Аэродинамический расчет установки теплообменников
Сопротивление циклонов вычисляем по формуле
Где:
-
коэффициент сопротивления для стандартных
циклонов, равен 7
-
скорость газов на входе в циклон, равная
17 м/с
g – ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с
x – концентрация материала в газе кг/кг, определяется при КПД циклона, равное 0,8
Таблица 2.3
Циклоны |
|
|
P |
1+x |
|
I |
7 |
14,729 |
0,347 |
1,844 |
65,976 |
II |
7 |
14,729 |
0,393 |
1,844 |
74,722 |
III |
7 |
14,729 |
0,452 |
1,844 |
85,940 |
IV |
7 |
14,729 |
0,534 |
1,844 |
101,531 |
итого |
|
|
|
|
328,170 |
Аэродинамическое сопротивление трубопроводов
Где: Lтр – длина трубопровода, определяется конструктивно по чертежу, м
Dтр – диаметр газохода определяется при скорости газов 15 м/с
– скорость газов 15 м/с, остальные параметры сходны.
Таблица 2.4
Участок |
L, м |
Dц, м |
,м |
Pг, кг/м3 |
1+x |
|
I |
|
2,800 |
11,467 |
0,347 |
1,844 |
|
II |
|
2,631 |
11,467 |
0,393 |
1,844 |
|
III |
|
2,451 |
11,467 |
0,452 |
1,844 |
|
IV |
|
2,257 |
11,467 |
0,534 |
1,844 |
|
V |
|
2,257 |
11,467 |
0,534 |
1,844 |
|
Итого |
|
|
|
|
|
|
Где: К – коэффициент учитывающий подсос воздуха в установку перед пылеулавливающими устройствами
35 мм вод. ст. – разряжение в печи.
Выбираем дымосос печи:
Тип…………………………………..
Производительность, м3/с………….
Напор, кПа………………………….
Мощность электродвигателя, кВт…
Заключение
В результате проделанных расчетов, получились следующие вращающиеся печи 4,5x80 м по сухому способу: в расчете горения топлива получили действительную температуру горения газа при КПД печи 0,8, t=1930 C (для печей требуется высокая температура горения > 1550 С). Требования к газовому топливу: Qнр=34,546 МДж (должно быть больше 20 МДж/кг*кг), из расчетов теплотворности рабочего топлива составила масса уноса материала из печи Мун=0,231 кг/кг кл (>20%). Также в сырьевой смеси присутствует гидратная вода 0,010. Теоритическое тепло реакций клинкерообразования равно 1807,51 кДж/кг кл. После составления теплового баланса печи на 1 кг клинкера, удельный расход топлива на обжиг составил b=0,104 кг/кг кл., что 1,5-2 раза меньше, чем при мокром способе производства. Если сравнить с паспортными данными, где расходы теплоты на получение клинкера равны 3300 кДж/кг кл., то в моей работе он составил 3592 кДж/кг кл. Производительность печи составила 105,100 т/ч с некоторой погрешностью. Выбирая электрофильтр по объему отходящих газов и скорости (1-1,5 м/с) по справочнику, имеем: ЭГА1-40-9-6-4. Затем дымосос по исходным данным часового выхода газа с учетом температуры, по справочнику: ДН-21x2У. Топливосжигающие устройства для газа, это газовые горелки, с диаметром: Dг=0,118 и площади сечения Sг = 0,010 м2. При давлении газа 4843,496 Па.
Циклонные теплообменники, применяемые при сухом способе производства, устанавливают у загрузочного конца вращающейся печи (газы подхватывают сырье и вносят в циклон). Происходит интенсивный теплообмен, высокая поверхность теплоотдачи и нагрев материала; также можно применять любое по пластичности сырье. Температура газа на выходе из печи равна 300 С.
На входе в первый циклон: 800,963 С
На входе во второй циклон: 675,723 С
На входе в третий циклон: 550,483 С
На входе в четвертый циклон: 425,243 С
Перепад температур составил: 125,240 С, число ступеней 4, Диаметр циклонов до 5,796 м. Также в циклонах присутствует гидравлическое сопротивление, которое составило 328,170 мм. вод. ст.
Библиографический список
Давыдов С.Я, Пьчев В.А. Вращающиеся печи предприятий строительных материалов: учебное пособие, ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005г
Пьячев В.А. 2-е издание, исправленное и дополненное, подготовил канд. тех. Наук И.Ф.Коряков. Руководство по проектированию печей силикатной промышленности. Часть IV, глава II, Пример тепловых расчетов вращающихся печей для обжига цементоного клинкера по сухому способу. Свердловск УПИ, 1973г
Пьячев В.А., Капустин Ф.Л., Тепловые и технологические расчеты вращающихся печей для обжига цементного клинкера: Методические указания к курсовому проектированию по курсу: «Тепловые процессы и установки в технологии вяжущих материалов», Екатеринбург, УПИ, 1992г.
Пьячев В.А., Курс лекций: «Тепловые процессы в химической технологии тугоплавких неметаллических силикатных материалов», 2011г.