Определение сопротивлений движению агента сушки на каждом участке

Участок 1. Вентилятор

Сопротивление движению агента сушки на данном участке определяется по формуле

, (3.10)

где ρ – средняя плотность агента сушки, кг/ м³;

υ₁ – скорость циркуляции агента сушки на первом участке, м/с;

ζ_вх – коэффициент местного сопротивления агента сушки на входе в вентилятор.

Найдем плотность ρ, кг/ м³, по формуле (3.1)

кг/ м³.

Принимаем значение коэффициента местного сопротивления ζ_вх = 0,8 по данным

Па.

Участок 2. Прямой канал

Сопротивление движению агента сушки на данном участке определяется по формуле

, (3.11)

где ρ – средняя плотность агента сушки, кг/ м³;

υ – скорость циркуляции агента сушки в канале, м/с;

ξ – коэффициент трения о стенки каналов и воздуховодов;

l – длина участка, м;

f – площадь сечения в плоскости, перпендикулярной потоку агента сушки, м²;

u – периметр канала в плоскости, перпендикулярной потоку агента сушки, м.

Периметр канала находим по формуле на с.68 /1/

(3.12)

где Н – высота канала, м;

L – ширина канала, м.

Так как известно, что ширина канала L = 1,85 м, а высота канала Н = 3 м, то определяем периметр канала, подставляя данные значения в формулу (3.12)

м.

Принимаем коэффициент трения о стенки каналов ξ = 0,03 по рекомендациям на с.58 /1/.

Длина канала по техническим данным l = 1,925 м. Подставляем известные данные в формулу (3.11)

Па.

Участок 3, 19. Поворот под углом 120º

Сопротивление движению агента сушки на данном участке определяется по формуле

, (3.13)

где ρ – средняя плотность агента сушки, кг/ м³;

υ – скорость циркуляции агента сушки в канале, м/с;

ζ_пов – коэффициент местного сопротивления агента сушки при повороте на 120º.

Принимаем значение коэффициента местного сопротивления ζ_пов = 0,55 по данным таблицы 3.6, с.65 /1/. Подставляем известные значения в формулу (3.13)

Па.

Участок 4, 18. Поворот под углом 135º

Сопротивление движению агента сушки на данном участке определяется по формуле (3.11). Принимаем значение коэффициента местного сопротивления ζ_пов = 0,25 по данным таблицы 3.6, с.65 /1/

Па.

Участок 5, 15.Боковой канал

Сопротивление движению агента сушки на данном участке определяется по формуле (3.11). Периметр канала находим по формуле (3.12).

Ширина канала L = 0,75 м, а высота канала Н = 3 м. Определяем периметр канала, подставляя данные значения в формулу (3.12)

м.

Так как с одной стороны канал оштукатуренный и коэффициент местных сопротивлений ξ = 0,03, а с другой стороны – неоштукатуренный и коэффициент местных сопротивлений ξ = 0,04, то принимаем средний коэффициент трения о стенки каналов ξ = 0,035.

Длина канала по техническим данным l = 7,21 м. Подставляем известные данные в формулу (3.11)

Па.

Участок 6, 15. Ребристые трубы

Приведенная скорость агента сушки υ₀, м/с, определяется по формуле (2.52) для скорости воздуха υ₆, м/с, на участках 6, 15

м/с.

Определяем потерю давления Δh_к, Па, для коридорного расположения труб методом интерполирования по таблице 3.11, с.66 /1/. Потеря давления при приведенной скорости агента сушки υ₀ = 6,8 м/с, равна Δh_к = 29,8 Па. Тогда общая потеря давления для двух участков Δh_6,15, Па, определяется по формуле

Δh_6,15 = Δh_к · 2 , (3.14)

где Δh_к – потеря давления, Па.

Подставляем известные значения в формулу (3.14)

Δh_6,15 =29,8 · 2 = 59,6 Па.

Участок 7, 16. Поворот под углом 90º

Сопротивление движению агента сушки на данном участке определяется по формуле (3.11). Принимаем значение коэффициента местного сопротивления ζ_пов = 1,1 по данным таблицы 3.6, с.65 /1/

Па.

Участок 8, 12. Вход в штабель

Сопротивление движению агента сушки на данном участке определяется по формуле

, (3.15)

где ρ – средняя плотность агента сушки, кг/ м³;

υ – скорость циркуляции агента сушки в канале, м/с;

ζ_суж – коэффициент местных потерь для внезапного сужения потока.

Принимаем значение коэффициента местного сопротивления ζ_суж = 0,18 по данным таблицы 3.8, с.66 /1/.Подставляем известные значения в формулу (3.15)

Па.

Участок 9, 13. Штабель

Сопротивление движению агента сушки на данном участке определяется по формуле (3.7), с.67 /1/

, (3.16)

где ρ – средняя плотность агента сушки, кг/ м³;

υ – скорость агента сушки перед штабелем, м/с;

ζ_габ – коэффициент сопротивления штабеля.

Скорость агента сушки перед штабелем υ_габ, м/с, определяется по формуле (3.8), с.67 /1/

, (3.17)

где V_ц – объем циркулирующего агента сушки, м³/с;

F_габ.шт – габаритная боковая площадь штабеля, м².

