Полезная мощность рассчитывается по формуле:
, где
Qв – объем воздуха, перемещаемый вентилятором, м3/с;
, где
V – скорость движения воздуха в воздухопроводе, м/с;
F – площадь живого сечения воздухопровода, м2;
, где
D – диаметр воздухопровода, м;
Нв – давление, развиваемое вентилятором, Па;
, где
Нптвс – потери давления на всасывание, Па;
Нптн – потери давления на нагнетание, Па;
ηв – коэффициент полезного действия вентилятора.
Для того, чтобы определить ориентировочную полезную мощность вентилятора, необходимо задаться некоторыми параметрами вентилятора и воздуховода.
Задаемся КПД вентилятора: ηв=0.7;
Ориентировочно принимается коэффициент гидравлического сопротивления по длине λ.
, где
Re – число Рейнольдса;
При расчете принимается следующее допущение: гидравлическое сопротивления в воздуховодах практически не выходят за область гидравлически гладких труб. Тогда число Рейнольдса будет находиться в следующем интервале:
, где
Reгл – верхнее значение числа Рейнольдса для области гидравлически гладких труб;
|
|
, где
D – диаметр воздухопровода, мм;
Δ – абсолютная геометрическая шероховатость стенок воздухопровода, мм;
Тогда λ рассчитывается по формуле Панченко:
Или принимается равным 0.015.
Выберем в атмосфере перед входным коллектором сечение 0-0. Запишем для сечений 0-0 и 1-1 уравнение Бернулли.
, где (*)
Нст0,Нд0 – статическое и динамическое давления в атмосфере, Па;
Нст0=0; Нд0=0
Нст1,Нд1 – статическое и динамическое давления в сечении 1-1, Па;
Нпт0-1 – потери давления между сечениями 0-0 и 1-1, Па;
Нпт0-1 рассчитывается по формуле Дарси – Вейсбаха.
, где
l – длина участка от входа в воздухопровод до сечения 1-1, м;
ζк – коэффициент сопротивления входного коллектора;
, где
αк – угол раскрытия входного коллектора, град;
n – характеристика входного коллектора;
,
где lк – длина входного коллектора (конфузора);
ζк находится по справочным таблицам.
Тогда Нд1 из уравнения (*):
Найдем скорость движения воздуха в воздухопроводе.
Найдем объем воздуха, перемещаемый вентилятором:
Найдем потери давления на всасывание:
,
где Нпт 0-2 – сумма потерь давления от вход. коллект. до сечения 2-2, Па;
из анализа уравнения Бернулли.
Нпт 2-в. – сумма потерь давления от сечения 2-2 до вентилятора, Па;
,
где ∑l – длина всасывающего участка, от сечения 2-2 до вентилятора, м;
,
где lо – «выпрямленная» длина отвода, м;
, где
nо – характеристика отвода;
αо – угол поворота отвода, град;
ζо – коэффициент сопротивления отвода;
, находится по справочным таблицам.
Имеем
Найдем потери давления на нагнетание:
|
|
, где
Нпт в-3 – потери давления по длине от выходного патрубка вентилятора до сечения 3-3, Па;
, где
Нд3 – динамическое давление в сечении 3-3, Па; Так как воздуховод постоянного сечения, то Нд3=Нд1.
Величина Нпт 3-вых численно равна общему давлению в сечении 3-3 (из анализа уравнения Бернулли).
Нст3,Нд3 – статическое и динамическое давления в сечении 3-3, Па;
Но3=Нпт 3-вых
Имеем
Давление, развиваемое вентилятором, будет равно:
Тогда мощность вентилятора будет равна: