Решение. 1. На расчетную схему наносим номера участков

1. На расчетную схему наносим номера участков. Все исходные и расчетные данные сводим в таблицу 18.

2. Заполняем графы 1-5 расчетной таблицы. Минимальные расходы воздуха (графа 3) и минимальные скорости (графа 4) принимают по нормативным материалам, для деревообрабатывающих станков эти данные приведены в таблице 9.1 [2]. В графе 5 проставляем длины участков.

3. Расчет начинаем с самого неблагоприятного участка, то есть с участка, имеющего большую длину и большее количество местных сопротивлений. В данном случае это участок 1. Для выбранного участка по таблице А.4 приложения А, исходя из расхода воздуха (графа 3) и минимальной скорости (графа 4), находим диаметр воздуховода, обеспечивающий ближайшую большую скорость воздуха. Значение диаметра записываем в графу 8, одновременно записываем в графу 7 значение действительной скорости воздуха и в графу 13 – соответствующее ей значение динамического давления.

4. По таблице 14 находим значение λ/ d и записываем его в графу 9. Перемножая величины в графах 5 и 9, получаем приведенный коэффициент трения ζ_э, значение которого заносим в графу 10.

5. Определяем коэффициенты местных сопротивлений на участке, которые заносим в таблицу 19. Значение Σζ записываем в графу 11 таблицы 18.

6. Сумму величин, помещенных в графах 10 и 11, заносим в графу 12.

Рисунок 5 – Схема системы аспирации (пример 4)

7. Вычисляем потери давления на участке Δ p по формуле (20). Для этого перемножаем величины в графах 12 и 13, результат заносим в графу 14. Величина Δ p является расчетной для всех остальных участков системы, присоединяемых к коллектору; в данном примере она составляет 820 Па.

8. Аналогично находим потери давления на участках 2, 3, 4, 5. Определяем невязку, значение которой проставляем в графу 16. Если потери давления получаются меньше расчетного значения более чем на 5%, как на участке 5, то увеличивают расход воздуха до значения, определяемого следующим образом:

а) вычисляем требуемое динамическое давление по формуле (23), для чего расчетное давление делим на (ζ_э+Σζ): p _д= 820/3,485=235,3 Па; значение p _д записываем в графу 14 в строку «окончательно»;

б) по таблице А.4 или формуле (24) окончательно находим расчетную скорость воздуха, соответствующую полученному динамическому давлению, и записываем ее в графу 7 таблицы 18;

в) по диаметру и расчетной скорости по таблице А.4 или по формуле (25) находим расход воздуха, который проставляем в графу 6 (в данном случае L =870 м³/ч).

Если полные потери давления на участке превысят расчетные более, чем на 5%, необходимо принять ближайший больший диаметр воздуховода и пересчитать величины в графах 9-13, затем определить необходимый расход воздуха, ввести его в графу 6 и вычислить потери давления.

Таблица 18 – Аэродинамический расчет системы аспирации (пример 4)

№ уч.	Оборудование	Заданные величины	Принятые величины	ζэ	Σζ	(ζэ+Σζ)	p д, Па	∆ p уч, Па	Σ∆ p уч, Па	Невязка ∆, %
L, м^3/ч	v, м/с	l, м	L, м^3/ч	v, м/с	d, мм	λ/ d
	Станок торцовочный ЦПА-2 (поз. 4)							0,137	1,233	2,55	3,78
	Станок торцовочный ЦПА-2 (поз. 5)							0,137	1,1	2,55	3,65				´ ´100=3,4
	Станок фрезерный ФС-1 (поз. 8)					18,7		0,103	0,824	3,05	3,87	208,9			´ ´100=1,3
	Станок круглопильный ЦА-2А (поз. 9)					19,2		0,137	0,96	2,8	3,76				´ ´100=–1,2
	Станок круглопильный ЦА-2А (поз. 10)					19,2		0,137	0,685	2,8	3,485				´ ´100=5,9
Окончательно					19,8					3,485	235,3
		Средние потери давления в ответвлении
	Магистраль					21,5		0,052	0,78	1,81	2,59	277,4		1530*
* Общие потери давления в сети Δ p сети = 813 +718=1530 Па.

