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.
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: νб/νп = 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: νб/νп = 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 = Ндиаф/Нд = 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,
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/ч
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.
|