Подбор и расчет технологического оборудования

6.4.1 Подбор и расчет технологического оборудования

сети №2 вентсистемы цеха литья из пластмасс

Участок АБ

По расходу воздуха Q, скорости воздушного потока V, по номограмме [ , стр.322], определяем диаметр воздухопровода Д:

Q = 2450 м³/ч

V_рек = V_факт = 9 м/с

Д_рек = 200 мм

Д_факт = 320 мм

1 Длина конфузора L_к:

L_к = ( b – Д) / (2 tg a/2), мм

где: b - наибольший длина стороны конфузора, мм;

Д – фактический диаметр воздухопровода, мм;

a - угол раскрытия конфузора; принимаем a = 60⁰

L_к = ( 500 – 320) / (2 tg 60/2) = 221,7 мм

2 Длина отвода 1 – L_о1:

3,14 х 90 х 2 х 320

L_о = -------------------------- = 1004,8 мм

180⁰

3 Длина отвода №2 – L_о2: a = 90⁰

L_о2 = L_о1, т.к. a₁ =a₂ = 90⁰

L_о2 = 1004,8 мм

4 Общая длина участка АБ – L_АБ:

L_АБ = L_к + 790 + L_о1 + 2900 + L_о2 + 700 =

221,7 + 790 + 1004,8 + 2900 + 1004,8 + 700 = 6621,3 мм = 6,6 м

5 Сопротивление участка - x_АБ:

x_АБ = x_к + x_о1 + x_о2 + x_Тп

а) x_к:  L_к/Д = 221,7 / 320 = 0,69 » 0,6 по [ , стр. 332]: x_к = 0,12

б) x_о1: a₁ = 90⁰ R_к = 2Д, то по [ , стр.329]: x_о1 = 0,15

в) x_о2: a₂ = 90⁰ R_к = 2Д, то по [ , стр.329]: x_о2 = 0,15

г) x_Тп: V_Бб / V_АБ = 9,4 / 9 » 1 Д_АБ / Д_Бб = 320 / 280 » 1, по [ , стр.330]:

x_Тп=0,45

x_АБ = 0,12 + 0,15 + 0,15 + 0,45 = 0,87

6 Потери давления на участке АБ – Н_АБ:

Н_АБ = L_АБ х R + x_АБ х Н_доп, Па

где: R и Н_доп – находятся по номограмме: R = 2,235 Па/м

Н_доп = 49,6 Па

Н_АБ = 6,6 х 2,235 + 0,87 х 49,6 = 57,9 Па

Участок Бб

Q = 1800 м³/ч, по номограмме:

V_рек = V_факт = 9 м/с

Д_рек = 200 мм Д_факт = 280 мм

1 Длина конфузора L_к:

 L_к = ( 500 – 280) / (2 tg 60/2) = 256,5 мм

2 Длина отвода 1 – L_о1: a = 90⁰

3,14 х 90 х 2 х 280

L_о1 = -------------------------- = 879,2 мм

180⁰

3 Длина отвода №2 – L_о2: a = 60⁰

 3,14 х 60 х 2 х 250

 L_о2 = -------------------------- = 586,13 мм

180⁰

4 Общая длина участка Бб – L_Бб:

L_Бб = L_к + 1150 + L_о1 + 2700 + L_о2 =

256,5 + 1150 + 879,2 + 2700 + 586,13 = 5571,83 мм = 5,6 м

5 Сопротивление участка - x_Бб:

x_Бб = x_к + x_о1 + x_о2 + x_Тб

а) x_к:  L_к/Д = 256,5 / 280 = 0,9 » 1 по [ , стр. 332]: x_к = 0,11

б) x_о1: a₁ = 90⁰ R_к = 2Д, то по [ , стр.329]: x_о1 = 0,15

в) x_о2: a₂ = 60⁰ R_к = 2Д, то по [ , стр.329]: x_о2 = 0,12

г) x_Тб: V_Бб / V_АБ = 9,4 / 9 » 1 Д_АБ / Д_Бб = 320 / 280 » 1, по [ , стр.330]:

x_Тб=0,15

x_Бб = 0,11 + 0,15 + 0,12 + 0,15 = 0,53

6 Потери давления на участке Бб – Н_Бб:

Н_Бб = L_Бб х R + x_Бб х Н_доп, Па

где: R и Н_доп – находятся по номограмме: R = 3,04 Па/м

Н_доп = 54,24 Па

Н_Бб = 5,6 х 3,04 + 0,53 х 54,24 = 45,77 Па

Участок БВ

Q = 2450 + 1800 = 4250 м³/ч

V_рек = 9,5 м/с  V_факт = 9,7 м/с

Д_рек = Д_факт = 400 мм

 

1 Общая длина участка БВ – L_БВ:

L_БВ = 6600 мм = 6,6 м

2 Сопротивление участка - x_БВ:

x_БВ = x_Тп

а) x_Тп: V_Вв / V_БВ = 9 / 9,7 = 0,92 » 1

Д_БВ / Д_Бб = 400 / 320 = 1,25 , по [ , стр.330]: x_Тп = 0,37

x_БВ = 0,37

3 Потери давления на участке БВ – Н_БВ:

Н_БВ = L_БВ х R + x_БВ х Н_доп, Па

где: R и Н_доп – находятся по номограмме: R = 2,49 Па/м

Н_доп = 57,72 Па

Н_БВ = 6,6 х 2,49 + 0,37 х 57,72 = 34,56 Па

Участок Вв

Q = 2450 м³/ч, по номограмме:

V_рек = V_факт = 9 м/с

Д_рек = 200 мм Д_факт = 320 мм

1 Длина конфузора L_к:

 L_к = ( 500 – 320) / (2 tg 60/2) = 221,7 мм

2 Длина отвода 1 – L_о1: a = 90⁰

3,14 х 90 х 2 х 320

L_о1 = -------------------------- = 1004,8 мм

180⁰

3 Длина отвода №2 – L_о2: a = 60⁰

3,14 х 60 х 2 х 320

 L_о2 = -------------------------- = 669,8 мм

180⁰

4 Общая длина участка Вв – L_Вв:

L_Вв = L_к + 560 + L_о1 + 2700 + L_о2 =

221,7 + 560 + 1004,8 + 2700 + 669,8 = 5156,3 мм = 5,2 м

5 Сопротивление участка - x_Вв:

x_Вв = x_к + x_о1 + x_о2 + x_Тб

а) x_к:  L_к/Д = 221,7 / 320 = 0,69 » 0,6 по [ , стр. 332]: x_к = 0,12

б) x_о1: a₁ = 90⁰ R_к = 2Д, то по [ , стр.329]: x_о1 = 0,15

в) x_о2: a₂ = 60⁰ R_к = 2Д, то по [ , стр.329]: x_о2 = 0,12

г) x_Тб: V_Вв / V_БВ = 9 / 9,7 = 0,92 Д_БВ / Д_Вв = 400 / 320 » 1,25 , по [ , стр.330]:

 x_Тб= -0,05

x_Вв = 0,12 + 0,15 + 0,12 – 0,05 = 0,34

6 Потери давления на участке Вв – Н_Вв:

Н_Вв = L_Вв х R + x_Вв х Н_доп, Па

где: R и Н_доп – находятся по номограмме: R = 2,235 Па/м

Н_доп = 49,6 Па

Н_Вв = 5,2 х ,235 + 0,34 х 49,6 = 28,49 Па

Участок ВГ

Q = 4250 + 2450 = 6700 м³/ч

V_рек = 10 м/с V_факт = 9,8 м/с

Д_рек = Д_факт = 500 мм

1 Общая длина участка ВГ – L_ВГ:

L_ВГ = 3250 мм = 3,25 м

2 Сопротивление участка - x_ВГ:

x_ВГ = x_Тп

а) x_Тп: V_Гг / V_ВГ = 9 / 9,8 = 0,92

Д_ВГ / Д_Гг = 500 / 320 = 1,56, по [ , стр.330]: x_Тп=0,27

x_ВГ = 0,27

3 Потери давления на участке ВГ – Н_ВГ:

Н_ВГ = L_ВГ х R + x_ВГ х Н_доп, Па

где: R и Н_доп – находятся по номограмме: R = 1,736 Па/м

Н_доп = 58,88 Па

Н_ВГ = 3,25 х 1,736 + 0,27 х 58,88 = 21,54 Па

Участок Гг

Q = 2450 м³/ч, по номограмме:

V_рек = V_факт = 9 м/с

Д_рек = 200 мм Д_факт = 320 мм

1 Длина конфузора L_к:

 L_к = ( 500 – 320) / (2 tg 60/2) = 221,7 мм

2 Длина отвода 1 – L_о1: a = 90⁰

3,14 х 90 х 2 х 320

L_о1 = -------------------------- = 1004,8 мм

180⁰

3 Длина отвода №2 – L_о2: a = 60⁰

3,14 х 60 х 2 х 320

 L_о2 = -------------------------- = 669,8 мм

180⁰

4 Общая длина участка Гг – L_Гг:

L_Гг = L_к + 390 + L_о1 + 2800 + L_о2 =

221,7 + 390 + 1004,8 + 2800 + 669,8 = 5086,3 мм = 5,1 м

5 Сопротивление участка - x_Гг:

x_Гг = x_к + x_о1 + x_о2 + x_Тб

а) x_к:  L_к/Д = 221,7 / 320 = 0,69 » 0,6 по [ , стр. 332]: x_к = 0,12

б) x_о1: a₁ = 90⁰ R_к = 2Д, то по [ , стр.329]: x_о1 = 0,15

в) x_о2: a₂ = 60⁰ R_к = 2Д, то по [ , стр.329]: x_о2 = 0,12

г) x_Тб: V_Гг / V_ВГ = 9 / 9,8 = 0,92 Д_ВГ / Д_Гг = 500 / 320 = 1,56 , по [ , стр.330]:

x_Тб= -0,1

x_Гг = 0,12 + 0,15 + 0,12 –0,1 = 0,29

6 Потери давления на участке Гг – Н_Гг:

Н_Гг = L_Гг х R + x_Гг х Н_доп, Па

где: R и Н_доп – находятся по номограмме: R = 2,34 Па/м

Н_доп = 49,6 Па

Н_Гг = 5,1 х 2,34 + 0,29 х 49,6 = 26,32 Па

Участок ГД

Q = 6700 + 2450 = 9150 м³/ч

V_рек = 10,5 м/с V_факт = 10,5 м/с

Д_рек = Д_факт = 540 мм

1 Общая длина участка ГД – L_ГД:

L_ГД = 3400 мм = 3,4 м

2 Сопротивление участка - x_ГД:

x_ГД = x_Тп

а) x_Тп: V_Дд / V_ГД = 9,4 / 10,5 = 0,89

Д_ГД / Д_Дд = 540 / 280 = 1,93, по [ , стр.330]: x_Тп=0,13

x_ГД = 0,13

3 Потери давления на участке ГД – Н_ГД:

Н_ГД = L_ГД х R + x_ГД х Н_доп, Па

где: R и Н_доп – находятся по номограмме: R = 2,03 Па/м

Н_доп = 68,1 Па

Н_ГД = 3,4 х 2,03 + 0,13 х 68,1 = 15,755 Па

Участок Дд

Q = 1800 м³/ч, по номограмме:

V_рек = 9 м/с V_факт = 9,4 м/с

Д_рек = Д_факт = 280 мм

1 Длина конфузора L_к:

 L_к = ( 500 – 280) / (2 tg 60/2) = 257,6 мм

2 Длина отвода 1 – L_о1: a = 90⁰

3,14 х 90 х 2 х 280

L_о1 = -------------------------- = 879,2 мм

180⁰

3 Длина отвода №2 – L_о2: a = 60⁰

 3,14 х 60 х 2 х 280

 L_о2 = -------------------------- = 586,13 мм

180⁰

4 Общая длина участка Дд – L_Дд:

L_Дд = L_к + 1050 + L_о1 + 2700 + L_о2 =

257,6 + 1050 + 879,2 + 2700 + 586,13 = 5472,93 мм = 5,5 м

5 Сопротивление участка - x_Дд:

x_Дд = x_к + x_о1 + x_о2 + x_Тб

а) x_к:  L_к/Д = 257,6 / 280 = 0,92 » 1 по [ , стр. 332]: x_к = 0,11

б) x_о1: a₁ = 90⁰ R_к = 2Д, то по [ , стр.329]: x_о1 = 0,15

в) x_о2: a₂ = 60⁰ R_к = 2Д, то по [ , стр.329]: x_о2 = 0,12

г) x_Тб: V_Дд / V_ГД = 9,4 / 10,5 = 0,89 Д_ГД / Д_Дд = 540 / 280 = 1,93 , по [ , стр.330]:

 x_Тб= -0,17

x_Дд = 0,11 + 0,15 + 0,12 –0,17 = 0,21

6 Потери давления на участке Дд – Н_Дд:

Н_Дд = L_Дд х R + x_Дд х Н_доп, Па

где: R и Н_доп – находятся по номограмме: R = 3 Па/м

Н_доп = 54,24 Па

Н_Дд = 5,5 х 3 + 0,21 х 54,24 = 27,89 Па

Участок ДЕ

Q = 9150 + 1850 = 10 950 м³/ч

V_рек = V_факт = 11 м/с

Д_факт = 578 мм

1 Длина отвода – L_о: a = 60⁰

3,14 х 60 х 2 х 578

 L_о = -------------------------- = 1209,95 мм

180⁰

2 Общая длина участка ДЕ – L_ДЕ:

L_ДЕ = L_о + 4400 = 1209,95 + 4400 = 5610 мм = 5,61 м

3 Сопротивление участка - x_ДЕ:

x_ДЕ = x_о + x_Тб

а) x_о: a₂ = 60⁰ R_к = 2Д, то по [ , стр.329]: x_о2 = 0,12

б) x_Тб: V_ДЕ / V_Ее = 11 / 9,4 = 1,17

Д_Ее / Д_ДЕ = 280 / 578 = 0,48, по [ , стр.330]: x_Тб = 0,23

x_ДЕ = 0,12 +0,23 = 0,35

4 Потери давления на участке ДЕ – Н_ДЕ:

Н_ДЕ = L_ДЕ х R + x_ДЕ х Н_доп, Па

где: R и Н_доп – находятся по номограмме: R = 2,44 Па/м

Н_доп = 74,1 Па

Н_ДЕ = 5,61 х 2,44 + 0,35 х 74,1 = 39,62 Па

Участок Ее

Q = 1800 м³/ч, по номограмме:

V_рек = V_факт = 9,4 м/с

Д_рек = Д_факт = 280 мм

1 Длина конфузора L_к:

 L_к = ( 500 – 280) / (2 tg 60/2) = 257,6 мм

2 Длина отвода – L_о: a = 90⁰

3,14 х 90 х 2 х 280

L_о = -------------------------- = 879,2 мм

180⁰

3 Общая длина участка Ее – L_Ее:

L_Ее = L_к + 1050 + L_о + 3100 =

257,6 + 1050 + 879,2 + 3100 = 5286,8 мм = 5,3 м

4 Сопротивление участка - x_Ее:

x_Ее = x_к + x_о + x_Тп

а) x_к:  L_к/Д = 257,6 / 280 = 0,92 » 1 по [ , стр. 332]: x_к = 0,11

б) x_о: a = 90⁰ R_к = 2Д, то по [ , стр.329]: x_о1 = 0,15

в) x_Тп: V_ДЕ / V_Ее = 11 / 9,4 = 0,37 Д_Ее / Д_ДЕ = 280 / 578 = 0,48 , по [ , стр.330]:

x_Тп = 0,37

x_Ее = 0,11 + 0,15 + 0,37 = 0,63

6 Потери давления на участке Ее – Н_Ее:

Н_Ее = L_Ее х R + x_Ее х Н_доп, Па

где: R и Н_доп – находятся по номограмме: R = 3 Па/м

Н_доп = 54,24 Па

Н_Ее = 5,3 х 3 + 0,63 х 54,24 = 50,07 Па

Участок ЕЖ

Q = 10 950 + 1800 = 12 750 м³/ч

V_рек = V_факт = 11,5 м/с

Д_факт = 600 мм

1 Длина отвода №1 – L_о1: a = 90⁰

3,14 х 90 х 2 х 600

 L_о1 = -------------------------- = 1884 мм

180⁰

2 Длина отвода №2 – L_о2: a = 90⁰

3,14 х 90 х 2 х 600

 L_о2 = -------------------------- = 1884 мм

180⁰

3 Длина конфузора L_к: т.к. диаметр патрубка больше, чем сечение входной трубы циклона, то длину конфузора зададим теоретически:

 L_к = 100 мм

4 Общая длина участка ЕЖ – L_ЕЖ:

L_ЕЖ = 1000 + L_о1 + 2000 + L_о2 + 700 + L_к =

= 1000 + 1884 + 2000 + 1884 + 700 + 100 = 7658 мм = 7,66 м

3 Сопротивление участка - x_ЕЖ:

x_ЕЖ = x_о1 + x_о2 + x_к

а) x_о1: a₁ = 90⁰ R_к = 2Д, то по [ , стр.329]: x_о1 = 0,15

б) x_о2: a₂ = 90⁰ R_к = 2Д, то по [ , стр.329]: x_о2 = 0,15

в) x_к:  L_к/Д = 100 / 600 = 0,16 по [ , стр. 332]: x_к = 0,18

x_ЕЖ = 0,15 + 0,15 + 0,18 = 0,48

4 Потери давления на участке ЕЖ – Н_ЕЖ:

Н_ЕЖ = L_ЕЖ х R + x_ЕЖ х Н_доп, Па

где: R и Н_доп – находятся по номограмме: R = 2,358 Па/м

Н_доп = 64,65 Па

Н_ЕЖ = 7,66 х 2,358 + 0,48 х 64,65 = 49,09 Па

Расчет циклона

1 Расход воздуха циклона - Q_ц:

По суммарному расходу воздуха определим расход воздуха циклона:

Q_ц = (2450 + 1800 + 2450 + 2450 + 1800 + 1800) х 1,05 = 13 387,5 м³/ч

2 Сопротивление циклона - Н_ц:

Н_ц = 4,0 х (1,2 х 11,5²) / 2 = 317,4 Па

Участок ИК

Q = 13 387,5 м³/ч

V_рек = V_факт = 12 м/с

Д_факт = 600 мм

1 Длина отвода №1 – L_о1: a = 90⁰

3,14 х 90 х 2 х 600

 L_о1 = -------------------------- = 1884 мм

180⁰

2 Длина отвода №2 – L_о2: a = 90⁰

3,14 х 90 х 2 х 600

 L_о2 = -------------------------- = 1884 мм

180⁰

3 Длина отвода №3 – L_о3: a = 90⁰

3,14 х 90 х 2 х 600

 L_о2 = -------------------------- = 1884 мм

180⁰

4 Длина диффузора L_д: расчет ведется по формуле расчета конфузора:

L_д = ( 890 – 600) / (2 tg 60/2) = 252,2 мм

5 Общая длина участка ИК – L_ИК:

L_ИК = 200 + L_о1 + 2500 + L_о2 + 4300 + L_о3 + 500 + L_д =

= 200 + 1884 + 2500 + 1884 + 4300 + 1884 + 500 + 252,2 = 13 404,2 мм = 13,4 м

6 Сопротивление участка - x_ИК:

x_ИК = x_о1 + x_о2 + x_о3 + x_д

а) x_о1: a₁ = 90⁰ R_к = 2Д, то по [ , стр.329]: x_о1 = 0,15

б) x_о2: a₂ = 90⁰ R_к = 2Д, то по [ , стр.329]: x_о2 = 0,15

в) x_о3: a₃ = 90⁰ R_к = 2Д, то по [ , стр.329]: x_о3 = 0,15

г) x_д: F / f = 890 / 600 = 1,48 ≈ 1,5 и a = 45⁰ по [ , стр. 329]: x_к = 0,13

x_ИК = 0,15 + 0,15 + 0,15 + 0,13 = 0,58

7 Потери давления на участке ИК – Н_ИК:

Н_ИК = L_ИК х R + x_ИК х Н_доп, Па

где: R и Н_доп – находятся по номограмме: R = 2,695 Па/м

Н_доп = 88,2 Па

Н_ИК = 13,4 х 2,695 + 0,58 х 88,2 = 87,27 Па

Расчет вентилятора:

1 Суммарные потери давления – Н_вент:

Н_вент = 57,9 + 45,77 + 34,56 + 28,49 + 21,54 + 26,32 + 15,755 + 27,89 + 39,62 + + 50,07 + 49,09 + 317,4 + 87,27 = 801,68 Па

2 По [ , стр.341] выбираем вентилятор по давлению и расходу воздуха с наибольшим кпд – Ц4-70 №5, кпд: η_в = 0,8

3 Определение мощности на валу электродвигателя вентилятора - N_в:

N_в = (13 387,5 х 801,68) / (3600 х 0,8 х 0,98 х 0,985 х 1000) = 3,86 кВт

4 Установочная мощность – N_уст:

N_уст = 1,15 х 3,86 = 4,44 кВт