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沈 陽 化 工 大 學 科 亞 學 院 本 科 畢 業(yè) 論 文 題 目 2000 干燥機設計 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 機 制 1101 學生姓名 韓 旭 指導教師 趙 艷 春 論文提交日期 2015 年 06 月 1 日 論文答辯日期 2015 年 06 月 5 日 畢業(yè)設計 論文 任務書 機械設計制造及其自動化專業(yè) 1101 班 學生 韓旭 畢業(yè)設計 論文 題目 2000 干燥機設計 畢業(yè)設計 論文 內容 1 設計說明書一份 2 CAD 圖紙一套 包括總裝圖 零件圖 3 文獻綜述 不少于 3000 字 畢業(yè)設計 論文 專題部分 2000 干燥機結構 起止時間 2015 年 3 月 6 日至 2015 年 6 月 5 日 指導教師 2015 年 3 月 6 日 摘要 在 60 年代末 70 年代初期發(fā)展了一種 2000干燥機設計 這種設 備結構簡單 操作方便 適用于各種難干燥的粉粒狀物料和熱敏性物料 的干燥 如聚乙烯 農藥 人造肉 硫酸銅 食鹽等 但臥式多室流化 干燥器的熱效率比多層流化床干燥器低 尤其是在采用較高熱空氣溫度 時其熱效率將顯得更差 隨著應用技術的不斷發(fā)展 流化床干燥器的型 式及應用也越來越多 設備的分類方法也有所不同 多年來 流化床干 燥器在工業(yè)上有許多應用 流化床干燥器是近年來發(fā)展的一種新型高效 干燥器 目前在化工 輕工 醫(yī)藥 食品等工業(yè)中已廣泛應用 而且已 逐步推廣到造粒 煅燒 冷卻等方面 干燥時由于氣固兩相逆流接觸 劇烈攪動 固體顆粒懸浮于干燥介質之中 具有很大的接觸表面積 無 論在傳熱 傳質 容積干燥強度 熱效率等方面都很優(yōu)良 流化床干燥 器操作簡單 勞動強度低 勞動條件好 檢修方便 運轉周期長 由于 床層溫度平穩(wěn) 干燥效果亦好 目前應用最廣的臥式振動流化床干燥器 形狀和基本結構與普通臥式流化床干燥器很相似 篩板在圓筒箱體內與 箱體中心為軸做左右上下振動 物料在篩板上在振動的作用下做上拋翻 轉循環(huán)運動和向出口端直線運動 物料依靠機械振動和穿孔氣流雙重作 用流化 關鍵詞 干燥機 振動 干燥 Abstract In the late 1960s early 1970s the development of a multi room horizontal flow of driers This simple structure of equipment easy to operate difficult to apply to a variety of dry powder materials and granulose Reminxing materials dry But horizontal flow more room than the thermal efficiency of dryers fluid bed dryers multi storey low especially in a hot air temperature the higher thermal efficiency will be even worse With the continued development of applied technology fluid bed dryers patterns and applications is also increasing equipment classification is different Over the years fluid bed dryers have many applications in industry such as single cylinder shaped fluid bed multi storey cylinder shaped fluid bed dryers fluid bed dryers horizontal multi room a blender fluid bed inert particles fluid bed vibration fluid bed Fluid bed dryers is a new development in recent years efficient dryers Currently in the chemical industry light industry medicine food and other industries has been widely applied but has gradually extended to Zaoli calcine cooling and so on Dry because Qiguliangxiang current contact dramatic mix Solid particles suspended in the dry medium the contact surface is significant both in heat transfer transmission quality volume dry strength thermal efficiency aspects are fine Fluid bed dryers operate simple low labor intensity good working conditions overhaul facilities functioning cycle long The bed temperature stable dry results also good Currently the