【文章內(nèi)容簡介】 量 （412）同理，可以按以上公式計算出進(jìn)出干燥器時空氣的體積流量，： （413） （414）(3)、干燥過程的熱量衡算[4]：目的是為了確定物料干燥時每小時所消耗的熱量，從而設(shè)計或選擇加熱設(shè)備。圖41 干燥過程空氣狀態(tài)參數(shù)變化圖圖中：—熱風(fēng)爐或換熱器的傳熱量—干空氣流量—干燥過程中的熱量損失，—濕物料、干品的溫度，—每小時干燥物料及干品的產(chǎn)量若不計熱損失，則熱風(fēng)爐的放熱量等于濕空氣經(jīng)過熱風(fēng)爐的吸熱量： （415） 干燥過程中，熱風(fēng)爐放熱用來完成空氣的加熱到、濕物料水分蒸發(fā)量（）、物料加熱到和平衡過程中熱損失，其熱平衡方程為： （416）我們假設(shè)整個過程為等焓過程（理想干燥過程），因等焓干燥過程的條件為[5]：① 干燥室內(nèi)不補(bǔ)充熱量；② 干燥機(jī)因保溫處理故熱損失不計；③ 濕物料進(jìn)出干燥機(jī)時焓相等；所以，由熱平衡方程式（3—13）可得： （417） 、設(shè)備的主要參數(shù)的確定：(1)、干燥器筒體直徑的確定：為已知(2)、干燥器內(nèi)氣體的軸向速度的計算： （418）物料的沉降速度： （419）式中，—重力加速度（） —物料的密度（） —空氣的密度（） —物料的平均粒徑（）閃蒸干燥器底部是一個倒錐體結(jié)構(gòu)，其截面大小發(fā)生變化的同時，器內(nèi)空氣流速也不同，而空氣流速的大小決定著物料在干燥室內(nèi)的停留時間，也是一個極其重要的參數(shù)。如果空氣速度過大，物料在沒有干燥前就會被風(fēng)帶走，而速度大小又使物料在室內(nèi)達(dá)不到流化狀態(tài)或者吹不起來。因此，一般通過實際物料實驗來確定流速。通常選用3~5m/s，容易分散的物料宜采用較短時間（＜5s）。難分散的物料宜采用較長時間（但最長不超過10分鐘）。另外，根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)及研究成果，~5之間，且必須滿足氣體的這個速度應(yīng)大于物料的沉降速度，由以上計算可以看出：=，~5之間，且=＞=，所以氣體速度滿足條件[6]。(3)、干燥器分級器半徑的確定根據(jù)東北大學(xué)碩士林麗女士的研究成果，分級器半徑與產(chǎn)品的粒度滿足以下關(guān)系式： （420）事實證明，該關(guān)系式在很大程度上滿足了生產(chǎn)實際的要求，對實際生產(chǎn)以及設(shè)備的設(shè)計均有極大的指導(dǎo)和幫助，所以，（取最小粒度）。即取因而分級器直徑為式中—產(chǎn)品粒度（），—分級器直徑，半徑（）(4)、干燥器筒體有效高度的計算①、干燥段以及破碎流化段高度的確定。A、 根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)以及前人的研究，干燥室內(nèi)氣體旋轉(zhuǎn)圈數(shù)可按下式計算[7]： （421） 取圈B、 故氣體在干燥段內(nèi)的停留時間為： （422）C、 所以干燥段以及破碎流化段總長： （423）—干燥室內(nèi)氣體的軸向速度即②、收集室高度的確定根據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗，國內(nèi)外同類產(chǎn)品的設(shè)計與制造成果，以及出口管徑的大小，可試確定φ1000型SFD的收集室高度應(yīng)取為：[經(jīng)驗值]③、干燥器筒體有效高度（即筒體總高） （424）式中，—干燥器筒體半徑（）—分級器半徑（）—倒錐體半徑（）—流體黏度（）—固體密度（）—進(jìn)口切向速度（）?