123914 (689707), страница 4

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

Текст из файла (страница 4)

W₃ = 480[4,19*(180 – 15) + 2400] = 1483848 кДж/ч.

Расход теплоты на нагрев свежего воздуха

W₄ = G_воз*с_воз*(t_c – t_н), (3.45)

где G_воз – масса воздуха, врывающегося через открытый проем в сушильную камеру, кг/ч;

с_воз – удельная теплоемкость воздуха, с_воз = 1 кДж/(кг*°С).

Масса воздуха, врывающегося через открытые проемы G_воз, при наличии воздушных завес, если принято, что G_зав/G_воз = 1 (где G_воз = G_зав – масса воздуха подаваемого на воздушную завесу) рассчитывается по формуле (3.46) [1, с. 235]

G_воз = G_зав = 2/3*3600*μ*b₁*h_нл*(2*g*h_нл*(ρ_н – ρ_вн)*ρ_см)^0,5, (3.46)

где μ – коэффициент расхода воздуха через проем при наличии завесы;

h_нл – расстояние от нейтральной линии до низа проема, м;

ρ_н, ρ_вн, ρ_см – соответственно плотность воздуха в цехе, в установке и проеме, кг/м³.

Коэффициент μ зависит от типа завесы (односторонняя или двухсторонняя), а так же от соотношения G_зав/G_воз и F_щ/F_пр (где F_щ – площадь щели завесы, через которую выходит воздух, м²) и угла выхода струи завесы к плоскости проема.

Для расчета принимаем: размеры щели воздушной завесы 2,42 x 0,015 м (завесу устанавливаем по всей высоте проема с двух сторон); угол выхода струи завесы к плоскости проема α = 45°; температура смеси в проеме 75 °С. Тогда плотность воздуха будет равна, кг/м³ ρ_н = 1,226; ρ_вн = 0,946; ρ_см = 1,013 [2, с.10].

F_щ/F_пр = 2*b́/b́́́ ́, (3.47)

где b́ – ширина щели, м;

b́ ́ – приведенная ширина проема, м.

b́́ ́ = F_пр/h_пр, (3.48)

где h_пр – суммарная высота проема, м.

h_пр = 1,32 + h + h₂; (3.49)

h_пр = 1,32 + 2,42 + 0,1 = 3,84 м.

b́́ ́ = 4,7/3,84 = 1,22 м.

F_щ/F_пр = 2*0,015/1,22 = 1/40,6.

Расстояние от нейтральной линии до низа проема

h_нл = F_пр/2*b₁; (3.50)

h_нл = 4,7/2*2 = 1,8 м.

С учетом вышеуказанных условий получаем μ = 0,160 [4, с.40].

G_воз = G_зав = 2/3*3600*0,160*2*1,18*(2*9,81*1,18*(1,226 – 0,946)*1,013)^0,5 = 2322 кг/ч.

Расход воздуха через два проема

Ǵ_воз = 2*G_воз = 2*2322 = 4644 кг/ч.

Объемный расход воздуха через два проема

V_воз = Ǵ_воз/ρ_воз, (3.51)

где ρ_воз – плотность воздуха, ρ_воз = 1,226 кг/м³.

V_воз = 4644/1,226 = 3788 м³/ч.

W₄ = 4644*1,0*(180 – 15) = 766260 кДж/ч.

Общий расход теплоты

∑W = (W₁ + W₂ + W₃ + W₄)*k_з, (3.52)

где k_з – коэффициент запаса, k_з = 1,2 [1, с. 218].

∑W = (294489 + 1503360 + 1483848 + 766260)*1,2 = 4857549 кДж/ч.

в) Расчет горения топлива.

Теоретический объем продуктов сгорания при сжигании 1 м³ газа

V_ог = 1,14*Q^н_р/(4,19*1000) + 0,25, (3.53)

где Q^н_р – теплота сгорания газа, Q^н_р = 35200 кДж/м³.

V_ог = 1,14*35200/(4,19*1000) + 0,25 = 9,83 м³/м³.

Теоретический объем воздуха, необходимый для сжигания 1 м³ газа

V_ов = 1,09*Q^н_р/(4,19*1000) – 0,25; (3.54)

V_ов = 1,09*35200/(4,19*1000) – 0,25 = 8,9 м³/м³.

Действительный объем воздуха, подаваемый для сжигания 1 м³ газа

V_в = α* V_ов, (3.55)

где α – коэффициент избытка воздуха, α = 1,05…1,15 [1, с. 220].

V_в = 1,15*8,9 = 10,2 м³/м³.

Действительный объем продуктов сгорания

V_г = V_ог + (α – 1)*V_ов; (3.56)

V_г = 9,83 + (1,15 – 1)*8,9 = 11,17 м³/м³.

Удельная энтальпия продуктов сгорания

I_пс = (Q^н_р*η)/V_г, (3.57)

где η – КПД топки, η = 0,8.

I_пс = 35200*0,8/11,17 = 2521 кДж/м³.

