tính toán thiết kế trạm trộn bê tông nhựa nóng

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h

LỜI NÓI ĐẦU
Đồ án tốt nghiệp là nhiệm vụ của mỗi sinh viên nói chung và sinh viên Máy Xây
Dựng –Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải nói riêng cần phải hoàn thành trước
khi ra trường.Trong quá trình làm đồ án mỗi sinh viên phải vận dụng những kiến
thức mà các thầy, các cô đã trang bị cho trong quá trình học tập, cùng với kiến thực
tế trong quá trình sản suất.
Đối với em là sinh viên năm cuối, để chuẩn bị kết thúc khoá học và ra trường. Em
đã được nhận đề tài tốt nghiệp “ Tính toán thiết kế trạm trộn bê tông nhựa nóng
năng suất 80 T/h’’
Dưới sù hướng dẫn và giúp đỡ rất nhiệt tình của thầy giáo:
PGS.TS: Nguyễn Đăng Điệm.
Cùng các thầy các cô trong bộ môn Máy Xây Dựng – Trờng Đại Học Giao Thông
Vận Tải, qua quá trình thực tế tại công ty Cầu Thăng Long ,Công ty Cơ Khí ôtô
mùng 1-5 và mét số nơi khác cùng với sự nỗ lực của bản thân, đến nay em đã hoàn
thành đồ án tốt nghiệp theo đúng tiến độ được giao.
Do thời gian và trình độ còn hạn chế nên trong quá trình làm đồ án em không thể
tránh khỏi những sai sót .Em rất mong sự đóng góp giúp đỡ của quý thầy cô cùng
bạn đọc để em có thêm chiều sâu kinh nghiệm.
Trong quá trình học tập tại trờng, em xin chân thành cảm ơn ban giám hiệu nhà
trường, các ban ngành, các khoa và các thầy các cô đã giúp đỡ và trang bị cho em
những kiến thức trong những năm học học tập tại trường
Em xin chân thành cảm ơn các thầy các cô trong bộ môn Máy Xây Dựng và Xếp
Dỡ và đặc biệt là thầy giáo :
PGS.TS: Nguyễn Đăng Điệm.
đã hướng dẫn rất tận tìnhvà giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp.
Em xin kính chúc ban giám hiệu nhà trường,các thầy cô giáo trong trường cùng các
thầy các cô trong bộ môn Máy Xây Dựng và Xếp Dỡ : Sức khoẻ và công tác tốt.
Em xin chân thành cảm ơn.
Hà nội ngày 15 tháng 05 năm 2009

Sinh viên
Bùi Anh Cường.
SV: Bùi Anh Cường 1 Líp :Máy Xây Dựng A - K45
Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h

CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG LỌC BÔI CHO TRAM TRỘN
BTNN CÔNG SUẤT 80T/H
1.1. Lựa chọn các phương án
Trong các trạm trộn BTNN thường người ta sử dụng mét trong các phương pháp
lọc bụi đó là:
+ Phương pháp lọc bôi bằng xiclô khô .
+ Phương pháp kết hợp giữa lọc bụi bằng xiclô khô và lọc túi vải .
+ Phương pháp lọc bôi kết hợp giữa xiclô khô và tháp phun kiểu ướt .
1.1.1. Phương pháp lọc bụi bằng xiclô khô :
Bụi từ trong tang sấy và sàng được quạt hút dẫn tới một hệ thống các xiclô lắng
bụi khô với các kích thước khác nhau.Khi dòng khí mang bụi đi từ đường ống dẫn
vào trong các xiclô.Do hai nguyên nhân Sù tăng lên đột ngột về tiết diện lưu thông
của dòng khí trong các xiclô làm cho vận tốc dòng khí mang bụi giảm đột ngột và
lực quán tính ly tâm tác động lên hạt bụi khi bụi chuyển động xoáy ốc trong thân
tháp Ðp hạt bụi lên thành trong của thân tháp làm cho động năng của các hạt bụi
trong dòng khí thải bị giảm đột ngột .Phần động năng còn lại của hạt bụi sau vài lần
bị giảm liên tục không còn “đủ sức” để thắng được tác dụng của trọng lực lên hạt
bụi,nhờ đó hạt bụi bị giữ lại trong thiết bị . Bản chất của phương pháp lọc bụi bằng
Xiclô khô là giữ bụi nhờ việc làm giảm hoặc mất hoàn toàn động năng của bụi
chính vì thế đối tượng tác dụng tới của nó chỉ là những hạt bụi có khối lượng tương
đối lớn còn lại những hạt bụi có kích thước nhỏ , khối lượng nhỏ hầu như không
được giữ lại trong thiết bị .Điều này cũng có nghĩa là hiệu quả lọc của thiết bị này
thấp chưa đáp ứng được đòi hỏi đặt ra đối với việc bảo vệ sức khoẻ con người và
môi trường .Để xử lý khói bụi phát thải từ trạm BTNN cần có sự kết hợp với thiết

bị khác nữa ở cấp độ lọc cao hơn . (Hình 1.1)

SV: Bùi Anh Cường 2 Líp :Máy Xây Dựng A - K45
Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h

+Ưu điểm :
- Kết cấu của hệ thống đơn giản , dễ chế tạo .
- Giá thành rẻ.
+Nhược điểm:
-Hiệu quả lọc bụi không cao.
-Không lọc được bụi nhỏ .
-Không có tác dụng giảm nhiệt khí phát thải và khử khí độc hại
10
8
3
1
2
6
7
5
11
9
4
Hình 1.1 . Lọc bụi bằng xiclô khô.
SV: Bùi Anh Cường 3 Líp :Máy Xây Dựng A - K45
Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h

1-Đế quạt ; 2- Quạt hút; 3- Dẫn buị vào quạt; 4- giá đỡ; 5- Các xiclô lọc bụi khô;6-
Băng xoắn vít; 7- Đường dẫn bụi vào xiclô ; 9- Động cơ; 10- Dây chằng ống khói;
11- ống khói.

