Туннельный сушилка теплоноситель аэродинамический

Расчёт аэродинамических соединений. Схема ародинамического тракта такова: из корпусной части сушилки отобранные газы проходят закруглённое колено диаметром 1000 мм, затем следуют по прямой участка трубопровода того же диаметра, после чего газовый поток на подходе к циклонам проходит еще два закруглённых колена (неизменного диаметра) и далее он разветвляется на четыре отвода к входным патрубкам каждого циклона.

Из циклонов очищенные от уносов газы, поступают в сборник и симметричные собирающие тройники, затем проходят два закруглённых колена и через конфузор поступают во всасывающий патрубок вентилятора. Из выхлопного патрубка газы проходят диффузор и через выхлопную трубу диаметром 1000 мм выбрасываются в атмосферу.

Расчётом определяем лишь местные сопротивления. Сопротивления трения в связи с относительной малой протяжённостью газохолодного тракта учитываем 20%-ной надбавкой к сумме местных сопротивлений. Давление (отрицательное), создаваемое выхлопной трубой, в расчёт не вводим, а оставляем его запасным. Расчёт ведем по элементам сопротивления газоходного тракта.

Вход в приёмное отверстие колена:

секундный расход отобранных газов рассчитываем по формуле (5.1):

/c;	(5.1)

сечение трубопровода:

F =	(5.2)

скорость газового потока:

= = = 7 м/с;	(5.3)

плотность газов 075 кг/;

коэффициент местного сопротивления

сопротивление считаем по формуле (5.4):

мм вод. ст. (26,42 Па)	(5.4)

Три главных колена:

коэффициент местного сопротивления

Па.	(5.5)

Разветвление на подходе к циклонам

4,9 Па.	(5.6)

Сопротивление циклонов. По справочным данным для циклонов НИИОГаза считаем по формуле (5.7):

397 Па.	(5.7)

Сопротивление собирающего тройника

13,2 Па.	(5.8)

Два плавных колена на подходе к всасывающему патрубку вентилятора 0,2

10,8 Па.	(5.9)

Конфузор у всасывающего патрубка вентилятора

2,94 Па.	(5.10)

Диффузор у выхлопного патрубка вентиялтора

5,88 Па.	(5.11)

Сумма местных сопротивлений:

= 26,42 + 15,7 + 4,9 + 397 + 13,2 +10,8 + 2,94 + 5,88 = 476,84 Па.	(5.12)

Сопротивление трения - 20% местных сопротивлений:

Па.	(5.13)

Влияние запылённости воздуха учитываем надбавкой по формуле (5.14):

Где К - опытный коэффициент равен 2,2; - концентрация пыли по массе.	(5.14)

Унос дымовыми газами составляет 100 кг/ч.

Часовой расход отработанного теплоносителя составляет кг.

Тогда концентрацию пыли по массе рассчитываем по формуле (5.15):

= кг/кг.	(5.15)

Отсюда:

Па.	(5.16)

С учётом 20% запаса на неучтённые потери принимаем требуемое давление вентилятора по формуле (5.16):

Па.	(5.16)

Заключение

В данном курсовом проекте рассмотрена туннельная сушилка непрерывного действия. Сформованные изделия после сушки подвергаются обжигу, то следует считать наиболее эффективной конструкцией совмещение сушила с печью. По сравнению с конвейерным сушилом, туннельное сушило хуже транспортирует изделия от места формовки к сушилам, а от последних к печам, а так же позволяет осуществить в отдельных случаях безперегрузочную подачу высушенного сырца в конвейерную печь дл обжига, что нельзя сделать на туннельном сушиле.

Список использованных источников

1 Левченко П.В. Расчет печей и сушил силикатной промышленности. - М.: Высш. Шк., 1968. - 368 с.

2 Гинзбург Д.В. Печи и сушила силикатной промышленности. - М.: Промстройиздат, 1963. - 247 с.

3 Кащеев И.Д. Химическая технология огнеупоров. - М.: Интермет Инжиниринг, 2007. - 752 с.

4 Некрасова С.А., Хамидулина Д.Д. Основные требования к верстке технической документации: // Методическое указание по дисциплине " Применение ЭВМ в технологии строительных материалов" для студентов специальности 270106. - Магнитогорск: МГТУ, 2009. -17с.

5 Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии. - М.: Высш.шк., 1997. - 365с.

Большое распространение для сушки керамических изделий массового производства получили туннельные сушилки. Их применяют большей частью для сушки изделий пластического способа формования, они работают непрерывно с соблюдением определенного ритма загрузки в туннель сырых изделий и выгрузки высушенных. Полочные вагонетки с изделиями передвигают вдоль туннеля по наземным или подвесным (монорельсовым) путям с помощью толкателя.

В туннельных сушилках обрабатывают самые разнообразные по форме, массе и структуре изделия строительной керамики: кирпич, черепицу, пустотелые керамические камни, канализационные трубы, санитарно-строительную керамику и др. Каждый вид изделий требует индивидуального режима сушки.

Туннельные сушилки, как и камерные, обычно объединяют в блоки с одним фронтом загрузки и выгрузки вагонеток. Длина одного туннеля составляет 24—38 м, ширина 1,1 —1,6 м, высота от головки рельсов 1,65—1,75 м. Поперечные размеры туннеля для каждого изделия уточняют по размерам принятой вагонетки и виду транспорта с учетом зазора между стенками сушилки и вагонеткой в 30—40 мм. Длина туннеля должна быть кратна длине вагонетки. С торцевых сторон туннеля имеются двухстворчатые на всю ширину туннеля двери, для монорельсовых сушилок — подвесные, опускающиеся вниз в приямок.

С одного конца туннеля подводят сушильный агент, с противоположного— отводят отработавший. Существует несколько вариантов назначения мест подвода и отвода сушильного агента, из которых наиболее равномерное распределение температурных полей по высоте туннеля дает сочетание нижнего сосредоточенного подвода с нижним сосредоточенным отводом. Подвод сушильного агента в блок туннеля и отвод отработавшего осуществляют от подземного центрального подводящего и отводящего каналов, расположенных перед фронтом туннелей.

СУШКА В КАМЕРНЫХ СУШИЛКАХ

Камерные сушилки относятся к сушилкам периодического действия Цикл сушки в них состоит из загрузки сырца, собственно сушки и разгрузки. В период загрузки и разгрузки сырца камеры не работают.

Конструкция камерных сушилок

На кирпичных заводах наиболее распространены камерные сушилки Росстромпроекта (рис. 79). Длина каждой камеры этой сушилки – 10—14 м, ширина 1,3—1,5 м, высота 3,0 м.

Камера снабжена тремя каналами, расположенными ниже уровня пода. Боковые приточные каналы 2 служат для подвода горячего воздуха, средний 3 — вытяжной — для отвода отработанного воздуха.

За счет перекрытия каналов решетчатыми плитами, теплоноситель распределяется по длине камеры.

Горячий теплоноситель, выходящий через отверстия в чугунных плитах боковых каналов, поднимается вверх и, насыщаясь парами воды из высушиваемого изделия, опускается и выходит через дощатое, дырчатое или щелевидное перекрытие в средний канал 3.

За пределами камеры оба приточных канала 1 (рис. 80) объединены в один, соединенный клапаном с центральным приточным каналом.

Вытяжной внутрикамерный канал 2 также соединен клапаном с главным отсасывающим каналом.

Клапаны предназначены для регулирования работы камер. Их делают обычно тарельчатыми в виде чугунного цилиндрического стакана, заделываемого в кладку и крышки.

В несущих продольных стенах камер сделаны выступы для укладки рамок с высушиваемыми изделиями. Толщину стен между камерами делают в 1 или 1,5 кирпича. Стенки, разделяющие каналы внутри камеры, служат основанием для рельсовых путей с колеей шириной 600 мм; по путям перемещаются вагонетки с сырцом при загрузке и разгрузке камер. Перекрытие камер, опирающееся на продольные стены, выполнено в виде сводов из кирпича или железобетонных плит.

