Розділ 3. Аеродинамічний розрахунок системи аспірації.

Системи аспірації проектуються для видалення запиленого повітря від укриттів та місцевих відсмоктувачів технологічного обладнання. Метою аеродинамічного розрахунку систем аспірації є визначення діаметрів повітропроводів для пропускання визначених витрат повітря і визначення витрат тиску на кожній ділянці системи.

Повітропроводи аспіраційних систем розраховують, як правило, з умов одночасної роботи всіх відсмоктувачів. При розрахунку необхідно узгоджувати витрати тисків в окремих відгалуженнях мережі, допускаючи нев'язку 10%. При необхідності для ув’язування витрат тисків допускається збільшувати об’єм повітря, яке видаляється від того чи іншого відсмоктувача, або встановлювати діафрагми на вертикальних ділянках аспірацій них систем.

Розрахунок проводиться за методом динамічних (швидкісних) тисків, у якому витрати тиску на тертя замінюються на еквівалентні витрати тиску на місцеві опори. Починають розрахунок із найбільш несприятливої ділянки, яка має найбільшу довжину і найбільшу кількість місцевих опорів.

При переміщенні малозапиленого повітря витрати тиску на розрахунковій ділянці визначаються за формулою:

, де

Σζ – сума коефіцієнтів місцевих опорів на розрахунковій ділянці повітропроводу;

ρυ²/2 – динамічний тиск, Па;

ζ_э – приведений коефіцієнт тертя.

, де

λ – коефіцієнт опору тертя,

d – діаметр повітропроводу, мм;

l – довжина розрахункової ділянки повітропроводу, м.

Мережа повітропроводів розраховується наступним чином:

1. На розрахункову схему наносять номери ділянок повітропроводу в послідовності приєднання їх до горизонтальної магістралі. Заповнюють з першої по шосту графи розрахункової таблиці. Мінімальні витрати повітря

(гр. 4) та мінімальні швидкості (гр. 5) приймають у відповідності з нормативним матеріалом залежно від виду обладнання. У 6 графі проставляється довжина ділянки.

2. При мінімальній швидкості (гр. 5) знаходять площу перерізу повітропроводу і приймають найближчий діаметр (гр..9).

3. Відповідно до стандартного діаметру (Ø=80, 100, 110,125, 140, 160, 180, 200, 225, 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1200, 1250, 1400, 1600 мм) розрахункову площу обчислюють по формулі:

4. Обчислюють розрахункову швидкість руху повітря:

.

Значення λ/d приймається за [1. табл 22.56, ст.242] відповідно за значеннями υ_р та Ø і підставляється у гр..10 розрахункової таблиці.

Помноживши значення λ/d та l отримуємо значення приведеного коефіцієнту тертя ζ_э (гр.11). У гр. 12 записують суму коефіцієнтів місцевих опорів на ділянці, яке визначається з [1. табл 22.52 – 22.56 ст.239]. Для даної схеми визначаємо опори на:

• місцевий відсмоктувач – ζ=1,3;

• відвід на 90º та їх кількість;

• трійник.

Для трійників за [1. табл 22.53, ст.239] визначаємо значення f_n/f_c, f_o/f_c та L_o/L_c. Суму коефіцієнтів місцевих опорів записують до гр..12. Додаючи до цього значення з гр..11 (ζ_э), заповнюємо гр..13.

Швидкісний тиск на ділянці розраховується за формулою:

, Па

і записується в гр.14. Перемноживши швидкісний тиск на значення, отримане в гр..13, отримуємо повну втрату тиску на розрахунковій ділянці, значення якої підставляємо у гр..15 таблиці. Аналогічно розраховуються витрати тиску на інших розрахункових ділянках, відповідно за їхньою нумерацією.

Потім розраховуємо нев’язку між ділянками:

.

Якщо повні витрати тиску на ділянці отримують менше 10%, то необхідно збільшити кількість повітря до значення, визначеного наступним чином:

1. діленням розрахункового значення витрат тиску на суму коефіцієнтів місцевих опорів (гр..12), отримуємо значення динамічного тиску, яке вноситься до гр..13.;

2. знаходять розрахункову швидкість повітря за [1. табл.. 22.15, ст.207], яка відповідає отриманому динамічному тискові. Цю величину записують до гр..8;

3. за діаметром повітропроводу з гр..9 та розрахункової швидкості повітря з гр..8. знаходять необхідну кількість повітря, яку записують до гр..7.

Якщо повні витрати тиску на ділянці перевищують розрахункові більше, ніж на 10%, необхідно приймати більший нормативний діаметр повітропроводу та перерахувати величини з гр.. 10-13, а потім визначити необхідні витрати повітря та записати їх у гр..7. Ці витрати повітря наносять на схему і шляхом сумування знаходять загальну продуктивність системи.

Приклад розрахунку:

Ділянка 1 . υ=12 м/с, f=900/(3600·12)=0,0208 м².

Приймаємо Ø=160 мм, f=0,0201 м²; υ=900/(3600·0,0201)=12,4 м/с.

КМС: - місцевий відсмоктувач ζ=1,3;

• два відводи під 90º - ζ = 0,15·2=0,3;

• трійник на відгалуження: f_n/f_c = 0,0201/0,0398 = 0,5

f_o/f_c = 0,0201/0,0398 = 0,5

L_o/L_c = 900/1800 = 0,5

ζ= 0,53.

Σζ = 1,3 + 0,3 + 0,53=2,13.

ζ_э = 0,109 · 3,25 = 0,35;

ζ_э + Σζ = 0,35 + 2,13=2,48.

Па; Па.

%< 10%.

Таблиця аеродинамічного розрахунку.

Табл.5

№ ділянки	Устат- куван- ня	Мар-ка верс-тата	Заданий максимальний тиск		Прийняті значення					ζЭ	Σζ	ζЭ+Σζ	Рдин Па	Рділ. Па
			L, м3/год	υ, м/с	l, м	L, м3/год	υР, м/с	Ø, мм	λ/d
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15