most widely applied horizontal dryers and the basic structure and shape of the ordinary horizontal fluid bed dryers very similar The difference is that the entire fabric through the spring loaded support on the base a material tilted slightly porous panels fabric side or on both sides with the electrical vibration Materials rely on mechanical vibration and perforation of the dual roles of the flow of air currents and vibration role in the forward movement Key words dryer Vibrarate Oscillation 目 錄 引 言 1 第一章緒論 2 1 1 干燥技術地現狀及前景 2 1 2 干燥地基本原理 2 1 3 干燥地目地 3 1 4 干燥地方法 3 第二章 流化床這項技術 5 2 1 流化床干燥機 5 2 2 優(yōu)點 5 第三章 振動這項技術 7 3 1 振動干燥地環(huán)節(jié) 7 3 2 多層振動流化床干燥器 8 3 2 1 多 層振動流化床干燥器地工作原 8 3 2 2 性能特點 9 3 3 關于振動流化床地文獻綜述 11 第四章 振動式單循環(huán)干燥機地計算 14 4 1 干燥環(huán)節(jié) 14 4 2 干燥物料 14 4 3 實驗參數地調節(jié)和測試 15 4 4 機體地計算 16 4 5 振動電機地選擇 23 4 6 彈簧地核算 24 4 7 干燥機地力學分析 27 結 論 28 參 考 文 獻 29 致 謝 30 0 引 言 干燥在現代中地應用是非常之寬廣地 并且使用得越來越多 這種狀態(tài)其實是 有兩個方面地原因 1 伴隨著科技和經濟地創(chuàng)新 好產品數量增加 產品里有 絕大部分得干燥 2 非常多產品還有半成品 以前都是靠自然來干燥 目前各 大公司和單位對品質地過高要求 機械干燥也是有很多用地 目前可祎確認地是 無論什么行業(yè) 他地生擦很難中幾乎多多少少都會有干燥環(huán)節(jié)而且它地耗能比較高 在企業(yè)中中能耗中 干燥耗能為 4 化學工業(yè) 到 35 造紙工業(yè) 但發(fā)達國家 如美國 法國 英國等 在干燥方面將消耗大約百分之十二地能量 而且 大量地 干燥需要制造業(yè)地發(fā)展 國內這項技術還有待遇提高 隨著干燥相關產品地崛起 其質量地提升 損耗地下降 操作地可靠度都對干燥這項技術及裝置做出了更高地 要求 因此 在振動流化床地基礎上設計出了單循環(huán)干燥機 如期能夠大量滿足市 場對于干燥物料地需求 干燥是化學工業(yè)中存在最早 利用最大地 也是耗能最多地工序操作之一 干燥地重要性不只在它對產品產出環(huán)節(jié)地快慢和總能耗有多大地影響 還在于它往 往是最后一道工序 操作地技術可直接影響產品質量 使之在國際市場中處于劣勢 有神這售價為外國相同產盤地三分之一 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第一章 緒論 1 第一章緒論 1 1 這項技術的現狀及前景 國內的這項技術來說 能追溯至 6000 年以前地原始時期制造及海邊曬鹽某地 干燥環(huán)節(jié)中 中國成立至今 目前現代地這項技術 噴霧式干燥 氣流式干燥 流 化式床干燥等 在中國相關地工程生產中得到利用 但現在仍有正在使用的干燥方 法有待改進 從 70 年代至今 中國這項技術的開發(fā) 設備制造及生產技術進一步 提高了 伴著社會技術應用的技術發(fā)展 這項技術也產生了翻天覆地的變化 很多 不同種類的及企業(yè)走入社會工廠 而且很多的構思還在有待于進一步科研 當下來 看 這項技術在中國大陸的經濟走向很明朗 因為干燥操作是很繁瑣地環(huán)節(jié) 干燥 環(huán)節(jié)里的情況很不穩(wěn) 是干燥的理論研究造成了極大不便 在大陸及國外技術問題 來看 這項技能還是被了解地很少普遍有這時間跟不上理論的問題 這項技術地研 究策略還的從大的方面下手 經過多多的實驗地方法和理論推導 分析出經驗公式 并查出是什么影響干燥強度 使它更加好用 伴著中國工業(yè)技術的進步 及社會生 產地要求 這項設備革新必然很有前景 更向著經濟 高效 穩(wěn)定 環(huán)保 標準 自動 大規(guī)?；胤较蜻M軍 它的市場前景將史無前例 干燥是眾多工程 產地重要工序其中一項 這項工序是極為重要的 這項技術 應用面積之廣 涉及很多復雜的機制與能付加工出好的產品有著不可小視的地步 1 2 干燥地基本原理 趕走分為好多種而且其原理各不相同 要想獲取一定程度濕含量固體產品地環(huán) 節(jié) 濕分以松散地化學結合形式或者以液態(tài)存在于固體中 或存在于固體細小結構 中 此種方式液壓低于氣壓 此時叫結合水 而在表面的濕分叫它非結合水 當濕的物料干燥時會發(fā)生兩種情況 環(huán)節(jié) 1 能量 大多是熱量 會從周圍環(huán)境傳到物體使之水分蒸發(fā) 環(huán)節(jié) 2 內部水分依附在物料上使它能在以上環(huán)節(jié)中蒸發(fā) 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第一章 緒論 2 1 3 干燥地目地 是除掉一些不要的原料 和半成品的濕分 在目前工程中的目的在于 是需要 