Đồ án tốt nghiệp - Tính toán thiết kế trạm trộn BTNN năng suất 80Th

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 Trờng Đại Học Giao Thông Vận Tải nói riêng cần phải hoàn thành trớc khi
ra trờng.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 trờng. Em đã
đợc nhận đề tài tốt nghiệp Tính toán thiết kế trạm trộn bê tông nhựa nóng năng
suất 80 T/h
Dới sự hớng 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 một 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 đợc 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 trờng, 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 trờng
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 hớng dẫn rất tận tìnhvà giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp.
Em xin kính chúc ban giám hiệu nhà trờng,các thầy cô giáo trong trờng 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 Cờng.

SV: Bùi Anh Cờng

1

Lớp :Máy Xây Dựng A - K45


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h

Chơng I: TíNH TOáN Hệ THốNG LọC BụI CHO TRAM TRộN
BTNN công suất 80T/H

1.1. la chn cỏc phng ỏn
Trong các trạm trộn BTNN thờng ngời ta sử dụng một trong các phơng pháp lọc bụi
đó là:
+ Phơng pháp lọc bụi bằng xiclô khô .
+ Phơng pháp kết hợp giữa lọc bụi bằng xiclô khô và lọc túi vải .
+ Phơng pháp lọc bụi kết hợp giữa xiclô khô và tháp phun kiểu ớt .
1.1.1. Phơng pháp lọc bụi bằng xiclô khô :
Bụi từ trong tang sấy và sàng đợc quạt hút dẫn tới một hệ thống các xiclô lắng bụi
khô với các kích thớc khác nhau.Khi dòng khí mang bụi đi từ đờng ống dẫn vào
trong các xiclô.Do hai nguyên nhân Sự tăng lên đột ngột về tiết diện lu 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
ép 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 đợc tác dụng của trọng lực lên hạt
bụi,nhờ đó hạt bụi bị giữ lại trong thiết bị . Bản chất của phơng 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 tợng tác dụng tới của nó chỉ là những hạt bụi có khối lợng tơng đối
lớn còn lại những hạt bụi có kích thớc nhỏ , khối lợng nhỏ hầu nh không đợc giữ lại
trong thiết bị .Điều này cũng có nghĩa là hiệu quả lọc của thiết bị này thấp cha đáp
ứng đợc đòi hỏi đặt ra đối với việc bảo vệ sức khoẻ con ngời và môi trờng .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 Cờng

2

Lớp :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.
+Nhợc điểm:
-Hiệu quả lọc bụi không cao.
-Không lọc đợc bụi nhỏ .

-Không có tác dụng giảm nhiệt khí phát thải và khử khí độc hại ...

11
10
8

7

5

3

4
6

2
1

9

Hình 1.1 . Lọc bụi bằng xiclô khô.
1-Đế quạt ; 2- Quạt hút; 3- Dẫn buị vào quạt; 4- giá đỡ; 5- Các xiclô lọc bụi khô;6Băng xoắn vít; 7- Đờng dẫn bụi vào xiclô ; 9- Động cơ; 10- Dây chằng ống khói;
11- ống khói.
SV: Bùi Anh Cờng

3

Lớp :Máy Xây Dựng A - K45

Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h

1.1.2. Phơng pháp lọc bụi kết hợp giữa lọc bụi bằng xiclô khô và lọc túi vải:
Khói bụi từ tang sấy và từ sàng đợc dẫn theo đờng 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 đợc dẫn vào tháp tách bụi .Tháp tách bụi là một buồng trong đó
có rất nhiều các ống túi vải nhỏ có đờng kính khoảng15 20 cm .
Do có sự tác động tơng 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 đợc giữ lại trong thiết bị bám vào thành túi vải và rơi xuống đáy của tháp
tách, sau đó đợc băng xoắn vít dẫn ra ngoài .khí sạch sẽ đợc quạt hút đa ra ngoài
không khí bằng đờng ống thoát khói.(Hình 1.2) .
Các tác động tơng hỗ giữa bụi và túi lọc phụ thuộc vào kích thớc và vận tốc của hạt,
loại vật liệu lọc cũng nh sự có mặt của các lực tĩnh điện , lực trọng trờng cũng nh
lực nhiệt.

