毕业设计（论文）-振动流化床干燥机结构设计

毕业设计（论文）题目：振动流化床干燥机结构设计函授站点：学习层次：专升本班级名称：机械工程姓名：XX学号：XXXXX中国矿业大学继续教育学院2023年5月9日中国矿业大学继续教育学院毕业设计（论文）任务书函授站（点）淮北站专业年级21级机械工程学生姓名XX任务下达时期：2023年1月8日设计（论文）日期：2023年1月10日至2023年5月9日设计（论文）题目：振动流化床干燥机结构设计设计（论文）主要内容和要求：通过查阅文献资料，掌握干燥机的工作原理及国内外发展现状。指导教师签字：中国矿业大学继续教育学院毕业设计(论文)指导教师评阅书指导教师评语(包含①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）；建议成绩：指导教师签字：年月日中国矿业大学继续教育学院毕业设计(论文)答辩及综合成绩函授站(点)专业年级学生姓名说明书页图纸张其它材料答辩情况提出问题回答问题答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字：年月日为了易于保存和贮藏，易于装卸，获得希望的产品质量等目的，通常需要对各种物料进行干燥，干燥机由此应运而生。国内大量应用的振动干燥机，如振动流化床干燥机，振动筛分干燥塔等，多数是以振动输送干燥为主。而在实际设计和制造中，把振动电机的安装角度设计成可调，通过调整振动电机安装角和振动电机的偏心块重合度，使此种干燥机处于最佳状态下工作，因此，ZL15×75振动流化床干燥机结构设计是一项有实际意义的工作。本设计是根据干燥过程的基本原理，针对其它机型的特点和社会的需求，在已有成功设计实例的基础上，参考以前设计者的经验和结论，进行的设计。在设计中，主要以ZL15×75振动流化床干燥机为研究对象，分析了其它干燥机的不同特点以及存在的问题，由此探讨ZL15×75振动流化床干燥机结构设计。在深入了解ZL15×75振动流化床干燥机的功能原理基础上，针对设计中遇到的不同问题，在计算过程中均已对此进行了计算和说明；同时也对此类型干燥机的动力学参数进行了分析，并对在机器运作过程中容易出现问题的弹簧等部位，在设计中进行了力学ZL15×75振动流化床干燥机工作原理是由振动电机提供激振力，使物料在空气分布板上跳跃前进，同时于分布板下方送入的热风接触，进行热、质传递。物料经给料器均匀连续的加到振动流化床中，同时，空气经过滤后，被加热到一定温度，由给风口进入干燥机风室中。物料落到分布板上后，在振动力和经空气分布板均风的热气流双重作用下，呈悬浮状态与热气流均匀接触。物料粒子与热介质之间进行着激烈的湍动，使传热和传质过程得以强化，干燥后的产品由排料口排除，蒸发掉的水分和废气经旋风分离器回收粉尘后，排入大气。最后，由于该机型已经有成功应用，因此在设计时引用了其他一些设计者的实验方法和结论。并通过类比分析，以达到提高能量利用率和生产效率，并增强经济性的目的。关键词：振动，干燥机，流化床，结构设计ABSTRACTunloadacquiretheproductqualityofhopeetcpurposeweusumaterialssothedrymachineedryerthevibrationriddledrytoweretcivibrationUsuallythedryerthatappearancebyadjustingthegearinAccordingtothebasicprincipleofthedryprocessandaimcharacteristicsandexistentproblemofotAtthefoundationthattZLvibratingfluidizedbeddryerprtoprovideexcitingforcesothatthedistrwhilecontactwiththehotairparticlesandmaterialsbetweentbestrengtheneddriedproductsexcludedfromtanalysis.V继续教育学院本科毕业论文1第1章绪论干燥通常是指热量加热于湿物料并排除挥发性湿分(大多数情况下是水),而获得占整个加工过程总能耗的10%,但干燥过程的热效率很低特别是对流干燥一般只有20%～60%,这主要是由于干燥过程废气的直接排空，不仅因为废气带走余热浪费能源，而且一些有毒的产品进入大气污染空气，进入70年代以来能源问题在世界各国引起普遍的重视，干燥加工是一项耗能巨大的作业过程，据英国对11种行业的统计，干燥作业的能源消耗占总能源消耗的11.6%;意大利科学家的调查则显示，水稻干燥加工的能源消耗占水稻生产加工总能耗的64%。自20世纪70年代初发生石油危机以来，世界各振动流化床作为一种成功的改型流化床，在近30年时间里获得了突飞猛进的发展。继续教育学院本科毕业论文2生产率和综合经济技术指标。法国高梅萨公司开发了分布板面积26m²的振动流化床，大型化的发展势必会进一步推动研究，我国自70年代起，也开始了振动流化床工业应用的研究，如上海第六制药厂于1976年试制于用于糖精钠的振动流化床干燥器，节约厂房3000m²,劳动力2～3人，生产能力提高7～8倍，同时期，广州广利糖厂和黑龙到了80年代，我国振动流化床的生产与应用进入了高速发展阶段，相继出现了一些专业化大规模生产振动流化床的工厂。