Đồ án Thiết kế trạm trộn bê tông nhựa

ng biệt. Mỗi phễu chứa có một loại kích thước khác nhau . Thiết bị định lượng sơ bô đặt dưới mỗi phễu có nhiệm vụ xác định lượng vật liệu vào. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động : Cấu tạo của thiết bị cấp liệu nguội: gồm hai bộ phận chính: phễu cấp liệu nguội và thiết bị cân đong sơ bộ . Phễu cấp liệu nguội gồm các ngăn chứa các loại đá dăm có kích cỡ khác nhau. Thông thường có từ 3á5 loại vật liệu có kích thước khác nhau. Thông thường ở trên miệng phễu có thể bố trí một lớp để tránh hiện tượng đá to bị xúc lẫn vào miêng phễu gây kẹt bộ phân định lượng sơ bộ ở dưới. Chiều cao phễu 2,5 á3(m) chiều cao này phù hợp với chiều cao đổ vật liệu của máy xúc . Dung tích mỗi phễu thường từ 3á5 (m3). Cấu tạo của thiết bị định lượng sơ bộ : Trong các loại định lượng sơ bộ thường dùng 2 loại: loại định lượng sơ bộ kiểu thể tích , và thiết bị kiểu định lượng. Nguyên lý làm việc của thiết bị cấp liệu nguội và cân Dùng máy xúc , xúc vật liệu lên phễu cấp liệu , xúc đầy phễu .Sau khi đã vận hành không tải bộ phận định lượng sơ bộ .Chỉnh năng suất của bộ phận định lượng sơ bộ , trong quá trình vận hành luôn bổ xung vật liệu vào từng phễu .Mỗi ngăn phễu chứa một loại vật liệu có kích thước khác nhau. Thiết bị băng gầu: Cấu tạo tổng thể của băng gầu: Hình 3.7 gối đỡ trục chủ động gầu chuyển vật liệu xích tải lắp gầu đĩa xích chủ động miệng cấp liệu cửa dỡ vật liệu vỏ che Nhiệm vụ của thiết bị băng gầu là: Vận chuyển liên tục vật liệu từ một vị trí thấp lên một vị trí cao hơn. Chức năng của các loại băng gầu: Vận chuyển vật liệu nguội từ thiết bị cấp liệu nguội và cân đong sơ bộ lên tang sấy.(băng gầu nguội) Vận chuyển vật liệu nóng sau khi sấy trong tang sấy lên tháp sàng phân loại (băng gầu nóng) Vận chuyển bột phụ gia ở phía dưới kho lên khoang chứa phụ gia trên tháp trộn (băng gầu phụ gia). Nguyên lý hoạt động : Vật liệu vào hộc băng gầu , băng gầu hoạt động các gầu gắn liền trên xích xúc vật liệu lên cao , băng gầu có thể nghiêng từ 750 đến 900. Thiết bị sàng vật liệu: Cấu tạo của sàng: Tất cả các lớp lưới của sàng đều được cấu tạo bằng thép hợp kim mangan Nhiệm vụ của thiết bị sàng vật liệu là: Phân loại kich thước vật liệu . Mỗi loại vật liệu có kích thước khác nhau sau khi sàng sẽ được chứa vào các ngăn riêng biệt và đá quá cỡ cũng được loại ra. Kích thước các hạt vật liệu quy định sau khi sàng hụ thuộc vào kích thước mắt sàng. Kích thước 0á5(mm) gồm cát và đá mặt. Kích thước 5á15(mm) loại đủ nhỏ. Kích thước 15á 25(mm) loại đủ vừa. Kích thước 25 á40(mm) loại đủ to Kích thước ³ 40(mm) loại quá cỡ. Sàng thường dùng là sàng có kết cấu dạng ống và loại sàng rung . Riêng sàng ống có cấu tạo nhiều lớp , lớp có mắt sàng đá cỡ nhỏ , lớp giữa sàng cỡ vùa , lớp cuối sàng loại đá lớn. Nguyên lý : Do sàng quay lại vùa đặt dốc về đuôi do vậy các hạt vật liệu sẽ lọt qua mắt sàng phù hợp với kích thước . những viên đá to không lọt qua được sẽ đi về phía đuôi sàng và xuống một đường riêng. Phía dưới sàng bố trí một bun ke chứa các hạt vật liệu có kích cỡ khác nhau do sàng cung cấp. Thiết