Норма расхода грунтовки-эмали «Кронакрил» серебристой в смену

Производительность конвейера

Р =150 000 шт/год = 49 шт/ч.

Скорость конвейера определяется годовой производительностью, эффективным фондом времени и плотностью завески изделий (числом подвесок) на конвейере

V = (а*m*Д)/(60*К* Тэф * р), (4)

где Д –количество подвесок на годовую программу

Д = А/ В_i; (5)

В_i– количество изделий, завешиваемых на одну подвеску;

m – средний шаг завески подвесок на конвейере, м;

р – коэффициент заполнения конвейера (0,8 – 0, 9);

а – количество повторных циклов, совершаемых на данном участке.

Д=(150 000*1)/12+(150 000*1)/12+(150 000*1)/8+(150 000*48)/48=193 750 шт

V=(1*0,8*193 750)/(60*0,9*3 427*0,9)=0,93 м/мин.

Принимаем скорость конвейера 1 м/мин.

Производительность по массе изделий

G_i=M_i*Пч, (6)

где Мi- масса детали, г.

G₁=1,22*49=59,78 кг/ч;

G₂=1,22*49=59,78 кг/ч;

G₃=3,60*49=176,40 кг/ч;

G₄=2,90*49=142,10 кг/ч;

Gкомп=59,78+59,78+176,40+142,10=438,06 кг/ч.

4.3 Расчет норм расхода материала

Удельная норма расхода грунтовки-эмали «Кронакрил» серебристой

Nу = 2*100*δ*Д/(Р*(1 – К)), (7)

где δ – толщина пленки, мкм;

Д – плотность пленки, г/см³;

Р - содержание нелетучих веществ, %;

К – коэффициент потерь.

Nу = 2*100*30*1,65 / (40*(1- 0,3)) = 353,5 г /м².

Норма расхода на изделие

Nизд = S* Nу, (8)

где S – площадь изделия, м².

S₁=2*(252*25)=0,0126 м²;

S₂=2*(42*225)=0,0189 м²;

S₃=2*3,14*(240+210)*16²=0,7234 м²;

S₄=2*3,14*2,50²*37,85=0,0014 м²;

Sкомп=0,0126+0,0189+0,7234+0,0014=0,7563 м².

Nизд 1=0,0126*353,5=4,40 г/изд.;

Nизд 2=0,0189*353,5=6,68 г/изд.;

Nизд 3=0,7234*353,5=255,72 г/изд.;

Nизд 4=0,0014*353,5=0,49 г/изд.;

Nкомп=4,40+6,68+255,72+0,49=267,42 г/комп.

Годовая норма расхода грунтовки-эмали «Кронакрил» серебристой

Nгод = Nизд * Р, (9)

где Р – годовая производительность, шт/год.

Nгод 1=4,40*150 000=660 000 кг/год;

Nгод 2=6,68*150 000=1 002 000 кг/год;

Nгод 3=255,72*150 000=38 358 000 кг/год;

Nгод 4=0,49*150 000=73 500 кг/год;

Nгод комп=660 000+1 002 000+38 358 000+73 500=40 093 500 кг/год.

Часовая норма расхода грунтовки-эмали «Кронакрил» серебристой

Nчас = Nгод / Тэф, (10)

Nчас 1=660 000/3 427=192,60 кг/час;

Nчас 2=1 002 000/3 427=292,38 кг/час;

Nчас 3=38 358 000/3 427=11 192,88 кг/час;

Nчас 4=73 500/3 427=21,45 кг/час;

Nчас комп=192,60+292,38+11 192,88+21,45=11 699,31 кг/час.

Норма расхода грунтовки-эмали «Кронакрил» серебристой в смену

Nсмен = Nчас *7,2; (11)

Nсмен 1=192,60*7,2=1 386,70 кг/смену;

Nсмен 2=292,38*7,2=2 105,14 кг/смену;

Nсмен 3=11 192,88*7,2=80 588,74 кг/смену;

Nсмен 4=21,45*7,2=154,44 кг/смену;

Nсмен комп =1 386,70+2 105,14+80 588,74+154,44=84 235,02 кг/смену.

Полученные данные сводим в таблицу

Таблица 2 – Расходные нормы лакокрасочного материала.

4.4 Расходные нормы моющего средства

Расход свежего раствора составляет 1 . При концентрации 18 кг/м³ расходуется 18,4 кг/м³ .

Таблица 3 – Расходные нормы моющего средства

Расход воды на моющую машину: 30*37,04=1 111,20 л/ч.

