Пример расчета низконапорной системы пневмотранспорта

Дано. В фильтр централизованной аспирационной системы деревообрабатывающего цеха подается поток воздуха Q = 15157 м³/ч и массовый поток стружек и опилок М = 1588 кг/ч, полученных при фрезеровании и пилении. Очищенный в фильтре воздух частично возвращается в цех. Стружки и опилки, собранные в бункере фильтра, системой пневмотранспорта подаются в бункер котельной. Расчетная схема установки приведена на рис. 44.

Выполнить расчет пневмотранспортной установки, если длина воздухозаборного участка l_в = 1, 4 м с одним отводом в 90°, а количество отводов на нагнетательном участке n_отв = 2 с углами поворота по 90° и местными сопротивлениями (при μ = 1, 0 кг/кг Г-ВВ = 0, 61; ВВ-Г = 0, 95). Потеря давления в фильтре, установленном на бункере, =700 Па.

Решение. 1. Задаемся значением расходной массовой концентрации μ = 1, 0 кг/кг.

2. Определяем расход воздуха Q, м³/ч, необходимый для работы системы:

,

где М_д – поток транспортируемых древесных частиц, кг/ч;

r – плотность воздуха по условиям всасывания, r = 1, 2 кг/м³.

= 1323, 3 м³/ч.

3. Находим оптимальную скорость воздуха v_опт, м/с, в транспортном трубопроводе:

,

где – коэффициент опережения воздушного потока (принимается в зависимости от вида частиц по табл. прил. А), ;

r_м – плотность массивной древесины, из которой получены измельченные частицы, кг/м³;

b – эмпирическая величина, зависящая от типа частиц.

= 20, 7 м/с.

4. Рассчитывают диаметр транспортного трубопровода по формуле, м:

= 0, 143 м.

Принимаем диаметр транспортного участка трубы 0, 14 м. Для участка трубы, где перемещается только воздух (от точки забора воздуха до загрузочной воронки), диаметр принимают на один-два калибра больше. Для транспортирования воздуха принимаем трубу диаметром d_в = 0, 16 м.

5. При известной скорости транспортирования материала и диаметре трубопровода уточняем расход воздуха

=1146, 2 м³/ч.

6. Скорость потока на участке для чистого воздуха, м/с:

=15, 85.

7. Число Рейнольдса для воздуха:

для транспортного участка

=194515, 4;

для участка с чистым воздухом

= 170201.

8. Коэффициент сопротивления трения:

для транспортного участка

= 0, 020;

для участка с чистым воздухом

= 0, 020.

9. Динамическое давление воздуха, Па:

для транспортного участка

= 257, 1;

для участка с чистым воздухом

= 150, 7.

10. Находим значение комплексного коэффициента, учитывающего наличие в трубопроводе измельченного материала:

,

где табличное значение К_т приведено ниже в зависимости от вида материала:

= 0, 56.

11. Потери давления на прямых участках трубопровода (горизонтальных и вертикальных вместе), Па:

для транспортного участка

= 2647, 2;

для участка с чистым воздухом

= 66, 7.

12. Потери давления в отводах (на поворотах трассы), Па:

для транспортного участка

,

где x_{о усл} – условный коэффициент гидравлического сопротивле-ния отводов; x_оусл = x_тК_п; табличное значение x_т берут по табл. 3;

=625, 9;

для участка с чистым воздухом

=22, 6.

13. Потери давления в местных сопротивлениях (переключателях потока, задвижках, компенсаторах, тройниках барабанных питателей, в воздухозаборной шахте и др.), Па:

для транспортного участка

;

для участка с чистым воздухом

= 162, 8.

14. Потери давления на разгон материала за питателями, Па:

= 435, 8.

15. Потери давления на подъем материала, Па:

= 69, 9.

16. Потери давления при выгрузке материала Dр_выгр, Па:

при выгрузке материала с помощью:

– циклона Dр_выгр = Dр_ц;

– фильтра Dр_выгр = Dр_ф; Dр_выгр = 700 Па;

– дефлектора Dр_выгр = Р_дин в выходном сечении.

17. Суммарные потери давления, Па:

для транспортного участка

SDр = Dр_трз + Dр_тр + Dр_отв + Dр_мс+ Dр_разг+ Dр_под+ Dр_выгр =

=0+2647, 2+625, 9+0+435, 8+69, 9+700 = 4478, 7 Па;

для участка с чистым воздухом

SDр_в = Dр_трв + Dр_отвв + Dр_мс = 66, 7+22, 6+162, 8 = 252, 1 Па.

18. Общие потери давления в системе, Па:

Dр_о = SDр + SDр_в = 4478, 7+252, 1 = 4730, 8 Па

19. Мощность электродвигателя вентилятора, кВт:

Р = Q_vР_v /(3600× 1000 h_вh_пр),

где h_в, h_пр – КПД вентилятора и его привода; КПД вентилятора находится по его аэродинамической характеристике; КПД привода: для клиноременной передачи h_пр = 0, 95, для муфтовой – h_пр = 0, 98.

= 2, 6 кВт.

20. Выбираем вентилятор по Dр_о = 4730, 8 Па и =1146, 2 м³/ч: вентилятор ВВД-5, частота вращения колеса n = 2680 мин^-1.