干燥氯化銨的振動(dòng)流化床畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、<p>　　用于干燥氯化銨的振動(dòng)流化床設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要 振動(dòng)流化床干燥機(jī)是近十年來逐步發(fā)展并擴(kuò)大應(yīng)用的干燥設(shè)備。其特點(diǎn)是將機(jī)械激振力施于普通流化床，使顆粒物料在振激力和氣流的雙重作用下處于流化狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)料層更加均勻地流化和氣固兩相更加密切地接觸，從而強(qiáng)化傳熱傳質(zhì)和改善產(chǎn)品質(zhì)量。本設(shè)計(jì)是針對顆粒粒徑較小的的干燥的裝置(500µm)，產(chǎn)量為200kg/h，干燥熱源為蒸汽，設(shè)計(jì)中我們將

2、借助一些國內(nèi)外干燥領(lǐng)域的權(quán)威文獻(xiàn)。通過物料平衡和熱量平衡計(jì)算我們可以得到床層面積，再以此為基礎(chǔ)進(jìn)而設(shè)計(jì)出各個(gè)零部件。</p><p>　　關(guān)鍵詞 流化床；振動(dòng)；干燥</p><p>　　The design of Vibrating fluidized bed used for drying Ammonium Chloride</p><p>　　Abstract

3、 Vibrating fluidized bed is a new type drying device developed for decades,which will be more and more important in the field of industrial applications .The mechanical vibration implied on the fluidized bed improves flu

4、idization quality of the solid particles in drying process and contributes to the development of boundary layer turbulence.It will also strengthen heat mass transfer.The design of this device is used to dry some tiny par

5、ticals(500µm),the production is 200kg per hour.The h</p><p>　　Keywords fluidized bed;vibration;drying</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論1</b></

6、p><p>　　第二章 振動(dòng)流化床的振動(dòng)特性3</p><p>　　第一節(jié) 振動(dòng)流化床的振幅與頻率3</p><p>　　第二節(jié) 振動(dòng)強(qiáng)度的與最小流化速度3</p><p>　　2.2.1 振動(dòng)強(qiáng)度與最小流化速度3</p><p>　　2.2.2 物料輸送速度4</p><p>　　第三節(jié)

7、 床層空隙率與堆積密度的確定5</p><p>　　2.3.1 靜床空隙率的確定5</p><p>　　2.3.2 堆積密度的確定5</p><p>　　第三章 振動(dòng)流化床的空氣動(dòng)力學(xué)特性與干燥階段7</p><p>　　第一節(jié) 振動(dòng)流化床的床層壓降7</p><p>　　第二節(jié) 干燥過程8</p&g

8、t;<p>　　第四章 熱量平衡與物料平衡9</p><p>　　第一節(jié) 基本參數(shù)的確定9</p><p>　　第二節(jié) 物料平衡9</p><p>　　第三節(jié) 熱量平衡10</p><p>　　第四節(jié) 干燥所需空氣量和體積計(jì)算12</p><p>　　第五節(jié) 床層面積的確定13</p&g

9、t;<p>　　第六節(jié) 床層高度和干燥時(shí)間的確定13</p><p>　　第七節(jié) 床層面積校核14</p><p>　　第八節(jié) 熱容量系數(shù)ha的計(jì)算14</p><p>　　4.7.1 傳熱系數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式14</p><p>　　4.7.2 熱容量系數(shù)的ha計(jì)算15</p><p>　　4.7.3

10、上箱體高度的確定15</p><p>　　第五章 振動(dòng)流化床機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)17</p><p>　　第一節(jié) 多孔板有效尺寸的確定17</p><p>　　第二節(jié) 振動(dòng)流化床進(jìn)出風(fēng)量計(jì)算17</p><p>　　第三節(jié) 振動(dòng)流化床進(jìn)風(fēng)管和出風(fēng)管管徑計(jì)算18</p><p>　　5.3.1 進(jìn)風(fēng)管管徑計(jì)算18&l

11、t;/p><p>　　5.3.2 出風(fēng)管管徑計(jì)算19</p><p>　　第四節(jié) 上箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)19</p><p>　　第五節(jié) 下箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)21</p><p>　　第六節(jié) 法蘭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)23</p><p>　　第七節(jié) 多孔板、編織網(wǎng)、托網(wǎng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)25</p><p>　　5.7.

12、1 分布板孔數(shù)25</p><p>　　5.7.2 分布板的材料與結(jié)構(gòu)26</p><p>　　第八節(jié) 均風(fēng)板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)27</p><p>　　第九節(jié) 振動(dòng)流化床支座設(shè)計(jì)28</p><p>　　5.9.1 支座設(shè)計(jì)28</p><p>　　5.9.2 隔振設(shè)計(jì)29</p><p>

13、　　第十節(jié) 料層厚度控制及排料方式32</p><p>　　第十一節(jié) 肋板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)33</p><p>　　第六章 干燥機(jī)主要輔助設(shè)備選型33</p><p>　　第一節(jié) 氣體換熱器設(shè)計(jì)34</p><p>　　第二節(jié) 旋風(fēng)分離器設(shè)計(jì)35</p><p>　　第三節(jié) 風(fēng)機(jī)的選擇37</p>&

14、lt;p>　　6.3.1 鼓風(fēng)機(jī)的選擇37</p><p>　　6.3.2 引風(fēng)機(jī)的選擇38</p><p>　　6.3.3 鼓風(fēng)機(jī)與引風(fēng)機(jī)選用件表38</p><p>　　6.3.4 壓頭校核39</p><p>　　第四節(jié) 空氣過濾器的選擇39</p><p>　　第五節(jié) 加料裝置的設(shè)計(jì)39<

15、;/p><p>　　6.5.1 供料器的分類及選用原則39</p><p>　　6.5.2 供料器的設(shè)計(jì)39</p><p>　　第六節(jié) 出料裝置的設(shè)計(jì)40</p><p>　　第七章 振動(dòng)流化床全重計(jì)算與振動(dòng)電機(jī)選擇42</p><p>　　第一節(jié) 振動(dòng)流化床重量計(jì)算42</p><p>

16、;　　7.1.1 上箱體部分的重量兩個(gè)排風(fēng)接管的重量42</p><p>　　7.1.2 下箱體部分質(zhì)量43</p><p>　　7.1.3 高度調(diào)節(jié)裝置的質(zhì)量估算44</p><p>　　第二節(jié) 激振電機(jī)的選擇44</p><p>　　7.2.1 激振電機(jī)所要驅(qū)動(dòng)重量44</p><p>　　7.2.2 激

17、振電機(jī)的選擇45</p><p>　　7.2.3 激振電機(jī)激振力校核45</p><p>　　第三節(jié) 設(shè)備緩沖材料的選擇45</p><p>　　第四節(jié) 物料輸送速度校核和流化床生產(chǎn)能力45</p><p>　　7.4.1 物料輸送速度校核45</p><p>　　7.4.2 生產(chǎn)能力46</p>

18、;<p>　　第八章 設(shè)備總重及總體尺寸47</p><p>　　第九章 設(shè)備對廠房的要求48</p><p><b>　　設(shè)計(jì)小結(jié)49</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)50</b></p><p><b>　　致謝51</b></p&

