振动流化床干燥器的设计(6)

2020-04-17 01:50

F=

(2.18)

式中,n为振动电机转速,r/min;M为包括物料的参振总质量,kg;A为全振幅,mm。

第2.4节 设计中的环保措施

(1)隔振设计及传给地基的动载荷

① 隔振设计 所谓隔振,就是用刚度较小的弹簧将振动流化床支承起来,如将隔振系数 定义为传给地基动载荷与参振机体惯性之比,则可通过隔振系数的大小判断隔振效果,按经验, 一般在0.25~0.01之间隔振系统能满足工作需要,为此,可按下式计算隔振簧刚度

Ky=fc2mj2w2=(0.25~0.01)mjw2 (2.19) 式中,Ky为垂直方向的隔振刚度,kg/cm;mj为振动质体计算质量,kg2s2/cm。 为避免在机器工作和启动停车过程中,隔振簧产生冲击或脱离机体,它的最大动变形量应小于静变形量。据经验,最大动变形量一般为垂直振幅Ay的3~7倍,因此,Ky还应满足下式

Ky<M/(3~7)Ay (2.20) 式中,M为总参振质量,kg。 ② 隔振簧选择及刚度、强度计算 圆柱形橡胶簧的刚度用下式计算:

Ky=1.2[1+1.65()2]E

G (2.21)

式中,D、d为橡胶簧外、内径,cm;h为橡胶簧高度,cm;E为抗压弹

性模量,kg/cm2;G为剪切弹性模量,kg/cm2(1kg/cm2=0.098MPa)

③ 传给地基动载荷 设隔板簧传给地基铅垂方向动载Pdy,水平方向动载Pdx,则:

Pdy=ky2A2sinδ

Pdx=Kx2A2cosδ (2.22) (2)降低噪音措施 国家环保法规定工业机器的噪音不能大于85dB,正常的振动流化床应运转平稳,无异常振动噪音,用声级计在机器周围1.5m范围内

测定,为此,振动流化床在设计时必须充分考虑降低噪音的技术措施。查资料得出,下述方法对降噪是行之有效的。

① 合理选择振频,一方面尽量避开共振区,另一方面还要满足振动强度在合理范围内,通常认为工作振频是机器自振频率的2~4倍是合理的。并且选用性能优异,噪音低的振动电机,可能情况下可适当调低振动电机振幅。

② 应设法提高上下箱体及分布板在振动方向上的刚度,以避免产生弹性弯曲振动使噪音加大。如有产生较大弹性弯曲振动现象,可适当改变振幅或焊装加强筋。

③ 橡胶簧传递声音阻力币金属簧大,隔音效果好,工作噪音低,隔振簧如破损,变性或参数不符要求,应调整更换。

④ 适当选择保温材料及施工方法,可提高弹性振动阻尼,降低噪音。 ⑤ 检查整机有无连接松动、损坏部位,如有则应予以更改修复。 ⑥ 振动流化床的每个侧面,尤其安装电机一侧,距离墙壁最好大于2~2.5m。安装场地空间不能太小。在墙壁上装设吸音材料对降低噪音有效。

(3)防止粉尘污染 振动流化床干燥机系统中一般要有气固分离分离设备,以使系统排出的气体符合环保规定。但主机设计时也必须考虑影响粉尘排放的各种因素,降低气固分离设备负荷。

①适当提高上箱体分离段高度,使细粒级物料有足够的时间沉降下来。 ②上箱体设计成如图那样,是排气附近气速明显降低,有利于粉尘沉降。 ③可将进料口、排料口设计成封闭式。

④保持上箱体微负压操作,尤其应保证开式进料口、排料口附近区域微负压,防止粉尘外逸。

(4)物料停留时间调整

VFB 中物料的平均停留时间VFB 中物料的平均停留时间受风速、床高、振动强度、激振角度大小的影响

(1) 由于热空气对物料仅提供垂直向上的作用力, 风速的变化对物料的平均停留时间影响极小;

(2) 当风量及振动条件一定, 床层高度对物料平均停留时间的影响也较小 (3) 振动强度对物料平均停留时间有很大的影响, 振动强度减小, 物料的平均停留时间增长。

(4)振动电机的偏振角越大,物料在平均停留时间就越长。

第2.5节 实际操作中应注意的问题

(1)振动参数的选择一般要留有调节余地。例如, 对辽宁精工干燥公司的设备, 选择振幅在2. 5mm 左右, 调试时可依据情况适当变化; 但不可使振幅过小, 以致K值过低, 起不到应有的作用。激振角以接近90°较好, 可增加物料的停留时间。对于特别易干燥的物料, 激振角可适当减小。

(2)风机的能力要配套, 要保证干燥器中处于微负压操作, 以避免过多的粉尘飞扬。

(3)风量适宜使物料能形成良好的流化状态。从观察窗上应看到物料上层界限清楚, 机内可见度良好。必要时改变振动参数, 获得良好的流化状态。

(4)给料要尽可能连续、均匀地布满床面。

(5)在大型干燥器出口设置冷风段, 有利于产品及时包装, 一定要采取措施, 避免串流现象严重而降低热效率。

(6)重视设备调试工作, 优化操作条件, 以弥补设计计算不完善带来的误差。

第3章 振动流化床部分结构的设计

第3.1节 计算基准

(1)以氟硅酸钠为计算标准的振动流化床干燥器的设计计算 计算标准:

产品产量G2:500kg/h 产品含水量X2:0.6% 湿物料含水量X1:9.5% 热风温度tg1:200 尾气温度tg2:100 所以:

①根据水分蒸发量计算公式得: ?=5003②热量计算

设空气初始湿度t0=25,相对湿度=80%,在I-H图上查得空气初始湿度H0=0.015 8 kg/kg干空气,空气初始热涵I0=64.90KJ/kg干空气。

当热风温度tl=200℃ ,在,I-H 图上查得热风涵I1=254.14KJ/kg干空气。 取物料初温、原水温度为25℃ ,水的蒸发潜热为2 256.7kJ/kg,干燥后产品温度为75℃ ,比热容为1.67 kJ/kg?。水的比热容取4.19KJ/kg?

则干燥必需的热量为:

Q=49.83[2256.7+(100-25)34.193+50031.673(75-25) =1.703105KJ/h

取系统的热损失为15%,200℃ 热空气比热容为1.05kJ/(kg2℃),则所需风量为:Gg=1.703lO531.15/[(1.053(200-25)]=1064.0 kg/h

热风体积为:Vg=(22.431 064.0/29)3[(273+200)/(273+25)]=l304.5m3/h

(2)流化床小孔气速V1的选择

气体经过筛孔板时的速度为小孔气速。振动流化床的流化气速为3~12 m/s,比非振动流化床的低,其原因与高频振动可促进流化有关。实测数据表明:小孔气速在10~12 m/s的条件下,粉体能始终保持流态化状态。小孔气速过低,则无法形成流态化;过高则会使粉体被气流带走,增加粉尘回收的负荷。小孔气速

-500=49.8kg/h

的大小确定后,若已知风量和小孔直径,则可确定小孔个数和开孔率。本文取V1=5m/s。

第3.2节 振动流化床干燥器振动参数确定

(1)振动流化床驱动频率

对于振动流化床,其驱动频率可在700~3000r/min 范围内选取。通常选用驱动频率f=1450r/min 。

(2)支承弹簧刚度

K=

式中:K—— 弹簧刚度,kg/mm;

G——弹性模量,83105 kg/mm; N—— 弹簧圈数;d一弹簧圈中径,mm; D——弹簧直径,mm。

振动流化床由四个弹簧支承,其总刚度为4K。 (3)无因次指数?p抛掷指数Γ的关系

无因次指数 反应粉体物料沿床底方向的最大理论速度的衰减程度,抛掷指数r反应床体内粉料运动方向;当F>O时粉料向前运动,反之则向后运动。由文献可知:当Γ=1.5-3.3时,无因次系数?p为0.7~0.95之间。本文取无因此系数为0.7,则抛掷指数为1.5

(kg/mm)

第3.3节 振动流化床干燥器结构足寸确定

(1)粉料在床体中的向前运动速度为:

U=?

式中?为速度修正系数,一般为0.75~O.85之间;?为振动角,其余符号同上。

取速度修正系数为0.8,振动角为600则:V=0.8310-3m/s

(2)空气入口直径D 的确定

1.73=3.463

D=


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