POLITECHNIKA KRAKOWSKA

WYDZIAŁ INŻYNIERII I

TECHNOLOGII CHEMICZNEJ

PROJEKT LINII TECHNOLOGICZNEJ DO PRODUKCJI SOLANKI

SCHEMAT IDEOWY

V_g

d_min

β

t_p H

H₂O

τ

c_s

Dane do projektu:

Młyn kulowy:

• Wydatek: W = 11 [T/h]

• Zawartość części mineralnych: c_m = 20 [% mas]

• Średni wymiar nadawy: D_s = 12 [mm]

• Średni wymiar produktu: d_s = 0,15 [mm]

Cyklon:

• Temperatura powietrza: t_p = 20 [ºC]

• Minimalna średnica ziarna: d_min = 13 [µm]

Mieszalnik:

• Stężenie roztworu solanki: c_s = 20 [% mas]

• Czas mieszania: τ = 15 [min]

Wirówka:

• Współczynnik rozdziału: β = 370

• Geometryczna wysokość podnoszenia H= 8 [m]

MLYN KULOWY

1.Stopien Rozdrobnienia

2.Glowne wymiary bębna

Współczynnik "k"

Współczynnik zależny od wymiarów ziarna przed i po mieleniu

k=f(Ds,ds)

Średnica Bębna Młyna [m]

Długość Bębna Młyna [m]

Objętość Młyna [m3]

3.Grubość Ścianki Bębna

Grubość Ścianki przyjmuje się gb=(0.008-0.012)*Db

[m]

4. Elementy Mielące

Średnice elementów mielących przyjmuje się:

[m]

5. Obroty Bębna

Przyspieszenie Ziemskie [m/s2]

[obr/s]

rzeczywiste obroty przyjmuje się nrzecz=(0.55-0.85)*nt

[obr/s]

6.Obliczenie Masy Bębna

Masa Elementów Mielących

Współczynnik wypełnienia bębna

Udział elementów mielących w wypełnieniu

Gęstość stali [kg/m3]

[kg]

Masa Nadawy

Gęstość części mineralnych [kg/m3]

Gęstość soli [kg/m3]

Gęstość Nadawy [kg/m3]

Masa Nadawy [kg]

Masa Bębna

Masę bębna liczy się jako masę poboczna plus 10% na wzmocnienia dna, itd.

[kg]

Całkowita Masa Młyna

[kg]

7.Podparcie Bębna

Prędkość obrotowa Młyna [1/s]

Promień siły odśrodkowej [m]

Siła odśrodkowa [N]

Ciężar Młyna [N]

Siła odśrodkowa działa pod katem =25st do poziomu

[rad]

Pozioma składowa siły odśrodkowej [N]

Pionowa składowa siły odśrodkowej [N]

Siła wypadkowa siły odśrodkowej i ciężaru [N]

Kat działania siły wypadkowej Wo liczony od pionu [rad]

Kat miedzy siła wypadkowa a kierunkiem podparcia na rolce [rad]

Siła działająca na rolkę [N]

Średnicę rolki przyjmuje się z zakresu 0.2 do 0.33 średnicy bębna

[m]

Częstość obrotowa rolki [obr/s]

Prędkość kątowa rolki [rad/s]

Obliczenie Średnicy Czopa Roli z Warunku Na Ścinanie Oraz na Docisk

Rolka ma dwa czopy, które liczy się na ścinanie i sprawdza na docisk

[N/m2]

[N/m2]

Warunek Na Ścinanie

[m2]

[m]

Znormalizowana średnica czopa [m]

Warunek Na Docisk

[m2]

Długość czopa [m]

8.Zapotrzebowanie Mocy

moc tracona na łożyskach

Współczynnik tarcia poślizgowego

[W]

moc potrzebna na uniesienie zawartości młyna i nadanie mu energii kinetycznej

Wysokość na jaka podnoszona jest nadawa [m]

Energia potencjalna [J]

Energia kinetyczna [J]

[W]

całkowite zapotrzebowanie mocy

[W]

moc silnika do napędu młyna

Średnia sprawność napędu

[kW]

9.Obliczenie Zapotrzebowania Powietrza Do Opróżnienia Młyna

Gęstość powietrza w funkcji temperatury [kg/m3]

Lepkość powietrza w funkcji temperatury [Pa*s]

Średnica otworu wylotowego z młyna [m]

Wysokość opadania zmielonej cząstki [m]

prędkość opadania cząstki dla ruchu laminarnego (Re mniejsze od 0.4)

[m/s]

Sprawdzenie

Re jest większe od 0.4 ---> NIE SPELNIONO

prędkość opadania cząstki dla ruchu przejściowego

(Re większe od 0.4, ale mniejsze od 1000)

[m/s]