bị cân đong vật liệu theo khối lượng: Nhiệm vụ của thiết bị này là: Giúp ta xác định được thành phần hỗn hợp bê tông asphalt một cách chính xác, ưu điểm của nó so với định lượng bằng thể tich là độ chính xác cao hơn , phù hợp với công nghệ hiện đại hơn. Phương pháp cân đong vật liệu: Hiện nay trong bê tông asphalt người ta dùng 2 phương pháp đong chủ yếu là : Cân đong theo thể tích : Vật liệu được định lượng theo khối vật liệu cung cấp qua thiết bị trong một đơn vị thòigian (độ chính xác kém) Cân đong vật liệu theo khối lượng Vật liệu được định lượng qua khối lượng vật liệu cung cấp qua thiết bị trong một đơn vị thời gian Thiết bị cung cấp nhiên liệu đốt: Nhiệm vụ của thiết bị này là: Sấy nhiên liệu đến nhiệt độ quy định và duy trì nó . Cung cấp nhiên liệu đốt tới vòi phun , phun vào buồng đốt dưới dạng phun sương nhờ hệ thống gồm : bơm nhiên liẹu , hệ thống van, đường ống dẫn và vòi phun. Hệ thống nấu và cấp nhựa nóng: Sơ đồ hệ thống cấp,nấu nhựa cho trạm trộn chu kỳ: Hình 3.8 ống tưới nhựa vào buồng trộn ; 2- bơm tưới nhựa; 3- ống hút nhựa; 4-Đầu cân; 5- Van xả đáy bồn cân; 6- Bồn cân nhựa; 7- Van 3 ngả; 8- ống cấp nhựa lên; 9- ống hồi nhựa; 10- Van xoay hút nhựa; 11- Bơm nhựa cấp 2; 12- Van xoay hút nhựa; 13- ống cấp nhựa thô; 14- bơm nhựa; 15- Van xoay hút nhựa; 16- ống hút nhựa thô; 17- Bồn nấu nhựa thô; 18- Bồn nấu nhựa tinh; 19- Bồn nấu dầu nóng. Nguyên lý hoạt động: Nhựa được gia nhiệt ở bồn gia nhiệt đến nhiệt độ yêu cầu , mở van 3 ngã , và bơm hoạt động , bơm nhựa lên bình định lượng . Khi đạt được yêu cầu thì bơm ngừng hoạt động . Khi cần thì bơm 10 hoạt động bơm nhựa vào thùng trộn qua hệ thống vòi phun 11. Sau mỗi ca làm việc phải rửa sạch đường ống và bình cân nhựa ngay muốn vậy cần dùng dầu đi ê zen ở thùng chứa 14 , thay đổi của van 3 ngã số 3 để khoá nhựa đường cấp nhựa từ thùng 1 và cấp dầu diezen cho bơm số 4 . Bơm nà sẽ bơm dầu phun rửa sạch đường ống 5 , van 3 ngã 6 và bình định lượng nhựa 7 ,sau đó tạm thời ngắt bơm 4 để dễ thông của van số 6 giữa hai đường ống số5 và 12 , mở van 13 cho thông đường ống 12 và 16 để nhựa hồi về dùng dầu rửa. Tiếp tục cho bơm 4 hoạt động phụt sạch đường ống và bình định lượng 7 Khi một thời gian dầu đã đặc thì cho nó hồi về bồn gia nhiệt 1. Hệ thống lọc bụi của trạm trộn cưỡng bức chu kỳ: Hệ thống lọc bụi kiểu ướt: Hình 3.9. Đế quạt kiểu móng nổi; 2- Quạt hút bụi; 3- ống nối đứng; 4-Chân xiclo ;5- xiclo lọc bụi; 6- Vít tải dẫn bụi xả; 7- ống dẫn khói bụi từ tang sấy; 8- ống đầu tang sấy; 9- ống cong dẫn khói; 10- ống dẫn bụi từ sàng vật liệu; 11- ống hút bụi buồng trộn; 12- ống nối từ quạt sang lọc ướt 13- Bồn dập bụi bằng nước; 14- tháp tách nước; 15- ống khói; 16- Dây chằng ống khói; 17- Bép phun nước dập bụi; 18- Đường ống dẫn nước; 19- Bơm nước; 20- ống xả bùn. Nhiệm vụ của hệ thống lọc bụi: Lọc những bụi sinh ra trong quá trình sàng và sấy vật liệu . Hệ thống khí nén: Nhiệm vụ của hệ thống khí nén là: Dùng để đóng mở cửa xả các ngăn cửa bộ phễu cân đong vật liệu , đóng mở các van cấp nhựa và cửa xả sản phẩm ở đáy buồng trộn . ưu điểm của công nghệ này so với mở cơ khí là độ chính xác cao, đóng mở dứt khoát. Sơ đồ hệ thống khí nén: Hình 3.10 1- Máy nén khí; 2- Đồng hồ áp lực ; 3- Van; 4-Bộ lọc nước, dầu 5- Cút nối; 6- Tyo mềm;7- Cút cong ; 8-ống thép9- Van điện khí 10,11,12- xylanh mở cửa xả đá cỡ I,II,III; 13- xy lanh mở cửa xả cát; 14,15- Xylanh phụ gia; 16- xylanh mở đáy buồng trộn; 17 Xylanh mở van cấp nhựa vào bình cân nhựa. Hệ thống điện động lực: Mạch điện là một phần không thể thiếu trong các loại máy công nghiệp. Mậch điện có nhiệm vụ giúp cho toàn bộ hệ thống hoạt động một cách nhịp nhàng, đồng bộ kết hợp các hoạt động của các bộ phận tuần tự theo ý người điều khiển .Với các loại máy móc hiện đại như bây giờ mạch điện càng có vai trò quan trọng quyết định đến chất lượng sản phẩm. Tang sấy vật liệu: Nhiệm vụ của tang sấy vật liệu: Chứa các vật liệu (cát, đá các cỡ) và rang sấy đến nhiệt độ cần thiết (200á220°C).Làm giảm độ ẩm của vật liệu, làm sạch cốt liệu,tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình dính bám với nhựa đường và từ đó các hạt cốt liệu dễ bám dính với nhau hơn. Tuy nhiên nếu sấy với nhiệt độ cao hơn ³2500C thì đá dăm có hiện tượng vôi hóa do đó làm giảm cường độ chịu lực của vật liệu dẫn đến giảm cường độ chịu lực của bê tông asphalt. Nếu nhiệt độ sấy thấp dưới 1800C thì nhiệt độ của asphalt bê tông sau khi trộn không đảm bảo yêu cầu. Chính vì các lý do nêu trên nên các trạm trộn thường có bộ khống chế nhiệt độ sấy tự động. Cấu tạo chung của tang sấy: Hình 3.11 1- Hộp phễu cấp liệu vào tang thu bụi; 2- thân tang sấy; 3- Hộp phễu đầu ra vật liệu tang sấy ; 4- Thân buồng đốt; 5- Buồng phun nhiên liệu; 6- Khung tang sấy; 7- Bộ phận dẫn động; 8- Động cơ truyền động; 9- Con lăn đỡ tang; 10- Vành lăn tang sấy. Thiết bị trộn: Nhiệm vụ của thiết bị trộn: Là trộn đều tất cả các thành phần vật liệu ,gồm cát đá các cỡ với nhựa và bột phụ gia , thành phần hỗn hợp bê tông nhựa nóng .Tất cả các viên đá được bọc một lớp phụ gia và nhựa ở bên ngoài tạo thành một lớp màng mỏng .Sau khi lu lèn các viên đá này liên kết với nhau nhờ một lớp màng mỏng nhựa đường ở phía ngoài .Sau khi được trộn đều trong thiết bị , các mẻ bê tông nhựa được đưa vào phương tiện vận chuyển nhờ mở cửa đáy thùng . Cấu tạo chung của máy trộn: Hình 3.12 1-Máy trộn; 2-Cửa xẩ; 3-Cánh trộn; 4-Trục trộn; 5-Xy lanh thủy lực. Nguyên lý hoạt động: Tùy theo thiết bị trộn từng mẻ, trộn tự do liên tục, trộn liên tục cưỡng bức mà cách thức trộn khác nhau. Thiết bị trộn từng mẻ(chu kỳ): Vật liệu trộn sau khi cân, định lượng đúng thành phần theo từng loại, được đưa vào thùng trộn theo từng mẻ và hỗn hợp bê tông asphalt được đưa ra theo từng mẻ. Trước lúc phun nhựa vào cốt liệu nóng và phụ gia trộn khô. Thời gian trộn cho đến khi phu nhựa trong giai đoạn này cát, đá, phụ gia được hòa trộn đều với nhau, thường khoảng 5á10s thời gian trộn ướt được ổn định từ 25á30s. Thiết bị trộn liên tục : Quá trình nặp liệu và sản phẩm trộn vào ra một cách liên tục. Trong thiết bị trộn liên tục cưỡng bức vật liệu được nhào trộn bằng cách khấy trộn. Các cách này được gắn trên hai trục song song quay ngược chiều nhau. Nhờ các góc nghiêng của các cánh trộn được đặt theo một chiều nhất định mà dòng vật liệu đi từ cửa nặp đến cửa xả một cách liên tục. Nhựa được phun ngược chiều với chiều chuyển động của dòng vật liệu. Trong thiết bị trộn tự do liên tục, vùng trộn ở cuối tang sấy ống phun nhựa bố trí ở tâm tang quay, phun liên tục. Chương IV Tính toán thiết kế tang sấy Các nguyên lý sấy Tang sấy thường được chế tạo với 2 nguyên lý sấy vật liệu như sau: Sấy với luồng khí nóng cùng chiều: sấy cùng chiều là luồng khí nóng được đầu đốt cho đi vào cùng chiều với dòng vật liệu Sấy với luồng khí nóng ngược chiều:sấy ngược chiều là dòng khí nóng được đưa vào ngược chiều với dòng vật liệu. Lựa chọn phương án dẫn động Tang Sấy. Tang sấy là một hệ thống bao gồm các cụm chính sau: động lực Hệ truyền động Tang sấy Tang sấy có thể được dẫn động Cụm động lực : động cơ đốt trong ,động cơ điện.. Hệ truyền động: Truyền động ăn khớp: Truyền động xích Truyền động bánh răng Truyền động ma sát: Truyền động đai Truyền động ma sát Tang sấy: tang sấy cưỡng bức, tang sấy tự do.. Hệ truyền động được sử dụng trong tang sấy có mục đích đảm bảo tốc độ và công suất cho tang sấy. hệ truyền động này phải đảm bảo được một số yêu cầu sau: Đảm bảo được các yêu cầu về kĩ thuật(như đảm bảo được công suất dẫn động , lắp ráp đơn giản..). Đảm bảo khả năng chế tạo trông nước hoặc có bán ở trên thị trường. Đảm bảo tính kinh tế. Lựa chọn phương án dẫn động tang sấy: Phương án 1 (hình vẽ): Hình 4.1 1 – Con lăn; 2- Vành lăn; 3- Tang sấy; 4- Bánh răng; 5- Hộp giảm tốc; 6- Động cơ; 7- Vành răng. Phương án này có ưu điểm: Kích thước nhỏ , khả năng tải lớn. Tỷ số truyền không thay đổi. Hiệu suất cao. Tuổi thọ cao, làm việc tin cậy. Nhược diểm của phương án này: Chế tạo phức tạp Đòi hỏi độ chính xác cao. Có nhiều tiếng ồn. Giá thành cao. Phương án 2 (hình vẽ): Hình 4.2. 1 – Con lăn; 2- Vành lăn; 3- Tang sấy; 4- Bánh xích; 5- Hộp giảm tốc; 6- Động cơ; 7- Bánh xích. 8- Xích. Phương án này có ưu điểm : Có thể truyền động giữa các trục tương có khoảng cách tương đối xa. So với bộ truyền đai, kích thước bộ truyền xích nhỏ hơn làm việc không bi trượt, hiệu suất cao hon (h =0,96á0,98) và lực tác dụng lên trục là tương đối nhỏ. Có thể cùng một lúc truyền chuyển động vầ công suất cho nhiều trục. Phương án này có nhược điểm: Có nhiều tiếng ồn khi làm việc. Vận tốc tức thời của xích và đĩa bị dẫn không ổn định. Yêu cầu bôi trơn chăm sóc thường xuyên(bôi trơn điều chỉnh làm căng xích). Chóng mòn, nhất là trong điều kiện làm việc không tốt. Phương án 3:( hình vẽ): Hình 4.3. 1 – Con lăn; 2- Vành lăn; 3- Tang sấy; 4- Hộp giảm tốc; 5- Động cơ. Phương án này có ưu diểm : Bộ truyền động đơn giản, dẽ chế tạo. Giá thành rẻ, thay thế dẽ dàng. Tiếng ồn nhỏ Kết cấu tang đơn giản hơn. Phương án này có nhược diểm : Tuổi thọ không cao, hỏng hóc chủ yếu là do tróc vì mỏi bề mặt. Tỷ số truyền không ổn định (nhất là khi chạy với vận tốc cao) Xẩy ra các hiện tượng trượt: trượt hình học, trượt đàn hồi, trượt trơn. Phương án 4 (hình vẽ) : Hình 4.4. 