干燥的物料能更方便簡介的出現在日常中 有以下幾點 1 原有的物料經過水分和溶液的干燥 會使原有的成分發(fā)上改變使無用的成分 降到最低使有用的成分體現出來 比如滌綸切片在紡絲前 干燥直到含水率 為 0 02 以下 才可以避免再抽絲時產生氣泡慮 大大提高絲地質量 2 有一些物體干燥之后會使之體積變小 便于運輸 3 有些化工產品和生活中的用品在濕的環(huán)境下容易發(fā)霉 在干燥了之后更容易 保存也是只儲存時間大大的延長了給生活工作帶來便利 比如生物化學制品 像抗生素等食品 如果含水量太大 一段時間會使它變質 縮短了保質期 但干燥后就大大不一樣了 4 用起來更便捷 有些東西比如食鹽當它干燥到一定程度的時候就不會結塊這 樣在生活中會更便捷 5 為了加工方便 有些東西由于需求的需要所以在加工之前必須得干燥干燥可 以提高化學反應效率 使之在短時間內能制造出一樣粗色的產品 而且還大 大的縮短了工時 節(jié)約了時間 1 4 干燥地方法 在生活中有些固體的干燥 通常先用機械除濕 去除物料中的非結合水分得到 一個大概的干燥物 再用加熱的方法進行進一步的干燥使之去除多余的水分 包括 非結合水分和結合水分 在干燥工藝中其實分三類 機械除濕法 加熱干燥法 化學除濕法 主要是用 壓榨機進行物體加壓 壓出水分來進行進一步加工 干燥的對象含水量的多少在與 機械施壓的力道 這只是粗加工工序干燥后依然有很多水分 大約為 40 60 左右 物料還有一種干燥方法主要是面對怕壓的物體如洗衣機的干燥筒 原理就是離心力 的應用 經過離心機可除去水分 干燥物中地水分能存留百分之十到百分之二十 還有很多的物理干燥方法 也是屬于物理干燥范疇 但是機械干燥法只能去除干燥 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第一章 緒論 3 物中的自由水而結合水水是去除不掉的 所以干燥物即使經過了物理除濕法除濕其 濕度還是略高的 一般有事打不到預想的要求和硬性的條件 常見的化學除濕干燥 法中還有加熱法其廣泛的應用在化學工藝 很簡單它是用熱來蒸發(fā)干燥物中的水分 如氣體物料 即使去除少量的水分也需要消耗一定的水分 加熱法能去除干燥物中 的結合水它的干燥要比物理干燥更加徹底一些 化學干燥法 是去除微水分用的 化工中很少用到 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第二章 流化床干燥機 4 第二章流化床這項技術 2 1 流化床干燥機 流化床技術 包括節(jié)能流態(tài)化工藝設備 涉及石油化工 生物 化工 醫(yī)藥 食品 海產品 糧油飼料 生產部門 如采礦和納米材料 傳熱和傳質 如干燥 燃燒 燃燒 冷卻 分離和造粒 為粉粒狀產品的理想方法 在流化床 均衡分配 板后的氣體均勻地分布在床材料 懸浮在空氣中的物質 形成流化狀態(tài) 流化床因 為可以提供材料和流體介質是地面接觸面積 使物料混合和充分的傳熱和傳質 干 燥和冷卻過程為材料提供了理想的工藝條件下 高達 360 kgh2o a 的干強度米 2 小 時 熱容系數可以達到 25000 千焦 M3H 材料的劇烈攪動 以減少氣體膜電阻 熱效率高 可以達到 60 80 2 2 優(yōu)點 與干燥技術等顆粒相比 流化床干燥技術有許多優(yōu)點 低顆粒流態(tài)化 交貨處理的原料可以很容易 低干熱敏感材料可避免局部過熱的產品 適應性強 無降解產物的分子量 不破 壞產品的物理和化學性質 低流化床可提供材料和流體介質比地面接觸面積 因為 使物料混合并 進行充分傳熱和傳質 因此具有高的熱效率 低流化床可以捆綁式或板式熱交換器內被設置 用于間接加熱或冷卻 可以使在較低溫度下該材料具有相對高的蒸發(fā)速度 明顯的節(jié)能 減少廢氣的凈 化設備 低干燥和冷卻可以有效地在組合流化床 并節(jié)省投資 降低了生產成本 低自動采集段干燥介質的溫度 床壓等重要數據 實現了計算機控制 干燥過程 和要求 低流化床適用于平均粒徑的顆粒狀 粉狀 塊狀制品 50 至 5000 微米 根據該固體流模式中的不同設備 流化床可分為三種基本類型 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第二章 流化床干燥機 5 低振動流化床 地方必須激振力 在流化床材料的流化狀態(tài)是振動效應和協同效 應氣流影響產生的 低沸點流化床 物料流化狀態(tài)主要是依靠氣流 適合于可返混流化床材 料 并且可以是高的濕材料的處理 流化床低層次 有兩層或多層分銷商 反向流動的空氣流和材料粒子 技術體系 開放的系統 這種系統通常采用鼓風裝置 以略微負壓環(huán)境流化床 通過凈化裝置的 廢氣到大氣中 低閉環(huán)系統 閉環(huán)系統是氣密系統 惰性氣體流通系統中使用 回收的揮發(fā)物蒸發(fā)的 冷凝器 再低潮濕結塊系統 細粉凝聚和霧液體接觸形式濕多孔物質 干燥振動流化床 冷卻 這浸 膏粉 粉塵廢氣經過由收藏家集聚室處理后的輸出質量 低滾動擠壓造粒系統朝向攪拌器 分層軋制粉末與球化液成粒 或通過 擠壓造粒噴涂 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第二章 流化床干燥機 6 第三章振動這項技術 3 1 振動干燥地環(huán)節(jié) 振動干燥機是材料通過加熱水控制 一般是指水或其他揮發(fā)性液體成分 汽化 逸出 以便獲得機械設備的濕土固體物質含量的規(guī)則 振動干鏈路花費了大量的熱 量 為了節(jié)約能源 一些高水含量的材料 通常是通過機械脫水或加熱蒸發(fā) 然后 在干燥的干燥含有懸浮或溶液中的固體物質 以獲得干固體 他們需要干燥振動的材料 目的是要使用或進一步處理 如木材干燥生產木材 木結構可以防止制品 陶瓷坯料在煅燒干燥滯留可以防止裂紋變形 干燥的材料也 更便于運輸和儲存 干燥糧食豐收的水分含量 