5.3. Расчёт электрической системы нагрева

Необходимая мощность нагревательных секций, кВт

6. Расчёт битумоплавильных установок

После разогрева битума в приямке битумохранилища до 80-90 ^оС вяжущее при помощи битумного насоса перекачивают в битумоплавильную установку (битумные ёмкости, оборудованные различными системами нагрева), где осуществляется обезвоживание битума (при необходимости) и нагрев до рабочей температуры.

6.1.Определение часовой производительности котла, т/ч:

Где V_k – рабочая ёмкость котла, т. Принимается равной 12, 15 или 30 т;

k_в – коэффициент использования котла по времени, k_в=0,85-0,9;

k_н – коэффициент наполнения котла, k_н=0,75- 0,8;

t_з – время заполнения котла, ч,

tв – время выгрузки битума, ч,

Пн – производительность насоса, т/ч. Принимается равной 30т/ч;

tн – время выпаривания и нагрева битума до рабочей температуры, ч.

P^котёл – мощность нагревательных элементов в котле, кВт. Принимается 51 кВт для котла вместимостью 15т;

Q^котёл – количество тепла, необходимое для обезвоживания и нагрева битума в котле, ккал/ч,

Q^котёл=Q₆+Q₇+Q₈=120000+500+70956=191456 ккал/ч,

где Q₆ – количество тепла, необходимое для нагрева битума от начальной температуры t₁^котёл=90 ^оС до рабочей температуры t₂^котёл=150 ^оС, ккал/ч;

Q₇ – количество тепла, необходимое на испарение влаги из битума;

Q₈ –потери тепла в окружающую среду, ккал/ч.

Q₆=G^.с_б(t₂^котёл – t₁^котёл)=5000^.0,40(150 – 90)=120000 ккал/ч;

Q₇=G^.W^.с_в(t_{кипения} – t₁^котёл)= 5000^.0,01^.1(100 – 90)=500 ккал/ч.

Где W – содержание воды в битуме (1-3%), доли единиц;

c_в – теплоемкость воды, ккал/кг^{. о}С=1, ккал/кг^{. о}С;

t_{кипения} – температура кипения воды, ^{. о}С

Q₈ = α_поверх ^котёл *F^котёл_поверх*(t_ср ^котёл – t¹_окр.ср) = 21,9^.36^.(120 – 30) = 70956 ккал/ч,

где a – коэффициент теплоотдачи от поверхности котла в окружающую среду, ккал/м²ч^{. о}С. Принимается равным 21,9 ккал/м²ч^{. о}С;

F – площадь поверхности котла, м². Для котла, вместимостью 15т – 36м²;

t_cр^котёл – средняя температура битума в котле, ^оС.

t¹_окр.ср – температура окр.среды, ^оС. Принимается равной 30 ^оС.

6.2. Определение необходимого количества котлов

где k_n – коэффициент неравномерного потребления битума, k_n=1,0-1,2.

7. Расчёт склада и оборудования для подачи минерального порошка

7.1. Рекомендуется хранить М.П. в складах силосного типа, с целью избежания дополнительного увлажнения, которое приводит к комкованию и снижению его качества, а так же к затруднению его транспортирования.

Потребная суммарная вместимость силосов склада, м³:

∑V_c=G_м.п.*k_п/ρ_п,

Где G_м.п. – запас единовременного хранения М.П., т;

ρ_п – плотность М.П., 1,8т/м³;

k_п – коэффициент учёта геометрической ёмкости силоса, k_п =1,1-1,15

∑V_c=739 *1,1/1,8=451 м³

Количество силосов:

N=∑V_c/ V_c,

Где V_c – вместимость одного силоса, 120 м³.

N=451/120=3,75 ≈ 4 шт.

7.2.2.Пневмотранспортная система

Потребная производительность компрессора, ,

П_к = 1.25Q_в = 1,25*6,7 = 8,4м³/мин

где Q_в – расход, необходимый для обеспечения требуемой производительности пневмосистемы, ,

м³/мин,

где П_м – производительность пневмосистемы,

П_м = 0.21× П_ч =0,21*46=9,7 ;

П_ч – часовая производительность АБЗ;

μ - коэффициент концентрации минерального порошка, , μ=20 -50;

ρ_в – плотность воздуха, ρ_в=1.2 .

Мощность на привод компрессора, N_k, ,

,

где ρ₀ – начальное давление воздуха, ρ₀=1 ;

η - коэффициент полезного действия (КПД), η=0.9;

Р_к – давление, которое должен создавать компрессор, ,

Р_к=Р_р×α+Р_в=1,07*1+0,3=1,37

где Р_в – давление воздуха, Р_в=0.3 ,

Р_{р –} рабочее давление в смесительной камере подающего агрегата, ,

Р_р=Н_пол+1=0,07+1=1,07 атм.

где Н_пол – полное сопротивление пневмотранспортной системы, ,

Н_пол=Н_п+Н_под+Н_вх=0.01+0.0432+0.017=0.07 атм.

где Н_п –путеве потери давления, ;

Н_под – потери давления на подъем, ;

Н_вх – потери давления на ввод минерального порошка, .

Путевые потери давления:

,

где g – свободное падение, g=9.8 ;

k – опытный коэффициент сопротивления,

;

где V_в – скорость воздуха, зависит от μ, при μ=20 -50 соответственно V_в=12 - 20 ;

d_mp – диаметр трубопровода, ,

λ – коэффициент чистого воздуха о стенки трубы.

υ – коэффициент кинематической вязкости воздуха υ=14,9*10^-6

- приведенная длинна трубопроводов м.

- сумма длин горизонтальных участков пневмотрассы

- длина, эквивалентная сумме поворотов 8*3=24м.

- длина, эквивалентная сумме кранов, переключателей 2*8=16м.

Н_под- потери давления на подъем.

ρ¹_в =1,8кг/м³ – средняя плотность воздуха на вертикальном участке.

h-высота подъема материала 12м.

потери давления при вводе минерального порошка в трубопровод

V_BX – скорость воздуха при вводе минерального порошка, м/с.

Плотность воздуха при вводе минерального порошка, кг/м³

На основании проведенного расчета выбираем камерный насос К-2305.

Производительность – 10м³/ч

Дальность транспортировки по горизонтали -200м

Дальность транспортировки по вертикали – 35м.

Расход сжатого воздуха – 22

Диаметр трубопровода – 100