Изучение конструкций, технологические расчеты питателей и смесителей твердых сыпучих материалов

<== Возврат к содержанию главы 3

3.3 Изучение конструкций, технологические расчеты питателей

и смесителей твердых сыпучих материалов

С применением системы инженерных расчетов MathCAD решить задачи расчета питателя и смесителя твердого сыпучего материала, т. е. определить:

- основные размеры шнека и мощность электродвигателя шнекового питателя, см. таблицу 3.3.1;

- массовую производительность тарельчатого питателя, предварительно убедившись в его работоспособности, см таблицу 3.3.2;

- диаметр и длину барабана, затраты мощности на смешение в барабанном смесителе, см. таблицу 3.3.3;

- диаметр и высоту смесительной камеры, затраты мощности на смешение в центробежном лопастном смесителе, см. таблицу 3.3.4;

В отчет о выполнении задания включить формулировку задачи, необходимые комментарии к расчетным формулам и график зависимости исследуемого конструктивного параметра питателя или смесителя от указанной характеристики процесса подачи или смешения твердого сыпучего материала.

Обозначения к таблицам:

G – массовая производительность питателя;

rн, rн1, rн2 – насыпная плотность материала и компонентов смеси;

j – угол внешнего трения материала;

a, a1, a2 – угол подъема оси шнека, наклона лопасти мешалки, угол естественного откоса материала и компонентов смеси;

n – частота вращения вала шнека, смесительного барабана и мешалки центробежного лопастного смесителя;

L – длина подачи материала шнековым питателем, смесительного барабана, расстояние между осями вращения тарели и ножа;

ψ – коэффициент заполнения полостей шнека, смесительного барабана и камеры центробежного лопастного смесителя;

k – коэффициент проскальзывания материала в шнековом питателе;

k1 – коэффициент потерь на трение в шнековом питателе;

D – диаметр шнека, тарели, смесительного барабана и камеры центробежного лопастного смесителя;

d, d1, d2 – диаметр вала шнека и эквивалентные диаметры частиц компонентов смеси;

t – шаг шнека;

b – толщина витков шнека и ширина лопасти мешалки центробежного лопастного смесителя;

х1, х2 – доли компонентов в смеси;

w – угловая скорость вращения вала тарели;

Dс – диаметр телескопического стакана тарельчатого питателя;

l – длина ножа тарельчатого питателя;

nmax – максимально допустимая частота вращения вала тарели;

v – скорость движения материала вдоль ножа тарельчатого питателя;

hм – высота установки мешалки центробежного лопастного смесителя;

В – размах лопастей мешалки центробежного лопастного смесителя;

Н – высота камеры центробежного лопастного смесителя;

V – объемная производительность питателя или объем смеси в центробежном лопастном смесителе;

с1, с2 – коэффициенты сопротивления компонентов смеси в центробежном лопастном смесителе;

R0 – радиуса центра массы материала в сечении смесительного барабана;

М – масса компонентов в барабанном смесителе;

N – затраты мощности на смешение;

Нс – высота слоя над мешалкой центробежного лопастного смесителя;

zм – число мешалок в центробежном лопастном смесителе.

Таблица 3.3.1 Исходные данные для расчета шнекового питателя

№ вар- та	G, т/ч	a, о	ψ	rн, кг/м3	n, 1/с	L, м	k	k1	t/D	d/D	b/t	Изменяе- мый пара- метр	Иссле- дуемый пар-тр
1	45	28	0.55	1100	1.93	4.3	0.7	1.7	0.6	0.4	0.025	G[20;70]	D, мм
3	14.5	24	0.45	1450	1.77	3.3	0.6	3.2	0.7	0.5	0.02	–	–
5	37.5	22	0.35	1800	1.6	2.3	0.5	2	0.8	0.45	0.015	n[1;2.25]	t, мм
7	10.5	20	0.8	1250	1.43	1.3	0.4	3.5	0.65	0.55	0.03	–	–
9	55	15	0.7	1850	1.27	5.4	0.3	3	0.75	0.35	0.035	G[30;80]	d, мм
11	7.5	13	0.6	1500	1.1	4.4	0.65	2.2	0.85	0.6	0.01	–	–
13	74	10	0.5	1750	0.93	3.4	0.55	4	0.65	0.5	0.025	n[0.5;1.5]	b, мм
15	1.9	5	0.4	800	0.75	2.4	0.45	2.5	0.5	0.4	0.015	–	–
17	0.52	5	0.3	1300	0.55	1.4	0.35	1.3	0.9	0.35	0.01	n[0.3;1.5]	D, мм
19	32	30	0.65	700	1.97	4.5	0.8	3.8	0.55	0.55	0.03	–	–
21	100	25	0.75	1200	1.0	3.5	0.75	1.5	0.95	0.6	0.035	G[70;130]	t, мм
23	3.7	18	0.85	1400	1.8	2.5	0.85	3.6	1.0	0.45	0.02	–	–
25	35	30	0.9	1600	2.25	5.3	0.25	3.7	0.75	0.45	0.025	n[1.5.;2.8]	d, мм
27	10	14	0.57	1590	1.42	2.45	0.75	2.3	0.7	0.5	0.012	–	–
29	25	18	0.75	1040	1.63	3.65	0.87	3.4	0.65	0.55	0.015	G[10;40]	b, мм
31	50	23	0.71	1150	1.75	3.15	0.78	2.1	0.6	0.4	0.015	–	–

Таблица 3.3.2 Исходные данные для расчета тарельчатого питателя

№ вар- та	ω, рад/с	D, мм	Dс, мм	l, мм	L, мм	φ, о	a, о	rн, кг/м3	Изменяе- мый пара- метр	Иссле- дуемый пар-тр
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
2	4.5	400	170	200	300	23	37	800	D[150;750]	nmax, 1/мин
4	2.5	750	300	350	550	20	35	1750	–	–
6	2	1600	750	950	1350	22	29	1500	a[25;40] о	G, т/ч
8	2.5	1250	550	850	1150	25	43	900	–	–

Продолжение таблицы 3.3.2

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
10	3	850	370	550	750	23	41	1250	D[500;1300]	v, м/с
12	2.4	800	350	450	650	26	47	1800	–	–
14	3.5	700	300	320	480	24	39	1200	D[350;1050]	V, м3/ч
16	3.8	250	120	170	230	21	38	1000	–	–
18	2.8	500	200	250	370	18	31	1850	D[350;1000]	nmax, 1/мин
20	2.5	1000	450	600	850	19	40	1350	–	–
22	2.7	1300	700	1000	1400	27	30	700	a[22;37] о	V, м3/ч
24	2.2	1500	850	1100	1600	26	32	1100	–	–
26	3.2	630	280	250	400	24	43	1300	D[300;1100]	v, м/с
28	4.15	350	150	180	270	22	39	1070	–	–
30	2.5	1150	450	800	1050	23	44	1090	D[750;1550]	G, т/ч
32	2.2	1400	550	1150	1450	32	42	1230	–	–