Таблица 19 – Коэффициенты местных сопротивлений в системе аспирации (пример 4)

№ участка	Наименование местного сопротивления	Ссылка на таблицу	ζ	Σζ
	Местный отсос	9.1 [2]	1,0	2,55
3 отвода на 90°	А.42	3·0,25=0,75
Вход в коллектор		0,8
	Местный отсос	9.1 [2]	1,0	2,55
3 отвода на 90°	А.42	3·0,25=0,75
Вход в коллектор		0,8
	Местный отсос	9.1 [2]	1,5	3,35
3 отвода на 90°	А.42	3·0,25=0,75
Вход в коллектор		0,8
	Местный отсос	9.1 [2]	1,0	2,8
4 отвода на 90°	А.42	4·0,25=1,0
Вход в коллектор		0,8
	Местный отсос	9.1 [2]	1,0	2,8
4 отвода на 90°	А.42	4·0,25=1,0
Вход в коллектор		0,8
	Выход из коллектора		0,5	1,81
4 отвода на 90°	А.42	4·0,25=1,0
Переход к циклону с диаметра 280 мм на сечение 0,08 м^2 длиной 300 мм (F 0/ F 1=0,77; α=8°)	А.23
Переход к вентилятору* с диаметра 280 мм на 350 мм длиной 350 мм (диффузор) n =(D 0/ D 1)²= (350/280)^2=1,6; = = = 0,86	А.36	0,65´ ´ (13,7/21,5)^2= =0,26
Переход от вентилятора* с сечения 300´300 мм на диаметр 280 мм	А.38	0,1(14,7/21,5)^2= =0,05
* Определяем предварительно номер вентилятора при L =5230 м^3/ч и p ≈3000 Па: вентилятор ВР 100-45-5, нагнетательный патрубок – (300х300)мм, всасывающий патрубок диаметром 350 мм. Так как коэффициенты местного сопротивления отнесены к скорости воздуха во всасывающем патрубке (13,7 м/с) и на выходе из нагнетательного патрубка вентилятора (14,7 м/с), делаем пересчет значения ζ при скорости воздуха на участках 6 по формуле (8).

9. Определяем средние потери давления в ответвлении и заносим в таблицу: Δ p _ср =813 Па.

10. Полученные в графе 6 расходы наносят на схему, суммируют их и находят общую производительность системы L =4750 м³/ч, что соответствует расходу на участке 6 (от коллектора до циклона). Записываем значение L в графу 6. Определяем потери давления на участке 6 так же, как для предыдущих участков.

11. Вычисляем потери давления в сети: Δ p _сети = 813+718=1530 Па.

12. Подбираем циклон.

Производительность циклона L =1,1·4750 = 5230 м³/ч. Принимаем циклон Ц-800 по таблице IV.24 [3]. Скорость воздуха во входящем патрубке площадью 0,08 м² v = 4750/(3600·0,08) =18,2 м/с. Определяем потери давления в циклоне при полученной скорости и коэффициенте местного сопротивления циклона ζ = 5,4

Δ p _ц =ζ (ρ v ²/2) =5,4 (1,2·18,2²/2)=1073 Па.

13. Подбираем вентилятор.

Производительность вентилятора

L _в =1,1·4750=5230 м³/ч.

Давление вентилятора определяем по формуле (22). Коэффициент k = 1,4; потери давления на подъем материала не учитываем, так как μ < 0,2 кг/кг.

p _в = 1,1 · 1530 (1 + 1,4 · 0,1) + 1073 =2990 Па.

Принимаем вентилятор пылевой ВР 100-45-5-02 с электродвигателем АИР 132 М 4 мощностью 11 кВт с числом оборотов 2575 об./мин.

14. На аксонометрической схеме проставляются фактические диаметры воздуховодов и расходы воздуха.

Дата добавления: 2015-08-10