過程裝備與控制工程畢業(yè)設(shè)計(jì)完整版

1、過程裝備與控制工程 XX 學(xué)本科畢業(yè)論（設(shè)計(jì)）誠信責(zé)任，是在導(dǎo)師的指導(dǎo) 中凡引用他人已經(jīng)發(fā)表或 未發(fā)表的成果、數(shù)據(jù)、觀點(diǎn)等，均已明確注明出處。 期：目錄摘要 . IIIABSTRACT . IV第一部分前 言 . 11.1 設(shè)計(jì)噴霧干燥設(shè)備的意 . 11.2 設(shè)計(jì)噴霧干燥設(shè)備的目 . 11.3 噴霧干燥技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 . 11.4 噴霧干燥系統(tǒng)簡述 . 21.4.1 噴霧干燥設(shè)備 . 21.4.2 噴霧干燥控制系統(tǒng) . 4第二部分 本論 . 82.1 設(shè)計(jì)方案論證 . 82.1.1 設(shè)計(jì)原理 . 82.1.2 干燥方法的選取 . 82.1.3 方案的比較與選擇 . 82.1.3 選用方案

2、的特點(diǎn) . 102.2 工藝計(jì)算 . 112.2.1 設(shè)計(jì)要求 . 112.2.2 設(shè)計(jì)已知參數(shù) . 112.2.3 料液物理性質(zhì) . 112.2.4 物料衡算 . 122.2.5 熱量衡算 . 132.2.6 噴嘴尺寸的設(shè)計(jì) . 212.2.7 噴霧干燥塔的直徑和高度計(jì) . 252.2.8 設(shè)備主要接管尺寸的計(jì) . 262.2.9 空氣在塔中的運(yùn)動參數(shù)計(jì)算 . 272.2.10 主要設(shè)計(jì)數(shù)據(jù): . 28 2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 . 292.3.1 旋風(fēng)分離器的設(shè)計(jì)計(jì) . 292.3.2 電加熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 322.3.3 風(fēng)機(jī)的選用 . 332.3.4 泵的型號選擇與計(jì)算 . 342.3.

3、5 筒體的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 352.3.6 法蘭的選擇 . 372.3.7 鋼架的設(shè)計(jì) . 382.4 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) . 392.4.1 系統(tǒng)的控制方案 . 392.4.2 儀表設(shè)備選型 . 422.5 可編程控制器軟件設(shè)計(jì) . 442.5.1 控制要求 . 442.5.2 PLC 可編程序控制器 . 452.5.3 輸入輸出設(shè)備與 的接線圖 . 52第三部分 結(jié)論 . 53文獻(xiàn)資料 . 54致 謝 . 55蒸發(fā)量 微型噴霧干燥器及其自動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要本課題主要設(shè)計(jì)的 5000ml/h 蒸發(fā)量的噴霧干燥器自動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)中主要 包括了噴霧干燥的工藝計(jì)算、輔助設(shè)備的設(shè)計(jì)與計(jì)算和自動控制設(shè)計(jì)等

4、幾個(gè)方面；其中 工藝計(jì)算和自動控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)將是本噴霧干燥設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。在本設(shè)計(jì)方案中采用 控制技術(shù)對上述參數(shù)進(jìn)行自動控制，一鍵式開機(jī)，液晶屏 顯示數(shù)字式操作，可采用完全自動或人工監(jiān)控兩種運(yùn)行模式，方便操作和實(shí)驗(yàn)過程的監(jiān) 控。整機(jī)體積小，重量輕，設(shè)計(jì)緊湊，可安放在專門設(shè)計(jì)的不銹鋼機(jī)架上，自成一體， 無需其他設(shè)施即可運(yùn)行。關(guān)鍵詞：噴霧干燥器， 自動控制技術(shù) mL h dryer and its automatic AbstractThe problem mainly researches system of the spraying which has 5000 mL/h evaporatio

5、n whole it mainly includes handicraft equipments design, and the auto it is meaningful that of handicraft calculate and auto control will the content of designing spraying desiccators.In its available that using PLC to co for drying control system. liquid digital operation, It can finish adopt full-

6、automatic the artificial supervise control of The machinery of size, light compact can be in a stainless other facilities to run.Key words: drying PLC 第一部分前言 設(shè)計(jì)噴霧干燥設(shè)備的意義噴霧干燥控制技術(shù)仍然是一種較新的干燥技術(shù)，需要進(jìn)一步發(fā)展和完善。本設(shè)計(jì)是 為了達(dá)到和實(shí)現(xiàn)各種最優(yōu)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和勞動生產(chǎn)率，節(jié)約生產(chǎn) 過程中消耗的能源，改善工人的勞動條件，保護(hù)生產(chǎn)環(huán)境等目的。因此擬開發(fā)微型噴霧 干燥裝置就顯得比較重要。 設(shè)計(jì)噴

7、霧干燥設(shè)備的目的本設(shè)計(jì)的目的在于在研究和設(shè)計(jì)噴霧干燥設(shè)備及其控制的基礎(chǔ)上通過對噴霧干燥 過程機(jī)理的掌握和對可編程序控制器的設(shè)計(jì)和研究使我們在掌握機(jī)械設(shè)計(jì)及其基本理 論方法、化學(xué)工程和控制工程等方面的基礎(chǔ)知識，具備過程裝備成套技術(shù)基本知識和技 能的基礎(chǔ)上，完成本次綜合多學(xué)科知識的畢業(yè)設(shè)計(jì)，達(dá)到具有研究、開發(fā)成型過程設(shè)備 及機(jī)械的初步能力。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,如何模擬干燥塔內(nèi)氣流與霧滴的行為已成為一個(gè)課題。這 也是一個(gè)熱力學(xué)問題,即用有限的測試數(shù)據(jù)來模擬并預(yù)測塔內(nèi)氣流流動情況、霧滴的運(yùn) 行軌跡以及霧滴與氣流的混合行為。近年,計(jì)算流體力學(xué)的引入使得設(shè)想逐漸成為現(xiàn) 實(shí)。噴霧干燥塔內(nèi)氣流流動的精確模

8、擬是霧滴與氣流混合行為模型化的關(guān)鍵步驟。 Burn 等用標(biāo)準(zhǔn)有限差分(有限體積)技術(shù),無噴霧條件下,得到塔內(nèi)各體積微元的質(zhì) 量、動量和能量的非連續(xù)偏微分方程用迭代方法依次數(shù)值解這些方程,在計(jì)算機(jī)上繪出 塔內(nèi)計(jì)算流體力學(xué)流動三維碼模擬柵格。將,對于噴霧干燥塔內(nèi)霧滴與氣流的混合行 為的模擬,必將成為噴霧干燥塔設(shè)計(jì)與優(yōu)化的有效工具。噴霧干燥的能 ,來為人們所關(guān) , 如何降低能耗一直是伴隨著噴霧干燥的發(fā)展 而存在的一個(gè)問題。作為典型的熱風(fēng)對流式傳熱干燥噴霧干燥與一些傳導(dǎo)傳熱型干 燥相比,熱效率很低。因此應(yīng)當(dāng)盡可能降低熱風(fēng)對流傳熱的比例。提高料液的固含量以 降低蒸發(fā)負(fù)荷位是另一個(gè)有效的節(jié)能途徑。但,固含