Подставляем известные значения в формулу (3.17)

м/с.

При толщине прокладок S_пр = 25 мм и толщине S = 22 мм определяем значение коэффициента сопротивления штабеля по таблице 3.10, с.66 /1/. Коэффициент сопротивления штабеля ζ_габ = 10,05. Подставляем известные значения в формулу (3.16)

Па.

Тогда сопротивление участка 9, 13 Δh_9,13, Па, для двух штабелей получаем увеличив Δh_шт

вдвое

Δh_9,13 = 7,23 · 2 = 14,46 Па.

Участок 10, 14. Выход из штабеля

Сопротивление движению агента сушки на данном участке определяется по формуле

, (3.18)

где ρ – средняя плотность агента сушки, кг/ м³;

υ – скорость циркуляции агента сушки в канале, м/с;

ζ_расч – коэффициент местных потерь для внезапного расширения потока.

Принимаем значение коэффициента местного сопротивления ζ_расш = 0,25 по данным таблицы 3.9, с.66 /1/.Подставляем известные значения в формулу (3.18)

Па.

Участок 11. Ребристые трубы

Приведенная скорость агента сушки υ₀, м/с, определяется по формуле (2.52) для скорости воздуха υ₁₁, м/с

м/с.

Определяем потерю давления Δh_к, Па, для коридорного расположения труб методом интерполирования по таблице 3.11, с.66 /1/. Потеря давления при приведенной скорости агента сушки υ₀ =1,21 м/с, равна Δh_к = 1,42 Па. Тогда общая потеря давления для двух участков определяется по формуле (3.14)

Δh₁₁ =1,42 · 2 = 2,84 Па.

Производим расчет сопротивлений h_ст, Па, в виде таблицы 3.3

Таблица 3.3

Подсчет сопротивлений

Номер участка	Наименова-ние участка	Средняя плотность агента сушки ρ, кг/м3	Скорость циркуляции агента сушки υi, м/с		Сопротивление участков Δhi, Па
ζi
	Вентилятор	0,847	9,74	0,80	-	32,14
	Прямой канал	0,847	3,97	-	0,025	0,17
3, 19	Поворот под углом 120º	0,847	3,97	0,55	-	7,34
4, 18	Поворот под углом 135º	0,847	9,78	0,75	-	20,25
5, 17	Боковой канал	0,847	9,78	-	0,210	8,52
6, 15	Ребристые трубы	0,847	10,64	-	-	59,6
7, 16	Поворот под углом 90º	0,847	9,78	1,10	-	89,1
8, 12	Вход в штабель	0,847	2,6	0,18	-	1,03
9, 13	Штабель	0,847	2,6	11,50	-	14,46
10,14	Выход из штабеля	0,847	2,6	0,25	-	1,43
	Ребристые трубы	0,847	1,88	-	-	2,84

Σ Δh_i = 236,88

Находим полный напор вентилятора по формуле (3.6)

Па.

Выбор вентилятора

Вентилятор выбирается по производительности V_в, м³/с, и напору (давлению) Н_в, Па, по формуле (3.31), с.77, /1/

, (3.19)

где V_ц – объем циркулирующего агента сушки, м³/с;

n – число вентиляторов в камере.

В камере СПЛК-2 установлены два осевых реверсивных вентилятора, следовательно n = 2. Подставляем известные значения в формулу (3.19)

м³/с.

Характеристики составлены для так называемого «стандартного воздуха» при температуре t = 20 ºС, относительной влажности φ = 0,5 и плотности ρ = 1,2 кг/ м³. Так как действительная плотность агента сушки ρ отличается от «стандартной» и равна

ρ = 0,847 кг/ м³, то вентилятор подбирается по так называемому характерному (приведенному) напору по формуле (3.32), с.77 /1/

, (3.20)

где Н_в – полный напор вентилятора, Па;

ρ – действительная плотность агента сушки, кг/ м³.

Определяем характерный напор вентилятора, Па, подставляя известные значения в формулу (3.20)

Па.

При выборе вентиляторов по безразмерным характеристикам определяется производительность и безмерного напора Н.

Безразмерная производительность определяется по формуле (3.33), с.77 /1/

, (3.21)

где V_в – производительность вентилятора, м³/с;

D_в – диаметр ротора вентилятора, м;

n_в – частота вращения вентилятора, мин^-1.

Принимаем диаметр ротора вентилятора D_в = 1,2 м, а частоту вращения вентилятора n_в = 1000 мин^-1. Подставляем известные значения в формулу (3.21)

.

Безразмерный напор определяется по формуле (3.34), с.77 /1/

, (3.22)

где Н_хар – характерный напор вентилятора, Па;

D_в – диаметр ротора вентилятора, м;

n_в – частота вращения вентилятора, мин^-1.

Подставляем известные значения в формулу (3.22)

.

По рисунку 3.9, с.79 /1/ принимаем осевой реверсивный вентилятор У-12 № 12,5 с коэффициентом полезного действия η_в = 0,55.