Вторник, 19.03.2024, 13:08
. . | RSS








  • Расчёт аспирации на действующем производстве следует вести с учётом циклонов и вентиляторов предприятия.
  • Для изготовления и ремонта воздуховодов необходима специализированная служба.
  • Под новое технологическое оборудование целесообразно провести реконструкцию существующей аспирационной сети.
  • Паспорт установки очистки газа (ГОУ) удобно составлять параллельно с паспортом аспирационной установки (АУ).
  • Своевременный ремонт аспирации и вентиляции - профилактика работоспособности.
  • Диагностика выявляет недостатки и определяет меры для повышения эффективности аспирационной установки.
  • Воздух аспирационных сетей можно использовать для целей пневмотранспорта.

Расчёт аспирации цеха.

Расчётная схема аспирационной сети.

 

   Расчётную схему вычерчиваем без масштаба и без точного соответствия с направлениями воздуховодов. Для производственного проектирования схему можно начертить «от руки», снимая размеры непосредственно в цехе. Замерить и нанести на схему данные для расчёта: длину и диаметры входных патрубков, конструкцию переходов, диффузоров и конфузоров, длину прямых участков воздуховодов, углы тройников и отводов. Указать оборудование, которое подлежит аспирации, места и особенности подключения, положение циклона, фильтра и вентилятора. Отметить все характерные строительные конструкции помещения, которые следует учесть при проектировании трасс воздухопроводов аспирационной сети.

Разбиваем сеть на отдельные ветви и участки, обозначив каждый буквами русского алфавита или римскими цифрами. На завершающем этапе проекта расчётная схема используется при составлении плоскостной монтажной схемы вентиляционной установки и спецификации входящих в её состав прямых и фасонных деталей воздуховодов.

Схема сети и расчётная таблица, заполненная для данной аспирационной установки на отдельной странице.

 

Расчётная таблица аспирационной установки.

 

Все промежуточные и итоговые результаты расчёта по каждому участку сети заносим в таблицу следующего содержания:

Учас-

ток

Q

м3

v

м/сек

D

мм

R

Па/м

L

м

1+Kµ

1+1,4µ

Hпр

Па

 

Нд

Па

kмс

Нмс

Па

kотв

Нотв

Па

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

 

Нучпрмсотв

(Па)

Потери давления по

главной магистрали

Коэффициенты местных сопротивлений kмс

Коэффициенты сопро-тивления отводов kотв

15

16

17

18

В итоговой строке определится расход воздуха и общее сопротивление сети, необходимые для правильного подбора и расчёта вентилятора.

 

Порядок расчёта аспирационной установки.

 

Общее сопротивление сети складывается из нескольких сопротивлений:

- движению воздуха в корпусе и проникновение через ограждение оборудования;

- на входе воздуха в аспирационный патрубок станка;

- трение смеси отходов и воздуха о стенки трубы;

- повороты трассы и тройники, сужения и расширения воздуховодов;

- сопротивление циклона и фильтра;

- скрытые неучтённые сопротивления.

   Давление, созданное вентилятором, теряется на преодоление всех этих сопротивлений – от начальной точки всасывания до выброса в атмосферу или в помещение цеха. Кроме того, при высоком содержании отходов в аспирационном воздухе, требуется дополнительное давление на разгон и подъём продукта (страница «Пневмотранспорт стружки и опилок»).

   Цель расчёта – определить оптимальные диаметры воздуховодов, общий расход воздуха в сети и давление, которое необходимо развивать вентилятору. Применяем метод определения потерь давления на единицу длины воздухопровода.

   Расчёт начинаем с наиболее протяжённого и сложного участка. В данном случае это подключение аспирации к 4-х операционному деревообрабатывающему станку. В начале участка используется легкосъёмный гибкий воздуховод. Сопротивление гибкого пластикового рукава значительно выше сопротивления гладкого металлического воздуховода. Потери давления на один метр длины находим в технической характеристике гибких пластиковых воздуховодов по графикам сопротивлений. Для шланга диаметром 110 мм, при скорости воздуха 23 м/сек, потери давления в 1 метре равны 95 Па.

   Давление разрежения, которое необходимо создать в каждой точке всасывания, указано в технической документации станка или в инструкции по эксплуатации. При отсутствии данных расход воздуха и давление определяются расчётом.

