Ветиляция оборудования

,     (20)

где Q_м – расход воздуха на данном участке, м³/ч;

       V – скорость воздуха, м/с.

При этом скорость движения воздуха на любом участке принимается  равной минимальной надежно-транспортирующей скорости воздуха.

 

7 Расчет вентиляционной сети

 

В процессе расчета вентиляционной сети решаются следующие задачи:

а) уточняются скорости движения воздуха и диаметры и длины воздухопроводов на участках сети;

б) определяются потери давления на участках сети;

в) определяются потери давления в местных сопротивлениях;

г) уравниваются потери давления в тройниках;

д) уточняется объем воздуха, перемещаемого вентилятором в сети;

е) рассчитываются потери давления по главному магистральному направлению сети.

Основанием для расчета  разветвленной вентиляционной сети служит расчетная плоскостная схема сети.

 

7.1 Снятие и оформление расчетной  плоскостной схемы сети

  Плоскостная схема  сети представляет развертку  сети на горизонтальной плоскости,  выполненную без масштаба. Плоскостные  схемы делятся на расчетные  и монтажные. Расчетная плоскостная схема снимается с чертежей общего вида вентиляционной установки со всеми размерами и точной конфигурацией фасонных деталей.

  На расчетной плоскостной  схеме должны быть представлены  следующие данные:

а) аспирируемые машины вычерчиваются  прямоугольниками, рядом с которыми указывают наименование и марку машины, объем воздуха на аспирацию машины Q, м³/ч и потери давления в машине H, Па;

б) сеть разбивается на отдельные участки, участок сети представляет собой часть сети, на которой объем перемещаемого  воздуха постоянен. Границами участка могут быть: аспирируемая машина, тройник, пылеотделитель, вентилятор;

в) выбирают главное магистральное  направление сети.

Главное, или магистральное  направление сети, – это последовательно  расположенные участки сети, на которых имеют место максимальные потери давления. Магистральное направление выбирается обычно от машины с большими потерями давления и наиболее удаленной от вентилятора;

г) проводится нумерация  участков. Участки главного магистрального направления нумеруют римскими цифрами, а участки боковых ответвлений нумеруют арабскими цифрами;

д) с чертежей общего вида снимают и указывают на схеме  расчетные длины участков. Расчетная длина участка l, м, определяется по выражению

 

,    (21)

где - суммарная длина прямых частей воздухопроводов на участке, м;

- суммарная длина выпрямленных  отводов на данном участке, м;

- суммарная длина переходов, м.

 

 

Длина отвода l_о, м,  рассчитывается как

                                                  (22)

где R_о – радиус отвода, м;

- угол поворота отвода, град.

е) на расчетную плоскостную  схему наносятся характеристики фасонных деталей, по которым в дальнейшем определяют, используя специальные таблицы, коэффициенты местных сопротивлений .

Согласно вышеперечисленным  рекомендациям с чертежей общего вида данной сети снимается расчетная  плоскостная схема, представленная на следующей странице.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.2 Характеристики местных сопротивлений

7.2.1 Переход- фасонная деталь для изменения формы или размеров поперечного сечения. Переходы делятся на сужающиеся (конфузоры) и расширяющиеся (диффузоры). Сужающиеся переходы могут иметь в основании прямоугольное, квадратное или круглое сечение (переход с прямоугольника на круг и переход с круга на круг). В зависимости от этого коэффициент сопротивления конфузора определяется по двум вариантам:

  Переход с прямоугольника на круг

Переход с круга на круг

 где λ – коэффициент  сопротивления, находится по среднему  диаметру  , n – степень сужения конфузора .

7.2.2 Коническим входным коллектором называется вход в воздуховод с постепенным уменьшением площади поперечного сечения. . оптимальный угол раскрытия 30-60 и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.2.3 Диафрагмой называется местное сужение воздухопровода посредством тонкой пластинки, устанавливаемой перпендикулярно к оси потока.

Шайба – частный случай диафрагмы с центрально расположенным  круглым отверстием диаметром d.

 

Геометрические подобия  у диафрагм определяются: у/Д; =f(у/Д), у шайбы =f(D/d)²

7.2.4 Отвод- фасонная деталь, позволяющая изменять направление воздушного потока. Характеристики и .

7.2.5 Тройник: тройники делятся на симметричные и несимметричные.

Несимметричные тройники имеют два направления: проходное  и боковое

Коэффициент сопротивления  тройника является функцией нескольких параметров

- согласно Дзядзио,

- согласно Веселову.

 

 

7.2 Выбор метода  расчета вентиляционной сети

 

В настоящее время наиболее известны четыре метода расчета:

первый метод –  метод потерь давления на единицу  абсолютной длины воздухопровода;

второй метод –  метод полных давлений;

третий метод –  метод динамических давлений;

четвертый метод –  метод эквивалентных отверстий.

В основу каждого метода расчета положено основное расчетное  уравнение для определения потерь давления на отдельно взятом участке сети.

По первому методу потери давления на участке сети H_пт, Па, рассчитывают по выражению:

,                (23)

где R – коэффициент сопротивления на 1 м длины воздухопровода, Па/м;

l – расчетная длина участка сети, м;

- сумма коэффициентов местных  сопротивлений данного участка;

H_д – динамическое давление, Па.

Коэффициент потерь давления на единицу длины воздухопровода рассчитывается по формуле

,    (24)

где V– скорость воздуха на участке, м/с;

D – диаметр воздухопровода, м.

Коэффициенты местных  сопротивлений определяются по специальным  таблицам, приведенным в специальной литературе ([3] приложение Е).

Динамическое давление на данном участке рассчитывается по формуле

,     (25)

где ρ – плотность стандартного воздуха, ρ = 1,2 кг/м³.

Второй метод расчета  был предложен профессором А. В. Панченко.

Потери давления по этому  методу рассчитываются по формуле:

,     (26)

где λ – коэффициент гидравлического сопротивления, обусловленный вязкостным трением и вихреобразованием;

l - расчетная длина данного участка сети, м;

D – диаметр воздухопровода на данном участке, м;

- сумма коэффициентов местных  сопротивлений данного участка;

H_д – динамическое давление на данном участке, Па.

Коэффициент гидравлического  сопротивления рассчитывается по формуле, предложенной профессором А. В. Панченко

,     (27)

где Re – критерий Рейнольдса.

Критерий Рейнольдса рассчитывается по формуле

,                (28)

где - коэффициент кинематической вязкости стандартного воздуха, .

По каждому методу расчета разработаны номограммы, атласы, таблицы и формы расчетных таблиц.

В данном курсовом проекте  выбирается первый метод расчета  вентиляционной сети – метод потерь давления на единицу абсолютной длины воздухопровода.

 

7.3 Основные рекомендации к расчету  вентиляционной сети

 

7.3.1 Скорость воздуха  на участках сети, идущих от  аспирируемых машин, должна соответствовать  значению надежно-транспортирующей  скорости воздуха.

7.3.2 На последующих участках сети скорость воздуха должна быть выше, чем на предыдущем участке, примерно  на 3÷5%.

7.3.3 Скорость воздуха  на участках сети после пылеотделителя  принимается для всех типов сетей в пределах 10÷11 м/с.

7.3.4 Диаметры воздухопроводов  на участках сети должны быть,по возможности, стандартными.

7.3.5 Диаметр воздухопровода  после тройника следует проверять  на условие стандартности тройника:

                                                                                                    (29)

       (30)

7.3.6 На участках сети  после пылеотделителя объем воздуха,  перемещаемого вентилятором Q_в, м³/ч, следует рассчитывать по формуле

,                         (31)

где - полезный объем воздуха, отсасываемого от всех аспирируемых машин, м³/ч;

- объем воздуха, подсасываемого  в пылеотделителе, м³/ч.

- фактический объем воздуха,  подсасываемого по длине воздухопровода на линии всасывания, м³/ч. Данная величина должна рассчитываться по выражению

,                            (32)

где L_вс – суммарная длина всех воздухопроводов на линии всасывания сети, м;

δ – нормативный коэффициент подсоса воздуха по длине воздухопроводов, %/м. Параметр δ зависит от дисперсного состава перемещаемой в сети пыли и в расчетах его следует принимать таким образом [3]:

а) δ = 0,1 %/м – для сетей, где перемещается мелкодисперсная органическая пыль;

б) δ = 0,15 %/м – для сетей, где перемещается среднедисперсная пыль смешанного характера;

в) δ = 0,2 %/м – для сетей, где перемещается крупная минеральная пыль.

Весь расчет вентиляционной сети сводится в таблицу2.

 

7.4 Расчет потерь давления по главному магистральному направлению сети

 

7.4 .1 Уравнивание потерь давления в тройнике.

В процессе расчета вентиляционной сети производится выравнивание сопротивлений в тройниках, т.е. необходимо добиться выполнения равенства

,     (33)

где - суммарные потери давления по прямому направлению тройника, Па;

- суммарные потери давления  в боковом ответвлении, Па.

Уравнивать потери давления по главной магистрали и в боковом  ответвлении необходимо для того, чтобы в них перемещались заданные нормами объемы воздуха.

В разветвленных вентиляционных сетях уравнивание потерь давления в тройниках проводят двумя способами:

а) путем подбора соответствующих  шайб и диафрагм, выполняющих роль дополнительных местных сопротивлений, которые устанавливаются на участке с меньшим сопротивлением.

Разница в потерях  давления по магистрали и в боковом  ответвлении  компенсируется за счет потерь давления в шайбе или диафрагме.

б) путем подбора соответствующего значения диаметра D бокового ответвления, при котором будет обеспечено вышеприведенное равенство .

Расчет дополнительного  местного сопротивления для уравнивания  ведут в следующей последовательности:

а) определяется разница  в потерях давления по магистрали и в боковом ответвлении ΔH, Па

    (34)

б) рассчитывается коэффициент  сопротивления  диафрагмы или  шайбы ξ_м.с.

,                  (35)

где H_д.б. - динамическое давление на участке с меньшим сопротивлением, Па.

в) используя специальную номограмму, определяют соотношение y/D или d/D.

г) рассчитывают величину y, мм, для диафрагмы либо диаметр d, мм, для шайбы.

Данный метод менее  экономичен, однако позволяет выровнять  потери давления в тройнике абсолютно точно и является простым и оперативным.

При уравнивании потерь давления по второму способу, искомый  диаметр бокового ответвления  может быть найден по формуле, предложенной В.Ф. Кострюковым

,                (36)

где D_б – первоначальный диаметр бокового участка, м;

- искомый диаметр бокового  ответвления, м;