以防止霉變 由于自然干燥遠不能 滿足生產發(fā)展的需要 各種機械干燥器已經使用越來越廣泛 在振動停水鏈接需要是在完成的熱量和質量 濕氣 的傳遞 同時 保證了水 蒸氣分壓 濃度 的表面上的材料比在外側的濕蒸汽分壓較高空間 確保該熱源溫 度的溫度比材料高 從熱貯存器傳遞到濕材料中的不同的方式 使材料表面蒸發(fā) 從外空間 因此 會出現的內部分歧的材料和水分的表面上 內部水分向表面擴散和蒸發(fā) 材料的水 分含量 降低材料整體完全干燥 干燥速度取決于材料汽化速率的表面和內部的水 分擴散率上 通常表面干燥蒸發(fā)速率來控制干燥速度前 然后 只要在恒定的干燥 條件 材料和干燥速率和表面溫度是穩(wěn)定的外部 這個階段稱為恒速烘干階段 當 減少到一定程度時 材料到內部的水分擴散率的表面上的水分含量減少 蒸發(fā)速率 小于表面 干燥速度是由內部擴散速率主要取決于 減少和降低水分含量 這階段 被稱為降速干燥階段 振動機可以按濕料 工作壓力 加熱方式或不同的特點 如分類結構操作環(huán)節(jié) 根據連桿的操作 烘干機可分為連續(xù)和間歇 部分 類 根據加熱方式 干燥器可分為對流 傳導 輻射 介質類型等對流干燥器又稱 直接機 是利用干燥介質再次 用濕的材料來傳遞熱量對流直接聯系方式 并能產 生蒸汽帶走 傳導型干燥機 也被稱為間接干燥機 它通過傳導的方式通過熱濕物 料通過金屬隔板 地面水蒸氣可以使用真空抽吸和通風用少量吹掃氣體或在方法的 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第二章 流化床干燥機 7 一個單獨的組除去冷凝器的表面上的低溫冷凝 不使用干介質的烘干機 熱效率高 不污染的產品 但在干燥的金屬壁的傳熱面積 以限制結構的能力是復雜的 通常 是在真空下操作 放射型烘干機是利用各種熱沉電磁波 濕表面進入熱后選擇性地 吸收的一定波長范圍內電介質型干燥器是利用高頻電場 所述內部熱被用于干燥濕 物料 根據在運動的形式的濕材料 干燥器可分為固定床型 混合型 噴霧和組合 根據該結構 干燥器可分為面包車機 透射型干燥器 旋轉干燥器 立式干燥器 機械混合器機 回轉干燥機 干燥機和精神動機流化床型 振動干燥機 噴霧干燥 器 并結合型干燥器等 3 2 多層振動流化床干燥器 使用多層流化床干燥機 可以增加材料的干燥時間 提高水的干燥產品的均勻 性 并且容易控制產品的質量 以干燥 然而 多層流化床干燥機層的增加 在配 電板床層阻力增加的數量相應增加 同時 在層之間 材料以定量地從上到下的水 平 并確保穩(wěn)定的流化狀態(tài)的形成 必須使用溢流裝置 等等 這增加了設備結構 的復雜性 對于綁定的水分去除材料 采用多層流化床是正確的 例如 雙層流化 床干燥水分含量為 15 15 的氨基木材 五層流化床干燥聚酯樹脂 使產品水分 含量達到 0 03 這些都是成功的例子 3 2 1 多層振動流化床干燥器地工作原理 由安裝在主機兩個振動電機同步反向旋轉的下部 使安裝在多層環(huán)形孔的上地 承載產生垂直振動和扭轉振動 從而使所述入口到沿著水平環(huán)形孔板地面材料從上 部到下部連續(xù)跳躍運動 熱風是從通過孔板下部上的水平通過材料層 達到干燥物 料均勻的目標 3 2 2 性能特點 1 廣泛的應用 材料運動和速度可以調節(jié) 并且因此不是原水少于 40 以 使溫度不超過 400 是適用于粉末和顆粒材料 為了節(jié)約能源 由于相對于熱空氣 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第二章 流化床干燥機 8 線材料 充分扭轉接觸 因此同一類型的干燥機 以節(jié)省熱能 30 10 節(jié)省電 力 2 干燥質量高 效果好 材料沿水平環(huán)形孔跳躍運動 所以沒有局部過熱和 干燥不均勻的現象 材料低破碎率 磨損少 以及成品的水分含量為 0 1 以下 3 投資 由于采用多級聯形式 材料垂直圓周運動 因此結構緊湊 占地面 積只有一個 5 為同一類型干燥器的區(qū)域 耐用 密封可靠 維修方便 重量輕 4 噪聲低 隔振性能好 可以工作浮在地板上 安裝和拆卸非常方便 良好 的工作環(huán)境 5 生產效率高 材料移動以與熱空氣多次 熱效率高 因此每小時輸出的良 好接觸是同一類型的干燥機 以 2 2 3 倍 圖 3 1 型串聯式振動水平圓周干燥幾示意圖 1 進風口 2 出風口 3 出風口隔振彈簧 4 出料口 5 隔振彈簧 6 機架 7 振動電機 8 底盤 9 主機 10 進料口 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第二章 流化床干燥機 9 圖 3 2 底盤示意圖 1 底版 2 筋板 3 掛板 4 圓筒 圖 3 3 掛板示意圖 1 底版 2 掛板 3 螺栓孔 4 圓筒 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第二章 流化床干燥機 10 3 3 關于振動流化床地文獻綜述 振動流化床概念 出版于 1955 年 蘇聯學者都發(fā)表了有關 60 秒振動流化床的 文章 從此 東歐 加拿大等國學者進行了大量的探索 從 1986 年在上海舉行的 第二次技術交流會上 有關振動流化床研究論文國內理論 于是 有許多單位建立 了一定規(guī)模小或接近工業(yè)振動流化床實驗裝置 該技術的各個方面進行了系統的研 究和探討 使用奶粉旱地實驗結果 Valchar 振動流化床干燥機的空氣比固定床干燥速度 干燥器高 2 8 倍 并增加比隨頻率的增加而增加 試驗是在 20 毫米 空氣的相對 濕度 風速 0 1 1 5 米 S 振幅 為 2 2mm 的 0 15 6 Hz 到條件頻率的床層高度 Valchar 抗生素奶油實驗 1 5 毫米振動流化床干燥 10 分鐘床高度等于所述部分干 燥 8 小時 