5 Технические расчеты

5.1 Расчет агрегата подготовки поверхности

Исходные данные: Производительность по массе изделий 438,06кг/ч, по массе транспортных средств 1800кг/ч, по обрабатываемой поверхности 37,04 ; скорость конвейера 1 м/мин; удельная теплоемкость, кДж/(кг : обрабатываемых изделий 0,48, движущихся частей конвейера 0,48, воздуха 1; температура, наружного воздуха 15, ограждений агрегата и крышек ванн 40, ограждений и днища ванн – принимают по температуре растворов и воды; избыточное давление насыщенного пара 0,3 МПа.

Технологический режим обработки изделий: обезжиривание при температуре 50 , в течение 5 мин; промывка горячей водой при 50 , в течение 2 мин; промывка теплой водой при 40 , в течение 1 мин.

5.1.1 Определение размера каждой зоны обработки и всего агрегата

Длина агрегата

+ l₅, (12)

где - длина входного (выходного) тамбура с односторонним стоком (принимают м); _, l₅ -длины ванн, м; - длина зоны двустороннего стока.

Длины ванн (зон обработки) определяются продолжительностью обработки в соответствующей зоне и скоростью конвейера:

; ; l₅ = t ^{’ ’’} ; (13)

l₂=5*1,0=5,0 м;

l₄=2*1,0=2,0 м;

l₅=1*1,0=1,0 м.

Длина зоны двустороннего стока зависит от размеров обрабатываемого изделия; значение выбирают с таким расчетом, чтобы исключить одновременное пребывание изделия в двух зонах струйной обработки и этим предотвратить смешение разнородных жидкостей.

; , (14)

где - больший размер изделия, м; s – путь, проходимый изделием в 1 мин (принимают s = 0,8 – 1 м).

l^, =0,8*0,9+0,5*1=1,22 м;

l ₃ =1,22+1=2,22 м;

L = 2*2,5+5+2,22*2+1,0+2,0=18 м.

Ширину В камеры агрегата определяют конструктивно, исходя из размеров изделий, зазора между изделием и контуром, а также между стенкой и контуром. Расстояние от распыляющих устройств до изделия, по опытным данным, должно быть не менее 0,25 м. Практически зазор с каждой стороны от изделия до стенки составляет 0,4 – 0,5 м.

Ширина агрегата с учетом выступающей ванны, м.

В₁ = В+(0,6 0.8), (15)

В = 0,54+2*0,5=1,54 м.

В рассматриваемом случае ширина камеры В =1,54 м; ширина агрегата В₁=2,34 м.

Высоту H камеры агрегата определяют конструктивно, исходя из высоты изделия , расстояние от верха изделия до потолка туннеля и расстояния от низа изделия до пола :

Н = 1,6+1,0+1,1=3,7 м.

5.1.2 Определение подачи насосных установок

Подача насосной установки Q определяется числом n сопл (форсунок) в зоне обработки и производительностью q сопла, ,

Q = nq. (16)

Производительность сопла

, (17)

где - коэффициент расхода, зависящий от типа форсунки, мм; р – давление перед форсункой, МПа.

Подачу насосных установок определяют для каждой зоны.

Необходимое число контуров труб на зону обезжиривания при ее длине 5 м и расстоянии между контурами 0,25 – 0,3м составляет 5/0,27=18 шт.

По опытным данным оптимальное расстояние между форсунками а = 0,2 – 0,3м. Тогда при принятом числе форсунок на один контур (12) их общее число составляет 10*18=180 шт.

При использовании в контурах зоны обезжиривания форсунок типа ФК - 01 определяем расход на одну на одну насадку при давлении 0,1 МПа

q=0,0396*0,940*(3,6133)²* =0,486 м³/ч.

Общий расход раствора через все насадки Q = 0,486*180= 87,48 м³/ч.

По найденному расходу раствора и напору по каталогу оборудования подбираем насос марки 4Х-12л со следующей характеристикой: напор 40 м. вод. ст.; частота вращения 2 940 об/мин; количество 2 шт. (один резервный). Практически установленный расход свежего раствора с учетом уноса раствора составляет 1л/м². Часовой расход свежего раствора при поверхности изделий 37,04 составит 37,04*1 = 37,04 л/ч.

Размеры ванны определяем конструктивно, исходя из длины зоны, размеров изделий, размеров контуров, труб и необходимых зазоров; ниже указаны размеры ванны, мм:

Наружные Внутренние

Длина…………………………. 5 300 5 000

Ширина………………………...2 640 2 340

Высота………………………… 1 000 1 000

Емкость ванны 11,7 м³, при коэффициенте заполнения 0,85 полезная емкость ванны V пол = 9,9 м³.