1.1.2. Phương pháp lọc bụi kết hợp giữa lọc bụi bằng xiclô khô và lọc túi vải:
Khói bụi từ tang sấy và từ sàng được dẫn theo đường ống vào xiclô lắng bụi khô.
Tại đây, những hạt bụi to sẽ bị giữ lại đáy của xiclô lắng bụi khô còn khói và các
hạt bụi nhỏ tiếp tục được dẫn vào tháp tách bụi .Tháp tách bụi là một buồng trong
đó có rất nhiều các ống túi vải nhỏ có đường kính khoảng15 – 20 cm .
Do có sự tác động tương hỗ giữa những hạt bụi và vật liệu lọc của túi vải mà chủ
yếu là ba tác động chính :va đập quán tính ,thu bắt do tiếp xúc và khuyếch tán nhờ
đó mà hạt bụi được giữ lại trong thiết bị bám vào thành túi vải và rơi xuống đáy của
tháp tách, sau đó được băng xoắn vít dẫn ra ngoài .khí sạch sẽ được quạt hút đưa ra
ngoài không khí bằng đường ống thoát khói.(Hình 1.2) .
Các tác động tương hỗ giữa bụi và túi lọc phụ thuộc vào kích thước và vận tốc của
hạt, loại vật liệu lọc cũng nh sự có mặt của các lực tĩnh điện , lực trọng trường cũng
nh lực nhiệt.
SV: Bùi Anh Cường 4 Líp :Máy Xây Dựng A - K45
Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h

10
8
12
2
1
6
3
5
7
11
9
4

Hình 1.2 . Lọc bụi kết hợp giữa lọc bụi bằng xiclô khô và lọc túi vải.

1-Đế quạt ; 2- Quạt hút; 3- ống nối đứng; 4- giá đỡ; 5- Các xiclô lọc bụi khô;
6-Băng xoắn vít; 7- ống dẫn khói bụi; 8- ống ngang; 9-Động cơ; 10- Dây chằng ống
khói; 11- ống khói; 12- Buồng túi vải
+Ưu điểm :
-Hiệu quả lọc bụi rất cao .
+Nhược điểm:
-Kết cấu phức tạp , buồng túi vải có kích thước rất lớn .
-Sức cản khí động học của túi lọc khá lớn gây ra tổn thất áp suất
lớn trong hệ thống .
-Năng suất lọc thấp .
-Túi vải cần phải được thay thế mới sau một thời gian hoạt động .
SV: Bùi Anh Cường 5 Líp :Máy Xây Dựng A - K45
Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h

-Giá thành thiết bị cũng nh chi phí cho thiết bị trong quá trình sử
dông cao .
1.1.3.Phương pháp lọc bụi kết hợp giữa xiclô khô và tháp phun kiểu ướt :
Hình 1.3. Lọc bụi kết hợp giữa xiclô khô và tháp phun kiểu ướt .
1-Đế quạt kiểu móng nổi; 2- Quạt hút bụi; 3- ống nối đứng; 4- Chân xiclô; 5-
Xiclô lọc bụi; 6- Vít tải dẫn bụi xả; 7- ống dẫn khói bụi từ tang sấy;8- ống đầu tang
sấy; 9- ống cong dẫn khói và bụi nhỏ; 10- ống dẫn bụi từ sàng vật liệu; 11- ống
hút bụi buồng trộn; 12- ống nối từ quạt sang lọc ướt; 13- Bồn dập bụi bằng nước;
14- Tháp tách nước; 15- ống khói; 16- dây chằng ống khói; 17- Bép phun
nước dập bụi; 18- Đường ống dẫn nước; 19- Bơm nước ; 20 – ống xả bùn.
Bụi từ tang sấy và sàng phân loại được dẫn vào xiclô lắng bụi khô .Tại đây,
những hạt bụi to sẽ được giữ lại và rơi xuống đáy của xiclô lắng bụi khô .Khói và
bụi nhỏ tiếp tục được quạt hút đưa tới tháp dập bụi ướt .Tại đây bụi được giữ lại là
do tác động kết hợp của hai nguyên nhân:
SV: Bùi Anh Cường 6 Líp :Máy Xây Dựng A - K45
Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h

