2.3 Определение параметров циклона

Нагнетательный трубопровод соединяется с циклоном через диффузор, который обеспечивает снижение скорости продукто-воздушной смеси при входе в циклон до V_ВX.

Для условия выделения продуктов дробления из смеси в циклоне необходимо обеспечить на входе скорость смеси в пределах 10…15 м/с. Поэтому диффузор изготавливают большего сечения, чем трубопровода, т.е.

,

где С₁h – размеры сечения диффузора.

При этом

V_BX = (10…15), м/с.

В циклоне скорость потока падает из-за увеличения площади сечения корпуса и составляет

V_Ц = (0,3…0,4) V_BX.

Диаметр внутренней трубы циклона , м, по которой выходит воздух, определяется по формуле:

.

Минимально допустимый диаметр корпуса циклона принимают равным

D₁ = 1,5 D₀.

Минимальный диаметр проходного отверстия затвора принимают

D₂ = 0,4 D₀

Высота конуса, завершающего цилиндрическую часть циклона, принимается

H₁ = 0,1 D₀.

Высота цилиндрической основной части циклона принимается

H₂ = 1,25 D₀.

Высота конуса над затвором принимается

H₃ = 1,35 D₀.

Высота воздушной трубы над конусом, завершающим циклон, принимается равной

H₄ = 0,25 D₀.

Диаметр обратного воздуховода для сообщения циклона с камерой измельчения должен быть не меньше d_TP, но обычно принимается по диаметру внутренней трубы циклона D₀.

2.4 Определение параметров шлюзового затвора

Размеры барабана шлюзового затвора определяют из уравнения его производительности

,

где , – диаметр и длина барабана шлюзового затвора;

n_C – частота вращения барабана, рекомендуется в пределах 0,3…1,0 с^-1;

– плотность продуктов измельчения, кг/м³; (таблица 2);

– коэффициент заполнения барабана, = 0,7…0,8. Длина и диаметр барабана принимается = . Тогда

, м.

3 Энергетический расчет

Мощность, необходимая для привода дробилки, определяется из уравнения энергетического баланса:

N = N_И + N_Х + N_ТР, Вт,

где N_И – мощность, потребляемая при измельчении перерабатываемого продукта;

N_Х – мощность холостого хода барабана;

N_ТР – мощность, потребляемая на транспортирование продуктов измельчения.

Мощность, потребляемая на измельчение перерабатываемого материала, определяется как

N_И = ,

где А_ИЗМ – удельная работа измельчения с учетом относительной влажности, Дж/кг.

Удельная работа измельчения А_И, Дж/кг определяется по предложенной проф. Мельниковым С.В. формуле

_,

где С_ПР – безразмерный коэффициент, учитывающий принцип действия рабочих органов при измельчении продукта;

С_V, С_S – размерные коэффициенты, учитывающие вид перерабатываемого корма, его физико-механические свойства, кДж/кг, (таблица 3);

– степень измельчения материала.

Значение определяется по формуле:

,

где D_Э – эквивалентный диаметр зерна (для ячменя D_Э = 4,2 мм, овес – 3,7 мм, рожь – 3,3 мм, пшеница 3,8 мм);

d – размер части измельчаемого корма согласно зоотехническим требованиям (для КРС – не более 3 мм, для свиней – до 1 мм, для птицы – до 2…3 мм).

С учетом относительной влажности энергию на измельчение А_ИЗМ, Дж/кг, можно определить по формуле:

,

где В – действительная влажность зерна (В = 15%).

Мощность, потребляемая на транспортирование продуктов измельчения N_ТР, Вт,

Определяется по формуле

,

где М_Р – момент от сопротивления вращения ротора, ;

n – частота вращения ротора.

Момент от сопротивления вращения ротора М_Р, , находится по формуле

М_Р = М_Д + М_П + М_М,

где М_Д – момент сопротивления дисков ротора, ;

М_П – момент сопротивления пальцев ротора, ;

М_М – момент сопротивления вращения молотков в воздушно-продуктовом слое, .

Значения М_Д, М_П, М_М, , определяются из следующих выражений:

;

;

,

где С_f – коэффициент объемного заполнения зоны измельчения, определяемый силами трения воздушно-продуктового слоя по деталям ротора.

Принимаем . Значение – толщина воздушно-продуктового слоя, принимается равной h = 0,03…0,05 м, в зависимости от секундной подачи Q материала.

n – частота вращения ротора, мин^-1;

– плотность воздуха, кг/м³, =1,29 кг/м³;

r_Д – радиус дисков, м; r_Д = 1,15 R_п;

Z_Д – количество дисков, Z_Д = 6;

Z_П – количество пальцев, шт; Z_П = J;

Z – количество молотков;

d – диаметр пальцев, м; d = 0,02, м;

– длина пальцев, м;

Длину пальцев , м, находится по формуле:

= L + 0,005

Расстояние от оси вращения до центра тяжести молотков , м, находится по формуле

= R_п +

Мощность на привод дробилки в режиме холостого хода N_Х, Вт, определяется по формуле:

N_X = N_АЭР + N_ТРАНС + N_{C. ДР},

где N_АЭР – энергия, расходуемая на создание воздушного потока ротором дробилки, Вт;

N_ТРАНС – энергия, расходуемая на преодоление сил трения в подшипниках, трансмиссию и скольжение эл.двигателя, Вт;

N_{C. ДР} – энергия на создание турбулентности, преодоления сопротивлений при движении воздуха, Вт.

Ввиду трудности расчетов можно принять, что:

N_X = (0,1…0,15)N_И