《轉(zhuǎn)筒干燥器的總體與結(jié)構(gòu)設(shè)計和實現(xiàn)機械自動化專業(yè) 開題報告》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《轉(zhuǎn)筒干燥器的總體與結(jié)構(gòu)設(shè)計和實現(xiàn)機械自動化專業(yè) 開題報告（10頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、開題報告 題目： 轉(zhuǎn)筒干燥器的總體與結(jié)構(gòu)設(shè)計 一 選題的依據(jù)及意義 干燥的操作幾乎涉及到國民經(jīng)濟的所有部門，廣泛用于生產(chǎn)和生活之中。所謂干燥，一般是指從固體材料中使液體（主要是水份）揮發(fā)和分離的操作，也包括從液體或泥漿狀的物料中蒸發(fā)除去水分，以達到固體中失去水分的操作。其目的是除去某些原料、半成品以及成品中的水分或溶劑，以便于加工、使用、運輸、儲藏等。 干燥是消耗大量熱量的操作，在嚴格要求節(jié)省能源的今天，干燥所使用的熱源，若能把利用廢氣及剩余蒸汽等廉價的熱源作為方向，對于干燥機本身來說，即使熱效率降低，但對整體而言，還是經(jīng)濟的。另外，在進入干燥工序之前的前處理工序，能采

2、用降低水分的方法是經(jīng)濟的。 對于干燥操作來說，干燥器的選擇是非常困難而復(fù)雜的問題。因被干燥物料的特性、供熱的方法和物料及干燥介質(zhì)系統(tǒng)的流體動力學(xué)等必須全部考慮。由于被干燥物料的種類繁多，要求各異，決定了不可能有一個萬能的干燥器，只能選用最佳的干燥方法和干燥器形式。 在選擇干燥器型式時，要考慮下列因素： （1） 被干燥物料的性質(zhì)： （a）濕物料的物理特性；（b）干物料的物理特性；（c）腐蝕性 （d）毒性；（e）可燃性；（f）粒子大小；（g）磨損性。 （2） 物料的干燥特性： （a）濕分的類型； （b）初始和最終濕含量； （c）允許的最高干燥溫度； （d）產(chǎn)品的粒度分布

3、； （e）產(chǎn)品的色、光澤、味等。 （3）回收問題： （a）粉塵回收； （b）溶劑回收。 （4）用戶安裝地點的可行性問題： （a）空間是否能布置此干燥系統(tǒng)； （b）可用的加熱空氣的能源類型及電能； （c）排放的粉塵條件； （d）噪音； （e）干燥前后的銜接工序。 轉(zhuǎn)筒干燥器的主體是略帶傾斜并能回轉(zhuǎn)的圓筒體。濕物料從左端上部加入，經(jīng)過圓筒內(nèi)部時，與通過筒內(nèi)的熱風(fēng)或加熱壁面進行有效的接觸而被干燥，干燥后的產(chǎn)品從右端下部收集。在干燥過程中，物料借助于圓筒的緩慢轉(zhuǎn)動，在重力的作用下從較高的一端向較低的一端移動。筒體內(nèi)壁上裝有順向抄板（或類似的裝置），它不斷地把物料拋起又灑下，使物料

4、的熱接觸面表面增加，以提高干燥速率并促使物料向前移動。干燥過程中所用的熱載體一般為空氣、煙道氣或水蒸氣等。如果熱載體（如熱空氣、煙道氣）直接與物料接觸，則經(jīng)過干燥后，通常用旋風(fēng)除塵器將氣體中所夾帶的細粒物料捕集下來，非空氣則經(jīng)旋風(fēng)除塵器后放空。轉(zhuǎn)筒干燥器是最古老的干燥設(shè)備之一，但由于經(jīng)濟實用工作量大、效率較高，目前仍被廣泛使用于冶金、建材、化工等領(lǐng)域。 二 國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢 轉(zhuǎn)筒干燥器的主體是略帶傾斜并能回轉(zhuǎn)的圓筒體，濕物料由其一端加入，并經(jīng)過圓筒內(nèi)部時，與通過桶內(nèi)的熱風(fēng)或加熱壁面有效地接觸面而被干燥。轉(zhuǎn)筒干燥器是一種既受高溫加熱又兼?zhèn)漭斔偷娜蝿?wù)，在食品、冶金、建材、化工等行業(yè)都有