-Sự giảm động năng đột ngột của hạt bụi khi tiết diện dòng khí thay đổi đột ngột
(bụi lúc này được kết hợp với nước nên khối lượng là đáng kể , do đó tác dụng của
trọng lực lên các hạt bụi nhỏ cũng được quan tâm ).
-Lực quán tính ly tâm tác động lên hạt bụi khi bụi chuyển động xoáy ốc trong thân
tháp Ðp hạt bụi lên thành trong của thân tháp kết hợp với nước được phun ra từ
bép phun dưới dạng xương mù ( bép phun được bố trí trong thân tháp ) tạo thành
dạng bùn chảy trên thân trong của tháp phun ra thap tách nước rồi được thải ra
ngoài .
Phần còn lại là khí sạch qua ống khói ra ngoài môi trường .
+Ưu điểm:
-Dễ chế tạo ,giá thành thấp , hiệu quả lọc cao .
-Có thể lọc được bụi có kích thước nhỏ .
-Có thể làm việc với khí có nhiệt độ và độ Èm cao mà một số
thiết bị lọc bụi khác không thể đáp ứng được .
-Không những lọc được bụi mà còn lọc được cả khí độc hại nhờ
quá trình hấp thụ , bên cạnh đó nó còn được sử dụng như thiết bị
làm nguội và làm Èm khí trong nhiều trường hợp .
+Nhược điểm:
-Bụi được thải ra dưới dạng cắn bùn do đó có thể làm phức tạ cho
hệ thống thoát nước và xử lý khí thải .
-Dòng khí thoát ra từ đường ống có độ Èm cao và có thể mang
theo cả những giọt nước làm han gỉ đường ống , ống khói và các
bộ phận khác ở phía sau thiết bị lọc .
Từ các phương pháp lọc bụi trên ta thấy phương pháp lọc bôi kết hợp giữa xiclô
khô và tháp phun kiểu ướt có ưu điểm hơn hẳn các phương pháp khác và hiện nay
đang được sử dụng rất rộng rãi trong các trạm trộn BTNN .
SV: Bùi Anh Cường 7 Líp :Máy Xây Dựng A - K45
ỏn tt nghip Tớnh toỏn thit k trm trn BTNNnng sut 80T/h

1.2. Tớnh toỏn thit k h thng lc bi kiu t cho trm trn btnn nng sut
80T/h
1.2.1. Tính toỏn qut giú
1.2.1.1. Tớnh toỏn nng sut qut hỳt.
Qut hỳt cú tỏc dng hỳt ht khúi bi khớ chỏy, hi ẩm do quỏ trỡh i chỏy v
sy vt liu, hỳt bi t sng vt liu, m bo cho quỏ trỡnh t núng v sy vt liu
n nh.
Nng sut qut hỳt c tớnh theo cụng thc 9-44 TL [1]
Q
h
=(2 ữ 3)V.G (m/h)
Trong ú:
V l lng khụng khớ cn t chỏy 1kg nhiờn liu (m/kg nhiờn liu).
G l lng nhiờn liu tiờu hao cho 1h lm vic nú ph thuc vo nng sut
trm v ẩm ca vt liu.
1.2.1.1.1. Tớnh ln nhiờn liu tiờu hao.
tớnh toỏn lng nhiờn liu tiờu hao 1h lm vic ca trm ta tin hnh tinh
toỏn tn tht nhit cho tang sy.
V
ù
n
g

3
V
ù
n
g

2

V
ù
n
g

1
H
Ư
ớn
g
th
o
át
ẩ
m
Dò
n
g
v
ật
li
ệu
v
à
o
Hỡnh2.1 Tớnh toỏn nhit tang sy.
SV: Bựi Anh Cng 8 Lớp :Mỏy Xõy Dng A - K45
Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h

Theo chiều chuyển động thì nhóm vật liệu đều được tách Èm và tăng nhiệt độ

do cấp liệu từ ngọn lửa. Quá trình cấp liệu trong tang sấy gồm 3 giai đoạn:
- Giai đoạn I (sấy trước): Cấp nhiệt để nâng nhiêt độ của vật liệu và hơi Èm từ
nhiệt độ môi trường lên nhiệt độ t
1
=95
0
C.
- Giai đoạn II (tách Èm, nâng nhiệt): Cấp nhiệt để làm bay hơi Èm chứa
trong vật liệu, nâng nhiệt độ vật liệu và hơi Èm từ 95
0
C lên nhiệt độ t
2
=100
0
C.
- Giai đoạn III là giai đoạn nung nóng vật liệu: Cấp nhiệt để nâng nhiệt độ
vật liệu từ t
2
đến nhiệt độ làm việc trung bình t
3
=225
0
C.
a, Chi phí nhiệt lượng cho giai đoạnI:
Chi phí nhiệt lượng cho giai đoạnI được xác định theo công thức (9-31)
TL[1].
Q
1
= C
1

´
.
Π
(t
1
-t
0
) + C
1
"
.W.
Π
(t
1
-t
0
) ( Kcal/h)
Với:C
1
´
Nhiệt dung riêng của cát C
1
´
=0,2 (Kcal/kg.
0
C)
C
1
"
Nhiệt dung riêng của nước C

1
"
= 0.47 (Kcal/kg.
0
C)
W độ Èm chứa trong vật liệu chuă sấy: W=5% =0,05
Π
năng suất (kg/h):
Π
= 80 (T/h) = 80.10
3
(kg/h)
t
0
là nhiệt độ môi trường t
0
=20
0
C.
t
1
là nhiệt vật liệu ở giai đoạn I: t
1
=95
0
C
Thay số vào ta có:
Q
1
=0,2.80.103.(95-20) + 0,47.0,05.80.10

3
.(95-20)
Q
1
= 1341.10
3
(Kcal/h)
b, Chi phi nhiệt lượng cho giai đoạn II.
Chi phí nhiệt lượng cho giai đoạn II được xác định theo công thức (9-31) TL[1].
Q
2
= W.
Π
.r + C
1
"
.W.
Π
(t
2
- t
1
) + C
1
´
.
Π
(t
2
- t