SV: Bùi Anh Cờng

4

Lớp :Máy Xây Dựng A - K45


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h

11

10

8
7

5

4
3

2

6

1

9
12

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 .
+Nhợc điểm:
-Kết cấu phức tạp , buồng túi vải có kích thớc 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 đợc thay thế mới sau một thời gian hoạt động .
SV: Bùi Anh Cờng

5

Lớp :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
dụng cao .
1.1.3.Phơng pháp lọc bụi kết hợp giữa xiclô khô và tháp phun kiểu ớt :

Hình 1.3. Lọc bụi kết hợp giữa xiclô khô và tháp phun kiểu ớt .
1-Đế quạt kiểu móng nổi; 2- Quạt hút bụi; 3- ống nối đứng; 4- Chân xiclô; 5Xiclô 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 ớt; 13- Bồn dập bụi bằng nớc; 14Tháp tách nớc; 15- ống khói;
bụi;

16- dây chằng ống khói;

17- Bép phun nớc dập

18- Đờng ống dẫn nớc; 19- Bơm nớc ; 20 ống xả bùn.

Bụi từ tang sấy và sàng phân loại đợc dẫn vào xiclô lắng bụi khô .Tại đây, những
hạt bụi to sẽ đợc giữ lại và rơi xuống đáy của xiclô lắng bụi khô .Khói và bụi nhỏ

tiếp tục đợc quạt hút đa tới tháp dập bụi ớt .Tại đây bụi đợc giữ lại là do tác động
kết hợp của hai nguyên nhân:
SV: Bùi Anh Cờng

6

Lớp :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 đợc kết hợp với nớc nên khối lợng là đáng kể , do đó tác dụng của
trọng lực lên các hạt bụi nhỏ cũng đợc quan tâm ).
-Lực quán tính ly tâm tác động lên hạt bụi khi bụi chuyển động xoáy ốc trong thân
tháp ép hạt bụi lên thành trong của thân tháp kết hợp với nớc đợc phun ra từ bép
phun dới dạng xơng mù ( bép phun đợc bố trí trong thân tháp ) tạo thành dạng bùn
chảy trên thân trong của tháp phun ra thap tách nớc rồi đợc thải ra ngoài .
Phần còn lại là khí sạch qua ống khói ra ngoài môi trờng .
+Ưu điểm:
-Dễ chế tạo ,giá thành thấp , hiệu quả lọc cao .
-Có thể lọc đợc bụi có kích thớc nhỏ .
-Có thể làm việc với khí có nhiệt độ và độ ẩm cao mà một số
thiết bị lọc bụi khác không thể đáp ứng đợc .
-Không những lọc đợc bụi mà còn lọc đợc cả khí độc hại nhờ
quá trình hấp thụ , bên cạnh đó nó còn đợc sử dụng nh thiết bị
làm nguội và làm ẩm khí trong nhiều trờng hợp .
+Nhợc điểm:

-Bụi đợc thải ra dới dạng cắn bùn do đó có thể làm phức tạ cho
hệ thống thoát nớc và xử lý khí thải .
-Dòng khí thoát ra từ đờng ống có độ ẩm cao và có thể mang
theo cả những giọt nớc làm han gỉ đờng ống , ống khói và các
bộ phận khác ở phía sau thiết bị lọc .
Từ các phơng pháp lọc bụi trên ta thấy phơng pháp lọc bụi kết hợp giữa xiclô khô và
tháp phun kiểu ớt có u điểm hơn hẳn các phơng pháp khác và hiện nay đang đợc sử
dụng rất rộng rãi trong các trạm trộn BTNN .

SV: Bùi Anh Cờng

7

Lớp :Máy Xây Dựng A - K45


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 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 toán quạt gió
1.2.1.1. Tính toán năng suất quạt hút.
Quạt hút có tác dụng hút hết khói bụi khí cháy, hơi ẩm do quá trìh đối cháy và
sấy vật liệu, hút bụi từ sàng vật liệu, đảm bảo cho quá trình đốt nóng và sấy vật liệu
ổn định.
Năng suất quạt hút đợc tính theo công thức 9-44 TL [1]
Qh =(2 ữ 3)V.G

(m/h)

Trong đó:
V là lợng không khí cần đốt cháy 1kg nhiên liệu (m/kg nhiên liệu).
G là lợng nhiên liệu tiêu hao cho 1h làm việc nó phụ thuộc vào năng suất
trạm và độ ẩm của vật liệu.
1.2.1.1.1. Tính lợn nhiên liệu tiêu hao.
Để tính toán lợng nhiên liệu tiêu hao 1h làm việc của trạm ta tiến hành tinh
toán tổn thất nhiệt cho tang sấy.
HƯớng thoát ẩm
Dòng vật liệu vào

Vùng 2

Vùng 3

Vùng 1

Hình2.1 Tính toán nhiệt tang sấy.