Sprawdzamy

Re mieści się w zakresie dla ruchu przejściowego---> OK.!!!

wydatek powietrza do pneumatycznego opróżniania młyna

Czas opadania [s]

Prędkość unoszenia [m/s]

Wydatek powietrza konieczny do opróżniania młyna [m3/s]

CYKLON

Parametry:

-średni wymiar produktu

-temperatura powietrza

-minimalna średnica ziarna

-wydatek powietrza

Cyklon dobieram z katalogu firmy „KOWENT”

Bateria Cyklonów CE-4xD

-średnica cyklonu

-prędkość wlotowa gazu

-spadek ciśnienia

-skuteczność przedziałowa

-średnica ziarna pyłu

BATERIA CYKLONÓW CE-4xD

D	A	B	E	F	H	K	L	Ł	M	S	X	Y
500	2290	840	590	1270	4840	1695	1310	1230	735	650	310	1460

Kołnierz 1-kątownik 40 x 40 x 5

D	500
a	450
ao	496
n	16

Kołnierz 2-płaskownik 40 x 8

D	500
d	357
do	401
n	12

Masa konstrukcji [kg]

D	500
m1	985
m2	191
m3	1296

MIESZALNIK

Do mieszalnika trafia materiał zatrzymany w cyklonie z określoną skutecznością:

Zakładana całkowita skuteczność odpylania w cyklonie

1.Wydatki Masowe

[kg/s]

[kg/s]

[kg/s]

[kg/s]

2.Wydatki Objętościowe

[m3/s]

[m3/s]

Gęstość wody w funkcji temperatury [kg/m3]

[m3/s]

3.Wydatek Całkowity

[m3/s]

4.Gestosc Zawiesiny

Gęstość solanki o danym stężeniu należy odczytać z tablic

[kg/m3]

[m3/s]

[kg/m3]

5.Lepkosc Zawiesiny

Współczynnik lepkości dynamicznej dla solanki o zakładanym stężeniu należy odczytać z tablic:

[Pa*s]

Udział objętościowy części mineralnych w zawiesinie

[Pa*s]

6.Wymiary Mieszalnika i dobór mieszadła

objętość mieszalnika

[m3]

Przy założeniu, ze wysokość napełnienia Hc równa się średnicy mieszalnika

[m]

[m]

[m]

Dobór naczynia cylindrycznego pionowego z dnem eliptycznym wg NORMY BN-64/2221-09

Znormalizowana objętość naczynia cylindrycznego [m3]

Znormalizowana średnica naczynia cylindrycznego [m]

Znormalizowana wysokość naczynia cylindrycznego [m]

Dobór Mieszadła Turbinowego wg NORMY BN-63/2221-04

s=(0.001-1)

Średnica mieszadła [m]

Znormalizowana średnica mieszadła [m]

Wymiar łopatki mieszadła szerokość [m]

Wymiar łopatki mieszadła wysokość [m]

Średnica mieszadla do łopatki [m]

Prędkość obrotowa mieszadła [m/s]

[obr/s]

7.Obliczenie Mocy Mieszadła

Z wykresu należy odczytać liczbę mocy dla danego mieszadła i wyliczonej liczby Re

[kW]

8.Obliczenie Średnicy Walu Mieszadła

Warunek Na Ścinanie

[N/m2]

Moment skręcający [Nm]

Średnica walu [m]

Warunek Na Dopuszczalny Kat Skręcania

Stała materiałowa [N/m2]

Zakładana długość walu mieszadła [m]

Średnica walu [m]

Znormalizowana Średnica walu [m]

RUROCIAG GAZOWY

Zakładana długość rurociągu gazowego, [m]

Zakładana maksymalna prędkość w rurociągu gazowym, [m/s]

ilość kolanek

ilość zaworów

1.OBLICZENIE SREDNICY RUR W RUROCIAGU

[m]

Znormalizowana średnica rury, [m]

Rzeczywista prędkość w rurze, [m/s]

2.OBLICZENIE LICZBY REYNOLDSA

4.OBLICZENIE OPOROW

Na Długości Rurociągu

[Pa]

Miejscowych na Kolankach

Współczynnik oporu miejscowego

[Pa]

Miejscowych na Zaworze

Współczynnik oporu miejscowego

[Pa]

Miejscowych Na Młynie

Współczynnik oporu miejscowego

[Pa]

Spadek Ciśnienia Na Cyklonie

Wartość odczytana z katalogu cyklonów

Miejscowych Na Cyklonie

Liczone jako nagle rozszerzenie

Współczynnik oporu miejscowego

[Pa]

5.OBLICZENIE CALKOWITEGO OPORU

Suma oporów miejscowych

Strata ciśnienia, która musi pokonać wentylator [Pa]

Wydatek gazu w rurociągu gazowym, [m3/s]

6. Dobór Wentylatora.

Dobieram wentylator z katalogu.

Wentylator WWOax 35,5/307,9

11,0	307,9	2940	2,20	4100	86,20	26,50

978	818	576	356	630	280	355	355	850	513	370	1350	660	803

Legenda:

linia ciągła- charakterystyka pracy dla rurociągu gazowego

linia przerywana- charakterystyka pracy wentylatora 35,5/307,9

RUROCIAG WODNY

Zakładana długość rurociągu wodnego, [m]

Zakładana maksymalna prędkość w rurociągu wodnym, [m/s]

ilość kolanek

ilość zaworów

1.OBLICZENIE SREDNICY RUR W RUROCIAGU

[m]

Znormalizowana średnica rury, [m]

Rzeczywista prędkość w rurze, [m/s]

2.OBLICZENIE LICZBY REYNOLDSA

3.OBLICZENIE WSPOLCZYNNIKA OPORU

4.OBLICZENIE OPORÓW

Na Długości Rurociągu

[Pa]

Miejscowych na Kolankach

Współczynnik oporu miejscowego

[Pa]

Miejscowych Na Zaworze

Współczynnik oporu miejscowego

[Pa]

Hydrostatyczne Dla Cieczy

[Pa]

5.Obliczenie Całkowitego Oporu

Suma oporów miejscowych

Wydatek cieczy w rurociągu wodnym, [m3/h]

Wysokość równoważna stracie ciśnień, [m]

6.Dobór pompy

Pompę dobieramy na podstawie wydatku objętościowego zawiesiny
i całkowitej różnicy ciśnień

Pompa PH-80

P(kW)	A	b	g	h	i	l	n	p	r
2,5	843	127	225	445	-	162	370	420	295

8.Wykreślenie charakterystyki pracy rurociągu dla solanki.

Legenda:

linia ciągła- charakterystyka pracy dla rurociągu wodnego

linia przerywana- charakterystyka pracy pompy PH-80(n=1200[obr/min])

1.WYMIARY BEBNA WIROWKI

Zakładamy Wstępnie Wymiary Wirówki

Średnica Bębna [m]

Wysokość Bębna [m]

Objętość Bębna [m3]

Objętość cieczy w bębnie [m3]

Wewnętrzny promień cieczy [m]

2.SZYBKOSC SEDYMENTACJI CZASTEK STALYCH W WIROWCE

W wirowce powinny zostać zatrzymane cząstki wydzielone w cyklonie ze skutecznością 50%.

(w przypadku cyklonów serii CE - można odczytać z wykresu w katalogu, w innym wypadku można przyjąć np. dmin/5)

[m]

Zakładamy zakres laminarny - obowiązuje prawo Stokesa

[m/s]

Sprawdzamy

3.Czas Cyklu Pracy Wirówki

Czas potrzebny na nadanie obrotów [s]

Czas hamowania [s]

Czas wyładunku [s]

Czas sedymentacji [s]

Całkowity Czas jednego cyklu [s]

4.Ilość Wirówek w Baterii

W trakcie jednego cyklu wydatek solanki wynosi:

[m3]

Ilość Wirówek

Zakładam baterie 11 wirówek

5.Obliczenie Naprężeń w Ściance Bębna Wirówki

Dopuszczalne Naprężenie Rozrywające [m]

Średni Promień Zawiesiny [m]

Grubość Warstwy Zawiesiny [m]

Prędkość Kątowa [rad/s]

Prędkość Liniowa Bębna [m/s]

Grubość Ścianki Bębna Wirówki [m]

6. Zapotrzebowanie Mocy Do Napędu Wirówki

energia kinetyczna bębna wirówki

masa bębna [kg]

energia kinetyczna bębna [J]

energia kinetyczna zawiesiny

energia kinetyczna zawiesiny [J]

moc potrzebna na nadanie energii kinetycznej

Energia kinetyczna musi byc dostarczona bebnowi i zawiesinie w czasie rozruchu

[W]

moc potrzebna na pokonanie tarcia w łożyskach

[kg]

Zakładana Średnica Walu [m]

Prędkość Liniowa Czopa Walu [m/s]

[W]

moc potrzebna na pokonanie oporów tarcia o powietrze

Współczynnik tarcia

[W]

całkowite zapotrzebowanie mocy

[kW]

moc silnika do napędu wirówki

Sprawność Napędów

[kW]

7.Sprawdzenie Walu

warunek na skręcanie

Moment Skręcający [Nm]

Średnica Walu [m]

warunek na dopuszczalny kat skręcenia

Dopuszczalny kat skręcenia

Założona długość walu wirówki [m]

Średnica walu [m]

W c_m

D_s

---