1
) (Kcal/h)
Trong đó: r là nhiệt hoá hơi của nước r=542 (Kcal/kg)
Thay số vào ta có:
SV: Bùi Anh Cường 9 Líp :Máy Xây Dựng A - K45
Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h

Q
2
= 0,05.80.10
3
.542 +0,47.80.10
3
.0,05.(100-95) + 0,2.80.10
3
.(100-95)
Q
2
= 2257,4.10
3
(Kcal/h)
c,Chi phí nhiệt lượng cho giai đoạn III.
Chi phí nhiệt lượng cho giai đoạn III được tính theo công thức (9-32) TL [1].
Q
3
= C
1
´
.
Π

.(t
3
-t
2
) (Kcal/h)
Thay sè ta có:
Q
3
= 0,2.80.10
3
.(225-100)
Q
3
=2000.10
3
(Kcal/h).
d,Chi phí nhiệt lượng do truyền qua tang sấy.
Chi phí nhiệt lượng do truyền qua tang sấy được tính theo côg thức(9-34) TL
[1].
Q
4
= K
f
.F.(t
m
-t
0
) (Kcal/h)
Trong đó: K
f

là hệ số truyền nhiệt K
f
= 20.
t
m
là nhiệt độ trung bình của vỏ tang sấy t
m
=1500C.
t
0
lànhiệt độ môi trường t
0
=200C.
F là diện tích bề mặt vỏ tang sấy(m
2
).
F =
. .D L
π
(m
2
)
Với D là đường kính tang sấy vơi trạm 80T/h thì D=1,8 (m).
L là chiều dài tang sấy với trạm 80T/h thì L=6,5 (m).
F=3,14.1,8.6,5 = 36,8 (m
2
).
Thay số vào ta có:
Q
4

= 20.36,8.(150-20) =95,5.10
3
(Kcal/h).
e,Tổng nhiệt lượng tiêu thụ (Q).
Q = Q
1
+Q
2
+Q
3
+Q
4
( Kcal/h)
Thay sè ta có:
Q = 1341.10
3
+2257,4.10
3
+2000.10
3
+95,5.10
3
SV: Bùi Anh Cường 10 Líp :Máy Xây Dựng A - K45
Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h

Q = 5694(Kcal/h).

- Lượng nhiên liệu hữu Ých(Q
g
) khi đót cháy 1kg nhiên liệu theo công thức

(9-36) TL[1].
Q
g
=Q
0
.
η
(Kcal/kg)
Với Q
0
là nhiệt lượng toả ra khi đốt cháy 1kg nhiên liệu (Kcal/kg).
Với đầu đốt FO: Q
0
=10200(Kcal/kg).
η
là hiệu suất truyền nhiệt trong tang sấy:
η
=0,9.
Thay số vào ta có:
Q
g
= 10200.0,9
Q
g
= 9180 (Kcal/kg).
- Lượng nhiên liệu cần thiết để sấy đốt vật liệu từ nhiệt độ môi trường (20
0
C) lên
đến nhiệt độ làm việc 2250C với độ Èm W = 5%là:
Theo công thức(9-73) TL [1].

G =
g
Q
Q
=
3
5694.10
9180

G= 625 (kg/h).
1.2.1.1.2.Lượng không khí cần thiết cho quá trình đốt cháy 1kg nhiên liệu.
a, Các phản ứng cháy.
Đối với nhiên liệu lỏng những thành phần cháy được bao gồm: Các bon, Hydro,
lưu huỳh.Quá trình xảy ra theo các phản ứng sau:
- Khi các bon cháy hoàn toàn:
C + O
2
=CO
2
+ Q
c
(3.1)
- Khi các bon không cháy hoàn toàn:
C +
1
2
O
2
= CO + Q
c1

(3.2)
- CO hình thành cháy tiếp theo phản ứng:
SV: Bùi Anh Cường 11 Líp :Máy Xây Dựng A - K45
Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h

CO +
1
2
O
2
= CO
2
+ Q
c2
(3.3)

Nhiệt lượng toả ra: Q
c
= Q
c1
+ Q
c1
(3.4)
- Hyđrô cháy theo phản ứng:
H
2
+
1
2
O

2
= H
2
O (3.5)
- Phản ứng cháy của Lưu huỳnh:
S + O
2
= SO
2
(3.6)
b, Lượng không khí cần thiết.
Từ các phản ứng trên ta thấy rằng ở điều kiện tiêu chuẩn để đốt cháy C, H
2
,S
ta có lượng oxi cần thiÕt nh sau:
- Đối với Cacbon:
C + O
2
= CO
2
Nghĩa là: 1Kmol 1Kmol 1Kmol
Vậy để đốt cháy 1kg C thì cần thể tích oxi là: Vo
2
=
1
12
.22,4 =1,87 (m
3
)
- Đối với hidro:

H
2
+
1
2
O
2
= H
2
O
1Kmol 0,5Kmol 1Kmol
Vậy để đốt cháy 1kg Hydro cần thể tích oxi là: Vo
2
=
1
2
.0,5.22,4 = 5,6 (m
3
)
- Đối với Lưu huỳnh:
S + O
2
= SO
2
1Kmol 1Kmol 1Kmol
Vậy để đốt cháy 1kg Lưu huỳnh cần thể tích oxi là: Vo
2
=
1
32

.22,4 = 0,7(m
3
)
Nếu gọi thành phần hoá nhiên liệu của dầu FO là:
SV: Bùi Anh Cường 12 Líp :Máy Xây Dựng A - K45
Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h

