75小型稻谷干燥機——風(fēng)運動提升部分的設(shè)計

75小型稻谷干燥機——風(fēng)運動提升部分的設(shè)計,75,小型,稻谷,干燥機,運動,提升,晉升,部分,部份,設(shè)計 1目錄第一章 緒論 .....................................................11.1 國內(nèi)外現(xiàn)狀 ....................................................11.2 風(fēng)運提升機的特點分析 ..........................................21.3 本課題研究的目的與意義 ........................................2第二章 提升部分的設(shè)計方案論證 .....................................42.1 提升機的分析 ..................................................42.2 不同方案的制定 ...............................................4 2.2.1 方案一 ...................................................42.2.2 方案二 ...................................................52.3 上述方案分析和比較 .............................................62.4 方案確定 .......................................................62.5 本章小結(jié) .......................................................6第三章 提升裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算 ....................................73.1 提升機主要性能指標(biāo) ............................................73.2 提升機動力系統(tǒng)的相關(guān)計算 .......................................73.2.1 輸送量 G 的選取 ...........................................73.2.2 輸送風(fēng)速的選取 ...........................................73.2.3 濃度比 的選取 ...........................................8?3.2.4 風(fēng)網(wǎng)阻的計算 .............................................83.2.5 風(fēng)機的選擇 ...............................................93.2.6 輸送管道的相關(guān)計算 .......................................93.2.7 輸送壓力 ................................................103.2.8 儲料桶的相關(guān)計算 ........................................103.3 本章小結(jié) ......................................................11第四章氣力提升機的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .......................................124.1 氣力提升機的整體結(jié)構(gòu) ..........................................124.2 儲料桶的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ..............................................124.3 蓋板的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ................................................134.4 防漏擋板的機構(gòu)設(shè)計 ............................................144.5 出料口的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ..............................................154.6 本章小結(jié) ......................................................15第五章氣體提升機存在的問題及解決辦法 .............................165.1 動力消耗問題 ..................................................165.2 管道堵塞問題 ..................................................165.3 解決方法 ......................................................17第六章結(jié)論 .......................................................18致謝 .............................................................19參考文獻(xiàn) .........................................................21科技論文及翻譯 ...................................................222小型稻谷干燥機——風(fēng)運動提升部分的設(shè)計摘要：稻谷干燥機的運送部分的作用十分重要，而通常稻谷干燥機所采用的是斗式輸送，這種方式雖然穩(wěn)定、經(jīng)濟，但效率太低而且所需空間較大，不利于家庭使用。針對這種情況，風(fēng)運輸送的優(yōu)點就完美的體現(xiàn)出來。本設(shè)計在深入了解風(fēng)運提升機的研究現(xiàn)狀后，根據(jù)負(fù)壓輸送原理，計算得出風(fēng)運提升機的主要的設(shè)計參數(shù)。在此基礎(chǔ)上對風(fēng)運提升機進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計，并介紹了常見問題及其防治方法。關(guān)鍵詞：氣力提升、負(fù)壓輸送、提升機、風(fēng)運。3Small Rice Dryer -The Design Of Enhancing ByAirAbstract: The rough rice dryer ships the part the function to be very important, what but the usual rough rice dryer uses is the basket transportation, although this way is stable, is economical, but the efficiency is too low moreover needs the space to be big, does not favor the family use. In view of this kind of situation, the wind transports transportation's merit on perfectly to manifest.After In-depth understanding of the design wind transported research hoist, transportation in accordance with the principle of negative pressure, wind transported calculated hoist the main design parameters. On the basis of delivery of the wind to hoist the structural design, and introduced the common problems and their prevention and control methods.Keywords : Enhance energy, Vacuum conveyor, Hoist, Wind transported.1第一章 緒論1.1 國內(nèi)外研究概況19 世紀(jì)初，氣力輸送技術(shù)已被應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，當(dāng)時主要用于港口碼頭和工廠內(nèi)的谷物輸送。當(dāng)時的氣體壓縮技術(shù)和輸送系統(tǒng)控制水平等客觀因素，限制了氣力輸送技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。在 20 世紀(jì) 30 年代初期，氣力輸送技術(shù)已在燃煤發(fā)電廠應(yīng)用于輸送鍋爐排放的干灰和鍋爐爐底渣，但當(dāng)時發(fā)電機組容量較小，輸送系統(tǒng)的輸送能力低、輸送距離短、設(shè)備磨損嚴(yán)重、輸送系統(tǒng)運行可靠性差，而且當(dāng)時環(huán)境保護(hù)意識落后，因此粉煤灰沒有作為一種資源加以開發(fā)利用。燃煤發(fā)電廠均采用以水力除灰系統(tǒng)為主的除灰方式，限制了氣力輸送技術(shù)的推廣和應(yīng)用。隨著國民經(jīng)濟快速發(fā)展，燃煤發(fā)電廠發(fā)電機組的單機容量不斷增大，國家對環(huán)境保護(hù)的要求越來越高，發(fā)電廠粉煤灰已作為一種資源被開發(fā)利用。20 世紀(jì) 70 年代中期，在粉煤灰有了市場需求的條件下，國內(nèi)有關(guān)科研機構(gòu)和一些設(shè)備制造廠開始研究開發(fā)氣力輸送技術(shù)及其設(shè)備，并在燃煤發(fā)電廠中以水力除灰為主，氣力除灰系統(tǒng)為輔的條件下，氣力除灰、氣力除渣系統(tǒng)才被逐步應(yīng)用。從 20 世紀(jì) 80 年代開始，隨著我國改革開放的不斷深入，國內(nèi)電力行業(yè)在引進(jìn)整套發(fā)電機組中，大多數(shù)電廠均采用氣力除灰系統(tǒng)，雖然氣力除灰系統(tǒng)樣式眾多，但通過運行實踐考核，所有配套引進(jìn)的氣力除灰系統(tǒng)及其設(shè)備運行均安全可靠。因此，國內(nèi)科研機構(gòu)和設(shè)備制造廠在吸收消化引進(jìn)系統(tǒng)及其設(shè)備的基礎(chǔ)上，對氣力除灰系統(tǒng)逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化。另一方面，通過與外資合作，利用國外技術(shù)合資生產(chǎn)氣力輸送系統(tǒng)及其設(shè)備。由于發(fā)電機組的單機容量不斷增大，燃煤發(fā)電廠的粉煤灰綜合利用需求量不斷擴大，在對氣力輸送系統(tǒng)運行安全可靠性、經(jīng)濟性和環(huán)境保護(hù)要求嚴(yán)格的情況下，合資國產(chǎn)化氣力輸送系統(tǒng)及其設(shè)備已基本能達(dá)到上述要求，并已占有國內(nèi)燃煤發(fā)電廠氣力輸送系統(tǒng)的主要市場，因此在燃煤發(fā)電廠中，氣力輸送系統(tǒng)已作為主要除灰系統(tǒng)，并逐步取消備用的水力除灰系統(tǒng)或其他備用除灰系統(tǒng)。近二十多年來，濃相氣力輸送技術(shù)發(fā)展很快，已在燃煤發(fā)電廠氣力除灰系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。由于燃煤電廠粉煤灰的物理特性，采用濃相氣力輸送系統(tǒng)具有能降低輸送速度、減少磨損、提高輸送能力、提高輸送灰氣比和降低輸送單位能耗等優(yōu)點，因此濃相氣力除灰系統(tǒng)應(yīng)用最為普遍。由于濃相氣力輸送系統(tǒng)一般在靜電除塵器每個灰斗下安裝一套發(fā)送設(shè)備，因此它2是靜電除塵器灰斗內(nèi)干灰集中與輸送為一體的輸送系統(tǒng)；由于在一套輸送系統(tǒng)中可以由多個輸送單元組成，因此可以適應(yīng)不同發(fā)電機組容量輸送干灰的需要。1.2 風(fēng)運提升機的特點分析(1)負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)是利用抽真空設(shè)備使輸送管道內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓進(jìn)行輸送，因此輸送系統(tǒng)最大可以利用的壓力不大于 0．1MPa。其輸送管道真空度在出口處最低，隨著在輸送過程中產(chǎn)生的阻力不斷升高，人口處真空度最高。由此可見，一條輸送管道真空度由低到高是系統(tǒng)的基本特點。