Так как длина первой зоны промывки горячей водой равна 2 м, а длина второй зоны промывки горячей водой равна 1 м, тогда размеры и емкость ванн принимаем аналогичные, то есть L = 2 м, B = 2,34 м, Н = 1 м.

В зоне промывки используют форсунки типа ФК –01.

Средний расход свежей воды на промывку практически установлен равным 30 л/м².

5.1.3 Расчет вытяжной вентиляции

Расчет сводится к определению массы паровоздушной смеси, отсасываемой у одного проема агрегата в 1ч, с учетом количества воздуха, отсасываемого из цеха, а также паровоздушной смеси, подаваемой на завесу и в короб для защиты транспорта от паров и брызг.

Масса воздуха , кг/ч, проходящего в 1 ч в туннель агрегата через нижнюю часть проема или выходящего из туннеля через верхнюю часть проема

, (18)

где - коэффициент расхода паровоздушной смеси через проем при наличии завесы; f – площадь сечения проема, ; - расстояние от нейтральной линии до низа проема, м; - плотность паровоздушной смеси в помещении, ; - плотность паровоздушной смеси в агрегате, ; - плотность паровоздушной смеси в проеме, .

Коэффициент зависит от типа завесы (односторонняя или двусторонняя), а также от отношений и (где - масса воздуха, подаваемого на завесу в 1ч, кг/ч; - площадь щели завесы, через которую выходит воздух, ) и угла выхода струи завесы к плоскости проема; значение определяют по таблице.

Для расчета принимаем: ширина проема b = 0,54+2*0,15=0,84 м;

Высота проема h = 0,9+2*0,1=1,1 м; размеры щели воздушной завесы 1,1х0,015 м (завесу устанавливаем в проемах с двух сторон); угол выхода струи завесы к плоскости проема ; температура, : в цехе , в агрегате 40, в проеме 30; плотность паровоздушной смеси, : при при при .

;

= = ,

где - ширина щели; - приведенная ширина проема; f – площадь сечения проема.

Расстояние от нейтральной линии до низа проема

h_ил = = =1,02 м,

где b – ширина проема, м.

Из таблицы находим коэффициент расхода паровоздушной смеси через проем под действием завесы: 0,167. Тогда

Q_пр =Q_з = =508 кг/ч

Для расчета массы паровоздушной смеси, отсасываемой у одного проема агрегата в 1 ч, с учетом количества воздуха, отсасываемого из цеха, значение удваиваем: 508*2 = 1 000 м³/ч.

Режим работы вытяжного вентилятора определяется его производительностью и развиваемым напором для преодоления всех сопротивлений, возникающих в сети.

Для удаления паровоздушной смеси устанавливаем два вентилятора марки Ц4 – 70 № 3 со следующей характеристикой: производительность 2 200 ; напор 120 мм; частота вращения 2 840 об/мин; потребляемая мощность 1,26 кВт; КПД 0,76. Вентилятор комплектуется электродвигателем в обычном исполнении АОЛ 2-21 – 2 (1,5 кВт; 2 840 об/мин).

5.2 Тепловой расчет агрегата

Тепловой расчет сводится к определению затрат теплоты в агрегате в период эксплуатации и период разогрева.

Исходные данные: температура, : ограждений и крышек ванн 40, ограждений и днища ванн 500, обезжиривания (I зона) 50, промывки (II зона) 50, промывки (III зона) 40, обдува воздухом, в цехе 15, пара 142,5; поверхность, : стен, потолка и днища агрегата F₁=32,02; крышек ванн F₂=4,24; стенок ванн обезжиривания и стенок ванн промывки F₃=12,2; F₄=15,2; F₅=13,2; днища ванн промывки и обезжиривания F₆=12,4; F₇=5,38; F₈=3,04; удельная теплоемкость, : изделий 0,48, воздуха 1.

В начале определяют расход теплоты в период эксплуатации. Общая сумма потерь теплоты при эксплуатации, кДж/ч

(19)

где - потери теплоты через внешние ограждения; - расход теплоты на нагрев изделий и транспорта; - потери на испарение влаг, уносимой воздухом; - потери с удаляемой в канализацию водой и растворами; =1,1 – 1,2 – коэффициент запаса на неучтенные потери.

Потери теплоты через внешние ограждения, кДж/ч

, (20)

где F – поверхность внешних ограждений, ; К – коэффициент теплопередачи, ; - температура воздуха в цехе, ;

- температура внешних ограждений, ; - коэффициент запаса (принимают равным 1,5).