C
lv
thành phần các bon làm việc.
H
lv
thành phần hidro làm việc.
S
lv
thành phần lưu huỳnh làm việc.
Vậy lượng Oxi để đốt cháy 1kg nhiên liệu có thành phần là:C
lv
, H
lv
,S
lv
.Nghĩa
là phải đốt cháy: (C
lv
/100) kg C, (H
lv
/100)kg H
2
, (S

lv
/100) kg S thì cần:
1,87 5,6 0,7
100 100 100
lv lv lv
C H S
 
     
+ +
 
 ÷  ÷  ÷
     
 
m
3
tc O
2
.
Mà trong 1kg nhiên liệu lại có sẵn Oxi có phần trăm khối lượng là:O
lv
.
Vậy thể tích Oxi có trong 1kg nhiên liệu là: (O
lv
/100).22,4:32 =(O
lv
/100).0,7(m
3
)
Lượng Oxi cần đưa vào để đốt cháy 1 kg nhiên liệu là:
Vo

2
=
1,87 5,6 0,7 0,7
100 100 100 100
lv lv lv lv
C H S O
 
       
+ + −
 
 ÷  ÷  ÷  ÷
       
 
(m
3
tc). (1)
Mặt khác ta biết trong không khí Oxi chiếm 21% thể tích không khí nên ta có
lượng Oxi cần thiết để đốt cháy 1kg nhiên liệu là:
V
0
=Vo
2
(100/21) (m
3
tc/kg) (2)
Nh vậy, ta có thể tính toán lượng không khí cần thiết cho sự cháy trong quá
trình đốt dầu FO. Lượng không khí cần thiết để đảm bảo sự tán sương tốt trong quá
trình cháy, để sinh nhiệt sấy nóng cốt liệu đá cát trong tang sấy.Việc tính lương
không khí lý thuyết dựa vào các phản ứng cháy (3.1), (3.2), (3.3), (3.4), (3.5), (3.6).
Thành phần nhiên liệu dầu Fo nh bảng 3-2 ta có theo tài liệu [5].

Bảng 3-2 thành phần làm việc của dầu FO
Thành phần làm việc C
lv
H
lv
S
lv
O
lv
N
lv
A
lv
W
lv
Thành phần khối lượng,% 84,18 9,86 1,6 1,48 1,48 0,2 1,2
Vì hàm lượng N
lv
, A
lv
, W
lv
nhá ta có thể bỏ qua.
Vậy thay vào (1) ta có :
SV: Bùi Anh Cường 13 Líp :Máy Xây Dựng A - K45
700
500
400
Ø 705
1620

1440
Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h

Vo
2
=
84,18 9,86 1,6 1,48
1,87 5,6 0,7 0,7
100 100 100 100
 
       
+ + −
 ÷  ÷  ÷  ÷
 
       
 
= 2,86 (m
3
tc)
Vo
2
=2,86 (m
3
tc).
Thay vào (2) ta được lượng không khí can thiết V
0
là:
V
0
= 2,86.(100/21) =13,62 (m

3
/kgnl).
Khi kể tới độ hở và sự cháy không hết của nhiên liệu thì ta phải tính thêm hệ số
α với α=1,35
Vậy lượng không khí thực tế cần thiết là:
V = α.V
0
= 1,35.13,62 = 18,4 (m
3
/kg)
Vậy năng suất quạt hút là:
Q
h
=3.G
nl
.V =3.625.18,4 = 34500 (m
3
/h)
Tra bảng 7 tài liệu [2] ta chọn được quạt hút:
Ký hiệu: BD -12
Tốc độ vòng quay : n = 900 v/p
Tiết diện cửa vào : Hình tròn
( D = 705 mm )
Tiết diện cửa ra : hình chữ nhật
kích thước 400x500 mm
Hiệu suất quạt :
η
= 0,5
÷
0,7

1.2.1.2. Điều chỉnh lưu lượng quạt.
Khi động cơdẫn động quạt hút bắt đầu hoạt động nếu như ta không điều chỉnh
lưu lượng quạt tức là để động cơ hoạt động toàn tải thì sẽ gây sụt áp lớn vì vậy ta
SV: Bùi Anh Cường 14 Líp :Máy Xây Dựng A - K45
Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h

phải có phương pháp điều chỉnh lưu lượng quạt để động cơ hoạt động với tải trọng
ban đầu nhỏ .
Có hai phương pháp điều chỉnh phụ tải thường được sử dụng:
+ Giữa nguyên lưu lượng thể tích, điều chỉnh nhiệt độ đầu vào.
+ giữ nguyên nhiệt độ đầu vào, điều chỉnh lưu lượng quạt.
Với quạt hút gió trong trạm trộn bê tông nhựa việc điều chỉnh nhiệt độ cấp vào
là rất khó vì vậy ta chỉ có thể điều chỉnh lưu lượng quạt. Việc điều chỉnh việc điều
chỉnh lưu lượng quạt có thể diều chỉnh phù hợp với tải nên có thể tiết kiệm năng
lượng vận hành.
Để điều chỉnh lưu lượng quạt người ta có thể sư dụng các phương pháp sau:
+ Lắp đặt cơ cấu điều chỉnh lưu lượng đầu ra của quạt.
+ Thay đổi tốc độ động cơ kéo quạt.
+ Lắp van điều chỉnh độ hở miệng hút.
việc điều chỉnh tốc độ động cơ kéo quạt tuỳ theo phụ tải yêu cầu là phương
pháp tốt nhất trong các phương pháp trên. Nhưng cho đến hiện nay có nhiều cách
thực hiện mục tiêu này, tuy nhiên hầu hết các biện pháp đều khá đát tiền và rất
phức tạp. Vì vậy ta chọn phương pháp điều chỉnh tốc độ mở van điều chỉnh miệng
hút của quạt vì phương pháp này đơn giản có thể điều chỉnh dễ dàng.
Hình 2-2 bố trí van điều chỉnh miệng hút
SV: Bùi Anh Cường 15 Líp :Máy Xây Dựng A - K45
Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h