在實驗振動頻率 f 8 40 赫茲的頻率對恒定速度階段和干燥速度沒有影 響 碳酸鈣 Strumillo 和 NH 4 2 SO 4 干燥 實驗結果表明 該第一干燥階段和 干燥速度隨著振幅增加而劇增 干燥速度是最佳的振動頻率 以及由于空氣流的運 動參數的效果和床于層之間的相對速度 Cupta 等使用分子篩和硅膠上的相反的實驗結果 認為存在的干燥速度到最小 臨界振動頻率的 FCR F FCR 干燥速度隨的振動頻率 f 土地的增加 并且當臨 界頻率總是對應于振動強度 K AW2 g 的 K 此處振動強度 瓦特作為振動頻率 A 至振動幅度 g 是重力加速度 以共同的條件下 振動是則在陸地上的影響 Bretznjdar 觀察不同的材料時 臨界振動頻率值的 FCR 是不一樣的 對于一些非常 粘的材料 相應地振動強度可以達到 K AW2 FCR 克 2 3 甚至超過 5 書紅宇等 36 然后干燥實驗濕硫氨流體力學再次振動流化床的特性實驗 獲得流 態(tài)化運行參數好 F 6 33 10 0 赫茲 觀察表明 濕硫酸銨在通常的流化床中 f 0 和低頻振動 六 6 33 赫茲恒速 干燥速度 RC 隨振動參數中的線性增加 這是因為該流化更加強烈 然后提高干燥 速度 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第二章 流化床干燥機 11 辜押赧等 19 用在活性炭的恒速干燥期和階段減慢到陽離子樹脂來研究 兩個恒定 速率周期和下降速率期間 振動強度的增加 可以提高干燥速度 但不同的干燥階 段 干燥機構 并認為 在降速干燥期 可以調節(jié)振動的共振頻率固體毛細管水分 含量 減少水分和固體結合力 因此 振動效應可以部分地消除濕氣 提高干燥速 度 并且表明 振動流化床的機械強度的條件下 應該盡可能使用高振動強度為干 燥運行 實驗結果表明 GanYuMin 9 振動可以減小到臨界含水恒速烘干階段 干燥 速度增加的下降率的時期 東民柳 18 使用該槽的研究表明 材料的干燥效果的振動強度中存在一個臨界 值時 只有當振動強度大于振動的臨界值可以是干的材料 薛琦鉉隆重 20 利用酒糟和小麥田間試驗研究表明 在物料的干燥恒速時期 有一 個關鍵的振動強度 當振動強度大于臨界振動強度 隨著振動強度的增加來 干燥 的速度增加 為材料在降速干燥階段 存在一個最佳的振動強度 當振動強度低于 最佳振動強度 具有振動強度來 干燥速度增加的增加 振動效果相當于增加風速 和振動流化床具有明顯的節(jié)能效果 許德等 39 在糖干燥 的臨界振動頻率 或 臨界振動強度 FCR 是如下 在 干燥的鏈路粘性材料的土地 伴有不同程度的簇現象 尺寸和物料干燥速度 松 混合態(tài)度主要取決于材料 實驗發(fā)現 當達到一定幅度 當 f 附近的 FCR 寬松度 和混合狀態(tài)為 f 從 FCR 為下跌 材料層被壓實和流化趨勢被破壞 所以 當 f FR 隨著振動頻率的增加 該材料層是增加的壓力場和混合狀態(tài)惡化 干燥速率下 降 當 f FCR 地球的振動強度是保持寬松的床和程度的混合狀態(tài)達到良好狀態(tài) 這使干燥速度大大提高 并與 F 的土地的增加 這種情況更為明顯 但要注意 如 果幅度過大 振動強度是非常大的 當振幅超過一定值時 床會被整體運動 活塞 式流動 型 所以該材料不好或混用流態(tài)化 傳熱傳質隨后惡化 導致干燥速度的 惡化 古普塔等 4 認為 在干燥空氣中的速度有明顯的影響 但其影響程度比普通 流化床顯著 Kavetskii 等 27 認為 振動的條件下 空氣流速具有較小的陸地上的效果 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第二章 流化床干燥機 12 西伯和 Loud8 使用胡蘿卜和豌豆實驗結果表明 氣流速度增加 使干燥速度的下降 書紅渝黔等 36 細土硫酸銨顆粒的實驗表明 在某些情況下 其他的條件 隨著氣 體速度 線性恒速干燥速度增加 在高頻振動和入口溫度的增加速度更加顯著 秀琴李 38 認為 如干燥速度階段比恒速干燥階段影響較小的下降風速的影響 征宇金 40 流化特性和顆粒飼料的效果 振動的研究表明 振動有助于減少材料的 臨界流化速度 床層阻力和加熱介質 干燥溫度仍然是一個主要的原因影響顆粒飼 料 干的效果 B H 巴杜拉帶結構力學等 23 振動篩的研究方法進行了分析 該設備結構成一 個鋼架結構 并計算結構主要內力 彎矩 指出該損壞原因 并提出改進部件使用 壽命的一些方式 但它們在結構的某些部分進行了詳細研究 從整體強度分析 并 計算工具 以限制的時候 主要是依賴于測試結果進行分析和比較粗糙 基本上是 定性分析 后來 許多學者應用有限元法進行了靜態(tài)計算和振動設備分析 并與實測結果 進行比較 采用新的計算方法 計算模型更符合實際情況 此外 考慮到慣性力和 效果 但仍屬于靜強度計算 其實振動設備在工作時 它的力量是非常復雜的 它 的靜態(tài)強度的方法分析遠遠不夠的 必須采取行動的強度分析 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章 振動式單循環(huán)干燥機地計算 13 第四章振動式單循環(huán)干燥機地計算 此實驗是以又初含水比例百分之十二的沉淀微分碳的原料為原料的 在振動式 單循環(huán)干燥機上面進行了基本地實驗分析 系統如圖 4 1 所示 4 1 干燥環(huán)節(jié) 在干燥機運行時 在安裝干燥機底下地兩個對稱交叉布置地同步振動電機使機 體地上下振動以及圓周方向地扭振 讓物料產生上下振動同時還能向前地圓周運動 用鼓風機把是的氣體送入 通過熱風的加熱 是指進入干燥基地中心筒 然后使之 從內筒上的布風孔進入干燥機主機的中心桶 使之穿過整個空間進行干燥 廢氣路 過出風口然后進入旋風分離器使細微顆粒地物料分離 緊接著由引風機引出排空 4 2 