Гидравлический расчет системы

Определяем составляющие потерь в транспортной части сети при перемещении воздуха без примеси материала:

а) на вход воздуха в трубопровод:

где = 1 – сумма коэффициентов местных сопротивлений;

V_ac – транспортная скорость смеси, м/с, определена выше;

g – ускорение свободного падения, м/с²;

– удельный вес воздуха при температуре смеси, кг/м³, определен выше.

б) на трение в вертикальных трубах:

где = 0,0157 – коэффициент шероховатости стенок трубы;

d₁ – внутренний диаметр трубы, м;

V_ac – транспортная скорость смеси, м/с, определена выше;

g – ускорение свободного падения, м/с²;

– удельный вес воздуха при температуре смеси, кг/м³, определен выше.

= 20м – сумма всех длин вертикальных трубопроводов, м.

в) на местное сопротивление в колене:

где = 0,15 – сумма коэффициентов местных сопротивлений при повороте;

V_ac – транспортная скорость смеси, м/с, определена выше;

g – ускорение свободного падения, м/с ;

– удельный вес воздуха при температуре смеси, кг/м³, определен выше.

п - количество поворотов на 90°.

г) на трение в горизонтальных трубопроводах:

где = 0,0157 – коэффициент шероховатости стенок трубы;

d₁ – внутренний диаметр трубы, м;

V_ac – транспортная скорость смеси, м/с, определена выше;

g – ускорение свободного падения, м/с²;

– удельный вес воздуха при температуре смеси, кг/м³, определен выше.

=30м – сумма всех длин горизонтальных трубопроводов, м.

Определяем суммарные потери Р_о в транспортной части сети при перемещении воздуха без примеси материала:

Р_о = Р₁ + Р₂ + Р₃ + Р₄ = 1,352 + 0,531 + 0,405 + 0,796 = 3,084

где P₁ – потери на вход воздуха в трубопровод, кг/м²;

Р₂ – потери на трение в вертикальных трубопроводах, кг/м²;

Р₃ – потери на местное сопротивление в колене, кг/м²;

Р₄ – потери на трение в горизонтальных трубопроводах, кг/м².

Определяем суммарные потери Р_ас в транспортной части сети при перемещении воздуха с учетом примеси материала:

где k₁, k₂, k₃, k₄ – переходные коэффициенты от воздуха к аэросмеси, соответствующие участкам смеси.

Определяем общий коэффициент потерь в транспортной части сети:

где Р_ас – потери в транспортной части сети при перемещении воздуха с учетом примеси материала, кг/м²;

Р_о – потери в транспортной части сети при перемещении воздуха без примеси материала, кг/м².

Определяем потери в транспортной части сети при перемещении смеси материала и воздуха:

где Р_о – потери в транспортной части сети при перемещении воздуха без примеси материала, кг/м².

– общий коэффициент потерь в транспортной части сети;

– действительная концентрация материала;

– сумма всех длин вертикальных трубопроводов, м;

v₁ – объемная концентрация материала, кг/м³.

Определяем составляющие потерь в части сети, где материал не транспортируется:

а) Расход воздуха с учетом присосов принимаем на 15% больше расчетного:

где W_g – действительный расход воздуха, м³/ч.

Определяем скорость входа воздуха в циклон V_ц, м/с:

где W₁ – расход воздуха с учетом присосов, м³/ч,

F₁ – площадь сечения трубопровода, м².

б) потери на местное сопротивление в циклоне:

где = 2,6 – сумма коэффициентов местных сопротивлений для циклона;

V_ц – скорость входа воздуха в циклон, м/с, определена выше;

g – ускорение свободного падения, м/с²;

– удельный вес воздуха при температуре смеси, кг/м³, определен выше.

в) потери в центробежном скруббере с орошаемой решеткой:

г) потери в выхлопной трубе складываются из потерь на трение и потерь на падение скорости:

где = 0,0157 – коэффициент шероховатости стенок трубы;

d_выхл – внутренний диаметр выхлопной трубы, электросварной прямошовной по ГОСТ 10706-76, м;

g – ускорение свободного падения, м/с ;

– удельный вес воздуха при температуре смеси, кг/м³, определен выше;

l_выхл – длина выхлопной трубы, м;

=1 – сумма коэффициентов местных сопротивлений;

V_выхл – транспортная скорость смеси, м/с, определена по формуле:

где W₁ – расход воздуха с учетом присосов, м³/ч,

f_выхл – площадь сечения выхлопной трубы, м², определена по формуле:

где d_выхл – внутренний диаметр выхлопной трубы, м.

Определяем суммарные потери в части сети, где материал не транспортируется:

где Р_ц – потери на местное сопротивление в циклоне, кг/м²;

Р_скр – потери в центробежном скруббере, кг/м²;

Р_выхл – потери в выхлопной трубе, кг/м;

Определяем общие потери во всей установке:

где Р_см – потери при перемещении смеси материала и воздуха в транспортной части сети, кг/м ;

Р_сум – потери в части сети, где материал не транспортируется, кг/м²;

Определяем объем воздуха, который должен перемещаться вентилятором, для обеспечения транспортной скорости при перемещении смеси:

где W₁ – расход воздуха с учетом присосов, м³/ч;

Р_см – потери при перемещении смеси материала и воздуха в транспортной части сети, кг/м²;

k=0,755 – общий коэффициент потерь для транспортной сети;

=1 – весовая концентрация;

Р_общ – общие потери во всей установке.

По объему воздуха, который должен перемещаться вентилятором, и общим потерям в системе подбираем центробежный вентилятор ЦП-7-40 № 8 со следующими характеристиками: КПД = 0,53; производительность 11200 м³/ч; напор вентилятора 110 кг/м².

Определяем мощность электродвигателя для привода вентилятора:

где W_o – объем воздуха, который должен перемещаться вентилятором, м³/ч;

Н – напор, создаваемый вентилятором, кг/м²;

_вент – КПД вентилятора;

_p – КПД ременной передачи.

Все требуемые параметры пневмотранспорта определены.