T©m chØnh ë cña vµo
T©m chØnh ë cña vµo
1.2.1.3.Tính toán công suất quạt.
Để tính toán công xuất quạt gió ta phải xác định tổn hao áp suất trên các đoạn
ống dẫn.
1.2.1.3.1.Tổn hao áp suất trên đoạn từ xiclô tới quạt gió.
a, Tổn hao áp suất do ma sát.
Tổn hao áp suất do ma sát ở doạn ống thẳng có tiết diện không đổi phụ thuộc
vào tốc độ chuyển động của dòng không khí, kích thước chiều dài đoạn ống dẫn,
Độ nhẵn bề mặt trong ống. Ta có thể tính toán độ tổn thất do ma sát ∆P
ms

bằng cách
biểu diễn mối quan hệ giữa ∆P
ms
và các thông số khác bằng công thức sau:
∆P
ms

=
2
. .
.
.2
l
V
d g
λ γ
(mmH
2

O)
Trong đó: ∆P
ms

là tổn thất áp suất do ma sát.
λ : Hệ số trở lực ma sát.
γ : Không lượng riêng không khí(γ =1,2 Kg/m
3
).
SV: Bùi Anh Cường 16 Líp :Máy Xây Dựng A - K45
Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h

l : Chiều dài ống dẫn (m).
l là khoảng cách từ chiều dài ống dẫn tới quạt gió phụ thuộc vào cách bố trí
mặt bằng nơi lắp dựngcác thiết bị
Ta chọn theo kích thước thực tế với trạm 80 T/h ta chọn l=8m.
d
: Đường kính ống dẫn đầu vào quạt gió , theo kích thước quạt
hút đã chọn : d = 0,705 ( m ) .
V
: Vận tốc chuyển động của dòng không khí trong ống dẫn
Thông thường trong trạm trộn BTNN vận tốc dòng không khí trong ống là :

V
= 18 ( m/s )
Hệ số trở lực ma sát
λ
là một hàm phụ thuộc vào độ nhẵn bề mặt trong của ống ,
tốc độ của dòng khí lưu thông , độ nhớt động học của không khí, đường kính và
chiều dài của ống dẫn.

Đối với các ống mà bề mặt trong hơi nhám ta có:
2
7
log81,1
1
1








+
=
d
K
e
e
R
R
λ
( 2 )
Trong đó:
R
e
: Hệ số Reynolds (lấy R
e
= 10

5
)
K
1
: Hệ số gồ ghề trung bình , m
Loại ống K
1
.10
3
, mm
Kéo liền 0 – 0,2
Mới , Sạch 3 – 10
Không bị gỉ 6 – 20
Tráng kẽm , mới 10 – 30
Chọn K
1
= 10 ( m)
Thay số vào ( 2 ) ta có :
SV: Bùi Anh Cường 17 Líp :Máy Xây Dựng A - K45
Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h

2
7
log81,1
1
1









+
=
d
K
e
e
R
R
λ
=
2
5
5
7
705,0
10
10
10
log81,1
1













+
= 0,23
Thay số vào ( 1) ta có:
∆
P
ms
= 0,23
2
6.12
18
0,705.2.9,81
= 388 (N/m
2
)

b,Tổn thất áp suất do chuyển đổi hướng.
Khi dòng không khí chuyển động trong ống dẫn ngoài tổn thất áp suất do ma sát
giữa không khí và thành ống , sự chuyển đổi hướng chuyển động của dòng không
khí cũng gây ra tổn thất áp suất
Trong trường hợp này ta gọi trở lực cục bộ là nguyên nhân gây ra các tổn thất đó.
Tổn thất áp suất cục bộ do chuyển đổi hướng chuyển động của dòng không khí
được xác định công thức ( 6.15 , TL[ 6 ] )
∆
P

cb
=
2
.2
V
g
γ
β
(N/m
2
) ( 3 )
Trong đó:
∆
P
cb
: Tổn thất áp suất cục bộ , N/m
2
β
: Hệ số trở lực cục bộ
γ
: Khối lượng riêng của không khí .
γ
= 12 N/m
3

g
: Gia tốc trọng trường ( g = 9,81 m/s
2
)
V

:Vận tộc không khí trong ống( V = 18 m/s )
SV: Bùi Anh Cường 18 Líp :Máy Xây Dựng A - K45
d
R
Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h

