Гидравлический расчет

Расчет выполняют в следующем порядке.

1. Сначала находят диаметры трубопроводов всех ответвлений сети (см. рис. 39):

=0, 132 м;

0, 132 м; 0, 172 м; 0, 177 м.

Расчетный диаметр округляют в меньшую сторону до стандартного значения из следующего ряда d, м:

0, 100; 0, 110; 0, 125; 0, 140; 0, 160; 0, 180; 0, 200; 0, 225; 0, 250;

0, 280; 0, 315; 0, 355; 0, 400; 0, 450; 0, 500; 0, 560; 0, 630; 0, 710.

Округленные значения диаметров ответвлений:

0, 125 м; 0, 125 м; 0, 16 м; 0, 16 м.

2. Находят поток воздуха в точках врезки ветвей в сборный трубопровод (участок от отсоса ветви 1 до вентилятора). Тогда поток воздуха в сборном трубопроводе Q_{ст i}, можно найти следующим образом:

в начале в точке а (см. рис. 39):

Q_{ст а} = Q_{min 1} = 840 м³/ч;

в точке б врезки ветви 2:

Q_{ст б} = Q_{ст а} + Q_{min 2} = 840+840 = 1680 м³/ч;

в точке в врезки ветви 3

Q_{ст в} = Q_{ст б} + Q_{min 3} = 1680 + 1500 = 3180 м³/ч;

в точке г врезки ветви 4

Q_{ст г} = Q_{ст в} + Q_{min 4} = 3180 + 1600 = 4780 м³/ч.

3. Определяют массовый поток перемещаемых древесных частиц в точках врезки ветвей в сборный трубопровод:

в начале в точке а:

М_а = М ₁ =68, 64 кг/ч;

в точке б врезки ветви 2:

М_б = М_а + М ₂ = 68, 64+68, 64 = 137, 26 кг/ч;

в точке в врезки ветви 3

М_в = М_б + М ₃ = 137, 26+149, 5 = 286, 78 кг/ч;

в точке г врезки ветви 4

М_г = М_в + М ₄ = 286, 78+191 = 477, 78 кг/ч;

4. Минимально допустимая скорость воздуха в сборном трубопроводе на участках аб, бв, вг, гд (принимается максимальное значение из двух объединенных потоков):

v_аб = v_{max 1} = 17 м/с;

v_бв = МАХ (17; 17) = 17 м/с;

v_вг = МАХ (17; 18) = 18 м/с;

v_гд = МАХ (18; 18) = 18 м/с;

5. Расчетный диаметр сборного трубопровода на участках аб, бв, вг, гд:

0, 132 м;

= 0, 187 м;

= 0, 250 м;

= 0, 306 м.

Расчетные диаметры округляют в меньшую сторону до стандартных значений:

0, 125 м; 0, 18 м; 0, 25 м; 0, 28 м.

6. С округлением диаметров трубопроводов до стандартных значений скорость воздуха в трубопроводах изменяется. В связи с этим находится уточненная скорость воздуха:

– в ветвях, м/с

= 19, 03 м/с;

= 19, 03 м/с; = 20, 74 м/с; = 22, 13 м/с;

– в сборном трубопроводе на участках аб, бв, вг, гд

= 19, 03 м/с;

18, 36 м/с; 18, 01 м/с; 21, 58 м/с.

7. Массовая концентрация древесных частиц в аэросмеси:

– в ветвях:

= 0, 068 кг/кг;

0, 068 кг/кг; 0, 083 кг/кг; 0, 099 кг/кг;

– в сборном трубопроводе на участках аб, бв, вг, гд:

= 0, 068 кг/кг;

0, 068 кг/кг; 0, 075 кг/кг; 0, 083 кг/кг.

8. Число Рейнольдса для воздуха:

– в ветвях:

= 159656, 4;

159656, 4; 222734, 9; 237583, 9;

– в сборном трубопроводе на участках аб, бв, вг, гд:

=159656, 4;

221745; 302206, 7; 405589, 6.

