Расчет конвективной сушильной установки для сушки первого слоя грунта [7]

а) Определение размеров сушильной камеры.

Ширина транспортного проема

b₁ = b + 2*b₂, (3.31)

где b – ширина изделия, b = 1,62 м;

b₂ – зазор по ширине между изделием и проемом, b₂ = 0,15 м [1].

b₁ = 1,68 + 2*0,15 = 1,98 м ≈ 2 м.

Высота транспортного проема

h₁ = h + 2*h₂, (3.32)

где h – ширина изделия, h = 1,42 м;

h₂ – зазор по высоте между изделием и проемом, h₂ = 0,1 м [1].

h₁ = 1,42 + 2*0,1 = 1,62 м ≈ 1,7 м.

Ширина камеры (с учетом размещения воздуховодов)

В = b + b_воз, (3.33)

где b_воз – зазор по ширине между изделием и стенкой установки равный 0,7 м в соответствии с ГОСТ 23093–78.

В = 1,68 + 2*0,7 = 3,08 м ≈ 3,1 м.

Длина камеры

L = τ*υ + 2*L_T, (3.34)

где τ – время сушки, τ = 30 мин;

υ – скорость конвейера, υ = 1,2 м/мин;

L_Т – длина тамбура, L_Т = 1,5м.

L = 1,2*30 +2*1,5 = 39 м.

Высота камеры

Н = h + 0,8 + 1,32; (3.35)

Н = 1,42 + 0,8 + 1,32 = 3,54 м ≈ 3,6м.

Размеры проема в месте прохождения конвейера с учетом размеров каретки

b_з = 0,3 м; h_з = 0,4 м.

Площадь транспортного проема

F_пр = b₁*h₁ + (b₁ + b_з)/2*(1,32 – h₂ – h_з) + b_з*b_з; (3.36)

F_пр = 2*1,7 + (2 + 0,3)/2*(1,32 – 0,1 – 0,4) + 0,3*0,4 = 4,7 м².

Поверхность стен сушильной камеры

F₁ = 2*(L + B)*H – 2*F_пр; (3.37)

F₁ = 2*(39 +3,1)*3,6 – 2*4,7 = 294 м².

Поверхность потолка и пола сушильной камеры

F₂ = 2*L*B; (3.38)

F₂ = 2*39*3,1 = 242 м².

Поверхность наружных воздуховодов

F₃ = 2*L; (3.39)

F₃ = 2*39 = 78 м².

б) Расход теплоты в сушильной камере.

Тепловые потери через внешние ограждения камеры

W₁ = (F₁*k₁ + F₂*k₂ + F₃*k₃)*(t_c – t_н), (3.40)

где t_с – температура сушки, t_с = 180 °С;

t_н – температура воздуха в цехе, t_н = 15°С.

В качестве теплоизоляции выбираем минеральную вату (слой толщиной 0,08 м). Тогда коэффициенты теплопередачи [1, с. 217], кДж/(м²*ч*°С)

k₁ = k₂ = 3,73; k₃ = 7,54.

W₁ = (294*3,73 + 242*3,73 + 78*7,54)*(180 – 15) = 294489 кДж/ч.

Расход тепла на нагрев изделий и транспорта

W₂ = G_изд*с_изд*(t_2изд – t_н) + G_тр*с_тр*(t_2тр – t_н), (3.41)

где G_изд – производительность установки по массе изделий, G_изд=18000 кг/ч; с_изд, с_тр – удельная теплоемкость изделий и транспорта, с_изд = с_тр = 0,48 кДж/(кг*°С); G_тр – производительность установки по массе транспортных средств, G_тр = 3800 кг/ч; t_2изд и t_2тр – соответственно, температура изделия и транспорта на выходе из сушильной камеры.

Значения t_2изд и t_2тр рассчитываем по формуле (3.42)

τ = S*ρ*c_изд/(k*α)*2,3*lg[(t_c – t_н)/(t_c – t₂)] , (3.42)

где S – толщина нагреваемого изделия, м;

ρ – плотность нагреваемого изделия, ρ = 7800 кг/м³;

k – коэффициент формы, k = 1;

α – коэффициент теплоотдачи от воздуха к изделию, (принимаем α = 29,3 кДж/(м²*ч*°С)) [1, с. 217];

t₂ – температура изделия при выходе изделия из камеры, °С.

Учитывая, что S_изд = 0,0014 м; S_тр = 0,005 м, тогда

0,5 = 0,0014*7800*0,48/(1*29,3)*2,3*lg[(180 – 15)/(180 – t_2изд)];

0,5 = 0,005*7800*0,48/(1*29,3)*2,3*lg[(180 – 15)/(180 – t_2тр)].

Решая эти уравнения, получим

t_2изд = 170 °C и t_2тр = 105°С.

W₂ = 18000*0,48*(170 – 15) + 3800*0,48*(105 – 15) = 1503360 кДж/ч.

Расход теплоты на нагрев и испарение воды с изделий

W₃ = G_в*[c_в*(t_c – t_н) + r], (3.43)

где G_в – масса воды, поступающая с изделиями в камеру, кг/ч;

r – теплота испарения воды, r = 2400 кДж/кг [2, с.516].

G_в = G_уд*F_изд, (3.44)

где G_уд – масса воды на 1 м² поверхности изделия (в зависимости от группы сложности изделия принимают G_уд = 0,05…0,15), кг/м²;

F_изд – производительность установки по обрабатываемой поверхности изделий, F_изд = 4800 м²/ч.

G_в = 0,1*4800 = 480 кг/ч.

Характеристики

Список файлов курсовой работы