Производственные предприятия транспортных сооружений

для хранилища t₁ = 10ºС; t₂ = 60ºС;

 

 

для приемника t₁ = 60ºС; t₂ = 90ºС.

 

 

 

 

Битумоплавильные агрегаты предназначены  для плавления, обезвоживания и  нагрева битума до рабочей температуры. Разогрев битума в битумохранилище  производится в два этапа:

I этап: Разогрев битума донными нагревателями, уложенными на дне хранилища до температуры текучести (60ºС), дно имеет уклон, битум стекает в приямок в котором установлен змеевик.

II этап: Разогрев битума в приямке до температуры 90ºС. Нагретый битум с помощью насоса перекачивается по трубопроводам в битумоплавильные котлы.

5.3. Расчет электрической системы подогрева.

 

Потребляемая мощность Р, кВт:

В каждом блоке по шесть нагревателей. Мощность одного блока:

где n

— количество блоков нагревателей, n = 3…4 шт.

 

Принимаем материал в спирали нагревателя  полосовую сталь с ρ=0,12∙10^-6 Ом∙м. Сечение спирали S=10∙10^-6 м².

Мощность фазы, кВт:

 

 

Сопротивление фазы, Ом:

 

 

 

где U=380 В.

Длина спирали, м:

 

 

Величина тока, А:

 

 

Плотность тока, А/мм²:

 

 

 

 

6. Определение количества битумоплавильных установок.

1. Часовая производительность котла П_К, м³/ч.

 

 

где n — количество смен;

k_В — 0,75…0,8;

V_К — геометрическая емкость котла для выбранного типа агрегата, м³;

k_Н — коэффициент наполнения котла, k_Н=0,75…0,8;

t_З — время заполнения котла, мин:

 

 

где П_Н — производительность насоса (см. таблицу 3).

 

Таблица 3. Тип  насоса и его характеристики.

Тип насоса	Марка насоса	Производительность, л/мин.	Давление, кгс/см2	Мощность двигателя, кВт	Диаметр патрубков, мм
передвижной	ДС-55-1	550	6	10	100/75

t_Н=270 мин — время выпаривания и нагрев битума до рабочей температуры;

t_В — время выгрузки битума, мин:

 

 

 

где ρ — объемная масса битума, ρ=1т/м³;

Q — часовая производительность смесителя, т/ч;

ψ — процентное содержание битума в смеси.

 

 

2. Расчет количества котлов.

 

где П_Б — суточная потребность в битуме, т/сутки;

 k_П — коэффициент неравномерности потребления битума, k_П=1,2.

Выбираем тип агрегата:

 

 

Таблица 4. Тип  агрегата и его характеристики.

Тип агрегата	Рабочий объем, л	Установленная мощность, кВт		Расход топлива, кг/ч	Производи-тельность, т/ч
		э/дв.	э/нагр.
ДС-91	30000∙3	35,9	90	102,5	16,5

7. Расчет склада и оборудования для подачи минерального порошка.

 

Для подачи минерального порошка используют два вида подачи: механическую и пневмотранспортную. Для механической подачи минерального порошка до расходной емкости применяют шнеко-элеваторную подачу. Применение пневмотранспорта позволяет значительно увеличить производительность труда, сохранность материала, дает возможность подавать минеральный порошок, как по горизонтали, так и по вертикали. Недостаток — большая энергоемкость. Пневматическое транспортирование заключается в непосредственном воздействии сжатого воздуха на перемещаемый материал. По способу работы пневмотранспортное оборудование делится на всасывающее, нагнетательное и всасывающе-нагнетательное. В общем случае пневмотранспортная установка включает компрессор с масло- и влагоотделителем, воздухопроводы, контрольно-измерительные приборы, загрузочные устройства подающие материал к установке, разгрузочные устройства и системы фильтров. Для транспортирования минерального порошка пневмоспособом используют пневмовинтовые и пневмокамерные насосы. Пневмовинтовые насосы используют для транспортирования минерального порошка на расстояние до 400 м. Недостаток — низкий срок службы быстроходных напорных шнеков. Камерные насосы перемещают минеральный порошок на расстояние до 1000 м. Могут применяться в комплекте с силосными складами. Включают в себя несколько герметично закрытых камер, в верхней части которой имеется загрузочное отверстие с устройством для его герметизации. В состав линии подачи входит склад, оборудование, обеспечивающее перемещение минерального порошка от склада до расходной емкости и расходная емкость.

