STT Đại lượng Kí hiệu kJ/kg ẩm %
1 Nhiệt lượng có ích q1 2571,15 67,72 2 Tổn thất do TNS ( khói lò ) q2 543,24 14,31 3 Tổn thất do VLS ( caolanh ) q3 343,98 9,06 4 Tổn thất nhiệt ra môi trường qmt 113,1 2,97 5 Tổng nhiệt lượng có ích và tổn thất q’ 3571,47 94,07 6 Sai số tính toán ∆q 225 5,92 7 Tổng nhiệt lượng q 3796,46 100 Phần III Tính cơ khí
I. Kiểm tra bền của thùng quay 1. Trọng lượng của toàn bộ thùng
+. Trọng lượng của vật liệu nằm trong thùng Qvl = = = 82267,42 N
Trong đó : G1 : khối lượng vật liệu = 6600kg /h
g gia tốc trọng trường T : thời gian sấy
+. Trọng lượng của thùng Có Qt = π .Lth.ρ .g + .Lth.ρ .g Trong đó
- Vật liệu làm thùng là thép CT3 có khối lượng riêng ρ = 7850 kg/m3
- D1 : Đường kính ngoài của thùng D1 = 1,9656 m
- D2 : đường kính ngoài cùng của lớp cách nhiệt D2 = 1,9636 m
- D3:đường kính ngoài sát lớp cách nhiệt D3 = Dth + 2.b3 = 1,8+ 2.0,001= 1,802 m
- D4 : đường kính trong của thùng D4= 1,8 m
Thay số vào ta được
Qt = .7850.10.9,81.[ ( 1,96562-1,96362) + ( 1,8022-1,82)] = 9105,47 N
+. Trọng lượng của vành đai
Trọng lượng vành đai tính theo công thức Qv = ( Dv2 - D12).ρ.g.bv
Đường kính vành đai,chọn sơ bộ
Dv = ( 1,1÷ 1,2 ).D1= 2,162 ÷ 2,35 m Chọn Dv = 2,2m Bv : bề rộng vành đai chọn sơ bộ bv = 0,2 m Thay số vào : => Qv = = 11805,2 N
+. Trọng lượng của bánh răng vòng
Tương tự như tính trọng lượng của vành đai
Chọn Qr = Qv = 11805,2 N
Vật liệu cách nhiệt là bê tong có khối lượng riêng là ρ = 2300kg/m3
=> Qbo = ( D2-D3).Lth.ρbo.g
= 3,14.(1,9636-1,802).10.2300.9,81 = 114490 N
+. Trọng lượng của cánh múc ( nâng )
Chọn sơ bộ Qc = 4000N
Vậy tổng trọng lượng của thùng là Q = Qvl + Qth + Qv + Qr + Qbo + Qc
= 82267,42 + 9105,47 + 11805,2 + 11805,2 + 114490 + 4000 = 233473,3 N
2. Khoảng cách giữa 2 vành đai
ld = 0,586.Lth = 0,586.10 = 5,86 m
+ Tải trọng trên 1 chiều dài thùng ( không tính đến khối lượng của vòng bánh răng ) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
q = = = 221,66 N/cm
+ Mômen uốn do tải trọng này gây ra M1 = = = 9516 N.cm
+ Mômen uốn do bánh răng vòng gây ra M2 = = = 1729461 N
=> Tổng Mômen uốn
Mu = M1 + M2 = 9516 + 1729461 = 1738977 N
+ Mômen chống uốn của thùng
θ = Trong đó Dt : Đường kính trong của thùng Dt = 1,8m
δ : Bề dày của thùng δ= 0,018m
Thay số vào ta được
θ = = 0,0254 m3 = 0,0254.106 cm3
=> Ứng suất của thân thùng
Ta thấy σ = 68,46 N/cm2 < [σ]CT3 = 4.104 N/cm2
Vậy thùng đảm bảo điều kiện bền khi có bề dày δ = 18mm
3. Tính vành đai
+ Tải trọng của thùng trên 1 vành đai Q’
Q’ = = = 116807,8 N Trong đó Q : Tải trọng của cả thùng
α = 2o
+ Gọi ϕ là góc giữa 2 con lăn
Vậy phản lực của mỗi con lăn tác dụng lên vành đai là T = ( Hướng dẫn thiết kế máy hóa chất -T 245 )
Thông thường chọn ϕ = 30o
=> T = = 67439 N + Bề rộng của vành đai B
Có B ≥ Với Pr : Tải trọng riêng tính cho 1 đơn vị chiều dài theo đường
sinh vành
đai.Chọn với thùng quay chậm Pr = 2400 N/cm
Thay số,ta được
B ≥ = 2,8cm =28mm
+ Đường kính vành đai Dv = 2,2m
Chọn bề rộng vành đai B = 200mm + Với thùng nặng thì bề dày vành đai là
h = = = 76,92 mm * Kiểm tra lại
Ta có : Mômen uốn Mu = 2.T.R.A = T.Dv.A Với A : Hệ số phụ thuộc cánh lắp (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
A = 0,08 ÷ 0,09 Chọn A = 0,08
=> Mu = 67439.220.0,08 = 1186926,4 N.cm
+ Vành đai có cấu tạo từ thép CT3 có ứng suất cho phép [σ]CT3 = 15600 N/cm2
θ = = = 76,08 cm3
Mặt khác θ = => h ≥ = = 4,77 cm = 47,7 mm Vậy h = 76,92 > 47,7 => Vành đai đủ bền
Chọn h = 100mm
Vậy vành đai có tiết diện : B x h = 200 x 100 mm 4. Tính con lăn chặn và con lăn đỡ
Để đảm bảo điều kiện bền thì các con lăn được chế tạo bằng thép CT5 a. Tính con lăn đỡ :
+ Bề rộng con lăn đỡ tính theo công thức
Bc = B + 50 ( T250-Thiết kế máy hóa chất )
= 200 + 50 = 250mm = 25 cm
+ Chọn sơ bộ đường kính con lăn đỡ theo công thức
dc ≥ ( T250-Hướng dẫn thiết kế máy hóa chất)
= ÷
dc ≥ 6,74 ÷ 8,99 cm
Kiểm tra lại đường kính theo tiêu chuẩn sau
0,25.D ≤ dc ≤ 0,33.D Với D : Đường kính ngoài của vành đai
D = Dv + 2.h = 2,2 + 2.0,1 = 2,4m = 240cm
Vậy 0,25.240 ≤ dc ≤ 0,33.240 = 60 ≤ dc≤ 79,2 (cm)
Ta chọn đường kính con lăn đỡ là dc = 70cm
+ Lực tác dụng lên 1 đơn vị chiều dài tiếp xúc P = = = 3371,95 N/cm
+ Ứng suất tiếp xúc tính theo công thức
σmax = 0,418.