19、gt;<p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　干燥是指從濕物料中去除水分或其他濕分的各種操作過程，如在日常生活中將濕物料置于陽光之下曝曬以去除水分，工業(yè)上用硅膠、石灰、濃硫酸等去除空氣、工業(yè)氣體中的水分。工業(yè)干燥包括三種含義，它們分別是：1，涂層從液態(tài)向固態(tài)變化的過程。2，利用熱力蒸發(fā)作用降低物料水分的作業(yè)。3，藥材中水分氣化蒸發(fā)的過程。按照被干燥的物料種

20、類不同干燥可以分為三種：（1）粒狀物料的干燥，（2）膏狀物料的干燥，（3）流動(dòng)物料的干燥。按照操作條件不同干燥可以分為兩種：（1）連續(xù)式，（2）間歇式。按照結(jié)構(gòu)狀態(tài)可以分為五種：（1）一般流化型，（2）振動(dòng)流化型，（3）攪拌流化型，（4）脈沖流化型，（5）碰撞流化型。</p><p>　　本文所設(shè)計(jì)的振動(dòng)流化床干燥機(jī)主要是針對第二種情況，即利用熱力蒸發(fā)作用降低物料水分的作業(yè)。</p><p&g

21、t;　　振動(dòng)流化床的作用原理為物料自進(jìn)料口進(jìn)入，在振動(dòng)力與重力的作用下，物料沿著水平放置的流化床的床層前進(jìn)（拋擲向前的連續(xù)運(yùn)動(dòng)），熱風(fēng)通過流化床向上同物料充分換熱后由排風(fēng)口排出，干燥物料則由排料口排出。下圖表示出振動(dòng)流化床的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。</p><p>　　圖1.1 振動(dòng)流化床結(jié)構(gòu)和工作原理</p><p>　　這種臥式流化床具有非常突出的優(yōu)點(diǎn)： 　　</p><

22、;p>　?。?）在很低的氣速下可獲得均勻的流化，從而大大降低了能耗、顆粒間的磨損和粉塵夾帶?！　?lt;/p><p>　?。?）物料停留時(shí)間分布均勻，幾乎可以認(rèn)為是“活塞式流動(dòng)”，并且停留時(shí)間易于調(diào)節(jié)控制，因此可獲得非常理想的產(chǎn)品含水率。</p><p>　　目前，我國振動(dòng)流化床干燥機(jī)在國內(nèi)市場占有率已達(dá)80％以上。預(yù)計(jì)“十五”期間，國產(chǎn)振動(dòng)流化床干燥機(jī)在國內(nèi)市場占有率將達(dá)90％以上，競

23、爭的焦點(diǎn)主要集中在產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)水平、售后服務(wù)和價(jià)格方面。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中我們將以熱量平衡與物料平衡為主線，通過熱量平衡的計(jì)算來確定床層面積，再通過物料平衡校核這個(gè)面積，并且得到靜床高度與干燥時(shí)間，再以此為基礎(chǔ)來設(shè)計(jì)振動(dòng)流化床的各個(gè)零部件。</p><p>　　第二章 振動(dòng)流化床的振動(dòng)特性</p><p>　　第一節(jié) 振動(dòng)流化床的振幅與頻率</p

24、><p>　　作簡諧振動(dòng)的振動(dòng)流化床（見圖2-1），由于激振力通常按正弦規(guī)律施加在分布板上，故其分布板上某點(diǎn)A位移符合下式</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中，A為分布板延振動(dòng)方向的振幅，m；為振動(dòng)圓頻率，，且，f為振動(dòng)頻率，s-1；t為時(shí)間，s；為振動(dòng)角，rad。</p><p>　　

25、對于振動(dòng)流化床，一般情況下A取0.001~0.008m為宜，f一般取20~80為宜，</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中可取A=0.003m，f=20s-1。</p><p>　　第二節(jié) 振動(dòng)強(qiáng)度的與最小流化速度</p><p>　　2.2.1、振動(dòng)強(qiáng)度與最小流化速度</p><p>　　為了衡量振動(dòng)的激烈程度，將K定義為振動(dòng)方向的振動(dòng)強(qiáng)度。振動(dòng)

26、強(qiáng)度K對流化床干燥器的氣體動(dòng)力學(xué)特征、傳熱傳質(zhì)特性和干燥速率都有顯著的影響。并且根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式振動(dòng)強(qiáng)度與最流化速度有很大關(guān)系，其關(guān)聯(lián)式見式（2-9），根據(jù)《現(xiàn)代干燥技術(shù)》[2]</p><p><b>　　（2-2）</b></p><p>　　式中K為振動(dòng)強(qiáng)度，g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋?.8m/s2，對于輸料板上有孔，并在其下部吹氣的場合，轉(zhuǎn)入振動(dòng)流態(tài)化的條件為<

27、/p><p><b>　　（2-3） </b></p><p>　　由于誤差很小，K我們可以用（2-2）來計(jì)算。</p><p>　　由聚氯乙烯顆粒做實(shí)驗(yàn)時(shí)，得到最小流化速度umfv的關(guān)聯(lián)式為</p><p><b>　　（2-4）</b></p><p>　　式中，為物料密度，

28、kg/m3； 為空氣密度，kg/m3；為空氣的動(dòng)力學(xué)粘度，m2/s； 為物料粒度，m； 即為振動(dòng)強(qiáng)度K。由于，A=3mm，f=20/s，振動(dòng)角速度。</p><p>　　根據(jù)所給數(shù)據(jù)，=1500kg/m3，=1.08kg/m3，= 19.1×10-6m2/s，=0.0005m。 </p><p><b>　　代入式（2-4）</b></p>

29、<p>　　一般操作氣速在0.1m/s到0.8m/s之間，取。</p><p>　　2.2.2、物料輸送速度</p><p>　　對于導(dǎo)振角，我們可以有經(jīng)驗(yàn)公式</p><p><b>　　(2-5)</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)中為25。，m主要視物料性質(zhì)而定，根據(jù)《現(xiàn)代干燥技術(shù)》[2]提供的數(shù)據(jù)，對于

30、氯化銨m取0.1~0.5之間的數(shù)值，在這里我們?nèi)?.1，K=1.61，A=0.003m，。</p><p>　　第三節(jié) 床層空隙率與堆積密度的確定</p><p>　　2.3.1、靜床空隙率的確定</p><p>　　對于床底不通氣的場合，床層空隙率的變化主要取決于振動(dòng)加速度，對于靜床空隙率有公式</p><p><b>　　（2-

31、6）</b></p><p>　　式中，為靜床空隙率，為物料堆積密度，kg/m3，為物料密度，kg/m3。</p><p>　　堆積密度的確定有賴于床層空隙率的確定，對于床層空隙率一般通過實(shí)驗(yàn)得出，根據(jù)一些學(xué)者做過的實(shí)驗(yàn)，振動(dòng)強(qiáng)度、振頻和振幅與空隙率關(guān)系見圖2-2、2-3。</p><p>　　圖2-2以振幅A為參數(shù) 圖2-3以振

32、頻為參數(shù)</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，K=1.61，A=0.003m，根據(jù)圖2-2，我們可以確定，對于振動(dòng)通氣流化床，空隙率同振動(dòng)條件下初始流化速度及氣速的關(guān)系可用下式來表述</p><p><b>　　（2-7）</b></p><p>　　2.3.2、堆積密度的確定</p><p>　　靜床空隙率為0.37，查《