从1982年开始至今，平均每年向社会推出约200台这种干燥机。应用的行业也开始由制药，乳品等行业发展到轻工、化工、饮料、1.2干燥过程基本原理1.2.1恒速干燥过程继续教育学院本科毕业论文31.2.2降速干燥过程料的初始温度低于干燥条件下的湿球温度(恒速段的物料温度),则不可能开始恒速干继续教育学院本科毕业论文41.3湿气体和湿物料的性质1.3.1湿气体的性质1.3.2湿物料的性质待干物料通常是由各种类型的干骨架(绝干料)和液状湿分组成的湿物料。不同的(1)非吸湿毛细孔物料。其特征为：具有明显可辨的孔隙，当完全被液体饱时，空(2)吸湿多孔物料。其特征为：具有明显可辨的孔隙；具有大量物理结合水；在初(3)胶体(无孔)物料。其特征为：无空隙，湿分只能在表面汽化；所有液体均为物理结合。如肥皂、胶、某些聚合物(如尼龙)和各种食品等。1.4干燥过程中的热质传递湿物料的干燥过程是一个物料内部以及物料表面与干燥介质间的边界层内热量和质量耦合传递的过程。恒定的对流干燥条件下(干燥介质的流量、温度、湿度不变)热计算。而物料内部的热传导速率只与物料的物理特性(如热导率、物料成分、结构等因素)有关，而与外部条件无关，称为“内部条件控制的导热过程”。其导热速率和热通继续教育学院本科毕业论文5是有里向外进行。水分传递过程中，边界层的对流传质过程亦只与物料外部的干燥介质条件，如风温、风速、风的湿度、物料表面形状等外部条件有关，与物料本身的性质无关，称边界层的对流传质为“外部条件控制的传质过程”。而物料内部的质量扩散速率只与物料的特性(如质量扩散系数、物料成分、结构等因素)有关，而与外部条件无关，称为“内部条件控制的扩散过程”。其扩散速率和质量通量由质量传递方程计算14]。干燥过程中处理的物料种类极其繁多，物料特性千差万别，为了适应不同物料的干燥特性，干燥设备的类型就必然是多样性的。由于干燥装置组成单元的差别、供热方法的差别、干燥器内空气与物料的运动状态的差别等，又决定了干燥设备结构的复杂性。1.5干燥过程的能源干燥操作所用的能源主要是热源。一般干燥热源的燃料可分为气体、液体和固体燃料。目前，还有红外线干燥和远红外干燥的热源等，太阳能被认为是免费的能源，但在干燥过程中的应用，但受到地理条件的限制。通常把干燥过程中蒸发1kg水分所消耗的能量称为单位能耗。1.5.1干燥装置的能量利用率干燥装置的能量利用率或干燥器的热效率是衡量一个干燥过程或干燥器在能量利用上优劣的一项重要指标，通过对过程或设备的能量利用率或热效率的计算，可以发现操作过程能量消耗的分配情况，从而为采取相应措施来降低能耗提供了方向。所谓干燥装置的能量利用率n。是指装置脱去水分所需要的能量E₁与供给装置能量E,之比，即：

式中n。—干燥装置的能量利用率，%;一般认为，干燥装置的能量利用率取决与干燥介质的初始和最终温度、环境温度及湿含量、供给和损失的能量，以及废气的循环情况等因素。除了低温对流干燥等要考虑风机消耗的能量(因为这时这部分能量在总能耗中占的比例较大)外，蒸发水分和废气排空损失的热量为干燥装置消耗的主要部分，所以用干燥器热效率来描述干燥过程或设1.5.2干燥器的热效率继续教育学院本科毕业论文6

式中n,—干燥器的热效率，%;热源提供给干燥器的热量主要包括：水分蒸发所需要的热量，物料升温所需要的热量以及热损失三部分。对流干燥器的热平衡统计数字表面，供给干燥器热量的20%～60%用于水分蒸发，5%～25%用于加热物料，15%～40%为废气排空损失掉，3%～10%作为热损失散失到大气中，5%～20%为其他损失。1.5.3干燥操作的节能途径干燥是能量消耗较大的单元操作之一，这是由于不论是干燥液体物料、浆状物料，还是含湿的固体物料，都要将液态水分变成气态，因此需要供给较大的汽化潜热。统计资料表面，干燥过程中的能量消耗约占整个加工过程能耗的12%左右。中国的干燥操作的能耗约占总能耗的10%,因此，必须设法提高干燥设备的能量利用率，节约能源。由于干燥操作的能耗是如此之大，而能量利用率又很低，特别是近年来随着能源危机的出现，能源价格的不断上涨，因此，有必要采取措施改变干燥设备的操作条件，选择热效率高的干燥装置，回收排出废气中的部分热量来降低生产成本。以下提出几种节(1)减少干燥过程的各种热损失；(2)降低蒸发器的蒸发负荷；(3)提高干燥器入口空气温度、降低干燥器出口废气温度；(4)部分废气循环；(5)从干燥器出口废气中回收热量；(6)从固体产品中回收其显热；(7)采用两级干燥法；(8)利用内换热器；(9)太阳能干燥；(10)生物能源的利用。继续教育学院本科毕业论文71.6干燥过程的安全问题1.6.1干燥过程的安全问题1.6.2干燥操作的安全技术对于干燥操作过程来说，预防性安全措施有：1.7干燥技术的未来发展趋势(2)大量使用间接加热(传导)方式；(3)使用组合式传热方式(对流、传导与介电或热辐射等组合);(4)在特殊情况下，使用容器式加热(微波或高频场);(9)运用新型气固接触技术(如二维喷动床、旋转喷动床等);(10)运用新型或更为有效的供热方法(如脉冲燃烧、感应加热等)。继续教育学院本科毕业论文9(2)物料颗粒在热气流中处于悬浮状态，得到充分混合和高度分散，颗粒的所有表(3)气固两相传热速率高，使物料床层温度均匀性很容易调节，保证了物料干燥的(4)物料在床层内停留时间一般在数分钟至数小时之间可任意调节，对难于干燥或2.2振动流化床干燥机的基本构成基本上由热源设备、给料设备、干燥设备、排料设备和除尘设备等构成。如图2.1继续教育学院本科毕业论文工艺流程由物料流程、空气流程等组成。(1)物料流程物料由给料机均匀的给入干燥机，在干燥机中，物料在振动电机的作用下沿着分布板跳跃前进，在此过程中，物料和热空气接触得到热量，将水分汽化逐渐转化成为合格产品，经排料机送到产品库，部分物料失去水分，重量变轻，随废气进入除尘器；在除尘器中，收集较粗粒物料，进入物料产品库，极细粒物料排至大气。图2.2为传统干燥系统物料流程图。它由送气和排气装置组成。在系统中，空气经过空气过滤器的过滤后进入送风机中，然后进入加热器中加热到一定温度后从给料口通入干燥机中；加热物料，并逐渐将其转化为合格产品；热风到达了出气筒，然后顺着管道经过除尘器，最后排出。继续教育学院本科毕业论文进气口、出气口及振动电机等部分组成，如图2.3所示。蒸气出口蒸气人口2.3振动流化床干燥机的工作特点继续教育学院本科毕业论文(1)由于施加振动，可使最小流化气速降低，因而可显著降低空气需要量，进而降低粉尘夹带，配套热源、风机、旋风分离器等也可相应缩小规格，成套设备造价会较大幅度下降，节能效果显著。(2)可方便的依靠调整振动参数来改变物料在机内滞留时间。其活塞流式的运行降低了对物料粒度均匀性及规则性的要求，易于获得均匀的干燥产品。(3)振动有助于物料分散，如选择合适振动参数，对普通流化床易于团聚或产生沟流的物料有可能顺利流化干燥。(4)由于无激烈的返混，气流速度较之普通流化床也较低，对物料粒子损伤较小。易于损伤物料，在干燥过程中要求不破坏晶形或对粒子表面光亮度有要求的物料最为合(5)由于施加了振动，会产生噪声，同时，机器个别零件寿命短于其他类型干燥机。这种类型的设备，主要适用粉粒、颗粒状物料的干燥。应用的行业也开始由制药，乳品等行业发展到轻工、化工、饮料、食品、矿冶、饲料、化肥、种籽等行业。化工：硼酸、硼砂、对本二酚、催化剂、聚氯乙烯、轻质碳酸钙、无水硫酸钠等。医药：葡萄糖、古龙酸、知母、桔梗、白术、颗粒药丸、胶囊等。食品：味精、砂糖、精盐、酒糟、骨胶、豆瓣等。轻工：洗衣粉、玉米胚芽、淀粉等。振动干燥机在很多部门得到广泛的应用，在中国已有数百套装置在运行中，这种干燥机通常也与喷雾干燥、气流干燥等组合，成为第二级干燥(或冷却)器。振动流化床干燥机在振动电机或其他方式提供激振力情况下，使物料在空气分布板上跳跃前进，而且物料落到分布板上后，在振动力和经空气分布板均风的热气流双重作用下，呈悬浮状态与热气流均匀接触6。同时，振动还可以使湿物料的湿分传递阻力减少，从而提高湿物料的干燥效率。2.5.2隔振弹簧弹簧是一种常用的弹性零件，在承受载荷时能随载荷的大小产生相应大小的弹性形变，将机械功或动能转化为变形能；载荷卸除后能迅速恢复原状，将变形能转化为机械功或动能。弹簧的主要功能有：继续教育学院本科毕业论文(1)缓和冲击、减少振动；(2)控制机构的运动；(3)储存及输出能量。弹簧主要承受动载荷，其破坏形式主要是疲劳破坏。因此，弹簧材料必须具有较高的抗拉强度和耐疲劳能力、较好弹性、足够的冲击韧性及良好的塑性。2.6工艺参数的分析振动流化床干燥机中，由于物料的干燥过程是连续进行的，所以物料的运行时间和干燥路径相应较长，进而提高了该机的干燥能力和去湿能力。该机更适合于干燥具有热敏性的物料及需要干燥时间长的物料，与普通机型相比，其适用范围增大了许多。本设计根据指导老师以及其他相似机形的类比研究，对所设计的振动干燥机进行分析。(1)热风温度对干燥性能的影响由此类型干燥机参考资料可知：随着风温的提高，单位热耗和干燥速度不断增大，当热风温度达到某一值时，单位热耗和干燥速度达到最大值，之后随着风温的升高，单位热耗和干燥速度都有下降趋势。也就是说，在风温低于某值时，通过增加单位热耗，升高风温，可以提高干燥速度；在风温高于此值时，随着风温的升高，干燥速度和单位热耗反而都有下降的趋势。提高风温是加快干燥速度的有效途径之一，但必须在物料允许的范围内选取相对高温。高的风温有时在现场应用是受到许多因素限制的，如热源、蒸汽压力、换热设备。可见，只有适当地升高风温才有利于物料的干燥。(2)热风速度对干燥性能的影响风速对干燥速度和单位热耗具有相反的影响。对于热耗存在一个最低值，此时的风速是某一值，但是此时的干燥速度却不是最大的，当风速达到一定值时，干燥速度达到最大值，单位热耗也有所增加，随着风速的继续增加，单位热耗也继续增加，这时干燥速度却有下降的趋势。所以，干燥风速不能过高，否则，不但不能提高干燥速度，反而会增加单(3)振动强度对干燥性能的影响振动强度对干燥热耗的影响有一个最低值，这个最低值是在振动强度值的某一范围内；当大于这个最低值时，提高振动强度反而使得干燥热耗增加。对于干燥速度，随着振动强度的增加，干燥速度逐渐增大，当增大到一定程度时干燥速度呈现逐渐下降的趋势。可见，振动强度不是越大越好，而要根据干燥速度和干燥热耗两方面来考虑它的适当取继续教育学院本科毕业论文(4)料层厚度对干燥速度的影响干燥速度(单位时间内物料水分的变化率)是评价干燥效果的一项重要指标。在相同的热风条件和振动参数下，床层物料越薄，干燥速度也越大，实现同样降水幅度所需干燥时间就会相应减少。但是，从热能利用的角度考虑，床层厚度并非越薄越好，而应在一定范围内尽量增加料层厚度。这时机器的热能利用率高，产能增加，并可获得最佳(5)干燥时间对干燥性能的影响干燥时间对干燥速度的影响有一个最低值，这个最低值可通过实验来确定。当干燥时间少于这个时间的时候，干燥速度随着干燥时间的增加而减少，但当干燥时间大于这个时间的时候，干燥速度就会随着干燥时间的延长而增加，所以，在干燥的时候，如果要增加干燥速度就要通过调整振动电机的安装角度来避开这个时间段。还可以看到，热耗是随着干燥时间的增加而降低的，所以适当的增加干燥时间是有利于干燥的。2.6.2结论分析在振动流化床干燥机的干燥过程中，热风温度及速度，振动强度及干燥时间对干燥速度和单位热耗都有显著影响，且具有一定的规律性。这些规律对此类物料的干燥操作具有一定的指导意义。另外，振动电机的安装角不同，它工作时垂直方向的的激振力也不一样，且加工速度和干燥效果也不一样，它的大小应该根据所加工的物料来进行选择。干燥操作过程和其它一些工业操作过程一样，潜伏着很大的危险性，因此进行该设备的操作时应严格按照操作规则来运行机器。首先起动引风机，然后起动鼓风机，再起动主机、振动电机，运行平稳后再加料。这样系统运行比较平稳，干燥机内是负压，工作环境不受破坏；否则，如先起动鼓风机，后起动引风机，就会造成机体内正压，机体内残留的粉料就会从机器加料口和出料口喷出机体外，影响工作环境。如不起动风机而先起动主机，由于没有风托住物料就会漏料2.7.2干燥系统的停车停机程序则正好相反。首先停止上料、停主机，然后依次停止鼓风机和引风机，这是暂时关闭系统。如长时间停机，则应在停止上料情况下运行一段时间，待机体内物料排出后，则依次关闭主机、鼓风机和引风机。继续教育学院本科毕业论文第3章系统力学分析3.1振动流化床干燥机的振动特性振动流化床干燥机主要由机体、振动电机和隔振弹簧组成。振动流化床干燥机作简谐运动的直线运动，如图3.1所示。由于激振力通常按照正弦规律施加在分布板上，故其分布板或床板上某点A位移符合下式如将振动位移分解为垂直位移s,和水平位移s,,振动方向角为δ,则将上式对t取二次导数，得到垂直方向的加速度a,在薄料层情况下，假定物料颗粒间无相对位移，且颗粒间的相互作用忽略不计，则颗粒在分布板上受有本身重力G和根源施加给它的抛掷力(其中F在垂直方向分力为Fy),按力学原理，该力服从下式式中△y—颗粒相对工作面的加速度。当颗粒将出现抛掷运动刚离开分布板时，△y=0,颗粒对分布板工作面的正压力等继续教育学院本科毕业论文于零，即令,且将K定义为振动方向的振动强度，它表达了在振动方向上的振动强弱。同时，令Ksinδ=D,定义为垂直于工作面的振动强度，亦称抛掷指数，则上式变为由上式可以看出，当D>1时方程才有解，即当D>1时物料才会出现抛掷运动[”]。此时，料层由于被周期地抛起并回落，料层孔隙率加大，提高了传热传质速率。由于直线振动流化床总是力图尽量加大其振动的垂直分量，故振动方向角δ一般均大于60°,因为D>1,所以K>1.15;当δ=90°时，K>1。然而，振动强度又不能无限大，经理论推导，当D<3.3,即K<3.3(δ=90°)或K<3.81(δ=60°)时，振动流化床可以正常工作。这时分布板每振动一次，物料出现一次抛掷运动。整机能量消耗较小，机件寿命较长。振动流化床，振动强度大都取在K=1.4～3.0之间。3.2振动流化床干燥机的空气动力学及床层特性在振动流化床中，气体通过颗粒床层产生的压降，主要是由于克服颗粒重量及颗粒间摩擦引起的。振动流化床的流化程度与普通流化床的流化程度不同，振动可以使最小流化速度降低，使达到流化的最小压降降低。许多试验也都揭示了振动参数对床层压降的影响规律。当K>1时，在正常操作气速内振动均使床层压降降低。当极薄料层时，振动的导入可使流化压降降低50%～85%,对厚25～50mm的浅床层，振动可使压降降低20%～50%,但对大于50mm的深床层，振动的影响趋于衰减，当床层深度达到100~250mm时，振动可确保振动流化床中物料呈活塞式移动，并使纵向返混远小于普通流化床8],使流态化更均匀稳定。继续教育学院本科毕业论文n取决于颗粒性质，并可由下面的经验式决定3.2.2最小流化速度um,和操作气速u。3.2.3物料的输送速度u,继续教育学院本科毕业论文中后部能实现良好的流态化，即使在给料口附近，由于利用斜孔分布板，料层又较厚，使物料在深度方向激烈的混合，湿料刚接触床层就马上被分散开来，因而流化状态也非常好。有时，这类干燥机还在排料口处设置了排料堰，控制料层厚度，这样的流化床，其床层完全具备流体的一些性质，气固均匀混合后的床层高度基本保持不变，给料口加进多少料，排料口则随之排出多少料，无滞后现象，振动对排料基本无影响。它的振动流化特性与普通流化床无大差别，因而可用普通流化床的计算公式来计算u,在振动流化床中，前段床层处于恒速干燥，提供给床层的热量几乎是全部用于蒸发水分，提高该段进风温度，可显著提高传热推动力。