Với đoạn ống dẫn từ xiclô lắng bụi khô đến quạt gió ta chọn ống có tiết diện
tròn,lắp ghép từ n=5 đoạn nhỏ và tỷ số R/D = 1,5
Tra bảng (8.9 , TL[6]) tìm được hệ số trở lực cục bộ :
β
=0,24 .
Thay số vào công thức ( 3 ) ta được:
∆
P
cb1
= 0,5
2
12
18
2.9,81
= 100( N/m
2
).
Trên đoạn ống này có 3 đoạn cong vậy tổng tổn thất cục bộ trên đoạn ống này là:
∆
P
cb
= 3 .
∆
P

cb1
= 3 . 100 = 300 (N/m
2
)
Vậy tổng tổn hao trên đoạn này:
∆
P
1
=
∆
P
ms
+
∆
P
cb
= 388 + 300= 688 (N/m
2
) .
1.2.1.3.2. Tổn hao áp suất trên đường ống từ tang sấy tới xiclô.
a,Tổn thất ma sát trên đoạn ống này được xác định theo công thức( 6.8 , TL[ 6 ] ):
∆
P
ms
=
2
2.
.
V
gd

l
γ
λ
( N/m
2
) ( 4 )
Trong đó:
d
: Đường kính đoạn ống dẫn , m
Vì đoạn ống khói bụi từ tang xấy vào xiclô có tiết diện hình chữ nhật nên ta phải
tính đường kính tương đương . Dạng kết cấu đường ống dẫn vào xiclô là tiết diện
hình chữ nhật có các kích thước
b
a
= 1,5
÷
2 .
Trong đó :
b
: là kích thước dọc theo đường sinh của xiclô .
Chọn kích thước thực tế : b = 400 mm ; a = 600 mm
Đường kính tương đương của đoạn ống này được xác định theo công thức :
SV: Bùi Anh Cường 19 Líp :Máy Xây Dựng A - K45
Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h

d
td
= 1,3
( )
( )

8
1
2
5
.






+ ba
ba
= 1,3
( )
( )
8
1
2
5
4,06,0
4,0.6,0






+
= 0,533 ( m )

l
: chiều dài đoạn ống dẫn tới xiclô lắng bụi khô
Chọn sơ bộ l = 7 m .
γ
: Khối lượng riêng của không khí (
γ
= 1,2 N/m
3
) .
V
: Vận tốc dòng không khí (
V
= 18 m/s ) .
λ
: Hệ số trở lực ma sát .
2
5
5
2
1
7533,0
10
10
10
log81,1
1
7
log81,1
1













+
=












+
=
td
e
e

d
K
R
R
λ
= 0,188
Thay số vào công thức ( 4 ) ta có:
∆
P
ms
=
2
7.12
0,188 18
0,533.2.9,81
= 490 ( N/m
2
)
b, Tổn thất cục bộ do mở rộng đột ngột tại cửa vào xiclô lắng bụi khô.
Khi dòng không khí vào tới xiclô do tiết diện mở rộng đột ngột nên xảy ra tổn thất
áp suất cục bộ được xác định theo công thức ( 8.8 , TL[ 6 ] ):
∆
P
cb1
=
β
. P
d
( N/m
2

) .
Trong đó:
β
: Hệ số tổn thất áp suất cục bộ .
P
d
: áp suất động trong đường ống .
Tra bảng ( 8.27 , TL[ 6 ] ) với các thông số
θ
=180
o
, tỷ số tiết diện F
2
/F
1
= 4 , ta
được
β
= 0,6.
Khi vào trong xiclô lắng bụi khô vận tốc dòng không khí khoảng 15m/s tra bảng
( 8.7 ) ta có P
d
= 135 .
SV: Bùi Anh Cường 20 Líp :Máy Xây Dựng A - K45
Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h

Vậy tổn thẩt cục bộ tại xiclô lắng bụi khô là:
∆
P
cb1

=
β
. P
d
= 0,6 . 135 = 81 ( N/m
2
) .
c) Tổn thất cục bộ do thu hẹp đột ngột tại cửa ra (đầu) xiclô lắng bụi khô.
Tính toán tương tự nh trên với thông số sau :
θ
=180
o
, tỷ số tiết diện F
2
/F
1
=3 , ta
được
β
= 0,45.

∆
P
cb2
=
β
. P
d
= 0,45 . 135 = 61 ( N/m
2

) .
Vậy tổng tổn thất trên đoạn này :
∆
P
2
=
∆
P
ms
+
∆
P
cb1
+
∆
P
cb2
= 490 + 81 + 61 = 632 ( N/m
2
)
1.2.1.3.3.Tổn thất ma sát từ tháp dập bụi ướt tới tháp tách nước và ống khói.
Tổn thất ma sát trên đoạn này gồm tổn thất ma sát trong tháp dập bụi ướt , tổn thất
ma sát trong tháp tách nước và tổn thất ma sát trong ống khói.
a)Tổn thất ma sát trong tháp dập bụi :
Tổn hao áp suất do ma sát ở đoạn ống thẳng có tiết diện không đổi phụ thuộc vào
tốc độ chuyển động của dòng không khí, kích thước chiều dài đoạn ống dẫn, Độ
nhẵn bề mặt trong ống. Ta có thể tính toán độ tổn thất do ma sát ∆P
ms

bằng cách

biểu diễn mối quan hệ giữa ∆P
ms1
và các thông số khác bằng công thức sau :
∆P
ms1

=
2
. .
.
.2
l
V
d g
λ γ
(N/m
2
)
Trong đó:
∆P
ms1

là tổn thất áp suất do ma sát , N/m
2
.
λ : Hệ số trở lực ma sát.
γ : Khối lượng riêng không khí (γ =12 N/m
3
).
l : Chiều dài tháp dập bụi ướt , m .

