Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Система воздухоснабжения промышленного предприятия. Учебное пособие

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
15.08.2026
Размер:
825 Кб
Скачать

d

4F

 

4 1,125

1,197м.

 

3,14

 

 

 

По стандарту (Приложение В) d = 1,200 м.

Уточняем скорость воздуха:

w

V

 

4V

 

4 135

1,99м/с.

F

 

3,14 60 1,2002

 

d2

 

 

Эквивалентная длина местных сопротивлений:

lэкв

0,11

1,200

 

8,63м.

 

 

0,0153

 

Расчет потерь напора на трение и местные сопротивления:

h 0,0153 (9 8,63) 1,992 0,045м <50 мм.

тр

2 9,81 1,200

Таким образом, внутренний диаметр всасывающего патрубка равен 1200 мм.

Расчёт для ВРУ:

Пусть скорость воздуха w = 12 м/с.

Тогда площадь сечения трубопровода:

F

V

 

255

0,354м2.

 

 

 

w

60 12

Внутренний диаметр трубопровода:

61

d

4F

 

4 0,354

0,672м.

 

3,14

 

 

 

По стандарту (Приложение В) d = 0,702 м.

Уточняем скорость воздуха:

w

V

 

4V

 

4 255

 

 

10,99м/с.

F

 

 

 

 

 

 

d2

 

3,14 60 0,7022

Коэффициент трения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,142

 

 

 

0,0149.

 

 

1,274 255

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,0001 16,00 10 6

60

Эквивалентная длина местных сопротивлений:

l

 

 

d

,

 

 

экв

 

м.с.

где м.с. – сумма коэффициентов

местных сопротивлений; для плавного

отвода круглого сечения:

A B,

где A и B – коэффициенты (Приложение В);

1 0,11 0,11

lэкв

0,11

0,702

5,18м.

 

 

0,0149

 

 

62

 

Расчет потерь напора на трение и местные сопротивления:

h 0,0149 (9 5,18) 10,992 1,85м >50 мм.

тр

2 9,81 0,702

Следовательно, необходимо уменьшить скорость воздуха.

Пусть скорость воздуха w = 2 м/с.

Тогда площадь сечения трубопровода:

F

V

 

255

2,125м2.

 

 

 

w

60 2

Внутренний диаметр трубопровода:

d

4F

 

4 2,125

1,645м.

 

3,14

 

 

 

По стандарту (Приложение В) d = 1,698 м.

Уточняем скорость воздуха:

w

V

 

4V

 

4 255

1,88м/с.

F

 

3,14 60 1,6982

 

d2

 

 

Эквивалентная длина местных сопротивлений:

lэкв

0,11

1,698

12,54м.

 

 

0,0149

 

Расчет потерь напора на трение и местные сопротивления:

63

h 0,0149 (9 12,54) 1,882 0,034м <50 мм.

тр

2 9,81 1,698

Таким образом, внутренний диаметр всасывающего патрубка равен 1698 мм.

4.10.5 Расход воды на охлаждение воздуха

С учетом приведенных в теоретическом разделе рекомендаций составим расчетную схему системы охлаждения только на среднюю температуру (Рисунок

3.3).

Рисунок 3.3 - Расчётная схема системы охлаждения для примера:

T1 303К – температура воздуха на входе в первую ступень;

T2 308К – температура воздуха на входе во вторую ступень;

T1,2 – температура воздуха на выходе из ступени, К;

tохл ,tохл – температура охлаждающей воды на входе и выходе, °С;

tохл 25°С; tохл tохл 10 15°С;

Для силовых пневмоприемников, подключенных к кольцевойсети:

1) Расход воздуха

G PV ,

RT

64

где P – давление на всасывании, Па;

V – производительность компрессора, м3/с;

T=T1=293 К (см. п. 3);

0,1 106 135 29 10 3

G

60

2,68кг/с.

8,314 293

 

 

2) Степень повышения давления

1 0,95

Pк

0,95

0,78

2,65

Pн

0,1

 

 

 

Следовательно, P1 2,65 0,1 0,265МПа.

3) Расчетные температуры из соотношений параметров в адиабатном процессе:

 

T2

 

P2

 

k 1

 

k

 

 

 

 

,

T

P

 

 

 

 

 

1

 

1

 

 

 

где k=1,4 – показатель адиабаты для воздуха.

Тогда:

 

P2

 

 

k 1

 

 

 

 

1,4 1

 

 

 

 

 

 

 

 

0,265

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

1,4

 

 

 

 

T1

T1

 

 

 

 

 

 

(273 30)

 

 

 

 

 

 

 

400,29

K 127,29

 

P

 

 

 

0,1

 

 

 

 

 

 

н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P2

 

 

 

k 1

 

 

0,78

1,4 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

1,4

 

 

 

 

T2

T2

 

 

 

 

 

 

(273 35)

 

 

 

 

 

 

419,28

K 146,28

P

 

 

 

 

0,265

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4) Расчет расхода воды на ПО:

65

Уравнение теплового баланса:

 

 

 

 

 

Gводы

 

 

 

 

 

 

Gв cв (T1 T2)

cводы (tохл

tохл );

где – кпд ТОА; принимаем 0,95;

 

 

 

 

 

 

 

 

cв – теплоемкость воздуха (Приложение В);

 

 

 

c

1,05

кДж/(кг К) – при t

 

 

 

t t

127,29 35

ср

 

1

2

 

 

 

81,15

 

 

 

 

в

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cводы – теплоемкость воды (Приложение В);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

cводы

4,188кДж/(кг К) – при tср

 

tохл

охл

 

40 25

32,5

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

Gв

 

 

 

2,68 1,05 10

3

(400,29 308) 0,95

 

G

cв (T1

T2 )

 

 

3,93кг/с.

 

 

 

 

 

 

воды

 

 

 

 

 

4,118 (313 298)

 

 

cводы(tохл

tохл )

 

5) Расчет расхода воды на КО:

Уравнение теплового баланса:

Gв cв (T2 T) Gводы cводы (tохл tохл );

где cв – теплоемкость воздуха (Приложение В);

cв

1,06кДж/(кг К) – при tср

 

t2 t

 

146,28 40

93,14

 

 

 

 

2

2

 

cводы – теплоемкость воды (Приложение В);

66

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

cводы 4,188кДж/(кг К) – при tср

 

tохл

охл

 

40 25

32,5

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

3

(419,28 313) 0,95

 

 

Gводы

 

Gв cв(T1

T)

 

2,68 1,06 10

 

4,57

кг/с.

 

t )

 

 

 

 

 

c

(t

 

4,118 (313 298)

 

 

 

воды

охл

охл

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для ВРУ, снабжающейся сжатым воздухом по радиальнойлинии:

1) Расход воздуха

G PV ,

RT

где T=T′1=293 К (см. п. 3);

0,1 106 225 29 10 3

G

60

5,06кг/с.

8,314 293

 

 

2) Степень повышения давления

1 0,95

Pк

0,95

0,882

2,82.

Pн

0,1

 

 

 

Следовательно, P1 2,82 0,1 0,282МПа.

3) Расчетные температуры из соотношения параметров в адиабатном процессе:

 

T2

 

P2

 

k 1

 

k

 

 

 

 

,

T

P

 

 

 

 

 

1

 

1

 

 

 

67

где k=1,4 – показатель адиабаты для воздуха.

Тогда:

 

 

 

 

P1

 

k 1

 

 

 

 

0,282

 

1,4 1

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,4

 

 

 

 

 

 

 

(273 30)

 

 

 

407,46 K 134,46 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T1

T1

 

Pн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P2

 

k 1

 

 

 

 

1,4 1

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

0,882

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,4

 

 

 

 

T2

 

T2

 

 

 

 

 

(273 35)

 

 

 

 

 

426,62 K 153,628

 

 

 

P

 

 

 

0,282

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4) Расчет расхода воды на ПО:

Уравнение теплового баланса:

 

 

 

 

 

 

 

Gв cв (T1 T2)

Gводы cводы (tохл

tохл );

c 1,05кДж/(кг К) – при tср

 

t1 t2

 

134,46 35

84,73 C

 

 

в

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

cводы – теплоемкость воды (Приложение В);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40 25

 

 

 

cводы

4,188кДж/(кг К) – при tср

 

tохл t

охл

 

32,5

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

G

 

 

G c

в

(T T )

 

5,06 1,05 103(407,46 308) 0,95

воды

 

 

в

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

8,00кг/с.

cводы(t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4,188 (313 298)

 

 

 

 

 

 

 

охл

tохл)

 

5) Расчет расхода воды на КО:

Уравнение теплового баланса:

Gв cв (T2 T) Gводы cводы (tохл tохл );

68

cв

1,056кДж/(кг К) – при tср

t1 t

 

 

153,62 40

96,81

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40 25

 

 

cводы 4,188кДж/(кг К) – при tср

tохл

tохл

 

32,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

G

 

Gв cв (T2 T)

 

5,06 1,056 103(426,62 313) 0,95

9,18кг/с.

 

 

воды

 

 

 

4,188 (313 298)

 

 

cводы (tохл

tохл )

4.10.6 Определение расхода электроэнергии на сжатие 1000 м3 воздуха

Для кольцевой сети

1) Потребляемая (необходимая) мощность

 

 

 

 

 

 

 

k 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

k 1

 

 

P1

 

 

 

 

 

 

 

 

N V

 

 

P0

 

 

 

1 ,

 

 

 

 

k

 

 

P0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где V – производительность компрессора, м3/с;

 

135

 

1,4 1

 

 

 

0,78

1,4 1

 

 

 

 

 

6

 

 

1,4

 

3

N

 

 

 

 

 

0,1 10

 

 

 

 

 

 

628,73 10 Вт.

 

 

 

 

 

 

60

1,4

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

0,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2) Расход электроэнергии на сжатие 1000 м3 воздуха:

A N , 3600

где – время работы компрессора на сжатие 1000 м3 воздуха, с: 1000.

V

69

A

628,73 1000

77,62кВт ч.

 

 

 

135

3600

 

60

 

 

 

Для ВРУ:

1) Потребляемая (необходимая) мощность

255

1,4 1

 

 

 

 

0,882

1,4 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

1,4

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

0,1 10

 

 

 

0,1

 

1

1283,2 10 Вт.

60

1,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2) Расход электроэнергии на сжатие 1000 м3 воздуха:

A

1283,2 1000

83,87 кВт ч.

 

 

 

255

3600

 

60

 

 

 

4.10.7 Механический расчёт

Расчет допустимой толщины стенок труб

Для кольцевой сети (сталь 15ГС):

 

 

 

0,78 106 325

 

8 0,2 1,608мм.

Д

200 179,31 106 0,85

 

 

 

Для ВРУ (сталь 15ГС):

 

 

 

0,82 106 476

 

7 0,2 1,414мм.

Д

200 179,31 106 0,85

 

 

 

70

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]