Tìm hiểu công nghệ và dây chuyền thiết bị sản xuất bột cá, tính toán thiết kế một số thiết bị chính

077
Hệ số cấp nhiệt từ hơi đến thành thiết bị:
a1 = Nu1. = 4077. = 1392
2.3.3. Hệ số cấp nhiệt từ thành thiết bị đến vật liệu a2:
Ta biết vật liệu sấy là cỏ với độ ẩm rất cao, sau khi vào mỏy sấy cỏ vừa được cấp nhiệt vừa được cỏnh đĩa khuấy trộn nờn tạo thành một hỗn hợp lỏng, ta xem hỗn hợp lỏng này cú tớnh chất như là nước
Cỏc tớnh chất của vật liệu sấy được xỏc định thụng qua nhiệt độ trung bỡnh của vật liờu sấy
tc = t1’ - Dttb = 164 – 80 = 840C
Thụng số vật lý của nước ở nhiệt độ tc = 800C theo bảng I.129 -{I}
Cp = 5,02 kJ/kg0C ; l = 0,665 Ư/m0C
u = 0,416.10 -6 m2/s ; Pr = 2,66
Do vật liệu sấy được khuấy trộn bằng cỏnh đĩa nờn chuẩn số Nu cú dạng sau:
Nu2 = 0,36. Re2/3.Pr1/3
trong đú ta lấy nhiệt độ trung bỡnh của chất vật liệu sấy và vận tốc khuấy trộn làm cỏc đại lượng cần xỏc định. Chuẩn số Re và Nu cú dạng sau:
Re = ; Nu =
trong đú: - dc đường kớnh cỏnh khuấy d = 1,72 m
- D đường kớnh thiết bị D = 2 m
- n số vũng quay của trục n = 2,4 vũng/phỳt
- n hệ số nhớt động học u = 0,416.10 -6 m2/s
Ta cú:
Re = = = 3,64.106
Vậy Nu2 = 0,36. Re2/3.Pr1/3 = 0,36. (3,64.106)2/3.2,661/3 = 3639
Hệ số cấp nhiệt từ thành thiết bị đến vật liệu sấy:
a2 = Nu2. = 3639. = 1210
2.3.4. Hệ số truyền nhiệt:
Bài toỏn truyền nhiệt giữa một bờn là trao đổi nhiệt đối lưu do hơi nước bóo hoà ngưng tụ và một bờn là trao đổi nhiệt giữa vật liệu sấy bốc hơi ẩm, cú thể xem là bài toỏn truyền nhiệt qua tường phẳng. Nếu xem a1 là hệ số trao đổi nhiệt khi ngưng và a2 là hệ số trao đổi nhiệt từ thành thiết bị sang vật liệu sấy thỡ hệ số truyền nhiệt K được xỏc định:
trong đú: d chiều dày vỏ thiết bị d = 10 mm
l hệ số truyền nhiệt vật liệu làm thiết bị , chon vật liệu thộp CT3, ở
nhiệt độ Dttb = 800C ta cú l = 50,2 W/m0C
thay số vào
== 573 W/m2 0C
Do cú nhiều chất cặn bẩn bỏm vào thành thiết bị nờn lấy hệ số sử dụng bề mặt trao đổi nhiệt là: j = 0,85
Vậy hệ số truyền nhiệt : K = j.K0 = 0,85.573 = 487 W/m2 0C
2.3.5. Quỏ trỡnh truyền nhiờt:
Phương trỡnh cơ sở đối với sự tớnh toỏn quỏ trỡnh trao đổi nhiệt là:
Q = k.F.Dttb.t
trong đú - Q : nhiệt lượng cần cấp W.h
- F : diện tớch bề mặt trao đổi nhiệt, m2
- Dttb : hiệu nhiệt độ trung bỡnh, 0C
- K : hệ số trao đổi nhiệt, W/m2 0C
- t : thời gian quỏ trỡnh sấy , h
Do quỏ trỡnh cấp nhiệt diễn ra theo từng giai đoạn khỏc nhau, vỡ vậy cần ỏp dụng phương trỡnh cho từng giai đoạn. Trong ba giai đoạn thỡ giai đoạn cấp nhiệt cho quỏ trỡnh bốc hơi là lớn nhất, đồng thời thời gian cấp nhiệt theo yờu cầu là nhỏ nhất. Vậy ta kiểm tra với lượng nhiệt cần cấp như thế cú đảm bảo thời gian cho quỏ trỡnh.
ta cú Q2 = k.F.Dttb2.t2
nhiệt lượng cấp cho giai đoạn thư hai Q2 = 13560000 kJ =
Dttb2 = 630C ; K= 487 W/m2 0C ; F = 67.88 m2
Vậy thời gian :
= = 1,8 h = 108 phỳt
Mặt khỏc theo lý thuyết giai đoạn cấp nhiệt cho quỏ trỡng bốc hơi cần thời gian lỏ 120 phỳt, vậy thời gian cấp nhiệt thực tế là ớt hơn. Để đảm bảo lượng nhiệt cung cấp ta giảm ỏp suất hơi bóo hoà của hơi nước xuống thấp hơn 7at, khi đú nhiệt độ của hơi nước và nước ngưng sẽ thấp hơn
III. Tớnh toỏn cơ khớ cho thiết bị sấy:
3.1. Tớnh bớch thiết bị:
3.1.1. Xỏc định kớch thước cơ bản:
Do thiết bị sấy cần bảo đảm độ chõn khụng trong quỏ trỡnh sấy do đú hai bớch phớa hai đầu thựng sấy phải đảm bảo tiờu chuẩn. Dựa vào đường kớnh của thiết bị ta xỏc định được kớch thước của bớch:
Đường kớnh trong của thiết bị: Dt = 2000 mm
Đường kớnh ngoài của thiết bị: D0 = 2015 mm
Ta cú:
Đường kớnh ngoài bớch: D = 2141 mm
Đường kớnh tõm bulụng: Db = 2090 mm
D1 = 2060 m
Bu lụng M20, db = 28 mm, Z = 44 cỏi
Bề dày bớch: h = 32 m m
3.1.2. Lực vận hành
Tớnh bớch giữa thõn và nắp thựng khuấy:
+ Tớnh bu lụng ghộp bớch:
Theo {V} ta cú lực nộn chiều trục sinh ra do xiết bu lụng:
Dt - đường kớnh trong của thiết bị, Dt = 2000 mm.
p - ỏp suất mụi trường trong thiết bị, p = 0,1 N/mm2.
Dtb - đường kớnh trung bỡnh của đệm. Cỏc loại đệm bớt kớn chọn vật liệu đệm là thộp khụng rỉ với nhiệt độ lớn nhất của mụi trường là 2000C. Dtb = 2040 mm.
b0 – bề rộng tớnh toỏn của đệm
b0 = ( 0,5 á 0,8 ) b
b – bề rộng thực của đệm, b = 10 mm -> b0 = 50 mm.
m – hệ số ỏp suất riờng, phụ thuộc vào vật liệu và loại đệm.
q0 - ỏp suất riờng cần thiết để làm biến dạng dẻo đệm.
Giỏ trị đại lượng q0 với thộp m = 5,5 : q0 =120 ( N/ mm2 )
nờn lực ộp chiều trục sinh ra do xiết chặt bu lụng:
Lực cần thiết ộp chặt đệm ban đầu:
Q2 = p. Dtb .b0 .q0
= p.2040.50.120 = 3,85.106 (N)
Lực tỏc dụng lờn bu lụng là:
Q = Q1 + Q2 = 8,75.106 (N)
Lực tỏc dụng lờn một bu lụng theo cụng thức :
với z: số bu lụng đó chọn là z = 44 chiếc.
Đường kớnh chõn ren của bu lụng xỏc định theo cụng thức:
Chọn dt = 32 mm.
với - ứng suất cho phộp của vật liệu làm bu lụng. Tra bảng {II} ứng suất cho phộp của vật liệu làm bu lụng phụ thuộc vào nhiệt độ {s}=280 N/mm2 với thộp 25X2MFA.
- ứng suất tỏc dụng lờn bu lụng được xỏc định theo cụng thức {II}:
3.2. Tớnh toỏn bộ truyền động:
3.2.1. Chọn động cơ:
Chọn động cơ điện để dẫn động mỏy múc hay cỏc thiết bị cụng nghệ là giai đoạn đầu tiờn trong qỳa trỡnh tớnh toỏn thiết kế mỏy. Trong trường hợp dựng hộp giảm tốc và động cơ thỡ việc chọn đỳng loại động cơ ảnh hưởng rất nhiều đến việc lựa chọn hộp giảm tốc cũng như bộ truyền ngoài hộp. Muốn chọn đỳng động cơ cần hiểu rừ đặc tớnh và phạm vi hoạt động của từng loại.
Với thiết bị này ta chọn động cơ điện xoay chiều ba pha khụng đồng bộ rụ to ngắn mạch với ưu điểm: kết cấu đơn giản, giỏ thành tương đối hạ, dễ bảo quản, làm việc tin cậy, cú thể mắc trực tiếp vào lưới điện ba pha khụng cần biến đổi dũng điện. Nhược điểm là: hiệu suất và cụng suất thấp (so với động cơ ba pha đồng bộ), khụng điều chỉnh được vận tốc ( so với động cơ một chiều và động cơ ba pha khụng đồng bộ rụto dõy cuốn). Nhờ cú nhiều ưu điểm cơ bản, động cơ xoay chiều ba pha khụng đồng bộ rụto ngắn mạch được sử dụng rất phổ biến trong cỏc nghành cụng nghiệp. Để dẫn động cỏc thiết bị vận chuyển, băng tải, xớch tải, thựng trộn.
Cụng suất động cơ:
Trong đú:
+ k = 2: hệ số quỏ tải khi khởi động.
+ htd : hiệu suất truyền động:
htd =hgt .ho8 .hnt. .hđ .hx
Với:
hgt = 0,97: hiệu suất hộp giảm tốc.
ho = 0,99: hiệu suất ổ.
hnt= 0,95: hiệu suất nối trục.
hx = 0,96: hiệu suất bộ truyền xớch
hd =0,95: hiệu suất bộ truyền đai
ị htd =0,97. 0,998. 0,95.0.96.0,95 = 0,775
+ hhd = 0,9 : hiệu suất hộp đệm.
Do đú cụng suất động cơ:
Ta cú cụng suất động cơ Nđược = 9,34 (KW) và số vũng quay của trục khuấy là n = 2,4 vũng/phỳt. Do đú, theo trang 238 bảng phụ lục (P1.3 - VI). Cỏc thụng số kỹ thuật của động cơ 4A chọn kiểu động cơ: 4A- 132M4Y3 với cỏc thụng số:
. Cụng suất N = 11 kW.
. Vận tốc vũng n = 1458 vũng/phỳt.
. Cos j = 0,87.
. h = 89% .
. TMax/ TDN = 2,2 .
. TK/ TDN = 2 .
Theo trang 242 bảng phụ lục (P1.7- VI). Kớch thước của động cơ 4A:
. Kớch thước lắp đặt: L30 = 530; H31 = 350; D30 = 302.
. Trọng lượn...