1. Расчет вместимости силоса в склад.

 

Рекомендуется хранить минеральный  порошок в складах силосного  типа с целью избежания дополнительного  увлажнения, которое приводит к комкованию и снижению его качества, а также  к затруднению транспортирования. Потребная суммарная вместимость силосов склада ∑Vс, м³ составляет:

где G_П — масса минерального порошка;

ρ_П — плотность минерального порошка, ρ_П=1,8 т/м³;

 k_П — коэффициент учета геометрической емкости, k_П=1,1…1,15.

Количество силосов рассчитывается по формуле:

где V_C — вместимость одного силоса, м³; V=20, 30, 60, 120.

2. Расчет пневмотранспортной системы.

 

Для транспортирования минерального порошка до расходной емкости  принимается механическая или пневматическая система.

Для транспортирования минерального порошка можно использовать пневмовинтовые или пневмокамерные насосы. Подача в пневмотранспортную установку сжатого воздуха осуществляется компрессором. Потребная производительность компрессора Q_К, м³/мин, составляет:

 

где Q_В — расход, необходимый для обеспечения требуемой производительности пневмосистемы, м³/мин.

 

 

 

где Q_М — производительность пневмосистемы, Q_М = 0,21·Q_Ч = 0,21·34,6 = 7,3, т/ч, Q_Ч — часовая производительность АБЗ;

µ — коэффициент концентрации минерального порошка, µ=20…50;

 ρ_В — плотность воздуха равная 1,2 кг/м³.

Мощность на привод компрессора  N_К, кВт:

 

 

 

 

 

где η=0,8 — КПД привода;

Р₀ — начальное давление воздуха, Р₀=1 атм;

Р_К — давление, которое должен создавать компрессор, атм.

 

где α=1,15…1,25;

Р_В=0,3 атм;

 Р_Р=Н_ПОЛ+1 — рабочее давление в смесительной камере подающего агрегата, атм, Н_ПОЛ — полное сопротивление пневмотранспортной системы, атм;

 

где Н_П — путевые потери давления в атм;

Н_ПОД — потери давления на подъем, атм;

Н_ВХ — потери давления на ввод минерального порошка в трубопровод, атм.

Путевые потери давления:

 

 

 

где k — опытный коэффициент сопротивления:

 

 

 

где v_В — скорость воздуха зависит от µ; при µ=20…50 соответственно v_В=12…20 м/с;

d_ТР — диаметр трубопровода, м:

 λ — коэффициент трения чистого воздуха о стенки трубы:

 

 

 

 

 

 

 

где ν — коэффициент кинематической вязкости воздуха, м²/с, ν=14,9·10^-6.

L_ПР — приведенная длина трубопроводов, м:

 

где ∑l_Г — сумма длин горизонтальных участков пневмотрассы, м, ∑l_Г=3+3+4+4+20+20=54;

∑l_ПОВ — длина, эквивалентная сумме поворотов (колен), м, ∑l_ПОВ=8·4=32 (каждое колено принимаем равным 8 м);

∑l_КР — длина, эквивалентная сумме кранов, переключателей. Для каждого крана принимают 8 м, ∑l_КР=8·2=16;

 

 

Потери давления на подъем:

 

где ρ΄_В — 1,8 кг/м³ — средняя плотность воздуха на вертикальном участке;

h — высота подъема материала, м. Принимается 12…15 м, в зависимости от типа асфальто-смесительной установки.

