Определение количества шалы в сушильном барабане

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice

УДК 66.047.922                                     

Были проведены исследования по разработке мобильной сушилки для шалы [1]. В результате исследований была разработана мобильная сушилка для шалы, в котором одним из основных рабочих органов является сушильный барабан [2] и обоснованы ее технические параметры [3]. В сушильном барабане использовано теплоизоляционный полимерный материал [4]. Сушка шалы в барабане осуществляется горячим воздухом (агентом сушки) (Рисунок 1).

Полное размещение насыпи шалы внутри сушильного барабана нецелесообразно, так как это условие ограничивает движение сушильного агента внутри барабана, что приводит к снижению эффективности сушки. Поэтому для обеспечения движения сушильного агента внутри барабана, заполняем насыпь шала примерно на 1/3 объема барабана. Схема расположения насыпи шалы в сушильном барабане показана на Рисунке 2.

Рисунок 1. Мобильная сушилка для шала: 1 — сушильный барабан; 2 — винтовой конвейер; 3

— автоприцеп

Рисунок 2. Схема расположения насыпи шала в сушильном барабане: α — угол наклона сушильного барабана к горизонту; Lб — длина сушильного барабана; dб — диаметр сушильного барабана; s — ширина регулируемой щели сушильного барабана

Если насыпь шала занимает 1/3 сушильного барабана, то для определения массы шала в сушильном барабане можно использовать схему, приведенную на рисунке 2. Примем расстояние l1≈5s в зависимости от ширина регулируемой щели сушильного барабана s сушильного барабана (Рисунок 2). В зависимости от этих размеров определяем объем, занимаемый насыпи шала в сушильном барабане по схеме, представленной на Рисунке 3.

По схеме определения объема насыпи шала в сушильном барабане площадь S 1 равно

S 1

.. e   _ ^ 0 _D2 _D2 Sin ^ o _ R 6

= ^S c 1 - S Д 1 = ~^nR 6 - ^R 6 --“-- = ~ ( ^ 0 - Sin ^ o ),

2 n          2    2

где, S с1 — площадь поверхности сектора дуги АБ, м²; S ∆1 — поверхность треугольника ОАБ, м²; R б — радиус барабана, м.

Поверхность S 3 выглядит следующим образом

где, S с3 — поверхность сектора дуги СД, м²; S ∆3 — поверхность треугольника ОСД, м².

Рисунок 3. Схема определения объема насыпи шала в сушильном барабане

Площадь поверхности S 2 прямоугольника АВДС следующая:

R ²

S 2 = П б - ( S 1 + S з ) = п — - -б- ( ? o + ? i - ( Sin ^ o + Sin ? ! ))•

Общий объем сушильного барабана следующий

V = V i + V 2 + V з ,

где, V 1 — объем формы основой сегмента дуги АБ, м²; V 2 — объем по форме АБСД, м³; V 3 — объем формы основой сегмента дуги СД, м³.

По схеме определения объема насыпи шала в сушильном барабане (Рисунок 3), можно записать следующее соотношение:

V 2 =

d ²

V = ^ ( ? o

V з =

- Si?) L 6 ,

— 2 ^:             .

— ⁽ ? i ^- Sin ^ i ) L₆ ,

— 2

п—б- y (?o + ?i

- ( Shi?, + Sin ? ))

L •

В этом случае объем насыпи шала в сушильном барабане можно найти следующим образом:

V = V + V 2 = R^ ' д  12  22	Sin '	' 1   Sin ' 2 +  2  + П ) L .	(8)
	2

Для расчетов по формуле (8) согласно рисунку 3 можно использовать следующее соотношение:

Sin ' = -b -, 2   2 R б

Sin ® ¹ =

2   2 R б

Sin ' = 2 Sin ' 0-^ 1 - Sin ² '0- ,

Sin ' = 2 Sin '^1 - Sin 2 ' ,

1 ₂ = L 6 tg a , l з = 2 R₆ - ( 1 1 + 1 2 ), a ₀ = R₆ - 1 3 = l i + 1 2 - R₆ , b 0 = 27 R 6 - a 02 = 27 R ² - ( 1 1 + 1 2 - R₆ )², b i = 2 J R 2 - ( R₆ - 1 1 )².

Если принять во внимание, что длина L б = 2 м, радиус сушильного барабана R б = 0,44 м и угол наклона сушильного барабана к горизонту α = 200, то можно дать следующие значения:

1 ₂ = L₆tg a = 0,728 ,   1 ₃ = 2 R₆ - ( l ₁ + 1 ₂) , a ₀ = R₆ - 1 3 = l ₁ + 1 ₂ - R₆ = 0,413 м.

b₀ = 27 R₆ ² - a ₀ ² = 27 R₆ ² - ( l_x + 1 ₂ - R₆ )² = 27(0,44) 2 - (0,413) 2 = 2-70364 = 2 • 0,603 = 1,206 м.

Ь = 27 R₆ ² - ( R₆ - 0 )² = 27(0,44) 2 - (0,44 - 0,125) 2 = 2-70094 = 2 • 0.306 = 0,612 м.

'   0,728            '   0,612

Sin — =------= 0,827, Sin — =------= 0,695,

2   2 • 0,44               2   2 • 0,44

Sin ' = 2 Sin ' °- J 1 - Sin ² ' 0 = 2 • 0,82771—08270 = 2 • 0,827 • 70,316 = 0,929 ,

' = arcsin 0,929 = 68⁰, Sin ' = 2 Sin ^1 - Sin² ' = 2 • 0,69571 -0 695) 2 = 0,999 ,

' = arcsin 0,999 = 87 , ' = 68 0 — -5- = 1,19 рад , ' = 87 0 ^ 5- = 1,52 рад.

1800                     1800

С учетом вышеизложенного объем насыпи шала в сушильном барабане по формуле (8) равно

V_d = 0,291 м ³

В этом случае масса насыпи шала в сушильном барабане равна m = pVd = 426 • 0,291 = 123,9 кг где, ρ – плотность рисового вороха, кг/м3 [5].

Выводы: по схеме определения объема насыпи шала в сушильном барабане рассчитывали его массу с учетом объема и плотности насыпи шала; схему можно использовать  для конструирования нового  сушильного барабана для повышения эффективности предлагаемого устройства.