12.2. Аэродинамический расчет системы аспирации в1

Системы аспирации предназначены для удаления запыленного воздуха от местных отсосов технологического оборудования.

Целью расчета является определение диаметров участков, потерь давления в сети, увязка ответвлений.

Воздуховоды систем аспирации проектируются круглого сечения с диаметрами, указанными в [5], из листовой стали и прокладываются под углом 45⁰ - 60⁰.

Длина ответвлений воздуховодов от коллектора до местного отсоса не должна превышать 30 м.

Воздуховоды аспирационных систем рассчитываются из условия одновременной работы всех отсосов. При расчете тщательно увязываются потери давления в ответвлениях сети, допустимая невязка не более 5 %. Для увязки потерь давления устанавливаются конусные диафрагмы на вертикальных участках [12, c.236].

Расчет воздуховодов систем аспирации проводится методом динамических давлений. При перемещении малозапыленного воздуха с массовой концентрацией μ < 0,01 кг/кг потери давления, Па, на расчетном участке составят:

Р_уч = , (12.4)

где Σζ – сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке;

v – скорость движения воздуха в воздуховоде, м/с.

Практическое значение скорости в воздуховодах для перемещения различного транспортируемого материала приводится в таблице 9.1 [4].

Приведенный коэффициент трения:

, (12.5)

где λ – коэффициент сопротивления трения;

d – диаметр воздуховода, мм;

l – длина расчетного участка воздуховода, м.

При перемещении воздуха с механическим примесями μ > 0,01 кг/кг потери давления в сети на трение, местные сопротивления и подъем транспортируемых с воздухом примесей определяется по формуле:

, (12.6)

где 1,1 – коэффициент на неучтенные потери (запас на неплотности укрытия);

– суммарные потери давления на участках расчетного направления при перемещении воздуха с примесями, Па;

k – опытный коэффициент, зависящий от характера транспортируемого материала; для внутрицеховых систем пневмотранспорта k = 1,4;

μ – массовая концентрация смеси, кг/кг; для древесных отходов μ=0,1 кг/кг, для заточных станков μ=0,05 кг/кг;

l_в – длина вертикального участка воздуховода.

Рассчитывается сеть воздуховодов системы аспирации В1, которая обслуживает станок обдирочный L=1000 м³/ч; (4шт.).

Минимальная скорость в воздуховодах для мелкой минеральной пыли 14 м/с.

Основной расчет ведется через участок 1 от обдирочного станка. Расчеты приведены в таблице 12.2.

Таблица 12.2– аэродинамический расчет системы аспирации

№ уч.	Оборудование	Заданные величины			Принятые велиины					ζэ=(λ/d)*l	∑ζ	ζэ+∑ζ	Pд, Па	Pуч=(ζэ+∑ζ)*Pд, Па
		L, м³/ч	v, м/с	l, м		L, м³/ч	v, м/с	d (dэк)	λ/d
1	2	3	4	5		6	7	8	9	10	11	12	13	14
1	Станок обдирочный	500	14	2		500	14,62	110	0,169	0,338	3,78	4,12	128,29	528
2		1000	-	5,8		1000	18,05	140	0,12	0,696	0,71	1,41	195,57	275
3		2000	-	0,57		2000	18,05	200	0,079	0,045	1,86	1,91	195,57	372
4		4000	-	6,6		4000	18,05	280	0,054	0,356	0,6	0,96	195,57	187
5		4000	-	10		4000	18,05	280	0,054	0,540	1,35	1,89	195,57	370
Суммарные потери в сети Р1-5=1732Па
Увязка ответвлений Р1-2=Р6-7=803 Па
6	Станок обдирочный	500	14	2		500	14,62	110	0,169	0,338	3,78	4,12	128,29	528
7		1000	-	3,5		1000	18,05	140	0,120	0,420	0,9	1,32	195,57	258
Невязка состовляет σ=[(803-786)/803]*100= 2,12 %
8	Станок обдирочный	500	14	2		500	14,62	110	0,169	0,338	3,78	4,12	128,29	528
9		1000	-	5,8		1000	18,05	140	0,12	0,696	0,71	1,41	195,57	275
10		2000	-	0,57		2000	18,05	200	0,079	0,045	1,86	1,91	195,57	372
Увязка ответвлений Р8-9=Р11-12=803 Па
6	Станок обдирочный	500	14	2		500	14,62	110	0,169	0,338	3,78	4,12	128,29	528
7		1000	-	3,5		1000	18,05	140	0,120	0,420	0,9	1,32	195,57	258
Невязка состовляет σ=[(803-786)/803]*100= 2,12 %

Производительность вентилятора с учётом 10% подсоса воздуха через неплотности воздуховодов и 10% подсоса через неплотности циклона L_в, м³/ч составляет

L_в= 1,1·1,1·4000=4840 м³/ч.

Для очистки воздуха принимается к установке циклон ЦН-11-800.

При подборе циклонов скорость воздуха во входном патрубке принимается не более 20 м/с.

Скорость движения воздуха во входном патрубке циклона (при площади патрубка 0,08 м²)

V_вх = 4840/(3600·0,08) = 16,8 м/с.

Потери давления в циклоне при ζ_ц=5,2

Р_ц = 5,2·1,2·16,8²/2= 880 Па.

Пересчет потерь давления в сети с учетом транспортирования смеси воздух – минеральная пыль

ΔР_сети = 1,1·1732· (1+1,4·0,05) = 2040 Па.

Потери давления в системе В1:

ΔР_сист = ΔР_сети + ΔР_ц = 2040+880 = 2920 Па.

Подбор вентилятора осуществляется на основании следующих данных:

– производительность вентилятора L_в = 4840 м³/ч.

– развиваемое полное давление вентилятора Р = 1,1·2920 = 3212 Па.

К установке принимается радиальный пылевой вентилятор ВР-100-45-5 с электродвигателем АИР132М4 мощностью 11кВт и числом оборотов 2575 об/мин.