Каждая камера сушилки с одного или обоих торцов снабжена плотно закрывающимися двустворчатыми дверями с металлическим каркасом.

Теплоноситель движется от источников тепла до камеры, в самой камере и удаляется в атмосферу принудительно с помощью приточных 4 и вытяжных 2 вентиляторов (рис. 81). Камеры сушилок объединены в блоки, состоящие из 24—30 камер. Эти камеры имеют общие каналы для подвода и отвода теплоносителя. Каждая камера работает циклично и независимо от других.

Особенности сушки в камерных сушилках

Камерные сушилки характеризуются переменным режимом сушки. По мере высушивания кирпича при одном и том же объеме поступающего теплоносителя расход тепла на испарение влаги снижается, температура теплоносителя в камере постепенно повышается, а его относительная влажность понижается.

Внутри камеры движение теплоносителя происходит за счет того, что горячий теплоноситель, как более легкий, устремляется из приточных боковых каналов вверх, охлаждается и одновременно насыщается влагой. Вытесняемый новыми порциями горячего теплоносителя охлажденный теплоноситель, как более тяжелый, опускается вниз к среднему вытяжному каналу. Движение горячего теплоносителя вверх происходит преимущественно вдоль продольных и торцовых стен камеры. По мере остывания газов их движение снизу вверх замедляется.

Часть восходящего потока, перемещающегося ближе к оси камеры, встречает на своем пути среду с более высокой относительной влажностью, быстрее насыщается влагой, охлаждается и, не достигнув подсводового пространства, захватывается нисходящими потоками воздуха. Смешивание восходящих и нисходящих воздушных струй вызывает многократную циркуляцию теплоносителя, чему способствуют также струи горячего воздуха, поступающие из узких щелей подводящих каналов и подхватывающие потоки снижающегося отработанного воздуха. В середине сечения камеры тяжелые влажные частицы воздуха не попадают в обратные потоки и уходят через щели перекрытия среднего канала и по нему в общий отводящий канал.

Вдоль стен камеры струи горячего воздуха, имеющие самую высокую температуру и самую низкую влажность, поднимаются вверх у стен и достигают подсводового пространства. Затем несколько охлажденный и насыщенный влагой горячий воздух захватывается нисходящим потоком. Таким образом, кирпич, находящийся ближе к стенкам камеры и под сводом, подвергаясь воздействию горячих газов с наименьшим насыщением влагой, высыхает значительно быстрее, чем кирпич, находящийся в среднем сечении камеры.

Различная температура и насыщенность среды по поперечному сечению камеры вызывают значительную неравномерность сушки кирпича-сырца. По длине камеры кирпич-сырец также высыхает неравномерно, что происходит либо из-за неправильного распределения отверстий в перекрытиях подводящих каналов, либо их засорения, либо небольшой скорости теплоносителя.

Параметры режима сушки в камерах бывают разными и колеблются в следующих пределах: срок сушки – от 40 до 80 ч и более, температура подаваемого теплоносителя— от 100 до 140° С, температура отработанных газов – 40—50° С. Часовой расход теплоносителя зависит от размера камеры и срока сушки и составляет 1000…4000 ж³.

Температуру в камерах регулируют постепенным открыванием клапанов в подводящем канале. В начальный период сушки – самый опасный в отношении появления трещин – в камеру подается незначительное количество теплоносителя. По мере высыхания кирпича-сырца температуру в камере повышают, открывая шиберы.

Главный недостаток камерных сушилок состоит в неравномерной сушке кирпича-сырца как по длине, так и по сечению камер. Это удлиняет сроки сушки, повышает удельный расход тепла и потери от брака.

Одним из основных требований, предъявляемых к сушилкам, является равномерность сушки изделий по всему объему сушильного пространства. Она определяется коэффициентом неравномерности сушки Кп, т. е. отношением конечных влажностей высушенных изделий, расположенных в различных местах сушилки или вагонетки.