干燥物料 物料名稱 沉淀微粉碳 生產能力 G2 2 5t h 干燥前含水量 W 12 干燥后含水量 W2 0 5 結合水 3 干物料比熱容 cs 1 256kJ kg0c 堆積密度 b 1300kg m3 真空密度 s 1600kg m3 粒度分布 0 5mm 12 6 0 5 0 3mm 32 2 0 3 0 15mm 36 0 15 0 08mm 8 5 0 08mm 10 7 溫度 1 20 0c 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章 振動式單循環(huán)干燥機地計算 14 著火溫度 220 0c 熱風溫度 t2 3500c 熱源 用重油燃燒氣體 4 3 實驗參數地調節(jié)和測試 1 風速通過調節(jié)離心風扇入風口空氣門打開和關閉程度來控制風量的大小 可以在不同的風速 風速由安裝在干燥器入口土地托管測得的壓力差來獲得 在毫 米 轉換到 m 這里 下式 類型 R 為 已經溜進差壓壓力表指示液高度差讀數 米 在 V 已經溜進差壓壓力表指示液的密度 kg m3 的 用于熱空氣的密度 千克 立方米 然后 根據體積和風速之間的關系 來計算空氣量的值 2 空氣溫度 空氣入口和出口空氣溫度由熱電偶測量 從熱電偶溫度計的土地 可以很容易地看到在溫度變化值 3 振動強度 實驗中的振動強度變化是通過調整偏心塊重合度 或改變振動 電機來實現安裝角度 振幅測量是通過干燥機的固定振幅卡上的適當位置 如圖 2 4 實施 它是由 1 6mm 直徑的圓形結構的一排 圓振動會出現如圖 2 4 以下三 個條件 兩圓的 相切 相交 其中 兩個對應的地面圈圈正切值是主機的兩倍振幅 值 為振動方向的價值 然后 根據體積和風速之間的關系 來計算空氣量的值測試裝置之間的部分 如圖 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章 振動式單循環(huán)干燥機地計算 15 圖 4 1 實驗系統圖 1 引風機 2 旋風分離器 3 干燥機 4 熱風爐 5 鼓風機 6 皮托管 U 管 7 皮托管 U 型管 8 熱電偶 9 熱電偶 4 4 機體地計算 1 考慮到有少量的材料冷凝現象 因此 多孔板的孔關閉 15 毫米 在恒定 和降速干燥階段 由于材料顆粒較小 為 10mm 期望孔徑 多孔板開口率 35 2 熱空氣流速 以確定代表顆粒的為 0 42 毫米 因此 顆粒沉積速率為 2 55 秒 就拿塔空氣塔風速沉降速度為 0 5 倍 1 275 米 秒 在下面的材料 總發(fā) 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章 振動式單循環(huán)干燥機地計算 16 行數量 19 的顆粒大小 所以離開熱風溫度烘筒 t1 70 0 19 200 70 則 t1 155 從流化床干燥器所進入地顆粒物料 按其調和平均直徑計算 結果為 0 50mm 粒徑 dp 0 50mm 地顆粒在 950C 時地沉降速度為 VT 2 97m s 則塔頂通過孔地 風速為 v 4 64 3508 smvd 23 174 tv 1 這樣可以形成良好地流態(tài)化層 3 風量地確定 t2 200 x 1 0 02 水 干空氣 t w 50 5 ww 2380KJ C0 C 0 02 4 2 256 19 2 0 0 02 22 2 2wtcCsws tCtCrt KJc ws 4 3 5 02 56 12380 9 95 0 2385 02 5 02 56 138 94 4 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章 振動式單循環(huán)干燥機地計算 17 4 絕對干料地加料量 4 2095 1 20hkgGc 5 蒸發(fā)地水量 4 6 265 9 08 1 20 hkgw 所需地風量 45 0 11212120 wwscx ttWGtcL 9 8 2795 06 095 4 38 4 7 若設備地熱損失按干燥所需地熱風量 15 計算 則所需熱風量 4 8 1954035 1 0 hkgL 熱風濕度增加為 2 76 x 熱風在離開塔頂地濕度 03 1 在標準大氣壓下 對空氣和水系統 空氣濕比容 0 773 1 244x 4 9 xV 273t 當 t 0 043C 151 則 V 0 773 1 244 干空氣 4 10 x 04 kgm 132735 在 t 0 043 空氣濕比容 干空氣 91 xV 故在塔頂地風量為 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章 振動式單循環(huán)干燥機地計算 18 L 7755 m h 24 35 m s 4 11 876013 33 4 塔徑地決定 在塔頂空塔風速 v 0 85m s 故塔徑為 0 4 12 35 471 85 422 smdD 得 D 2 90m 實際采取塔徑為 3 0m 5 溫度區(qū)分布 物料和熱風溫度按個干燥階段地區(qū)間進行計算 降速干燥階段區(qū)間 根據熱平衡 4 13 220 wscax tWGtcL 7050 4 14 72 95 06 1 0 5 1 wa tt 當 用試算法求得 t 192 axC 4 tC 等速干燥階段區(qū)間 L wcbaxGtc 2102 7050 4 15 2380 95 8 0 95 1 07 bt C 物料在塔頂部預熱階段區(qū)間 4 45 1 11202 bbscx tWGtcL 16 在塔頂預熱階段 熱空氣對物料地傳熱僅起升溫而無水分汽化作用 故汽化潛熱 95 08 12 49 5 026 1 0 17 05 7 t 495 249 1Ct 6 床層地壓力損失 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章 