干燥后段，物料表面变干，温度开始上升，此时再提高风温，干燥速率提高有限，但排料，排风温度却会大幅度提高，热效率降低。对于长槽型的振动流化床，通常，进料端的0.5～2.0m范围内，或由时间上的最初的2～3min内，料层含湿量仍较高，透气性较差，增大床层压降、提高风速均不能有效地使床层处于完全流化状态。也在此过程总，正由于“泵效应”得不到衰减，会在床层下产生较大压力波动。当这种压力波动传过床层的速度大于最小流化气速时，会产生床层局部膨胀、龟裂或穿孔，气流在龟裂或穿孔区形成小范围流化带或气流输送带，此即为沟流现象，它使传热传质恶化。振动流化床的这种现象与普通流化床不同，它不会因增大气速而“开锁”,气流速度的加大只能使龟裂缝隙加宽或穿孔直径加大，气流局部短路现象更加严重，大量气体由穿孔部位逸出，床层更难正常流化。消除这种沟流，除合理设计分布板以外，应尽量降低进入机内物料的湿含量，尤其是颗粒较细的时候。如这点无法在工艺上实现，可设法在进料段强制形成流化区，在进口段为薄料层，后部为3.3振动方式的选择振动流化床干燥机的振动方式一般有强制振动型和固有振动型两种方式。强制振动型利用安装在机体两侧的振动电机产生直线振动，振动电机安装角度决定继续教育学院本科毕业论文了振动方向角，改变固定偏心块和可动偏心块9之间夹角即可调节激振力大小，由于振频通常高于固有频率，启动和停车过共振区时，机体会产生较大振幅，尤其停车时，剧烈的摇晃会产生很大的冲击力。固有振动型(及共振型)的振型由主弹簧的固有振动决定，振幅一般不可调，运转中只需提供较少能量，用以补偿主振簧振动中内摩擦机器他阻力消耗。显然，节能是其突出特点。这类机器一般调谐在共振频率附近，机体部件要承受较大动应力，寿命较低。综上所述，对与通气型振动流化床，它能适应千差万别的多种物料，选择强制型会很方便，如果针对一种具体的物料进行设计的话，应该需按则固有振动型往往会获得较好的经济效果。本此设计中选用了强制型。3.4振动电机的选择激振力与参振质量、振动参数有关，受到风参数影响很小，可以参振振动输送机计算方法确定。强制型振动流化床干燥机，用两台性能相似的振动电机安装在机体两侧，计算公式为考虑到性能和经济的因素，以及安装电机时安装角度影响的问题，选用VB-50326-W此干燥机工作时总参振质量：振动流化床的正常运行是两台振动电机合成振动实现的，因而要求两台振动电机必须严格同步。为确保这一点，除了在设计选型时要求考虑必要条件外，现场调试更是必不可少的。现场装机前，应该选择同一个厂家生产的同一型号的电机，测得的性能曲线接近相同，异步转速相近。轴与轴承，密封之间的摩擦阻矩相等或相近[0|,选配好的振动电机装机试验时，当偏心夹角相等时，主机不得有较大的横向振幅。继续教育学院本科毕业论文3.5振动电机安装角的选择考虑干燥物料要求以及经济性和干燥效果，将安装角度调整范围为15°~45°,如图3.2动电机的地角螺栓(注意只是松开而不是卸下),向需要调节的方向搬动电机使螺栓在条3.6振幅的调整两台振动电机的四对偏心块相对位置决定主机振幅一般振动电机在轴头或其他部3.7噪音测定及调整正常的振动流化床应该运行平稳，无异常振动噪音，用声级计在机器周围1.5m范围内测得噪音应该在75～85dB(A)内]。现场可以用以下方法降低噪音。(1)选用性能优异、噪音低的振动电机；(2)可能情况下，适当降低振幅；(3)检查整机有无连接松动、损坏部位，如有则应予以更正修复；(4)如有产生较大弹性弯曲振动现象，可适当改变振幅或焊装加强筋；(5)隔振簧如破损，变性，或参数不符，应该调整调换；继续教育学院本科毕业论文(6)振动流化床的每个侧面，尤其安装电机的一面，距离墙壁最好大于2～2.5m,3.8物料运行状态的调整很慢，有时甚至反向运动。这是掉线的附加弹性弯曲振动现象。调整分布板刚度(加厚继续教育学院本科毕业论文振动流化床干燥机基本上由上箱体、下箱体、运料槽、进料口、出料口、进气口、出气口及振动电机等部分组成，如图4.1所示。上箱体将干燥区同大气分隔开，防止粉尘外逸污染环境，通常与床层同宽，几何形状选择顶部为曲面型，刚度较好，内部易于打磨抛光处理，光洁度好，不粘附粉尘，适合卫生条件要求严格的物料，但加工难度也相对大些。基于必须尽量降低参振质量的目的，上箱体通常被设计为薄壁结果，壁厚2～4mm,为防止侧壁产生过大弹性弯曲振动，焊装加强筋是必须的。总长L=8202mm,总宽B=1706mm,壁厚δ=3mm;在左右两侧分别装有探视门，以便观察物料的干燥进行情况，如图4.2所示。4.1.2下箱体的设计其基本功能是机体和完全分配室，它和分布板共同将热风均匀送入床层。它也是薄继续教育学院本科毕业论文件。如图4.3所示。413分布板的设计常是有限的，气体入口动压不能随意调整，正对进风口区域动压会较高，,而且压降波会使阻力加大，动力消耗提高，现代振动流化床开孔率一般取1%～5%13],其下限一般于平板刚度较小，板厚不能大小常取2～6mm。414振动流化床的热工计算(1)物料中应去除的湿分总量△继续教育学院本科毕业论文继续教育学院本科毕业论文(4)排气湿度的计算设进气湿度为y,排气湿度为y₂,则有再由t-x图上查出该温度下的露点温度5,判断是否有结露的可能。如果排气已经接近饱和，须对热工参数作必要的调整。