5、廣泛應(yīng)用。 實用干燥器的最小直徑為0.5米左右，最大為3米以上。長度短的為2米左右，長的可達50米。隨著中國加入WTO以及經(jīng)濟的高速增長，使得這些行業(yè)的產(chǎn)品激增，對轉(zhuǎn)筒干燥器也就不可避免的產(chǎn)生更大的需求。 長期以來，對轉(zhuǎn)筒干燥器的研究僅限于對干燥過程的試驗研究和提出數(shù)學(xué)模型，這些研究并不能完全揭示轉(zhuǎn)筒干燥器內(nèi)部物料的運動軌跡和熱力學(xué)參數(shù)的分部信息，常規(guī)的測試手段有很難測得，因而，對這種干燥器的運用和發(fā)展受到了一定的限制。在很長的時期內(nèi)，轉(zhuǎn)筒干燥器已經(jīng)沒有真正意義上的技術(shù)創(chuàng)新。在1996年，日本東京的Yamato Sankyo制造公司申請了一個新型轉(zhuǎn)筒干燥器的專利，其新穎之處在于干燥器從中心

6、管穿過多條分支管而噴射到旋轉(zhuǎn)的桶壁上，它不僅熱質(zhì)傳遞速率幾乎是其原來的兩倍，而且，據(jù)有尺寸小、結(jié)構(gòu)簡單、成本低等優(yōu)點，這是這些年來，在轉(zhuǎn)筒干燥器領(lǐng)域的主要創(chuàng)新。 轉(zhuǎn)筒干燥器與其他干燥器設(shè)備相比，生出能力大，可持續(xù)操作；結(jié)構(gòu)簡單，操作方便；故障少，維修費用低；適應(yīng)范圍廣，流體阻力小。可以用他干燥顆粒狀物料，對于那些附著性大的物料也很有利‘操作彈性大，生出上允許產(chǎn)品的流量有較大的波動范圍，不會影響產(chǎn)品的質(zhì)量；清掃容易。缺點是：設(shè)備龐大，一次性投資多，安裝、拆卸困難；熱損失較大，熱效率低；物料在干燥器內(nèi)部停留時間較長，物料顆粒之間的停留時間差異較大。 1 轉(zhuǎn)筒干燥器的國內(nèi)外現(xiàn)狀 目前，國內(nèi)使用

7、的轉(zhuǎn)筒干燥器與國外的型式基本相同。為了提高干燥性能，國內(nèi)外新型設(shè)備研制動向亦大體相似，即通過組合設(shè)置不同形狀的抄板，發(fā)展據(jù)有聯(lián)合裝置的轉(zhuǎn)筒干燥器。 按照干燥器物料的加熱方式，可將目前的轉(zhuǎn)筒干燥器分為五種類型，即接觸加熱式干燥器、間接加熱式干燥器、復(fù)合加熱式干燥器、蒸汽煅燒干燥器、噴漿造粒干燥器。 （1） 直接加熱式轉(zhuǎn)筒干燥器 此種干燥器內(nèi)部載熱體直接與被干燥物料接觸，主要靠對流傳熱，使用最廣泛。分為常規(guī)直接加熱轉(zhuǎn)筒干燥器、葉片式穿流轉(zhuǎn)筒干燥器和通氣管式轉(zhuǎn)筒干燥器三種。 常規(guī)直接加熱轉(zhuǎn)筒干燥器中被干燥的物料與熱風(fēng)直接接觸，以對流傳熱的方式進行干燥。按熱風(fēng)與物料之間的流動方向又分

