ID: 72387

Название работы: Дослідження роботи барабанної сушарки

Категория: Лабораторная работа

Предметная область: Производство и промышленные технологии

Описание: Визначення продуктивності часу перебування матеріалу в сушарці кількості обертів барабана і потужності необхідної для роботи сушарки. Під час сушіння до вологого матеріалу підводиться тепло чи інші види енергії яка використовується для фазового перетворення вологи що виноситься із зони сушіння.

Язык: Украинкский

Дата добавления: 2014-11-21

Размер файла: 87 KB

Работу скачали: 4 чел.

Кафедра "Процеси і апарати хімічної технології"

Лабораторна робота № 27

"Дослідження роботи барабанної сушарки"

                                                                                                                    Виконав:

ст. гр. ХТ-33

 

 Перевірив   

Гузьова І.Д.

Львів 2010

МЕТА РОБОТИ

1.  Ознайомлення з конструкцією та принципом роботи барабанної сушарки.
   1.  Визначення продуктивності, часу перебування матеріалу в сушарці, кількості обертів барабана і потужності, необхідної для роботи сушарки.
   2.  Визначення величини вологознімания сушарки.
2.  ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Сушіння – складний теплофізичний, енергоємний, технологічний процес, який дуже часто являється лімітуючою стадією виробництва і визначає якість і собівартість продукції. Під час сушіння до вологого матеріалу підводиться тепло чи інші види енергії, яка використовується для фазового перетворення вологи, що виноситься із зони сушіння.

Серед різноманітних методів зневоднення широкого застосування в хімічній, харчовій і інших галузях промисловості набуло конвективне сушіння як листових кускових, так і для дисперсних матеріалів. У безперервних конвективних сушильних процесах існує безперервне контактування висушуваного матеріалу з теплоносієм (нагрітим повітрям, продуктами горіння тощо).

Сушіння дисперсних матеріалів реалізується різноманітними методами і в сушарках різної конструкції, однією з яких є барабанна сушарка безперервної дії, вивчення кінетики сушіння дисперсного матеріалу в якій є метою цієї роботи.

Матеріальний баланс сушарки розраховують, враховуючи задану кількість вологого матеріалу, його початкової і кінцевої вологості. Якщо немає втрат матеріалу, то кількість абсолютно сухої речовини в ньому до і після сушіння залишається величиною постійною.

Баланс за сухою речовиною:

, (1)

де m1, m2 – втрати вологого матеріалу до і після сушіння, кг/с;

 W1, W2 – масові частки вологи в матеріалі до і після сушіння, % до загальної маси.

З рівняння (1) визначаємо витрату вологого матеріалу:

, (2)

або витрату висушеного матеріалу:

, (3)

Кількість вологи М, яку видаляють під час висушування, дорівнює різниці мас сухого і висушеного матеріалу [1,2]:

, (4)

або

, (5)

, (6)

Питома витрата повітря під час сушіння становить:

; або  (7)

, оскільки вологовміст повітря х не міняється під час нагрівання, то x1 = х0.

Загальна витрата абсолютно сухого повітря L (кг/с), необхідного на висушування становить:

, (8)

Маючи значення G і об'єм барабана та довжину S, можемо визначити вологознімання барабанної сушарки і інші параметри.

1.  Вологознімання А, кг/(м3с).

, (9)

де V – об'єм барабанної сушарки, м3.

1.  Час перебування матеріалу в барабані, с.

, (10)

де н – насипна густина матеріалу, кг/м3; н = 1200кг/м3;

  = 0,15...0,5 – коефіцієнт заповнення барабана сушарки;

  середня кількість матеріалу, що надходить у сушарку, кг/с.

1.  Частота обертання барабана сушарки.

, (11)

де S – довжина барабана, м;

а = 0,55 – коефіцієнт, який залежить від діаметра барабана та внутрішніх пристроїв;

 d – діаметр барабана, м;

   кут нахилу барабана, град.

1.  Потужність, необхідна для обертання барабана. кВт.

, (12)

де н – насипна густина матеріалу, кг/м3, н = 1200;

  – коефіцієнт, що враховує вид насадки та ступінь заповнення барабана;

 n – кількість обертів барабана, об/с;

 S, d – довжина і діаметр барабана, м.

1.  ОПИС КОНСТРУКЦІЇ УСТАНОВКИ ТА ПРИНЦИП ЇЇ РОБОТИ

Розглянемо схему найпоширенішої прямоточної барабанної сушарки прямої дії, в якій димові гази безпосередньо контактують з матеріалом, що висушується.