33、化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書》[3]可知，帶入（2-6）</p><p>　　得到，帶入（2-7），有。</p><p>　　第三章 振動(dòng)流化床的空氣動(dòng)力學(xué)特性與干燥階段</p><p>　　第一節(jié) 振動(dòng)流化床的床層壓降</p><p>　　在振動(dòng)流化床中，氣體通過顆粒床層產(chǎn)生壓降，主要是由于克服顆粒重量及顆粒間的摩擦引起的。</p>&l

34、t;p>　　在沒有振動(dòng)條件下，開始流化時(shí)床層壓力降為</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中，為物料密度，kg/m3，大小為1500kg/m3；為靜床高度，m，第四章算得的h0為0.0055m；為靜床空隙率，為0.37。</p><p>　　振動(dòng)流化床開始時(shí)壓力降</p><p>

35、<b>　?。?-2）</b></p><p>　　式中，n取決于顆粒性質(zhì)，并且由下面的經(jīng)驗(yàn)公式確定</p><p><b>　　（3-3）</b></p><p>　　不存在振動(dòng)條件下，初始流化時(shí)壓力降由（3-1）</p><p><b>　　再按式（3-3）</b><

36、/p><p>　　將n重新代回（3-2）</p><p><b>　　第二節(jié) 干燥過程</b></p><p>　　圖3.1 實(shí)驗(yàn)測得的典型干燥曲線</p><p>　　在振動(dòng)流化床中，前段床層處于恒速干燥階段，提供給床層的熱量幾乎全部用來蒸發(fā)水分，提高該段的進(jìn)風(fēng)溫度，可顯著提高傳熱推動(dòng)力。干燥后段，物料表面邊干，溫度開始上

37、升，此時(shí)再提高風(fēng)溫，干燥速率提高很有限，但排料、排風(fēng)溫度會(huì)大幅提高，熱效率降低。其中Wc為臨界含水量點(diǎn)，2為恒速階段，3為降速階段。</p><p>　　第四章 熱量平衡與物料平衡</p><p>　　第一節(jié) 基本參數(shù)的確定</p><p>　　根據(jù)生產(chǎn)廠家所給出的初始數(shù)據(jù)和查閱資料所得的數(shù)據(jù)，可以獲得如下的基本參數(shù)，本設(shè)計(jì)將以這些參數(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行進(jìn)一步的設(shè)計(jì)計(jì)算。&

38、lt;/p><p>　　表4.1 基本參數(shù)表</p><p><b>　　第二節(jié) 物料平衡</b></p><p>　　振動(dòng)流化床設(shè)計(jì)方法還不完善，不能做到嚴(yán)格的按特定物料的傳熱傳質(zhì)模式去設(shè)計(jì)干燥機(jī)，工程經(jīng)驗(yàn)在設(shè)計(jì)中仍然具有重要地位。通常，利用常規(guī)熱平衡計(jì)算結(jié)合必要的實(shí)驗(yàn)，確定床層面積；利用振動(dòng)的理論進(jìn)行振動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；再利用機(jī)械學(xué)原理結(jié)合干燥工藝

39、要求設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。 </p><p>　　4.2.1、物料中應(yīng)除去的濕分總量</p><p>　　通常，工業(yè)界習(xí)慣于按照原始濕物料的投入量來表示小時(shí)產(chǎn)量，稱為處理量G1（kg/h）；以G2(kg/h)表示產(chǎn)品產(chǎn)量；為方便計(jì)算，取在干燥過程中始終不變的絕干物料產(chǎn)量為Gd(kg/h)；那么，它們之間有下面的關(guān)系</p><p>　　Gd=G1=G2

40、 （4-1）</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　根據(jù)某公司提供的初始數(shù)據(jù)，干燥物料為氯化銨，初含水分為 2.3，即 終含水分為 0.5，即， 產(chǎn)量G2=200kg/h，進(jìn)風(fēng)溫度為60°C，熱源為蒸汽。</p><p><b>　　依據(jù)式（4-1）</b>

41、;</p><p>　　G1=203.6847kg/h ，取204 ，Gd=199kg/h。</p><p>　　干燥過程中蒸發(fā)的水分為ω</p><p>　　根據(jù)公式（4-2），我們可以求出ω。</p><p>　　干基含水量X與濕基含水量ω有以下的換算關(guān)系，</p><p><b>　　(4-3)<

42、/b></p><p>　　X為干基含水量，ω為濕基含水量。 </p><p>　　分別把，帶入（4-3）得到濕基含水量X1，X2為 X1=2.306%， X2=0.502%，由此我們可以算出干燥過程中蒸發(fā)的水分</p><p><b>　　。</b></p><p>　　第三節(jié) 熱量平衡計(jì)算</

43、p><p>　　干燥需要熱源提供熱量，這包括了三個(gè)部分的熱量，它們分別是</p><p>　　Q1：物料自tm1加熱到空氣的濕球溫度tw所需要的熱量；</p><p>　　Q2：在tw時(shí)蒸發(fā)水分所需要的熱量（假設(shè)全部水分均在tw時(shí)蒸發(fā)）；</p><p>　　Q3：物料由tw升溫至排出溫度tm2需要的熱量。</p><p>

44、;　　下面我們將分別求出這三部分熱量。</p><p><b>　　（4-4）</b></p><p>　　式中，Cs為干物料的比熱容，J/(kg°C)；Cw為水的比熱容，J/(kg°C)；tw可以根據(jù)圖4.2查得；根據(jù)《化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書》[3]查得 Cs=1553.3J/(kg°C)， Cw=4200J/(kg°C)。<

45、/p><p>　　圖4.2 空氣焓濕圖 </p><p>　　根據(jù)上圖，當(dāng)進(jìn)風(fēng)溫度為60°C時(shí)，選定空氣含濕量為0.0012，那么可以查出此時(shí)空氣的濕球溫度tw約為26°C。</p><p><b>　　帶入（4-4）得出</b></p><p>　　Q1=199×(1553.3+4200

46、×2.306%）(26-20)=11161193J</p><p>　　水分蒸發(fā)需要的熱量Q2為</p><p><b>　　(4-5)</b></p><p>　　其中為干燥過程中蒸發(fā)的水分（kg/h），γω為水在tw時(shí)的汽化潛熱，查《傳熱學(xué)（第二版）》[1]，可得γω=2440000J/kg。</p><p&g

47、t;<b>　　因此</b></p><p>　　Q2=2440000×3.59=8759600J</p><p>　　物料由tw升溫至排出溫度tm2需要的熱量Q3為</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　式中，tm2為物料的排出溫度，根據(jù)《用振動(dòng)流化床干燥谷

48、物計(jì)算》[5]有</p><p><b>　　（4-7）</b></p><p>　　式中，tg1=60 °C ，tw=26 °C ，WF為物料的自由含水量，WFC為物料的臨界自由含水量，WB為平衡水分，在本設(shè)計(jì)中WB=0.9%。</p><p>　　查閱《食品干燥原理技術(shù)基礎(chǔ)》[12]有</p><p&

49、gt;　　其中X為相對干燥系數(shù)</p><p><b>　　則</b></p><p>　　在tg1=60°C，tw=26°C。</p><p><b>　　算得</b></p><p>　　tm2=52°C ,將tm2帶入（4-6）得</p><p

50、>　　那么，所需總熱量Q可得出為</p><p>　　Q=Q1+Q2+Q3=11161193+8759600+8143876=28064669J</p><p>　　第四節(jié) 干燥所需空氣量和體積計(jì)算</p><p>　　由《現(xiàn)代干燥技術(shù)》[2]所提供的公式</p><p><b>　?。?-8）</b></p