、堋⑦M(jìn)氣管直徑的確定（若為圓管）[8] （425）若為方管，則： （426）在此另作別論，式中：—干燥器進(jìn)風(fēng)口空氣體積流量（） —進(jìn)風(fēng)口切向速度（）⑤、集風(fēng)室通風(fēng)截面面積的估算： （427）取值得根據(jù)作圖與相近的值。(5)、環(huán)隙風(fēng)速以及縫隙高度的確定①、環(huán)隙風(fēng)速空氣經(jīng)加熱器（加熱風(fēng)爐）加熱后沿切向以一定的速度進(jìn)入集氣室，再沿環(huán)行底部縫隙進(jìn)入粉碎閃蒸干燥室，由于截面變小風(fēng)速增大而動能也增大，在底部倒錐形空間自下而上旋轉(zhuǎn)上升，同時壓力呈微負(fù)壓，使?jié)裎锪峡焖匍W蒸，其速度選擇既要保證形成較強(qiáng)的旋轉(zhuǎn)氣流，又要保證物料干燥所需時間。所以，一般環(huán)隙速度取在~左右，一般主要取左右，本設(shè)計取 （428）②、所以，縫隙的高度可按下式計算： （429）式中：—進(jìn)入干燥器空氣的體積流量（） —環(huán)隙面積（）—干燥器筒體直徑（）—環(huán)隙高度（）(6)、出氣管直徑根據(jù)旋風(fēng)分離器對干燥機(jī)出口風(fēng)速的限制，一般出=10~20之間，而對于擴(kuò)散式分離器，一般取出=16~18，本設(shè)計取。則： （430）取標(biāo)準(zhǔn)直徑：查表若為方板，則邊長為： （431）本設(shè)計取圓管，方管不另作計算。(7)、攪拌器的功率計算①、攪拌器類型的選擇攪拌器的類型是根據(jù)攪拌器操作目的和攪拌造成的流動狀態(tài)而定的，所以必須根據(jù)具體的攪拌要求來進(jìn)行選型。本干燥機(jī)攪拌器的作用主要有以下幾點：A 起破碎物料作用；B 形成旋流（徑向流和軸向流）；總之，該攪拌器的作用是通過進(jìn)一步破碎物料并形成一定的旋轉(zhuǎn)流來使物料與熱空氣充分接觸，強(qiáng)化傳熱與傳質(zhì)過程，使干燥過程得以充分快速地進(jìn)行。根據(jù)以上攪拌要求，并通過比較各類型的攪拌器的結(jié)構(gòu)特點，另外也參照實際設(shè)計中的經(jīng)驗，自行設(shè)計一種組合式的攪拌器的漿型，其結(jié)構(gòu)特點有以下幾點：A 上面有雙層八葉平直葉，頂部帶有小刮板，主要起破碎和清除壁上結(jié)疤以及形成徑向軸向流的作用；B 底部是帶有一定傾斜度的框式的四葉片漿葉，主要起清除壁上結(jié)疤以及形成軸向流的作用。所以，該組合形式的攪拌器漿型基本上滿足了閃蒸干燥器的攪拌操作要求，另外，從攪拌轉(zhuǎn)速（已知）來看，該組合形式也能達(dá)到這個轉(zhuǎn)速，而且考慮到漿式攪拌器結(jié)構(gòu)簡單，容易制造和修配，因而選用該組合形式的攪拌器。②、攪拌器功率的計算因本攪拌器與傳統(tǒng)的攪拌器的工況略有不同：傳統(tǒng)的攪拌器一般用于氣液、液固、純液、純固的物料的攪拌，而本攪拌器主要用于氣固非均相系的混合攪拌。到目前為止，關(guān)于氣固式攪拌器的功率的計算主要是通過參照國內(nèi)外有關(guān)傳統(tǒng)攪拌器的計算公式或經(jīng)驗公式，并結(jié)合實際生產(chǎn)情況確定一些系數(shù)而折算出來的。