Расчет подсистемы транспортирования
Проектирование подсистемы транспортирования заключается в проведении аэродинамического расчета системы газоходов, результатом, которого является определение диаметров газоходов и потерь давления на отдельных участках системы, а также подбор силового оборудования по суммарным потерям давления в системе. Аэродинамический расчет является заключительным этапом проектирования системы защиты воздуха от загрязняющих веществ. Для проведения расчета в масштабе выполняется аксонометрическая схема системы СБЗВ.
Этапами аэродинамического расчета являются:
1). Компановочно-графическая часть, которая включает:
разработку принципиальной схемы системы СБЗВ (параллельная или последовательная);
оптимизацию выбранной схемы системы, исходя из условий:
а) минимальной протяженности воздуховодов и оптимальной их геометрии;
б) минимальное количество арматуры (отводы, крестовины, тройники);
в) удобство обслуживания системы и т.д.
выделение расчетных участков (расчетный участок – это часть системы, в пределах которой сохраняется постоянный расход загрязненного воздуха), их нумерация;
выбор наиболее неблагоприятного участка, т.е. участка, имеющего максимальную длину и наибольшее количество местных сопротивлений;
подготовка исходной информации по каждому участку:
а) расход воздуха Q, м3/ч;
б) длина воздуховодов l, м;
в) перечень местных сопротивлений (отводы, крестовины, тройники);
2. Расчетная часть.
Потери давления, Па, на участке газохода равны сумме потерь давления по длине и на местные сопротивления /3/:
ΔPуч=
,
Па (26)
где R – потери давления на трение на расчетном участке сети, Па/м; l – длина участка газохода, м; z – потери давления на местные сопротивления на расчетном участке сети, Па.
Потери давления на трение R на 1 м в круглых газоходах определяем по формуле:
R=
,
Па / м (27)
где
– коэффициент сопротивления трения; d
– диаметр газохода, м; V
– скорость движения газов в газоходе,
м/с;
- объемная масса воздуха, перемещаемого
по газоходу, кг/м3;
= Hд – скоростное
(динамическое) давление, Па.
Коэффициент сопротивления трения принят по формуле Альтшуля:
,
(28)
где Кэ – абсолютная эквивалентная шероховатость поверхности газохода из листовой стали, равная 0,1 мм; Re – число Рейнольдса.
Для газоходов прямоугольного сечения за расчетную величину d, м принимаем эквивалентный диаметр dэ, м, при котором потери давления в круглом газоходе при той же скорости воздуха равны потерям в прямоугольном газоходе. Значения эквивалентных диаметров dэ, м определяем по формуле:
dэ=
,
м (29)
где А и В – размеры сторон прямоугольного газохода, м.
Потери давления на местные сопротивления z, Па, определяем по формуле:
z=
,
Па (30)
где
- сумма коэффициентов местных сопротивлений
на расчетном участке газохода.
Аэродинамический расчет сведен в таблице 7.
После определения потерь давления на участках определяют суммарные потери давления в системе для последовательной схемы:
,
(31)
где ΔРуч1, ΔРуч2,… ΔРучm - потери давления на соответствующем участке, Па; ΔРмагистр – потери давления в магистральном воздуховоде, Па.
Полные потери давления в системе ΔРполн складываются как:
ΔРполн = ΔРсист + ΔРоборуд, Па (32)
где ΔРсист – потери давления в сети воздуховодов, Па; ΔРоборуд – потери давления в элементах системы СБЗВ, Па.
Таблица 7.
№ уч |
. Q, м3/ч
|
l, м |
D, мм- |
w, м/с
|
R, Па/м |
R*l, Па
|
|
HД, Па
|
z, Па
|
R*l+z, Па |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Итого: ΔРсист= 430,79 Па
ΔРполн=430,79 + 1537,74 = 1968,53 Па
Подбор вентилятора осуществляется на основании:
Qвент=(1,05
1,1)*ΣQсист,
м3/ч
Рвент=(1,05 1,1)* ΔРполн, Па (35)
Следовательно, Qвент=…… м3/ч, Рвент=…… Па
Полученным характеристикам соответствует вентилятор марки В-Ц14-46-5.
Технико-экономические показатели:
- производительность
- полное давление
- электродвигатель (марка)
- частота вращения
- мощность