51、><p><b>　　（4-9）</b></p><p>　　式中，tg1、tg2分別為進(jìn)氣與排氣溫度，tg1=60°C，tg2=35°Ccg為空氣比熱容，J/(kg°C)，為1005J/(kg·°C)；ρg為空氣密度，kg/m3，ρg=1.08kg/m3，Gg為所需空氣量，Vg為所需空氣體積。將上述數(shù)值帶入到（4-8），

52、(4-9)有</p><p>　　第五節(jié) 床層面積的確定</p><p>　　4.5.1、由熱量平衡計(jì)算布風(fēng)板面積</p><p><b>　?。?-10）</b></p><p>　　根據(jù)第二章所計(jì)算的數(shù)據(jù)u0=0.4m/s，那么，床層面積S</p><p>　　第六節(jié) 床層高度和干燥時(shí)間的確定

53、</p><p>　　用（4-10）確定床層面積時(shí)，沒有考慮物料在傳熱傳質(zhì)方面的差異，因而最好能通過實(shí)驗(yàn)找到必須的干燥時(shí)間τd，s；再以規(guī)定的產(chǎn)量要求來確定床層面積。設(shè)單位時(shí)間干燥處理量為G1、床層初始高度為h0、物料堆積密度為ρb、物料輸送速度為us、床寬為B、長為L，LB=0.76m2,則有</p><p><b>　?。?-11）</b></p>

54、<p><b>　?。?-12）</b></p><p>　　結(jié)合（4-11）、（4-12）有 </p><p><b>　?。?-13）</b></p><p>　　取靜床高度h0=0.0055m，干燥時(shí)間τd=70s</p><p>　　與所給數(shù)據(jù)相符

55、，這證明我們的假設(shè)是合理的。 </p><p>　　第七節(jié) 床層面積校核</p><p>　　根據(jù)物料衡方程我們有</p><p><b>　　其中將得</b></p><p><b>　　A=0.74m2</b></p><p>　　與S相差不大證明，我們的計(jì)算是合理的&l

56、t;/p><p>　　那么，我們?nèi)=0.75m2。</p><p>　　第八節(jié) 熱容量系數(shù)ha的計(jì)算</p><p>　　4.7.1 傳熱系數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式</p><p>　　根據(jù)麥芽、砂糖等物料在振動(dòng)流化床上的換熱實(shí)驗(yàn)，有經(jīng)驗(yàn)公式：</p><p><b>　?。?-14）</b></p>

57、<p>　　為傳熱系數(shù)，A為振動(dòng)幅度，取0.003m；f為振動(dòng)頻率，取為20次s-1；此經(jīng)驗(yàn)公式可作為氯化銨干燥設(shè)計(jì)時(shí)的參考。</p><p>　　4.7.2 、熱容量系數(shù)的ha計(jì)算</p><p><b>　　由（4-14）有</b></p><p>　　由下式計(jì)算單位容積的傳熱面積</p><p>　　

58、4.7.3、上箱體高度的確定</p><p>　　根據(jù)《壓力容器與化工設(shè)備設(shè)計(jì)使用手冊》[13]提供的方法，上箱體高度H由下列公式確定</p><p><b>　?。?-15）</b></p><p>　　圖4.3 逆流箱體內(nèi)物料與空氣的溫度分布圖</p><p>　　根據(jù)第四章所做的計(jì)算，我們得出物料的出料溫度tw2=

59、52°C，進(jìn)料溫度tw1=20°C；進(jìn)風(fēng)溫度tg1=60°C，出風(fēng)溫度tg2=35°C。</p><p>　　根據(jù)《壓力容器與化工設(shè)備設(shè)計(jì)使用手冊》[13]由于物料在箱體內(nèi)部不斷翻滾返混，可以認(rèn)為空氣與物料是逆流換熱，那么有：</p><p>　　式中為對數(shù)平均溫差，決定于物料與空氣的溫度變化。</p><p><b&g

60、t;　　因此</b></p><p>　　將以上算得的結(jié)果帶入（4-15）得</p><p>　　第五章 振動(dòng)流化床機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　第一節(jié) 多孔板有效尺寸的確定</p><p>　　多孔板有效長度為L，有效寬度為B，一般情況下B=（1/4—1/6）L。</p><p><b>　

61、　根據(jù)式（4-12）</b></p><p>　　取L=1.8m，B=0.42m，得S=0.756在0.76（熱量衡算得的面積）與0.74（物料衡算得的面積）之間，并且與0.75十分接近，可見L與B的取值是合理的。</p><p>　　再由G1=60×L/τd×B×ρb×h0校核床層高度h0</p><p>　　得

62、h0=0.0055m。</p><p>　　第二節(jié) 振動(dòng)流化床進(jìn)出風(fēng)量計(jì)算</p><p>　　5.2.1、進(jìn)風(fēng)量計(jì)算</p><p>　　進(jìn)風(fēng)溫度：tg1=60°C</p><p>　　表觀流速：u=0.4m/s</p><p>　　則振動(dòng)流化床下箱體總進(jìn)風(fēng)量V60</p><p>

63、　　V60=u0×L×B=0.4×2.5×0.3=0.3m3/s</p><p>　　空氣進(jìn)入加熱裝置前，常溫常壓下風(fēng)機(jī)的風(fēng)量V20</p><p>　　V20=V60×（273+20）/（273+tg1）=0.264m3/s</p><p>　　為了使風(fēng)量有一個(gè)調(diào)節(jié)裕度，將標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)量增加10%因此此風(fēng)機(jī)的風(fēng)量V風(fēng)為&

64、lt;/p><p>　　V風(fēng)=1.1×V20=0.2904m3/s，取0.3m3/s。</p><p>　　換算為V風(fēng)=3600×0.3=1080m3/h。</p><p>　　5.2.2、振動(dòng)流化床的排氣量</p><p>　　（1）物料干燥排除蒸汽體積</p><p>　　濕物料生產(chǎn)能力G1=204

65、kg/h</p><p>　　干燥后銨鹽產(chǎn)量G2=200kg/h</p><p>　　被干燥水分重量△W=G1—G2=4kg/h</p><p>　　由[1]《傳熱學(xué) 戴鍋生 第二版》得60°C濕空氣的比容v=7.6804m3/kg。</p><p>　　則60°C濕空氣的的體積</p><p>　

66、　V60汽=△W×v=30.7216m3/h。</p><p>　　取V60汽=31m3/h。</p><p><b>　?。?）排風(fēng)量計(jì)算</b></p><p><b>　　校核出風(fēng)口溫度</b></p><p>　　在第三章中為了通過熱量衡計(jì)算床層面積我們把出風(fēng)口溫度設(shè)定為35

67、76;C，現(xiàn)在我們將把通過物料衡算得床層面積帶入公式（4-8）、（4-9）得</p><p>　　式中，cg為50°C時(shí)空氣的比熱容，cg=1005J/(kg·°C)，tg2=37.43°C與35°C的給定條件相差不大，可見我們前面的假定是合理的。</p><p>　　排風(fēng)溫度為35°C，則振動(dòng)流化床的排風(fēng)量為</p>

68、<p>　　V35=V風(fēng)×(273+35)/(273+20)+V60汽×（273+35）/(273+60)=1164m3/h</p><p>　　引風(fēng)機(jī)的工作溫度為35°C，因此引風(fēng)量</p><p>　　V引=V35=1164m3/h=0.3233m3/s，取0.32m3/s。</p><p>　　第三節(jié) 振動(dòng)流化床進(jìn)風(fēng)