Поверхность ограждений F подсчитывают для стен и потолка агрегата, а также стен, днища и крышек ванн.

Коэффициент теплопередачи рассчитывают по формуле

, (21)

где - коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к стенке, ; - коэффициент теплоотдачи от изолированной стенки к окружающему воздуху, ; - толщина слоя изоляции, м; - коэффициент теплопроводности материала, .

В рассматриваемом случае коэффициент теплопередачи стен и потолка агрегата, а также стен и крышек ванн, имеющих теплоизоляционную обшивку (минеральная вата толщиной 40мм), К= 5,8 , днища ванн К = 41,9 . Тогда

32,02*5,8(40 – 15) + 4,24*5,8(40 –15) + 12,2*5,8(50 – 15)+ 15,2*5,8(50 – 15) + 13,2*5,8(50 – 15) + 13,2*5,8(40 – 15) + 12,4*41,9(50-15) + 5,38*41,9(40-15)] = 41 767,65 кДж/ч.

Потери теплоты на нагрев изделий и транспорта

, (22)

где и - производительность по массе изделий и транспорта, кг/ч; и - удельная теплоемкость изделий и транспорт, ; , - температура изделий и транспорта при входе, ; - температура изделий и транспорта при выходе, .

Потери теплоты на нагрев изделий, кДж/ч:

В зоне I – = 438,06*0,48(50 – 15) = 7 359,41;

Потери теплоты на нагрев изделий и транспорта:

W₂ =7 359,41+1 800*0,48(50-15) = 37 599,41кДж/ч.

Потери теплоты с уходящей через проем паровоздушной смесью, кДж/ч

, (23)

где - расход паровоздушной смеси, выходящий через два проема камеры, кг/ч; =0,24 - теплоемкость воздуха; - температура воздуха в цехе, ; - температура нагретого воздуха, .

1 016*1(40 – 15) = 25 400 кДж/ч.

Потери теплоты на испарение влаги, уносимой воздухом, кДж/ч

, (24)

где - влагосодержание 1 кг воздуха при насыщении его до 60% при =15 (среднее насыщение воздуха в цехе 0,0065 кг/кг сухого воздуха); - влагосодержание 1 кг воздуха при насыщении его до 90% при =40 (0,045 кг/кг сухого воздуха); r = 2 400 кДж/кг – теплота парообразования воды.

= 1 016*(0,045 – 0,0065)0,9*2 400 = 84 490,56 кДж/ч.

Потери теплоты с удаляемой в канализацию водой, кДж/ч

, (25)

где - расход воды, кг/ч; - теплоемкость воды; - температура воды первоначальная и после нагревания.

Так как потери теплоты на нагрев раствора невелики по сравнению с другими потерями, то при расчете ими пренебрегают.

Потери теплоты с удаляемой в канализацию водой при температуре удаляемой воды из ванны промывки 50 составляет

37,04*30*4,19(50– 40) + 37,04*15*4,19(40-10) = 116 398,20 кДж/ч.

Общая сумма потерь теплоты с учетом непредусмотренных расчетом потерь ()

W= (41 767,65 + 37 599,41 + 25 400 + 84 490,56 + 116 398,20)*1,2 = 366 786,94 кДж/ч.

Эксплуатационный расход теплоты сравниваем с расходом теплоты на разогрев ванн перед началом работы.

При перерыве в работе ванн между сменами растворы и горячая вода охлаждаются до цеховой температуры. Считая продолжительность разогрева равной 1ч, расход теплоты на разогрев ванн определяем так:

, (26)

где М – масса нагреваемой жидкости в ваннах, кг; с – удельная теплоемкость нагреваемого раствора (воды), ; - начальная температура раствора (воды), ; - температура нагретого раствора (воды), ; - потери теплоты через внешние ограждения, кДж/ч.

Условно принимают, что температура ограждений при разогреве ванн достигает такого значения, при котором потери теплоты через внешние ограждения в 2 раза меньше, чем при эксплуатации.

Wр = 9 900*4,19(50 – 15) + 3 980*4,19(50 – 10) + 1 980*4,19(40-10) + ½*41 767,65 = 2 388 652,82 кДж/ч.

Общее значение потерь теплоты распределяют по всем зонам, выделяя при этом потери при эксплуатации и потери при разогреве.

Период эксплуатации. Теплота на нагрев уходящей через проем паровоздушной смеси расходуется в ванне зоны I, теплота на нагрев изделий – в ваннах зоны I. С учетом коэффициента непредусмотренных расчетом потерь ( =1,2) указанные потери теплоты составляют:

W = 37 599,41*1,2= 45 119,29 кДж/ч.