9. Коэффициент сопротивления трения воздуха на прямолинейных участках:

– в ветвях:

= =0, 021;

l ₂ =0, 021; l ₃ =0, 019; l ₄ =0, 019;

– в сборном трубопроводе на участках аб, бв, вг, гд:

= =0, 021;

l_бв =0, 019; l_вг =0, 017; l_гд =0, 017;

10. Динамическое давление воздуха:

– в ветвях, Па:

=217, 3; 217, 3; 258, 1: 293, 7

– в сборном трубопроводе на участках аб, бв, вг, гд, Па:

= 217, 3; 202, 2; 194, 6; 279, 5.

11. Потери давления на трение воздуха на прямых участках:

– в ветвях, Па:

= 125, 2;

125, 2; 161, 2; 147, 3;

– в сборном трубопроводе на участках аб, бв, вг, гд, Па:

= 125, 2;

95, 3; 6, 8; 61, 5.

12. Потери давления в отсосах ветвей, Па:

= 207, 9;

207, 9; 269, 4; 324, 9.

13. Потери давления в отводах. Для аспирационной системы, когда расходная концентрация аэросмеси m £ 0, 2 кг/кг значения коэффициентов местного сопротивления отводов принимаются по табл. 3 при R/d = 2, где R – радиус поворота осевой линии отвода; d – диаметр трубопровода.

Потери давления в отводах, Па:

– для ветвей:

= 32, 6;

32, 6; 77, 4; 44, 1;

– в сборном трубопроводе на участках аб, бв, вг, гд, Па:

= 32, 6;

26, 3; 0; 83, 8.

14. Потери давления в тройниках (в точках врезки). Значения коэффициентов местного сопротивления тройников принимаются по табл. 21.

Таблица 21

Коэффициенты местного сопротивления x_тр

штанообразных тройников

Потери давления в тройниках при угле врезки 30° и x_тр =0, 28, Па:

= 0;

56, 6; 54, 5; 78, 3.

15. Полная потеря давления:

– в ветвях, Па:

=

= 467, 3;

467, 3; 642, 7; 681, 9;

– в сборном трубопроводе в конце участков аб, бв, вг, гд, Па:

467, 3;

=

= 600, 4;

607, 9; 770, 2.

Примечание. За ветвь с номером 1 следует принять ту из первых двух, для которой потеря давления Dр_в будет максимальной.

16. Потери давления в точках вреза для соответствующих ветвей и участков сборного трубопровода должны быть одинаковы ( ; ; ). Находим погрешность в потерях давления в точках вреза ветвей в сборный трубопровод

= 0%;

7, 3 %; 10, 9 % (в ветвях 3 и 4 потери давления больше, чем в точках врезки).

Погрешность не должна превышать 5%.

Для каждой точки вреза надо добиться указанного соотношения. Для уменьшения потери давления в ветви можно несколько увеличить объем отсасываемого воздуха (до 2%) и увеличить диаметр трубопровода. При этом надо следить, чтобы уточненная скорость воздуха не стала бы меньше минимального допускаемого значения. Для увеличения потери давления в ветви можно уменьшить диаметр трубопровода или поставить диафрагму.

Увеличим в отсосах 3 и 4 расход воздуха до 1650 м³/ч и, выполнив перерасчет, получим потери давления при d ₃ =0, 18 м и d ₄ =0, 18 м; 195 Па; 195 Па:

– в ветвях, Па:

467, 3; 467, 3; 540, 5; 561, 5;

– в сборном трубопроводе в конце участков аб, бв, вг, гд, Па:

467, 3; 600, 4; 608, 6; 783, 7.

Получим погрешности 0 %; -11, 1 %; - 8, 4 %.

Сейчас в ветвях 3 и 4 потери давления стали меньше, чем в точках врезки. Для выравнивания давлений в ветвях 3 и 4 поставим диафрагмы.

17. Диаметр одинарной диафрагмы d_1D, м:

=

= 0, 159; 0, 162 м.