69、管和出風(fēng)管管徑計(jì)算</p><p>　　5.3.1、進(jìn)風(fēng)管管徑計(jì)算</p><p>　　振動(dòng)流化床進(jìn)風(fēng)量：V風(fēng)=0.3m3/s。</p><p>　　采用四個(gè)進(jìn)風(fēng)管進(jìn)風(fēng)，則每個(gè)進(jìn)風(fēng)管進(jìn)風(fēng)量為V1=1/4V風(fēng)=0.075m3/s。</p><p>　　由《化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書》[3]，可知對于一般裝置中的管路中流速范圍為10-20m/s，我們設(shè)進(jìn)風(fēng)

70、管空氣流速為，ν1=15m/s。</p><p><b>　　由 </b></p><p><b>　　ν1==15m/s</b></p><p>　　得D1=79.8mm</p><p>　　所以選進(jìn)風(fēng)管為DN80標(biāo)準(zhǔn)管，直徑為80mm。</p><p>　　5.3.2、

71、出風(fēng)管管徑計(jì)算</p><p>　　振動(dòng)流化床排氣量V35=0.32m3/s。</p><p>　　采用兩個(gè)排氣管，則每個(gè)排氣管的風(fēng)量為V2=1/2V35=0.16m3/s。</p><p>　　由《化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書》[3]，可知對于一般裝置中的管路中流速范圍為10-20m/s，我們設(shè)進(jìn)風(fēng)管空氣流速為，ν2=14m/s。</p><p>&l

72、t;b>　　ν2==14m/s</b></p><p>　　得D2=120mm。</p><p>　　所以選進(jìn)風(fēng)管為DN125標(biāo)準(zhǔn)管，直徑為125mm。</p><p>　　進(jìn)、出風(fēng)管在箱體上的位置將在第六章中作相關(guān)介紹。</p><p>　　第四節(jié) 上箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　上箱體將干燥區(qū)

73、同大氣分隔開防止粉塵外逸污染環(huán)境。通常上箱體與床層同寬，高度設(shè)計(jì)與普通流化床相似，主要取決于稀相的分離高度。上箱體的幾何設(shè)計(jì)可有多種，見圖5.1。</p><p>　　圖5.1 各種形狀不同的上箱體</p><p>　　為基本型，（b）、（c）、（d）為上半部尺寸大于下半部，因而其上部風(fēng)速小于下部，有利于粒子沉降，降低粉塵夾帶量。（d）、（e）頂部為曲面形，剛度較好，內(nèi)部易于打磨拋光處理，

74、光潔度好，不粘附粉塵，衛(wèi)生條件要求嚴(yán)格物料，但加工難度也大些，因此本設(shè)計(jì)的上箱體并不采用曲面型?；诮档蛥⒄褓|(zhì)量的目的，上箱體通常被設(shè)計(jì)成薄壁結(jié)構(gòu)，壁厚3mm。為了防止側(cè)壁產(chǎn)生過大的彈性振動(dòng)，焊裝加強(qiáng)筋是必要的。</p><p>　　圖5.2 上箱體的結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　上箱體是熱空氣與物料熱量交換的主要場所，物料與上箱體直接接觸，考慮到物料的腐蝕性以及振動(dòng)過程中上箱體所承受的載荷

75、，選用不銹鋼作為材料，材料選0Cr18Ni9，厚度選為3mm。上箱體橫截面如5.2所示：之所以采用這種結(jié)構(gòu)形式，是為了使氣流流動(dòng)更加均勻，壁面形成死區(qū)，換熱更加充分，熱空氣通過</p><p>　　物料層后，由于流通面積的擴(kuò)大而降低流速，同時(shí)減少了物料夾帶現(xiàn)象的產(chǎn)生。上箱體采用這種結(jié)構(gòu)避免了法蘭與物料的直接接觸，法蘭材料選用碳鋼以節(jié)約不銹鋼的用量。</p><p>　　上箱體上布置四個(gè)用以

76、觀察和清洗箱體內(nèi)部的矩形孔，兼顧到上箱體的強(qiáng)度我們把孔的尺寸定為200×150，在上箱體的位置如圖5.3。</p><p>　　圖5.3 孔在上箱體的位置分布圖</p><p>　　上箱體設(shè)置兩個(gè)排風(fēng)管，其位置在圖5.4中表示出來，用于排風(fēng)，進(jìn)料口位于床身一側(cè)，材料也用0Cr18Ni9不銹鋼。</p><p>　　圖5.4 出風(fēng)管在箱體上的布置</p

77、><p>　　第五節(jié) 下箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　下箱體依其功能是機(jī)體和空氣分配室，它和分布板共同完成將熱風(fēng)均勻送入床層的任務(wù)。正如前面分析過的那樣，下箱體容積的大小與床層壓降均勻性及壓降波動(dòng)有關(guān)。一般認(rèn)為，下箱體進(jìn)風(fēng)口面積為分布板開孔面積的6-8倍時(shí)，可實(shí)現(xiàn)床層布?xì)饩鶆?。為此必須有足夠大的下箱體容積才行，下箱體懸吊式如圖5.5（b），其結(jié)構(gòu)同上箱體一樣為薄壁結(jié)構(gòu)。但圖5.5（a）所示

78、的座式下箱體，則由于要承受全部參振質(zhì)體動(dòng)負(fù)荷，應(yīng)設(shè)計(jì)為箱式框架結(jié)構(gòu)。</p><p>　　圖5.5 下箱體結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　下箱體是熱空氣進(jìn)入的氣室，同時(shí)激振電機(jī)也安裝在下箱體上，所以下箱體的厚度要比上箱體大，取為4mm，材料為0Cr18Ni9不銹鋼。為了方便清洗箱體，下箱體應(yīng)設(shè)有排污口，下箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖詳見圖5.6。</p><p>　　圖5.6 下箱體

79、設(shè)計(jì)簡圖</p><p>　　第六節(jié) 法蘭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　5.6.1、上、下箱體法蘭設(shè)計(jì)</p><p>　　上下箱體的連接方式主要有兩種，一種是軟連接，即用織物將上下箱體連接起來，這種情況一般是針對體積較大的流化床而設(shè)計(jì)的，由于床身重量較大，上下箱體一起振動(dòng)會(huì)造成不必要的能量損失，如果把上箱體固定起來就會(huì)大大節(jié)約耗能。另一種是將上下箱體固定在一起，

80、同步振動(dòng)，這種情況一般用于體積較小，重量較輕的振動(dòng)流化床，由于本設(shè)計(jì)的處理量較小，體積較小因此用第二種連接方式，上下箱體將由法蘭連接，見圖5.7（a）。</p><p>　　圖5.7(a) 法蘭結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　根據(jù)[14]提供的關(guān)于法蘭的國家標(biāo)準(zhǔn)，我們選擇標(biāo)準(zhǔn)號為HG20594的板式法蘭，螺紋孔徑為10mm，橫向共布置20個(gè)螺孔，為了使螺栓易于更換在本設(shè)計(jì)中所有螺紋都選用GB/