A、 為簡化計算，該氣固非均相系可近似的看作黏度較低的均布液體系統(tǒng)，則物料系統(tǒng)平均比重為：平均黏度： （432）因為當(dāng)固體顆粒粒度大于目時，攪拌器實際上還要額外受到固體顆粒的沖擊力，如果按平均比重和平均黏度計算，則得出的計算功率小于實際功率，按以上假設(shè)，該氣固系統(tǒng)可近似的看作均勻的低黏度液體，則：取 式中：—系統(tǒng)的平均比重（）—物料的堆積密度（）—氣體的密度（）—固體顆粒的容積比—系統(tǒng)的平均密度() —熱空氣的黏度（）B、計算雷諾數(shù)，決定流動狀態(tài)： （433）所以系統(tǒng)處于湍流狀態(tài)。式中：—攪拌軸轉(zhuǎn)速（）—漿徑（）C、按照日本人永田進(jìn)冶專門研究雙葉平漿而得出的公式作近似計算，將框式看成由其外廓尺寸構(gòu)成的平漿，則對平漿： （434） （435）　得出實際取 （436） 對框式：　得出 式中：—葉片厚度（）D、按永田進(jìn)冶公式計算功率準(zhǔn)數(shù)由于，所以永田進(jìn)冶公式前第一次可忽略不計，又根據(jù)永田進(jìn)冶的理論及實驗，當(dāng)一定時，并且漿葉數(shù)的增多近似等于漿寬的增大，功率也隨之增大，但當(dāng)時，由 于攪拌器處于湍流狀態(tài)，漿葉面上并非所有面上均受力，只是一定面積處的漿葉受力，受力一定，所以功率保持不變；對于多層（一般少于三層）漿葉，可近似的認(rèn)為其功率與具有多層漿葉寬度之和的單層漿葉的功率相等，或改變多層漿葉間的相互角度時，這個關(guān)系也不改變。根據(jù)以上理論，考慮分兩步計算攪拌器功率，第一步先計算多層漿葉合為一層時的功率，然后乘以二的倍數(shù)，即可得出該攪拌器的功率值。 （437） （438） （439）所以功率準(zhǔn)數(shù)： （440）E、 計算攪拌器功率： （441）因?qū)嶋H生產(chǎn)與理論計算有相當(dāng)大的差距，為確保萬一，設(shè)計時按漿寬設(shè)計，而實際上應(yīng)用來制造漿葉。、旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計、電機(jī)的選擇[9]：查手冊可知：單列圓錐滾子軸承傳動效率：皮帶傳動效率： 所以總傳動效率： （442）電機(jī)功率： （443）查《機(jī)械設(shè)計手冊》，選Y180L—8型電機(jī)，　安裝形式為型、傳動裝置參數(shù)的確定(1)、皮帶傳動的傳動比 （444）式中：—電機(jī)額定轉(zhuǎn)速（）—攪拌軸轉(zhuǎn)速（）(2)、各軸的運動及動力參數(shù)計算1軸：即電機(jī)軸　　 （445）2軸：即攪拌軸 （446） （447）、V帶傳動設(shè)計[10]：已知條件：電動機(jī)型號Y180L—8，攪拌軸轉(zhuǎn)速：工作制：連續(xù)工作制(1)、確定設(shè)計功率，查手冊得工作情況系數(shù)，故： （448）(2)、選取帶型號：根據(jù)，由圖3—12確定，工作點處于型區(qū)，故選型帶。(3)、確定帶輪基準(zhǔn)直徑，①、選擇小帶輪直徑：由表3—5, 表3—6確定，由于占用空間限制不嚴(yán)，取，對傳動有利，按表3—6取標(biāo)準(zhǔn)值，?、凇Ⅱ炈銕? （449）在～之間，故合乎要求。③、確定從動輪基準(zhǔn)直徑 （450）查3—6取標(biāo)準(zhǔn)值　?、?、實際從動輪轉(zhuǎn)速和實際傳動比：不計影響，若算得與預(yù)定傳動比相差177。5%為允許。 （451）傳動比誤差： （452）(4)、確定中心距和帶的基準(zhǔn)長度①、初定中心距按式