9、量提高,料液粘度也增加,給霧化帶來了不便 ,以高粘度料液的霧化是近年來的一個(gè)研究課題。對于牛頓型流體 ,粘 度大于 10-20 時(shí),霧化很困難;而對于某些非牛頓型流體,由于其流變學(xué)特性盡 管表觀粘度很大,但是經(jīng)霧化器噴霧后,其表觀粘度大大降低如洗滌劑等。因此可以利 用這一特性。噴霧技術(shù)除了應(yīng)用于干燥過程外,還應(yīng)用于反應(yīng)、吸收、熱分解和造粒等領(lǐng)域20 世紀(jì) 80 代以來,利用噴霧干燥技術(shù)進(jìn)行反應(yīng)、吸收最成功的實(shí)例就是噴霧脫硫技術(shù) 的應(yīng)用。它將煤燃燒后產(chǎn)生的含二氧化硫氣體與含強(qiáng)堿的泥漿霧滴接觸進(jìn)行反應(yīng)、吸 收以達(dá)到脫硫的目的。噴霧流化造粒技術(shù)的發(fā)展 ,滿足了人們對干燥產(chǎn)品質(zhì) ,例如 顆粒、無灰塵、

10、溶解性和流動性好等不斷提高的要求。噴霧干燥技術(shù),已經(jīng)歷了 100 年的發(fā)展,并進(jìn)行了大量的基礎(chǔ)研究至今已經(jīng)基本 成熟 ,其應(yīng)用領(lǐng)域十分廣 .理論仍然落后于實(shí) ,們的認(rèn)識與其內(nèi)在實(shí)質(zhì)仍有距 . 在進(jìn)行噴霧干燥模擬 ,對于霧滴的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動、非球形顆粒及干燥過程中顆粒形狀變化 時(shí)的模擬精度還有待于提高。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，噴霧干燥的應(yīng)用將越來越廣泛。噴霧干 燥機(jī)械一般成本較高。如果能在計(jì)算機(jī)上把噴霧干燥的過程模擬出來，直觀地反映參數(shù) 的變化對噴霧效果的影響，將極大地方便噴霧干燥技術(shù)的推廣。 1.4.1 噴霧干燥設(shè)備將料液泵入干燥塔內(nèi)，經(jīng)霧化器的作用變成霧狀液滴，這些液滴群的表面積很大， 與高溫?zé)犸L(fēng)接觸后水

11、分迅速蒸發(fā)，在極短的時(shí)間內(nèi)便成為干燥制品，從塔底部排出。熱 風(fēng)與液滴接觸后溫度顯著降低，濕度增大，作為廢氣（濕氣）由排風(fēng)機(jī)抽出，廢氣中夾 帶的微粉經(jīng)分離裝置回收。噴霧干燥的過程 像通常的干燥一樣，也主要出現(xiàn)兩個(gè)階段。預(yù)熱階段預(yù)熱階段干燥介質(zhì)傳給微粒的熱量與用于微粒表面的水分汽化所需的熱量達(dá)到平 衡時(shí)為止，干燥速度便迅速地增大至某一個(gè)最大值，即進(jìn)入下一個(gè)階段。恒速干燥階段當(dāng)水分蒸發(fā)速度大于乳滴內(nèi)部水分的擴(kuò)散速度時(shí)，則水蒸汽在微粒內(nèi)部形成，乳中 的結(jié)合水部分地被除掉。此階段的干燥時(shí)間較恒速干燥階段長，一般為530 s。噴霧干燥的分類1、按噴霧液滴和熱風(fēng)流動方向分：并流型液滴和熱風(fēng)呈同一方向流動。逆

12、流型液滴和熱風(fēng)呈反方向流動?；炝餍鸵旱魏蜔犸L(fēng)呈不規(guī)則混合流動。按干燥容器的形狀分臥式（廂式）和立式（塔式）兩種?，F(xiàn)代化大規(guī)模生產(chǎn)宜選用 立式，臥式僅用于中小規(guī)模生產(chǎn)，且受建筑高度限制的場合。按霧化方法分有離心式、壓力式和氣流式三種。乳制品常用離心式和壓力式兩種。 4、按干燥制品的出料方法分有連續(xù)式和間歇式（分批式）兩種。噴霧干燥系統(tǒng)組成（一）供料系統(tǒng)供料系統(tǒng)是將料液順利輸送到霧化器中，并能保證其正常霧化，根據(jù)所采用霧化器 形式和物料性質(zhì)不同，供料的方式也不同。（二）供熱系統(tǒng)供熱系統(tǒng)是給干燥提供足夠的熱量，以空氣為載熱體輸送到干燥器內(nèi)，供熱系統(tǒng)形 式的選定也與多方面因素有關(guān)，其中最主要因素還是料

13、液的性質(zhì)和產(chǎn)品的需要，供熱設(shè) 備主要有直接供熱和間接換熱兩種形式。（三）霧化系統(tǒng)霧化系統(tǒng)是整個(gè)干燥系統(tǒng)的核心化系統(tǒng)中的霧化器是干燥專家們從理論到結(jié)構(gòu)研 究最多的內(nèi)容，目前常用的主要有三種基本形式：離心式、壓力式、氣流式。（四）干燥系統(tǒng)干燥系統(tǒng)是各種不同形式的干燥器，干燥器的形式在一定程度上取決于霧化器的形 式，也是噴霧干燥設(shè)計(jì)中的主要內(nèi)容。（五）氣固分離系統(tǒng)霧滴被干燥除去水分后形成了粉粒狀產(chǎn)品，有一部分在干燥塔底部與氣體分離排出 干燥器，另有一部分隨尾氣進(jìn)入氣固分離系統(tǒng)需要進(jìn)一步分離，氣固分離主要有干式分離和濕式分離兩類。1.4.2 噴霧干燥控制系統(tǒng)在過程自動化控制發(fā)展初期，有兩個(gè)基本選擇：其

14、中一個(gè)是可編程邏輯控制器 （PLCs）。1 可編程邏輯控制器可編程邏輯控制（或稱為 PLCs是一種小型而運(yùn)行速度很快的計(jì)算機(jī)用于控制 諸如過程系統(tǒng)中的設(shè)備等單個(gè)或多個(gè)實(shí)際應(yīng)用的工藝流程?？删幊炭刂破鳎ǎ┦且晕⑻幚砥鳛楹诵牡墓I(yè)控制裝置。它將傳統(tǒng)的繼電器控 制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合在一起，具有高可靠性、靈活通用、易于編程、使用方便等特 點(diǎn)。繼電器由開關(guān)、繼電器、接觸器等組成，靠硬接線實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算，有觸點(diǎn)，并行 方式，易出現(xiàn)故障，排除難，不易系統(tǒng)更新?lián)Q代。PLC：CPU、存儲器等微機(jī)系統(tǒng)，程序控制方式，無觸點(diǎn)，串行方式，成品組裝，可 靠性極強(qiáng)，安裝、使用、維護(hù)、維修方便，易系統(tǒng)更新?lián)Q代。單片機(jī)硬件需

15、人工設(shè)計(jì)、焊接，需較強(qiáng)的電子技術(shù)技能，抗干擾能力差，程序控 制方式無觸點(diǎn)維護(hù)使用需較強(qiáng)的專業(yè)知識程序設(shè)計(jì)較難系統(tǒng)更新?lián)Q代周期長。 2 PLC 基本組成合西門子 各模塊介紹）中央處理器（CPU） 存儲器 輸入輸出(I/O)接口 電源 編程器（1）中央處理器（CPU）圖 1.1 硬件組成框圖 MV，DT0接收并存儲程序、數(shù)據(jù) 診斷電源、內(nèi)部電路故障、語法錯(cuò)誤通過 I/O接口接收現(xiàn)場狀態(tài)、數(shù)據(jù) 執(zhí)行程序，實(shí)現(xiàn)輸出控制、制表打印、數(shù)據(jù)通信。 （2）存儲器系統(tǒng)程序存放只讀存儲器中廠家固化用戶程序存放 但目前常采用 EPRAM提供存儲器擴(kuò)展功能。（3）輸入輸出(I/O)接口輸入接口：光電耦合器由兩個(gè)發(fā)光二

16、極度管和光電三極管組成。 發(fā)光二級管：在 光電耦合器的輸入端加上變化的電信號，發(fā)光二極管就產(chǎn)生與輸入信號變化規(guī)律相同 的光信號。 光電三級管：在光信號的照射下導(dǎo)通，導(dǎo)通程度與光信號的強(qiáng)弱有關(guān)。 在光電耦合器的線性工作區(qū)內(nèi)，輸出信號與輸入信號有線性關(guān)系。 輸入接口電路工 作過程：當(dāng)開關(guān)合上，二極管發(fā)光，然后三極管在光的照射下導(dǎo)通，向內(nèi)部電路輸入 信號。當(dāng)開關(guān)斷開，二極管不發(fā)光，三極管不導(dǎo)通。（4）輸出接口PLC 的繼電器輸出接口電路工作過程：當(dāng)內(nèi)部電路輸出數(shù)字信號 ，有電流流過， 繼電器線圈有電流，然后常開觸點(diǎn)閉合，提供負(fù)載導(dǎo)通的電流和電壓。當(dāng)內(nèi)部電路輸出 數(shù)字信號 0，則沒有電流流過，繼電器線

17、圈沒有電流，然后常開觸點(diǎn)斷開，斷開負(fù)載的 電流或電壓。圖 1.3 編程器繼電器輸出電路成（5）編程器作用：輸入、調(diào)試程序，在線監(jiān)控種類：手持編程器、計(jì)算機(jī)輔助編程。3 PLC 工作原理工作方式循環(huán)掃描為主，中斷為輔 工作過程圖 1.4 可編程控制器運(yùn)行框圖4圖 1.5 簡單控制系統(tǒng)方框圖傳感器傳感器能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。傳感 器主 要 應(yīng)用 自動 測試 自 動控 領(lǐng)域 上可以 將測 溫度 力、 流量、位置、氣體 度、速 、光 度、干濕 度、距 等 轉(zhuǎn)化 ，然后 通 點(diǎn)電 的方 式進(jìn) 行 量和 制?？偟?來說 感器 由敏

18、感元 傳感 件和 其他 輔 部件 成，如 圖。圖 1.6 傳感器的組成框圖第二部分本論2.1 設(shè)計(jì)方2.1.1 設(shè)計(jì)原理噴霧干燥是流化技術(shù)用于液態(tài)物料干燥的一種較好的方法。其基本原理：是利用 霧化器將一定濃度的液態(tài)物料,噴射成霧狀液滴 ,落于一定流速的熱氣流中使之迅速干 燥,得粉狀或顆粒狀制品特點(diǎn)是 :瞬間干燥特別適用于熱敏性物料品質(zhì)量好 , 保持原來的色香味,且易溶解；可根據(jù)需要調(diào)節(jié)控制產(chǎn)品的粗細(xì)度和含水量等質(zhì)量指 標(biāo)；制劑體積小；有利于制劑衛(wèi)生。通過了解霧化機(jī)理，從而設(shè)計(jì)干燥塔的主體設(shè)備，其中包括計(jì)算干燥塔的熱效率， 霧滴干燥時(shí)間，噴嘴尺寸，噴霧干燥塔的直徑和高度等。然后根據(jù)干燥塔的主體設(shè)

19、備選 擇輔助設(shè)備空氣電加熱器旋風(fēng)分離器風(fēng)機(jī)進(jìn)料液的輸送泵還應(yīng)設(shè)計(jì)計(jì)算筒體， 其中也包括各種繼電器的選型，PLC 控制程序的編寫等。最后，將要對整個(gè)的噴霧干燥 系統(tǒng)進(jìn)行控制設(shè)計(jì)。噴霧干燥簡單工藝流程為 :物料提取濃縮噴霧收集產(chǎn)品。2.1.2 干燥方法的選取干燥方法有：機(jī)械除濕法、化學(xué)除濕法和加熱（或冷凍）除濕干燥法。機(jī)械除濕法 用壓榨、過濾、離心分離等機(jī)械方法除去物料中的濕分。這種方 法除濕快而費(fèi)用低，但除濕程度不高?；瘜W(xué)除濕法 利用吸濕劑（如濃硫酸、無水氯化鈣、分子篩等）除去氣體、液 體和固體物料中少量濕分。這種方法除濕有限而費(fèi)用高。（3）加熱（或冷凍）干燥法借助于熱能使物料中濕分蒸發(fā)而得到干

20、燥，或用冷凍法使物料中的水結(jié)冰后升華而被干燥。這種方法在生產(chǎn)中常用。本設(shè)計(jì)中選用加熱干燥法。2.1.3 方案的比較與選擇首先，干燥介質(zhì)的選擇。干燥介質(zhì)為物料升溫和濕份蒸發(fā)提供熱量，并帶走蒸發(fā)的濕份。干燥介質(zhì)通常有空氣，煙道氣、過熱蒸汽、惰性氣體等。以空氣作為干燥介質(zhì)是 目前應(yīng)用最為普遍的方法，因?yàn)閷Ω稍锲鞯氖褂枚裕顬楹唵魏捅憷?。在本設(shè)中采用空氣為干燥質(zhì)。其次，霧化器的選擇：霧化器是噴霧干燥裝置的關(guān)鍵部件。主要的霧化器有三種： 壓力式，離心式，氣流式。（1）壓力式霧化器也稱壓力噴嘴，主要由液體切向入口，液體旋轉(zhuǎn)室，噴嘴孔組成。根據(jù)旋轉(zhuǎn)動量矩 守恒定律，旋轉(zhuǎn)速度與旋轉(zhuǎn)半徑成反比，越靠近軸心，

21、旋轉(zhuǎn)速度越大，其靜壓力越小， 結(jié)果在噴嘴中央形成一股壓力等于大氣壓的空氣旋流而液體則形成繞空氣心旋轉(zhuǎn)的環(huán) 形薄膜，液體靜壓在噴嘴孔處轉(zhuǎn)變?yōu)橄蚯斑\(yùn)動的旋轉(zhuǎn)的液體動能，從噴嘴噴出。因此， 壓力式霧化器是本次設(shè)計(jì)所選。（2）旋轉(zhuǎn)式霧化器當(dāng)料液被送到高速轉(zhuǎn)盤上時(shí)，由于離心力作用，料液在旋轉(zhuǎn)面上伸展為薄膜，并以 不斷增長的速度向盤的邊緣運(yùn)動。離開邊緣時(shí)，被分散為霧滴，在盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，也帶動周 圍空氣循環(huán)。當(dāng)盤圓周速度小于 50 米/秒時(shí)，霧滴很不均勻。（3）氣流式霧化器氣流式霧化器也稱氣流式噴嘴，現(xiàn)以二流體噴嘴為例說明操作原理，當(dāng)氣液二相在 端面接觸時(shí)由于環(huán)隙噴出的氣體速度很 米/秒在兩流體之間存在很大的

