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3020-碳纤维增强复合材料
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  • 更新时间:2020-06-14
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  • 碳纤维增强复合材料研究现状1、绪论
    1.1本课题研究意义
      生石灰硝化装置是将生石灰硝化成石灰乳的专用设备。石灰乳制备系统是利用生石灰 (CaO)、熟石灰(Ca(OH):)通过硝化、溶解而制成一定浓度的石灰乳液。制成的石灰乳液可用来调节水的 PH值、降低水质硬度、工业含酸废水处理、含锌废水处理,去除水中CO:含量以减少腐蚀、去除水中胶体硅、提高脱盐水质、烟气脱硫等。而石灰硝化装置是石灰乳制备系统的核心设备之一。由于石灰的溶解度很小,对于不同应用场合的石灰原料,其粒度、比重、纯度不同,需要合理选择不同的硝化工艺,以及与硝化工艺相对应的硝化装置,才能保证高效率地制备高质量的石灰乳。
      由于生石灰遇水消化放热, 可以提高料温,降低燃耗, 降低过湿层厚度, 提高制粒小球的强度, 改善料层透气性, 所以添加生石灰能提高烧结机利用系数和 产量。但是, 由 于配加生石灰对环境的污染较大, 一直到上世纪 80 年代中期我国开发出生石灰消化器后, 使用生石灰的污染问题才得到基本解决。随着生石灰使用的普遍推广, 人们发现当时开发的生石灰消化器普遍存在寿命短、 污染重、检修时间长等问 题, 为此, 人们对生石灰消化器进行了不断的改进。
    1.2国内外研究现状
    配加生石灰烧结 , 是一个很成熟的烧结工艺。 由于生石灰消化后产生了 较大的蒸气和粉
    尘 , 其除尘问题一直没有得到有效解决 , 国内很多厂使用效果都不是很好。张思平等人针对烧结厂生石灰消化系统存在的问题及其配套除尘系统的问题进行了分析,研究了一种新型烧结用生石灰消化系统及除尘装置,并在新余钢铁厂360 m26#烧结机应用。生产应用表明:使用新型生石灰消化及除尘装置后,烧结利用系数提高了0.018 t·m-2·h-1,焦粉消耗降低了0.19 kg·t-1,粉尘排放量下降到25 mg·m-3,达到了节能减排的目的,改善了配料室区域的工作环境。针对石灰粉尘密度小、粘性大等特点,金中环保机械厂开发出了一种新型复合型水幕除尘器。该除尘器设置了五道净化流程,除尘效率高,而且除尘水完全能够回收利用,不会产生二次污染。该装置在湘钢三烧试用了半年,效果良好,已具备了投入工业应用的各项条件。
    随着计算机系统不断更新,消化装置研发也逐渐数字化。王秋芳以一种新型的湿式生石灰消化除尘装置为研究对象,在多相流力学理论的基础上,通过FLUENT流体力学计算软件,对除尘装置内部流场进行数值模拟计算,为生石灰消化除尘装置设计方案的进一步优化提供了理论依据和技术支持。在气体单相流方面,采用SIMPLE算法和RNG k-ε湍流模型进行模拟。通过对比不同出口结构和不同含尘气流速度下除尘装置内部流场分布,得出当含尘气流速度为15 m/s时,出口为切向出口时的除尘效果较好,并从切向、轴向和径向三方面分析了此工况下除尘装置内部速度场的分布特点;在中心附近湍动能比较高,随着高度的增加湍动能降低,但在高度为500 mm处湍动能最高。在两相流方面,以单相流模拟结果为基础,采用离散相模型(DPM)创建喷射源进行跟踪模拟。结果表明:不同的颗粒射流形式会影响除尘效率,当固体颗粒粒径大于30μm,可以全部被脱除;加入喷淋与气体耦合后,内部流场发生了明显的变化,中部气流分布更加均匀。在相同喷水量和喷射角度下,采用三个喷头喷淋,液滴覆盖面积较大,能够使含尘气流与之充分接触,延长了含尘气流在装置内的停留时间,有利于除尘。喷头高度的设置对流场也有影响,过低会破坏底部旋流运动,过高会导致气流挟水逸出现象加重。

    1.3本文研究内容
    本课题是研究在冶金、选矿行业公辅设备浓缩机,设计定为以下几个个内容:(1)查阅国内外生石灰消化装置的石灰粉料贮存装置和除尘装置的发展和应用状况及相关文献;(2)石灰粉料贮存装置容积的选择确定;(3)除尘装置类型的选择;(4)振动电机的功率计算;(5)石灰粉料贮存装置罐体强度计算;

    2、消化装置整体整体结构设计
    2.1 消化装置组成及工作原理
    生石灰消化装置,包括驱动装置、消化器本体;驱动装置,包括电机和减速机;消化器本体,包括螺旋轴,螺旋轴上设有密封段螺旋和消化段螺旋,所述密封段螺旋的叶片为绕螺旋轴的连续螺旋叶片,与该连续螺旋叶片外沿紧密配合设有密封段箱体,该密封段箱体上设有进料口;所述消化段螺旋由绕螺旋轴的若干个小叶片组成,消化段螺旋的外围设有消化段箱体,消化段箱体的尾部下方设有出料口,消化段箱体的上盖设有排气烟囱,在消化段箱体的前端设有雾化水系统,雾化水喷头设于上盖上;减速机与螺旋轴之间通过连轴器、轴承座相连接。有效防止了生石灰消化产生的蒸汽从进料口冒出。

    2.2 消化除尘器的结构设计
    消 化除尘系统由 以下几部分组成 : 生石灰消化器、引风机、除尘器壳体、水膜除尘管、雾化喷头、阻风板、污水泵、搅拌泵、污水池及污水流量自 动控制系统。 原有的消化除尘系统不能正常工作的主要原因是堵粘除尘器、风管及风机 , 污水处理困难等问题。 新设计的消化除尘系统采用一体化结构 , 取消了风管 , 以解决风管粘堵问题。 除尘器有三道除尘功能 : 消化污水经喷头雾化后直接进入到消化器内 , 一方面起到加水消化的作用 , 另一方面起到除尘的作用 , 这是第一道除尘。 除尘器内用钢丝吊挂有若干排钢管
    ( 进口与出口 断面未安设除尘吊管) ,钢管交错排列 , 长度一直延伸到除尘器的底部。 在除尘器顶部还交错布置着若干个污水喷头 , 污水由喷头进入除尘器内 , 雾化后喷至钢管上 , 使钢管表面粘附上一层污水膜。

    3 驱动装置设计
    3.1 电动机功率计算
      工作所需的功率:
       
      所需电动机的输出功率
       
      传递装置总效率
       
      式中:
      :蜗杆的传动效率0.75
      :每对轴承的传动效率0.98
      :齿轮的传动效率0.97
      :联轴器的效率0.99
      :卷筒的传动效率0.96
      所以
      
      查机械手册知,选用电动机牌号Y225M-8-型,额定功率为18.5KW。满载转速为730r/min。额定转速为750r/min。
    3.2传动装置的运动和参数
      (1)传动装置的总传动比
       
      (2)传动比的分配
      涡轮减速器的传动比为:40
      齿轮传动比:4.225
      (3)各轴转速
      高速轴为0轴,中间轴为1轴,低速轴为2轴,则...
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