   По предварительно принятому расходу воздуха и назначенной скорости в «Таблице данных для расчёта круглых стальных воздухопроводов» выбираем подходящий стандартный диаметр для каждого участка. Для дальнейших расчётов принимаем табличные значения расхода и скорости – ближайшие к предварительным. В этой же строке «Таблицы» указаны потери давления на трение R (Па/м) чистого воздуха в одном метре трубы и скоростное давление движущегося воздуха Нд (Па). Без приближения к табличным значениям все эти величины можно рассчитать по формулам.

   Вычисляется общая длина прямых частей участка, к ней прибавляется длина отводов в условно выпрямленном состоянии. Потери давления в 1 метре воздуховода умножаются на длину участка:

Hпр=R∙(Lпр+Lотв).

   В данной аспирационной сети применяются шероховатые отводы из нескольких звеньев круглого сечения. Коэффициент местного сопротивления отводов этого типа учитывает потери давления по их длине, поэтому в данном случае вычислять длину отводов не надо. Потери давления на трение вычисляются только по длине прямых воздуховодов участка:

Hпр=RL (Па).

По справочным таблицам определяются коэффициенты ξмс всех местных сопротивлений, имеющихся на участке, и складываются в одну сумму ∑ξмс. Скоростное (динамическое) давление умножается на сумму местных сопротивлений и таким образом вычисляются потери давления на преодоление местных сопротивлений:

Нмсд∙∑ξмс (Па).

Найденные потери по длине и потери на местные сопротивления складываются, и получаем общую потерю давления (сопротивление) на этом участке:

Нучпрмс

или:

Нуч=RL+ Нд∙∑ξмс (Па).

   К полученному сопротивлению участка прибавляем сопротивление подключенной машины, станка, аспирируемого оборудования. Если этот участок не первый по ходу сети, то к его сопротивлению прибавляются потери давления всех предыдущих участков, но кроме потерь боковых «ветвей».

   Боковые «ветви» объединяются с локальной и с Главной магистралью в тройниках. Для нормального, запланированного распределения потоков потери давления объединённых участков должны быть одинаковы. В случае разницы более чем 10%, сопротивления ветвей необходимо выровнять на стадии расчёта. Большее сопротивление уменьшается, если уменьшить скорость воздуха или удалить часть местных сопротивлений, то есть упростить трассу. Меньшее сопротивление увеличится, если на участке увеличить скорость воздуха или добавить сопротивление – в виде регулировочной задвижки или постоянной диафрагмы.

   Если сопротивления не удаётся выровнять идеально, то к потерям давления следующего за тройником участка прибавляют большее значение из двух объединённых магистралей. Небольшая разница сопротивлений регулируется в процессе наладки аспирационной сети.

В итоге расчёта, путём сложения потерь давления на всех участках Главной магистрали, определится общее сопротивление сети:

Нс=∑Нуч по Глциклонафильтра

Для расчёта вентилятора сопротивление сети будет принято с 10% запасом на возможные неучтённые потери давления:

Нв=1,1∙Нс (Па).

 

Влияние концентрации.

 

   Содержание пыли, отходов или транспортируемого материала более 10 грамм в 1 м3 воздуха считается повышенным. В воздухопроводах увеличивается сопротивление трения движению неоднородной смеси. При низкой запылённости незначительное повышение сопротивления учитывается общим коэффициентом 1,1 – совместно с другими неучтёнными потерями. Потери давления в воздуховоде с повышенной концентрацией твёрдых частиц рассчитываются по формуле:

Н = Нчист ∙(1 + kµ)

Нчист – потери давления при перемещении чистого воздуха, Па;

µ – весовая концентрация, кг/кг:

µ = М / Qρ

М – количество пыли и отходов, поступающих в аспирацию, кг/час;

Q – расход воздуха на данном участке, м3/час;

ρ – плотность воздуха, при нормальных условиях ρ=1,2 кг/м3;

k – опытный коэффициент.

Для отходов деревообработки:

kм – коэффициент, учитывающий свойства материалов: для опилок kм = 0,82; для стружки kм = 0,78; для измельчённой древесной коры kм = 0,8. D – диаметр воздухопровода в метрах (м). На участках сложной конфигурации с большим количеством отводов k=1,4 для всех видов древесных частиц. Для данной аспирационной сети справедливо применить k=1,4. Примеры расчёта с применением коэффициента свойств материала даны на других страницах сайта.