22、相對速度（液體速度不超過 2 米/秒 ），產(chǎn)生很大的摩擦力，把料液霧化。本設(shè)計(jì)霧化器選擇力式霧器。再次，噴霧干燥內(nèi)部的流型和噴嘴等的選擇。按生產(chǎn)流程分類，噴霧干燥的流程有 開放式、封閉式、自惰循環(huán)式、半封循環(huán)式 種。開放循環(huán)式噴霧干燥系統(tǒng)的特點(diǎn)是：載熱體在這個(gè)系統(tǒng)中只使用一次就排入大氣中， 不再循環(huán)使用。封閉循環(huán)式循環(huán)噴霧干燥系統(tǒng)的特點(diǎn)是載熱體在這個(gè)系統(tǒng)中組成一個(gè)封閉的循環(huán)回 路，有利于節(jié)約載熱體、回收有機(jī)溶劑、防止毒性物質(zhì)污染大氣。自惰循環(huán)式噴霧干燥系統(tǒng)。所謂自惰，就是指在系統(tǒng)中有一個(gè)自制惰性氣體裝置。 在這個(gè)裝置內(nèi)，引入氣體燃料，可燃?xì)怏w燃燒，還可將空氣中的氧氣燒去，剩下氮 和二氧化碳?xì)怏w

23、作為干燥介質(zhì)。4、半封閉循環(huán)式噴霧干燥系統(tǒng)的特點(diǎn)是介于開放式和封閉循環(huán)式之間。一般用于以水 作為懸浮介質(zhì)的物料。本設(shè)計(jì)擇開放循環(huán)噴霧干系統(tǒng)。最后，計(jì)算和控制方案的選擇。計(jì)算塔高塔徑和踏的容積時(shí)有兩種計(jì)算方法：一是 干燥強(qiáng)度法，另一種是圖解積分法。本設(shè)計(jì)的相關(guān)計(jì)算用干燥度法進(jìn)行計(jì)。自動控制方面，可以采用傳統(tǒng)的繼電器控制，可編程序控制和 控制。PLC的關(guān)鍵技術(shù)在于其內(nèi)部固化了一個(gè)能解釋梯形圖語言的程序及輔助通訊程序 梯形圖語言的解釋程序的效率決定 PLC的性能 ,通訊程序決定 LC與外界交換信息的難易。對于簡單的應(yīng) ,常以獨(dú)立控制器的方式運(yùn) ,不需與外界交換信 ,只需 內(nèi)部固化有能解釋梯形圖語言的

24、程序即可。PLC控制具有以下主要特點(diǎn)：1（1）可靠性高、抗干擾的主要措施之一。輸入輸出接口電路采用光電耦合器 來傳 遞信號。使外部電路和內(nèi)部電路之間避免電的聯(lián)系。（2）濾波。編程簡單、使用方便、控制程序可變。功能完善、擴(kuò)充方便、組合靈活、實(shí)用性強(qiáng)。體積小、重量輕、功耗低。本設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)采可編程控制器和 PLC 控制技術(shù)。根據(jù)以的敘述，在設(shè)計(jì)中用空氣作為燥介質(zhì)霧化器為壓式霧化，并 流型噴干燥計(jì)算用干燥度法行計(jì)算控制系統(tǒng)采可編程控制器和 PLC 控 制技術(shù)2.1.3 選用方案的特點(diǎn)在干燥裝置的工藝設(shè)計(jì)中，一般要遵循下列原則：1滿足工藝要求所確定的工藝流程和設(shè)備，必須保證產(chǎn)品的質(zhì)量能達(dá)到規(guī)定的要求，

25、而且質(zhì)量要穩(wěn)定。這就要求各種物料的流量穩(wěn)定。同時(shí)設(shè)計(jì)方案要有一定的適應(yīng) 性，因此，應(yīng)考慮在適當(dāng)?shù)奈恢冒惭b測量儀器和控制調(diào)節(jié)裝備等。2經(jīng)濟(jì)上要合理要節(jié)省熱能和電能，盡量降低生產(chǎn)過程中各種物料的損耗，減少設(shè)備費(fèi)和操作費(fèi)，是費(fèi)用盡量降低。 3保證安全生產(chǎn)，注意改善勞動條件。綜上所述，本方案具有以下特點(diǎn)：1.干燥溫度控制采用實(shí)時(shí)調(diào)控 PIC 恒溫控制技術(shù)，是全溫區(qū)控溫準(zhǔn)確。2進(jìn)料量可通過進(jìn)料泵的調(diào)節(jié)，最小物料量可達(dá) 3. 整機(jī)體積小重量輕噪音極低結(jié)構(gòu)緊湊可安放在專門設(shè)計(jì)的不銹鋼機(jī)架上， 自成一體。4人性化的操作面板，自動操作與手動操作雙重模式，切換方便，實(shí)驗(yàn)過程隨心 掌握，各項(xiàng)參數(shù)均有液晶顯示。8整個(gè)

26、微型干燥各元件易拆卸。采用快開結(jié)構(gòu)或法蘭連接。2.2 2.2.1 設(shè)計(jì)要求進(jìn)風(fēng)溫度控制：350出風(fēng)溫度控制：140料液蒸發(fā)量: 5000 mL/H2.2.2 設(shè)計(jì)已知參數(shù)物料名稱:乳粉料液初始含水率: 70 取料液初始含水率為 w : 801干燥產(chǎn)品含水率: 12 取干燥產(chǎn)品含水率為 w : 22熱風(fēng)入口溫度 t : 2401廢氣出口溫度 t : 10022.2.3 料液物理性質(zhì)1.密度查文獻(xiàn) 51 頁表 1-5-4 得取平均值: 1.3908 1.6105 1.626(2-2-1)所以料液密度: (2-2-2)1125.2 / 黏度在 20下查文獻(xiàn)第 52 頁表 1-5-6 得 0.0019

27、9表面張力查文獻(xiàn)第 53 頁表 1-5-8 得 在 20下表面張力為: 干燥后物料的質(zhì)量比容 查文獻(xiàn)第 54 頁表 1-5-9 得 比熱容為: k m N / m2.2.4 物料衡算1.每小時(shí)料液處理量已知: 取料液初始含水率為80:取干燥產(chǎn)品含水率為: 23常溫下水的密度： 1000 kg 體積流量：蒸發(fā)量 5000 6250 ml 料液初始含水率 蒸發(fā)水質(zhì)量流量:W 發(fā)水量 度 5000 mml h m 查文獻(xiàn)第 211 頁(13-18)式G 1 2 (2-2-3)(2-2-4)(2-2-5)式 濕物料中絕對干物料的質(zhì)量， C進(jìn)入干燥器的濕物料質(zhì)量，Kg/h 離開干燥器的物料質(zhì)量，Kg/h

28、 干燥前物料中的含水率，濕基；00干燥后物料中的含水率，濕基。將數(shù)據(jù)代入（）式得: 2.查文獻(xiàn)第 211 頁(13-17)式: 得 (2-2-6） 1 2將數(shù)據(jù)代入（）式得: 由 、式得G 1G G .G kg 22.2.5 熱量衡算1. 加熱前空氣參數(shù)的計(jì)算:取空氣的初溫度為t=20相對濕度為:=70查文獻(xiàn)第 330 頁附表 7 得初始飽和水蒸汽壓 =17.54mmHg 0查文獻(xiàn)第 202 頁(13-2a)式得: 0 S 0.7 12.278mmHg由于是水空氣系統(tǒng)查文獻(xiàn)第 202 頁(13-1a)式得濕含量:Pw0(2-2-7)= 12.278mmHgH w 0 式中： H 濕空氣的濕含量

29、，Kg/Kg P 空氣中水汽初始分壓，mmHg 0(2-2-8)P濕空氣的總壓，mmHg0.622 =0.0102Kg/Kg H = 0.0102 0查文獻(xiàn)第 203 頁(13-5c)式得濕空氣的焓:I 2492 0(2-2-9)I濕空氣的焓，KJ/kg 濕空氣的濕含量，Kg/Kg t濕空氣的初始溫度，= (1.01+1.880.0102)20+24920.0102=46.002KJ/kg I = 46.002KJ/kg0查文獻(xiàn)第 203 頁(13-6a)式得濕空氣的比容H 1.244 H 式 H 濕空氣的比容 0.0102 =0.8432m/kg V2. 各加熱后熱風(fēng)參數(shù)的計(jì)算:H0= 0.

30、8432m/kg已知: 熱風(fēng)t=240加熱前后空氣濕含不變: =0.0102kg/kg1 同理:濕空氣的焓為I H (2-2-10)=(1.01+1.880.0102)240+24920.0102=272.4206kJ/kg I = 272.4206kJ/kg1濕空氣的比容: 1.244 1（2-2-11）mm1mm1 =1.4012m/kg V3. 排出空氣的參數(shù):查文獻(xiàn)第 51 頁表 1-5-4 得:料液密度: =1125.2Kg/mH0= 料液初溫:平均比熱:t =201C =4.088KJ/KgK C = m干燥產(chǎn)品的出口溫度: 90查文獻(xiàn)第 213 頁(13-23b)得: 用于加熱物

31、料的熱量消耗G Q 2 m 2(2-2-12)式中 Q 干燥所需的全部熱量，KJ/kg mC 干燥后物料的質(zhì)量熱熔，KJ/(kg mt , t 進(jìn)，出口干燥器的物料溫度，1 1.282 =73.3714KJ/kg Q = 73.3714KJ/kgm由于干塔外無保溫層: 查文獻(xiàn)第 625 頁,令散熱損失為: =300kJ/kg Q = 300kJ/kg 查文獻(xiàn)第 217 頁(13-27 式),得:總熱消耗: 1 (2-2-13) 4.187 =-289.6314其中 021.02921.029查文獻(xiàn)第 213 頁 例 13-6 得: 濕空氣的質(zhì)量比熱:C 1.01 1.88 (2-2-14)=1

32、.01+1.880.0102=1.029kJ/kgK C查文獻(xiàn)第 215 頁(13-28a)得:t 2942 1 H H 2 1 1H1= (2-2-15)式中 t t 熱風(fēng)的進(jìn)，出口處的溫度， 2 ， H 濕空氣的初，末濕含量, kg/kg 2C 空氣的質(zhì)量比熱，kJ/kgK H 總熱消耗量，kJ/kgt H 1 2 289.6314 0.0102(2-2-16)=0.06198kg/kg H = 0.06198kg/kg2空氣的焓：I H 2 22（2-2-17）= (1.01+1.880.06196) 100+24920.06196=267.892kJ/kg I = 267.892kJ/

33、kg2濕空氣比容:H 2 0.06198=1.1068m/kg VH2（2-2-18）= 1.1068m/kg4. 各階段氣流量的計(jì)算:查文獻(xiàn) 第 211 (13-20a)式 干空氣質(zhì)量流量: H H21(2-2-19) =96.5623kJ/h L = 96.5623kJ/h 新鮮空氣量: L 0 0(2-2-20) =96.56230.8423=81.3344m/h V = 0熱空氣量:V (2-2-21)= 96.56231.4012=135.3031m/h V = 1廢空氣量:V H 2(2-2-22)= 96.56231.1067=106.8655m/h V = 25. 加熱功率:將

34、濕空氣由 20加熱到 240所需要的熱量,已知電阻絲效率在 93%-95% 之間,故取為 進(jìn)行計(jì)算;查文獻(xiàn)9第 374 頁: 1 P （2-2-23）式中：Q加熱需要的熱量，kwL干空氣質(zhì)量流量，kJ/h 濕空氣的初始含量，kg/kg C 濕空氣的定壓比熱，KJ/KgK P 2 總 總 t t 空氣的進(jìn)，出口溫度， 2電阻絲效率。96.5623 3600=6.40005kw6. 干燥塔熱效率的計(jì)算:查文獻(xiàn) 第 頁 (2-19)式: 總效率 1 2 100% t 1 式中: t 為進(jìn)入前的大氣溫度; t 為空氣進(jìn)入溫度;Q = 6.4005kw(2-2-24)t為排出干燥塔的溫度效率 100%2

35、40 =63.64% = 63.647 霧滴干燥時(shí)間的計(jì)算： 汽化潛熱的確定根 70% 空氣入塔狀態(tài)下的濕球溫 t 45 ,查文獻(xiàn) 第 16-382 頁 表 1 得 該溫度下水的汽化潛熱為kcal / 4.1817 KJ / 熱導(dǎo) 的確定t平均氣膜溫度 t 45 100查文獻(xiàn) 第 330 頁 表 6 得該溫度下空氣的熱導(dǎo)率70時(shí) / 80時(shí) / 所以 kw 霧滴臨界直徑的計(jì)算根據(jù)查文獻(xiàn)第 237 頁可 故霧滴臨界直 =60m初始滴徑P 0已知X =80/20=4(kg/kg)在 10-100 之間X =2/98=0.0204(kg/kg) 0 X 1 （2-2-25）式中： 產(chǎn)品的顆粒直徑，m

36、 干燥產(chǎn)品的密度，Kg/m物料的初始密度，mX , 料液的初末干濕含量，kg/kg 根據(jù)文獻(xiàn)可知 =900Kg/ m 0 1 =94.6 霧滴臨界濕含量 文獻(xiàn) 第 368 頁 d w （2-2-26）式中： 水的密度，Kg/ 水m 0.8 1125.2Lt 0.8 1125.2Lt wt料液的初始濕含水率X霧滴臨界濕含量。 94.6 =0.133(kg/kg)空氣臨界濕含量 H查文獻(xiàn) 第 368 頁H 1 1 6.282 = 0.0605(kg/kg)(2-2-27)空氣臨界溫 t查文獻(xiàn) 第 11-28 頁t =120圖 11-3-1, 空氣 I-H 圖得傳熱溫度差 , mm 2m m ln

37、1 （2-2-28）式中： 1 空氣進(jìn)干燥器的溫度，t 料液進(jìn)入干燥器的溫度，1t 空氣在干燥器入口狀態(tài)下的濕球溫度， w ln 45 = 134.758 3 3m 2 c w m 2 ln c t 2 2（2-2-29）式中：t空氣進(jìn)干燥器的溫度，t 產(chǎn)品離開干燥器的溫度， m 2 45 ln =32.3霧滴干燥所需的時(shí)間 TT r d pcm1r 2 X pc C12 (2-2-30)式中： 料液及干燥產(chǎn)品的密度，Kg/ ； P 霧滴的初始及臨界直徑，m；X ， X 料液的臨界及干燥產(chǎn)品的干基濕含量，質(zhì)量分?jǐn)?shù)； 2 恒速及降速階段干燥產(chǎn)品介質(zhì)與液滴之間的對數(shù)平均溫度差，； m 2汽化潛熱

38、kJ / m 。2315.4 1125.2 2.98 134.3 0.6 2 =0.5068s2.2.6 噴嘴尺寸的設(shè)計(jì) 0.5068s : , 為 6.2820kg/h, 量 80%, 為 1125.2kg/m,干燥后產(chǎn)品的含水量為 用 壓力進(jìn)行噴霧,選用兩個(gè)矩形通道口 查文獻(xiàn)6第 104 頁 例 3-4 得 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選用霧化角, 571，1， 當(dāng) 57查 圖 3-69 得 A 2 A=1.31 2時(shí),查 圖 3-67 得 C D噴嘴孔徑的計(jì)算。根據(jù)文獻(xiàn)6第 104 頁 例 3-4 式（8-15）可得r D2(2-2-31)式中 流量系數(shù)；D 噴嘴出口處的壓頭 H = g),m； 0 t 嘴

39、壓差，Pa；r 噴嘴半徑，m。 4 0.34 m2噴嘴孔的直徑 2 r 0 F(2-2-32) 0.345 mm圓整后 mm r 0.35 mm 0 0 噴嘴其它主要尺寸的確定。已知 A=1.31 2，選旋轉(zhuǎn)室的寬度 b=0.6mm旋轉(zhuǎn)室直徑選用 ，故旋轉(zhuǎn)室半 R =5mm，因?yàn)锳 1 2b 0.6 2 由根據(jù)文獻(xiàn)6第 104 頁 例 3-4 式(8-17) 得 rbh 0 0 1式中：h 為旋轉(zhuǎn)室高度，將數(shù)據(jù)代入（）式，得 0.35 (2-2-33)0.1146mm所以 .9538取 mm 校核噴嘴的生產(chǎn)能力因?yàn)?d h 是經(jīng)過圓整得到的，如果 A 0A 1.2 發(fā)生變化，那么 C 將發(fā)生變

40、化D r 0 0 ab 1 0.35 21.2496 (2-2-34)當(dāng)A1.2496 2時(shí)，查圖 367 得 C =0.34，固液體質(zhì)量流量為：D D 2(2-2-35)0.34 1125.24 2.235kg / 校核結(jié)果符合設(shè)計(jì)的要求旋轉(zhuǎn)室通道長度 L 和寬度 b 的關(guān)系，按 L=3b 選取0r 3600 1100 0r 3600 1100 L 0.6 1.8空氣心半 r ：c R 21（2-2-36）3.14 4.579則由圖 查得 0.33故:r c 0式中： 有效截面系數(shù)； 2（2-2-37）rc空氣心半徑 mm；式(2-2-37)代入數(shù)據(jù)得： 噴嘴出口處液膜速度計(jì)算。噴嘴出口處液

41、膜的平均速度 、水平速度分量 、 x 0垂直速度分 u 及合成速 uy 2 cres 0分別為（2-2-38）式中 噴嘴出口處液膜的平均速度 m / s 式(2-3-38)代入數(shù)據(jù)得：6.282 0.00035 0.0002865 13.3081 sin 0 sin（2-2-39） 0 m （2-2-40） 壓力噴嘴直徑平均直徑滴液直徑的計(jì)算 查文獻(xiàn)第 16-300 頁 （9-26） 式得D =VS156.9 (2-2-41)D -體積一面積平均直徑，單位：微米； VS-為噴嘴壓力差，單位為： FN 0A-噴嘴孔截面積，單位為 數(shù)據(jù)代入(2-2-41)式，得：D =VS 0.035 1750.

42、9963m2.2.7 噴霧干燥塔的直徑和高度計(jì)算1首先計(jì)算容積干燥強(qiáng)度查文獻(xiàn)第 253 頁 表 6-1-1 得:當(dāng)溫度是 時(shí),出口溫度為 100時(shí) A V2塔徑由查文獻(xiàn)第 257 頁得: D 1.05 (2-2-42)式中： A 干燥強(qiáng)度，kg/m VD干燥塔塔徑式(2-2-42)代入數(shù)據(jù)得：7.37.3 m圓整得: m13D = 0.95m3塔高H 2.5(2-2-43)4= =1.9m H = 1.9m圓錐部分的高度錐角應(yīng)該小于該物料的休止角 取為 60排料口徑 d=100mm d = 100mm D 60(2-2-44)5950 602mm圓整得: h=0.75m干燥塔容積查文獻(xiàn)第 16

43、-375 頁 （9-48）式，得W V式中：W 為水蒸發(fā)量A 為干燥強(qiáng)度V5 h=0.75m(2-2-45) V=0.6849m22.2.8 設(shè)備主要接管尺寸的計(jì)算查文獻(xiàn) 第 372 頁可知，在干燥裝置中，一般取風(fēng)管中的氣速為15 25m/s查文獻(xiàn) 第 392 頁表 4-32 冷拔無縫不銹鋼鋼管規(guī)格選進(jìn)氣管: 60 理論重量 5.52 kg/m管中氣速: （2-2-46）135.3031 0.052 17.7063 m 校核結(jié)果, 符合設(shè)計(jì)要求同理:排氣管: 2.5理論重量 2.93 kg/m管中氣速: 106.8655 2 （2-2-47）校核結(jié)果, 符合設(shè)計(jì)要求查文獻(xiàn)第 372 頁得一般液

44、體在管子中的流速在 1m/s 之間, 又因?yàn)榱弦旱捏w積流量為:6250mL/h查文獻(xiàn) 第 392 頁進(jìn)料管: 2.5理論重量 3.18 kg/m進(jìn)料流速為:u S4 3.14 0.9211 s(2-2-48)校核結(jié)果, 符合設(shè)計(jì)要求查文獻(xiàn)化工設(shè)備用選用的材料是 : 0Cr13 2.2.9 空氣在塔中的運(yùn)動參數(shù)計(jì)算1空氣在塔中的平均速度在塔中的平均速度一般為:0.10.5 m/s 4 2 (2-2-49) 2 2222 2 2222 1 式中: D 為圓錐部分按等體積原則 C 2 等效為圓柱直徑D 0.28m1 4 V 1 2 106.8655 3.14 0.95 0.281360020.280

45、3 m 校核結(jié)果, 符合設(shè)計(jì)要求空氣在塔中最小停留時(shí)間:由文獻(xiàn) 240 頁得，霧滴的干燥時(shí)間通常為 30sTmin 1(2-2-50)3600 0.684918.2231校核結(jié)果, 符合設(shè)計(jì)要求2.2.10 主設(shè)計(jì)數(shù)據(jù):表 2.1 主要計(jì)據(jù) 名稱結(jié)果料液密度=1125.2Kg/m黏度K=0.00199pas表面張力為比熱容為 料液初始含水率為 干燥產(chǎn)品含水率為料液進(jìn)料量干燥器的濕物料質(zhì)量 產(chǎn)品的質(zhì)量0.0467N/mC =4.088KJ/KgKm8026250mL/hG =6.282Kg/h1G =1.282kg/h2空氣初溫度 初始飽和水蒸汽壓熱風(fēng)入口溫度 廢氣出口溫度干燥產(chǎn)品的出口溫度 用