Với trạm 80 T/h ta chọn l=2,2 (m).
SV: Bùi Anh Cường 21 Líp :Máy Xây Dựng A - K45
Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h

d:Là đường kÝnh tháp tách bụi ướt với trạm 80(T/h) ta chọn d = 0,85(m).
V là vận tốc chuyển động dòng không khí trong tháp tách bụi ướt với trạm bê tông
nhựa thì vận tốc V=8(m/s).
Hệ số trở lực ma sát λ là một hàm phụ thuộc vào bề nhẵn trong ống, tốc độ dòng
khí lưu thông, độ nhớt động học của không khí , đường kính và chiều dài ống dẫn.
Đối với ống dẫn có bề mặt hơi nhám ta có:
2
1
1
1,81lg
7
e
e
R
K
R
d
λ
=
 
 
 
 
+
 
Trong đó:

R
e
:Hệ sè reynols lấy R
e
= 10
5
K
1
:Hệ số gồ ghề trung bình , chọn K
1
=10(m)
Thay sè ta có:
2
5
5
1
0,45
10
1,81.lg
10
10 7
0,85
λ
= =
 
 
 
 
+
 

 
Vậy ta có tổn thất ma sát:
2
1
0,45.2,2.12.8
125,5
0,85.2.9,81
ms
P
∆ = =
(N/m
2
) .
b,Tổn thất ma sát trong tháp tách nước
Tương tù nh trên , ta có :
SV: Bùi Anh Cường 22 Líp :Máy Xây Dựng A - K45
Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h

∆P
ms2

=
2
. .
.
.2
l
V
d g
λ γ

( N/m
2
) .
Trong đó:
∆P
ms
:

là tổn thất áp suất do ma sát , N/m
2
.
λ : Hệ số trở lực ma sát.
γ : Khối lượng riêng không khí ,(γ =1,2 N/m
3
).
l : Chiều dài tháp thu giọt nước , m .
Với trạm 80 T/h ta chọn l=2,5(m).
d:Là đường kính tháp tách nước với trạm 80(T/h) ta chọn d = 1,2(m).
V: là vận tốc chuyển động dòng không khí trong tháp tách nước ta chọn:
V= 6 (m/s) .
Hệ số trở lực ma sát λ là một hàm phụ thuộc vào bề nhẵn trong ống, tốc độ dòng
khí lưu thông, độ nhớt động học của không khí , đường kính và chiều dài ống dẫn.
Đối với ống dẫn có bề mặt hơi nhám ta có:
2
1
1
1,81lg
7
e
e

R
K
R
d
λ
=
 
 
 
 
+
 
Trong đó:
R
e
:Hệ sè reynols lấy R
e
= 10
5
K
1
:Hệ số gồ ghề trung bình chọn K
1
=10(m)
SV: Bùi Anh Cường 23 Líp :Máy Xây Dựng A - K45
Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h

Thay sè ta có:
2
5

5
1
0,36
10
1,81. g
10
10 7
1,2
l
λ
= =
 
 
 
 
+
 
 
Vậy ta có tổn thất ma sát:
2
2
0,36.2,5.12.6
92,5
1,2.2.9,81
ms
P
∆ = =
( N/m
2
) .

c,Tổn thất ma sát trong ống khói.
Tương tù nh trên , ta có :
∆P
ms3

=
2
. .
.
.2
l
V
d g
λ γ
( N/m
2
) .
Trong đó:
∆P
ms3

là tổn thất áp suất do ma sát , ( N/m
2
) .
λ : Hệ số trở lực ma sát.
γ : Khối lượng riêng không khí (γ =12 N/m
3
).
l : Chiều dài ống khói (m).
Với trạm 80 T/h ta chọn l= 9 (m).

d:Là đường kính đường ống dẫn với trạm 80(T/h) ta chọn d= 0,65 (m).
V là vận tốc chuyển động dòng không khí trong đường ống dẫn khói sạch ra môi
trường ta chọn V=12 (m/s).
SV: Bùi Anh Cường 24 Líp :Máy Xây Dựng A - K45
Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h

Hệ số trở lực ma sát λ là một hàm phụ thuộc vào bề nhẵn trong ống, tốc độ dòng
khí lưu thông, độ nhớt động học của không khí , đường kính và chiều dài ống dẫn.
Đối với ống dẫn có bề mặt hơi nhám ta có:
2
1
1
1,81lg
7
e
e
R
K
R
d
λ
=
 
 
 
 
+
 
Trong đó:
R

e
:Hệ sè reynols lấy R
e
= 10
5
K
1
:Hệ số gồ ghề trung bình chọn K
1
=10(m)
Thay sè ta có:
2
5
5
1
0,52
10
1,81.lg
10
10 7
0,65
λ
= =
 
 
 
 
+
 
 

Vậy ta có tổn thất ma sát:
2
3
0,52.9.12.12
734,2
0,65.2.9,81
ms
P
∆ = =
( N/m
2
) .
Vậy tổng tổn thất do ma sát trên đường ống từ tháp dập bụi ướt tới tháp ống khói
là:
∆P
ms
= ∆P
ms1
+ ∆P
ms2
+ ∆P
ms3
∆P
ms
= 125,5 + 92,5 + 734,2 = 952,2 ( N/m
2
).
Tổng tổn thất trên đoạn ống từ bình dập bụi ướt tới tháp ống khói là:
∆P
3

=
∆
P
cb
+∆P
ms
= 304 + 952,2 = 1256,2 ( N/m
2
).
SV: Bùi Anh Cường 25 Líp :Máy Xây Dựng A - K45