Теплота, необходимая на компенсацию потерь через внешние ограждения и на испарение уносимой воздухом влаги, распределяется пропорционально емкости ванн:

W =[(41 767,65+84 490,56)*1,2*9,9]/18,2=82 414,69 кДж/ч;

W _II=[(41 767,65+84 490,56)*1,2*3,98]/18,2=33 132,37 кДж/ч;

W _III =[(41 767,65+84 490,56)*1,2*1,98]/18,2 = 16 482,94 кДж/ч,

Теплота, необходимая на компенсацию потерь для нагрева воды, расходуется в ваннах зон II, III:

W = 37,04*30*4,19(50 – 40)*1,2 = 55 871,14 кДж/ч;

W _Ш= 37,04*15*4,19(40-10)*1,2 = 83 806,70 кДж/ч.

Общие эксплуатационные потери теплоты по каждой из ванн, кДж/ч:

W = 45 119,29 + 82 414,69 = 127 33,985 кДж/ч;

W = 33 132,37+ 55 871,14 = 89 003,51 кДж/ч;

W _III = 16 482,94 + 83 806,70 =100 289,64 кДж/ч.

Период разогрева. Потери теплоты на разогрев ванн распределяют пропорционально емкости ванн:

W = 9 900*4,19(65 – 15) + = 1 463 194,88 кДж/ч;

W = 3 980*4,19(50 – 10) + = 671 614,90 кДж/ч;

W_III = 1 980*4,19(40 - 10) + = 251 157,98 кДж/ч.

Полученные данные и расход пара по зонам сводим в табл. 3. Расход пара по зонам находим делением расхода теплоты на теплоту парообразования (2137,7 кДж/кг при давлении 0,3 МПа).

Таблица 4 – Результаты расчета

5.3 Расчет теплообменников

Теплообменники рассчитывают для каждой из зон по наибольшему расходу теплоты.

Исходные данные: расход теплоты в ванне 2 086 741,51 кДж/ч; избыточное давление насыщенного пара 0,3 МПа; температура насыщенного пара 142,9 ; температура воды при выходе из подогревателя 40 ; расход нагреваемой воды 1,11 , массовый 1 111,2 кг/ч; размеры трубок – наружный диаметр 0,02 м; внутренний диаметр 0,016 м; высота 1,5 м; площадь живого сечения трубок (по одному ходу теплообменника) 0,012 .

Скорость движения воды по трубам, м/с

= 1,11/(3 600*0,012)=0,02 м/с,

где V – объемный расход нагреваемой воды; f_т – площадь живого сечения трубок.

Из формулы W = GС(t₂ - t₁) – находим температуру нагреваемой воды при входе в подогреватель:

₁ = t2 – = 50- = 23 ;

₁=50- =31 ;

₁=40- =18 .

Средняя разность температур в подогревателе

= = 108 ;

^;

.

Поверхность нагрева подогревателя, м²

F^’= = м²;

F^’’= м²;

F^’’’= м²,

где - коэффициент, учитывающий загрязнение трубок подогревателя (для стальных трубок = 0,67 – 0,7); К – коэффициент теплопередачи от пара к воде через стальную стенку трубы (К = 3 800 ).

Принимая коэффициент запаса 1,2, получаем F = 0,44*1,2 = 0,53.

Во всех зонах ставим теплообменник с поверхностью нагрева 1 .

5.4 Расчет туннеля обдувки

После обезжиривания и промывки изделие обдувается воздухом в туннеле.

Длина туннеля

L= t*υ = 1,6*1,04 = 1,7 м.

Ширину и высоту туннеля принимаем равными ширине и высоте cушильной камере.

В = 3,0 м; Н = 3,7 м.

В туннеле устанавливаем вентилятор типа ВЦ – 28 №6 со следующей характеристикой: производительность 4 500 ; напор 4 100 Па. Вентилятор комплектуется с двигателем типа АИР 112М2 (7,5 кВт; 3 000 об/мин) [10].

5.5 Расчет двухходовой конвективной сушильной камеры.

5.5.1 Определение размеров сушильной камеры.

Ширина дверного проема

В_пр = В_изд + 0,2*2 = 0,54+0,2*2 = 0,94 мм; принимаем В_пр = 1 м.

Высота дверного проема

Н_пр = Н_изд + 0,2 = 0,9+0,2 = 1,1 м.