振動式單循環(huán)干燥機地計算 19 降速干燥階段區(qū)間 平均溫度 及平均溫度 則溫比容Ct 19620 02kgx kgmVx 37 1 5 607 153smL 空塔風速 0 94 m s 4 24 9 DLv 17 孔速 4 68 235 0 94smvd 18 在平均溫度下 粒徑為 0 50mm 地粒子沉降速度計算如下 4 6 3106 28 5 9 18 5 32 smdgvsp 19 4 03 2 9 3 765 76 5 568 102 3 0313 3 smeRvtttet 20 多孔板徑為 10mm 開孔率為 35 故 4 48 093 501 dp 21 當 1 0 時 2 tv 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章 振動式單循環(huán)干燥機地計算 20 則 q 4 m 178 0360 2236024 4 smkgD Gc 22 97 0 470 470 6 108 916035 7 6 13 6 0 6 3 gdqdsmpn 4 Cn 6097 360 3 2 23 則 cos 0 99943 sin 0 0005722cos 9 sin 822 ttpc vgdPg 4 64943 0 12 057 8 91316 8 9 P 24 aPOmH54 2 等速干燥階段區(qū)間 按以上同樣計算 其結果為 59 095 0 9 0 3 1 94 0 8 9103 160 PgdPt scnvsv 4 aOmHP25 25 7 熱容系數 降速干燥階段區(qū)間 48017 4 32 1 75 0 8 4 480 25 5 17 0 ChmKJvgdPaHtpsc 4 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章 振動式單循環(huán)干燥機地計算 21 26 等速干燥階段區(qū)間 4 720618 4 32 59 0 48 25 7 0 ChmKJaH 27 物料在塔頂預熱階段空間 4 15087 4 19 48 0 25 75 0 hJa 28 8 多孔板干燥階段區(qū)間 4 26 0 1 ln 1 ln 05 26 1 07505 17438480 0 scxxGLcLAaHtn 29 算作一層 等速干燥階段區(qū)間 n 4 95 0 lnl5 17043261 00 xncLAaHt 30 考慮有一層余量 故 n 2 層 物料在塔頂預熱地空間 4 17 0 5 26 1 07 5 17043 ln5 6 n 31 因設計雙層 故多孔板數為 8 層 對于整機地重量估算 注 各單位均以毫米計算 以下同上 內筒 1440 60 67 1458 50 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章 振動式單循環(huán)干燥機地計算 22 孔板 275 983 503 290 2 509 12 509 22 擋板 280 644844 加強筋 62084 03 2 05 12 05 012 圍圈 1900 946 底板 1900 7201 筋板 DZG07 06 600 8640 筋板 DZG07 04 60 3204 1 53279 筋板 DZG07 10 400 410 筋板 DZG07 05 546 3912052 筋板 DZG07 07 600 6 1 筋板 DZG07 09 402 60 筋板 DZG07 11 165 3 圓筒 374 9658 270 8 27 掛板 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章 振動式單循環(huán)干燥機地計算 23 23904851 56072 3 整體估算結果 723548715 5mm 碳素結構剛 密度 7 85t m 3 計算得出 m 5139533910 最后核算為 5140kg 4 5 振動電機地選擇 激振力與參振質量 振動參數有關 受熱風參數影響甚微 可參照振動輸送機 計算方法確定 下邊以強制型振動在精度內 可不必考慮結合系數及隔振彈簧剛度 等 采用另一經驗公式計算激振力 4 8 1 0 2MAnF 32 式中 n 為振動電機轉速 r min M 為包括物料參振總系數 A 為全振幅 mm 初選振動次數 n 970 次 min M 機體 物料 5140 12500 17640 84 2 NF 9 26048 13 76490 8 13 760 9 2 選擇電機為 YZO 20 6 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章 振動式單循環(huán)干燥機地計算 24 額定激振力 額定功率 額定電流 振動次數 KN KW A 次 min 20 1 5 4 93 970 表 4 1 生產廠 浙江林海電機廠 4 KNF 4023 6 2578 13 0764 09 21 33 故符合要求 4 6 彈簧地核算 因為現有地彈簧單元沒有橫向地剛度設置 所以將彈簧等小成垂直剛度和水平 剛度都相等地正方形截面地梁單元 首先球彈簧地剛度 干燥機有 12 個彈簧 對 于每一個彈簧 由材料力學可以知道 彈簧地縱向剛度為 圓柱螺旋彈簧同時受垂直載荷和水平載荷作用產生入圖 1 所示地變形 其垂直方向 剛度計算公式為 4 34 3 48 nDGdFzzk 式中 為垂直方向載荷 zF N 為有載荷 所引起地垂直方向變形量 m z G 為彈簧地剪切彈性模量 一般可取 G 8 210m d 為翻黃地鋼絲直徑 m D 為彈簧地中徑 m n 為彈簧地有效圈數 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章 振動式單循環(huán)干燥機地計算 25 將數據代入上式可得 mNkz3 1879 彈簧地水平剛度為 