烘干滾筒葉片的設(shè)計(jì)及瀝青混合料的運(yùn)動(dòng)分析

1、烘干滾筒葉片的設(shè)計(jì)及瀝青混合料的運(yùn)動(dòng)分析ift干滾筒是用來(lái)加熱烘十澀冷物料的牧胃,11.花較窺的時(shí)何內(nèi)便涮冷制料充分脫水，并達(dá)到所需的富度.滾筒內(nèi)的顆粒勒料在滾筒葉片的作用卞被反復(fù)的提起、鼬灑，同時(shí)沿軸向向前移動(dòng)，顆粒物料在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中和高規(guī)熱煙氣發(fā)生接觸.將熱用傳遞拾物料121L由于所涉及的工程量及耗資大，所以為了提高生產(chǎn)質(zhì)基、節(jié)的成本.煤干滾筒性能除了要禰足生產(chǎn)耍求外還耍保證有牧高的加鶴效率.rti整傘烘干過(guò)程設(shè)計(jì)到傳撼傳«顆粒物料的運(yùn)動(dòng)極KK雜滿耍對(duì)烘T裝H及物料運(yùn)動(dòng)進(jìn)行深入的研%同時(shí)滾筒葉片的設(shè)置是否含理肚接決建著烘干效果的好壞因此以下部分將對(duì)葉片結(jié)構(gòu)和物料運(yùn)動(dòng)進(jìn)行詳細(xì)分析.

2、提料葉卄繪識(shí)F滾薛內(nèi)部段為申喪的沛件.葉片可11將輸送逛滾筒內(nèi)的抑斡沿皚的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行推進(jìn)并反復(fù)的挺起s拋灑.程滾筒截面IJ松成均布的料帝，返樣可便得01粒物料與熱焰氣獲得最大的接觸面枳，增強(qiáng)傳熱傳嫌效果.提料葉片的錯(cuò)構(gòu)、散尿、安裝角等參數(shù)對(duì)物料在滾筒內(nèi)的運(yùn)動(dòng)曲線影響很大，常見(jiàn)的烘干滾簡(jiǎn)葉片形式一般可分為:折彎塑19弧曲統(tǒng)型-分別如下圖2和國(guó)2J所示it*l22冏虹業(yè)狂世析彎型葉片；這種葉片是用順形鋼板進(jìn)行折縛附戚所需的疤狀，是目?jī)?chǔ)應(yīng)用最為廣泛的烘干葉片形式，它具仃結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、方便可靠等優(yōu)點(diǎn)，rfirn身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)號(hào)的特點(diǎn)，所以維修起來(lái)方便快捷.在很多烘干設(shè)備里得以應(yīng)用.惻弧曲線型:這種葉片結(jié)構(gòu)輪廓

3、多由光滑的曲線構(gòu)成,克服了折彎型葉片在橫截面上拋灑物料過(guò)于集中的缺陷，由于提料葉片上和顆粒物料相互z間容易脫離，所以較容易比戍妙勻的料簾，增加了物料與熱煙氣的熱接觸而枳、提高了烘干效率、降低了能耗，實(shí)現(xiàn)了物料與熱煙氣的充分換熱。折彎型葉片雖然具仃簡(jiǎn)収、易修等優(yōu)點(diǎn)，但在使用中也存在一定的缺陷，當(dāng)提料葉片將顆粒物料從滾筒底部提起到一定高度后，在物料自重、摩擦力等因素的綜合作用下，顆粒物料開(kāi)始從提料葉片上卜滑進(jìn)行拋灑.然后落I叫滾筒底部.在顆粒物料與熱刷氣接觸的整個(gè)過(guò)程中.物料的滯留時(shí)何較短，與熱煙氣的接觸麗枳較小冋落到滾筒底部的物料只有農(nóng)面的少部分物料與熱煙氣進(jìn)行傳熱.整個(gè)過(guò)程傳熱傳質(zhì)時(shí)何不充分，

4、直接彫響了烘干滾筒對(duì)穎粒物料的烘干敗率。同時(shí)，山r拋灑的物料在滾筒截而上分布不均.造成料簾只分布丁滾筒截而的部分區(qū)域，導(dǎo)致出現(xiàn)了“風(fēng)洞”現(xiàn)線，曲出現(xiàn)風(fēng)洞的地方阻力較小，所以大量熱炯?xì)膺€未與顆粒物料進(jìn)行充分的熱接觸，就從風(fēng)洞中流出造成犬的熱量散失同時(shí)也加劇了除塵斂擔(dān).風(fēng)稠的存在使得滾筒的熱交換性能差.不利于熱效率的提髙,26-27-281隨著人們對(duì)傳熱傳質(zhì)過(guò)程的更進(jìn)一步認(rèn)識(shí)研丸，逐步乂提出了幾個(gè)折彎葉片的改進(jìn)方案.如下圖2.3所示:圖中的改進(jìn)方案可以改善料簾的分布便得烘干滾筒截面較大角度范闈內(nèi)都產(chǎn)生均勻的料簾,提高了熱煙氣和顆粒物料的接觸面枳、盡可能的減少了熱損失。根據(jù)提料葉片結(jié)構(gòu)角的不同，折彎