(2)由于負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)是依靠抽吸作用輸送稻谷的，為防止雜質(zhì)被抽吸到系統(tǒng)內(nèi)而影響系統(tǒng)正常運行，因此靜電除塵器灰斗一般采用定期出灰方式，同時必須保留一定數(shù)量的密封料層。(3)由于系統(tǒng)及其設(shè)備、管道均處于低于大氣壓力下運行，因此系統(tǒng)在運行時不會向外泄漏，工作環(huán)境好。(4)負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)一條輸送管道可以串聯(lián)多個受體，是連續(xù)輸送的輸送系統(tǒng)，因此系統(tǒng)簡單，設(shè)備環(huán)節(jié)少，運行安全可靠。(5)由于裝置平面尺寸和空間尺寸均很小，所以便于布置，節(jié)省工程投資。(6)負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)在輸送過程中，稻谷在輸送管道內(nèi)處于懸浮狀態(tài)下被輸送，因此輸送管道起始流速必須大于稻谷的懸浮速度。1.3 本課題研究的目的與意義我國南方地區(qū)稻谷收獲季節(jié)短,收獲稻谷的原始水分高,需要及時進(jìn)行干燥處理的特點, 基于南方高溫、高濕氣候條件下,高水分含量稻谷需要前期快速處理，既要求稻谷干燥機要具有快速高效的特點。所以稻谷干燥機的運送部分的作用十分重要，而通常稻谷干燥機所采用的是斗式輸送，這種方式雖然穩(wěn)定、經(jīng)濟，但效率太低而且所需空間較大，不利于家庭使用。針對這種情況，風(fēng)運輸送的優(yōu)點就完美的體現(xiàn)出來。風(fēng)運輸送又稱氣壓輸送，是指運用風(fēng)機（或其他動力設(shè)備）使管道內(nèi)形成一定速度的氣流，從而管路內(nèi)的顆粒上作用力有：顆粒重力、浮力、以及空氣阻力。顆粒在重力作用下，降落速度越來越快，同時，導(dǎo)致顆粒受到的空氣阻力，也越來越大。最后，當(dāng)顆粒的重力、浮力和空氣阻力三力平衡是，顆粒在空氣中以不變的速度做勻速降落，稱為顆粒的自由沉降。這時顆粒具有的運動速度稱為苦力的沉降速度。根據(jù)相對運動的原理，當(dāng)空氣以顆粒的沉降速度自下而上流過顆粒時，顆粒將自由懸浮在氣流中，這就是顆粒在垂直管中的懸浮機理。這時的氣流速度稱為顆粒的懸浮速度，在數(shù)值上等于顆粒的沉降速度。如果氣流速度進(jìn)一步提高，大于顆粒的懸浮速度，則在氣流中懸浮的顆粒，必將為氣流帶走，而發(fā)生了氣流輸送。這時的氣流速度稱氣流的輸送速度。所以，在垂直管中，氣流速度大于顆粒的懸浮速度。這時散粒物料將沿一定的管路從一處輸送到另一處。而氣壓輸送中應(yīng)用最廣泛的是負(fù)壓輸送。應(yīng)用負(fù)壓氣力輸送3系統(tǒng)技術(shù)歷史很久，技術(shù)成熟可靠。系統(tǒng)輸送能力從每小時輸送兒口公斤發(fā)展到幾十噸，濃度比由每公斤空氣輸送幾公斤發(fā)展到輸送幾十公斤，因此對系統(tǒng)及其設(shè)備的要求也在不斷提高，這是負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)不斷發(fā)展的根本原因。在 20 世紀(jì) 70 年代前，國內(nèi)采用立式受器，蒸汽抽氣器等設(shè)備組成的負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)較為普遍采用，并獲得了運行實踐經(jīng)驗。但由于該系統(tǒng)存在蒸汽消耗量大，輸送能力小，輸送濃度低及設(shè)備管道磨損嚴(yán)重，系統(tǒng)可靠性差，運行維護(hù)成本高等缺點，因此難以適應(yīng)電力系統(tǒng)迅速發(fā)展和對安全可靠生產(chǎn)的嚴(yán)格要求。在 20 世紀(jì) 70 年代，由原冶金工業(yè)部為上海寶鋼自備電廠引進(jìn) 2x 350MW 機組時，配套提供了負(fù)壓氣力除灰系統(tǒng)及其設(shè)備，通過運行實踐考核，效果良好；在時隔 5 年后由電力部引進(jìn) 2x 300MW 機組時，也配套提供負(fù)壓氣力除灰系統(tǒng)及其設(shè)備，與此同時，我國華能國際電力開發(fā)公司首批引進(jìn)裝機容量均為 2×50MW 機組的四個發(fā)電廠，其中有三個發(fā)電廠均采用負(fù)壓氣力除灰系統(tǒng)。隨后很多新建、改建發(fā)電廠都設(shè)計安裝了負(fù)壓氣力除灰系統(tǒng)及其設(shè)備，使負(fù)壓氣力除灰系統(tǒng)很快得到發(fā)展。由于吸收消化國外技術(shù)和設(shè)備制造能力跟不上形勢發(fā)展的需要，系統(tǒng)設(shè)計及設(shè)備制造均存在一些問題，導(dǎo)致負(fù)壓氣力除灰系統(tǒng)投入運行后，出現(xiàn)系統(tǒng)運行不穩(wěn)定，系統(tǒng)出力達(dá)不到設(shè)計要求，設(shè)備磨損嚴(yán)重等問題，給發(fā)電廠安全生產(chǎn)帶來很大困難，因此負(fù)壓氣力除從系統(tǒng)又在電力系統(tǒng)使用受到了限制。從國外引進(jìn)到國產(chǎn)化負(fù)壓氣力除灰系統(tǒng)，已經(jīng)過 20 多年的運行實踐，在系統(tǒng)設(shè)計、設(shè)備制造和系統(tǒng)運行均積累了不少經(jīng)驗，因此只要系統(tǒng)設(shè)計合理，設(shè)備制造質(zhì)量過關(guān)，加強運行維修管理，即使在沒有水力除灰系統(tǒng)備用的條件下，負(fù)壓氣力也完全能滿足系統(tǒng)安全可靠生產(chǎn)的要求。本設(shè)計主要對小型稻谷干燥機---風(fēng)運動提升裝置進(jìn)行機械結(jié)構(gòu)部分的設(shè)計與計算機的繪制。所設(shè)計的試驗機要滿足每小時 0.5 噸的稻谷處理量。本設(shè)計要求設(shè)計出實現(xiàn)上述要求的較為合理的方案，并進(jìn)行相關(guān)計算。最后對整個試驗機進(jìn)行機械結(jié)構(gòu)設(shè)計，用繪圖軟件繪制整個裝置的總裝配圖、部件裝配圖及零件圖。4第二章 小型稻谷干燥機---風(fēng)運提升裝置的設(shè)計方案論證2.1 提升機的整體分析提升機主要組成部分為：進(jìn)料口、輸送管道、儲料桶、蓋板、風(fēng)機、可視窗和擋板等組成。對上述各個部分不同的方案進(jìn)行組合，就可以得到不同的整體設(shè)計方案方案。2.2 不同設(shè)計方案的制定通過比較，初步定下下面二種方案2.2.1 設(shè)計方案一圖 2.1 是方案一的結(jié)構(gòu)簡圖圖 2.1 方案一設(shè)計方案一各部分的結(jié)構(gòu)組成及原理分析：（1）組成部分：該方案的機構(gòu)主要由離心風(fēng)機、儲料桶、機輸送管道組成。（2）設(shè)計原理：風(fēng)機（或其他動力設(shè)備）使管道內(nèi)形成一定速度的氣流，從而管路內(nèi)的顆粒上作用力有：顆粒重力、浮力、以及空氣阻力。顆粒在重力作用下，降落速度越來越快，同時，導(dǎo)致顆粒受到的空氣阻力，也越來越大。最后，當(dāng)顆粒的重力、浮力和空氣阻力三力平衡是，顆粒在空氣中以不變的速度做勻速降落，稱為顆粒的自由沉降。這時顆粒具有的運動速度稱為苦力的沉降速度。根據(jù)相對運動的原理，當(dāng)空氣以顆粒的沉降速度自下而上流過顆粒時，顆粒將自由懸浮在氣流中，這就是顆粒在5垂直管中的懸浮機理。這時的氣流速度稱為顆粒的懸浮速度，在數(shù)值上等于顆粒的沉降速度。如果氣流速度進(jìn)一步提高，大于顆粒的懸浮速度，則在氣流中懸浮的顆粒，必將為氣流帶走，而發(fā)生了氣流輸送。這時的氣流速度稱氣流的輸送速度。所以，在垂直管中，氣流速度大于顆粒的懸浮速度。這時散粒物料將沿一定的管路從一處輸送到另一處。圖 2.2 顆粒的三力平衡在實際裝置中，由于顆粒之間以及顆粒與管路之間的摩擦和碰撞，管壁附近存在的邊界層、彎管、換向器等處因局部阻力而造成的氣流不均勻以及重力的影像等因素使得實際所需氣流要比理論值大。 2.2.2 設(shè)計方案二圖 2.3 是方案的機構(gòu)簡圖圖 2.3 方案二設(shè)計方案二的機構(gòu)組成及原理分析：（1）組成部分：方案二的主要構(gòu)件由儲料桶體、稻谷出料口、稻谷進(jìn)料口、輸送彎管、輸送直管和離心風(fēng)機等組成。6（2）設(shè)計原理：方案二的設(shè)計原理主要是氣壓輸送中的正壓輸送。經(jīng)過干燥后的稻谷經(jīng)進(jìn)料口進(jìn)入輸送管道中，這時由離心風(fēng)機產(chǎn)生的的風(fēng)力將會使輸送管道中的稻谷達(dá)到懸浮速度，從而發(fā)生定向運動，則在宏觀上就達(dá)到了輸送稻谷的作用。2.3 上述方案的分析和比較由上述分析可以得出方案一采用的是氣力輸送中的負(fù)壓輸送，而方案二中采用的是氣力輸送進(jìn)的正壓輸送。這兩種輸送方式的特點如下所述：（1）在環(huán)境保護(hù)方面負(fù)壓輸送的污染要比正壓輸送的污染少，即使管道漏氣也不會導(dǎo)致灰塵飛揚，但在漏填管道上逢下雨天可能會吸入雨水，并降低效率，而正壓輸送則不會有此情況。（2）負(fù)壓輸送的輸送量較小，距離較短而正壓輸送則輸送量大小均可，并且使用于長距離輸送，最長可達(dá) 100m 以上。（3）在操作方面負(fù)壓輸送進(jìn)料比較方便，地位高低可以不受限制，可以連續(xù)吸料；而采用正壓輸送時加料要有一定的高度，進(jìn)料器結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜。（4）負(fù)壓輸送的供氣裝置在最后，因此風(fēng)機有漏油現(xiàn)象時不會沾污被送物料，而正壓輸送有可能沾污物料。（5） 卸料部分負(fù)壓輸送的結(jié)構(gòu)設(shè)計要有氣密裝置和氣體凈化裝置，而正壓輸送的機構(gòu)則比較簡單。（6）在投資方面負(fù)壓輸送的設(shè)備投資比正壓輸送的投資大。（7）正壓輸送適用于物料從一處分散到幾處的情況，而負(fù)壓輸送則使用從幾處輸送到一處的情況。2.4 設(shè)計方案的確定由于這次設(shè)計的稻谷干燥機主要是供家庭使用，輸送的水平距離和垂直距離都比較短，再加上操作方便、維修簡單等方面的綜合考慮，可以看出方案一是比較合適的，故采用方案一。2.5 本章小結(jié)（1）通過幾個主要結(jié)構(gòu)部分的不同的方案組合，給出兩種不同的提升機總體設(shè)計方案；（2）綜合分析比較兩種方案各自的優(yōu)缺點；（3）經(jīng)過比較得到兩種方案中較好的一個方案。7第三章 提升裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算3.1 提升機主要性能指標(biāo)的確定 參考第一章中提升機的參數(shù)，結(jié)合設(shè)計要求，確定改提升機的主要性能指標(biāo)如下：（1）稻谷的處理量為 0.5 噸/小時；（2）提升機進(jìn)料口壓強應(yīng)不大于 0.1MPa；（3）輸送的垂直距離為 0.6 米；( 4 )輸送的水平距離為 0.634 米。3.2 提升機動力系統(tǒng)的相關(guān)計算氣力輸送主要參數(shù)選擇。氣力輸送主要參數(shù)包括輸送量、輸送風(fēng)速和濃度比。氣力輸送主要參數(shù)選擇是否合理，直接影響著氣力輸送的穩(wěn)定性、電耗大小等。因此，選擇經(jīng)濟合理氣力輸送主要參數(shù)，是稀相氣力輸送裝置設(shè)計計算的關(guān)鍵。3.2.1 輸送量 G 的選取料管中輸送量一般是由工藝過程決定的，但在生產(chǎn)過程中還應(yīng)考慮工藝上的原因，如原料品質(zhì)變化，水分含量的高低，操作指標(biāo)的改變等可能引起流量變化。為了輸送安全，作為網(wǎng)絡(luò)設(shè)計一句的輸送量應(yīng)當(dāng)是在生產(chǎn)中可以遇到的最大，即考慮了一定的儲備系數(shù)的輸送量： Ga?算式中 ——理論輸送量，t/h算a——儲備系數(shù)——實際輸送量，t/h對于其中儲備系數(shù) a 值的大小，不僅與物料性質(zhì)有關(guān)，且與輸送量大小有關(guān)。輸送量大的 a 應(yīng)取小值，反之取大值。因為，輸送量大的，雖然 a 值不大，但增加的保險輸送量（a-1）G 卻較大，輸送安全?？紤]到所設(shè)計的稻谷干燥機主要應(yīng)用于家庭故輸送量取 G=0.5 噸/小時，G 算=0.5 噸/小時。3.2.2 輸送風(fēng)速的選取料管中風(fēng)速大小，與物料的懸浮速度大小有關(guān)，而懸浮速度大小與物料的比重、粒度大小和輸送濃度有關(guān)。物料的比重大、粒度大的懸浮速度打，反之懸浮速度小。濃度比大的，則物料顆粒間摩擦、碰撞機會就多，自由沉降速度減小，懸浮速度也減8小；即懸浮速度與濃度比成反比。因此，在選取料管風(fēng)速時既要考慮物料性質(zhì)，又要考慮輸送濃度。查閱相關(guān)資料得到稻谷的懸浮速度是 v=9.8—11m/s。而由于風(fēng)速應(yīng)為稻谷懸浮速度的二倍。所以，取風(fēng)速V=2*v=19.6-22m/s式中 v——稻谷的懸浮速度，m/sV——風(fēng)速，m/s考慮到要是稻谷干燥機整體功率消耗盡可能地低，所以取計算所得速度的下限，既 V=19.6m/s3.2.3 濃度比 的選取?查閱相關(guān)資料可知，輸送濃度的關(guān)系式為：=G/G 氣=G 料/rq式中 ——濃度比?G 氣——風(fēng)量所以， 越大，所需風(fēng)量就越小。又由式：Q 風(fēng)機=HQ/1000*3600*式中 Q 風(fēng)機——風(fēng)機風(fēng)量H——阻力損失可知，濃度增大，雖然阻力損失 H 增大，但風(fēng)量減少很多，動力消耗仍會有所降低。因此，濃度比大小選擇是否適當(dāng)，直接影響了輸送網(wǎng)路的穩(wěn)定性及運行的經(jīng)濟性。另外，為了保證風(fēng)機能在較高效率點工作，選用的濃度比要使網(wǎng)路的風(fēng)量與阻力和風(fēng)機的風(fēng)量及阻力相適應(yīng)。查閱相關(guān)文獻(xiàn)后，發(fā)現(xiàn)目前米廠輸送稻谷是濃度比 一般取?2.5—5.所以最后校核后的濃度比應(yīng)該在這個范圍內(nèi)。3.2.4 風(fēng)網(wǎng)阻力計算氣力輸送網(wǎng)路阻力損失包括 H 物和 H 管兩部分，其中直接用于護(hù)送物料的阻力損失為：H 物=H 機+H 彎+H 摩+H 變+H 升+H 卸在該計算公式中，相當(dāng)一部分是采用試驗數(shù)據(jù)和近似公式計算的結(jié)果。例如：H 彎=RL（1+K ）?式中的 K 是由近似公式計算得來的，且 K 粗與 K 加并沒有統(tǒng)一的劃分界限。物料性質(zhì)選擇不同，得出的 K 值就不同，最后計算的 H 摩就不同。再如：H 變= )1(2?彎grv??9式中的 K 彎與物料的性質(zhì)、彎頭的參數(shù)及彎頭在空間中布置形式有關(guān)，是一個估計值。從以上例子可以看出，各項阻力計算都包含有認(rèn)為選擇誤差在內(nèi)。因此，整個網(wǎng)路阻力損失計算的結(jié)果只能是近似的，只要在選擇風(fēng)機時在增加 10%的壓損儲備就可以了。3.2.5 風(fēng)機的選擇離心通風(fēng)機，是整個氣力輸送系統(tǒng)工作的心臟，必須進(jìn)行認(rèn)真計算、實測和選擇。用于氣力輸送的風(fēng)機主要有 6-30，6-23，9-19 和 9-26 等類型。其中最常用的是 6-23型風(fēng)機。查閱相關(guān)資料得到其特性曲線如下圖所示：圖 3.1 風(fēng)機的型號可以知道：該風(fēng)機風(fēng)量為 P=1500 立方米/時風(fēng)容量為 1.2；所以此時 ，在 2.5—5 的范圍內(nèi)，故在濃度比方面是符合要求的。78.2150???3.2.6 輸送管道相關(guān)參數(shù)計算（1）直管內(nèi)徑和外徑的計算和tAP??Vd42?10式中 A——輸送管道的橫截面積， m2t=1h=3600sd——輸送管道的內(nèi)徑可以得出 mtVP071.4.3605194????即管徑為 71mm。由于輸送管道 mm 的黑鐵皮卷制而成，故其外徑為mdD75412????（2）彎管內(nèi)徑、外徑和彎管處半徑的計算由于在實際使用中彎管是與直管相配合的，此外對彎管內(nèi)徑和外徑?jīng)]有特殊要求，所以取彎管的內(nèi)徑和外徑與直管相同。即彎管的內(nèi)徑取 71mm 同樣彎管的外徑取75mm。通過查閱相關(guān)資料得到，彎管處半徑 R 應(yīng)滿足 R mD5.973.1.???為了加工方便取彎管處半徑 R 為計算結(jié)果的近似值 R=100mm。3.2.7 輸送壓力由于風(fēng)機是已定的，所以輸送壓力也已決定，至于管道摩擦阻力，進(jìn)料器、分離器、物料提升壓降的總阻力，都是通過實際使用決定的。世界使用中如果壓力不夠可以通過縮短管道長度或者增加整壓器加以補償。3.2.8 儲料桶的相關(guān)計算由于從進(jìn)料口進(jìn)入的稻谷是剛經(jīng)過加熱干燥的稻谷，所以在入倉前需要使其溫度降低，從而確保稻谷在倉庫儲藏的安全性。于是稻谷需要在儲料桶中停留一段時間才能進(jìn)倉。11所以只有當(dāng)儲料桶的稻谷量達(dá)到一定數(shù)量時才能把出料口處的插板打開將儲料桶中的稻谷放出，然后入倉。那么對儲料桶的尺寸就會有所要求。通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料和基本計算得到以下結(jié)果：桶體部分總高為 H=1250mm 、桶體部分內(nèi)徑為 d=500mm、桶體進(jìn)料管內(nèi)徑為 71mm、桶體進(jìn)料管外徑為 75mm、可視窗尺寸為是窗口 120 、出料口高為 100mm、出料口120?直徑為 120mm。3.2 本章小結(jié)（1）根據(jù)相關(guān)資料，確定提升機的主要性能指標(biāo)。（2）分別對風(fēng)機、儲料桶、輸送管道等構(gòu)件進(jìn)行相關(guān)計算，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計和相應(yīng)的強度校核。12第四章 氣力提升機的結(jié)構(gòu)設(shè)計4.1 氣力提升機的整體結(jié)構(gòu)氣力提升機機用 ProE 做出的三維裝配圖的整體外觀效果如圖 4.1 所示。圖 4.1 風(fēng)云動提升機4.2 儲料桶的結(jié)構(gòu)設(shè)計儲料桶的主要作用是使經(jīng)過干燥后的稻谷在入倉后經(jīng)過冷卻，使得其溫度達(dá)到倉儲條件，確保稻谷的儲存安全。儲料桶的設(shè)計圖見圖 4.213圖 4.2 儲料桶圖 4.3 可視窗為了能實時觀察到儲料桶內(nèi)的稻谷量，必須設(shè)計一視窗口。視窗口的設(shè)計如圖 4.3所示4.3 蓋板的結(jié)構(gòu)設(shè)計14蓋板的主要作用有兩個一是對密封桶體，二是連接離心風(fēng)機。圖 4.4 是蓋板的機構(gòu)。圖 4.4 蓋板4.4 防漏擋板的結(jié)構(gòu)設(shè)計由于氣力提升機主要是采用管道內(nèi)不同點的壓強差，是稻谷受力達(dá)到懸浮速度，進(jìn)行定向云頓的機構(gòu)。所以容易將提升到儲料桶進(jìn)口處的稻谷吸入到離心風(fēng)機中損傷離心風(fēng)機。如果在儲料桶內(nèi)設(shè)置一擋板就可以有效的解決這一問題。防漏擋板的結(jié)構(gòu)如圖 4.5 所示。15圖 4.5 防漏板防漏擋板兩邊的孔是用來將其固定在儲料桶的桶體中，而防漏擋板之所以做成之字形是由于桶體中的氣流流動情況是十分復(fù)雜的，做成之字形可以有效的降低稻谷撞在擋板上對稻谷所造成的傷害。圖 4.6 防漏擋板與桶體的裝配關(guān)系。4.5 出料口的結(jié)構(gòu)設(shè)計出料口的主要作用是將經(jīng)過冷卻的的稻谷裝袋或者進(jìn)倉。由于要能控制出料口的開和關(guān)，所以在出料口設(shè)置一個插板，檔需要裝袋時將插板拔出。而當(dāng)需要關(guān)閉時只要將插板合上就可以了。圖 4.7 是出料口插板的結(jié)構(gòu)圖 4.7 防漏板4.6 本章小結(jié)（1）分別對儲料桶、蓋板、擋板、可視窗等零部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。（2）對提升機的部分零件和結(jié)構(gòu)給出三維圖形。（3）將總體裝配圖用三維圖形表示。16第五章 氣力提升機存在的問題及解決方法氣力輸送除了有第一章中提到的優(yōu)點外，還存在一些缺點，所以必須找出這些缺點，并提出相應(yīng)的解決方案。5.1 動力消耗問題動力消耗的主要指標(biāo)是一動力指數(shù)來衡量的。動力指數(shù) （ 米 ）（ 時 ）噸 （ 瓦 ）1)(??tGNK其中 而 P（風(fēng)機的壓力 公斤/平方米）一定要大于各部分壓降)(36012瓦Q之和，而各部分壓降都與風(fēng)俗 V 的平方成正比，所以 與 N 成正比。3另外 ）（ trGM/3???其中 r=風(fēng)的容量、G=物料重量、 =濃度比。?將 帶入 K 得)(36012瓦??QPNGQP36012??再將 帶入 得 可以看出 。即rG?0r?3612?rK??1?KK 與濃度比 成反比。所以如何提高濃度比和降低風(fēng)俗到最低底線是減少動力消耗的主要課題。另外，K 與 P 成正比即要盡可能地減少各部件阻力，以減少壓力損失。但由于物料水分有多少，聊性黏度變化，所以 K 還不是最穩(wěn)定，加上管道損漏，G有所下降，所以經(jīng)過查閱相關(guān)資料和結(jié)合實際情況取 K 。065.?5.2 管道堵塞問題在氣力輸送中，管道堵塞是最常見而又不易解決的問題。許多單位就是由于堵塞問題而放棄氣力輸送。造成管道堵塞的原因有下列兩種：17（1）管道粘料：產(chǎn)生的原因很多，由于在彎管的地方由于稻谷在壁上撞擊造成粘附，隨著試件增加，管道直徑變小而堵塞；也有因管道在室外露天輸送，稻谷是熱的，管內(nèi)產(chǎn)生冷凝水使稻谷的粘附能力增強而堵塞。再者就是制造精度低，彎管處焊粉粗糙造成堵塞，這種管徑縮小現(xiàn)象，如不及時處理，試件一久稻谷在壁內(nèi)形成一層層堅硬的硬殼，非把管道拆下拆除才可。 （2）物料與空氣混合狀態(tài)不良：這種情況造成的原因有設(shè)計上的，也有操作上的。由于設(shè)計不周，管道過長。摩擦阻力大，或進(jìn)料太多，即濃度比過高，都會造成堵塞。設(shè)備使用年久，管道岔道；卸料器漏氣；物料中有大塊雜質(zhì)也是堵塞的原因。 5.3 解決方法（1）在降低動力消耗方面，采用較低的風(fēng)速（用改變風(fēng)管直徑進(jìn)行調(diào)速）。但遇到稻谷淑芬升高時就會降低生產(chǎn)效率甚至造成堵塞，所以必須嚴(yán)格控制稻谷水分。 （2）經(jīng)常檢查管道、卸料器、進(jìn)料口有無漏氣。如果發(fā)現(xiàn)要及時修理。（3）操作人員必須遵守操作制度，加料量不得任意增加。（4）萬一有大塊雜質(zhì)或異物進(jìn)入管道形成堵塞，必須停止加料。繼續(xù)鼓風(fēng)使稻谷逐漸少量前進(jìn)，直至?xí)惩ê罄^續(xù)進(jìn)料。（5）每班工作完畢后，在進(jìn)料口防水，并鼓風(fēng)使水在管道內(nèi)前進(jìn)，清洗直至出水清為止，但這種方法必須待管道干后再可進(jìn)料。（6）通洗管道還可以采用鋼絲球清洗，先將繩吹出管道，然后一邊進(jìn)風(fēng)，一邊拉動鋼絲球來回清洗。（7）如果有空壓機可以在容易堵塞的地方裝設(shè)增壓器，解決堵塞問題。18第六章 結(jié)論小型稻谷干燥機——風(fēng)運提升機是進(jìn)行稻谷提升的有效設(shè)備，廣泛運用于糧食生產(chǎn)和加工中，是當(dāng)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)加工的的必備設(shè)備。因此本文對小型稻谷干燥機——風(fēng)運提升機的原理和結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹，給出了提升機的基本參數(shù)，并對提升機的機械結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行了相關(guān)設(shè)計、計算和計算機三維仿真，為提升機的設(shè)計和實際制作提供了一定的依據(jù)和參考。該設(shè)計在滿足設(shè)計要求的前提下，力求結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低廉，沒有一味地追求高精度，適合進(jìn)行實際的生產(chǎn)。設(shè)計中采用了較為簡單的方法實現(xiàn)了相同的功能，例如在提升機理的選擇上沒有選擇用離心風(fēng)機吹送的方法，而是應(yīng)用了離心風(fēng)機抽送的方法。這是由于離心機抽送采用的是負(fù)壓輸送，在短距輸送中比正壓輸送高效可行，并且可以簡化結(jié)構(gòu)，降低成本，制造、安裝、維修都大為簡化。該設(shè)計只是針對提升機的機械結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行了相關(guān)的設(shè)計計算和仿真，而電氣控制系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)還需要進(jìn)一步的補充。19參考文獻(xiàn)[1]韋公遠(yuǎn)， 糧食加工長氣力輸送有關(guān)問題探討。遼寧省遼中縣糧食儲備庫，遼中 110200[2]毛海敏，呂國軍。輸送易碎糧食專用提升機的設(shè)計和應(yīng)用。北京東方孚德技術(shù)發(fā)展中心，北京 100037；[3]趙學(xué)敬，論粉間氣力輸送的多變設(shè)計與風(fēng)網(wǎng)優(yōu)化特色。 河南工業(yè)大學(xué) 450052[4]關(guān)于提高粉間風(fēng)運效能的幾點體會。 北京市糧油工業(yè)公司[5]正壓氣力輸送裝置。 上海釀造七廠[6]付捷，羅鋼 ，王瑛 ，劉木華，5HNG 一 1 5 型農(nóng)用組合式谷物干燥機的研制與試驗。 西省農(nóng)業(yè)機械研究所 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,李寶珍，我國谷物干燥機的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。中國農(nóng)機院收獲加工所。21致謝本次設(shè)計是在尊敬的周后明老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下完成的，導(dǎo)師淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、高度的責(zé)任心以及嚴(yán)于律己、待人誠懇的思想品德深深的影響著我，這不僅使我順利的完成了本次設(shè)計，而且也將成為使我受益終生的寶貴財富。從課題的選擇到完成，周老師都始終給予我耐心細(xì)致的指導(dǎo)和不懈的支持，在此謹(jǐn)向周老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。在完成論文的過程中，還得到了機械工程學(xué)院多位老師的指導(dǎo)和建議，同時也得到了譚理想、肖威紅、趙縉等同學(xué)的熱情幫助和鼓勵，對此，表示深深的感謝和衷心的祝福。22科技論文及翻譯Experiment research on grain drying process in the heat pump assisted fluidized bedsJing Yang，Li Wang， FiXiang，Lige Tong，andHua Su Mechanic~Engineering School，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，ChinaAbstract：A heat pump assisted fluidized bed grain drying experimental system was developed．Based on this system．a(chǎn) serial of experiments was performed under four kinds of air cycle conditions．According to the experimental analysis，an appropriate drying mediumair cycle for the heat pump assisted fluidized bed drying equipment was decided．which is difierent from the commonly usedheat pump assisted drying system．The experimental results concerning the drying operation perform ance of the new system show that the averaged coefi cient of perform ance fCOP1 can reach more than 2．5．The economical evaluation was perform ed and the power consumption for removing a kilogram water from grains was about 0．485 kW·h／kg(H，0)，which shows its reasonable commercialefi ciency and great application potentiality in future markeKey words：heat pump， fluidized bed，grain ，drying ，air recycle1 IntroductionNowadays there 1s an urgent need for the development of high capacity and high quality grain drying equipment in the agriculture of China[1]．As the society and agriculture develop quickly，it is of important practical value to develop the efi cient，energy saving， non—pollution and even movable drying equipment to match the mechanization harvestry [2]．Traditional methods of drying involve the direct combustion of fossil fuel together with 23controlled ventilation．Such methods are obviously ineficient，with efficiencies never exceeding 20％ ，not to mention the fact that expensive primary energy is depleted only to produce low grade heat[3]．The traditional drying methods have been prevailing domestically up to now,not only for grain drying，but also for other matedals such as wood，cement，ceramics and medicine etc．As the power supply structure improved greatly by the hydropower and nuclear power development policy of the government of China，the research on the heat pump assisted drying system is of special meanings，due to the fact that a portion of power usually can supply more than 2 portions of heat energy for drying by using a heat pump．Recently there are quite a few scholars[4—8]findin their interests in heat pump assisted drying area and the great potentiality in future for heat pump applications in drying area．However the researches[9，1 0]mostly concentrate on the low temperature heat pump with the hot medium temperature lower than 55。C．There was still a blank in the high temperature heat pump assisted drying system with temperatures above 70。C and especially for the system with grain drying and heat pump working together,which is the great motivation of the present paper．Besides the gas—solid fluidized beds have obtained widely applications in drying area with so obvious advantages such as high gas—solid contact surface，high heat and mass transferrates，easy to be mechanically operated，usually with great continuous production capability and high quality of drying due to its uniform temperature field[11，121．This paper combined the both advantages of heat pump and fluidized bed to develop a new type of graindrying experimental system．Based on this system，aserial of experiments was perform ed under different conditions．According to the experimental analysis，an appropriate drying medium—air cycle for the new type heat pump assisted fluidized bed drying equipment was decided．which is different from the traditional heat pump assisted drying system．Th e research results also show the optimistic future and the potential market competition ability of this new equipment．2 Experiment In a drying system with a heat pump and a fluidized bed together．there are three material flows：the grain flow，the refrigerant flow and the dry ing medium．Air flow． This air flow relates the grain flow to be dried and the refrigerant flow of the heat pump together and become the medium transferring the moisture and heat between the both，in which the flow rate．temperature．velocitv and humidity of the air influence the 24working condition of the heat pump，whereas the working condition of the heat pump also afects the temperature and humi dity of the air and further influences the drying process．Here the air circulation jn the systemis vital not only to the working performance of the heat pump and the dry ing process but also to the final structure of the whole equipment．Hence the experi．mental system was designed as shown in figure 1．which includes mainly four parts：fluidized bed drying room，heat pump，tube connection and several valves．This system can realize four types of air circulation by adjusting difierent valves．Type one：close valves 1，2，4，5 and open valves 3，6，7，in which the air dis．charged from the fluidized bed flows only through the evaporator of the heat pump and then the condenser where it is heated and finally into the fluidized bed．performing a close circuit circulation．Type two：close valves 2，3，6 and open valves 1，4，5，7，in which the air discharged from the fluidized bed flows directly through the condenser and then into the fluidized bed．performi ng a close circulation，and the air from cir．cumstance flows through the evaporator of the heat pump．Type 3：close valves 1，3，5 and open valves 2，4，6，7，in which the air discharged from the fluidized bed flows completely through the evaporator and then into the ambient．whereas the ambient air is absorbed through the condenser by the ventilator and then flows into the fluidized bed．performing an open circulation．Type 4：open all the valves and adjusting their turn—down ratio．in which the air discharged from the fluidized bed splits into two parts，one mixing with some ambient air 25flows into the evaporator and then into the ambient，the other mi xing with the ambient air flows into the condenser and then into the fluidized bed，performing an half close and half open air circu