Учебники 80192

Министерство науки и высшего образовании Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Воронежский государственный технический университет»

Кафедра жилищно-коммунального хозяйства

Цеховые системы пневмотранспорта древесных отходов

Методические указания

к выполнению курсового проекта для магистрантов направления 08.04.01 «Строительство»,

программа «Вентиляция промышленных предприятий и объектов топливно-энергетического комплекса» всех форм обучения

Воронеж 2020

УДК 621.547:674 ББК 38.762.2

Составители:

Б.П. Новосельцев, Н. А. Драпалюк,

Д.В. Лобанов, М. Н. Жерлыкина

Цеховые системы пневмотранспорта древесных отходов: методические указания к практическим занятиям и выполнению курсового проекта для студентов направления 08.04.01 «Строительство», программа «Вентиляция промышленных предприятий и объектов топливно-энергетического комплекса» / ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»; сост.: Б. П. Новосельцев, Н. А. Драпалюк, Д. В. Лобанов, М. Н. Жерлыкина. – Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2020. – 19 с.

Методические указания дают возможность магистрантам на практических занятиях и при выполнении курсового проекта (работы) самостоятельно выполнять расчеты и конструировать системы пневматического транспорта с учетом расхода воздуха, который следует удалить от каждого деревообрабатывающего станка, а также выбрать необходимое оборудование и провести аэродинамический расчет системы пневматического транспорта.

Предназначены для магистрантов всех форм обучения направления 08.04.01 «Строительство», программа «Вентиляция промышленных предприятий и объектов топливно-энергетического комплекса» всех форм обучения.

Библиогр.: 8 назв.

УДК 621.547:674 ББК 38.762.2

Рецензент – Д. Н. Китаев, канд. техн. наук, доц. кафедры теплогазоснабжения и нефтегазового дела ВГТУ

Печатается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета

ВВЕДЕНИЕ

Методические указания к выполнению курсового проекта «Выбор, конструирование, аэродинамический расчет и подбор оборудования для систем пневматического транспорта» составлены в соответствии с программой дисциплины «Системы аспирации и пневмотранспорта».

Целью курсового проектирования является закрепление теоретических знаний, а также получение практических навыков в разработке и расчетах систем пневматического транспорта сыпучих материалов.

В результате выполнения проекта должно быть получено рациональное, экономичное, экологически безопасное техническое решение системы пневматического транспорта, обоснованное проведенными расчетами с учетом пожаро- и взрывобезопасной эксплуатации.

Объем расчетной и графической частей курсового проекта устанавливается руководителем проекта. Все необходимые пояснения, связанные с выбором устройства пневматического транспорта, следует помещать в расчетнопояснительной записке.

За принятие в проекте решения и правильность всех расчетных данных отвечает автор курсового проекта.

Данный курсовой проект может являться основой выпускной квалификационной работы. В методических указаниях приведены исходные данные к курсовому проекту.

1. СОСТАВ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

1.1. Формирование исходных данных к курсовому проекту

Архитектурно-строительная характеристика производственного здания и размещение технологического оборудования приведены в прил. А.

В прил. А представлены 18 вариантов планировки производственного помещения (рис. А.1… А.18). Вариант планировки выбирается по прил. А по сумме двух последних цифр номера зачетной книжки. Например, если две последние цифры номера зачетной книжки составляет число 59, то по сумме цифр 5 и 9, т. е. 14, определяют по прил. А вариант здания 14.

На планах показано размещение деревообрабатывающих станков, а наименование станков приведено в прил. Б.

Следует вычертить в масштабе 1:100 план (рис. В.1) и разрез производственного здания (рис.В.2), приведенные в прил. В. На плане и разрезе показаны основные размеры, а недостающие размеры принимаются по интерполяции или с учетом следующих рекомендаций: окна в производственных помещениях

Нумерация в приложениях приведена в соответствии с требованиями [1].

3

располагаются на высоте от 0,9 до 1,5 м от уровня пола, а высота до 4,2 м; раз-

меры ворот могут быть приняты 3,0 × 3,0 м или 3,5 × 3,5 м.

1.2. Проектное задание

Запроектировать систему пневмотранспорта в

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

Район строительства - г.___________________________________________

Вариант ______

Режим работы предприятия – двухсменный. Содержание курсового проекта

Курсовой проект выполняется в следующей последовательности:

1.1.1Изложить принцип действия и основы пневматического транспорта сыпучих материалов.

1.1.2Дать классификацию пневмотранспортных установок.

1.1.3Привести основные преимущества пневматического транспорта сыпучих материалов.

1.1.4Учитывая полученное задание и размещение технологического оборудования (станков) выбрать и обосновать тип пневмотранспортной установки.