 

 

Потери давления при вводе минерального порошка в трубопровод:

 

 

где χ — коэффициент, зависящий от типа загрузочного устройства. Для винтовых насосов следует принимать χ = 1, для пневмокамерных χ = 2;

v_ВХ — скорость воздуха при вводе минерального порошка в трубопровод, м/с:

 

 

 

 

 

ρ_ВХ — плотность воздуха при вводе минерального порошка, кг/м³:

 

 

 

 

 

 

 

Тогда:

По формуле (29) находим N_К:

На основании проведенного расчета  производится подбор подающего агрегата по табл. 11 [4].

 

Таблица 5. Тип  подающего агрегата и его характеристики.

Тип и марка насоса	Производи-тельность, м3/ч	Дальность транспортирования, м		Расход сжатого воздуха	Диаметр трубопровода, мм	Установленная мощность, кВт
		по горизонтали	по вертикали
К-2305	10	200	35	22	100

 

Расчет механической системы подачи минерального порошка. Механическая система  представлена в виде шнеко-элеваторной подачи. Подающий агрегат — шнек.

Производительность шнека Q_Ш, т/ч составляет:

где φ — коэффициент заполнения сечения желоба, φ=0,3;

ρ_М — плотность минерального порошка в насыпном виде, ρ_М=1,1 т/м³;

D_Ш — диаметр шнека, принимаем 0,2 м;

 t — шаг винта, t=0,5D_Ш=0,1 м;

n — частота вращения шнека, об/мин   ;

 

k_Н — коэффициент, учитывающий угол наклона конвейера, k_Н=1.

 

 

Мощность привода шнека N, кВт определяется по формуле:

 

где L —длина шнека, м L=4 м;

ω — коэффициент, характеризующий  абразивность материала, для минерального порошка принимается ω=3,2;

k₃ — коэффициент, характеризующий трансмиссию, k₃=0,15;

V_М=t·n/60= 0,1 — скорость перемещения материала, м/с;

ω_В — коэффициент трения, принимаемый для подшипников качения равным 0,08;

 q_М=80·D_Ш=16 кг/м — погонная масса винта.

 

Производительность элеватора  Q_Э, т/ч определяется из выражения:

 

 

 

где i — вместимость ковша, составляет 1,3 л;

ε — коэффициент наполнения ковшей материалом, ε=0,8;

t — шаг ковшей, м (0,16; 0,2; 0,25; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,63);

v_П=1,0 м/с — скорость подъема ковшей.

 

 

 

Необходимая мощность привода элеватора:

 

 

 

где h — высота подъема материала, м, принимается 14 м;

k_К — коэффициент, учитывающий массу движущихся элементов, k_К=0,6;

А=1,1 — коэффициент, учитывающий форму ковша;

С=0,65 — коэффициент, учитывающий  потери на зачерпывание.

 

 

 

Таблица 6. Тип  элеватора и его характеристики.

Тип элеватора	Ширина ковша, мм	Вместимость ковша, л	Шаг ковшей, мм	Скорость цепи, м/с	Шаг цепи, мм	Мощность, кВт	Произво-дительность м3/ч
ЭЦГ-200	200	2	300	0,8…1,25	100	2,0	12…18

 

 

 

8. Расчет потребности предприятия в электрической энергии и воде.

1. Расчет потребного количества электроэнергии.

 

Потребное количество электроэнергии N_Э, кВт определяется:

 

 

где k_С — коэффициент, учитывающий потери мощности, k_С=1,25…1,60;

∑Р_С — суммарная мощность силовых установок, кВт;

 

 

∑Р_В — то же, внутреннего освещения, кВт, ∑Р_В=5∙269,89+15∙318+9∙132+20∙72=8,75;

 

∑Р_Н — то же, наружного освещения, кВт, ∑Р_Н=1∙644+3∙837+5∙50=3,41;

 

Примечание: нормы расхода электроэнергии на 1м² берем по табл. 12 методических указаний.

 cosφ=0,75.

2. Определение общего расхода воды.

 

Общий расход воды определяется по формуле, м³:

где К_У=1,2;