Дано. В фильтр централизованной аспирационной системы деревообрабатывающего цеха подается поток воздуха Q = 15157 м3/ч и массовый поток стружек и опилок М = 1588 кг/ч, полученных при фрезеровании и пилении. Очищенный в фильтре воздух частично возвращается в цех. Стружки и опилки, собранные в бункере фильтра, системой пневмотранспорта подаются в бункер котельной. Расчетная схема установки приведена на рис. 44.
Выполнить расчет пневмотранспортной установки, если длина воздухозаборного участка lв = 1,4 м с одним отводом в 90°, а количество отводов на нагнетательном участке nотв = 2 с углами поворота по 90° и местными сопротивлениями (при μ = 1,0 кг/кг Г-ВВ = 0,61; ВВ-Г = 0,95). Потеря давления в фильтре, установленном на бункере, =700 Па.
Решение. 1. Задаемся значением расходной массовой концентрации μ = 1,0 кг/кг.
2. Определяем расход воздуха Q, м3/ч, необходимый для работы системы:
,
где Мд – поток транспортируемых древесных частиц, кг/ч;
r – плотность воздуха по условиям всасывания, r = 1,2 кг/м3.
= 1323,3 м3/ч.
3. Находим оптимальную скорость воздуха vопт, м/с, в транспортном трубопроводе:
,
где – коэффициент опережения воздушного потока (принимается в зависимости от вида частиц по табл. прил. А), ;
rм – плотность массивной древесины, из которой получены измельченные частицы, кг/м3;
b – эмпирическая величина, зависящая от типа частиц.
= 20,7 м/с.
4. Рассчитывают диаметр транспортного трубопровода по формуле, м:
= 0,143 м.
Принимаем диаметр транспортного участка трубы 0,14 м. Для участка трубы, где перемещается только воздух (от точки забора воздуха до загрузочной воронки), диаметр принимают на один-два калибра больше. Для транспортирования воздуха принимаем трубу диаметром dв = 0,16 м.
5. При известной скорости транспортирования материала и диаметре трубопровода уточняем расход воздуха
=1146,2 м3/ч.
6. Скорость потока на участке для чистого воздуха, м/с:
=15,85.
7. Число Рейнольдса для воздуха:
для транспортного участка
=194515,4;
для участка с чистым воздухом
= 170201.
8. Коэффициент сопротивления трения:
для транспортного участка
= 0,020;
для участка с чистым воздухом
= 0,020.
9. Динамическое давление воздуха, Па:
для транспортного участка
= 257,1;
для участка с чистым воздухом
= 150,7.
10. Находим значение комплексного коэффициента, учитывающего наличие в трубопроводе измельченного материала:
,
где табличное значение Кт приведено ниже в зависимости от вида материала:
Опилки…….. | 0,82 | Технологическая щепа | 0,7 |
Стружка……. | 0,78 | Измельченная кора…. | 0,8 |
= 0,56.
11. Потери давления на прямых участках трубопровода (горизонтальных и вертикальных вместе), Па:
для транспортного участка
= 2647,2;
для участка с чистым воздухом
= 66,7.
12. Потери давления в отводах (на поворотах трассы), Па:
для транспортного участка
,
где xо усл – условный коэффициент гидравлического сопротивле-ния отводов; xоусл = xтКп; табличное значение xт берут по табл. 3;
=625,9;
для участка с чистым воздухом
=22,6.
13. Потери давления в местных сопротивлениях (переключателях потока, задвижках, компенсаторах, тройниках барабанных питателей, в воздухозаборной шахте и др.), Па:
для транспортного участка
;
для участка с чистым воздухом
= 162,8.
14. Потери давления на разгон материала за питателями, Па:
= 435,8.
15. Потери давления на подъем материала, Па:
= 69,9.
16. Потери давления при выгрузке материала Dрвыгр, Па:
при выгрузке материала с помощью:
– циклона Dрвыгр = Dрц;
– фильтра Dрвыгр = Dрф; Dрвыгр = 700 Па;
– дефлектора Dрвыгр = Рдин в выходном сечении.
17. Суммарные потери давления, Па:
для транспортного участка
SDр = Dртрз + Dртр + Dротв + Dрмс+ Dрразг+ Dрпод+ Dрвыгр =
=0+2647,2+625,9+0+435,8+69,9+700 = 4478,7 Па;
для участка с чистым воздухом
SDрв = Dртрв + Dротвв + Dрмс = 66,7+22,6+162,8 = 252,1 Па.
18. Общие потери давления в системе, Па:
Dро = SDр + SDрв = 4478,7+252,1 = 4730,8 Па
19. Мощность электродвигателя вентилятора, кВт:
Р = QvРv /(3600×1000 hвhпр),
где hв, hпр – КПД вентилятора и его привода; КПД вентилятора находится по его аэродинамической характеристике; КПД привода: для клиноременной передачи hпр = 0,95, для муфтовой – hпр = 0,98.
= 2,6 кВт.
20. Выбираем вентилятор по Dро = 4730,8 Па и =1146,2 м3/ч: вентилятор ВВД-5, частота вращения колеса n = 2680 мин-1.