81、T 5780螺紋孔大小為10mm，螺栓選用GB/T 5782 M8，結(jié)構(gòu)圖見圖 5.7（b）。</p><p>　　圖5.7（b） 上、下箱體飛邊結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　5.6.2、出風(fēng)口法蘭設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)[14]提供的法蘭國家標(biāo)準(zhǔn)，對于出風(fēng)口，我們選擇DN125的標(biāo)準(zhǔn)板式平焊法蘭，型號為PL-HG-20593，螺紋孔徑為18mm，對稱布置8個(gè)孔

82、，結(jié)構(gòu)圖見圖5.7（c）。</p><p>　　圖5.7(c) 出風(fēng)口法蘭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　5.6.3、入風(fēng)口法蘭設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)[14]提供的法蘭國家標(biāo)準(zhǔn)，對于出風(fēng)口，我們選擇DN80的標(biāo)準(zhǔn)板式平焊法蘭，型號為PL-HG-20593，螺紋孔徑為10mm，對稱布置8個(gè)螺孔，結(jié)構(gòu)圖見圖5.7（d）。</p><p>　

83、　圖5.7（d) 進(jìn)風(fēng)口法蘭設(shè)計(jì)</p><p>　　第七節(jié) 多孔板、編織網(wǎng)、托網(wǎng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　5.7.1、分布板孔數(shù)</p><p>　　高速的熱空氣流通過多孔板使物料在振動(dòng)流化床內(nèi)變成流化狀態(tài)，經(jīng)驗(yàn)表明，開孔率越大，流化質(zhì)量越不易保證，漏料也會(huì)越發(fā)的嚴(yán)重，但開孔率過小會(huì)使阻力增加，動(dòng)力消耗提高?，F(xiàn)代振動(dòng)流化床開孔率一般取在1%-5%，當(dāng)多孔板下

84、加設(shè)均風(fēng)板和防漏網(wǎng)時(shí)開孔率可取7%-8%。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中開孔率取5%，即</p><p>　　分布板孔徑一般為1.5-2.0mm，這里取為2.0mm，則孔數(shù)為</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　在分布板上篩孔按等邊三角形布置，空心距為</p><p&g

85、t;<b>　?。?-2）</b></p><p><b>　　取t=0.008m</b></p><p>　　分布板的結(jié)構(gòu)簡圖見圖5.8</p><p>　　圖5.8分布板結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　5.7.2、分布板的材料與結(jié)構(gòu)</p><p>　　分布板采用0.3~6m

86、m厚的鋼板鉆孔或沖制孔而成。圖4.8給出了幾種常用的分布板結(jié)構(gòu)圖。</p><p>　　圖5.9 常用分布板結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中分布板結(jié)構(gòu)采用直流式分布，考慮到板的剛度及生產(chǎn)成本我們選擇（a）型板，厚度取1mm。板材料采用HT200，孔用沖制而成，加工簡單。</p><p>　　圖5.10 分布板剖視圖</p><p>

87、　　為了不使物料從分布板中掉落，在多孔板下設(shè)置編織網(wǎng)。為了不使物料從孔中掉落，在多孔板下面敷設(shè)編織網(wǎng)，編織網(wǎng)選擇GB/T5330.1-2000工業(yè)用金屬篩網(wǎng)，金屬絲粗細(xì)為25，目數(shù)選為3200，編織形式采用平紋組織。同時(shí)在物料較多時(shí)不使多孔板發(fā)生凹陷變化，在編織網(wǎng)下設(shè)有托網(wǎng)。</p><p>　　第八節(jié) 均風(fēng)板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　由于熱空氣流是由較高的速度進(jìn)入下箱體，而下箱體氣室

88、的寬度不大，進(jìn)風(fēng)口為雙側(cè)布置的，為了是風(fēng)量分布更加均勻，所以必須在下箱體設(shè)置均風(fēng)板。</p><p>　　圖5.11 均風(fēng)板開孔分布圖</p><p>　　如上圖所示，即為均風(fēng)板的開孔分布圖，縱向開17排孔，孔間距為100mm，橫向開5排孔，孔間距為70mm?？椎某叽鐬?0mm，均風(fēng)板的開孔率為</p><p>　　第九節(jié) 振動(dòng)流化床支座設(shè)計(jì)</p>

89、<p>　　5.9.1、支座設(shè)計(jì)</p><p>　　支座是放置緩沖材料或者彈簧并以此來支撐振動(dòng)流化床的構(gòu)件，為了保證床身的平衡我們選擇四個(gè)支撐點(diǎn)，因此我們會(huì)選擇兩個(gè)支座，然而，為了保證床身在振動(dòng)過程中有一定的斜度（1:100），靠物料進(jìn)口較近的支座應(yīng)該比出口處的支座高度稍微高些。</p><p>　　考慮到支座材料需要承受振動(dòng)，因此我們選擇具有良好吸振能力的鑄鐵為材料（HT10

90、0），靠近進(jìn)料口的支座結(jié)構(gòu)簡圖請見圖5.12（a），后部支座尺寸見5.12（b），它們的區(qū)別在于底座的高度尺寸。</p><p>　　圖5.12（a） 前部支架結(jié)構(gòu)簡圖 圖5.12（b）后部支座結(jié)構(gòu)簡圖</p><p>　　圖5.13則表示出兩個(gè)支架之間的間距</p><p>　　圖5.13支架布置簡圖</p><p>　　5.9

91、.2、隔振設(shè)計(jì)</p><p>　　振動(dòng)的導(dǎo)入對流化床干燥有利，但對周圍環(huán)境卻十分有害，應(yīng)設(shè)法降低或消除它。工程上常常采用彈簧隔振或平衡的方式吸收部分振動(dòng)能量，下面將介紹設(shè)計(jì)方法。</p><p><b>　　（1）、隔振設(shè)計(jì)</b></p><p>　　所謂隔振，就是用剛度較小的彈簧將振動(dòng)流化床支撐起來。如果將隔振系數(shù)定義為傳給地基動(dòng)載荷與參

92、振機(jī)體慣性力之比，則可通過隔振系數(shù)的大小來判斷隔振效果。按經(jīng)驗(yàn)，一般在0.01~0.25之間隔振系統(tǒng)能滿足工作需要，因此可用下式計(jì)算隔振簧剛度</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　式中，mj為振動(dòng)質(zhì)體計(jì)算質(zhì)量，kg·s2/cm，為y方向橡膠彈簧的剛度。</p><p>　　為避免在機(jī)器工作和啟動(dòng)停車過程

93、中，隔振簧產(chǎn)生沖擊或脫離機(jī)體，它的最大動(dòng)變形量應(yīng)小于靜變形量。下面是滿足此條件的經(jīng)驗(yàn)公式</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　Ay為垂直振幅，M為參振總質(zhì)量</p><p>　?。?）、隔振簧（緩沖材料）選擇及剛度、強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　常用的隔振簧有金屬螺旋簧及圓柱形橡膠彈簧，金

94、屬簧具有制造簡單、內(nèi)摩擦小、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，但有體積大、易產(chǎn)生噪音，橫向剛度小、容易使及其產(chǎn)生橫向搖晃等缺點(diǎn)。橡膠簧則可制成不同形狀和尺寸，三個(gè)方向剛度均可按需要設(shè)計(jì)，噪音低，過共振區(qū)時(shí)振幅較小，但是適應(yīng)溫度能力較差，近年來橡膠簧已被大量采用。圓柱形橡膠簧的剛度用下式計(jì)算</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　式中，D為彈簧外徑，d為彈簧內(nèi)

95、徑，h為彈簧高度，E為拉壓彈性模數(shù)。</p><p>　　E、G與橡膠邵氏硬度之關(guān)系見表5.14，并且E與隔振簧高度h有以下經(jīng)驗(yàn)公式?jīng)Q定</p><p><b>　　（5-6）</b></p><p>　　表5.14 橡膠材料的拉壓彈性模數(shù)與剪切彈性模數(shù)</p><p>　　我們選擇橡膠的邵氏硬度為50，帶入得</

96、p><p><b>　　h=12.5cm</b></p><p>　　按圖5.15給出的設(shè)計(jì)線圖，可方便獲得較優(yōu)解。</p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)Ky=121，E=18，求D、d并且校核h。</p><p>　　圖5.15 橡膠彈簧設(shè)計(jì)線圖</p><p>　　首先按經(jīng)驗(yàn)，暫定D=8，d=3得D+

97、d=11，D—d=5，在E尺上找到121，連接該兩點(diǎn)和（D+d）尺上的11點(diǎn)連接成一條直線于S尺上的另一點(diǎn)，再過此點(diǎn)作水平線交于D—d=5曲線上，過其交點(diǎn)再作鉛垂線，與h尺交點(diǎn)即為所求之h，可以看出h=8，小于12.5，為了留取25%的裕度，我們將h定為10，圖5.16是橡膠簧的結(jié)構(gòu)示意圖。</p><p>　　圖5.16 橡膠簧結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　第十節(jié) 料層厚度控制及排料方

98、式</p><p>　　部分振動(dòng)流化床中，料層厚度是由給料量、振動(dòng)參數(shù)及風(fēng)參數(shù)確定的，一旦這些參數(shù)調(diào)整好后，料層厚度及確定，操作過程中無法另行控制，這類干燥機(jī)的操作彈性較小</p><p>　　在干燥機(jī)的排料端加裝控制堰（圖5.17），這便是料層可控的振動(dòng)流化床。調(diào)整手柄，可方便地調(diào)整控制堰板的上沿高度和下沿與分布板的間隙。當(dāng)物料粒度均勻、干濕狀態(tài)密度有較大的差異時(shí)，使堰板下沿貼近分布板，

99、上沿高度則控制料層厚度，干燥完好的物料浮在床層上部，以一流方式排出機(jī)外。當(dāng)物料粒度差異較大或干濕狀態(tài)密度變化不大時(shí)，不能溢流排料，此時(shí)，堰板下沿與分布板間隙以及堰板上沿高度應(yīng)協(xié)同調(diào)整，利用堰板的節(jié)流作用調(diào)整料層厚度及排料速度</p><p>　　實(shí)踐表明，料層可控的振動(dòng)流化床，較易控制物料在床層中的停留時(shí)間。</p><p>　　圖5.17 排料控制堰</p><p&g

100、t;　　1-手柄；2-上箱體；3-緊固螺母；4-滑道；5-軸；6-排料口；7-下箱體；8-分布板；9-控制堰</p><p>　　第十一節(jié) 肋板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　由于上、下箱體厚度較小，為了保證振動(dòng)流化床在工作過程中減輕變形，延長振動(dòng)流化床的壽命，增加床體剛度，需在上、下箱體上均勻焊接肋板，焊接方式采用雙面交錯(cuò)焊接，這種焊接方法對上、下箱體有很大的意義，應(yīng)為上箱體是不銹鋼材料，

101、這種方法可以減小上箱體的燒損，而對于下箱體來說，可以有效減少焊縫面積。</p><p>　　圖5.18 肋板尺寸與位置</p><p>　　第六章 干燥機(jī)主要輔助設(shè)備選型</p><p>　　第一節(jié) 氣體換熱器設(shè)計(jì)</p><p>　　各種干燥系統(tǒng)常用的供熱裝置有蒸汽加熱器，煙道氣，電加熱器等，根據(jù)公司提出的要求，本設(shè)計(jì)中我們將選用蒸汽加熱器

102、，蒸汽壓力不超過0.78MPa，給定熱源蒸汽溫度為160°C左右。</p><p>　　6.1.1、蒸汽加熱器的設(shè)計(jì)步驟</p><p>　?。?）、從蒸汽性能表中查得，當(dāng)蒸汽表壓力p=0.5MPa，飽和蒸汽溫度為 tH=158.08°C。</p><p>　?。?）、空氣平均溫度，查[1]，得40°C時(shí)空氣的密度為 1.128kg/

103、m3，即。</p><p>　　（3）、根據(jù)[3]所提供的蒸汽加熱器性能規(guī)格表</p><p>　　空氣從20°C上升到60°C所需要的熱量</p><p>　?。?）、入口處風(fēng)速uin的計(jì)算</p><p>　　在第五章中我們設(shè)計(jì)了分布板，分布板小孔風(fēng)速uh與流化速度u0由下式?jīng)Q定</p><p>

104、;<b>　　（6-1）</b></p><p>　　分布板壓降是氣體通過分布板小孔的阻力，與孔徑和孔速有關(guān)。為使布?xì)饩鶆颍仨毷狗植及鍓航档扔谌腼L(fēng)口動(dòng)壓的100倍，即</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　式中，cd為分布板阻力系數(shù)，1.5-2.5,uin為進(jìn)風(fēng)口速度。</p>

105、<p>　　由于開孔率為5%，u0=0.4m/s,有uh=8m/s，取cd=2,可算出uin=1.2m/s</p><p>　?。?）、由實(shí)際風(fēng)速算通風(fēng)面積，由</p><p><b>　　得</b></p><p>　?。?）、空氣的質(zhì)量流速ur</p><p>　?。?）、計(jì)算管排傳熱系數(shù)</p&g

106、t;<p>　　根據(jù)[3]所提供的SRZ蒸汽加熱器傳熱系數(shù)和空氣通過阻力的計(jì)算公式表，我們選擇SRZ 5×5X型蒸汽加熱器有</p><p>　　K為傳熱系數(shù)，ur為空氣質(zhì)量流速。</p><p><b>　　傳熱溫差</b></p><p><b>　　所需傳熱面積</b></p>

107、<p>　　所需單元排管數(shù)，查《化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書》[3]可知，Aa為每排管子的換熱面積，對于SRZ 5×5X型蒸汽加熱器有Aa=6.23m2。</p><p>　　實(shí)際選取2組，總傳熱面積</p><p>　　第二節(jié) 旋風(fēng)分離器設(shè)計(jì)</p><p>　　選用XLT/A型旋風(fēng)分離器。查資料可知它的凈化能力170~42780m3/h</p>

108、;<p>　　6.2.1、氣體處理量</p><p>　　旋風(fēng)分離器的氣體處理量Qx就是從振動(dòng)流化床中排出的氣體量V35，即Qx=V35=1080m3/h，在XLT/A旋風(fēng)分離器的處理范圍之內(nèi)。</p><p>　　6.2.2、旋風(fēng)分離器直徑</p><p>　　氣體以vm/s的速度進(jìn)入旋風(fēng)分離器，所產(chǎn)生的離心力可以分離出小到5µm的固體顆粒

109、，因此進(jìn)口速度為</p><p><b>　　取µf=14m/s</b></p><p>　　得F進(jìn)=0.214m/s</p><p><b>　　校核出口截面積F進(jìn)</b></p><p><b>　　F進(jìn)=</b></p><p><