8、為并流式和逆流式。在并流式中熱風(fēng)與物料移動方向相同，入口處溫度較高的熱風(fēng)與濕含量較高的物料接觸。因物料溫度處于表面汽化階段，故產(chǎn)品溫度仍然大致保持濕球溫度。出口側(cè)的物料雖然溫度在升高，但此時的熱風(fēng)溫度已經(jīng)降低，故產(chǎn)品的溫度升高不會太大，因此選用較高的熱風(fēng)入口溫度，不會影響產(chǎn)品的質(zhì)量。這對于那些熱敏性物料的干燥包括那些含有易揮發(fā)物料的干燥是很適宜的；對于耐高溫的物料，采用逆流干燥，熱利用率高。干燥器的空氣出口溫度在并流式中一般應(yīng)高于物料出口溫度的10——20℃。在逆流式中，如沒有明確規(guī)定，一般采用100℃作為出口的溫度較為合理。 常規(guī)直接加熱轉(zhuǎn)筒干燥器的筒體直徑一般為0.4——3m，筒體長度與

9、筒體直徑之比一般為4——10。干燥器的圓周速度為0.4——0.6m/s，空氣速度在1.5——2.5m/s范圍內(nèi)。 按照熱風(fēng)的吹入方式將葉片式穿流轉(zhuǎn)筒干燥器分為端面吹入型和側(cè)面吹入型兩種。上圖是端面吹入型的簡圖，其筒體水平安裝，沿筒體內(nèi)壁圓周方向等距離裝有許多從端面入口側(cè)向出口側(cè)傾斜葉片（百葉窗），熱風(fēng)從端部進入轉(zhuǎn)筒底部，僅從下部有料層的部分葉片間隙吹入筒內(nèi)，因此能有效地保證干燥在熱風(fēng)與物料的充分接觸下進行，不會出現(xiàn)短路現(xiàn)象。物料在傾斜的葉片和筒體的回轉(zhuǎn)作用下，由入口側(cè)向出口側(cè)移動，其滯留時間可用出口調(diào)節(jié)隔板調(diào)節(jié)。側(cè)面吹入型與端面吹入型不同的是筒體略帶傾斜安裝，大部分熱風(fēng)從開有許多小孔的筒體外

10、吹入筒內(nèi)，其方向與筒內(nèi)物料的移動方向成直角，再穿過三角形葉片的百葉窗孔進入料層。在回轉(zhuǎn)筒體內(nèi)壁四周裝有箱形殼體，并沿回轉(zhuǎn)筒體長度方向分成3——4個獨立的室。每個室都有獨立的鼓風(fēng)機、空氣加熱器以及進氣口和排氣口。熱風(fēng)溫度以及循環(huán)風(fēng)量、排氣量均能自行調(diào)節(jié)。這種類型的干燥器體積傳熱系數(shù)大，約為349——1745w/（m）；干燥時間短，約為10——30min；物料的填充率較大，約為20%——30%；裝置容積相對較小，料層阻力為98——588pa；通道風(fēng)速一般為0.5——1.5m/s；筒體的轉(zhuǎn)速為常規(guī)直接加熱轉(zhuǎn)筒干燥器的1/2左右；使用的熱風(fēng)溫度為100——300℃。在工業(yè)上常采用這種干燥器干燥粒狀、塊

11、狀或片狀物料，例如焦炭、壓扁干豆、砂糖等忌破壞的物料，此外，像塑料粒一類必須干燥到很低水分的物料以及像十片、低漿渣等密度小的物料，都可以用它來干燥。 通氣管式轉(zhuǎn)筒干燥器轉(zhuǎn)筒設(shè)計和安裝與常規(guī)式相同，不同的是筒內(nèi)設(shè)有安裝抄板，物料自進口端向出口端移動的過程中，始終處于轉(zhuǎn)筒的底部的空間中，形成一個穩(wěn)定的料層，因而減少了塵土的飛揚。熱空氣從端部進入不隨筒體轉(zhuǎn)動的中心管后，高速地從埋在料層中的粉質(zhì)管小孔中噴出，與物料強烈接觸。通氣管式干燥器的體積傳熱系數(shù)約是常規(guī)式的兩倍。轉(zhuǎn)筒的圓周速度約為常規(guī)式的1/2，在相同的生產(chǎn)能力下，干燥筒體的長度僅是常規(guī)式的1/2，因此大大降低了設(shè)備的費用。 （2）間接加熱

