terehova_vupap

Таблица 1.4 – Расчет потерь давления по главному магистральному направлению сети

63

1.3.6.1 Проектирование переходов

Переход к фильтру-циклону РЦИЭ 40,8-72 (рисунок 1.21)

Данный переход является переходом с круглого сечения на прямоугольное.

Рисунок 1.21 – Эскиз перехода к фильтру-циклону РЦИЭ 40,8-72

Определяется площадь воздухопровода на участке перед фильтромциклоном РЦИЭ 40,8-72:

Далее определяется площадь входного отверстия фильтра-циклона

РЦИЭ 40,8-72 FВХ , м2

FВХ = a × b ,

где a, b – стороны входного отверстия фильтра-циклона, м; a = 0,795 м, b = 0,362 м (приложение И).

FВХ = 0,795×0,362 = 0,2878 м2 .

Так как FIII < FВХ , то данный переход является расширяющимся, т. е. диффузором.

Рассчитывается длина диффузора lД , мм, по формуле

lД = a − DIII ,

2 × tg aД 2

где aД – угол раскрытия диффузора, принятый равным aД = 30 о .

lД = 795 - 450 = 643,7 » 645 мм . 2× tg302

Определяется коэффициент сопротивления диффузора, ξД

ξД = f (αД ; n = FВХ ) ;

FIII

xД = 0,24 (приложение Е).

Переход от фильтра-циклона РЦИЭ 40,8-72 (рисунок 1.22).

Данный переход является переходом с круглого сечения на круглое.

Рисунок 1.22 – Эскиз перехода от фильтра-циклона РЦИЭ 40,8-72 Определяется площадь выходного отверстия фильтра-циклона FВЫХ , м2:

= p× D2 .

F ВЫХ ВЫХ 4

Диаметр выходного отверстия равен: DВЫХ = 625 мм (приложение И).

FВЫХ = 3,14×0,6252 = 0,306 м2 . 4

Определяется площадь воздухопровода на IV участке, FIV , м2 по формуле

Поскольку величины FВЫХ и FIV отличаются незначительно, то допускается вместо перехода смонтировать вставку из технической резины.

Переход к вентилятору ВР120-45-8

Данный переход является переходом с круглого сечения на круглое

Рисунок 1.23 – Эскиз перехода к вентилятору ВР120-45-8

Площадь воздухопровода на IV участке равна FIV = 0,311м2 .

65

Определяется площадь входного отверстия вентилятора FВХ , м2

где DВХ – диаметр входного отверстия вентилятора, м; DВХ = 0,74 м (приложение К).

Т. к. FIV < FВХ , то данный переход является диффузором. Рассчитывается длина диффузора lД , мм, по формуле

l= DВХ − DIV ,

Д2×tgα Д 2

где αД – угол раскрытия диффузора, принятый равным, aД = 20 о .

l Д = 740 − 630 » 310 мм . 2 ×tg 202

Определяется коэффициент сопротивления диффузора, ξД

F

ξ Д = f (α Д ;n = FВХ ) ;

IV

n = 0,3110,43 =1,5 ;

ξД =0,05 (приложение Е).

Переход от вентилятора ВР120-45-8 (рисунок 1.24).

Данный переход является переходом с квадратного сечения на круглое.

Рисунок 1.24 – Эскиз перехода от вентилятора ВР120-45-8 Определяется площадь выходного отверстия вентилятора FВЫХ , м2

FВЫХ = a2 ,

где a – сторона выходного отверстия, м;

66

a = 0,44 м (приложение К).

FВЫХ = 0,442 = 0,194 м2 .

Площадь воздухопровода на V участке FV , м2 равна площади воздухопровода на IV участке

FV = FIV = 0,311 м2.

Т. к. FВЫХ < FV , то данный переход является диффузором. Длина диффузора l Д , мм, равна

где aД – угол раскрытия диффузора. Конструктивно принят aД = 20о .

l Д = 630 − 440 » 540 мм . 2 ×tg 202

Определяется коэффициент сопротивления диффузора, ξД

xД = f (aД ; n = FFV );

ВЫХ

n= 00,,194311 =1,5;

ξД =0,11 (приложение Е).

1.3.7Окончательный подбор вентилятора к сети, расчет мощности на привод вентилятора и выбор привода вентилятора

Объем воздуха, перемещаемого вентилятором в сети, QВ , м3/ч, определяется по формуле

QB = QСП + QДЛ + QП / О ,

ъ

где QСП – объем воздуха, отсасываемого от аспирируемых машин, м3/ч;

QДЛ – объем воздуха, подсасываемого по длине воздухопроводов на

линии всасывания, м3/ч;

QП / О – объем воздуха, подсасываемого при работе пылеотделителя в данной сети, м3/ч.

QП / О = 0,05QСП ,

DQП / О = 0,05×12600 = 630 м3 / ч.

DQДЛ = QСП × lВС ×100δ ,

67

где lВС – суммарная длина всех воздухопроводов на линии всасывания се-

ти, м;

δ – нормативный коэффициент подсоса воздуха на 1 м длины (1.1.7.3). lВС = 32,3 м ; DQДЛ = 12600 ×32,3×1000,1 = 407 м3 / ч ;

QВ =12600+ 407 + 630 =13637 м3 / ч .

Полное давление, развиваемое вентилятором в данной сети НВ, Па численно равно сопротивлению сети с учетом коэффициента запаса на неучтенные потери давления

НВ =1,1× НС .

Сопротивление сети НС , Па, равно

НС = НМАГ + НЗД .

Принято НЗД = 50 Па.

Значение величины НМАГ берется из расчетной таблицы 1.4.

НС = 1705,2 + 50 = 1755,2 Па;

НВ = 1,1×1755,2 = 1913 Па.

Предварительно подобранный вентилятор ВР120-45-8 подходит к данной сети. При новых условиях работы изменилось положение рабочей точки. Но-

вые параметры работы вентилятора: nB =1250 мин-1, ηB =0,58. Условия правильного подбора выполнены.

Рисунок 1.25 – Работа вентилятора ВР120-45-8 в проектируемой сети в процессе окончательного подбора вентилятора к сети

68

Определяется мощность на валу вентилятора NВ , кВт

где k – коэффициент запаса мощности (принимается k = 1,1 в соответствии с рекомендациями 1.1.8.1);

η1 – КПД подшипников вентилятора; h1 = 0,97,

h2 – КПД клиноременной передачи; h2 = 0,96 ÷ 0,98.

Выбирается электродвигатель 4А100S4 УПУЗ с параметрами:

NЭ = 15кВт; nЭ = 1465 об/мин.

Рассчитывается передаточное число i по формуле

i = nЭ , nВ

где nЭ – частота вращения вала электродвигателя, об/мин;

nВ – частота вращения рабочего колеса вентилятора, об/мин.

i = 12501465 =1,17 .

Диаметр ведомого шкива назначается из ряда рекомендуемых стандартных диаметров [10] dШ.В. = 180 мм . Диаметр ведущего шкива dШ.Э. рассчитывается

dШ.Э. = dШ.В. ×i ;

dШ.Э. = 180 ×1,17 = 210,6 .

Из ряда стандартных диаметров шкивов выбирается dШ.Э. = 200 мм [10].

69

1.4 Примеры решения задач

1.4.1 Примеры решения задач по разделу «Элементы промышленной аэродинамики»

Задача № 1 (рисунок 1.26).

Определить по данным измерений:

1)сопротивление машины;

2)коэффициент сопротивления машины;

3)объемный и массовый расход воздуха.

ный.

Выбираются сечения 0-0 и I-I, для которых записывается уравнение Бернулли:

Потери давления на участке между сечениями НПТ0−1 , Па складываются из

потерь давления в машине, потерь давления по длине, обусловленных вязкостным трением и вихреобразованием, и дополнительных потерь давления во входном коллекторе:

где НМ – потери давления в аспирируемой машине, Па; λ – коэффициент гидравлического сопротивления по длине;

70

l – длина от машины до сечения I−I, м;

D– диаметр воздуховода, м;

НД – динамическое давление, Па;

ζК – коэффициент сопротивления конического входного коллекто-

ра, определяемый по специальным таблицам в зависимости от характеристики местного сопротивления.

Потери давления в машине НМ , Па, можно записать, как

Величина динамического давления в сечении всасывающего воздуховода может быть найдена как

НД = 560 - 480 = 80 Па.

Сдругой стороны динамическое давление Н Д , Па

где r – плотность стандартного воздуха, кг/м3; υ – скорость движения воздуха, м/с.

u =1,29× 80 =11,5 м/с.

Коэффициент гидравлического сопротивления λ может быть определен на основании формулы А. В. Панченко:

где Re – критерий Рейнольдса.

= u× D

Re n , (1.87)

где ν – коэффициент кинематической вязкости, м2/с.

Так как воздух стандартный, то следует принять n =15×10−6 м2/с. Критерий Рейнольдса будет равен

Re = 11,5×0,16 =122666,7 .

−

15×10 6

Коэффициент λ , таким образом, равен

71

Длина воздухопровода от машины до сечения I−I l , м составляет

l = l К + l ПР = D + 3D = 4D ; l = 4× 0,16 = 0,64 м.

Коэффициент сопротивления входного коллектора при условии, что аспирационное отверстие машины прямоугольного сечения, имеет характеристику

Задача № 2 (рисунок 1.27).

Рисунок 1.27 Определить по данным измерений:

72