46、于加熱物料的熱量消耗濕空氣的質(zhì)量比熱 濕空氣的焓 濕空氣比容 干空氣質(zhì)量流 新鮮空氣量 熱空氣量廢空氣量加熱功率 干燥塔總效率 霧滴干燥時(shí)間 噴嘴孔直徑塔徑總塔高排料口徑 干燥塔容積 選進(jìn)氣管排氣管空氣在塔中的平均速度 空氣在塔中最小停留時(shí)間t =200P =12.278mmHgs024010090Q =73.3714KJ/kgmC =1.029kJ/kgK1= 267.1064kJ/kg2V =1.1068m/kgH2L =96.5623kJ/hV =81.3344m/h0V = 135.3031m/h1V = 106.8655m/h2Q= 6.4005kw=63.64=0.5068sd =

47、0.7mm0D=0.95mH=2.65md=60mmV=0.641m604502.5V =0.3516 m/scT =18.2231smin 2.3 結(jié)2.3.1 旋風(fēng)分離器的設(shè)計(jì)計(jì)算旋風(fēng)分離器是利用含塵氣體在器內(nèi)旋風(fēng)時(shí)產(chǎn)生離心力而使粉塵向壁移動從而得到分離的。旋風(fēng)分離器的器體上部為圓筒形下部為bd圓錐形。其構(gòu)造形式見右圖所示。入口形式 常規(guī)分為切線進(jìn)口蝸卷入口兩種其中蝸卷入 口使氣體均勻螺旋流動，有較高的回收效率。選擇旋風(fēng)分離器型式及決定其主要尺寸的 根據(jù)是:生產(chǎn)能力(氣流流量),可容許的壓力降、 粉塵性質(zhì)、要求的分離效率。a選型時(shí)應(yīng)在高效率與低阻力兩者之間作權(quán) 衡大抵長徑比大且出入口截面小

48、的設(shè)備效圖 2.1 旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu) d率高而阻力大，反之則阻力而效率低。設(shè)備的尺寸可根據(jù)氣體處理量決定。規(guī)定一進(jìn)口 氣速即可算出旋風(fēng)分離器進(jìn)出口的尺寸從而按比例定出其直徑有性能表時(shí)亦可直接根 據(jù)氣體處理量查出合用的型號。但應(yīng)要注意同一型式中尺寸越大，效率將越低，故需要 根據(jù)設(shè)備的直徑 D 估計(jì)其是否合乎要求。此外還應(yīng)對設(shè)備的阻力和分離效率進(jìn)行核算核算總效率要有該型設(shè)備的粒級效率 曲線與所處理的粉塵的粒度分布數(shù)據(jù)。查文獻(xiàn) 289 頁 表 7-2采用蝸卷式旋風(fēng)分離器（表中 型）(a) 計(jì)算旋風(fēng)分離器的直徑 其進(jìn)口寬度 b=0.225D,高度 H=0.3D (D 為旋風(fēng)分離器的直徑)由此求得進(jìn)口截面

49、 A 為:A 0.225 D(2-3-1)0.0675 D含塵氣體可按空氣計(jì)算, C 空氣的重度為: 273 r .4 80(2-3-2)0.948 kg 根據(jù)計(jì)算部分可知,廢空氣的體積流量為: mh 0.02968 s旋風(fēng)分離器的進(jìn)風(fēng)速度為 20.913m/s,所以進(jìn)口截面積為 18.67410.001589m30.0675 D ，得D (b)計(jì)算旋風(fēng)分離的尺寸旋風(fēng)分離直徑： D 圓柱體的高度: 122.666 mm1圓錐體的高度: L 306.666 進(jìn)口寬度: 0.225 D 進(jìn)口高度: D 排氣管直徑: 0.35 D 53.666mm 排氣管插入深度: I 0.7 D mm圓整： D

50、圓整： mm1圓整： 1圓整 b 34mm 圓整 mm 圓整 54 圓整： I mm排粉管直徑: 0.25 D 38.3333圓整：38表 2.2 旋風(fēng)分離器參數(shù)表名稱圓柱體的高度（ L ）圓錐體的高度（ L ）進(jìn)口的寬度 b ） 進(jìn)口的高度 a ） 排氣管直徑 d ）結(jié)果307 派氣管插入深度 l） 排粉管直徑 d ） 旋風(fēng)分離器的直徑（ D ）mm查文獻(xiàn) 392 頁表 4-32 冷拔無縫不銹鋼鋼管規(guī)格,得排氣管為:進(jìn)粉管為 2.5 2.5理論重量 2.93 理論重量 2.00 kg 圖 2.2 旋風(fēng)分離2.3.2 電加熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)在工藝計(jì)算中所求出的加熱功率選用型無錫金爾德電熱電器有

51、限公司的 型道加器圖 2.3 FDB 型道加器圖 2.4 FDB 型風(fēng)道加器意其主要能參數(shù)如下電壓為：相數(shù)為：3 相電流種類為：交流功率為：元件：U 型翅片式不銹鋼電熱元件電熱元件的排數(shù)為:3 排電熱元件數(shù)量為:15 支電加熱器有效截面為: 0.105 外形尺寸為： 重量為:35kg2.3.3 風(fēng)機(jī)的選用常用的風(fēng)機(jī)是離心式風(fēng)機(jī)其風(fēng)壓一般為 100015000Pa風(fēng)機(jī)在干燥系統(tǒng)中主要有 兩種布置方式：即單臺和雙臺 -引風(fēng)機(jī)結(jié)合方式。單臺引風(fēng)機(jī)放置在粉塵回收裝置之 后干燥器處于負(fù)壓操作種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是粉塵及有害氣體不會泄漏至大氣環(huán)境中， 但由于干燥器內(nèi)的負(fù)壓較高風(fēng)機(jī)頻繁啟動和停止會引起器內(nèi)局部失穩(wěn)以

52、及外部空氣漏 入塔內(nèi)，因此，單臺引風(fēng)方式僅適用于小型噴霧干燥系統(tǒng)。風(fēng)機(jī)是輸送干燥介質(zhì)的動力 源對于大型噴霧干燥系統(tǒng)主要采用兩臺風(fēng)機(jī)一臺作為鼓風(fēng)機(jī)另一臺作為引風(fēng)機(jī)。表 2.2 系統(tǒng)阻力估計(jì)表設(shè)備電加熱器熱風(fēng)分布器 管道、閥門、彎頭等合計(jì)壓降/Pa2002006001000設(shè)備 旋風(fēng)分離器干燥塔 管道、閥門、彎頭等合計(jì)壓降/Pa1700150060036003查文獻(xiàn) 375 頁；系統(tǒng)前段風(fēng)的平均溫度 150 已知 V0.8432 kg 0C ，密度 。則入口處風(fēng)量為： 0 0（2-3-3）96.5623 0.8432= h所需要風(fēng)壓 4600 0.83 選用南通市吉騰鼓風(fēng)機(jī)有限公司生產(chǎn)的 型三葉羅

53、茨鼓風(fēng)。圖 2.5 LSR-WD 型三葉羅茨鼓風(fēng) 表 2.3 LSR-WD 型三葉羅茨鼓風(fēng)性能參數(shù)型號口徑轉(zhuǎn)速（r/min）進(jìn)口流量（m/min升壓（KPa）軸功率（Kw）電動機(jī)型號電動機(jī) 功率（Kw）LSR50WD14501.609.80.46 Y802-4 0.752.3.4 泵的型號選擇與計(jì)算根據(jù)料液進(jìn)料量為 6250mL/h ,可以選用 JW 系列計(jì)量泵。根據(jù) J 系列計(jì)量泵的流量指標(biāo)，選 J-W-1.6/5 柱塞式量泵， 擇 48 的 地角螺栓進(jìn)行連接tt圖 2.6 J-W-1.6/5 型塞計(jì)泵表 2.4 J-W-1.6/5 計(jì)量泵的主性能參數(shù)流量壓力柱塞直徑行程往復(fù)次數(shù)電機(jī)功率重量