SV: Bùi Anh Cờng

8

Lớp :Máy Xây Dựng 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 đợc tách ẩm 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 trớc): Cấp nhiệt để nâng nhiêt độ của vật liệu và hơi ẩm từ
nhiệt độ môi trờng lên nhiệt độ t1=950C.
-

Giai đoạn II (tách ẩm, nâng nhiệt): Cấp nhiệt để làm bay hơi ẩm chứa

trong vật liệu, nâng nhiệt độ vật liệu và hơi ẩm từ 950C lên nhiệt độ t2=1000C.
-

Giai đoạn III là giai đoạn nung nóng vật liệu: Cấp nhiệt để nâng nhiệt độ

vật liệu từ t2 đến nhiệt độ làm việc trung bình t3=2250C.
a, Chi phí nhiệt lợng cho giai đoạnI:
Chi phí nhiệt lợng cho giai đoạnI đợc xác định theo công thức (9-31) TL[1].
Q1= C1. (t1-t0) + C1" .W. (t1-t0)

( Kcal/h)

Với:C1 Nhiệt dung riêng của cát C1=0,2 (Kcal/kg.0C)
C1" Nhiệt dung riêng của nớc C1" = 0.47 (Kcal/kg.0C)
W độ ẩm chứa trong vật liệu chuă sấy: W=5% =0,05
năng suất (kg/h): = 80 (T/h) = 80.103(kg/h)

t0 là nhiệt độ môi trờng t0=200C.
t1 là nhiệt vật liệu ở giai đoạn I: t1=950C
Thay số vào ta có:
Q1=0,2.80.103.(95-20) + 0,47.0,05.80.103.(95-20)

Q1= 1341.103 (Kcal/h)
b, Chi phi nhiệt lợng cho giai đoạn II.
Chi phí nhiệt lợng cho giai đoạn II đợc xác định theo công thức (9-31) TL[1].
Q2 = W. .r + C1" .W. (t2- t1) + C1. (t2- t1) (Kcal/h)
Trong đó: r là nhiệt hoá hơi của nớc r=542 (Kcal/kg)
Thay số vào ta có:
Q2 = 0,05.80.103.542 +0,47.80.103.0,05.(100-95) + 0,2.80.103.(100-95)
Q2 = 2257,4.103 (Kcal/h)

SV: Bùi Anh Cờng

9

Lớp :Máy Xây Dựng A - K45


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h

c,Chi phí nhiệt lợng cho giai đoạn III.
Chi phí nhiệt lợng cho giai đoạn III đợc tính theo công thức (9-32) TL [1].
Q3 = C1. .(t3-t2)

(Kcal/h)

Thay số ta có:
Q3 = 0,2.80.103.(225-100)
Q3=2000.103

(Kcal/h).

d,Chi phí nhiệt lợng do truyền qua tang sấy.
Chi phí nhiệt lợng do truyền qua tang sấy đợc tính theo côg thức(9-34) TL [1].
Q4 = Kf.F.(tm-t0)

(Kcal/h)

Trong đó: Kf là hệ số truyền nhiệt Kf = 20.
tm là nhiệt độ trung bình của vỏ tang sấy tm=1500C.
t0 lànhiệt độ môi trờng t0=200C.
F là diện tích bề mặt vỏ tang sấy(m2).
F = .D.L (m2)
Với D là đờng 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 (m2).
Thay số vào ta có:
Q4 = 20.36,8.(150-20) =95,5.103 (Kcal/h).
e,Tổng nhiệt lợng tiêu thụ (Q).
Q = Q1+Q2+Q3+Q4 ( Kcal/h)
Thay số ta có:
Q = 1341.103 +2257,4.103 +2000.103+95,5.103
Q = 5694(Kcal/h).
- Lợng nhiên liệu hữu ích(Qg) khi đót cháy 1kg nhiên liệu theo công thức
(9-36) TL[1].
Qg =Q0.
SV: Bùi Anh Cờng

(Kcal/kg)
10

Lớp :Máy Xây Dựng A - K45


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h

Với Q0 là nhiệt lợng toả ra khi đốt cháy 1kg nhiên liệu (Kcal/kg).
Với đầu đốt FO: Q0=10200(Kcal/kg).
là hiệu suất truyền nhiệt trong tang sấy: =0,9.