1 – Vành lăn; 2- Con lăn; 3- Bánh đai; 4- Hộp giảm tốc; 5- Động cơ; 6-Tang sấy; 7- Đai; 8- Bánh đai. Phương án này có ưu điểm: Giá thành rẻ. Tiếng ồn nhỏ. Dẽ thay thế, bảo dưỡng. Phương án này có nhược điểm: Lực cang đai lớn(khoảng cách lớn). Tuổi thọ của đai không cao. Làm việc không tin cậy(tỷ số truyền không ổn định). Qua quá trình nghiên cứu đặc điểm của các bộ truyền cơ khí , khả năng chế tạo trông nước và giá thành khi chế tạo, cùng với sự tìm hiểu thực tế một vài tang sấy tương tự. Ta chọn phương án 3 Nó có ưu điểm nổi bật là: bộ truyền động đơn giản, giảm được bánh đai, bánh xích. Dễ chế tạo, khi cần thay thé đơn giản,giá thành rẻ. Vì tang quay với vận tốc nhỏ lên hạn chế được sự trượt trơn, trượt hình học. Tỷ số truyền không cần độ chính xác cao. Hỏng hóc do mòn dễ sửa chữa. Lựa chọn phương án dẫn động con lăn. Phương án 1 (hình vẽ): Hình 4.1 1 – Động cơ điện ; 2- Bộ truyền đai; 3- Hộp giảm tốc; 4- Con lăn Phương án này có ưu điểm số bộ truyền ít (không có bộ truyền xích )nhưng có nhược điểm :do trục ra ở hộp giảm tốc lắp trực tiếp với con lăn ma sát nên sai sót trong chế tạo , lắp ráp sẽ khó khăn hơn, dẫn đến tuổi thọ giảm. Để khắc phục nhược điểm trên ta không nên cố định hộp giảm tốc. Mà cố định nó bằng chính trục đầu vào và đầu ra. Phương án 2 (hình vẽ): Hình 4.2. 1-Động cơ điện ; 2- Bộ truyền đai; 3- Hộp giảm tốc; 4- Bộ truyền xích; 5- Con lăn Phương án này có nhược điểm là số bộ truyền cơ khí nhiều hơn( do có thêm bộ truyền xích), nhưng có ưu điểm do có bộ truyền xích lên khắc phục được nhược điểm của phương án 1. Phương án 3:( hình vẽ): Hình 4.3. 1-Động cơ điện ; 2- Hộp giảm tốc; 3- Bộ truyền xích; 4- Con lăn . Phương án này có nhược điểm như phương án 2 (có bộ truyền xích), đồng thời vì không có bộ truyền đai do việc đảm bảo an toàn cho cho toàn bộ máy khi quá tải là không thực hiện được nếu như không lắp thêm cơ cấu an toàn. Phương án 4 (hình vẽ) : Hình 4.4. 1-Động cơ điện ; 2- Hộp giảm tốc; 3- Con lăn. Phương án này đơn giản , số bộ truyền ít (không có bộ truyền đai và xích ) nhưng có nhược điểm , vì hộp giảm tốc được nối trực tiếp với động cơ và và trục của con lăn , do đó việc bảo vệ máy khi quá tải không có Qua quá trình nghiên cứu đặc điểm của các bộ truyền cơ khí , khả năng chế tạo trông nước và giá thành khi chế tạo, cùng với sự tìm hiểu thực tế một vài tang sấy tương tự. Chọn phương án dẫn động 4 Hình 4.5. 1-Động cơ 2- Hộp giảm tốc 3-Cặp bánh răng đồng tốc 4-Phanh 5-Khớp nối Tính toán nhiệt tang sấy. Các kích thước hình học của tang sấy như đường kính tang D, chiều dài tang L được xác định trên cơ sở tính toán nhiệt lượng cần thiết , để sấy cốt liệu đến nhiệt độ yêu cầu ứng với năng suất thiết kế trạm trộn là 100 T/H. ở đây , ta dùng nhiên liệu để phục vụ cho quá trình sấy cốt liệu là dầu FO với thành phần các chất C, H, S, O, N có trong dầu như sau: C: 85%; H: 11,5% ; S: 3% ; O: 0,25% ; N: 0,25%. Theo /9/ - /3/ Thể tích không khí lí thuyết cần thiết để đốt cháy 1kg nhiên liệu. Để oxy hoá các chất C,N,H có trong nhiên liệu ta phải dùng ôxi lấy trong không khí . Gọi V0 là lượng không khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy 1kg nhiên liệu ta có: V0 = 0,0899( C+0,375.S) + 0,265.H – 0,0333.O (m3/kg) Thay số vào ta có: V0= 0,0899(0,85+ 0,375.0,03)+ 0,265. 