d总?A总0.0589??0.274(m) 0.7850.785 查表选取Dg299×7。 (2) 冷却管组数和管径:
设冷却管总表面积为A总,管径d0,组数为n,则
2A?n?0.785d0 总 现根据本罐情况,取n=9,求管径。由上式得
d0?A总0.0589??0.091(m)
n?0.7859?0.785 经查表选取Φ108×4无缝管,d内=98mm,d平均=103mm。
现取竖蛇管圈端部U型弯管曲径为300mm,则两直管距离为600mm,两弯管总长度l0为:
l??D?3.14?600?1884(mm)0
(3) 冷却管总长度L计算:
冷却管总面积S=317.76m2。现取无缝钢管Φ108×4,
S317.76??993(m) S00.32L? 冷却管占有体积V管为:
V管?0.785?0.1082?993?9.09(m3) 取冷却管组n=9。 (4) 每组管长L0为:
L0?L993??110.33(m) n9 另需连接管1.8m,
L实?L0?1.8?110.33?1.8?108.53(m) 可排竖直蛇管的高度设为静液面高度,下部可伸入封底209mm。设发酵罐内附件占有体积为0.63m3,则总占有体积为: V管?V附件?9.09?0.63?9.72(m3) 筒体液面为:
V总?70%?(V管?V附件)-V封S截面?230?70%?(9.09?0.63)-16.25 ?7.87(m)0.785?52 竖直蛇管总高H管为: H管?7.87?1.2?9.07(m) 取管间距为0.6m。 又两端弯管总长l0为:
l?3.14?0.6?1.884(m)0
两端弯管总高1.2m。 则一圈管长L为:
L?2H?2L0?2?9.07?2?1.884?21.91(m) (5) 每组管子圈数n0为:
n0?L0110.33??5.04(圈) L21.91 取5圈。
L实?21.91?5?9?(1.8?9)?1002.15?993(m)现取管间距为:
1.9?D?1.9?0.108?0.20(m)
竖蛇管与罐壁的最小距离为0.10m。 最内层竖蛇管与罐壁的最小距离为:
0.2?4?0.10?0.108?5?1.44(m)
与搅拌器的距离为:
(5-1.7)/2?1.44?0.21?0.2(m)
在允许范围内。
(6) 校核布置后冷却管的实际传热面积:
S实??d平均?L实?3.14?0.103?1002.15?324.12?317.76(m2)故可满足需求。 5.8 备材料的选择
为了降低设备造价费用,本设备选用A3碳钢材料,精制时用除铁树脂除去铁离子。 5.9 接管设计
(1) 接管的长度h设计:
各接管的长度h根据管径大小和有无保温层,进行选择。本罐的输料管可选择不带保温层的,查表接管长度可取h=150mm[2]。 (2) 接管直径的确定:
接管直径的确定,主要根据流体力学方程式计算。
以排料管为例计算管径。本罐实装85.7m3,设1.5h之内排空,则排料时的物料体积流量qv为:
85.
q v ?
? 0 . 016 ( m 3 / s )
3600 ? 1.5
取发酵醪流速 V=1(m/s),则排料管截面积A物为:
A物?qv0.016?0.016(m2) V12A0.785d物?
则排料管直径d为:
d?A物0.016 ??0.14(3m)0.7850.785 查表选取Φ194×6无缝管,d内=182mm,d平均=188mm[2]。 以通风管为例计算管径,通风量Q1为: Q1 ? 85.
? 0 .4 ? 34.28 ( m 3 / min) ? 0 .57 ( m 3 / s )
利用气态方程式计算工作状态下的风量Qf为: 0 . 1 273 ? 33
? ? 0 57 ? Q f ? 0 . . 317 ( m 3 / s )
? 0 . 40 273 20 如取风速V=25(m/s),则风管截面积Af为:
QfV0.317?0.012(m2) 25Af??2A0.785df?气
则气管直径d气为:
0.012?0.12(m)0.785
d?气 查表选取Φ133×4无缝管,d内?125mm,d平均=129mm。
因通风管也是排料管,故取两者的大值。即取Φ194×6无缝管,可满足工艺要求。
排料时间复核: 物流量Q为:
85.
Q ?
? 0 . 016( m 3 / h ) 3600 ? 1.5
物料流速V=1(m/s),则管道截面积A为:
23A?0.785?0.182?0.026(m)
在相同的流速下,流过物料因管径较原来计算结果小,则相应流速比P为: P ?
Q 0 . 016
? ? 1 ? 0 . 615 ( 倍) A v 0 . 026
排料时间t为: T=1.5×0.615=0.9225h