110、b>　　故假設(shè)成立</b></p><p>　　又進(jìn)氣口高度A=0.66Dx</p><p>　　進(jìn)氣口B=0.26Dx</p><p>　　F進(jìn)=A×B=0.172Dx2</p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　Dx=0.353m

111、</b></p><p>　　取旋風(fēng)分離器直徑D為0.3m，則</p><p>　　F'=0.172D2=0.01548m2</p><p>　　可見能夠滿足分離要求</p><p>　　由此我們根據(jù)《化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書》[3]選擇的旋風(fēng)分離器型號為XLT/A 300單筒式水平出風(fēng)旋風(fēng)分離器。</p><

112、p>　　6.2.4、壓力損失計(jì)算</p><p>　　由[1]查得，出風(fēng)溫度為T出=35°C時(shí)空氣密度</p><p><b>　　又樣本查出阻力系數(shù)</b></p><p><b>　　ζ=5.5</b></p><p><b>　　則壓力損失為：</b>&l

113、t;/p><p><b>　　第三節(jié) 風(fēng)機(jī)的選擇</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)的振動(dòng)流化床需要兩臺(tái)風(fēng)機(jī)，其中一臺(tái)作為供熱源，將振動(dòng)流化床所需要的空氣量送入熱風(fēng)爐，另一臺(tái)作為引風(fēng)用，將從旋風(fēng)分離器出來的氣體排掉。</p><p>　　6.3.1、鼓風(fēng)機(jī)的選擇</p><p>　　鼓風(fēng)機(jī)提供的風(fēng)量為1080m3/h，進(jìn)氣

114、溫度為20°C。</p><p>　　選擇深圳市三力基業(yè)電機(jī)有限公司生產(chǎn)的型號為型號SF7530SL/BC的離心鼓風(fēng)機(jī) ，具體參數(shù)如下：</p><p>　　功率：1.4（kw）</p><p><b>　　材質(zhì)：塑料</b></p><p><b>　　類型：離心式鼓風(fēng)機(jī)</b><

115、/p><p><b>　　風(fēng)機(jī)壓力：低壓風(fēng)機(jī)</b></p><p>　　升壓：0.25mH2O或2500pa</p><p><b>　　氣流方向：離心風(fēng)機(jī)</b></p><p><b>　　適用范圍：機(jī)械</b></p><p>　　風(fēng)量：2100（可

116、調(diào)）</p><p><b>　　性能：低噪音風(fēng)機(jī)</b></p><p><b>　　用途：生產(chǎn)</b></p><p><b>　　重量：7.5kg</b></p><p>　　6.3.2、引風(fēng)機(jī)的選擇</p><p>　　鼓風(fēng)機(jī)提供的風(fēng)量為1080

117、m3/h。</p><p>　　選擇深圳市三力基業(yè)電機(jī)有限公司生產(chǎn)的型號為型號DCSF12032S的離心風(fēng)機(jī) ，具體參數(shù)如下：</p><p>　　功率：1.4（kw）</p><p><b>　　材質(zhì)：塑料</b></p><p><b>　　類型：離心式鼓風(fēng)機(jī)</b></p>&l

118、t;p><b>　　風(fēng)機(jī)壓力：低壓風(fēng)機(jī)</b></p><p>　　升壓：0.25mH2O</p><p><b>　　氣流方向：離心風(fēng)機(jī)</b></p><p><b>　　適用范圍：機(jī)械</b></p><p>　　風(fēng)量：2100（可調(diào)）</p><

119、;p><b>　　性能：低噪音風(fēng)機(jī)</b></p><p><b>　　用途：生產(chǎn)</b></p><p><b>　　重量：7.5kg</b></p><p>　　6.3.3、鼓風(fēng)機(jī)與引風(fēng)機(jī)選用件表</p><p>　　根據(jù)三力基業(yè)生產(chǎn)的電機(jī)樣本，所選用的鼓風(fēng)機(jī)引風(fēng)機(jī)的

120、選用件如下：</p><p>　　表6.1 鼓風(fēng)機(jī)與引風(fēng)機(jī)選用件表</p><p>　　6.3.4、壓頭校核</p><p>　　旋風(fēng)分離器的壓頭損失△P=115mmH2O</p><p>　　在振動(dòng)流化床的壓頭損失為△P=100mmH2O，另外在管路，閥門等處，在氣體通過時(shí)也存在壓頭損失，，對于整個(gè)系統(tǒng)，總壓頭損失225mmH2O。<

121、/p><p>　　大于總的壓力損失225mmH2O。</p><p><b>　　故此風(fēng)機(jī)是合適的。</b></p><p>　　第四節(jié) 空氣過濾器的選擇</p><p>　　6.4.1、空氣流量的確定</p><p>　　空氣流量V風(fēng)=1500m3/h，由于本身振動(dòng)流化床所需要的風(fēng)量就不大，因此一級

122、高效空氣過濾器就可以了，高效空氣預(yù)熱器采用超細(xì)纖維玻璃紙，膠版紙，鋁膜等材料作為隔板與鋁合金，鐵框膠合而成。具有過濾率高，阻力低，容量大等特點(diǎn)，濾塵率達(dá)到了99.99%，高效空氣過濾器的基本參數(shù)如下。</p><p>　　表6.2 高效空氣過濾器基本參數(shù)</p><p>　　第五節(jié) 加料裝置的設(shè)計(jì)</p><p>　　在干燥裝置中，供給或排出粉狀，顆粒狀及塊狀物料的

123、機(jī)械，一般統(tǒng)稱為供料器，有加料器和排料器之分。對后續(xù)裝置而言，排料器也就成為了加料器。在干燥過程中，加料器所處理掉往往好似濕物料，而排料器處理的往往是較干的物料。加料器的用途主要是定量連續(xù)或間斷地供給物料。排料器的用途主要是不定量連續(xù)或間斷地排出物料。</p><p>　　供料器應(yīng)具有下列特點(diǎn)：（a）能定量供料（b）不泄露物料和空氣（c）不產(chǎn)生粒子破損（d）能適應(yīng)多種物料，供料量可調(diào)節(jié)（e）消耗功率?。╢）運(yùn)轉(zhuǎn)可

124、靠，操作簡單，維修方便（g）占地面積小，高度低。</p><p>　　6.5.1、供料器的分類及選用原則</p><p>　　供料器從機(jī)理上分可以分四種，即：重力作用式、機(jī)械力作用式、往復(fù)式及振動(dòng)式、氣壓式及流態(tài)化式。在設(shè)計(jì)供料器時(shí)必須要考慮到物料性質(zhì)，使用狀態(tài)，密封等因子。</p><p>　　6.5.2、供料器的設(shè)計(jì)</p><p>　　

125、考慮到生產(chǎn)成本及操作方便等諸多因素，本設(shè)計(jì)中給料器選為重力作用式，通過閘板的開合來控制物料的加料速度。閘板式分為延水平、垂直或傾斜方向作直線運(yùn)動(dòng)的擋板（圖6.3（a））；旋轉(zhuǎn)的鉸鏈?zhǔn)介l門（圖6.3（b、c、d、e））；使弧形板作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的切斷式閘門（圖6.3（f））；以及旋轉(zhuǎn)彎成特殊形狀的彎管（圖6.3（g））。開閉的方式分直接傳動(dòng)或由杠桿、齒輪鏈傳動(dòng)等，作用方式分手動(dòng)、電動(dòng)和氣動(dòng)。</p><p>　　圖6.3