(5)热效率η。热介质的总热量只有一部分在干燥机内放出，其余作为废气排出系统外，在干燥机内放出的热量与总热量之比成为热效率，显然，热效率是干燥机重要的性能指标。由上式看出，提高进风温度，降低排风温度，降低排气温度是提高热效率的重要途径，工程中发现适当提高料层厚度易于获得较高的热效率，这是因为它可以采用较高的进风温度，而且由于热风在料层中路径较长，放热充分，排气温度也可较低。一般振动流化床的热效率在30%～50%6之间。4.2ZL15×75振动流化床干燥机的力学计算及结果分析根据力学分析可以知道，整个干燥机的关键部位在弹簧处，它的性能与干燥机的使用性能有很大关系。成功地设计隔振弹簧是成功设计干燥机的前提17]。根据所设计的机床的工作特点，其作用从次数设计在10³-10⁵次，故按照Ⅱ类弹簧设计18],材料选用60Si2CrVA,由机械设计手册可查得[π]=950MPa,G=80000MPa。MPa。在机器运动过程中的工作行程h=10mm,在静止时弹簧受力最小F=7273N;而振动中弹簧受力最大值为F'=12500N。计算弹簧钢丝直径d(1)初选弹簧指数C,计算曲度系数K有机械设计手册中可查表，初选C=5,d=20mm。继续教育学院本科毕业论文(2)按照公式可得到求弹簧的工作圈数z弹簧刚度弹簧的变形量计算弹簧的几何尺寸总圈数z₁=z+2=6弹簧中径D,=Cd=5×20=100mm弹簧外径D=D₂+d=100+20=120mm弹簧内径D₁=D₂-d=100-20=80mm螺旋升角α=8°自由高度Ho=Pz+1.5d=56×4+1.5×20mm钢丝展开长度mm。对所选的弹簧进行验算：(1)稳定性校核弹簧按照两端固定考虑，其高径比为满足要求。(2)疲劳强度校核按照变载荷作用次数为N在10³-10⁵次考虑，已知60Si2CrVA钢的σa=1800MPa,继续教育学院本科毕业论文代入上式可以得到由于[S,]=1.3～1.7,因此满足疲劳强度要求。(3)静强度校核由于[Ss]=1.3～1.7,因此满足静强度要求。(4)验算共振机床中所设计的这部分减振弹簧相当于两端固定的状态，则弹簧的自振频率按照而弹簧的工作频率由上面的分析和计算，可知该干燥机在其力学简化模型中参振的质量M=6009.25kg;下面对该干燥机的动力学参数进行计算分析：在型号为VB-50326-W,P=3.20KW的三相异步振动电机9的作用下，ZL15×75振动流化床干燥机中，工作时，干燥机受到激振力、自重、物料的重力等作用，其中，激继续教育学院本科毕业论文振力是主要载荷：PO=4m₀o²rcosy=2×Fmx×cosy=2×50000×cosy=cosy该机型安装角不同，最大工作力也不一样；因此根据安装角调整范围，下面针对特定角度，进行分析：Po=100000×cos30°=86602该干燥机的位移与振幅是：合成振幅为：其中此处按GB/T799-1980,选用M36的地脚螺栓。由上面的力学分析可知：振动电机的最大激振力Pmx=50000N;电机m=235kg。继续教育学院本科毕业论文首先，可以将振动电机的重量忽略，只考虑激振力对地脚螺栓的影响；然后，再将振动电机的重量加入考虑因素之内，进行校核。根据安装角的不同，激振力在垂直和水平方向的分力20]也不相同；故再将振动电机的重量加入考虑因素之内时分析如下：当不考虑激振电机的质量对地脚螺栓的影响时：激振力在振动方向的最大作用力力为：下面对螺栓进行受力分析：在载荷P的作用下，螺栓组连接只承受横向力的作用：横向力R=Pmax=50000N;在横向力R的作用下，底板联接接合面可能产生滑移，根据底板接合面不滑移条件，并考虑轴向力F,对预紧力的影响，则各螺栓所需要的预紧力应满足：取可靠性系数K,=1.5,则各螺栓所需要的预紧力为：而螺栓材料的许用剪应力所以，按GB/T799-1980,选用M36的地脚螺栓，满足强度要求。下面将振动电机的重量加入考虑因素之内，进行校核：激振力在水平和垂直方向的力分别为：继续教育学院本科毕业论文P₂=50000×sin30°=2500另外考虑到电机的重力作用，则对螺栓进行受力分析：(1)在载荷P的作用下，螺栓组连接承受以下各力和翻转力矩的作用：轴向力Fz=P₂=25000N;横向力R=P+mg=41301.27+2350=41751.27N;翻转力矩M=mgL=2350×195=4.5825×10⁵N·mm。(3)在翻转力矩的作用下，上面的两螺栓受到加载作用，而下面的两螺栓受到减载作用，故上面的螺栓受力较大，所受的载荷为：根据以上分析可见，上面的螺栓所受的轴向工作拉力为：F=F₁+F₂=6250+587.5=6837(4)在横向力R的作用下，底板联接接合面可能产生滑移，根据底板接合面不滑移,,(5)螺栓所受的总拉力Q为：(6)螺栓直径需满足：继续教育学院本科毕业论文而d=36mm,故所选螺栓满足要求。