0,115 – 0,0333. 0,0025 = 0,1077(m3/kg); Vậy để đốt cháy hoàn toàn 1kg dầu FO ta cần lượng không khí là 0,1077(m3) trên thực tế , vì giữa không khí và nhiên liệu không thể tiếp xúc với nhau một cách lý tưởng nên bắt buộc thể tích không khí thực cung cấp cho quá trình đốt cháy nhiên liệu phải lớn hơn thể tích không khí lý thuyết đã tính ở trên.Như vậy thể tích không khí thực tế cần thiết để đốt cháy 1kg dầu FO là: V=a.V0 (m3/kg) Trong đó a là hệ số không khí dư, với nhiên liệu là dầu FO ta lấy a= 1,2. Thể tích sản phẩm không khí thải: Sản phẩm sinh ra sau quá trình đốt cháy nhiên liệu là các chất khí N2 , RO2(gồm SO2và CO2) , hơi nước (H2O) .Thể tích của các chất khí trên được xác định như sau: VN22 = 0,79.V0 +0,008.N = 0,79. 0,1077 + 0,008. 0,0025 = 0,0851(m3/kg) VSO2 = 0,79.V0 + 0,008.N = 0,79. 0,1077 + 0,008. 0,0025 = 0,081(m3/kg) ; VHO= VHOH + VHOKK + VHOPH(m3/kg) Trong đó: VHOH là thể tích hơi nước sinh ra do ôxi hoá hidrô trong nhiên liệu. VHOH= 0,112H= 0,112. 0,115 =0,0129(m3/kg) VHOKK thể tích hơi nước do không khí đưa vào: VHOKK = 0,0161. 0,1077 = 0,0017(m3/kg) VHOPH thể tích nước dùng để phun dầu FO khi đốt. Thường cần 0,35 kg H2O để phun 1 kg dầu: VHOPH= 1,24.GPH =1,24. 0,35 = 0,434(m3/kg); Vậy tổng thể tích hơi nước có trong khí thải là: VHO= 0,0129 +0,0017 +0,434 = 0,4486(m3/kg) Xác định khối lượng cốt liệu trước khi sấy và khối lượng bụi bẩn: Gọi khối lượng cốt liệu trước khi sấy, sau khi sấy và khối lượng bụi bẩn lần lượt là G1, G2, G3 . Thành phần cốt liệu đưa vào tang sấy trước khi sấy được lấy bằng 92%. Khối lượng sản phẩm bê tông asphalt còn thành phần bột đá và bitum lần lượt là 3% và 5% khối lượng sản phẩm bê tông asphalt. Gọi năng suất trạm trộn là N ta có : G1 = 0,92.N G1 = 0,92. 100000 = 92000(kg); Khối lượng cốt liệu sau khi sấy được xác định theo công thức sau: G2=G1 Trong đó: W1: độ ẩm của cốt liệu. Giá trị của W1 được lấy theo giá trị trung bình trong mùa hè W= 4%; G2 92000 = 0,96. 92000= 88320(kg); Khối lượng bụi bẩn là: G3 = G1 – G2 =92000- 88320= 36 80 (kg); Xác định nhiên liệu hao phí cần thiết Lượng nhiên liệu cần thiết Gm(kg/h) khi đốt cháy sẽ sinh nhiệt lượng Q. nhiệt lượng Q này được sử dụng vào các việc sau: Cung cấp nhiệt lượng cho quá trình bốc hơi nước ra khỏi côt liệu Cung cấp nhiệt lượng để sấy cốt liệu Một phần nhiệt lượng bị thất thoát ra ngoài qua thân tang Một phần nhiệt lượng bị thất thoát ra ngoài qua khói thải Tính toán cụ thể: Xác định nhiệt lượng làm bốc hơi nước: gH2O = (in –t1). G3 (kcal/h) trong đó: t1: nhiệt độ cốt liệu trước khi đưa vào tang sấy; lấy t1= 250C in= 595 – 0,47. t” t” : nhiệt độ của khói thải; lấy t” =2500 ị in= 595 – 0,47.250 =447,5 Vậy nhiệt lượng cần có để bốc hơi là: gH2O= (447,5 –25) .3680 = 16,7.105(kcal/h) Xác định nhiệt lượng để xấy vật liệu gG2 = G2 . Ccl (t2 –t1) (kcal/h) trong đó: Ccl nhiệt dung riêng của cốt liệu . Lờy Ccl =0,2 kcal/kg0C t2 = tcm +Dt tcm: nhiệt lượng trung bình của thành tang sấy . Lâý tcm= 2500C Dt : nhiệt độ bù vào phần mất mát trong quá trình vận chuyển Lấy Dt= 100C Vậy t2 = 2500 + 100 = 2600C ị gG2= 88320. 