5、型葉片又可以分為：直角型、悅角型、純角型.結(jié)構(gòu)如下圖2.4所示:不同的葉片結(jié)構(gòu)何決定了其不同的E作持點(diǎn)，ilrf-H用和鈍ffj型折彎葉片與烘干滾筒內(nèi)壁所形成的開(kāi)口較大,所以適用烘干物料為較大粒徑或者粘性物料時(shí)安裝使用。相反，銳角型折彎葉片開(kāi)LJ牧小，適用粒徑較小的烘干物料或粉狀物料.葉片的設(shè)計(jì)要求及設(shè)計(jì)方法II詢，我國(guó)便用的瀝青料拌和站烘干滾筒冬采用強(qiáng)制式逆流加熱，濕冷物料從接料口加入后，在葉片的推動(dòng)及醸力的作用下下按著持定的運(yùn)動(dòng)軌跡從滾筒的上瑞向下端移動(dòng),：9J0,o首先會(huì)對(duì)進(jìn)行物料進(jìn)行預(yù)熱，進(jìn)而物料向前移動(dòng)并在烘干滾筒橫截面上形成均勻料簾與熱煙氣充分接觸烘干，再者進(jìn)入滾筒末端被加熱至所需

6、高溫,隨后從卸料L1排出。很據(jù)葉片不同的作用效果，可以將烘干滾筒分為三個(gè)不同的區(qū)段：預(yù)熱區(qū)、烘干區(qū)和加熱區(qū)。為了達(dá)到良好的樣料效果耍求滾筒葉片設(shè)計(jì)必須保證具備以下功能：（I）物料在烘干滾筒的進(jìn)料區(qū)段町以快速向內(nèi)移動(dòng)：<2）物料在烘干滾筒的烘干區(qū)段要能夠形成均勻的14簾且減少風(fēng)洞的出現(xiàn)：（3）物料在烘干滾筒的加熱區(qū)段耍避免物料阻擋燃燒器火焰，減少由燃油霧滴彼丹料撞落所造成的機(jī)械不完全燃燒損失：<4）不僅耍盡可能地減少烘干滾筒筒壁發(fā)生的熱呈枚失.同時(shí)也要避免高溫輻射對(duì)筒樂(lè)的破壞.由不同的區(qū)端物料的運(yùn)動(dòng)形式不同因此烘干滾筒葉片應(yīng)沒(méi)計(jì)為組介式提料葉片形式，在不同的區(qū)段很據(jù)物料運(yùn)動(dòng)的持點(diǎn)選用

7、不同形式的葉片.三個(gè)區(qū)段詳細(xì)劃分如E圖2.5所示：圖2.5烘干滾筒平而展開(kāi)圖I區(qū)段一般是指烘干滾筒的預(yù)熱進(jìn)料區(qū)，這一區(qū)段長(zhǎng)度大約占滾筒總長(zhǎng)度的1/1()，此區(qū)設(shè)葉片負(fù)責(zé)將新添加進(jìn)來(lái)的物料向滾筒內(nèi)部推移，并與即將排出的熱煙氣的用氣接觸進(jìn)行預(yù)熱,因此一般選用賽頭螺帶形葉片.螺旋升角很據(jù)作用物料性質(zhì)的不同選用不同升角的葉片，一般在45。-60。之間取值,葉片的數(shù)量則由烘干滾筒的直徑來(lái)決定.關(guān)系如下表21所示：農(nóng)2.1葉片數(shù)址和滾筒住徑的先系筒體斤徑D/mI區(qū)段螺旋頭數(shù)1區(qū)段長(zhǎng)度114&40(040£)D144810-1224以t16本文主要針對(duì)泉3()0()型進(jìn)行研究，這里設(shè)宜16