определяется как отношение наибольшей влажности изделий и наименьшей влажности изделия

Значения коэффициента неравномерности сушки К_н в камерных сушилках достигает 3 и более.

Применяют различные методы повышения равномерности сушки. Широко используют способ сушки сырца при увеличенной скорости теплоносителя с подачей его в сушилку в постоянном количестве с самого начала сушки. При этом профиль продольного сечения приточных и вытяжных каналов внутри камер рекомендуется делать с сечением (рис. 82), обеспечивающим равностатическое давление по их длине.

Плиты перекрытий приточных каналов делают в виде чугунных или стальных решеток со щелями, а вытяжные каналы перекрывают иногда деревянными решетками с одинаковым шагом отверстий (рис. 83).

Устройство приточных и вытяжных каналов равного статического давления позволяет подавать теплоноситель, а также отсасывать в одинаковом количестве равномерно по длине камеры на каждом участке.

Чем больше скорость, а, следовательно, количество теплоносителя, проходящего через единицу длины решетки, тем выше кратность и интенсивность циркуляции теплоносителя в поперечном сечении камеры. Это в свою очередь уменьшает неравномерность сушки и снижает удельный расход тепла.

Для увеличения часового расхода теплоносителя в камерах и уменьшения гидравлического сопротивления расширяют на 15— 20 % сечение каналов, ведущих из центрального нагнетательного канала в камеры, увеличивают сечение клапанов на приточных и вытяжных сторонах камер.

При высокой чувствительности к сушке изделий для смягчения режима сушки, некоторого уменьшения расхода теплоносителя и обеспечения требуемой его скорости в камерах применяют рециркуляцию теплоносителя по различным схемам, показанным на рис. 81 и 84.

Эксплуатация камерных сушилок

При эксплуатации камерных сушилок необходимо следить за тем, чтобы:

стены и перекрытия камер не имели щелей и отверстий, двери плотно закрывались;

каналы сушилок не были засорены уносами, а в приточных и вытяжных центральных каналах не было дождевой или грунтовой воды, которая может поступать из почвы;

рельсовые пути в камерах были правильно уложены, исправны и движение вагонеток с сырцом не затруднялось;

выступы в камерах для укладки на них рамок с сырцом были в исправном состоянии и строго горизонтальны;

сушильные рамки не были покоробленными, не имели перекосов, беспрепятственно сходили с пальцев сбрасывающей вагонетки и хорошо укладывались на выступы стен камер.

Перед загрузкой кирпича-сырца в камеры их следует очищать от отходов сырца, свалившегося с рамок, и другого мусора. Распределительные отверстия в перекрытиях подводящих и отводящих каналов должны быть очищены, а поврежденные части перекрытий отремонтированы. Необходимо проверить, плотно ли закрыты клапаны, есть ли цепи для их подъема, герметично ли примыкают пороги к дверям.

При загрузке и разгрузке камер сушилки необходимо соблюдать следующие правила.

Во время съема рамок с кирпичом-сырцом с подъемника сбрасывающей вагонеткой нельзя допускать, чтобы пальцы выгонетки задевали за сырец и портили его.

Кирпич-сырец на сушильных рамках нельзя укладывать сдвоенным вплотную. Зазор между кирпичом-сырцом должен составлять 3—4 см — меньший к концам рамок, больший в средней ее части.

Во время загрузки все клапаны камеры должны быть плотно закрыты, рамки с сырцом следует устанавливать равномерно по 3 на каждый метр длины камеры.

Перед разгрузкой камера должна быть проветрена в течение 10 мин, клапан для входа горячих газов плотно закрыт, а клапан для выхода отработанных газов полностью открыт. По окончании загрузки двери камер следует плотно закрыть с помощью зажимов.

При включении камер на сушку необходимо соблюдать заданные сроки сушки и установленные параметры теплоносителя: температуру и количество поступающего в камеры теплоносителя, влажность отработанного теплоносителя.

В процессе разгрузки камер необходимо контролировать качество получаемых изделий и по результатам контрольного осмотра, выявлять и устранять причины появления брака.

СУШКА В ТУННЕЛЬНЫХ СУШИЛКАХ

Для сушки кирпича и керамических камней широко распространены противоточные туннельные сушилки с горизонтально-продольным направлением теплоносителя. Такие сушилки относятся к сушилкам непрерывного действия.

Конструкция противоточных туннельных сушилок

Каждый туннель противоточной сушилки (рис. 85) представляет собой камеру 1 длиной 30—36 м, высотой 1,4—1,7 м, шириной 1,15— 1,40 м. В туннеле расположен узкоколейный рельсовый путь 2 для передвижения вагонеток с кирпичом-сырцом. На концах туннелей сделаны одно- или двухстворчатые двери 5. Двери делают также одностворчатыми, наклонными, механически открывающимися.

Туннельные противоточные сушилки просты по устройству и конструктивно различаются лишь схемами подвода и отвода теплоносителя, которые бывают нижними или верхними; либо подвод нижний, а отвод верхний, или наоборот; сосредоточенный из одного отверстия или распределенный через ряд отверстий.

Теплоноситель подводят и отводят через отверстия, расположенные в конце туннеля со стороны выгрузки кирпича-сырца, а отбирают его — в противоположном конце туннеля со стороны загрузки вагонеток с кирпичом-сырцом.

На рис. 85 показана сушилка с сосредоточенным нижним подводом и отводом теплоносителя.

Горячий воздух поступает из подводящего приточного канала 3 при открытом положении заслонки 4 и отводится с противоположного конца при открытой заслонке 6 в вытяжной канал 7, ведущий к отсасывающему вентилятору. Поезд сушильных вагонеток периодически перемещается- в туннеле в направлении, противоположном направлению движения теплоносителя, поэтому сушилка называется противоточной.

Туннели объединяют в блоки по 10—20 туннелей. В каждом блоке установлены приточный и вытяжной вентиляторы. Вдоль фронта туннелей на их выгрузочных и загрузочных сторонах расположены приточные и вытяжные каналы. Их делают постоянного или переменного сечения.

Кроме основных каналов для подвода и отвода теплоносителя, противоточные туннельные сушилки иногда имеют каналы для подачи в определенную зону туннеля или в смесительную камеру рециркулируемого отработанного теплоносителя.

По схеме, показанной на рис. 86, туннельные камеры объединены в два блока 1 тл 2, каждый блок имеет вытяжной канал 3, вытяжной вентилятор 4, приточный канал 6, приточный вентилятор 7, смесительную камеру 8. При рециркуляции одни блоки камер объединены каналом 5, через который в них поступает отработанный теплоноситель.

Схема рециркуляции может быть иная. На рис. 87 показана схема рециркуляции в противоточной сушилке с переменным режимом сушки по длине туннеля с разделением зон усадки и досушки.

В наиболее ответственную зону сушки, где возможна усадка материала, подводят сверху рециркулирующий теплоноситель с высокой влажностью. Образуя смесь с основным теплоносителем, поступающим в эту зону, он создает условия для безопасной допускаемой скорости сушки.

В зависимости от чувствительности к сушке изделий и критической их влажности, т. е. конца усадки, зону с рециркулирующий теплоносителем увеличивают на Уз—Уг длины туннеля. Относительная влажность теплоносителя в самом начале зоны усадки поддерживается на уровне 85—90%, а в конце зоны усадки — 70—75% при температуре на выходе до 30—45° С.

В зоне досушки устанавливают режим, создающий высокую интенсивность сушки за счет повышения температуры теплоносителя на выходе в туннель до 110—140° С.

При этом средние скорости агента сушки в живом сечении туннеля повышаются, особенно в зоне усадки, что требует увеличения мощности вентиляторов.