Внутренние размеры камеры (с учетом размещения воздуховодов) определим по формулам

L_к = 2*L + (V*t)/2 = 2*1,5+(1*10)/2 = 8,5 м; принимаем L_к = 9 м

В_к = 2*В_изд + 0,6*3 = 2*0,54+0,6*3 =2,88 м; принимаем В_к = 3 м

Н_к = Н_изд + 2*0,5 = 0,9+2*0,5 = 1,9м.

5.5.2 Расход теплоты в сушильной камере.

Тепловые потери W₁ (кДж/ч) через внешние ограждения камеры для стен, потолка и перекрытий сушильной камеры

W₁ = (F₁K₁ + F₂K₂ + F₃K₃ + F₄K₄ + F₅K₅) (t₂ – t₁), (27)

где F₁,…., F₅ – поверхность внешних ограждений; K₁,…., К₅ – коэффициенты теплопередачи, кДж/(м²*ч* ); t₂, t₁ – температура воздуха соответственно в сушильной камере и в цехе, .

Площадь поверхности стен F_1, и потолка F₂ и дверей F₃ (с учетом теплоизоляции), м²

F₁ = 2*(L+B)*H – 2*F_пр. (28)

Поверхность стен сушильной камеры

F_пр = В_пр * Н_пр + (В_пр + b)/2*(1,32-h₁-h₂ ) + b*h₂ = 1*1,10+(1+0,30)/2*(1,32-0,10-0,40)+0,30*0,40 = 1,75 м²;

F₁ = 2(8,50+2,88)*1,90-2*1,75 = 39,74 м²;

Поверхность потолка и пола сушильной камеры

F₂ = 2*L*B = 2*8,50*3,00 = 51 м²;

Поверхность наружных воздуховодов

F₃ = 2*L = 2*8,50 = 17 м²;

K₁ = K₂ = 3,73 кДж/(м²*ч* ); K₃ = 7,54 кДж/(м²*ч* )

W₁ = (39,74*3,73+51*3,73+17*7,54) (70-15) = 25 665,20 кДж/ч

Расход тепла на нагрев изделий и транспорта

(29)

где и - соответственно, температура изделия и транспорта на выходе из сушильной камеры.

Принимаем и .

Расход теплоты на нагрев и испарение воды с изделий

(30)

где Gв – масса воды, поступающая с изделиями в камеру, кг/ч;

r – теплота испарения воды, кДж/кг (r=2400 [13]).

где G_уд – масса воды на 1 поверхности изделия (в зависимости от группы сложности изделия принимают G_уд= 0,05…0,15), .

= 3,704[4,19(70-30)+2400] = 9 510,390 кДж/ч

Расход теплоты на нагрев свежего воздуха

(31)

где - масса воздуха, врывающегося через открытый проем в сушильную камеру, кг/ч; = 1,0 – удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кг ).

= , (32)

=

.

Общий расход теплоты

, (33)

где = 1,2 - коэффициент запаса [1].

По общему расходу теплоты, выбираем колорифер типа КФС-9 со следующей характеристикой: производительность 136 175 кДж/ч., количество 2 шт. [10].

5.5.3 Расчет камеры сушильной паровой

Расход пара кг/ч,

где r = 2 138 кДж/ч – теплота парообразования.

Масса рециркулируемого воздуха

,

где - температура воздуха перед поступлением в калорифер, ; - температура при выходе из калорифера, ; 1 – удельная теплоемкость воздуха, ; перепад температур принимаем равным 10 – 20% от температуры сушки.

Поверхность нагрева калорифера ()

, (34)

где К – коэффициент теплопередачи калорифера, , определяемый из характеристики калорифера; Т_ср – средняя температура теплоносителя, ; - средняя температура воздуха, .

Средняя температура теплоносителя Т_ср при избыточном давлении пара 0,03 МПа равна 100 .

Средняя температура воздуха

.

F = 238 010,690/ 108(142,9 – 50) = 23,67 .

Массовая скорость воздуха для выбранных калориферов

.

Производительность вентилятора

.

По производительности вентилятора по каталогам подбираем центробежный вентилятор Ц4-70 №3.2 со следующей характеристикой: производительность 4000 ; количество 2 шт.[10].

Мощность электродвигателя вентилятора

, (35)

где L – производительность, м³/с; P – давление, Па; - число оборотов, с^-1.

кВт.

По установленной мощности подбираем электродвигатель АО2-31-2 со следующей технической характеристикой: мощность 3 кВт.[10].

5.6 Расчет трехходовой конвективной сушильной камеры

5.6.1 Определение размеров сушильной камеры

Ширина дверного проема

В_пр = В_изд + 0,2*2 =0,54+0,2*2 = 0,94 м; принимаем В_пр = 1 м.

Высота дверного проема

Н_пр = Н_изд + 0,2 = 0,9+0,2 = 1,1 м.

Внутренние размеры камеры (с учетом размещения воздуховодов) определим по формулам

L_к = (L* )/3+ L_т+0,5*2 = (30*1,0)/3+1,5+0,5*2 = 12,5м;

В_к = 3*В_изд + 0,4*4 = 3*0,54+0,4*4 = 1,621 м; принимаем В_к = 2 м;

Н_к = Н_изд + 2*0,5 = 0,9+2*0,5 = 1,9м.

5.6.2 Расход теплоты в сушильной камере

Тепловые потери W₁ (кДж/ч) через внешние ограждения камеры для стен, потолка и перекрытий сушильной камеры

W₁ = (F₁K₁ + F₂K₂ + F₃K₃ + F₄K₄ + F₅K₅) (t₂ – t₁), (36)

где F₁,…., F₅ – поверхность внешних ограждений; K₁,…., К₅ – коэффициенты теплопередачи, кДж/(м²*ч* ); t₂, t₁ – температура воздуха соответственно в сушильной камере и в цехе, .

Площадь поверхности стен F_1, и потолка F₂ и дверей F₃ (с учетом теплоизоляции), м²

F₁ = 2(L+B)*H – 2*F_пр, (37)

Поверхность стен сушильной камеры

F_пр = В_пр * Н_пр + (В_пр + b)/2*(1,32-h₁-h₂ ) + b*h₂ = 1*1,10+(1+0,30)/2*(1,32-0,10-0,40)+0,30*0,40 = 1,75 м²;

F₁ = 2(12,50+3,22)*1,90-2*1,75 = 56,24 м²;

Поверхность потолка и пола сушильной камеры

F₂ = 2*L*B = 2*12,50*3,22 = 80,50 м²;

Поверхность наружных воздуховодов

F₃ = 2*L = 2*12,50 = 25 м²;

K₁ = K₂ = 3,73 кДж/(м²*ч* ); K₃ = 7,54 кДж/(м²*ч* )

W₁ = (56,24*3,73+80,50*3,73+25*7,54) (60-15) = 31 433,85 кДж/ч

Расход тепла на нагрев изделий и транспорта

(38)

где и - соответственно, температура изделия и транспорта на выходе из сушильной камеры.

Принимаем и .

Расход теплоты на нагрев и испарение воды из ЛКМ

(39)

где Gв – масса воды, поступающая с изделиями в камеру, кг/ч;

r – теплота испарения воды, кДж/кг (r=2400 [3]).

M_лкм = 37,04*30*10^-6*1250 = 1,389 кг/ч;

М_{100% лкм} = 1,389*0,4 = 0,55 кг/ч;

М_р-ля = 1,389-0,55 = 0,839 кг/м³

= 0,839[2,10(60-15)+2400] = 2 092,88 кДж/ч

Расход теплоты на нагрев свежего воздуха

(40)

где - масса воздуха, врывающегося через открытый проем в сушильную камеру, кг/ч; = 1,0 – удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кг ).

= , (41)

м³/ч;

.

Общий расход теплоты

где = 1,2 - коэффициент запаса [1].

По общему расходу теплоты, выбираем калорифер типа КФС-8 со следующей характеристикой: производительность 77 530 кДж/ч., количество 2 шт.[10].

5.6.3 Расчет камеры сушильной паровой

Расход пара кг/ч,

где r = 2138 кДж/ч – теплота парообразования.

Масса рециркулируемого воздуха

,

где - температура воздуха перед поступлением в калорифер, ; - температура при выходе из калорифера, ; 1 – удельная теплоемкость воздуха, ; перепад температур принимаем равным 10 – 20% от температуры сушки.

Поверхность нагрева калорифера ()

, (42)

где К – коэффициент теплопередачи калорифера, , определяемый из характеристики калорифера; Т_ср – средняя температура теплоносителя, ; - средняя температура воздуха, .

Средняя температура теплоносителя Т_ср при избыточном давлении пара 0,03 МПа равна 100 .

Средняя температура воздуха

.

F = 93 164,59/ 108(142,9 – 37,5) = 8,18 .

Массовая скорость воздуха для выбранных калориферов

.

Производительность вентилятора

.

По производительности вентилятора по каталогам подбираем центробежный вентилятор типа Ц9-54 №3 со следующей характеристикой: производительность 1 450 ; количество 2 шт.

Мощность электродвигателя вентилятора

= кВт.

По установленной мощности подбираем электродвигатель АО2-31-2 со следующей технической характеристикой: мощность 3 кВт.

