Расчет и выбор побудителя тяги

Рассчитывают производительность вентилятора, учитывая возможные подсосы воздуха в воздуховодах и пылеуловителе в количестве 10 %, м³/ч:

(1.21)

Полное давление, развиваемое вентилятором Р_в , Па:

(1.22)

Зная требуемые производительность и давление, подбирают вентилятор по рабочим характеристикам [3,4]. По этим характеристикам определяют число оборотов и КПД вентилятора , а затем рассчитывают потребляемую мощность N , кВт:

(1.23)

П р и м е р. Расчет выполняется применительно к схеме аспирационной системы, представленной на рис. 1.1. Исходные данные приведены в табл. 1.7.

 

Таблица 1.7

Исходные данные^*

Расход воздуха, м3/ч

Длина воздуховодов, м

Тип циклона

Температура воздуха, °С

Характеристики пыли

Q1

Q2

l1

l2

l3

l4

Сн, г/м3

lgσч

dпм, мкм

ρп, кг/м3

ЦН-11

0,45

^* Расход воздуха принимают, исходя из вида материала, конструкции укрытия и других характеристик. Длину участков воздуховода определяют, исходя из плана цеха.

 

Выбор главной магистрали: 1–2–3.

Рассчитываем параметры аспирируемого воздуха по формулам (1.1), (1.2):

– плотность , кг/м³ :

кг/м³

– динамический коэффициент вязкости, , Па·с:

 

Расчет участков воздуховодов

Расчет участка № 1

Задаемся скоростью движения воздуха на первом участке: υ = 15 м/с.

По формуле (1.3) определяем расчетный диаметр воздуховода ,м:

Принимаем стандартный диаметр воздуховода = 200 мм.

При несовпадении расчетного и стандартного диаметров воздуховода уточняем скорость движения воздуха , формула (1.4), м/с:

По формуле (1.5) вычисляем динамическое давление , Па:

По формуле (1.6) определяем потери давления на трение по длине участка

Для этого сначала рассчитываем число Рейнольдса по формуле (1.7):

Затем по формуле (1.8) находим коэффициент трения :

Тогда

Определяем потери давления на местных сопротивлениях по формуле (1.9):

0,2 – вход в пылеприемную воронку (табл. 1.2);

0,15 – пылеприемная воронка (табл. 1.2);

0,4 – отвод под углом >90⁰ (табл. 1.2);

0,3 – тройник на проход (табл. 1.2).

Суммарные потери давления на 1-м участке рассчитываем по формуле (1.10):

=190 + 142,4 = 332,4 Па

Аналогично определяем потери давления на 2-м и 3-м участках, учитывая при этом то, что объем воздуха в них равен сумме объемов воздуха, проходящего по 1-му и 4-му участкам воздуховодов, т.е.

 

Q = 1700 + 800 = 2500 м³/ч.

Расчет участка № 2

Задаемся скоростью движения воздуха 16 м/с .

Расчетный диаметр воздуховода находим по формуле (1.3):

Принимаем стандартный диаметр d = 0,225 м.

Уточняем скорость движения воздуха на участке по формуле (1.4):

По формуле (1.5) определяем динамическое давление:

Для определения потерь давления на трение по формулам (1.7), (1.8) находим:

Тогда согласно формуле (1.6):

По формуле (1.9) определяем потери давления на местных сопротивлениях:

По формуле (1.10) находим суммарные потери давления:

Расчет участка № 3

Задаемся скоростью движения воздуха на участке υ = 14 м/c.

Расчетный диаметр воздуховода согласно формуле (1.3):

Подбираем стандартный диаметр 250 мм.

Уточняем скорость движения воздуха на участке:

Определяем динамическое давление:

Для определения потерь давления по формулам (1.7), (1.8) находим:

;

Тогда

Потери давления на местных сопротивлениях:

Суммарные потери давления на участке согласно формуле (1.10):

После завершения расчета всех участков, составляющих главную магистраль, определяем полные потери давления в воздуховодах аспирационной системы (формула 1.11):

 

= 332,4 + 152,3 + 451,8 = 936,5 Па

Расчет участка № 4, подключенного параллельно к главной магистрали

Принимаем стандартный диаметр воздуховода 100 мм, исходя из того, что объем воздуха, удаляемого от 2-го местного отсоса, примерно в 2 раза меньше, чем от первого.

Определяем скорость движения воздуха υ, м/с:

м/с.

Это очень большая скорость, которая повлечет за собой высокие энергозатраты. Поэтому принимаем диаметр воздуховода 125 мм и снова рассчитываем скорость:

м/с

Определяем динамическое давление:

Для определения потерь давления на трение рассчитываем число Рейнольдса и коэффициент трения :

;

.

Тогда

.

Находим потери давления на местных сопротивлениях:

Суммарные потери давления на участке:

 

Р₄ = 158 + 187,5 = 345,5 Па

 

По формуле (1.12) находим отклонение давления на параллельном участке № 4 от располагаемого:

что находится в пределах допустимого.

Результаты расчета воздуховодов сводим в табл. 1.8.

Таблица 1.8