0,2 (2600 – 250) gG2 = 41,5. 105 (kcal/h) Xác định hao phí nhiệt qua thành tang . Hao phí nhiệt qua thành tang được xác định theo công thức gt=a2.F.( tcm –t0) (kcal/h) trong đó: a2: hệ số truyền nhiệt ; lấy a2= 25kcal/m3.h.0C t0; nhiệt độ không khí; lấy t0 =220C F: diện tích bề mặt tang (m2). Ta tính F từ kích thước hình học của một số trạm trộn có năng suất tương tự đang sử dụng trên thực tế. Với năng suất của trạm trộn là100T/ H thì thông thường đường kính tang sấy là D= (1,8á2,3) (m). Chiều dài tang sấy là L = (6 á 11) (m). Để tính toán ta chọn sơ bộ kích thước của tang là: D= 2,2 (m) L = 8(m). Vậy ta có: F = 2PRL = 2. 3,14. 1,1 . 8 =55,264 (m2) ị gt= 25. 55,264. (2500 – 220 ) = 3,15. 105 (kcal/h) Xác định hao phí nhiệt qua khói khi đốt cháy một kg dầu: Ta có gK= ( CCO2. VRO2 + CN2. VN2 + CH2O. VH2O +Ckk(a -1 ). V0) . (t” – t0) trong đó: C: nhiệt dung riêng của các chất khí V:Thể tích khí sản phẩm(m3) a :b hệ số không khí CCO2 = 0,429 (kcal/ 0C) CN2= 0,311 (kcal/ 0C) CH2O = 0,364 (kcal/ 0C) Ckk = 0,318 (kcal/ 0C) Từ đó ta có: gK= ( 0,429. 0,0161 + 0,311. 0,0851 + 0,364. O,4486) .( 2500 –220) gK = 45 (kcal/h) Vậy nhiên liệu tổn hao qua khói thải là 45 (kcal/h) Ta xác định lượng nhiên liệu tiêu hao để sấy 100T cốt liệu trong 1 giờ theo công thức: Gm =(kg/h) Trong đó: G = QH .hm + Cm. tm( kcal/kg) Q : nhiệt lượng sinh ra khi đốt cháy 1 kg nhiên liệu theo lý thuyết với nhiên liệu là dầu FO ta có QH = 9460 (kcal/ kg) Cm : nhiệt dung riêng của nhiên liệu lỏng . Lấy Cm = 0,5 kcal/ kg0C hm= 0,9 tm : nhiệt độ dầu trước khi đưa vào buồng đốt . Lấy tm= 900C Vậy ta có g = 9460. 0,9 + 0,5 . 90 g = 8559 (kcal/kg) Lượng nhiên liệu cần thiết là: Gm= = 72 (kg) Tính đường kính cần thiết của tang sấy Ta tính đường kính của tang sấy theo thể tích khí thoát ra trong một giờ Theo /9/ ta có: D = (m) Trong đó: b: là hệ số điền đầy vật liệu ; lấy b = 0,15 vk= vận tốc thoát khí ; lấy v= 0,9 m/s Vt :thể tích khí thoát ra trong một giờ ở nhiệt độ 2500C Vt = V1 + V2 (m3) V1 = [ V0RO2 + V0N2 + (a -1). V0].Gm.(273 + t”)/273 V1 = [0,0161 + 0,0851 + (1,2- 1).0,1077].72.(273+250)/273 =16,93(m3) V2 = G3 (m3) gH2O: khối lượng riêng của hơi nước . Lấy gH2O= 0,804 (kg/m3) ị V2= 3680 = 8765 (m3) Từ đó tính được: Vt = 16,93 + 8765 Vt = 8781,93(m3) Vậy, đường kính của tang sấy là: D = = 2,01 (m) Tính chọn động cơ và các thông số hình học cần thiết của tang sấy Cấu tạo thân tang sấy : Hình 4.6. 1,5 – Cánh trộn dẫn hướng: Được chế tạo từ thép tấm chịu nhiệt có chiều dầy lấy theo bảng sau: D(m) 1,0 1,4 1,6 1,8 2,4 d(mm) 8 10 10 12 16 2 – Vành đai thép : Có nhiệm vụ liên kết vành lăn với thân tang sấy . Tấm đỡ chiều dầy 10 mm, chiều rộng 60 mm. 3 – Cánh trộn: Cành đảo vật liệu có tác dụng nâng vật liệu lên cao khi tang sấy quay và phân bố cho rơi đều đặn với mục đích nâng cao hiệu quả của quá trình sấy .Cánh đảo vật liệu được chế tạo từ thép chịu nhiệt và chịu mài mòn cao. Có nhiều cách đảo liệu nhưng ta chọn cách nâng dạng xẻng bởi loại này có ưu điểm là kết cấu đơn giản , dễ chế tạo. 4 – Vỏ thùng tang sấy:Thân tang sấy hình trụ , đường kính D=2 (m) , chiều dài L= 4.2= 8 (m) , chế tạo từ thép chịu nhiệt. 