Количество воздуха, необходимое для разбавления 1 м³ дымовых газов до температуры сушильного агента (принимаем температуру сушильного агента t_са = 400 °С)

X = (I_пс – I_пг)/(I_в – 1,3*t_н), (3.58)

где I_пг, I_в – соответственно энтальпия продуктов горения и воздуха, при t_са = 400 °С, кДж/м³.

X = (2521 – 564)/(535,9 – 1,3*15) = 3,8 м³/м³.

Расход воздуха на разбавление дымовых газов, получаемых при сгорании 1м³ газа

V_см = V_г*Х; (3.59)

V_см = 11,17*3,8 = 42,5 м³/м³.

Количество воздуха, идущее на горение и разбавление дымовых газов

V_α = V_в + V_см; (3.60)

V_α = 10,2 + 42,5 = 52,7 м³/м³.

г) Подбор вентиляторов, топки и горелок.

Объем свежего сушильного агента, поступающего из топки

V_са = ∑W/(I_са – I_ух), (3.61)

где I_са – энтальпия сушильного агента (принимаем равной энтальпии воздуха при температуре t_са = 400 °С, кДж/м³);

I_ух – энтальпия газовоздушной смеси на выходе из сушильной камеры (при температуре сушки t_с = 180 °С), кДж/м³.

V_са = 4857549/(535,9 – 143,4) = 12376 м³/ч.

Объем продуктов сгорания газа, необходимый для ведения процесса

V_пс = V_са*( I_са – 1,3*t_н)/( I_пс – 1,3*t_н); (3.62)

V_пс = 12376*(535,9 – 1,3*15)/(2521 – 1,3*15) = 2555 м³/ч.

Объем рециркулируемой газовоздушной смеси

V_рец = V_са*(I_са – I_гс)/(I_гс – I_ух), (3.63)

где I_гс – энтальпия сушильного агента в момент смешения с рециркулируемой газовоздушной смесью (t_гс = t_с + 20…30 °С, принимаем t_гс = 200 °С, тогда I_гс = 183 кДж/м³ ).

V_рец = 12376*(535,9 – 183)/(183 – 143,4) = 110290 м³/ч.

Производительность рециркуляционного центра

V_рец.ц = (V_рец. + V_са)*(273 + t_гс)/(273 + t_н); (3.64)

V_рец.ц = (110290 + 12376)*(273 + 200)/(273 + 15) = 201462 м³/ч.

Производительность вытяжного центра

V_вц = (V_воз + V_са)*(273 + t_ух)/(273 + t_н); (3.65)

V_вц = (3788 + 12376)*(273 + 180)/(273 + 15) = 25425 м³/ч.

На сушилке устанавливаем два рециркуляционных вентилятора. Принимаем напор вентиляторов Р = 800 Па.

Выбираем рециркуляционный вентилятор Ц4 – 76 №16 со следующей характеристикой [6, с.155]

Q = 103000 м³/ч; Р = 800 Па; η = 0,72; ω = 60 с^-1.

Требуемую мощность электродвигателя рассчитываем по формуле (3.17)

N = 103000*800*1,1/(3600*1000*0,72*0,96*0,95) = 38,3 кВт.

Выбираем электродвигатель АО2–91–8 [6, с.173].

N = 40 кВт; n = 750 мин^-1.

На сушилке устанавливаем два вытяжных вентилятора, которые одновременно подают воздух на воздушные завесы. Производительность одного вентилятора

V₁ = (V_зав + V_воз + V_са)*(273 + t_ух)/((273 + t_н)*2); (3.66)

V₁ = (3788 + 3788 + 12376)*(273 + 180)/((273 + 15)*2) = 15691 м³/ч.

Принимаем напор вентиляторов Р = 800 Па.

Выбираем вентилятор Ц4–76 №8 со следующей характеристикой [6, с.152]

Q = 16000 м³/ч; Р = 800 Па; η = 0,84; ω = 100 с^-1.

Требуемую мощность электродвигателя рассчитываем по формуле

N = 16000*800*1,1/(3600*1000*0,84*0,95*0,96) = 5,1 кВт.

Выбираем электродвигатель АО2–51–6 [6, с.173]

N = 5,5 кВт; n = 1000 мин^-1.

Расход газа в сушильной установке

В = V_пс/V_г; (3.67)

В = 2555/11,17 = 229 м³/ч.

Объем топки

V_т = B*Q^н_р/(4*10⁶); (3.68)

V_т = 229*35200/(4*10⁶) = 2 м³.

Принимаем к установке круглую топку

Для сжигания газа выбираем 4 горелки инжекциооные [5, с.216] с производительностью 20 – 60 м³/ч.

Расход воздуха, подаваемого в топку на горение и смешение

V_вт = V_α*B; (3.70)

V_вт = 52,7*229 = 12068 м³/ч.

Принимаем напор вентилятора Р = 2500 Па.

