Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Тепловой паровой шнек
Диалог специалистов АВОК > ОБЩИЙ ФОРУМ > Отопление > Пароснабжение
Pronto
Здравствуйте, подскажите, пожалуйста, как сделать рассчет.
Тепловой шнек представляет из себя трубу D219мм внутри которой расположен сам шнек. Труба D219 расположена внутри трубы D325мм, покрытой теплоизоляцией. Между трубами пар для подогрева шнека. Пар 150 грудусов 5 атм. Шнек транспортирует зерно подсолнечника. Теплоемкость зерна 1,51 кДж/кг*град, плотность насыпная 430 кг/м3.
Требуется нагреть зерно подсолнечника с 25 до 70 градусов. Как рассчитать количество пара, которое необходимо для этого и за какое время он нагреет от 25 до 70?

Pronto
Забыл добавить: производительность шнека 3000 кг в час.
Twonk
Для ответа на Ваш вопрос необходимо знать конструктивные размеры шнека, а точнее, его длину. Вот смотрите,

Количество пара (кг/ч), необходимого для нагрева зерна получается из количества необходимого тепла:
Mпар = Qпар / r, где r - теплота парообразования пара с Вашими параметрами

Количество тепла, это то, что отдано зерну и потеряно в атмосферу:
Qпар = Qзерно + Qатм

Тепло (кДж/ч), переданное зерну, находим по школьной формуле:
Qзерно = Сзерно * Mзерно * Δt. Здесь все данные даны в условии, а вот количество тепла, рассеянного в атмосферу, зависит от длины шнека.

Теперь время. Можно принять, что движение зерна аналогично движению жидкости. Рассчитаем скорость движения зерна в шнеке:
vзерна = Fзерна/S шнека, где S - площадь свободного поперечного сечения шнека. Для простоты площадь можно принять равной трубе 219, если точнее, тогда нужно вычитать из трубы попереное сечение винта шнека. Fзерна - объемный расход зерна, находим из массового расхода через плотность зерна.

Время пребывания зерна в шнеке:
τ = vзерна * Lшнека. Как видите, нужна опять длина шнека
Pronto
Благодарю Вас, Twonk! Очень помогли.

Касаемо времени пребывания зерна в шнеке: Вы, наверно, имели в виду, что длину шнека надо разделить на скорость зерна? Да, длинна шнека 18 метров.

И еще вопрос: зерну нужно передать 224 МДж тепла, зерно будет проходить шнек за 300 секунд, а успеет ли оно нагреться до нужной температуры, или может наоборот перегреется?
Сергей Валерьевич
Цитата(Pronto @ 23.10.2017, 13:51) *
а успеет ли оно нагреться до нужной температуры, или может наоборот перегреется?

А вот это уже зависит от теплоемкости продукта...
Ставится датчик температуры на выходе, а на привод шнека преобразователь частоты...
Сигнал от датчика - обратная связь для ПИД управления оборотами шнека..
Не догревает - уменьшил обороты, увеличил время прохождения, и наоборот..
При необходимости, можно и "разогнать" шнек по шустрее..
Можно и шибер поставить на загрузку... но точность хуже..
Pronto
Сергей Валерьевич, а можно ли это просчитать предварительно? Эмпирический результат конечно точней, но хотелось бы примерно представлять частоту вращения и т.д.
Теплоемкость и параметры пара я указать в в первом посте.
Сергей Валерьевич
Для этого надо знать: шаг винта шнека, нагрузка максимальная (с учетом всех факторов (трение, нагрев итд и тп) если планируется "разгонять" АД, то добавляется еще 10...100% (насколько надо разгонять).
Далее зная макс момент, ищем необходимый мотор-редуктор по выходному моменту,
скорость на выходе мотор-редуктора, параметры самого двигателя АД (асинхронный двигатель).
Зная АД, с учетом "разгона"., подбирается ПЧ (преобразователь частоты) по току АД.
Ну а далее уже можно пробовать менять частоту..Зная формулы, можем подсчитать эффективность.
как пример:
Пример:
Используется насос с параметрами:
Q1=8 м3/час, Pv1=8 Атм, с электродвигателем Р1=8 кВт, n1=3000 об/мин, при f1=50Гц
Понизим частоту сети до f2=25Гц.
В результате этого получим:
Q 2= Q 1*f2/f1 , Q 2= 8*25/50=4 м3/час
n2=n1*f2/f1, n2=3000*25/50=1500 об/мин
Pv2=Pv1*(f2/f1)^2, Pv2=8*(25/50)^2=2 Атм.
Р2=Р1*(f2/f1)^3, Р2=8*( 25/50)^3=1 кВт
Соответственно, при понижение питающей сети в 2 раза получаем падение производительности насоса в 2 раза, давления создаваемого насосом в 4 раза, а потребляемая мощность насоса падает в 8 раз.
Но у вас момент на валу с падением частоты будет постоянный... Там немного другие формулы
Используя n2=n1*f2/f1, получаете частоту вращения АД при разной частоте ПЧ, и следовательно, меняется время прохода материала в трубе, и его нагрев..
Woodcuter
Ну и вцелом - на производстве как правило все ограничено производствнной необходимостью - и регулировать "нагрев" - немного неправильно - лучше "подачей" теплоносителя. А вот если "не хватает" - тут уже другой вопрос - или изменение производственного цикла вцелом - или замена оборудования.
Pronto
Благодарю всех за помощь
Nasdac
Цитата(Woodcuter @ 23.10.2017, 19:58) *
Ну и вцелом - на производстве как правило все ограничено производствнной необходимостью - и регулировать "нагрев" - немного неправильно - лучше "подачей" теплоносителя. А вот если "не хватает" - тут уже другой вопрос - или изменение производственного цикла вцелом - или замена оборудования.

А если изменение производственного цикла и замена оборудования не вариант, то:
Правильней по необходимой производительности и параметрам пара и готового продукта посчитать необходимую конструкцию установки (диаметр шнека, длина, скорость вращения). Либо взять готовую конструкцию установки и поверочный расчет сделать на то, какую производительность готового продукта данная конструкция может выдать с необходимыми параметрами.
Т.к. конструкция есть уже вроде как есть, По электрике, автоматике, Вам примерно подсказали. К предложенным выше расчетам добавить расчет теплообмена м/у паром и зерном....Чтобы не совсем уж пальцем в небо тыкать. по пару к металлу -конвективный теплообмен....пар с продольным омыванием трубы, коэффициент теплоотдачи можно в книжках по расчету котлов взять. Металл - зерно - зерно - кондуктивный теплообмен и теплоотдачу в слое с этим уже сложнее, но можно тоже литературу поискать по сушильным установкам.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Форум IP.Board © 2001-2019 IPS, Inc.