Весовые концентрации аэросмеси воздуха с перемещаемым продуктом:

µкр=160 / 795∙1,2 = 0,17 (кг/кг)

µстр=149,5 / 1809∙1,2 = 0,07 (кг/кг)

µун=100 / 795∙1,2 = 0,11 (кг/кг)

Весовые концентрации на участках аспирационной сети после объединения потоков:

µБВ=(100+160) / 1612∙1,2 = 0,14 (кг/кг)

µВГмаг=(100+160+149,5) / 3462∙1,2 = 0,1 (кг/кг).

На участках, где проходит уже очищенный в циклоне или в фильтре воздух, влияние повышенной концентрации отсутствует, а возможная небольшая запылённость учитывается коэффициентом 1,1 в итоговом значении потерь давления всей сети.

Влияние весовой концентрации на повышение сопротивления трения аэросмеси в прямых воздуховодах учитываем по формуле:

Нпрчист пр∙(1+kµ)

Определяем значения составляющей (1+kµ) для участков сети с повышенными концентрациями:

(1+kµкр)=(1+1,4∙0,17)=1,24

(1+kµстр)=(1+1,4∙0,07)=1,1

(1+kµун)=(1+1,4∙0,11)=1,15

(1+kµБВ)=(1+1,4∙0,14)=1,2

(1+kµмаг)=(1+1,4∙0,10)=1,14

Влияние концентрации в местных сопротивлениях учитываем по формуле:

Нмсчист мс∙(1+kµ)

Опытный коэффициент k и составляющая (1+kµ) по каждому участку определены выше.

Потери давления в отводах при весовой концентрации µ≤0,2 кг/кг:

Нотвчист отв∙(1+1,4µ);

То есть для отводов аспирационных сетей коэффициент k=1,4. Значение (1+kµ) рассчитано выше. (Сопротивление отводов пневмотранспорта, где содержание отходов в воздухе ещё больше, рассчитывается другим методом.)

Результаты заносим в соответствующие разделы расчётной таблицы.

 

Подбор вентилятора.

 

   Производительность вентилятора определяется по итоговому расходу воздуха, в котором учтены 5% подсосов через неплотности в воздуховодах и соединениях:

Qв=Qсети+5% (м3/час); Qв=3462+5%=3635 (м3/час).

   В случае расположения пылеотделителя до вентилятора, то есть на его всасывающей стороне, к этому расходу следует добавить подсосы воздуха в герметизирующих и выпускных устройствах циклонов и фильтров.

   Давление Нв, которое должен развивать вентилятор, равно итоговому сопротивлению сети Нс по главной магистрали с коэффициентом запаса 1,1 на неучтённые сопротивления:

Нв=1,1∙Нс Нв=1,1∙2271=2498 (Па).

   Вентилятор подбираем по давлению Нв и расходу Qв, используя характеристику вентилятора. Просматривая аэродинамические характеристики разных номеров и типов пылевых вентиляторов, принимаем такой, который даёт наибольший коэффициент полезного действия. Подходит центробежный пылевой вентилятор ЦП7-40 №5. Частота вращения рабочего колеса n=2050 об/мин, коэффициент полезного действия ƞ =0,55.

Мощность, необходимая на валу вентилятора:

Nв=QвHв / (3600∙1000∙ƞ)

Nв=3635∙2498 / 3600∙1000∙0,55=4,6 (кВт).

Мощность электродвигателя для привода вентилятора:

Nэл=kNв /ƞклƞпод

где ƞкл=0,95÷0,98 – кпд клиноремённой передачи, ƞпод=0,97÷0,98 – кпд подшипников, k=1,15 – коэффициент запаса при мощности двигателя от 2 до 5 кВт, k=1,1 для двигателей мощностью свыше 5 кВт.

Nэл=1,15∙4,6 / 0,96∙0,98 = 5,7 (кВт).

Установленную мощность электродвигателя принимаем Nэл=7,5 кВт.

При частоте вращения вала электродвигателя 1470 об/мин шкив вентилятора: 5Б-180, шкив электродвигателя: 5Б-250.

   Энергоснабжение станков и вентилятора организовать так, чтобы двигатель вентилятора включался раньше станков, и выключался позже их остановки. Это условие предотвращает засорение входных отверстий аспирационных патрубков перед началом работы и отложение отходов и пыли в воздуховодах в момент преждевременной остановки вентилятора.




Использование материалов сайта asp-hpz.narod.ru без письменного разрешения владельца запрещено. Информация в статьях сайта предназначена для ознакомления, не является инструкцией.