Расчет воздушной трассы

Рис. 1 Схема подачи воздуха к нагревательной печи

1–печь; 2–воздухопровод; 3–вентилятор; 4–задвижка (шибер); 5– реку-

ператор; 6–дымовой канал; 7–газопровод; 8– горелка

При выполнении задания необходимо:

1.Рассчитать диаметр труб мм, всех участков воздухопровода от вентилятора до наиболее удаленной горелки. Первоначально диаметры труб следует определить по заданной скорости воздуха, приведенной к нормальным условиям, , м/с, после чего числовые значения диаметров труб воздухопровода должны быть выбраны из следующего стандартного ряда размеров труб: 50, 65, 75, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500 мм и далее через каждые 100 мм. При расчете все скорости воздуха должны быть пересчитаны в соответствии с принятыми стандартными диаметрами труб.

2.Определить для заданного расхода воздуха , м³/с, аэродинамическое сопротивление воздушной сети , включающее потери на трение воздуха о стенки воздухопровода , на преодоление местных сопротивлений , с учетом действия геометрического давления (напора) на вертикальных участках воздухопровода при движении в них подогретого воздуха . Внутренний диаметр труб рекуператора мм, скорость воздуха в единичной трубе, приведенная к нормальным условиям м/с, и температура подогрева воздуха в рекуператоре принимаются в соответствии с заданием.

Значения коэффициентов местных сопротивлений приведены в табл.2

Таблица 2

Значения коэффициентов местных сопротивлений

Обозна-чение	Наименование местного сопротивления
А	Составное сужение (конфузор)	1,23
Б	Составное колено 45о 2=90о	0,40
В	Задвижка, открытая на 0,4 d	4,60
Г	Плавное расширение (диффузор)	0,39
Д	Внезапное сужение при входе в трубки рекуператора	1,50
Е	Два поворота на 90о	0,40
Ж	Внезапное расширение при выходе из трубок рекуператора	1,06
Окончание табл.2
З	Плавное сужение (конфузор)	1,23
И	Составное колено 22,5о 4=90о	0,20
К	Составное колено 30о 3=90о	0,32
Л	Разделение потока в симметричном тройнике	1,00
М	Резкий поворот на угол 45о	0,42
Н, О, П, Р, С	Тройник с ответвлением (для спутного потока)	0,45
Т	Тройник с ответвлением (для ответвляющего потока)	1,55
У	Регулировочный кран, прикрытый на угол 20о	2,70
Ф	Сопротивление горелки– 50 мм вод.ст	–

3.Определить характеристики вентилятора: величину давления (упругость дутья вентилятора) , производительность, , которые должны обеспечить подачу воздуха к каждой горелке печи с учетом возможного форсирования работы печного агрегата по расходам топлива и воздуха. Форсирование работы печи предполагает увеличение расхода воздуха по отношению к заданному на 25%, т.е. производительность вентилятора по воздуху должна составлять =1,25 , м³/с. При этом новое значение сопротивления сети (упругости дутья вентилятора)) составит

= ,

где –аэродинамическое сопротивление сети, соответствующее новым, форсированным условиям работы вентилятора; –сумма аэродинамических потерь на местные сопротивления; – сумма аэродинамических потерь на трение; –алгебраическая сумма потерь на опреодоление геометрического давления.

4.Подобрать по значениям и тип, размер, коэффициент полезного действия, число оборотов вентилятора и рассчитать мощность электрического двигателя, обеспечивающего работу вентилятора.

При выполнении домашнего задания должны быть учтены следующие условия:

а) расход воздуха м³/с, приведен к нормальным условиям =0^оС и Р_атм = 101,325 кПа;

б) температура воздуха от вентилятора до рекуператора равна 20 ^оС;

в) количество воздуха, поступающего на каждую из двенадцати горелок, установленных на печи, составляет 1/12 м³/с.Следовательно, перед узлом Н расход воздуха будет 1/2 м³/с. В этом узле часть воздуха в количестве 1/12 м³/с, отводится к горелке, а оставшаяся часть 5/12 м³/c, перемещается к узлу 0. Лишь за узлом С расход воздуха на последнюю горелку остается неизменным и равным 1/12 м³/с.

Исходные данные

м3/с	м/с	м/с	оС	мм
0,7

Расчет воздушной трассы

Вычислим площадь сечения воздухопровода, идущего от вентилятора.

.

Определим внутренний диаметр воздухопровода.

, .

Наружный диаметр воздухопровода с учетом толщины стенки равной 4 мм составит:

.

Из стандартного ряда выбираем наружный диаметр .

Тогда внутренний диаметр составит:

.

Вычислим площадь поперечного сечения воздухопровода.

.

Определим скорость воздуха до точки Л.

.

В точке Л основной воздухопровод разделяется на два равных. Тогда площадь поперечного сечения одного из разделенных воздухопроводов составит:

.

Тогда внутренний диаметр воздухопровода за точкой Л будет равен:

.

С учетом толщины стенки 4 мм наружный диаметр составит:

.

Из стандартного ряда выбираем 200 мм. Тогда внутренний диаметр будет равен:

.

Найдем площадь поперечного сечения воздухопровода на участке Л–Т.

.

Определим скорость воздуха на участке Л–Т.

.

На участке Л-Т установлено 6 горелок. Тогда расход воздуха на одну горелку составит:

.

Вычислим скорость воздуха в точке Т.

.

Средняя скорость воздуха на участке М–Т будет равна:

.

Рассчитаем площадь сечения воздухопровода на ответвлении к последней горелке на участке Т–Ф.

.

.

.

Принимаем =100мм из стандартного ряда.

Тогда

.

.

.