54、（L/h） （MPa）1.6 5（mm）10（mm）10（rpm）58(kw)0.12（Kg）202.3.5 筒體的設(shè)計(jì)計(jì)算(a) 筒體選材由于所設(shè)計(jì)的設(shè)備主要用于實(shí)驗(yàn)室所以選擇的材料應(yīng)該主要考慮不銹鋼。查文獻(xiàn)第 400 頁選用高合金不銹鋼鋼板 0Cr13 退火它在 2-60mm 厚度,在常溫下強(qiáng)度指標(biāo) MPa 126 MPa 在 4000C 其許用應(yīng)力 t= 70MPa(b)筒體厚度的計(jì)算查文獻(xiàn)第 127 頁 例 4-1已知:筒體內(nèi)徑 D =950mm,i筒體高度 H=1900mm因?yàn)橥搀w直徑比較小，所以采用單面焊接，焊接接頭系數(shù) 筒體厚度：式中 p c i2 p計(jì)算厚度，m；（2-3-4）

55、P 計(jì)算壓力 MPa 焊接接頭系數(shù)t1t1式(2-3-4)代入數(shù)據(jù)得： 2 0.8 mm設(shè)計(jì)厚度：由文獻(xiàn)第 128 頁例 4-1 得 （2-3-5）3.4050 4.4050 mm取 d對于 0Cr13 的鋼板,負(fù)偏差 C =0,因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室微型噴霧干燥器而且材料為不銹鋼，1使用很薄的鋼板就可以滿足要求，故取名義厚 合適。另外筒體用螺栓通過吊耳與鋼架連接。選擇 16 的螺栓進(jìn)行連接。錐殼體厚度的計(jì)算:查文獻(xiàn) 142 頁 構(gòu).在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),對于錐殼半頂 a 于等 30時(shí),可采用無折邊結(jié)p 1 c i 2 cos(2-3-6)式中: P 為壓力,單位為 MPa為錐殼計(jì)算厚度,單位為 mm為錐殼半頂角

56、,單位為: 度D為錐殼計(jì)算內(nèi)徑,單位為: mm 2 0.85 5.5496對于 0Cr13 的鋼板,負(fù)偏差 C =0,因而可取名義厚 mm n mm ,許用應(yīng)力沒有變化,故取名義厚 mm 適。n n考慮到焊接強(qiáng)度的問 ,厚度不一 ,會使得接頭處出現(xiàn)應(yīng)力集 ,故取錐殼名義c，c，厚 n mm 。(d)封頭的選擇由于整個(gè)系統(tǒng)操作的壓力不是很大所以采用平板封頭, 查文獻(xiàn)第 148 頁 式(4-56) P K （2-3-7）式中-平蓋計(jì)算厚度, mmK 結(jié)構(gòu)特征系數(shù),查表 4-8Dc-平蓋計(jì)算直徑, mm其中,結(jié)構(gòu)特征系數(shù) K 查文獻(xiàn)第 147 頁 表 4-8選擇平蓋的固定方式為:與筒體角焊或其它焊接

57、(4)所以結(jié)構(gòu)特征系數(shù) K 查文獻(xiàn)第 126 表 4-3 選擇雙面焊對接接頭和相當(dāng)于雙面焊的全熔透對接接頭, 無損檢測比例為 100%,所 假設(shè)材料的許用應(yīng) 938 c將上面的各系數(shù)代入式(2-3-8),得 170 20.3481對于 0Cr13 的鋼板,負(fù)偏差 C =0,因而可取名義厚 mm ,1 2.3.6 法蘭的選擇因設(shè)計(jì)壓力較小，查文獻(xiàn)中國機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯法蘭卷選用歐式板式平焊法蘭圖 2.7 板式平焊法蘭示意圖表 2.5 板式平焊法蘭尺寸參數(shù)公稱直 管外徑 法蘭外 螺孔中心 螺栓孔直 螺栓孔 螺紋 法厚度 法內(nèi)徑 法理 徑 徑 D 圓徑 K 徑 L 數(shù) Th C 論重量 DN (mm)

58、(kg) 1175 1120 30 M27 42 7.9法蘭用材，選用 0Cr13 鋼板2.3.7 鋼架的設(shè)計(jì)設(shè)備鋼架常用的鋼材有普通低合金鋼和普通碳素鋼兩種作為設(shè)備鋼架的鋼材具有 下列特點(diǎn)：較高的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度；較好的塑性，韌性及耐疲勞性能，有良好的冷 熱加工性能和焊接工藝性能。因此合理選鋼材不僅是一個(gè)經(jīng)濟(jì)問題，而且關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全和使用壽命。選定材 料時(shí)應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素：結(jié)構(gòu)的類型及重要性；載荷的性質(zhì)；連接方法；結(jié)構(gòu)的工作 強(qiáng)度；構(gòu)件的受力性質(zhì)。合理選用鋼材不僅是一個(gè)經(jīng)濟(jì)問題，而且關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全性 和使用壽命。鋼架的構(gòu)件連接通常采用焊接或螺栓連接，以焊接為主。焊接的優(yōu)點(diǎn)是不削弱桿件

59、 截面，構(gòu)造簡單和加工方便，鋼架焊接常采用電弧焊，利用電弧熱熔融焊件及焊條以形 成焊縫。電弧焊多數(shù)是手工焊，由于它施焊靈活，故易在各種不同位置上施焊。由于粗 制螺栓連接傳遞剪力較差，而精制螺栓連接在施工安裝中的要求又較高，故在鋼架結(jié)構(gòu) 中作為構(gòu)件連接應(yīng)用較少。鋼號不宜過高.所以，由文獻(xiàn)第 5 頁表 1-5選用碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235-AF為鋼架的材料。它不僅具有較適宜的強(qiáng)度，而且具有較好的 制造加工、焊接等工藝性能，并還有較好的力學(xué)性能由于選用 鋼架材料查文獻(xiàn)第 頁表 1-13，選用手工電弧焊 其焊條 型號為：E5100-E5014。 隨著時(shí)代的發(fā) 當(dāng)今的技術(shù)也日趨完善、競爭愈演愈 ; 單靠人工的操

60、作已不能滿 足于目前的制造業(yè)前景,也無法保證更高質(zhì)量的求和高新技術(shù)企業(yè)的形象PLC的最大特點(diǎn)在于：電氣工程師已不再電氣的硬件上花費(fèi)太多的心計(jì)，只要將按 鈕開關(guān)或感應(yīng)器的輸入點(diǎn)連接到PLC輸入點(diǎn)上就能解決問題，通過輸出點(diǎn)連接接觸器 或繼電器來控制大功率的啟動設(shè)備，而小功率的輸出設(shè)備直接連接就可以。內(nèi)部包含了具有中央處理器 CPU，并帶有外 I/O口擴(kuò)展 I接口地址和 存儲器三大塊組成CPU的核心是由一個(gè)或者多個(gè)累加器組成，它們具有邏輯的數(shù)學(xué)運(yùn) 算能力，并能讀取程序存儲器的內(nèi)容通過計(jì)算后去驅(qū)動相應(yīng)的存儲器 I/O接口； I/O口 將內(nèi)部累加器和外部的輸入和輸出系統(tǒng)連接起來并將相關(guān)的數(shù)據(jù)存入程序存儲