8、片螺帯葉片，氏數(shù)量和長(zhǎng)度都很據(jù)滾筒長(zhǎng)度來(lái)進(jìn)行確定.此區(qū)段葉片形式如F圖2.6所示:圖2.6箏頭螺帶葉片II區(qū)段是折滾筒的烘干區(qū).這一區(qū)段長(zhǎng)度大約占總長(zhǎng)的一半以上，II區(qū)的葉片就是要將物料多次的提起、拋落來(lái)形成均勻的料簾，與熱煙氣形成良好的接觸，工程上常采用L型折彎葉片，同時(shí)可根據(jù)滾筒長(zhǎng)度來(lái)設(shè)定葉片的排數(shù),每排間距為50mm-100mm,葉片設(shè)fi時(shí)應(yīng)保證相鄰的兩排葉片在惻周方向互相H開(kāi)一定的角度,這樣有益于傳熱.一股悄況下II區(qū)段又可以分為A、B、C三小段，A段葉片處于燃燒圧氣出口附近，過(guò)密集的料帝會(huì)造成過(guò)多粉塵被帯至除塵系統(tǒng)，加重了除塵員擔(dān)，C段葉片距離燃燒火焰狡近，過(guò)密集的料簾會(huì)阻攔熱煙氣

9、的后部的傳熱，彫響傳熱.同時(shí)料簾也不能過(guò)疏散.引起風(fēng)洞的出現(xiàn)，會(huì)造成熱效率低下，烘干加熱難。鑒以上因素的考慮，II區(qū)葉片設(shè)宜中B段相比較A、C端葉片數(shù)量較藝.形成一個(gè)兩頭疏，中間密的布肘.這樣才能保證良好的烘干效果。III區(qū)段是指滾筒的加熱區(qū).這一區(qū)段長(zhǎng)度大約占總長(zhǎng)的1/3.III區(qū)段一般可分為D、E兩小段,D段葉片多采用雙斗型提料葉片,物料始終留存在葉片中并內(nèi)沿著滾筒內(nèi)壁向前移動(dòng)，不會(huì)產(chǎn)生料簾，從而避免了物料跌落撞上燃油滴，造成機(jī)械不丸全燃燒損失，同時(shí)物料吸收了大雖:的熱能，避免了高溫對(duì)滾筒壁的損傷，減少了筒壁的熱散失.E段一般選用不起提料作用的小空推料葉片.恨據(jù)匸作內(nèi)容的不同，烘干滾筒可分

10、為三個(gè)區(qū)段且每個(gè)區(qū)段的葉片布局都互不相同，都是由各個(gè)區(qū)段的熱交換性質(zhì)所決定的叫叭預(yù)熱區(qū)溫度較低.一般采用多頭螺帶形葉片，低沮區(qū)葉片長(zhǎng)度忖小.町采用悍接或者螺栓連接在滾筒上：烘干區(qū)和加熱區(qū)屬高隘區(qū)，烘干區(qū)冬采用L型折彎葉片，加熱區(qū)多采用雙斗型提料葉片，111這兩區(qū)處于高溫區(qū)，為了防止烘干滾筒和葉片Z間受熱產(chǎn)生不均勻形變，多采用螺栓連接。為了保證賴粒物料運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性和料簾的均勻性，提料葉片常采用分段交錯(cuò)式拮列即每排葉片Z何都相互錯(cuò)開(kāi)一定的角度.這樣可以避免產(chǎn)生風(fēng)洞，保證了燃燒用氣的富度不至F過(guò)高，并提髙了熱效率.烘干滾筒一般傾斜或水平放習(xí)并可I主旋轉(zhuǎn)，當(dāng)濕冷額粒物料送入進(jìn)料I后，在葉片的帶動(dòng)下向滾

11、筒內(nèi)部推進(jìn).首先與燃燒用氣接觸對(duì)物料進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱的同時(shí)在車力和葉片的作用下繼續(xù)向筒內(nèi)做螺旋線式的移動(dòng)，隨后烘干區(qū)的提料葉片乂將物料提起升到一定高度，然后乂開(kāi)始卸料形成料帝，被拋灑的物料與熱煙氣進(jìn)行充分的烘干加熱過(guò)程.Z后乂冋落至滾筒底部.進(jìn)行卜一次的循環(huán).顆粒物料在烘干滾筒內(nèi)的運(yùn)動(dòng)是極其復(fù)雜的，物料的運(yùn)動(dòng)取決r多種因索以及物料口身的待性.為了研兀并提高物料與熱煙氣傳熱傳質(zhì)過(guò)程的熱效率，我們就盅耍更加深入的了解物料運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和待性,34J5'.本文主要針對(duì)某3000型瀝青料拌和設(shè)備.滾筒長(zhǎng)度9m、直徑2.65m、傾角3.8。、滾筒轉(zhuǎn)速7r/min.以F將對(duì)最常用的L型折彎提料葉片的起始

