ОБОРУДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

. Технологические расчеты грануляторов

Расчет грануляционных башен сводится к определению их габаритов (диамет­ра D и высоты H), а также параметров разбрызгивателя, необходимых для обеспече­ния заданной производительности по плаву G (кг/с) и средней плотности орошения q (кг/м2/с).

Диаметр башни D = D^ + 0.7 м,

4 • Fop

где Do =J----------- — - диаметр орошаемого сечения,

ор p

Fv = G/q - площадь орошения.

Необходимая высота башни зависит от максимального диаметра образующих­ся гранул d и удельного расхода охлаждающего воздуха L (кг/кг продукта). Аппрок­симация зависимостей, полученных в результате экспериментов, дает:

H = -7.5 +10130•d + (11.08 -7063 •d+1179000d2) L+(-0.16 -131 •d +94000^) L2

Параметры центробежного разбрызгивателя определяются из соотношения для расчета его объемной производительности:

где рп - плотность плава,

в ~ 0.07 - коэффициент разбрызгивания, do - средний диаметр отверстий,

N - число отверстий, v = п • Вр • п - скорость истечения плава,

Бр - средний диаметр разбрызгивателя, n - частота его вращения.

Из этого соотношения определяется значение одного из четырех параметров (do, Бр, N или п) при заданных или принятых значениях остальных.

Необходимый диаметр отверстий статического разбрызгивателя зависит от среднего диаметра образующихся гранул d^:

do = 78 • dср1■8,

а число отверстий

vо = ^2 ■ g ■ hH - начальная скорость капель плава,

Ип - его заданный статический напор.

Необходимый радиус кривизны днища статического разбрызгивателя Яр опре­деляется величиной максимального угла вылета капель плава amax:

р 2 ■ Sinam

(

■Л-

2 ■V ■ arcTg

где Бр - диаметр перфорированной части днища разбрызгивателя,

V = V0lvвит,

рг, рв - плотность гранул и охлаждающего воздуха,

гранул,

ин, ик - заданные начальная и конечная влажность материала, х1, х2 - влагосодержание воздуха на входе и выходе из аппарата, р - плотность воздуха, w - скорость воздуха.

Рабочая скорость воздуха должна быть больше скорости начала псевдоожиже­ния, но меньше скорости уноса гранул, для определения которых используется кри­териальное уравнение

Ar

A + B-VAr

1400 _ для скорости псевдоожижения 18 _ для скорости уноса 5.22 _ для скорости псевдоожижения 0.61 _ для скорости уноса

dcp - средний диаметр гранул, д - динамическая вязкость воздуха, рг - плотность материала гранул.

Значение хі обычно задается, а х2 - определяется по принятой температуре вы­ходящего воздуха с использованием I-х диаграммы Рамзина.

Необходимая высота аппарата

Н = Нр + Нс + Нг,

где яр = 5.6 • h0 • Re0'7 • Ar-а375 - высота рабочей зоны,

h0 = Mсл/Рн •S - высота неподвижного слоя, рн - насыпная плотность гранул,

Mсл = ^^сл • S/s = G •т - масса слоя,

ДРсл = g • h0 • (рг - р) • (і - єо) - перепад давления на неподвижном слое, ео = 1 - рн/рг - порозность неподвижного слоя.

Среднее время т пребывания гранул в аппарате можно определить из критери­ального уравнения

где Gu = —__ t^ - критерий Г ухмана для воздуха,

t1 + 273

t1 - заданная температура воздуха на входе в аппарат,

^т - температура мокрого термометра,

Fo =___ 1 г ~т - критерий Фурье для материала гранул,

Сг •Р г • dc2p

сг - теплоемкость материала гранул,

Х - теплопроводность материала гранул.

Необходимая высота сепарационной зоны (от поверхности слоя до уровня от­вода воздуха)

2

v

2 • g

где v = 0 09 • Ar0'25 • lg__ — - скорость вылета частиц из слоя,

h

Минимально допустимый диаметр сепарационной зоны Dc определяется по тем же соотношениям, что и диаметр рабочей зоны, где вместо рабочей скорости возду­ха используется скорость начала уноса частиц порошка, а вместо dср - их средний диаметр.

По найденным значениям D, Dc и Нр + Нс выбирается стандартный аппарат (в каталогах приводятся значения Н и Нг - высота расположения верхней решетки).

Расчет барабанного гранулятора включает оценку размеров гранул продукта (dn), определение размеров барабана (диаметра D и длины L), необходимых для обеспечения заданной производительности G по продукту и требуемого времени пребывания материала в барабане т, а также необходимой частоты его вращения, расхода рецикла и связующей жидкости.

Диаметр гранул продукта приблизительно определяется в результате решения уравнения

где Р - предполагаемая доля товарной фракции на выходе из аппарата,

Г(т) = 10° th-1e-dt - Гамма-функция,

П=(0.144-29^п)-1 - параметр распределения гранул продукта по размерам. По­лученное значение dn должно соответствовать размерам товарной фракции продук­та.

Для определения диаметра барабана также необходимо решить уравнение:

V = 025•'к•D2•vос■ф,

G

где V =____ —__ - объемная производительность гранулятора;

Рн •(! "О

рн - насыпная плотность материала в барабане;

4 = 0.7-0.75 - содержание рецикла на входе в барабан; ф - заданная степень заполнения барабана;

корень уравнения j =_____ (у _ siny);

2 • p

a - заданный угол наклона барабана;

р - плотность материала гранул.

Длина барабана

L = УосТ,

а частота его вращения

где и =_________ - влагосодержание материала в барабане,

1 + s + s - E

s - растворимость материала при 70 оС (кг/кг),

Е - содержание жидкости в материале (кг/кг), для определения которого необ-

1.15