Здавалка
Главная | Обратная связь

Пояснения к расчету участков сети.



За первый участок главной магистрали принят участок АБ от места загрузки карусельной веслвыбойной установки, который наиболее удален от вентилятора и имеет наибольшие потери давления.

Главная магистраль при работе на рециркуляцию состоит из семи участков АБ-БВ-ВГ-ГД-ДЕ-ЕЖ-ЗИ. Потери давления на участке ЕЖ в вентиляторе при расчетах не учитываем, так как они учитываются КПД вентилятора.

 

 

Сеть имеет три боковых участка бБ-вВ-гГ. результаты расчета сети даны в табл.2 (приложение А).

Участок АБ. Скорость воздуха на первом вертикальном участке АБ главной магистрали принимаем по рекомендации ОАО «ЦНИИпромзернопроект» не менее 12 м/с. выбираем ν=15 м/с с учетом возможности ее повышения на последующих участках. Определяем требуемый диаметр

 

D = 19* = 19* = 136, 13 мм

 

По расходу воздуха 770 м3/ч находим из номограммы (приложение Б) ближайший стандартный диаметр 140 мм. Затем по расходу и диаметру 140 мм уточняем скорость по формуле:

 

ν = Q/3600*S = 13,98 14 м/с

 

где S – площадь поперечного сечения воздуховода, м2; принимаем по номограмме S = 0,0153

Эту скорость записываем в графу 3 табл. 2.

Динамическое давление находим по номограмме: Hд = 100 Па. Это значение записываем в графу 9 табл.2.

По диаметру 140 мм и скорости 14 м/с найдем потери давления R = 19,4 Па/м по номограмме. Найденное значение 8,9 Па/м запишем в графу 5 табл. 2.

Расчетная длина участка АБ представляет собой длину конфузора, двух отводов и двух прямых участков. Длину конфузора (мм) определяем по формуле:

 

lк =

 

где b – наибольший размер входного конфузора (мм), равный длине пневмосепарирующего канала; принимаем b = 500 мм;

α – угол сужения конфузора; принимаем равным 350 из конструктивных соображений.

При диаметре D = 140 мм длина конфузора

 

lк = = 571 мм

Длину тройника не учитываем.

Умножая значение R = 8,9 Па/м на длину l = 1,1 м, получим Rl = 262 Па. Запишем этот результат в графу 7 табл. 2.

Длину отвода на участке АБ вычисляем по формуле

 

lо = = 3,14*90*2*140/180 = 440 мм

 

Так как на участке АБ два одинаковых отвода, то примем lo1 = lо2 = 440 мм.

Тогда общая длина участка АБ будет равна

 

lо = 571+440+10000+440+2000 = 13450 мм = 13,45 м

 

Сумма коэффициентов местных сопротивлений участка АБ состоит из коэффициентов сопротивления конфузора, двух отводов и проходного участка тройника.

Коэффициент сопротивления конфузора ζ = 0,11 находим из табл. 8 [3] по углу

α = 350 и отношению

 

lк/D = 571/140>1

 

Коэффициенты сопротивления в тройнике определяем при выравнивании потерь давления в проходном участке АБ и боковом участке бБ.

Вначале рассчитываем потери давления на участках АБ при одинаковых скоростях воздуха: νбп = 1; νб = νп = 14 м/с. Диаметр бокового участка аБ определяем по объемному расходу воздуха 770 м3/ч и скорости 14 м/с:

 

D = 19* = 19* = 136,13

 

Примем ближайшее значение стандартного диаметра 140 мм. Коэффициенты сопротивления тройника берем из табл. 13 [3] по отношению площадей

 

= = 1; = = 0,62

 

и расходов

 

= 390/1160 = 0,34

Из табл. 13[3] получим коэффициенты сопротивления тройника соответственно на проходном и боковом участках ζп = -0,1; ζб = 0,8. Равенство Sп и S обусловлено тем, что на последующем участке (БВ) предполагаем принять диаметр воздуховода 180 мм, так как расход воздуха на боковом участке бБ имеет сравнительно небольшое значение

 

 

.

На боковом участке бБ из конструктивных соображением примем lк = 571 мм. Угол раскрытия конфузора примем 350.

По α = 350 и lк/D = 571/140 = 4 из табл. 8 [3] находим коэффициент сопротивления конфузора ζк = 0,2.

Коэффициент сопротивления отвода ζо = 0,15 берем из табл. 12 [3].

Длину отвода на участке бБ вычисляем по формуле

 

lо = = 3,14*90*2*140/180 = 440 мм

 

Тогда расчетная длина участка бБ будет равна lбБ = 571+10000+440 = 11017 мм = 11,011 м. Скорость воздуха ν = 14 м/с; R = 23,5 Па/м; динамическое давление Нд = 100 Па. Потери давления на участке аБ при диаметре 140 мм получились равными ∑Нпт.б. = 387,2 Па.

Потери давления на участке АБ составляют ∑Нпт.п. = 416,1 Па.