12、式轉(zhuǎn)筒干燥器 其載熱體不直接與被干燥的物料接觸，而干燥所需要的全部熱量都是經(jīng)過傳熱壁傳給被干燥的物料得。間接加熱轉(zhuǎn)筒干燥器根據(jù)熱載體的不同，分為常規(guī)和蒸汽式管式兩種。 常規(guī)間接加熱轉(zhuǎn)筒干燥器的筒體砌在爐內(nèi)，用煙道氣加熱外殼。筒內(nèi)設(shè)置一個同心圓筒。煙道氣進入外殼和爐壁之間的環(huán)狀空間后，穿過連接管進入干燥筒內(nèi)的中心管。常規(guī)直接加熱轉(zhuǎn)筒干燥器特別適用于干燥那些降速干燥階段較長的物料。因為它可以在相當(dāng)穩(wěn)定的干燥溫度下，使物料有足夠的停留時間，同時可以借助轉(zhuǎn)筒的回轉(zhuǎn)作用，有效的防止物料的結(jié)塊。該干燥器適用于干燥熱敏性物料，但不適用于粘性大，特別易結(jié)塊的物料。 蒸汽管間接加熱轉(zhuǎn)筒干燥器在干燥筒內(nèi)以

13、同心圓方式排列1——3圈加熱管，其一端安裝在干燥器出口處集管箱的排水分離室上；另一端用可以熱膨脹的結(jié)構(gòu)安裝在通氣頭的管板上。物料在干燥器內(nèi)受到加熱管的開舉和攪拌作用而被干燥，并借助干燥器的傾斜度從較高一段向較低一端移動，從設(shè)在端部的排料斗排出。該干燥器具有常規(guī)間接加熱轉(zhuǎn)筒干燥器的所有優(yōu)點，它的單位容積干燥能力是常規(guī)直接加熱式的3倍左右，熱效率高達80%——90%，物料的填充率為0.1——0.2。 （3）復(fù)合加熱式轉(zhuǎn)筒干燥器 該干燥器主要由轉(zhuǎn)筒和中央內(nèi)管組成。熱風(fēng)進入內(nèi)筒，由物料出口端折入外筒后，由原料供給端排出。物料則沿著外殼壁和中央內(nèi)壁的環(huán)狀空間移動。所需的熱量，一部分由熱空氣經(jīng)過內(nèi)筒傳

14、熱壁面，以熱傳導(dǎo)的方式傳給物料；另一部分通過熱風(fēng)與物料在外殼壁與中央內(nèi)筒的環(huán)狀空間中逆流接觸，以對流傳熱的方式傳給物料。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是：熱風(fēng)先通過內(nèi)筒，可以把夾帶的粉塵沉降下來，同時減少了對與周圍環(huán)境的熱損失，提高了熱量的有效利用率。 （4）蒸汽煅燒式干燥器 在蒸汽煅燒干燥器內(nèi)，一方面進行煅燒，一方面進行干燥，并設(shè)有自身返料裝置。熱量是通過設(shè)在回轉(zhuǎn)筒內(nèi)的翅片管蒸汽加熱而獲得。傳熱系數(shù)高，熱效率可達到75%，蒸發(fā)強度為150kg/ 。 （5）噴漿造粒干燥器 它將產(chǎn)品干燥和造粒在同一回轉(zhuǎn)圓筒中完成。料漿由噴嘴噴射到筒內(nèi)，筒體內(nèi)部設(shè)有返料螺旋抄板，使成品自身返料而減少返料倍

15、數(shù)，簡化流程，降低設(shè)備負荷，提高設(shè)備生產(chǎn)強度。 2 發(fā)展趨勢 隨著人們對轉(zhuǎn)筒干燥器的研究的不斷深入以及生產(chǎn)經(jīng)驗的不斷累積，一些問題將會得到進一步的解決，轉(zhuǎn)筒內(nèi)抄板的結(jié)構(gòu)形式對干燥器效果的影響，將得到進一步的研究。也將會為轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速、傾斜度、干燥介質(zhì)溫度、速度對干燥速率的影響，提供較為準確的最佳參數(shù)范圍。為進一步提高效率、降低能耗、優(yōu)化干燥器性能，提高控制水平和產(chǎn)品質(zhì)量，不斷增強在線檢測能力，計算機技術(shù)、專家系統(tǒng)將在轉(zhuǎn)筒干燥器的應(yīng)用領(lǐng)域得到進一步的應(yīng)用和發(fā)展。 三 原始資料及設(shè)計技術(shù)要求： （1）原始資料 1） 轉(zhuǎn)筒干燥器的設(shè)計規(guī)格φ1000×8000mm； 2） 轉(zhuǎn)筒干燥機