Выбираем вентилятор ЦП7–40 №6,3 со следующей характеристикой [6, с.165]

Q = 12100 м³/ч; Р = 2500 Па; η = 0,5; ω = 200 с^-1.

Требуемую мощность электродвигателя рассчитываем по формуле

N = 12100*2500*1,1/(1000*3600*0,5*0,96*0,95) = 20,3 кВт

Выбираем электродвигатель типа АО2–71–2 [6, с.173]

N = 22 кВт; n = 3000 мин^-1.

3.3 Расчет камеры охлаждения [7]

Время принудительного охлаждения изделий

τ = 60*с*m*[ln(t₀ - t_ср) – ln(t_k - t_ср)]/(F*α), (3.71)

где с – теплоемкость изделия (теплоемкость стали с = 0,48 кДж/кг);

m – масса изделия, m = 300 кг; t₀ – начальная температура изделия, t₀ = 170 °C; t_ср – температура охлаждающего воздуха на входе в камеру, t_ср = 18 °С; t_k – конечная температура изделия, t_k = 40 °C;

F – поверхность участвующая в теплообмене, F = 80 м²;

α – коэффициент теплоотдачи при принудительном охлаждении, α = 190 кДж/(м²*ч*°С).

τ = 60*0,48*300*[ln(170 – 18) – ln(40 – 18)]/(80*190) = 1 мин.

Ширина камеры охлаждения

В = b + 2*(0,15 + b₁ + 0,1), (3.72)

где b₁ – ширина воздуховодов для подачи холодного воздуха.

В = 1,68 + 2*(0,15 + 0,45 + 0,1) = 3,08 м ≈ 3,1 м.

Высота камеры охлаждения

Н = h + d₁ + 0,1, (3.73)

где d₁ – высота воздуховодов для подачи холодного воздуха, d₁ = 0,75 м.

Н = 1,42 + 0,75 + 0,1 = 2,27 м ≈ 2,3 м.

Длина камеры охлаждения

L = υ*τ + l, (3.74)

где l – длина изделия, l = 4,35 м.

L = 1,2*1 + 4,35 = 5,55 м ≈ 5,6 м.

Производительность приточного вентилятора

V_пр = (G_изд*c + G_тр*c)*(t₀ – t_k)/(с_в*(t_ух – t_ср)), (3.75)

где t_ух – температура воздуха на выходе из камеры охлаждения, t_ух = 35 °С.

V_пр = (18000*0,48 + 3800*0,48)*(170 – 40)/(1,0*(35 – 18)) = 80019 м³/ч.

Принимаем напор вентилятора Р = 950 Па.

Выбираем вентилятор Ц4–76 №16, со следующей характеристикой [6, с.155]

Q = 82000 м³/ч; Р = 950 Па; η = 0,82; ω = 60 с^-1.

Требуемую мощность электродвигателя рассчитываем по формуле (3.17)

N = 82000*950*1,1/(1000*3600*0,82*0,96*0,9) = 33,5 кВт.

Выбираем электродвигатель типа АО2–82–8 [6, с.173]

N = 40 кВт; n = 750 мин^-1.

Производительность вытяжного вентилятора

V_выт = V_пр + 2*(b + 0,3)*(h + 0,2)*W_пр*3600, (3.76)

где W_пр – скорость воздушного потока в открытых транспортных проемах W_пр = 0,3 м/с .

V_выт = 80019 + 2*(1,68 + 0,3)*(1,42 + 0,2)*0,3*3600 = 86947 м³/ч.

Принимаем напор вентилятора Р = 1000 Па.

Выбираем вентилятор Ц4–76 №16, со следующей характеристикой [6, с.155]

Q = 90000 м³/ч; Р = 1000 Па; η = 0,8; ω = 60 с^-1.

Требуемую мощность электродвигателя рассчитываем по формуле

N = 90000*1000*1,1/(1000*3600*0,8*0,96*0,9) = 40,2 кВт.

Выбираем электродвигатель типа АО2–92–8 [6, с.173]

N = 55 кВт; n = 750 мин^-1.

3.4 Расчет камеры пневматического распыления [1]

а) Определение размеров камеры и проемов.

Ширина камеры без гидрофильтра

В_к = В_и + В₁ + В₂, (3.77)

где В₁ – расстояние от изделия до воздухопромывных каналов, В₁ = 0,85 м;

В₂ – расстояние от изделия до стенки камеры (для камер с поперечным отсосом воздуха В₂ = 0,55 м).

В_к = 1,68 + 0,85 + 0,55 = 3,08 м ≈ 3,1 м.

Длину камеры L_к определяем из условий удобства работы в ней и принимаем равной длине гидрофильтра (2400;3400;4200 мм). L_к = 6м.

Высота камеры

Н_к = H_и + h_п, (3.78)

где h_п – расстояние от верха изделия до потолка камеры (принимаем h_п = 0,8…1,0 м).

Н_к = 1,42 + 1,0 = 2,42 м ≈ 2,5 м.

Характеристики

Список файлов курсовой работы