物料名称：聚合物干燥能力(按干物料计)G₂,t/h:13.5物料湿含量：%(湿基)初始a₁:3%终了@,:0.3%颗粒平均直径d,:0.44mm干燥后平均直径d,:0.15mm物料真密度pm=1400kg/m³物料堆积密度p,=850kg/m³湿物料初始温度θ:10℃干燥后物料温度θ2:55℃干燥介质(空气)热风入口温度：130℃热风出口温度：60℃空气在130℃的空气密度p:0.496kg/m³空气在60℃的空气密度p':1.06kg/m³空气在130℃的运动粘度μ:2.3×10⁵m²/s空气在60℃的运动粘度μ:2.01×10⁵m²1s空气速度v=0.2m/s静止床层高度Ho=100mm沸腾床层高度△H=5.48A=5.48×1.46=8mm计算振动流化床中的一些参数计算(1)振动条件下初始流化温度在130℃下，空气的密度为p=0.496kg/m³,运动粘度为μ=2.3×10⁵m²/s,角速度振动条件下物料初始流化速度umn:=0.12×149.25×0.017×0.485(2)床层孔隙率当Ao²≤1g时，床层孔隙率倾向于减少，反正，振动加速度超过临界值时，床层孔隙率增加，并且增量主要取决于振幅A,床高增量同振幅的关系为：(Ao²=1.46×10-³×102²=15.2>1所以可得到(3)振动流化床初始流化时的压力降无振动时，初始流化时压力降Ap(p。)公式继续教育学院本科毕业论文PP振动条件下，床层开始流化时压力降Apo(p。)公式n取决于颗粒性质，并可由下面的经验式决定(4)输料板上物料的平均移动速度v'首先要求出物料层质量再求出振动流化强度系数K(取k=0.8)(5)物料的移动量G₂(6)干燥时间t由于物料物性和各参数间关系的复杂性，若实现干燥机良好的经济技术指标，除了设计时要充分考虑各工艺参数外，必须在现场才能调整到最佳状态。工艺参数的调整包括给风温度、排风温度、流化状态、料层厚度[21]等，各个参数相互制约，应协同调整，继续教育学院本科毕业论文是振动流化床流化均匀，无粉尘外泄。4.2.4结果分析根据以上的分析计算，隔振弹簧将振动电机产生的垂直方向的激振力和绕垂直方向的激振力矩传递给干燥机的干燥部分，进而实现物料的连续跳跃运动。还可以得出为了保证良好的干燥效果以及经济性，应该把安装角调整到一个合适的度数。可调性好，湿物料不同选取不同的机内停留时间。其活塞流式的运行降低了对物料粒度均匀性及规则性的要求，易于获得均匀的干燥产品。干燥室全封闭结构且微负压122|操作，无交叉污染。继续教育学院本科毕业论文第5章振动流化床的环保措施在设计中的进行必要的环保措施，主要如下：隔振设计：振动导入振动流化床对干燥有利，但对周围环境却十分有害，工程上常采用弹簧隔振或平衡的方式吸收部分振动能量，使传给地基的动载荷降到安全程度，而强制振动流化床一般采用隔振方式。降低噪声措施：国家环保法规定工业机器的噪声不能大于85dB,为此振动流化床必须充分考虑到降低噪音的技术措施。以下为：合理选择振频，一方面尽量避开共振区，另一方面还要满足振动强度在合理范围内，通常认为工作振频是机器自振频率的2～4倍是合理的；设法提高上、下箱体及分布板在振动方向上的刚度，以避免产生弹性弯曲振动使噪音加大；适当选择保温材料及施工方法，可提高弹性振动阻尼，降低噪音。防止粉尘污染：振动流化床干燥机系统中一般要有气固分离设备，使系统排出的气体符合环保规定，一般采取提高上箱体分离段高度，使细粒级物料有足够时间沉降下来，将上箱体设计成有过度圆弧的结构，使排气口附近气速明显降低，有利于粉尘沉降等措施来解决。或者接布袋除尘器，通过风速等参数等计算出所需布袋的面积，即可选出布袋除尘器的规格与型号，虽然这样成本可能会提高，但是可以从除尘器回收到部分产品，并且最后排入大气中的尾气更加符合国家排放标准，因此，不仅具有良好的经济效益，而且也具有了极具意义的社会效益。继续教育学院本科毕业论文第6章结论继续教育学院本科毕业论文VFB[J],DryingTechnology,1989,7继续教育学院本科毕业论文本论文是在指导教师刘同冈老师的悉心指导下完成的，从课题选题、方案制定和到生产现场进行实验研究等方面无不倾注了导师的指导和关怀。在此，谨向刘老师以及其他帮助过我的老师和同学们致以我最崇高的敬意和衷心的感谢!通过现场参观，以及对ZL15×75振动流化床干燥机参考资料的查阅，使自己对干燥机的一些知识有了初步的了解和掌握；通过实践，巩固了所学机械理论知识和并且也很大程度的扩展实际动手能力，理论与实践的相结合，对于所学的知识认识的更加深刻；通过对此系列的干燥机的学习和研究，初步了解到了国内外在此方面的科研成果和发展动态；在学习和设计研究中，让自己学以致用，在实际中检验和巩固了所学过的知识，锻炼自己的实际动手能力，在分析问题和解决问题的能力上面有了很大的提高，对自己以后的学习和工作打下非常坚实的基础。通过这次毕业设计，我也学会了一些从没学过的知识，学会了用设计的角度来看问题，查阅资料文献最终解决问题的一些方法。也了解到了许多除了理论知识之外，在实际设计中应考虑多方面的实质性的要素要求，同时我被机械设计的魅力深深感染，了解到了它的独有的特色，也许目前我还很欠缺经验，但是正是这样，让我更加坚定了自己要随时做好学习的准备，补充自己的经验值的决心；这些都为我以后的学习指明方向，同时，在本次设计中也认识到了自己在学习上的一些不足之处，例如注重理论知识的吸收，忽略了一些实际现场中要必须考虑的因素。而在这次设计中，让我深刻的认识到这点，在今后的学习中一定能够克服这些不足，使自己的设计水平不断提高。