Разница между ∑Нпт.п. и ∑Нпт.б. составляет 28,9 Па, т.е. в пределах допустимых 10%, поэтому выравнивание потерь давления в тройнике не нужно.

Участок БВ. Расход воздуха на этом участке равен сумме расходов на участках АБ и бБ, т.е. Q = 770+770 = 1540 м3/ч.

Из-за того, что разница между объемными расходами на участках АБ и БВ повышается в 2 раза, то расчитаем больший диаметр воздуховода при принятой скорости ν = 20 м/с.

 

D = 19* = 19* = 167 мм

 

Принимаем больший стандартный диаметр D = 180 мм

Участок БВ включает тройник, длину которого мы не учитываем.

Расчетная длина участка представляет собой

 

lБВ = 2000 мм = 2 м

 

Коэффициенты сопротивления в тройнике определяем при выравнивании потерь давления в проходном участке БВ и боковом вВ.

Рассчитаем потери давления при одинаковых скоростях воздуха: νбп = 1; νб = νп = 20 м/с.

Диаметр бокового участка вВ определяем по объемному расходу воздуха 390 м3/ч и скорости 20 м/с.

 

D = 19* = 19* = 84 мм

Принимаем стандартный больший диаметр D = 100 мм. Коэффициенты сопротивления тройника берем из табл. 13 [3] по отношению площадей

 

= = 1; = = 0,04, принимаем 0,2

 

и расходов

 

= 390/1930 = 0,2

 

Из табл. 13[3] получим коэффициенты сопротивления тройника соответственно на проходном и боковом участках ζп = 0,1; ζб = 0,5. Равенство Sп и S обусловлено тем, что на последующем участке (ВГ) предполагаем принять диаметр воздуховода 180 мм, так как расход воздуха на боковом участке гГ имеет сравнительно небольшое значение

 

 

.

На боковом участке вВ примем длину конфузора lк = 200 мм из консруктивных соображений. Угол раскрытия конфузора примем α = 350.

По α = 350 и lк/D = 200/100 = 2 из табл. 8 [3] находим коэффициент сопротивления конфузора ζк = 0,11.

Длину отвода на участке бБ вычисляем по формуле

 

lо = = 3,14*30*2*100/180 = 105 мм

 

Тогда расчетная длина участка вВ будет равна: lвВ = 200+5500+105 = 5805 мм = 5, 805 м.

Скорость воздуха ν = 20 м/с; R = 69,4 Па/м; динамическое давление

Нд = 245 Па. Потери давления на участке вВ при диаметре 100 мм получились равными ∑Нпт.б. = 669,4 Па.

Потери давления на участке БВ составляют ∑Нпт.п. = 569,1 Па.

Разница между ∑Нпт.п. и ∑Нпт.б. составляет 100,3 Па, т.е. больше допустимых 10%, поэтому необходимо выравнивание потерь давления в тройнике.

Выравнивание выполним с помощью дополнительного сопротивления в виде боковой диафрагмы. Коэффициент сопротивления диафрагмы

 

ζдиаф = Ндиафд = 100,3/245 = 0,41

 

По номограмме на рис. 54, а [3] определим значение α/D = 0,29. Откуда заглубление диафрагмы α = 0,29D = 0,29*100 = 29 мм.

 

 

Участок ВГ. Расход воздуха на этом участке равен сумме расходов на участках АБ, БВ и бБ, т.е. Q = 1540+390 = 1930 м3/ч.

Из-за того, что разница между объемными расходами на участках БВ и ВГ небольшая (390 м3/ч), примем такой же диаметр воздуховода, как и на предыдущем участке, т.е. D = 180 мм. При этом скорость ν = 21 м/с; Нд = 270 Па, R = 27 Па/м.

Расчетная длина участка ВГ равна длине прямого участка воздуховода:

lВГ = 2000 мм = 2 м.

Так как боковой участок гГ полностью идентичен участку вВ, то конструктивные размеры конфузора, отвода и тройника, диаметр диффузора, а также заглубление диафрагмы принимаем такими же, т.е. D = 100 мм, lк = 200 мм, lо = 105 мм, lгГ = 5,805 мм = 5,805 м; заглубление диафрагмы = 29 мм.

Участок ГД. Этот расход незначительно отличается от расхода на предыдущем участке ВГ. Поэтому принимаем диаметр воздуховода D = 180 мм. Тогда ν = 21 м/с; R = 69,4 Па/м; Нд = 300 Па.

Расход воздуха будет равен: Q = 1930+390 = 2320

Участок заключает два прямых участка, два отвода и диффузор.

Длина отводов

 

lо1 = lо2 = = 3,14*90*2*180/180 = 565 мм

 

Переходной патрубок на входе в фильтр является диффузором. Площадь входного отверстия в переходном патрубке S1 = 0,0275 м2,

 

 

площадь выходного отверстия патрубка, которое служит входным отверстием фильтра РЦИЭ-6,9-16, S2 = 0,215*0,44 = 0,0946 м2. Так как S1<S2, то патрубок является диффузором со степенью расширения n = S2/S1 = 0,0946/0,0275 = 3,5.

