3.11 Аэродинамический расчёт дымовой трубы.

Пусть труба будет цилиндрическая, кирпичная. Для расчёта трубы необходимо задаться скоростью выхода дымовых газов из трубы, пусть W = 15 м/с.

Тогда площадь выходного отверстия трубы будет равна:

F = Vд.г. / 3600∙15 =157170/ 3600∙15 = 2,91 м²;

Из площади отверстия можно найти диаметр выходного отверстия:

d = 4 ∙ Fтр / π = 4 ∙ 2,91 / π = 1,92 м.

По ГОСТу выбирается наиболее близкий к полученному диаметр выходного отверстия. По выбранному диаметру находим скорость дымовых газов в трубе.

dтр = 1,8 м , тогда

Fтр = ¼ ∙ πd² = ¼ ∙ π ∙ 1,8² = 2,543 м²

Скорость дымовых газов в трубе:

Wтр = 157170 / 3600∙2,543 = 17,17 м/с.

По диаметру на выходе трубы по унифицированному ряду типоразмеров дымовых труб выбираем высоту дымовой трубы. [2,94]

Hтр = 60 м.

Плотность дымовых газов (при 130°C):

 = 0,894 кг/м³;

Динамический напор:

½∙W² = ½ ∙ 0,894 ∙ 17,17² =131,78 Па

Рассчитываем потери от трения:

Коэффициент трения  = 0,05 [1,5]

∆Pтр = 0,05 ∙ 60/ 1,8 ∙ 131,78 = 219,63 Па;

Потери от местных сопротивлений при выходе из дымовой трубы(ξ =1 [2,37]):

∆Рм.с. = 1 ∙ 131,78 = 131,78 Па;

Суммарные потери давления в дымовой трубе:

∆Рд.тр. = 131,78 + 219,63 = 351,41 Па;

Расчёт самотяги в трубе:

∆Рс.т=–Hтр∙g∙(в–г)=–60∙9,81 ∙(1,165 – 0,894) = – 159,511 Па.

3.12 Выбор дымососа.

Складывая потери давления на всех участках и во всех агрегатах, получаем приближённое значение потерь давления по газовому тракту.

∆Pк.а.=26,138+ 202,544 +253,18 +320,482 +227,31 + 351,41– 159,511 = 1221,553 Па.

Давление, создаваемое дымососом определяется по формуле:

Hд=β2∙k2∙∆Pк.а.=1,1∙1,08043∙1221,553=1451,782 Па=148 мм.вод. ст.

По производительности дымососа Qд= 165028,5 м³/ч и давлению Hд = 148 мм. вод. ст., которое он создаёт, выбрали дымосос [3,с.8]:

Д-18*2 с частотой вращения 590 об/мин. Зная размеры входного и выходного отверстий дымососа , можно найти потери давления на участках 7-8 и 8-9.

3.13 Перерасчет участка 7-8:

Перед дымососом стоит карман с размерами входного отверстия:

1,8∙dд =1,8 ∙1800 = 3240 мм;

0,92∙dд = 0,92 ∙ 1800 = 1656 мм.

Для присоединения трубы 2000*1600 мм к карману 3240*1656 мм необходимо устанавливать диффузор-конфузор, Коэффициент местного сопротивления конфузора :

tg/2=(3240–2000)/2∙1500=0,413, тогда  = 44,9°  ξк = 0,1;

Потери давления во всасывающем кармане определяются по скорости дымовых газов в кармане:

W = 118170/ 3600∙3,24∙1,656 = 6,117м/с;

Потери давления в конфузоре и всасывающем кармане:

∆Р. =(0,27+0,1)∙(0,894∙6,117²/2)= 6,19 Па.

Потери давления в местных сопротивлениях на участке 7-8:

∆Р_м.с.=32,921+6,19=39,111 Па

Суммарные потери давления на участке:

∆Р7-8 =7,84 +39,111 = 46,95 Па.

3.14 Перерасчет участка 8-9:

Газоход присоединяется к выходу дымососа с помощью резкого расширения (893*1680мм 1500*2000мм→ 1600*2000 мм).Отношение меньшего сечения к большему равно:

F_м/F_б=0,893∙1,68/1,5∙2=0,5

ᶓ_вых=0,27

Скорость дымовых газов на выходе из дымососа:

W = 118170 / 3600∙1,68∙0,893 = 21,88 м/с;

Потери при резком расширении составляют:

∆P = 0,27∙ ½ ∙ 0,894 ∙ 21,88² = 57,778 Па;

Коэффициент местного сопротивления пирамидального диффузора в прямом канале определяется в зависимости от коэффициента полноты удара φ_р, определяемого в зависимости от большего угла раскрытия пирамидального диффузора,и от коэффициента сопротивления при внезапном расширении ᶓ_{вых ,} определяемого в зависимости от отношения началього сечения к конечному.

Fм / Fб = 1,5 ∙ 2 / 1,6∙2 = 0,94  ξвых = 0‚02;

tg α/2=1600-1500/2∙2500=0,02

α=2,3

По углу α определяем,что φ_р =0,04

ᶓ_диф=0,02∙0,04=0,0008

Скорость дымовых газов после резкого расширения:

W=118170/3600∙1,5∙2=10,942

Потери давления в диффузоре

∆Р=0,0008∙0,894∙10,942²/2=0,043 Па

Потери в местных сопротивлениях на участке:

∆Pм.с=57,85+57,778+0,043=115,671Па

Суммарные потери давления на участке:

∆Р8-9 = 4,703 + 115,671 = 120,374 Па.

Суммарные потери давления в газоходах:

∆Pг/х =227,31+115,671 +6,19 = 349,171 Па.

Сумма всех потерь давления по газовому тракту:

∆Pк.а. = 1221,553 +6,19+57,778+0,043 = 1285,564 Па.

Давление, создаваемое дымососом равно:

Hд=1,1∙1,08043 ∙ 1285,564 = 1527,86 Па = 155,745 мм. вод. ст.

По производительности Qд =165028,5 м³/ч и давлению

Hд =155,745 мм. вод. ст., выбираем дымосос одостороннего всасывании Д18*2 с частотой вращения 590 об/мин,пересчитываем на дымосос Д18*2 с частотой вращения 740 об/мин=˃ Q_д=(165028,5∙740) /590=206984,898 м³/ч.

Находим КПД дымососа

ηд = 0,46

Мощность, затрачиваемая дымососом, определяется как:

Nд = Qд ∙ Hд / 36700∙ηд , кВт [1,с.48]

Nд = 206984,898 ∙ 1527,86 / 36700∙43 = 200,395 кВт.