1.1.5Определить минимальный расход воздуха, удаляемый от каждого станка и напольного откоса.

1.1.6Выбрать тип коллектора и определить его габариты.

1.1.7Сконструировать всасывающую систему пневмотранспорта и выполнить ее аэродинамический расчет.

1.1.8Подобрать циклон, вентилятор, электродвигатель и бункер для ци-

клона.

1.1.9Разработка графической части (чертежей) проекта:

−вычертить в масштабе 1:100 план и разрез здания (цеха) с размещением технологического оборудования;

−нанести на план и разрез здания воздуховоды, коллектор, вентилятор и циклон с бункером (см. прил. Г);

−вычертить схему системы пневмотранспорта с указанием рассчитанных диаметров воздуховодов (см. прил. Г).

Расчетная и графическая части проекта выполняются в соответствии с требованием нормативных документов и ГОСТ 21.602-2016.

Рекомендации по решению перечисленных выше вопросов приведены в библиографическом списке.

4

2. РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТОВ СИСТЕМЫ ПНЕВМОТРАНСПОРТА

2.1. Рекомендации для расчета универсальной системы пневмотранспорта с коллектором-сборником

При обработке древесины на станках образуется большое количество отходов в виде стружки, опилок, пыли. Для улавливания образующихся отходов устраивают местные отсосы, которые, как правило, встраивают в конструкцию деревообрабатывающих станков, а от каждого местного отсоса предусматривают воздуховод для улавливания отходов.

Схема универсальной установки с коллектором-сборником представлена на рис. Г.1. Проектирование цеховой всасывающей пневмотранспортной установки начинают с определения места и размещения вытяжного вентилятора 9, циклона 11 и коллектора-сборника 1 (вертикального или горизонтального). Затем на плане размещения станков наносят воздуховоды 7, идущие от каждого приемника станков к коллектору-сборнику 1 и сборный воздуховод 8, идущий от коллектора 1 к вентилятору 9. Затем вычерчивают (М 1:100) схему всасывающей системы пневмотранспорта (Рис. Г.2).

Схему делят на участки; участки нумеруют и на каждом участке проставляют расход воздуха и указывают длину участка в метрах. После этого выполняют аэродинамический расчет системы. Расчет удобно сводить в таблицу, представленную в прил. Д.

2.2. Аэродинамический расчет пневматического транспорта

Для расчета внутрицеховых систем пневмотранспорта необходимо знать расход воздуха, удаляемого от местных отсосов станков и сконструировать схему пневмотранспорта. Расход воздуха от деревообрабатывающих станков и минимально допустимая скорость движения воздуха в воздуховодах приведены в учебном пособии [4, с. 92 или 7, табл. 9.1].

При расчете воздуховодов указанных систем определяют диаметры всех участков сети воздуховодов и потери давления в сети. На основании расчетов по определению потерь давления подбирают вентилятор, а зная характеристику примесей и расход удаляемого воздуха, выбирают тип и размеры устройств для очистки воздуха.

Расчет следует начинать с ответвления, имеющего наибольшую геометрическую длину и наибольшие потери давления, вызванные местными сопротивлениями.

При расчете необходимо тщательно увязывать потери давления в отдельных ответвлениях сети, допуская невязку не более 5 %.

5

В случае необходимости для увязки потерь давления допускается увеличивать расход воздуха, удаляемого от местного отсоса или устанавливать конусные диафрагмы на вертикальных участках.

Аэродинамический расчет можно проводить методом удельных потерь давления на трение, или методом динамических давлений или методом приведенных длин.

Далее подробно рассмотрим метод удельных потерь давления на трение, так как он раскрывает физическую картину распределения сопротивлений в вытяжной системе, хотя и выполняется с невязками потерь давления в смежных участках.

Потери давления R, Па, на преодоление трения на участке воздуховода с постоянным расходом движущейся среды и неизменным диаметром определя-

где λ – коэффициент гидравлического трения (см. ниже); d – диаметр воздуховода, м; v – скорость движения движущейся среды, м/с; ρ – плотность движущейся среды, кг/м3; – длина участка воздуховода, м.

Потери давления на преодоление местных сопротивлений, Па, определяют

где – сумма коэффициентов местных сопротивлений, определяют по спра-

вочным данным; v и ρ – то же, что и в формуле (1).

Коэффициент гидравлического трения λ воздуховодов из тонколистовой стали при скоростях воздушного потока от 6 до 25 м/с принято определять по

где L – расход воздуха в ответвлении, м3/ч и v – скорость движения воздуха, м/с определяются по табл. 4.1 [4, с.92] или [7, табл.9.1].

Потери давления на трение определяют по формуле (1), а потери на местные сопротивления – по формуле (2).

Сумму коэффициентов местных сопротивлений в большинстве случаев

где вх – коэффициент местного сопротивления приемника, определяют по [7], табл. 9.1; для большинства станков вх равен 1; отв – коэффициент местного сопротивления отводов (колен), определяется по табл. 22.24 [8] (при ⁄ =2, ξ=0,15); к – коэффициент сопротивления выхода (вход в коллектор – внезап-

6

ное расширение), определяется по табл. 22.31 [8] (для большинства случаев ξ=1).

Если на ответвлении имеются другие местные сопротивления, то их следует учитывать.

Аэродинамический расчет системы пневмотранспорта удобно заносить в таблицу. В прил. Д представлена таблица для расчета цеховой всасывающей системы пневмотранспорта методом удельных потерь давления. Для лучшего понимания таблица прил. Д заполнена исходными данными, которые приведены в прил. Б и Г.

При аэродинамическом расчете систем пневмотранспорта с коллекторомсборником потери давления в сборнике можно не учитывать из-за их малой величины. А пьезометрическое давление (разрежение) в сборнике должно преодолевать потери давления в воздуховоде-ответвлении самого удаленного от сборника станка. Следовательно, пьезометрическое давление (разрежение) в коллекторе-сборнике равно потерям давления в воздуховоде-ответвлении, имеющем наибольшее сопротивление из всех ответвлений, подключенных к коллектору-сборнику. С учетом изложенного, можно сказать, что потери давления в любом ответвлении должны быть численно равны относительному пьезометрическому давлению (разрежению) в коллекторе-сборнике, невязка потерь давления допускается ± 5 %.

Полученное по формуле (4) значение следует сравнить с диаметром стандартного ряда воздуховодов: 100, 112, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500, 580 и т.д.

Из стандартного ряда воздуховодов к установке принимается ближайшее меньшее значение. Затем по формуле (4) с принятым значением диаметра производится пересчет скорости движения воздуха и динамического давления и суммарных потерь давления по формулам (1) и (2).

Расчетные потери давления во всей пневмотранспортной установке определяются путем суммирования потерь давления во всех последовательно со-

где 'отв. – потери давления в ответвлении, Па (принимается большее значение); 'с.в. – потери давления в сборном воздуховоде, Па; 'п. – потери давления в пылеуловителе, Па.

Суммарные потери давления в пневмотранспортной установке с учетом перемещения транспортируемого материала в воздушном протоке для подбора

7

Потери давления в сборном воздуховоде определяются расчетом (см. прил. Д), а потери давления в пылеуловителе определяют по [6, 8]. По расходу воздуха и потерям давления необходимо подобрать вентилятор по [7].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Методические указания дают возможность магистрантам на практических занятиях и при выполнении курсового проекта (работы) самостоятельно выполнять расчеты и конструировать системы пневматического транспорта с учетом расхода воздуха, который необходимо удалить от каждого деревообрабатывающего станка, выбирать необходимое оборудование и проводить аэродинамический расчет системы пневматического транспорта.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. ГОСТ 21.602.2016. Система проектной документации для строительства (СПДС). Правила выполнения рабочей документации систем отопления, вентиляции и кондиционирования. – М.: Стандартинформ, 2016. – 46 с.

2.СП 60.13330.2016. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. – М.: Стандартинформ, 2019.

3.Вентиляция: учеб. пособие / В. И. Полушкин [и др.]. – М.: издательский центр «Академия», 2008. – 416 с.

4.Новосельцев Б. П. Отопление и вентиляция основных цехов машиностроительных заводов: учеб. пособие / Б. П. Новосельцев; Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т. – Воронеж, 2010. – 233 с.

5.Отопление и вентиляция. Часть 2. Вентиляция / В.Н. Богословский, [и др.]. – М.: Стройиздат, 1976. – 439 с.

6.Полосин И. И. Охрана атмосферы от выбросов промышленной вентиляции и котельных: учеб. пособие / И. И. Полосин. – Воронеж: Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т, 2007. – 191 с.

7.Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства в 3 ч. Ч.3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Книга 1. / под ред. Н. Н. Павлова, Ю. И. Шиллера. – Изд. 4-е, перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1992. – 320 с.

8.Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства: в 3 ч. Ч.3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Книга 2. / под ред. Н. Н. Павлова, Ю. И. Шиллера. – Изд. 4-е, перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1992. – 416 с.

8

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Архитектурно-планировочные варианты планов производственного помещения

Рис. А.1. Вариант 1

Рис. А.2. Вариант 2

Рис. А.3. Вариант 3

9

Продолжение прил. А

Рис. А.4. Вариант 4

Рис. А.5. Вариант 5

Рис. А.6. Вариант 6

10