Зададимся углом расширения диффузора α = 400 их конструктивных сображений. Тогда из табл. 4 [3] коэффициент сопротивления диффузора

ζдиф = 0,7.

Расчетная длина участка

 

l = 2000+565+3500+565 = 6630 мм = 6,63 м.

       
   
 
 


Длина диффузора не учитывается, так как потери по его длине учтены в коэффициенте сопротивления.

Участок ДЕ. Потери давления во всасывающем фильтре РЦИЭ-6,9-16 равны сопротивлению фильтра. Сопротивление фильтра Нф определено ранее для удельной нагрузки Qуд = 353 м3/(ч*м2), Нф = 1000 Па.

Участок ЕЖ. Расход воздуха найден с учетом подсоса в фильтре типа РЦИЭ, равного 5%:

 

Qв = 1,05*Qф = 1,05*2320 = 2436 м3

 

Скорость воздуха после фильтра можно снизить до 10-12 м/с по сравнению со скоростью фильтра, так как после фильтра воздух очищен. По номограмме [3] выбираем стандартный диаметр 280 мм; скорость ν = 12 м/с; R = 5,75 Па/м; Нд = 88,2 Па.

Так как на участке ЕЖ диаметр воздуховода D = 280 мм, а диаметр выходного отверстия фильтра РЦИЭ-6,9-16 Dвых = 400 мм, то переходной патрубок является конфузором. Примем длину конфузора из конструктивных соображений lк = 200 мм. Тогда lк/D = 0,4; α = 150; ζк = 0,23.

На входе в вентилятор установим коробку (так называемую коробку ЦАГИ). На входе в коробку сверху установлен переходной патрубок. Отношение площадей входного отверстия патрубка диаметром 280 мм и выходного отверстия размером 300 мм показывает, что имеет место диффузор. При l = 400 мм, α = 70, ζдиф = 0,06.

Коэффициент сопротивления отвода равен ζо = 0,15. Длина отводов

 

lо = = 3,14*90*2*280/180 = 565 мм

 

Расчетная длина участка ЕЖ равна: lДЕ = 565+565+2000+2000+200+400 = 5730 мм =5,73 м.

В сумму коэффициентов местных сопротивлений входят сопротивления отвода (по 0,15) и конфузора, установленного при выходе из фильтра и при входе во входную коробку ЦАГИ. Коэффициент сопротивления коробки ЦАГИ принимаем по справочным данным ζкор = 0,27.

Суммарные потери давления в конце участка ЕЖ равны 2247,2 Па.

Участок ЗИ. расход воздуха на этом участке равен расходу при входе в вентилятор, т.е. 2436 м3/ч. Диаметры воздуховодов на участках принимаем равными диаметру до вентилятора, т.е. 280 мм.

Определим, чем служит переходной патрубок на выходе из вентилятора – конфузором или диффузором.

 

 

Площадь выходного отверстия вентилятора В.Ц5-45-4,25.01: S1 = 0,221*0,175 = 0,0386 м2; площадь поперечного сечения воздуховода диаметром 280 мм S2 = 0,05 м2. Здесь S1<S2, поэтому имеет место диффузор со степенью расширения n = S2/S1 = 0,05/0,0386 = 1,3.

Примем lдиф = 400 мм, тогда α = 10. Коэффициент сопротивления диффузора, найденный из табл. 36 [3], ζдиф = 0,1.

Общее сопротивление сети по главной магистрали, как показал расчет, составляет 2247,2 Па. С учетом коэффициента запаса 1,1 и возможного вакуума в помещениях цеха 50 Па требуемое давление, развиваемое вентилятором, ρв = 1,1*2247,2+50 = 2522 Па.

Окончательный подбор вентилятора и расчет мощности для его привода. Вентилятор подбираем по характеристикам, приведенным в приложении 10 [3], с максимальным КПД по расходу Qв = 2436 м3/ч и ρв = 2522 Па.

Вентилятор выбираем по характеристикам следующим образом. На оси абсцисс характеристики находим точку расхода Qв = 2436 м3/ч и из нее проводим вертикаль. На оси ординат находим точку давления вентилятора ρв = 2522 Па и проводим горизонталь. Точка пересечения вертикали с горизонталью дает рабочую точку на характеристике вентилятора, определяющую значение КПД и частоту вращения вентилятора.

Про просмотре характеристик радиальных вентиляторов для Qв = 2436 м3/ч и ρв = 2522 Па подходит вентилятор ВЦ5-45-4,25.01 с n= 2900 об/мин и ηв = 0,79. Марка окончательно выбранного вентилятора совпадает с маркой вентилятора, выбранного предварительно.

Мощность для привода вентилятора определяем по формуле

 

Nв = 2436*2522/3600*1000*0,79 = 2,16 кВт,

 

А потребную мощность электродвигателя – по формуле

 

Nэ = 1,1*2,16/1 = 2,376 кВт.

 

Из приложения 11 для вентилятора ВЦ5-45-4,25.01 находим электродвигатель АИР90L2 мощностью 3 кВт.

 

       
   
 
 

 

 

 

 








©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.