Thay số vào ta có:
Qg = 10200.0,9
Qg = 9180

(Kcal/kg).

- Lợng nhiên liệu cần thiết để sấy đốt vật liệu từ nhiệt độ môi trờng (200C) lên
đến nhiệt độ làm việc 2250C với độ ẩm W = 5%là:
Theo công thức(9-73) TL [1].
Q
5694.103
G= Q =
g
9180

G= 625 (kg/h).
1.2.1.1.2.Lợng 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 đợc bao gồm: Các bon, Hydro, lu huỳh.Quá trình xảy ra theo các phản ứng sau:
- Khi các bon cháy hoàn toàn:
C + O2 =CO2 + Qc

(3.1)

- Khi các bon không cháy hoàn toàn:
C +

1
O2 = CO + Qc1
2

(3.2)

- CO hình thành cháy tiếp theo phản ứng:
CO +

1
O2 = CO2 + Qc2
2

Nhiệt lợng toả ra: Qc = Qc1 + Qc1

(3.3)

(3.4)

- Hyđrô cháy theo phản ứng:

SV: Bùi Anh Cờng

11

Lớp :Máy Xây Dựng A - K45


Đồ án tốt nghiệp
H2 +

Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h
1
O2 =
2

H2O

(3.5)

- Phản ứng cháy của Lu huỳnh:
S +

O2 =

SO2

(3.6)

b, Lợng 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 lợng oxi cần thiết nh sau:
- Đối với Cacbon:
C
Nghĩa là:

+

1Kmol

O2 =

CO2

1Kmol

1Kmol

Vậy để đốt cháy 1kg C thì cần thể tích oxi là: Vo2 =

1
.22,4 =1,87 (m3)
12

- Đối với hidro:
H2 +

1
O2 =
2

1Kmol

0,5Kmol

H2O
1Kmol

Vậy để đốt cháy 1kg Hydro cần thể tích oxi là: Vo2 =

1
.0,5.22,4 = 5,6 (m3)
2

- Đối với Lu huỳnh:
S

+

1Kmol

O2 =

SO2

1Kmol

1Kmol

Vậy để đốt cháy 1kg Lu huỳnh cần thể tích oxi là: Vo2 =

1
.22,4 = 0,7(m3)
32

Nếu gọi thành phần hoá nhiên liệu của dầu FO là:
Clv thành phần các bon làm việc.
Hlv thành phần hidro làm việc.
Slv thành phần lu huỳnh làm việc.

SV: Bùi Anh Cờng

12

Lớp :Máy Xây Dựng A - K45


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h

Vậy lợng Oxi để đốt cháy 1kg nhiên liệu có thành phần là:Clv, Hlv,Slv.Nghĩa là
phải đốt cháy: (Clv/100) kg C, (Hlv/100)kg H2, (Slv/100) kg S thì cần:
C lv

H lv
S lv
3
1,87
+
5,

6
+

ữ

ữ

ữ0, 7 m tc O2.
100
100
100








Mà trong 1kg nhiên liệu lại có sẵn Oxi có phần trăm khối lợng là:Olv.
Vậy thể tích Oxi có trong 1kg nhiên liệu là: (Olv/100).22,4:32 =(Olv/100).0,7(m3)
Lợng Oxi cần đa vào để đốt cháy 1 kg nhiên liệu là:
C lv
H lv
S lv
O lv
1,87
+
5,
6

+
0,
7

0,
7
Vo2=
ữ

ữ

ữ

ữ
100
100
100
100

(m3tc).

(1)

Mặt khác ta biết trong không khí Oxi chiếm 21% thể tích không khí nên ta có
lợng Oxi cần thiết để đốt cháy 1kg nhiên liệu là:
V0=Vo2(100/21)

(m3tc/kg) (2)

Nh vậy, ta có thể tính toán lợng không khí cần thiết cho sự cháy trong quá

trình đốt dầu FO. Lợng không khí cần thiết để đảm bảo sự tán sơng tốt trong quá
trình cháy, để sinh nhiệt sấy nóng cốt liệu đá cát trong tang sấy.Việc tính lơng
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
Thành phần khối lợng,%

Clv
Hlv
84,18 9,86

Slv
1,6

Olv
1,48

Nlv
1,48

Alv
0,2

Wlv
1,2

Vì hàm lợng Nlv, Alv, Wlv nhỏ ta có thể bỏ qua.
Vậy thay vào (1) ta có :
84,18

9,86
1, 6
1, 48
ữ1,87 +
ữ5, 6 +
ữ0, 7 0, 7
ữ
100
100
100
100

Vo2=

= 2,86 (m3tc)

Vo2=2,86 (m3tc).
Thay vào (2) ta đợc lợng không khí can thiết V0 là:
V0 = 2,86.(100/21) =13,62 (m3/kgnl).

SV: Bùi Anh Cờng

13

Lớp :Máy Xây Dựng A - K45


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h

Khi kể tới độ hở và sự cháy không hết của nhiên liệu thì ta phải tính thêm hệ số
với =1,35
Vậy lợng không khí thực tế cần thiết là:
V = .V0 = 1,35.13,62 = 18,4

(m3/kg)

Vậy năng suất quạt hút là:
Qh =3.Gnl.V =3.625.18,4 = 34500 (m3/h)
Tra bảng 7 tài liệu [2] ta

400

500

chọn đợc quạt hút:
700

Ký hiệu: BD -12
1440

Tiết diện cửa vào : Hình tròn

ỉ 705

Tốc độ vòng quay : n = 900 v/p
( D = 705 mm )
Tiết diện cửa ra : hình chữ nhật
kích thớc 400x500 mm

Hiệu suất quạt : = 0,5 ữ 0,7

1620

1.2.1.2. Điều chỉnh lu lợng quạt.
Khi động cơdẫn động quạt hút bắt đầu hoạt động nếu nh ta không điều chỉnh lu
lợng quạt tức là để động cơ hoạt động toàn tải thì sẽ gây sụt áp lớn vì vậy ta phải có
phơng pháp điều chỉnh lu lợng quạt để động cơ hoạt động với tải trọng ban đầu
nhỏ .
Có hai phơng pháp điều chỉnh phụ tải thờng đợc sử dụng:
+ Giữa nguyên lu lợng thể tích, điều chỉnh nhiệt độ đầu vào.
SV: Bùi Anh Cờng

14

Lớp :Máy Xây Dựng A - K45


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h

+ giữ nguyên nhiệt độ đầu vào, điều chỉnh lu lợng 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 lu lợng quạt. Việc điều chỉnh việc điều
chỉnh lu lợng quạt có thể diều chỉnh phù hợp với tải nên có thể tiết kiệm năng lợng
vận hành.
Để điều chỉnh lu lợng quạt ngời ta có thể s dụng các phơng pháp sau:
+ Lắp đặt cơ cấu điều chỉnh lu lợng 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 phơng pháp
tốt nhất trong các phơng pháp trên. Nhng 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 phơng pháp điều chỉnh tốc độ mở van điều chỉnh miệng hút của quạt vì
phơng pháp này đơn giản có thể điều chỉnh dễ dàng.
Hình 2-2 bố trí van điều chỉnh miệng hút
Tâm chỉnh ở của vào

Tâm chỉnh ở của vào

SV: Bùi Anh Cờng

15

Lớp :Máy Xây Dựng A - K45


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h

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 thớc chiều dài đoạn ống dẫn, Độ
nhẵn bề mặt trong ống. Ta có thể tính toán độ tổn thất do ma sát Pms bằng cách

biểu diễn mối quan hệ giữa Pmsvà các thông số khác bằng công thức sau:
Pms

.l. V 2
= d .2 g .

(mmH2O)

Trong đó: Pms là tổn thất áp suất do ma sát.
: Hệ số trở lực ma sát.


: Không lợng riêng không khí( =1,2 Kg/m3).

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 thớc thực tế với trạm 80 T/h ta chọn l=8m.
d : Đờng kính ống dẫn đầu vào quạt gió , theo kích thớc quạt

hút đã chọn : d = 0,705 ( m ) .
V : Vận tốc chuyển động của dòng không khí trong ống dẫn

Thông thờng trong trạm trộn BTNN vận tốc dòng không khí trong ống là :
V = 18 ( m/s )

SV: Bùi Anh Cờng

16

Lớp :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 là một hàm phụ thuộc vào độ nhẵn bề mặt trong của ống ,
tốc độ của dòng khí lu thông , độ nhớt động học của không khí, đờng kính và chiều
dài của ống dẫn.
Đối với các ống mà bề mặt trong hơi nhám ta có:
=

1

Re
1,81 log

Re Kd1 + 7


2

(2)

Trong đó:
Re : Hệ số Reynolds (lấy Re = 105)
K1 : Hệ số gồ ghề trung bình , m
Loại ống

K1.103, mm

Kéo liền

0 0,2

Mới , Sạch

3 10

Không bị gỉ

6 20

Tráng kẽm , mới

10 30

Chọn K1 = 10 ( m)
Thay số vào ( 2 ) ta có :
1

=

1

Re
1,81 log

Re Kd1 + 7

2



5


10
1,81 log

10
5

10
+ 7


0
,
705
=

2

= 0,23

Thay số vào ( 1) ta có:
Pms = 0,23

SV: Bùi Anh Cờng

6.12
182 = 388 (N/m2)
0, 705.2.9,81

17

Lớp :Máy Xây Dựng A - K45


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h

b,Tổn thất áp suất do chuyển đổi hớng.
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 hớng chuyển động của dòng không khí
cũng gây ra tổn thất áp suất
Trong trờng 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 hớng chuyển động của dòng không khí đợc
xác định công thức ( 6.15 , TL[ 6 ] )
Pcb =



2
V
2.g

(N/m2 )

(3)

Trong đó:
Pcb: Tổn thất áp suất cục bộ , N/m2



: Hệ số trở lực cục bộ



: Khối lợng riêng của không khí .

= 12 N/m3

R

g : Gia tốc trọng trờng ( g = 9,81 m/s2 )
V :Vận tộc không khí trong ống( V = 18 m/s )

Với đoạn ống dẫn từ xiclô lắng bụi khô đến quạt gió ta

d

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 đợc hệ số trở lực cục bộ : =0,24 .

Thay số vào công thức ( 3 ) ta đợc:

Pcb1 = 0,5

12
182 = 100( N/m2 ).
2.9,81

Trên đoạn ống này có 3 đoạn cong vậy tổng tổn thất cục bộ trên đoạn ống này là:
Pcb = 3 . Pcb1 = 3 . 100 = 300

(N/m2 )

Vậy tổng tổn hao trên đoạn này:
P1 = Pms + Pcb = 388 + 300= 688 (N/m2 ) .

SV: Bùi Anh Cờng

18

Lớp :Máy Xây Dựng A - K45


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h

1.2.1.3.2. Tổn hao áp suất trên đờng ống từ tang sấy tới xiclô.
a,Tổn thất ma sát trên đoạn ống này đợc xác định theo công thức( 6.8 , TL[ 6 ] ):
Pms =

l.
V2
d .2 g

( N/m2 )

(4)

Trong đó:
d : Đờng 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 đờng kính tơng đơng . Dạng kết cấu đờng ống dẫn vào xiclô là tiết diện hình
a
ữ
chữ nhật có các kích thớc b = 1,5 2 .

Trong đó :
b : là kích thớc dọc theo đờng sinh của xiclô .

Chọn kích thớc thực tế : b = 400 mm ; a = 600 mm
Đờng kính tơng đơng của đoạn ống này đợc xác định theo công thức :
1

1

( a.b ) 5 8

( 0,6.0,4 ) 5 8


2
2
dtd = 1,3 ( a + b ) = 1,3 ( 0,6 + 0,4) = 0,533 ( m )
l : chiều dài đoạn ống dẫn tới xiclô lắng bụi khô

Chọn sơ bộ l = 7 m .
: Khối lợng riêng của không khí ( = 1,2 N/m3) .
V : Vận tốc dòng không khí ( V

= 18 m/s ) .

: Hệ số trở lực ma sát .
=

SV: Bùi Anh Cờng

1




Re
1,81 log

K1

Re

d td + 7


19

2

=

1


5


10
1,81 log

10
5


10

0,533 + 7

2

= 0,188

Lớp :Máy Xây Dựng A - K45


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h

Thay số vào công thức ( 4 ) ta có:
Pms = 0,188

7.12
182 = 490 ( N/m2 )
0,533.2.9,81

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 đợc xác định theo công thức ( 8.8 , TL[ 6 ] ):
Pcb1 = . Pd

( N/m2 ) .

Trong đó:
: Hệ số tổn thất áp suất cục bộ .

Pd : áp suất động trong đờng ống .
Tra bảng ( 8.27 , TL[ 6 ] ) với các thông số =180o , tỷ số tiết diện F2/F1= 4 , ta đợc = 0,6.
Khi vào trong xiclô lắng bụi khô vận tốc dòng không khí khoảng 15m/s tra bảng
( 8.7 ) ta có Pd = 135 .
Vậy tổn thẩt cục bộ tại xiclô lắng bụi khô là:

Pcb1 = . Pd = 0,6 . 135 = 81 ( N/m2 ) .

c) Tổn thất cục bộ do thu hẹp đột ngột tại cửa ra (đầu) xiclô lắng bụi khô.
Tính toán tơng tự nh trên với thông số sau : =180o , tỷ số tiết diện F2/F1=3 , ta đợc
= 0,45.
Pcb2 = . Pd = 0,45 . 135 = 61 ( N/m2 ) .

Vậy tổng tổn thất trên đoạn này :
P2 = Pms + Pcb1 + Pcb2 = 490 + 81 + 61 = 632 ( N/m2 )

1.2.1.3.3.Tổn thất ma sát từ tháp dập bụi ớt tới tháp tách nớc và ống khói.
Tổn thất ma sát trên đoạn này gồm tổn thất ma sát trong tháp dập bụi ớt , tổn thất
ma sát trong tháp tách nớc và tổn thất ma sát trong ống khói.
a)Tổn thất ma sát trong tháp dập bụi :

SV: Bùi Anh Cờng

20

Lớp :Máy Xây Dựng A - K45


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h

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 thớc chiều dài đoạn ống dẫn, Độ
nhẵn bề mặt trong ống. Ta có thể tính toán độ tổn thất do ma sát Pms bằng cách
biểu diễn mối quan hệ giữa Pms1và các thông số khác bằng công thức sau :

.l.

Pms1 = d .2 g .V

2

(N/m2)

Trong đó:
Pms1 là tổn thất áp suất do ma sát , N/m2.
: Hệ số trở lực ma sát.


: Khối lợng riêng không khí ( =12 N/m3).

l : Chiều dài tháp dập bụi ớt , m .
Với trạm 80 T/h ta chọn l=2,2 (m).
d:Là đờng kính tháp tách bụi ớt với trạm 80(T/h) ta chọn d = 0,85(m).
V là vận tốc chuyển động dòng không khí trong tháp tách bụi ớt với trạm bê tông
nhựa thì vận tốc V=8(m/s).
Hệ số trở lực ma sát là một hàm phụ thuộc vào bề nhẵn trong ống, tốc độ dòng
khí lu thông, độ nhớt động học của không khí , đờng kính và chiều dài ống dẫn.
Đối với ống dẫn có bề mặt hơi nhám ta có:
=

Trong đó:
SV: Bùi Anh Cờng

1

Re
1,81lg K


Re 1 + 7
d



21

2

Lớp :Máy Xây Dựng A - K45


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h

Re:Hệ số reynols lấy Re= 105
K1:Hệ số gồ ghề trung bình , chọn K1=10(m)
Thay số ta có:
=

1

105
1,81.lg

5 10

10
+7


0,85

2

= 0, 45

Vậy ta có tổn thất ma sát:
Pms1 =

0, 45.2, 2.12.82
= 125,5 (N/m2) .
0,85.2.9,81

b,Tổn thất ma sát trong tháp tách nớc
Tơng tự nh trên , ta có :
Pms2 =

.l. 2

.V
d .2 g

( N/m2) .

Trong đó:
Pms: là tổn thất áp suất do ma sát , N/m2 .
: Hệ số trở lực ma sát.


: Khối lợng riêng không khí ,( =1,2 N/m3).

l : Chiều dài tháp thu giọt nớc , m .
Với trạm 80 T/h ta chọn l=2,5(m).
d:Là đờng kính tháp tách nớc với trạm 80(T/h) ta chọn d = 1,2(m).
V: là vận tốc chuyển động dòng không khí trong tháp tách nớc ta chọn:
SV: Bùi Anh Cờng

22

Lớp :Máy Xây Dựng A - K45


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h

V= 6 (m/s) .
Hệ số trở lực ma sát là một hàm phụ thuộc vào bề nhẵn trong ống, tốc độ dòng
khí lu thông, độ nhớt động học của không khí , đờng kính và chiều dài ống dẫn.

Đối với ống dẫn có bề mặt hơi nhám ta có:
=

1




Re
1,81lg K


Re 1 + 7
d



2

Trong đó:
Re:Hệ số reynols lấy Re= 105
K1:Hệ số gồ ghề trung bình chọn K1=10(m)
Thay số ta có:
=

1


5

10
1,81.l g

10

105
+7


1, 2

2

= 0,36

Vậy ta có tổn thất ma sát:
Pms 2

0,36.2,5.12.62
=
= 92,5 ( N/m2 ) .
1, 2.2.9,81

c,Tổn thất ma sát trong ống khói.
Tơng tự nh trên , ta có :
.l.

Pms3 = d .2 g .V

2

( N/m2 ) .

Trong đó:
SV: Bùi Anh Cờng

23

Lớp :Máy Xây Dựng A - K45


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h

Pms3 là tổn thất áp suất do ma sát , ( N/m2 ) .
: Hệ số trở lực ma sát.


: Khối lợng riêng không khí ( =12 N/m3).

l : Chiều dài ống khói (m).
Với trạm 80 T/h ta chọn l= 9 (m).
d:Là đờng kính đờng ống dẫn với trạm 80(T/h) ta chọn d= 0,65 (m).
V là vận tốc chuyển động dòng không khí trong đờng ống dẫn khói sạch ra môi trờng ta chọn V=12 (m/s).
Hệ số trở lực ma sát là một hàm phụ thuộc vào bề nhẵn trong ống, tốc độ dòng
khí lu thông, độ nhớt động học của không khí , đờng kính và chiều dài ống dẫn.
Đối với ống dẫn có bề mặt hơi nhám ta có:
=

1




Re
1,81lg K


Re 1 + 7
d



2

Trong đó:
Re:Hệ số reynols lấy Re= 105
K1:Hệ số gồ ghề trung bình chọn K1=10(m)
Thay số ta có:

SV: Bùi Anh Cờng

24

Lớp :Máy Xây Dựng A - K45


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế trạm trộn BTNNnăng suất 80T/h
=

1


5


10
1,81.lg

10

105
+7
0, 65



2

= 0,52

Vậy ta có tổn thất ma sát:
Pms 3 =

0,52.9.12.122
= 734, 2 ( N/m2 ) .

0, 65.2.9,81

Vậy tổng tổn thất do ma sát trên đờng ống từ tháp dập bụi ớt tới tháp ống khói là:
Pms = Pms1 + Pms2 + Pms3
Pms = 125,5 + 92,5 + 734,2 = 952,2 ( N/m2 ).
Tổng tổn thất trên đoạn ống từ bình dập bụi ớt tới tháp ống khói là:
P3 = Pcb +Pms = 304 + 952,2 = 1256,2 ( N/m2 ).
1.2.1.3.4 Các tổn hao áp suất khác.
Ngoài các tổn hao áp suất kể trên , còn có các tổn hao sau :
Tổn hao áp suất do môi trờng bị tới nớc trong tháp tách nớc và tháp dập bụi.
Tổn hao áp suất ở cửa vào và cửa ra của quạt hút .
Tổn hao áp suất ở đờng ống dẫn bụi từ sàng phân loại vào xiclô lắng bụi khô.
Tổn hao áp suất do thu hẹp đột ngột từ đoạn đầu tang xấy tới ống dẫn .
Toàn bộ những tổn thất này tính ra đợc : P4 =205 (N/m2) .
Vậy tổng tổn thất trên toàn bộ hệ thống là:
P = P1 + P2 + P3 + P4
P = 688 + 632 + 1256,2 +205 = 2781,2 (N/m2)
hay 386 ( mmH2O ) .
1.2.1.3.5. Tính công suất quạt hút.
Công suất quạt hút đợc tính theo công thức(9-51)TL[1]:

SV: Bùi Anh Cờng

25

Lớp :Máy Xây Dựng A - K45