这次毕业设计，让我深刻的领会到在今后的学习中只有勤于发现问题、认真的分析和解决问题，不断地努力奋斗，不断提高自己，在不久的将来我也一定能为祖国的工业事业的发展，贡献出自己的一份力量。继续教育学院本科毕业论文附录(外文翻译)ofVibratingFluidizedInrecentyearstherehasbeengroimprovetheperformanceofafluidizedbedintheprocessingofreladvantagesofvibratingfluidizedbedsVFBoverconreducedminimalfluidizationvelocityandfladvantagescanbeusedindryingcooInconventionalfluidizedbedsthepossibilityfMoreoverthetheoriesdealingthestmicrofluctuationThestabilityofthebebetterseparationtechnologyagreatheclassificationofgranularmaterialsegregationofwastecokeslagmixtureAlltheseteimprovebedhomogeneity.bedsHowevertherehavebeenonlyfewstudihomogeneityintheliteratuhomogeneityandstabilityexisfrequenciesofvibrationHzBymeasuringttimeusingacapacitanceprobeMushtaevshoweddeterioratewithseverefountainactiofluidizedbedandinanonvibrate继续教育学院本科毕业论文presentworkaimstoprovideguanalysisandexperimentalverificationusingtheheightAirwassuppliedthrfluctuatingdeviationofbedvoidagetobecomparedEachbundleoffib继续教育学院本科毕业论文signalswerelaterusedtoanalyzethedynamicbehaStandardDeviationoftwhereNisthenumberofsamplepDifferentvaluesofvoidagedeviationcorrespondtodifferentconphasesemulsionphaseandbubblephaseAccordingtothedmoreheterogeneousthanpurebubblingHoweheterogeneousfluidizationpatternandas继续教育学院本科毕业论文heterogeneousfluidizatiMujumdarthatvibrationcanisuitableparametertodescribetheeffectofvibrationonthehomogeneouschaWhenIlothatistheintroductionofvibratiovibrationscanmakethebedadvantage.actuallysupportedinthefluidizinggasaremeasure继续教育学院本科毕业论文DifferentmaterialshaWhenammthevibrationeto60%.flowofgasbubblesthroughthelayersandthiThusthebeneficialimpactofvibrationonbedhomog继续教育学院本科毕业论文FFigureshowstherelatithegassolidflowcharactFgrowthabedoflargeArachieveshomwithanincreaseofvelocityThefvelocityrangeWhenvibrationisintroducedthevaryingdegrees继续教育学院本科毕业论文Mujumdarwhichshowedthatthebiggertheincreaseofvoidathedecreaseinthehomogenflfluidizationonlyathighvelocityafluidization.bedheightofmmtommofmilletvibrshowstherelationbetweenthebedhomogeneityofresinandvibrationataTheeffectofverticalvibrationonthegassoparticles.ThefluctuatingdeviationofvoidageprovidesameasureofthedegreeofhomogeneityofhomogeneousindexthatcanbeusedtorelatetheeffectofvhomogeneityissuggestedTheexperimentalresultsshowth继续教育学院本科毕业论文flfluidi