16、的其它主要技術(shù)參數(shù)：傾斜度3-5%；轉(zhuǎn)速3-8r/min;進氣溫≤700℃；功率7.5kw；生產(chǎn)能力0.8-2.5t/h；重量4t。 （2）轉(zhuǎn)筒干燥器的設(shè)計技術(shù)要求 1）根據(jù)主要技術(shù)參數(shù)設(shè)計轉(zhuǎn)筒干燥機的結(jié)構(gòu)（托輪、進出料裝置、傳動裝置與齒輪罩等）。 2）要求英文資料翻譯忠實原文。 3）要求完成的設(shè)計能滿足實際要求，圖面及文字說明表達簡潔、清晰、易讀懂，圖紙設(shè)計規(guī)范，符合制圖標準。能用于指導(dǎo)實際的生產(chǎn)、裝配。 4）要求畢業(yè)論文敘述條理清楚，設(shè)計計算正確，論文格式規(guī)范。 四 目標、主要特色及工作進度： 1 目標 通過這次對轉(zhuǎn)筒干燥器的總體與結(jié)構(gòu)的設(shè)計，學(xué)會利用查參考書和

17、某些圖表，正確計算零件的尺寸和一些參數(shù)。培養(yǎng)自己掌握一般機械設(shè)計的思路、設(shè)計方法和設(shè)計步驟。提高自己利用計算機繪圖二維草圖和三維實體模型的設(shè)計能力。 最終目標是：設(shè)計一個轉(zhuǎn)筒干燥器系統(tǒng)以及繪制轉(zhuǎn)筒干燥機總裝配圖，托架裝置、密封裝置、出料箱和筒體焊接的二維草圖。 2 主要特色 轉(zhuǎn)筒干燥器與其他干燥設(shè)備相比，具有如下優(yōu)點： 1.生產(chǎn)能力大，可連續(xù)工作； 2.結(jié)構(gòu)簡單，操作方便； 3.故障少，維修費用低； 4.適用范圍廣，可以用它干燥顆粒狀物料，對于那些附著性大的物料也很有利； 5.操作彈性大，生產(chǎn)上允許產(chǎn)品的產(chǎn)量有較大的波動范圍，不致影響產(chǎn)品的質(zhì)量； 6.清掃容易。 該干燥

18、器的缺點是： 1.設(shè)備龐大，一次性投資多； 2.安裝、拆卸困難； 3.熱容量系數(shù)小，熱效率低（但蒸汽管式轉(zhuǎn)筒干燥器熱效率高）； 4.物料在干燥器內(nèi)停留時間長，且物料顆粒之間的停留時間差異較大，因此不適合于對溫度有嚴格要求的物料。 3 工作進度 1．收集有關(guān)資料，寫出開題報告； 第1周 –第2周 2．外文翻譯(6000字符以上) ； 第3周 3．分析與研究：了解現(xiàn)有類似設(shè)備的工作原理，制訂設(shè)備工作原理圖。

19、 第4周-第5周 4．轉(zhuǎn)筒干燥機主要結(jié)構(gòu)設(shè)計及相關(guān)尺寸的計算。 第6周-第7周 5．轉(zhuǎn)筒干燥機各主要配件圖和總裝圖的繪制。 第8周-第10周 6．撰寫畢業(yè)論文一份 第11周-第12周 7．畢業(yè)設(shè)計審查、畢業(yè)答辯 第13周 五 參考文獻 ［1］. 王大康，盧頌峰.機械設(shè)計課程設(shè)計. 北京：北京工業(yè)大學(xué)出版社，2002，2。 ［2］. 汪愷.機械

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