Trong đó : R : Bán kính ngoài của vành đai R = = 120cm r : Bán kính của con lăn đỡ r = = 35cm
E : Mômen đàn hồi của vật liệu E = 1,75.107 N/cm2
=> σmax = 0,418. = 19506 N/cm2
Ứng suất tiếp xúc cho phép của thép CT5 là [σ]CT5 = 6.104 N/cm2
=> Con lăn đỡ đảm bảo điều kiện bền b. Tính con lăn chặn
+ Lực tác dụng lớn nhất trên con lăn chặn do xu hướng tụt xuống của thùng
Pmax = Q.(sinα + f ) ( T249-Hướng dẫn thiết kế máy hóa chất ) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trong đó : Q Trọng lượng của toàn bộ thùng
f : Hệ số ma sát giữa vành đai và con lăn chặn f = 0,1
α = 3o
Thay số : P = 233473,3 .( sin3o + 0,1 )
= 35566,3 N + Đường kính con lăn đỡ là
dd = Dt.sinβ = 1,8.sin10o = 0,347 cm + Lực tác dụng lên 1 đơn vị chiều dài tiếp xúc là
Chọn chiều dài tiếp xúc là 41cm
Vậy P = = = 867,47 N/cm
+ Ứng suất khi vành đai tiếp xúc với con lăn
σmax = 0,418. ( T285-Hướng dẫn thiết kế máy hóa chất) Trong đó : r Bán kính của con lăn chặn r = = 20 cm
E Mômen đàn hồi của vật liệu E = 1,75.107 N/cm2
P Lực tác dụng lên 1 chiều dài tiếp xúc Thay số σmax = 0,418. = 11496,22 N/cm2
IV.TÍNH TOÁN CÁC THIẾT BỊ PHỤ 1.Tính toán lò đốt
Để đốt cháy nhiên liệu tạo khói cho thùng sấy dùng khói lò người ta thường dùng sử dụng thiết bị gọi là thiết bị đốt.Thiết bị đốt cần đảm bảo đốt cháy nhiên liệu một cách hiệu quả,mặt khác phải đơn giản về kết cấu và dễ sử dụng
Để đốt nhiên liệu là than đá người ta thường sử dụng thiết bị đốt gọi là buồng đốt.Do trong thiết bị sấy thùng quay chỉ cần công suất nhiệt nhỏ vì vậy người ta thường dùng lò đốt thủ công áp dụng trong hệ thống sấy thùng quay ( chủ yếu là lò đốt thủ công dạng ghi phẳng0
b.Tính các kích thước cơ bản của buồng đốt + Xác định diện tích mặt ghi :
Diện tích mặt ghi được xác định theo công thức sau F = m2
hoặc F =
Trong đó : B : Lượng nhiên liệu cần đốt trong 1h Qth : Nhiệt trị thấp của nhiên liệu J/kg
R : Cường độ cháy của ghi lò kg/m2.h
r : Cường độ nhiệt của ghi lò W/m2
Với than đá thì R = 70 - 120 kg/m2.h r = (349 - 1744).10-3 W/m2 Chọn R = 80 kg/m2.h r = 550.103 kcal/m2.h Với B = 160 kg Qc = 28726 kJ/kg Qth = 27643 kJ/kg
Thay số vào ta được F = = = 2 m2 Với F = = 550.103 27643 . 160 . 28 , 0 = 2,25 m2 + Tỉ lệ mắt ghi
Căn cứ vào loại than,cớ hạt của than mà chọn tỉ lệ mắt ghi.diện tích mắt ghi cho phù hợp
Với than đá thì tỉ lệ = 25% Với f : Tỉ lệ mắt ghi
+ Xác định thể tích buồng đốt : Thể tích buồng đốt phụ thuộc vào loại than và kiểu lò và được xác định theo công thức sau đây
V = ( m3)
Trong đó : Qth : Nhiệt trị thấp của than Qth = 17896 kJ/kg = 4274,38 kcal/kg
B : Lượng than cần đốt trong 1h B= 160 kg
q : Mật độ nhiệt thể tích của buồng đốt kcal/m3.h (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nhiên liệu là than đá chọn q = 300.103 kcal/m3.h
Thay số vào ta có V = 300.103 160 . 38 , 4274 = 2,28 m3
+ Tính chiều cao buồng đốt
chiều cao buồng đốt xác định theo công thức H = ( m)
trong đó H : Chiều cao buồng đốt V : Thể tích buồng đốt F : Thể tích ghi lò Thay số vào ta có
H = = 1,14 m 2.Quạt thổi vào máy sấy