3. Расчет и выбор вспомогательного оборудования и коммуникации

3.1 Бункер-питатель

Бункер-питатель используется для дозирования влажного опила в сушилку.

Производительность по влажному опилу, , кг/с 0,53

Относительная влажность опила, ω_он, % 44

Абсолютная влажность опила, ω_ан, % 78,57

Насыпная плотность влажного опила при ω_ан=78,57 %:

_н=138,93 кг/м³ [2, табл. 3].

Объем бункера-питателя:

V= _н=3000,53/138,93=1,14 м³

где  – продолжительность, необходимая для аварийного отключения ленточного транспортера, подающего опил в бункер, =5 мин.

По ГОСТ 9931-61 выбираем бункер емкостью 1,25 м³, диаметром 1200 мм, высотой 1470 мм [1, табл. 79].

3.2 Ленточный транспортер - 1

Ленточный транспортер перемещает влажный опил от бункера-хранилища в бункер-питатель.

Производительность транспортера, , кг/с 0,53

Насыпная плотность опила при ω_ан=78,57 %, _н, кг/м³ 138,93

Характеристика ленточного транспортера

Транспортер на трех роликовых опорах и на подшипниках скольжения.

Длина, L, м 30

Угол наклона к горизонту, , град 8

Выбираем плоскую ленту шириной В=0,5 м , которая принимает форму желоба благодаря трем роликовым опорам.

Объемная производительность транспортера:

V= /_н=0,53/138,93=38,1510^-4 м³/с.

Скорость движения ленты при V=38,1510^-4 м³/с:

W=V/0,16B²c tg(0,35)=38,1510^-4/0,160,5²1tg(0,3540)=0,38 м/с,

где с=1 при =8, =40 для опила.

Мощность на приводном валу транспортера:

N₀=(KLW+0,5410^-3 L+10,110^-3 Н) К₁К₂= (3·0,018300,38+0,5410^-30,5330+10,110^-30,534,7)1,121,07=0,77 кВт,

где H=Lsin=30·sin9=4,7 м; K=0,018 при В=0,5 м; К₁=1,12 при L=30 м; К₂=1,07.

Установочная мощность электродвигателя:

N=K₀N₀/=1,20,77/0,9=1,03 кВт. Принимаем электродвигатель по N=1,5 кВт [5, табл. 17] типа 4А80А2

N=1,5 кВт.

Принимаем ленточный транспортер:

L=30 м, =9, В=500 мм, w=0,38 м/с, N=1,5 кВт.

3.3 Пневмотранспортная установка

Пневмотранспортная установка перемещает высушенный опил в циклон. Установка всасывающее-нагнетательня включает пневмопровод, пылевые затворы, циклон-разгрузитель, вентилятор.

Температура, t, С 50

Плотность берёзовой стружки при w_ак=25%, _м, кг/м³ 670

Производительность по опилу, G_к, кг/с 0,526

Плотность воздуха при t=50^оС:

_t=_o273/(273+t)=1,29·273/(273+50)=1,09 кг/м³

Производительность пневмопровода по транспортируемой стружке:

= _кK_н=0,371·1,15=0,43 кг/с,

где К_н – подача опила в пневмопровод через шлюзовой питатель; К_н=1,15.

Скорость воздуха в горизонтальном пневмопроводе:

w_пн=[K(4 -W_в/W_м+0,01_м+b)](1,2/_t2)^0,5=[1,05(4·0,7-1,18+0,01·670+9](1,2/1,09)^0,5=19,1 м/с,

где К=1,05; W_в/W_м=1/А; А=0,95; b=8 [3, табл. 1]; r_м=670 кг/м³ – насыпная плотность опила при w_а2=25 % [2, табл. 5].

Расход воздуха пневмотранспортной установки:

V= /( _t2)=0,43/0,7·1,09=0,56 м³/с.

Диаметр пневмопровода:

d= 0,19 м.

Выбираем стандартный диаметр газохода 200×0,5 мм [5, табл.2] D=0,199 м.

Фактическая скорость парогазовой смеси:

w=V/0,785d²=0,56/0,7850,199²=18,01 м/с.

Критическая скорость воздуха:

w_кр=5,6d^0,34d_э(ρ_м/ρ_t)^{0,5 0,25}=5,6·0,199^0,34·0,0023^0,36·(670/1,09)^0,5·0,7^0,25=7,97 м/с.

Фактически скорость воздуха w=18,01 м/с больше критической w_кр=7,97 м/с. Следовательно, стружка будет транспортироваться, не оседая на дно горизонтального участка трубопровода.

Критерий Рейнольдса:

Re=wd_t/_t=18,010,1991,09/19,4510^-6=200850.

Коэффициент трения l определяем для гладкой трубы по Re=200850 и по [1, рис. 5] l=0,0158.

Длина пневмопровода принимается ориентировочно по рис.1:

L=l₁+ l₂+ l₃+ l₄+ l₅+ l₆=10+20+15+20+30+8=103 м.

Местные сопротивления принимаем по [5, табл. 12] и рис. 1:

вход в трубу _вх=1 3 шт.

отводы при =90 _от=0,39 6 шт.

переход с круглого сечения на

прямоугольный (вход в циклон) _п=0,21 1 шт.

заслонка _з=1,54 1 шт.

вход и выход из вентилятора _в=0,21 2 шт.

=3_вх+6_от+_п+_з+2_в =31+60,39+0,21+1,54+20,21=7,51.

Потери давления при движении чистого воздуха:

_в=(1+(L/d)+)(w²_t/2)=(1+(0,0158103/0,199)+7,51)(18,01²1,09/2)=2950 Па.

Потери, возникающие при движении материала по пневмопроводу:

_мат=_Y lw²_t /d=0,50,0150,73018,01²1,09/0,199=279,8 Па.

Потери давления на поддержание материала в псевдоожиженном состоянии для мелких частиц:

_под=Hg _t =201,099,80,7=149,5 Па, где H-сумма всех вертикальных участков.

Потери давления на разгон материала при загрузке его в пневмопровод:

_разг=_разг (0,5w²_t)=1,50,7(0,518,01²1,09)=185,6 Па.

Общее гидравлическое сопротивление пневмотранспортной установки:

_пн=_в+_м+_под+_разг+_ц=2950+279,8+149,5+185,6+116,8=3681,7 Па.

Приведённое сопротивление:

_пр=_пн(273+t)_o/273(_o+_пн)=3681,7(273+50)*0,9998*10⁵/273(0,9998*10⁵+ 3681,7)=4201,3 Па.

Объёмная производительность вентилятора:

V_в=1,12*V=1,12*0,62=0,69 м³/с=2,5 тыс м³/ч

По объёмной производительности V_в=2,5 тыс м³/ч, _пр=4201,3 Па и =0,7 кг/кг выбираем вентилятор высокого давления по рис.12 [3] типа ВВД№8 V=2,5 тыс м³/ч, =4,2 кПа, η=0,5, n=26,6 c^-1.

Установочная мощность электродвигателя:

N_э=βV_пр/1000=1,15*0,69*4201,3/1000*0,5=6,67 кВт

Выбираем электродвигатель по табл.17 [3] типа ВАО-51-2, N=10 кВт, η_дв=0,87