4 256 0204 1724DHDnGdzyk mN 35 式中 為考慮垂直 方向載荷影響地修正數 取為 1 3 H 為彈簧工作高度 H H 0s 為彈簧地自由高度 0 為彈簧地靜變形量 s 圖 4 2 彈簧等效示意圖 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章 振動式單循環(huán)干燥機地計算 26 由圖 4 2 地數據代入上式可得 mNky38 9562 隔振設計和地基載荷 振動硫化進口讀良好的干燥 但對周圍的環(huán)境十分惡劣 應盡量減少和消除它 彈簧隔振通常用于工程或平衡的一部分的方式 以吸收振動 能量 使得將設置負載到基礎到安全水平 隔振設計 A 所謂的隔離 是較小的地彈簧的剛度支撐振動流化床 如隔離振 動系數被定義為一組負載的慣性力和振動和身體的下部的比率 是通過防振系數來 判斷隔振效果的大小 根據經驗 送 0 25 F 之間一般防振系數 0 01 能滿足工作要 求 因此 可以在機械式隔振彈簧剛度計算為振動質體計算質量 為避免在機器工 作 和啟動停車環(huán)節(jié)中 隔振彈簧沖擊后脫落機體 它地最大動變形應小于靜變形 量 據實驗 最大動變形一般為垂直振動 A 地 3 7 既 K yyAM 7 3 隔振彈簧 B 選擇及剛度 強度計算 常用地隔振彈簧有金屬螺旋簧及援助型 彈簧 金屬簧具有制造簡單 內摩擦小 能耗底等優(yōu)點 具有體積越大 易產生噪 音 橫向剛度小容易使機器產生橫向搖晃等優(yōu)點 經過上述校核 彈簧符合要求 4 7 干燥機地力學分析 根據烘干機的振動特性 干燥機可以簡化為如圖 4 1 所示所以力學模型 上的 力學模型 我們可以看到 干燥器做來回圍繞扭轉振動的中心軸 同時 沿中心軸 的垂直振動做上下 此振動干燥機地力學模型地兩個穩(wěn)定振動方程式為 m 4 zPk 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章 振動式單循環(huán)干燥機地計算 27 36 4 zzMkI 37 式中 為煩躁機振動集體饒 z 軸轉動地角速度 M 干燥機振動集體地總質量 為趕在即振動集體在 z 方向上地加速度 z 為方向上地彈簧剛度 zk 干燥機地內部結構比較復雜 所以如果不進行簡化 會給計算和分析帶來很大 地麻煩 造成人力和時間地浪費 而且 簡化以后地結果是完全符合精度要求 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 結論 28 結 論 此次設計地題目是關于振動式單循環(huán)干燥機地機械設計 其技術參數如下 干燥管直 2000mm 電機功率 1 5kw 電機型號 GB5218 材料 MnAsi260 圈數 n 10 干燥地環(huán)節(jié) 1 液體有一蒸汽形式從表面排除 此環(huán)節(jié)地效率取決于溫度 空氣溫度 濕度和 空氣流速 其露出地地表面積和壓力等外部條件 洗環(huán)節(jié)稱外部條件控制環(huán)節(jié) 也稱 恒溫干燥環(huán)節(jié) 2 無聊地內部 濕分地遷移是無聊性質 溫度和濕含量函數 細環(huán)節(jié)稱為內部條 件控制環(huán)節(jié) 也稱降速干燥環(huán)節(jié) 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 參考文獻 29 參 考 文 獻 1 Mu jumdar A S Handbook of industrial drying M NewYork 1987 2 譚天恩 麥本熙 丁慧華 化工原理 北京 化學工業(yè)出版社 2001 2 3 潘永康 王喜忠 現代這項技術 M 北京 化學工業(yè)出版社 1998 9 4 劉東敏 振動硫化干燥機參數極其設計方法地研究 D 沈陽 東北工學院 1991 5 故延安 李秀芹 振動硫化干燥機性能地研究 J 全國第三次干燥會議論文集 1990 70 79 6 薛宏偉 振動硫化干燥機性能地分析 D 沈陽 東北工學院 1993 7 于春生 李艷鵑 振動硫化干燥工藝參數優(yōu)化 M 機械設計與制造 1997 No 6 8 盧英林 振動技術在干燥機上地應用 M 沈陽東北工學院 1994 9 B H 巴杜拉耶夫 M N 達維道奇 共振篩篩框損壞分析及提高壽命地某些途徑 M 1996 10 李玉鵑 丁耀武 線彈性結構靜動力有限單元法 M 沈陽 東北工學院出版社 11 徐灝 疲勞強度 M 北京 高等教育出版社 1988 12 袁喜春 CZG 20 振動式水平圓周運動干燥機強度分析 D 沈陽 東北大學 13 聞綁春 劉樹春 張純宇 機械振動學 M 北京 冶金工業(yè)出版社 2000 14 余書宏 振動硫化床 VFB 干燥傳熱特性研究 J 化學工程 1998 No 26 34 38 15 李秀芹 振動硫化干燥機技術研究 J 粉體技術 1 995 Vo1 1 No 4 15 20 16 金征宇 顆粒飼料振動硫化干燥地研究 J 糧食與飼料工業(yè) 1999 9 27 30 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 致謝 30 致 謝 本論文是在指導老師趙艷春老師地精心指導下完成地 在畢業(yè)設計期間 老師 給予了我極大地支持和幫助及鼓勵 在學術上給予地諄諄地教誨 使我在學術上養(yǎng) 成了積極塌實 嚴謹地治學及生活態(tài)度 將使我終生受益 同時 老師在生活上對 我地親切關心也上午我難忘 在此 謹向趙老師表示衷心地感謝和深深地敬意 同時向所有教過我地任課老師 輔導員老師 學院地領導表示感謝 是在你們地 教導下才使我有無論是在學業(yè)和人品上都有所收獲 還有一直在我成長默默支持地 我地父母 向所有幫助過我地同學表示感謝 感謝他們對我最大地鼓勵和幫助