Туннельные сушилки загружают и выгружают путем заталкивания вагонеток со свежесформованным кирпичом-сырцом при передвижении всего поезда вагонеток и выталкивании вагонеток с высохшим кирпичом-сырцом с противоположного конца туннеля.

Туннельные сушилки отличаются от камерных рядом преимуществ. Сушка в них идет при установившемся режиме, без регулирования; создаются более благоприятные условия для сушки – свежесформованный кирпич-сырец попадает в среду влажного с небольшой температурой теплоносителя. По мере высыхания сырца и продвижения вагонеток к выгрузочному концу кирпич-сырец встречает теплоноситель с более высокой температурой и менее насыщенный влагой, что снижает неравномерность сушки. Сроки сушки в туннельных сушилках меньше.

Однако это достигается лишь при условии правильного подбора температуры, влажности, скорости и количества теплоносителя, а также наиболее рациональной укладки высушиваемых изделий на вагонетках.

В туннельных сушилках кирпич-сырец сушат за 12…50 ч при температуре теплоносителя 50…80° С, температуре отработанного теплоносителя 25…40° С и расходе теплоносителя на один туннель 3000…1000 л³/ч.

В противоточных сушилках причинами неравномерной сушки изделий по поперечному сечению туннелей являются следующие:

наличие в поперечном сечении туннелей, незаполненных кирпичом-сырцом пространств – подвагонеточного, пристеночного и подпотолочного;

неодинаковая температура теплоносителя по высоте туннеля – обычно вверху более высокая температура, а внизу – более низкая.

Между вагонетками получаются не заполненные кирпичом-сырцом пространства, которые являются причиной неравномерной сушки по длине вагонеток.

На верхних полках (рамках) кирпич-сырец высыхает быстрее, а на нижних медленнее. Кирпич-сырец, расположенный в конце вагонетки (по направлению движения теплоносителя), высыхает хуже, чем тот, который находится в начале вагонетки.

В середине поперечного сечения вагонетки кирпич-сырец высыхает медленнее и хуже, чем кирпич-сырец, расположенный по периметру.

Для выравнивания степени сушки на нижние полки часто устанавливают изделия с большими зазорами между ними, чем на верхних полках. Иногда в средней части поперечного сечения вагонетки делают большие зазоры между кирпичом-сырцом.

Однако эти меры все же не устраняют основного недостатка прямоточных сушилок с горизонтальным движением теплоносителя — его расслоения. Для уменьшения расслаиваемости теплоносителя применяют сушку при больших объемах теплоносителя с пониженной температурой и более высокой влажностью.

Эксплуатация туннельных сушилок

Требования, предъявляемые при эксплуатации к туннельным сушилкам, во многом аналогичны требованиям по содержанию камерных сушилок.

При эксплуатации туннельных сушилок также необходимо следить за тем, чтобы стены, перекрытия, рельсовые пути, двери были · исправны.

Загружать и выгружать вагонетки из туннелей следует возможно быстрее, соблюдая установленный график периодичности загрузки и выгрузки.

Во избежание поломки дверей на выгрузочной стороне необходимо до загрузки открыть дверь с противоположного конца или выкатить из туннеля вагонетку с высушенным кирпичом-сырцом. Чтобы устранить порчу дверей, надлежит открывать их полностью и закреплять в этом положении.

В каждом блоке туннелей, обслуживаемых одним вентилятором, на загрузочной стороне следует открывать одновременно не более одного туннеля.

В течение каждой смены 2—3 раза необходимо проверять температуру и скорость теплоносителя в центральном подводящем канале, температуру и скорость теплоносителя, поступающего в те или иные туннели, разрежение в туннелях и давление после нагнетающего вентилятора, а также влажность сырца после его выгрузки из сушилок.

Следует систематически проверять качество выгружаемого сырца из сушилки с тем, чтобы можно было своевременно устранять причины, вызывающие брак.

Использованная литература:

1. Кашкаев И.Я Шейнман Е.Ш. Производство глиняного кирпича. Изд. 2-е, испр. и доп. М., «Высш. школа», 1974. 288 с, с ил.