2.2.1. Уравнение Бернулли

В данной электробритве передача энергии с вала потоку воздуха происходит при помощи вентилятора, состоящего из радиальных лопастей, закрепленных на втулке. Работа центробежных сил на пути от входа в межлопастные каналы до выхода из них приводит к увеличению энергии потока.

Применим к потоку уравнение Бернулли, принимая потери энергии равными нулю.

Для нашего случая это уравнение, при 2=соп5^, будет иметь вид:

откуда определяется повышение давления в потоке, проходящем через колесо центробежной машины.

Это уравнение показывает, что давление, развиваемое колесом центробежной машины, есть результат двух процессов:

- преобразование кинетической энергии относительного движения;

- работа центробежных сил.

В конструкцию центробежной машины, кроме рабочего колеса, вводят следующие основные элементы: подвод (входная полость), отвод (выходная полость).

Напор, развиваемый рабочим колесом центробежной машины, зависит от скорости воздуха, проходящего через рабочее колесо и от размеров колеса. Основная задача теории центробежных машин состоит в установлении этой зависимости.

Мощность, передаваемая потоку в межлопастных каналах, определяется по формуле:

или

Удельная работа, связанная с напором, будет иметь вид:

Теоретическое давление рт получается из известного соотношения гидромеханики Р=YН, где Y=pg- удельный вес среды.

Уравнения (1.4), (1.5), (1.7) - основные уравнения центробежной машины.

2.2.2. Расчет фильтра

Система пневматического пылеудаления представляет собой индивидуальную систему механической вентиляции, включающий вентилятор для создания напора и обеспечивающий отсос определенного количества воздуха, систему воздуховодов для изолированного перемещения воздуха, устройство, работающее совместно с системой отсоса (фильтр для улавливания пыли и пылесборник).

Рабочую скорость воздуха в воздуховоде применяем на 25-30% больше, чем скорость витания, при котором частицы поддерживаются потоком во взвешенном состоянии. Эта скорость имеет примерное значение 5 м/с.

Под производительностью вентилятора понимается количество пылевоздушной смеси в м³, проходящее в единицу времени через фильтрующее устройство. Производительность вентиляторов зависит от их геометрических размеров, скорости вращения крыльчатки и степени запыленности воздуха. Эффективность использования энергии вентилятором оценивается его КПД, который определяется как отношение воздушного потока и мощности на валу вентилятора.

Эффективность очистки и сопротивление проходу воздуха зависят от вида применяемой ткани.

За основу расчета процесса фильтрования газов через ткани берут сопротивление ткани, необходимое для определения мощности вентилятора, и поверхность фильтрации, по которой определяют конструктивные размеры фильтра.

Сопротивление ткани прохождению газа определяют по формуле:

где Q_уп - удельная производительность фильтрующей поверхности,

к₁ и к - опытные коэффициенты, зависящие от вида ткани и от его запыленности. Величина к изменяется от 1 до 2; чем больше турбулентность потока, тем ближе к 2.

Поверхность фильтра рассчитывают по формуле:

где Q_ф - производительность через фильтрующую поверхность;

 - единовременно работающая часть фильтра (=0,85). Q_уп - удельная производительность или пропускная способность

определяется количеством воздуха, проходящим через фильтр в единицу

времени и отнесенной к некоторой его характерной величине. Например, к

1м² фильтрующей поверхности.

Для определения расхода воздуха необходимо знать среднюю скорость его

потока, которая, будучи умноженная на площадь фильтра дает количестве воздуха, протекающего через фильтр за единицу времени.

Расход (количество) воздуха проходящего через ткань со скоростью и определяют по формуле:

где S - рабочая площадь фильтрующей поверхности, м²;

w - скорость фильтрации, м/с;

Rф - коэффициент сопротивления ткани;

Р - сопротивление ткани.

S=0,0000785х5=0,0003925 м³с, где S=0,0000785 м² выбирается из конструктивных соображений.

Р=0,1м/(схм²), где Р - сопротивление фильтра. Потребляемую мощность вентилятора рассчитываем по формуле:

где =0,85- кпд вентилятора, Vр - площадь фильтра.

N=0,46х10•⁷кВт. Напор Р центробежного вентилятора должен быть не менее 0,007 кГ/м².