1.4 Расчет участка 2–2':

Этот участок воздухопровода соединяет выход вентилятора с воздухоподогревателем. На данном участке расход и плотность воздуха остаются такими же, как и на участке 1-2, т. е. V_В =74992,5 м³/ч. Если принять на участке размеры воздуховода как на участке 1-2, т.е. 1000 х 1400 мм, то останется неизменным скорость воздуха и динамический напор.

Рассчитываем потери от трения:

∆Pтр = 0,02 ∙ 15/0,823 ∙128,956 =47,007 Па;

1.5 Расчёт сопротивления воздухоподогревателя.

Воздухоподогреватель представляет собой пучок линейных труб. Дымовые газы проходят внутри труб (снизу вверх или сверху вниз), которые снаружи омываются нагреваемым воздухом. Расположение труб может быть как коридорного вида, так и шахматного. Соответственно сопротивлением воздухоподогревателя будет являться сопротивление поперечно омываемого коридорного или шахматного пучка труб.

При аэродинамическом расчёте количество Z1 = 49 и Z2 = 79 и шаг S1 = 80мм и S2 = 50 мм труб в поперечном и продольном направлениях соответственно, а также диаметр d = 40 мм, высоту h = 2500 мм и толщину стенок s = 3 мм труб берут из теплового расчёта.

Ширина воздухоподогревателя рассчитывается как: b = (Z1 +1)∙S1 = (49 +1)∙80 = 4000мм;

Длину воздухоподогревателя считаем по формуле: l = (Z2 +1)∙S2 = (79 +1)∙50 = 4000мм.

Расположение труб в воздухоподогревателе – шахматное. Трубы гладкие.

Коэффициент сопротивления гладкотрубного шахматного пучка определяется в зависимости от отношений:

1 = S1 / Z1;

φ = (S1 – d) / (S'2 – d),

где S'2 = (0,25∙S1² + S2²) – диагональный шаг труб, мм.

1 = 80 /40 = 2;

S'2 = 0,25 ∙ 80² + 50² = 64,031 мм;

ϕ = 1,6645;

Сопротивление шахматного пучка труб, при 1  1,44 и 0,1  ϕ  1,7 рассчитывается по формуле: ∆h = Cd ∙ Cs ∙ ∆hгр ∙ (Z2+1), мм. вод. ст.

где Cd – поправочный коэффициент зависит от 1 о 2,

Cs – поправочный коэффициент зависит от диаметра труб;

∆hгр – графическое сопротивление одного ряда труб зависит от скорости и температуры потока.

1 = 2; 2 = 50 /40 = 1,25;  Cs = 1; [3,319]

При d = 40мм Cd = 0,95 [3,318];

Площадь сечения, по которому движется воздух в пучке:

F = h∙( b – Z1 ∙d) = 2,5∙(4 – 49 ∙ 0,04) = 5,1 м²;

Средняя температура воздуха в воздухоподогревателе:

t = ½∙(tх.в. + tп.в.) = ½∙(300+30) = 165 °C;

Средний объём воздуха, проходимый через воздухоподогреватель:

Vв = Bp ∙ V˚ ∙ (т - ∆т+∆β_в.п ) ∙ (273+t.) / 273 =

=13650∙4,5∙1,1∙(273+165)/273 = 108405м³/ч.

Скорость воздуха в воздухоподогревателе:

W=108405/ 3600∙5,1 =5.904 м/с;

По скорости и средней температуре определяем ∆hгр: ∆hгр =0,42 мм. вод. ст. [2,с.12]

Тогда

∆h =0,95∙1∙0,42∙(79 +1) =31,92 мм. вод. ст. =313,135 Па

Присоединение трубы участка 2–2' к воздухоподогревателю происходит с помощью резкого расширения (1120*1000  4000*2500 мм).

Найдем коэффициент местного сопротивления резкого расширения:

Fм / Fб = 1,4 / 2,5∙4 = 0‚14  ξвых = 0‚82;

Рассчитываем потери от местных сопротивлений при резком расширении:

∆Pм.с. = 0‚82 ∙ 128,956 = 105,744 Па;

Потеря давления на участке:

∆P =47,007 + 105,744+313,135 = 465,886 Па