Таблица 3.3.3 Исходные данные для расчета барабанного смесителя

№ вар- та	n, 1/мин	L/D	ψ	x1, x2	d1, d2, мм	rн1, rн2, кг/м3	a1, a2, о	Изменяе- мый пара- метр	Иссле- дуемый пар-тр
1	16.4	2.5	0.2	0.4 0.6	0.02 0.04	940 1020	29 25	–	–
4	12.0	2.0	0.25	0.24 0.76	0.05 0.025	980 1060	50 24	n[6;24]	D, мм
5	24.8	3.0	0.3	0.44 0.56	0.03 0.06	1940 980	28 31	–	–
8	9.6	1.5	0.35	0.3 0.7	0.035 0.015	1020 1800	25 27	n[5;22]	R0, мм
9	15.3	2.75	0.4	0.1 0.9	0.025 0.045	1200 3300	33 28	–	–
12	18.6	1.75	0.45	0.17 0.83	0.035 0.055	1850 1300	32 24	n[10;28]	М, кг
13	16.2	1.25	0.5	0.2 0.8	0.04 0.03	1850 1800	32 27	–	–
16	9.0	2.25	0.22	0.33 0.67	0.045 0.033	1200 1020	33 25	n[3;21]	N, Вт
17	6.0	2.5	0.28	0.5 0.5	0.016 0.05	3300 1850	28 24	–	–
20	8.0	1.5	0.32	0.15 0.85	0.055 0.02	1250 1100	30 25	n[3;18]	D, мм
21	14.0	2.0	0.37	0.25 0.75	0.06 0.01	1300 1450	26 29	–	–
24	19.0	3.0	0.42	0.35 0.65	0.04 0.02	1350 1200	29 31	n[10;28]	R0, мм
25	22.0	2.35	0.33	0.22 0.78	0.015 0.045	1980 1240	26 23	–	–
28	17.3	1.85	0.37	0.28 0.72	0.05 0.025	1520 1010	26 22	n[7;25]	М, кг
29	10.5	2.15	0.38	0.34 0.66	0.015 0.03	1080 1160	31 23	–	–
32	23.2	1.55	0.43	0.29 0.71	0.043 0.033	1890 990	36 29	n[15;35]	N, Вт

Таблица 3.3.4 Исходные данные для расчета центробежного лопастного

смесителя

№ вар- та	n, 1/мин	hм, мм	В, м	b, мм	a, о	H/D	ψ	V, м3	x1, x2	rн1, rн2, кг/м3	с1∙105, с2∙105	Изменяе- мый пара- метр	Иссле- дуемый пар-тр
2	94	35	0.86	220	30	0.75	0.6	0.46	0.4 0.6	940 1020	3.8 4.1	–	–
3	140	20	0.92	170	45	0.7	0.65	1.17	0.24 0.76	980 1060	3.6 4.2	ψ[0.2;0.8]	D, мм
6	90	10	0.46	90	25	0.82	0.72	0.1	0.44 0.56	940 1020	3.7 4.3	–	–
7	82	40	1.13	240	35	0.85	0.75	1.27	0.3 0.7	1020 1800	4.1 10.0	ψ[0.3;0.9]	Нс, мм
10	79	45	1.17	350	20	0.9	0.8	1.68	0.1 0.9	1200 3300	11.9 9.0	–	–
11	92	25	0.67	180	40	0.78	0.85	0.53	0.17 0.83	1850 1300	12.4 8.0	ψ[0.4;1.0]	zм
14	120	30	1.03	200	15	0.87	0.62	1.3	0.2 0.8	1850 1800	12.4 10.0	–	–
15	80	50	0.41	70	30	0.72	0.68	0.14	0.33 0.67	1200 1020	11.9 4.1	ψ[0.1;0.7]	N, Вт
18	125	40	0.66	120	35	0.77	0.82	0.5	0.5 0.5	3300 1850	9.0 6.0	–	–
19	100	60	0.78	150	25	0.8	0.77	0.8	0.15 0.85	1250 1100	6.0 9.0	ψ[0.3;0.9]	D, мм
22	135	55	1.2	120	40	0.7	0.6	1.2	0.25 0.75	1300 1450	10.0 12.4	–	–
23	115	65	1.3	160	45	0.9	0.87	2.6	0.35 0.65	1350 1200	8.0 11.9	ψ[0.4;1.0]	Нс, мм
26	130	25	0.7	100	50	0.8	0.7	0.45	0.45 0.55	1980 1240	3.6 3.8	–	–
27	75	27	0.82	190	35	0.76	0.66	0.36	0.42 0.58	1140 1220	3.65 4.07	ψ[0.1;0.7]	zм
30	122	37	1.15	250	30	0.74	0.75	1.42	0.26 0.74	1650 1770	12.2 10.5	–	–
31	85	40	1.22	370	25	0.86	0.72	1.63	0.16 0.84	1170 2900	11.1 9.6	ψ[0.2;0.8]	N, Вт

<== Возврат к содержанию главы 3