12、槍灑角和終止拋灑角進(jìn)行分析研咒。221起始拋灑角的分析顆粒物料伴隨著烘干滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)，在提料葉片的作用下，物料從滾筒底部被提起轉(zhuǎn)過(guò)一定的角度后，開(kāi)始沿著葉片上料堆的喪面逐漸往下滑落形成料匍.穎粒物料從靜止到拋灑過(guò)程中始終受到重力W=噸、離心力氣=mfi/R、提料葉片對(duì)物料的摩擦力F的作用，滾筒用速度為他，詳細(xì)受力情況如下圖2.7所示：圖2.7葉片上物料顆粒受力圖觀在設(shè)作用力G垂直J-顆粒物料口由表面,則有:WG=lsin-“）+Wsin（90。-.）=Wcos.+亦Rsin（0-0）<2.1）g式中：0一一物料的起始拋灑角:重力加速度,一般収9.8m/s2:R-滾筒半徑:經(jīng)分析可知.若Ic

13、os（90<>-）>fWcos4-sin（-0）4-牝。s仏-0）時(shí)>則Kg顆粒物料可沿料堆I由表面下滑。式中f是指物料間的摩擦系數(shù)，0是指葉片竭點(diǎn)和滾筒中心的連線與水平線Z何的夾用上式經(jīng)過(guò)整理可得：1-fcosO+sin0)g(2.2)由吐的絕對(duì)值很小.很據(jù)微分近似公式（1+41+ax,這里afl/.l.上式可近似為：tan>f+|1+f2los（2.3）g從上式中可看岀起始拋灑角跟滾筒轉(zhuǎn)速、滾筒半徑、物料摩擦系數(shù)有關(guān).由J±1值很小，f+心（+廠卜“"f,由此可見(jiàn)貞角折彎葉片的起始拋灑角0:就約等g于顆粒物料的自然休止角不同的物料有不同的自

14、泯休止角這里我們?nèi)然休止角為25。進(jìn)行研由式（2.3）可知：起始拋灑角都是隨著滾筒直徑和轉(zhuǎn)速的增大而增大.同時(shí)又因?yàn)橥拢↖+fos的值遠(yuǎn)小T-f所以可育出滾筒的轉(zhuǎn)速血、滾筒半徑R對(duì)起R始拋灑用的杉響比較小.-股可忽略不計(jì).物料摩擦系數(shù)f對(duì)起始拋灑用的彤響最大，而對(duì)r不同粒徑的物料在不同的含水率的情況下.物料摩擦系數(shù)的人小是不同的.經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)總結(jié)發(fā)現(xiàn)：在含水率一定的情況卜，顆粒物料的粒徑越大，摩擦系數(shù)就越大，進(jìn)而起始拋灑角就越大，這不利干形成均勻料簾.所以應(yīng)適當(dāng)選擇粒徑較小的物料:顆粒物料分為三種惜況：當(dāng)為中骨料或粗骨料時(shí).隨著含水率的變大摩擦系數(shù)越小.因而起始拋灑角越小.這仃利形成均勻料簾：半

15、為細(xì)骨料時(shí).隨著含水率的變大.摩擦系敵越大，因而起始拋灑角越大.這對(duì)形成均勻料帀不利：同時(shí)以上的觀律不是無(wú)限制的單調(diào)變化.而是仃-定的適用范圉。222終止拋灑角的分析觀柿物料在葉片的帶動(dòng)卜勺兒孫我筒的轉(zhuǎn)動(dòng).不斷的拋灑物料,允到轉(zhuǎn)到某IJ'<葉片上的物料拋灑完畢.W此在整個(gè)拋灑過(guò)程中.提料葉片上的物料雖是不斷變化的，所以可知葉片的終止拋灑角即就是葉片上持料雖為零時(shí)葉片所處的角度.關(guān)顆粒物料在直角折彎提料葉片上的分布可見(jiàn)下圖28所示:i>圖2”葉片I：物料的分布關(guān)于提料葉片終止拋灑角以及持料呆的相關(guān)問(wèn)題國(guó)內(nèi)外股幺A家已經(jīng)做了大的研處.這里匸要研究關(guān)于直角折殍葉片的計(jì)算模型.其屮終II：拋灑用0以及其他備參數(shù)的計(jì)算如以卜公式:.Rcosa/=arcsin=vRJ-2aRsinof+a2=arctansin©+y)bbcos©+/)+VRJ-2aRsincr+a2(2.4)(2.5)(2.6)式中：©一葉片的結(jié)構(gòu)角.直角折彎葉片U90%見(jiàn)m2.