5 – Cánh trộn dẫn hướng. 6 – Vành lăn tang sấy :Gồm 2 vành lăn tỳ lên 4 con lăn đặt trên khung tang sấy 7 – Lớp bảo ôn : Chọn chiều dầy lớp bảo ôn d = 50 (mm).(dựa vào máy thực tế của Hàn Quốc có công suất 120T/h ) Xác định các thông số hình học của tang sấy Tang sấy có đường kính D= 2(m), chiều dài tang L=8(m) Tang sấy đặt một góc nghiêng 3á50 ,ta chọn tang sấy đạt góc nghiêng 40 so với phương ngang . Xác định số vòng quay của tang sấy Theo /9/ - /3/ Sử dụng công thức: n= trong đó: m – hệ số phụ thuộc vào kết cấu cánh đảo liệu trong tang . Ta chọn loại cánh nâng dạng xẻng có m=0,5. K – hệ số phụ thuộc vào đặc trưng của vật liệu và tính chất chuyển động của dòng vật liệu . Với loại vật liệu nặng và chuyển động xuôi dòng ta lấy K=0,5. t – Thời gian lưu vật liệu trong tang để sấy nóng Ta chọn t= 2 phút. Vậy n==7,15(v/ph) Vận tốc vòng của tang : V===0,748(m/s) Vận tốc vòng của tang đạt yêu cầu vì thoả mãn điều kiện: 0,6Ê V Ê 0,8(m/s) Tính toán công suất dẫn động tang sấy: Hình 4.7. Theo /9/ Công suất cần thiết để quay toàn bộ tang sấy được tính theo công thức sau: N=, (kw) Trong đó: W= W1 +W2 (KG) : là lực cản tổng cộng khi quay tang sấy. Wi=.K (1) W1 : Lực cản tác dụng lên con lăn tựa. a: số con lăn, ta lấy a= 4; K: hệ số cản lăn giữa vành lăn và con lăn K= 0,003( thép với thép); dcl : đường kính con lăn; chọn dcl= 0,4(m); Ni : Phản lực ở gối đỡ con lăn. Ni= (KG); q: Goác đặt con lăn so với phương thẳng đứng ; chọn q = 300 Gvl: trọng lượng vật liệu trong tang; Gvl = 0,785.Dt2.L.gm.b Dt: đường kính trong của tang (m); Chọn chiều dầy của tang là d = 15 (mm) Dt = D – 2. d = 2- 2.0,015 = 1,97 (m); gm: Khối lượng riêng của vật liệu cần sấy; gm = 1800 (kg/ m3) b : Hệ số điền đầy vật liệu trong tang; chọn b = 0,15 Vậy ta có : Gvl = 0,785.(1,97)2.8.1800.0,15 =6580,454 (kg) Gt : trọng lượng bản thân của tang , 2 vành lăn và các tai đỡ các vành lăn ; Gt = (D2 – Dt2). L. gt gt: Khối lượng riêng của thép chế tạo tang gt : 7850 (kg/m3) ị Gt =.(22 –1,972). 8. 7850 =5871,39 (KG) Nếu kể cả khối lượng các cánh trộn trong tang sấy ta lấy Gt = 6000(kg); Từ đó tính được: N1 = =3632(KG) Từ (1) ta có: W1 = . 0,003 = 217.92 (KG) W2: Lực cản khi nâng vật liệu lúc tang quay là : W2 = (2) d1 : đưòng kính ổ trục ,(m), thường d1= 0,05á0,1 tuỳ theo p; b : là khoảng cách (cánh tay đòn) của trọng tâm vật liệu so với trọng tâm tang sấy. B được tính theo biểu thức: b= x. sin() (m) x= .D. Vậy: b = .D. .sin Góc j được xác định từ biểu thức: b.p.R2= (- sinj) (*) với b là hệ số điền đầy vật liệu trong tang Chọn b= 0,15 R là bán kính vòng trong của tang R = D/2 =1,7/2 = 0,85(m) Giải (*) ta có: j = 1060 Vậy: b=sin1060= 0.56 = 0,56. 1 = 0,56 (m) Thay vào (2) ta có: W2= = = 3228 (KG) Lực cần tổng cộng khi quay tang sấy là: W =W1+ W2 = 217.92 + 3228 = 3446(KG) Công suất cần thiết để quay toàn bộ tang sấy là: N=, (kw) N= = 28.07 (kw) Với h là hiệu suất truyền động. Ta lấy h = 0,85 Ta chọn động cơ kiểu MTB 311-8 có các thông số: Công su