7.2. Выбор дымососов и вентиляторов

Дымососы или вентиляторы выбирают на основе аэродинамического расчета газоотводящего тракта.

Производительность дымососа (вентилятора) V_д принимают с запасом 10%, исходя из расчетного объемного расхода газов на входе V_р с учетом подсосов воздуха по газоотводящему тракту независимо от температуры газов, но с поправкой на барометрическое давление Р_бар:

V_д = 1,1V_р 101,3/Р_бар, м³/с. (7.6)

Создаваемое дымососом (вентилятором) давление (разрежение), приведенное к условиям каталога р_кат, по которому выбирается дымосос, определяется, исходя из полного расчетного сопротивления газоотводящего тракта р_р , по формуле:

р_кат= 1,2р_р K, Па (7.7)

где 1,2 - коэффициент запаса; K - коэффициент пересчета на каталожные условия дымососа, равный:

, (7.8)

где Т_г - температура газов на входе в дымосос, С; Т_кат - температура, к которой отнесены каталожные данные дымососа, С; _ог и _ов - плотность соответственно газа и воздуха при нормальных условиях, кг/м³.

Мощность, потребляемую дымососом (вентилятором) N, определяют по формуле:

, кВт (7.9)

где _кат и N_кат – каталожные значения к.п.д. дымососа (вентилятора) и мощности.

Мощность электродвигателя дымососа (вентилятора) выбирают с 10-15 % запасом от N.

При изменении условий эксплуатации дымососа (вентилятора), в частности, изменении числа оборотов с n на n₁ производительность, создаваемое давление и потребляемая мощность могут быть пересчитаны, исходя из следующих соотношений:

; ; . (7.10)

7.3. Пример аэродинамического расчета газоотводящего тракта

Задание 7.1. Газоотводящий тракт машины огневой зачистки стали (МОЗ) состоит из последовательно включенных газозаборного устройства, газоочистной установки (скруббер Вентури), вентилятора и дымовой трубы, соединенных газоходами. Рассчитать и выбрать вентилятор, обеспечивающий отвод газов от МОЗ, их очистку и выброс через дымовую трубу в атмосферу. Газоотводящий тракт МОЗ рассчитан на отвод и очистку V_о= 150 тыс. нм³/час запыленных газов и оборудован круглыми газоходами диаметром d=2,0 м. Газоход металлический, имеет 3 поворота на 90^о на участке длиной l₁=50 м от газозаборного устройства до скруббера Вентури и 2 поворота на участке длиной l₂=20 м между скруббером Вентури и вентилятором. В газоходе имеется участки с вертикальным направлением движения газов: до скруббера Вентури газы опускаются на 10 м и поднимаются на 8 м, от скруббера Вентури до вентилятора газы опускаются на 8 м и поднимаются на 5 м. Сопротивлением дымовой трубы, имеющей высоту Н=40 м, можно пренебречь.

При проведении расчетов принять следующие исходные данные: температура газа на участке до скруббера Вентури Т_г1 = 70^оС, температура газа на участке от скруббера Вентури до вентилятора Т_г2 = 35^оС, плотность очищаемых газов _о = 1,29 кг/м³, гидравлическое со­противление скруббера Вентури р_обор = 8,5 кПа, разрежение в газозаборном устройстве Р_р= 500 Па, плотность окружающего воздуха _в=1,29 кг/м³, барометрическое давление Р_бар =101,3 кПа.

Решение

1. Плотность газов на участке от газозаборного устройства до скруббера Вентури при рабочих условиях:

; = 1,02 м³/с.

2. Плотность газов на участке от скруббера Вентури до дымососа при рабочих условиях:

; = 1,03 м³/с.

3. Объемный расход газов на участке от газозаборного устройства до скруббера Вентури при рабочих условиях:

; = 32,95 м³/с.

4. Объемный расход газов на участке от скруббера Вентури до дымососа при рабочих условиях:

; = 32,27 м³/с.

5. Скорость газов в газоходе на участке от газозаборного устройства до скруббера Вентури при рабочих условиях:

; = 10,49 м/с;

6. Скорость газов в газоходе на участке от скруббера Вентури до дымососа при рабочих условиях:

; = 10,28 м/с;

7. Потери давления на местные сопротивления в газоходе :

;

+ = 252,5+163,3 = 415,8 Па,

8. Потери давления на трение в газоходах:

;

+ = 42,09+16,82 = 58,91 Па;

9. Сопротивление соединительных газоходов:

р_сопр= р_мс + р_тр = 415,8 + 58,91 = 474,71 Па.

10. Потери геометрического напора при движении нагретых газов:

р_геом =   gH_i(_в - _гi),

р_геом = 9,81(10-8)(1,29-1,02) + 9,81(8-5)(1,29-1,03) - 9,8140(1,29-1,03),

р_геом = 5,3 + 7,65 - 102,2 = -89,25 Па.

11. Полное расчетное сопротивление газоотводящего тракта:

р_р = р_обор + р_сопр+ Р_р р_геом,

р_р = 8500 + 474,71 + 500 – 89,25 = 9385,46 Па.

12. Требуемая производительность дымососа с учетом 10% запаса:

V_д = 1,1V 101,3/ Р_бар = 1,132,27101,3/101,3 = 35,5 м³/с.

13. Коэффициент пересчета на каталожные условия дымососа:

; = 1,02

14. Создаваемое дымососом разрежение, приведенное к условиям каталога:

р_кат = 1,2р_рK =1,29385,461,02 = 11487,8 Па.

15. Используя справочные данные, приведенные в приложении 10, выбираем вентилятор типа ВМ-20А, имеющий каталожные характеристики: р_кат = 12900 Па, V_кат = 150 тыс. м³/час, затрачиваемая мощность на валу которого N_кат = 660 кВт.