Вологий матеріал з бункера 1 за допомогою тарілчастого живильника 7 надходить через лійку 10 в сушарку. Щоб запобігти зависанню матеріалу, на вході із бункера і до нижньої його конусної частини прикріплено вібратор 3. Конусна частина бункера спирається на пружину 2. Кількість матеріалу, що виходить у разі сталої кількості обертів тарілчастого живильника, регулюється за допомогою манжети 6, яка переміщується у вертикальній площині гвинтами 4 при зміні кута повороту скребка 9. Основною частиною сушильної установки є барабан 11, який двома бандажами 12 спирається на опорні ролики 14. Щоб запобігти сповзанню барабана і опорних роликів, встановлено опорні ролики 19. Обертання барабана здійснюється від електродвигуна 18 через клинопасову передачу 17, редуктор 16 та зубчату пару 15. Усередині барабана встановлено підйомно-лопатеву систему 20 для покрашення контакту теплоносія з матеріалом. Сушіння здійснюється димовими газами, одержаними під час згоряння природного газу, який через регулювальний кран 21 надходить до пальника 22. Додаткове повітря, необхідне для спалювання і розбавлення продуктів спалювання, засмоктується в барабан через нещільності та вікна за рахунок розрідження, створене вентилятором 23. Дрібні частинки матеріалу, що виносяться із сушарки димовими газами, уловлюються циклоном 24. Температура газів на виході із сушарки вимірюється за допомогою термопари 25 та потенціометра 26. Час перебування матеріалу в барабані сушарки може регулюватися зміною кількості обертів барабана або кута його нахилу за допомогою гвинтів 13. Висушений матеріал на виході з барабана надходить у приймач 27.

1.  МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ РОБОТИ
2.  Виміряти основні габаритні розміри й кут нахилу барабана.
3.  Включити привід барабана та вентилятор 23 і запалити газ (виконується під наглядом лаборанта).
4.  Прогріти сушарку до сталої температури.
5.  Визначити початкову вологість матеріалу (піску), що підлягає сушінню. Для цього слід відібрати від матеріалу три проби по 10-15 г, зважити їх на аналітичних вагах, помістити в сушильну шафу й висушити до сталої ваги (тобто одержати абсолютно сухий матеріал), зафіксувавши на аналітичних вагах сталість маси проб протягом певного часу. Абсолютну вологість матеріалу знаходять як різницю мас матеріалу до і після сушіння в сушильній шафі, поділивши цю різницю на масу абсолютно сухого матеріалу, тобто на масу матеріалу після сушильної шафи.
6.  Засипати в бункер вологий матеріал (пісок) з початковою вологістю не більше 5-10%.
7.  Включити в роботу живильник і вібратор, виміряти секундоміром час початку й кінця досліду.
8.  Виміряти відносну вологість і температуру димових газів на вході і виході в сушарку. Розрахувати x1 і x2, питому витрату газу l і загальну витрату L згідно з рівняннями (7) і (8). Дані записати в табл.1.
9.  Зважити висушений матеріал і відібрати з нього три проби по 10-15 г, помістивши їх у сушильну шафу; знайти абсолютну вологість матеріалу після сушіння аналогічно абсолютній вологості матеріалу до сушіння.
10.  Виключити живильник і вібратор, закрити доступ газу, виключити привід барабана та вентилятор.
11.  Результати досліду записують у табл.1-4.
12.  ОБРОБКА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДАНИХ
13.  Фактична продуктивність сушарки за сухою речовиною, кг/с.

, (13)

де Мс – фактична маса висушеного матеріалу за час .

1.  Кількість вологого матеріалу, що надходить до сушарки, кг/с.

, (14)

1.  За рівняннями (4) і (5) знаходять кількість вологи, що виділяється в сушарці.
2.  Волого знімання сушильного барабана знаходять з (9), враховуючи, що V = 0,785d2S, м2.
3.  За рівнянь (10)-(12) знаходять час перебування матеріалу в сушарці  (порівняти з часом досліду), кількість обертів барабана і потужність двигуна його приводу.
4.  Знайти x1, х2 (використовуючи l-Х діаграму) розрахувати l і L.

Таблиця 1

Маса		Абсолютна вологість матеріалу до сушіння а = (Р1  Р2)/Р2  100%
Вологої проби, Р1, кг	Вологої проби, висушеної в сушильній шафі, Р2, кг
4,27  103	4,06  103	4,43

Таблиця 2

Маса		Абсолютна вологість матеріалу після сушіння b = (g1  g2)/g2  100%
Вологої проби після сушіння в сушарці, g1, кг	Сухої проби , висушеної в сушильній шафі, g2, кг
46,45  103	46,4  103	0,108

Таблиця 3

Маса матеріалу на виході із сушарки Мс, кг	Час досліду , с	Довжина барабана сушарки S, м	Діаметр барабана d, м	Кут нахилу барабана , 	Продуктивність сушарки за сухою речовиною m2, кг/с	Кількість вологи G, кг/с	Вологознімання сушарки А, кг/(м3с)	Потужність на ободі барабана сушарки N, кВт
0,74	825	0,86	0,19	7	8,97104	4,05105	1,66103	6,67103

Таблиця 4

tвх, C	tвих, C	вх, %	вих, %	x1, кг/кг	x2, кг/кг	l, кг/кг	L, кг/кг
18	65	55	94	0,065	0,088	12,05	4,89104