6.Аэродинамический расчет газового тракта

Для расчета сопротивления сети разбиваем ее на участки, а участки нумеруем. В результате аэродинамического расчета определяются размеры поперечных сечений газоходов и суммарные потери давления в сети. При этом принимается, что скорость движения газового потока в газоходах не должна быть ниже 20 м/с, во избежание осаждения частиц пыли в газоходе.

Определяются общие потери давления на расчетном участке газохода:

, (3.1)

где – потери давления на трение на расчетном участке, Па;

– потери давления в местных сопротивлениях на расчетном участке, Па.

Потери давления на трение на расчетном участке определяются по формуле Дарси-Вейсбаха:

, (3.2)

где λ – коэффициент сопротивления;

l – длина расчетного участка, м;

d – диаметр расчетного участка, м;

ρ – плотность газа при рабочих условиях, кг/м³;

υ – скорость газового потока при рабочих условиях, м/с.

Коэффициент сопротивления λ определяется по формуле Альтшуля:

, (3.3)

где Re – значение критерия Рейнольдса;

к_э – коэффициент абсолютной эквивалентной шероховатости внутренней поверхности газохода, м, (для стальных газоходов – 0,001 м; для асбоцементных – 0,0011 м; для кирпичных – 0,004 м);

d – диаметр газохода, м. Если сечение газохода отличается от круглого, то необходимо произвести расчет эквивалентного диаметра по следующей формуле:

D_э = 2АВ/А + В, (3.4)

где А и В – длина и ширина сечения газохода соответственно, м.

Значение критерия Рейнольдса определяется по следующей формуле:

, (3.5)

где υ – скорость газового потока в газоходе при рабочих условиях, м/с;

d – диаметр газохода, м;

ν – коэффициент кинематической вязкости газа при рабочих условиях, м²/с

Потери давления в местных сопротивлениях на расчетном участке определяются по следующей формуле:

, (3.6)

где – сумма коэффициентов местных сопротивлений на расчетном участке

Р_д – динамическое давление газа, Па;

ρ и υ – те же, что и в уравнении.

Значения коэффициентов местных сопротивлений на расчетных участках сети заносим в таблице 11.

Таблица. Значения коэффициентов местных сопротивлений сети

Номер расчетного участка	Вид местных сопротивлений	Значение коэффициента ξ
1	2	3
1	Вытяжная шахта с зонтом Три перехода Один тройник 6 отводов 90º	Σζ=3,3
2	Один тройник Три отвода 90º Три перехода	Σζ=2,05
3	два перехода 3 отвода 90º	Σζ=1,25

Найдем диаметр воздуховода, с условием что скорость движения газового потока в газоходах 20 м/с:

,

где F – площадь сечения газохода, м³/ч;

Q_р – расход газа при рабочих условиях, м³/c;

v_тр – требуемая скорость движения газа в газоходах, м/с;

F=5000/3600/20=0,07м³/ч

,

где d – диаметр газохода, м.

d= =0,48 м

Re=20 10⁵ =6,5 10⁵

10⁵ +0,001/0,5)^0,25=0,023

∆Р_тр1 = 0,023 65/0,5* 0,858 20²/2=513 Па

∆Р_тр2 = 0,023*(15/0,5)*(0,858*20²/2 =118Па

∆Р_тр3= 0,023*10/0,5*0,858*20²/2=79 Па

Найдем потери в местных сопротивлениях :

∆Р_мс1= 3,3 171,6=566 Па

∆Р_мс2=2,05

∆Р_мс3=1,25

Суммарные потери:

∑∆Р=710+1132,5=1276 Па

№ участка	l, м	d, м	F, м2	υ, м/с	ΔPтр, Па	Кэ, м	Re	Λ	Σζ	ΔPмс, Па	ΔPуч, Па	ΣΔPс, Па
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
1	65	0,5	0,09	20,0	513	0,001	6,5 105	0,023	3,2	566	1079	1276
2	15	0,5	0,09	20,0	118	0,001	6,5 105	0,023	2,05	352	470
3	10	0,5	0,09	20,0	79	0,001	6,5 105	0,023	1,25	214,5	293,5