Выбираем стандартную трехходовую сушильную камеру с паровым обогревом для сушки лакокрасочных покрытий на изделиях средних размеров (800х630х1200 мм) со следующей характеристикой: размеры проемов для прохода изделий 950х1400 мм; вентилятор рециркуляционный типа Ц4-70 №10, производительность 20 000 м³/ч, количество 2 шт.; электродвигатель к рециркуляционному вентилятору типа КОМ 41-6, мощность 7,5 кВт, количество 2 шт.; вентилятор вытяжной типа Ц9-57 №3, производительность 1 450 м³/ч, количество 2 шт.; электродвигатель к вытяжному вентилятору типа КОМ 12-4, мощность 1 кВт, количество 2 шт.[10].

5.7. Расчет окрасочной камеры

5.7.1. Определение размеров окрасочной камеры и проемов

Длина установки

L = l₁ + l₂ + l_3, (43)

где l₁ – длина входного тамбура; l₂ – длина зоны облива; l₃ – длина парового туннеля.

Длину входного тамбура l₁ принимаем равной 1,5 м.

Длина зоны облива

l₂ = *t + (1 2) = 1,0*2+1 = 3 м.

Длина парового туннеля

l₃ = *t’ = 1.0*3 = 3 м;

L = 1,5+3+5 = 7,5 м.

Ширина установки

В = В_изд + 2*В₁ = 0,54+2*0,7 = 1,94 м; принимаем В = 2 м.

Высота ванны

Н_в^’ = Н_изд + 2*h = 0,8+2*0,3 = 1,4 м;

Н_в = 1,4*100/85 = 1,7 м.

Полная высота ванны с учетом установки ее на отметке 0,5 м от пола определяем по формуле

Н_вп = Н_в + 0,5 = 1,7+0,5 = 2,2 м.

Высотная отметка монорельса при нижнем положении изделия

Н_мон.н = h_н + Н_изд + h_подв, (44)

где h_н – расстояние от уровня пола до изделия (принимаем 0,8 м); h_подв – расстояние от верха изделия до монорельса (принимаем 1,0 м).

Н_мон.н = 0,8+0,8+1,0 = 2,6 м

Высотная отметка монорельса при верхнем положении изделия

Н_мон.в = Н_вп + h_подв + 0,2

Высотная отметка монорельса при верхнем положении изделия и зазоре, равном 0,2 м,

Н_мон.в = 2,2+1,0+0,2 = 3,4 м.

Разница высот монорельса

Н₁ = Н_мон.в - Н_мон.н = 3,4-2,6 = 0,8 м.

Объем ванны осаждения

V_ос = L_ос*В_ос*Н_в*0,8 = 3*1,7*2*0,8 = 8,16 м³.

Ширина транспортного проема

В_тр.пр = В_изд + 2*В₃ = 0,54+2*0,15 = 0,85 м.

Высота транспортного проема

Н_тр.пр = Н_изд + 2*h₁ = 0,8+2*0,15 = 1,1 м.

5.7.2. Расчет вентиляционных систем

Объем приточного воздуха за 1 ч (м³ )

Q_прит = n * V_з.ос, (45)

где n – кратность обмена воздуха в установке за 1 ч (принимаем n = 50); V_з.ос – объем зоны осаждения (над ванной), м³.

V_з.ос = L_ос(В_ос + В₁ ) (Н_мон.н – Н_вп) = 3(1,4+0,7) (5,6-1,7) = 24,57 м³

Q_прит = 50*24,57 = 1 235 м³/ч

По объему воздуха и требуемому напору подбираем центробежный вентилятор серии Ц9-57 №3 со следующей характеристикой: производительность 2 000 м³/ч, напор 57 мм.вод.ст., количество 1 шт.

Выбираем электродвигатель типа АО32-4 со следующей характеристикой:

мощность 1 кВт.; скорость вращения 1 420 об/мин.

5.8 Расчет камеры охлаждения

Время принудительного охлаждения изделий

, (46)

где - коэффициент теплоотдачи при принудительном охлаждении; в расчете принято = 190 кДж/(м²*ч* ); t₀ – начальная температура изделия, ; t_k – конечная температура изделия, ; t_ср – температура охлаждающего воздуха на входе в камеру, , С – теплоемкость изделия, С= 0,48 кДж/кг; m – масса изделия, кг; F – площадь изделия, м²

мин.

Так как время охлаждения маленькое, то камеру охлаждения не ставим.

6 Автоматизация участка окраски деталей двигателя

6.1 Обоснование точек контроля и регулирования

Поиск по сайту: