• 4 Поворота воздуховода на 90˚;

• сопротивление воздухораспределителя типа РВ.

Коэффициент местного сопротивления поворота воздуховода на 90° при R / d = 1,5 равен ξ₉₀ = 0,17 (таблица 5.16 [40]), тогда для четырех поворотов 4· 0,17 = 0,68.

Сопротивление воздухораспределителя типа РВ равен 1,3 – 1,4. Примем ξ_вр = 1,35 (таблица 5.12 [40]).

Потери напора на трение R рассчитывают по формуле (39)

R = Rтр · l,

(39)

где l – длина участка, м.

R₁ = 0,265 ∙ 37,6 = 9,95 Н/м²

Потери напора на местных сопротивлениях Z равны

Z = Ʃ ξ · v2 · ν / 2,

(40)

где ∑ζ – сумма коэффициентов местного сопротивления.

Z = (0.68 + 1.35) ∙ 9.79 = 19,9 Н/м²

Общие потери напора P на участке равны

P = R + Z = 9,95 + 19,9 = 29,82 Н/м2

(41)

где R – потери напора на трение, Н/м²;

Z – потери напора на местных сопротивлениях, Н/м².

Расчетные данные приточной вентиляции сводятся в таблицу 40.

Таблица 40 – Сводная таблица расчета приточной вентиляции

№ уч.	Кол-во удаляемого воздуха, м3/ч	d, мм	v, м/с	l, м	Потери на трение		Динам-кое дав-е Н/м2	Ʃξ	Z, Н/м2	P, Н/м2
					Rтр	На участке
1	4490	630	4	37,6	0,265	9,95	9,79	2,03	19,9	29,82

Выбирается вентилятор марки В.Ц4-75-4 (Е5.100-1), характеристики которого представлены в таблице 41.

Таблица 41 – Характеристики вентилятора В.Ц4-75-4 (Е5.100-1)

Условное обозначение характеристики	вентилятор			Двигатель			масса вентилятора с двигателем, кг
	номер	диаметр колеса %, D ном	частота вращения, n об/мин	тип	мощность кВт	частота вращения, об/мин
Е5.100 – 1	5	100	900	4А71В6	0,55	900	91,1

Для данного вентилятора полное сопротивление составляет 160 Н/м². Чтобы в системе потери напора составляли 29,82 Н/м², необходимо установить дроссель-клапан. Коэффициент местного сопротивления дроссель-клапана находится по формуле 42.

ξдр = (Pприн - Pрасч) / (v32·ν / 2),

(42)

где P_прин, P_расч – значения принятого и рассчитанного сопротивления вентилятора соответственно, Н/м².

ξ_др = (160 – 29,82) / (7,9 / 2) = 32,96.

Для значения ζ_др = 32,96 будет двухстворчатый дроссель-клапан с углом поворота створок 60˚ (таблица 5.23 [40]).

9.2.2 Расчет калорифера для нагрева приточного воздуха

Калорифер предназначен для нагревания воздуха в системе приточной вентиляции.

Расход тепла на нагрев воздуха рассчитывается по формуле 43

Qвент = Bприт · dв · Cв · (tк – tн),

(43)

где d_в – плотность воздуха, кг/м³;

С_в – теплоемкость воздуха, кДж/кг;

t_k – температура в рабочей зоне, ˚С;

t_н – температура наружного воздуха в холодный период года, ˚С.

Q_вент = 4490 · 1,29 · 1,008 · (22 – (-26)) = 280245 кДж/ч = 77845,8 Вт

Задаемся массовой скоростью движения воздуха через живое сечение для прохода воздуха равной v_м = 4 кг/м³·с. Определим необходимую площадь живого сечения f₁ для калориферной установки для прохода воздуха

f₁ = 4490·1,29 / 4·3600 = 0,4 м².

Устанавливается один калорифер марки КС_к3-9-02 АХЛ3 с f = 0,455 м².

Определим действительную массовую скорость воздуха по формуле 44

vм = Bприт · dв / f · 3600

(44)

v_м = 4490 · 1,29 / 0,455 · 3600 = 3,5 кг/м² · с.

Находим расход воды для нагрева воздуха по формуле 45

Gн2о = Qвент / 4,19 ·106·(tгоp – tобр)

(45)

где 4,19 · 10⁶ – коэффициент пересчета;

t_гоp – температура воды на входе в калорифер, ˚С;

t_обр – температура воды на выходе из калорифера, ˚С.

G_н2о = 77845,8 / 4,19 · 10⁶ · (150 – 70) = 0,00023 м³/с.

Определим скорость движения воды в трубах калорифера по формуле 46

ω = Gн2о / fжс

(46)

где f_жс – живое сечение трубы калорифера для прохода воды, м².

ω = 0,00023 / 0,000846 = 0,27 м/с.

По П2 [40] для модели КС_к находим коэффициент теплопередачи калориферов К = 41,39 Вт/м² · с.

Вычислим необходимую площадь поверхности нагрева калорифера по формуле 47

Fy´ = Qвент/ К · [((tгоp +tобр ) / 2) - tк / 2],

(47)

F_y^´ = 77845,8 / 41,39 · [((150 + 70) / 2) – 22 / 2] = 19 м².

Общее количество калориферов определяется по формуле 48

n = Fy / Fк,

(48)

n= 19 / 22,5 = 0,8 ≈ 1 шт.

Определим % избыточного теплового потока, создаваемого калорифером по сравнению с требуемым расходом теплоты, по формуле 49

З = (n · Fк – Fy´) · 100 / Fy´,

(49)

З = (1 · 22,5 – 19) · 100 / 19 = 18,4 %.

По массовой скорости воздуха во фронтальном сечении калорифера определим аэродинамическое сопротивление установленного калорифера по П2 [40] равное ΔP = 60,08 Па.

9.2.3 Расчет вытяжной вентиляции

Для удаления паров и выделяющихся газов от хлебопекарной печи используется вытяжная вентиляция. Удаление газов происходит из пекарной камеры с помощью вытяжного зонта. Схема вытяжной вентиляции представлена на рисунке 15.

Объем воздуха, отсасываемого зонтом за единицу времени (производительность), м3/ч, находят из формулы

L = F ∙ v ∙ 3600,

(50)

где F – площадь рабочего проема (приемной части) зонта, м²;

v – скорость движения воздуха в приемной части зонта, м/с.

L = 0,64 ∙ 0,75 ∙ 3600 = 1728 м3/ч

Для обеспечения производительности системы на участке 1728 м³/ч скорость движения воздуха примем 6,4 м/с тогда динамическое давление v₁²·ν / 2 = 25,1 Н/м², R_тр1 = 1,48 Н/м², диаметр воздуховода d₁ = 315 мм.

На I участке местными сопротивлениями являются:

1. местный отсос;

2. поворот воздуховода на 90°.

Местным отсосом является зонт с решеткой, коэффициент местного сопротивления которой равен 1,8 (таблица 5.11 [40]).

Коэффициент местного сопротивления поворота воздуховода на 90° при R/d = 1,5 равен 0,17(таблица 5.16 [40]).

Общие потери напора P на I участке рассчитываются по формуле

P = R + Z,

(51)

Потери напора на трение находятся по формуле

R = Rтр · l,

(52)

Рисунок 15 – Схема вытяжной вентиляции

R₁ = 1,48 · 8,5 = 12,58 Н/м².

Потери напора на местных сопротивлениях рассчитываются по формуле

Z = Ʃ ξ · v2 · ν / 2,

(53)

Z₁ = (0,85 + 1,8) · 25,1 = 66,5 Н/м²,

P₁ = 12,58 + 66,5 = 79,1 Н/м².

Полученные данные расчета вытяжной вентиляции сводятся в таблицу 42.

Таблица 42 – Сводная таблица расчета вытяжной вентиляции

№ уч.	Кол-во удаляемого воздуха	d, мм	v, м/с	l, м	Потери на трение		Динам-кое дав-е Н/м2	Ʃ ξ	Z, Н/м2	P, Н/м2
					Rтр	На участке
1	1795	315	6,4	8,5	1,48	12,58	25,1	2,65	66,5	79,1

Выбирается вентилятор марки В.Ц4-75-4 (Е3,15.090-1), характеристики которого представлены в таблице 43 (П1 [40]).

Таблица 43 – Характеристики вентилятора марки В. Ц4 – 75 – 4 (Е4. 110 – 1)

Условное обозначение характер-ки	вентилятор			двигатель			масса вентилятора с двигателем, кг
	номер	диаметр колеса %, Dном	частота вращения, n об/мин	тип	мощность кВт	частота вращения, об/мин
Е3,15.090-1	3,15	90	1375	4АА56А4	0,12	1375	35,5

Для данного вентилятора полное сопротивление составляет 90 Н/м². Чтобы в системе потери напора составляли 79,1 Н/м², необходимо установить дроссель-клапан рассчитывается по формуле (54)

ξдр = (Pприн - Pрасч) / (v32·ν / 2),

(54)

ξ_др = (90 – 79,1) / (25,1 / 2) = 0,87.

Для значения ξ_др = 0,87 будет двухстворчатый дроссель-клапан с углом поворота створок 20° (таблица 5.23 [40]).