Приклад 8.1 Трубчаста аераційна система

Трубчатая аэрационная система (рис. 39), используемая в дрожжерастильном аппарате ВДА-100, состоит из перфориро­ванных трубок (d_тр = 0,051 м), расположенных по всему днищу с определенным шагом S. В поперечном сечении трубки имеют z = 7 рядов отверстий (d_отв = 0,0008...0,001 м), расположенных через 15°. На 1 м длины трубки приходится n₁=1400 отверстий. Трубки соединяются с воздухораспределительным коллектором (d_к = 0,35 м). Число трубок с одной стороны коллектора n_тр1 = 44, число отверстий в трубках n = 245000, длина трубок l_общ = 100 ... 175 м.

Рис 39. Трубчатая аэрационная система

Общий расход воздуха в трубчатой аэрационной системе L₁ оп­ределяется из уравнения

P₀L₀/(273 + t₀) = P₁ L₁/(273 + t₁)

где: P₀ и P₁ — давление воздуха на входе и выходе воздуходувной машины, МПа; L₀ и L₁ - расход воздуха начальный и после его сжатия, м³/ч; t₀ и t₁ — начальная температура всасываемого воздуха и конечная температура сжатого воздуха, °С.

Диаметр нагнетательного воздуховода определяют из соотношения

L₁=3600_вF

где: _в — скорость воздуха в воздуховоде (_в = 16...20 м/с);

F - площадь сечения воздуховода

F =  d²_в / 4;

d_в - диаметр воздуховода, м.

d_в =

Приклад розрахунку аераційної системи.

Рассчитаем трубчатую аэрационную систему дрожжерас­тильного аппарата, если общий объем аппарата V_a=200 м³, внутренний диаметр D_a=5м, рабочий объем V_=140м^з, удельный расход воздуха V_уд= 61,5 м³/(м³ ч), расход проду­ваемого воздуха L₀ = 8610 м³/ч при температуре всасывания t₀= 0°С и давлении Р₀ =0,1 МПа, скорость воздуха в воздуховоде _в = 16 м/с. После воздуходувки воздух сжи­мается до P₁ = 0,17 МПа (с учетом потерь давления в воздуховоде и теплообменнике) и охлаждается в теплообменнике до t₁ = 30 ^С. В поперечном сечении трубки необходимо разместить z = 7 рядов отверстии через 15°; по длине отверстия расположить с шагом S = 0,005м ; на 1м длины разместить m = 200 рядов отверстий. Расстояние между концами трубок и обечайкой аппарата принять h =0,15м.

Расход воздуха при t₁ = 30°C и P₁= 0,17 Мпа :

L₁= P₀L₀(273 + t₁)/P₁(273 + t₀) = 0,1 8610(273 + 30)/0,17(273 + 0) = 5621 м²/ч

Диаметр нагнетательного воздуховода

м

Принимаем диаметр коллектора равным диаметру воздуховода, т. е.:

d_к= d_в = 0,352 м.

Суммарная площадь отверстий в воздухораспределительных трубках

F_отв = d ² /4 = 3,140,352² / 4= 0,097 м² .

Скорость воздуха на выходе из отверстия

_отв = L₁ / (3600F_отв) =5621 / (36000,097) = 16,09 м/с.

Число отверстий в трубках

n = F_отв / (d²_отв) = 0,097 / (3,14 0,001²) = 30892

Число отверстий на 1 метр длины трубки

n₁ = zm = 7200 = 1400.

Общая длина трубок

L_общ = n / n₁ = 30892 / 1400 = 22,1 м.

Диаметр аэрационной системы

D_c= D_a – 2h – d_к = 5 - 2  0,15 – 0,352 = 4,348 м.

Средняя длина трубок

l_ср = D_с / 8 = 3,14  4,348 / 8 = 1,71 м.

Общее число трубок

n_тр = l_общ/l_ср = 22,1 / 1.71 = 12,92  13

Принимаем число трубок равным 14 (четное число),т. е. по i_тр = 7 трубок с каждой стороны коллектора.

Расстояние между трубками по осям

t = D_c / i_тр = 4,348 / 7 = 0,62 м.

Длина каждой трубки

где: i_тр - порядковый номер трубки в половине окружности аэрационной системы.

Таким образом, определим длины трубок:

м;

м;

м;

м;

м;

м