Расчет универсальной коллекторной пневмотранспортной установки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Выбор пылеулавливающего сооружения (циклона)

1.1 Определение начальной запыленности воздуха

1.2 Определение допустимого значения запыленности

1.3 Определение фактической запыленности

1.4 Определение скорости воздушного потока во входном патрубке циклона

1.5 Определение коэффициента местного сопротивления циклона

1.6 Определение потери давления в циклоне

2. Расчет сборного трубопровода и потерь давления в установке

2.1 Расчет сборного трубопровода

2.2 Потери давления в сборном трубопроводе

2.3 Потери давления в коллекторной установке

2.4 Потери давления в установке без циклона

2.5 Определение суммарной потери давления

3. Выбор вентилятора и электродвигателя

3.1 Определение производительности вентилятора

3.2 Определение давления развиваемого вентилятором

3.3 Определение частоты вращения рабочего колеса вентилятора и коэффициента полезного действия

3.4 Мощность электродвигателя

3.5 Тип электродвигателя

Заключение

Список использованных источников

Введение

В деревообрабатывающей промышленности пневматические установки применяются для транспортирования измельченной древесины в виде технологической щепы, стружки и древесных отходов и т.д., образующихся при обработке древесины на деревообрабатывающих станках.

Универсальные пневмотранспортные установки упрощенной конструкции отличаются от обычных тем, что они рассчитаны не на технологический процесс, а на удаление образующихся отходов в пределах производственного участка или всей площади цеха. Данные системы широко применяют на предприятиях, где меняется технология производства и постоянно обновляется парк станков с установкой сложного многопозиционного оборудования с большим числом режущих инструментов. Они имеют ограничения по производительности и преимущества в простоте и компактности решения. В этих установках магистральный трубопровод заменен коллектором (небольшим резервуаром), к которому подключаются ответвления от станков. Статическое давление по сечению коллектора постоянно, поэтому во всех ответвлениях одна и та же разность давлений, т.е. коллекторные установки универсальны и могут обслуживать всю расчетную площадь производственного помещения вне зависимости от расположения станка.

Цеховые стружкоотсасывающие установки выполняют одновременно транспортные и аспирационные (санитарно-гигиенические) функции.

Расчет универсальной коллекторной пневмотранспортной установки включает в себя расчет сборного трубопровода, подбор вентилятора, электродвигателя, циклона, и требует следующих исходных данных.

Исходными данными для выполнения контрольной работы являются данные, полученные в результате расчета коллекторной установки, установленной в мебельном цехе. Задача студента на данном этапе - произвести необходимые расчеты для подбора силового оборудования пневмотранспортной системы, такого как, циклон, вентилятор, электродвигатель вентилятора. Методика расчета изложена в разделах 3-5[2]. Исходные данные приведены в таблице 1.1.

1. Выбор пылеулавливающего сооружения (циклона)

1.1 Исходные данные для выполнения

Исходными данными для выполнения контрольной работы являются данные, полученные в результате расчета коллекторной установки, установленной в мебельном цехе.

Таблица 1 - Исходные данные

Суммарный объем расхода воздуха м3/ч	Перепад давления в коллекторной установке Нуз, Па	Суммарный мгновенный выход пыли , кг/ч	Коэффициент местного сопротивления разгрузочной горловины коллектора овых	Длина сборного трубопровода , м	Количество и угол отводов n-б	Суммарный мнгновенный выход отходов Мо, кг/ч
4895	1820	35	0,18	12	2-900	350

1.2 Определение начальной запыленности воздуха

Определим начальную запыленность воздуха, поступающего в циклон на очистку С1, мг/м3 по формуле

,

коллекторная пневмотранспортная установка

где УМп i - суммарный выход пыли со станков, кг/ч;

УQi - суммарный уточненный расход воздуха, отираемый через приемники станков, м3/с;

К1 - коэффициент, учитывающий подсос воздуха (К1 =1,07).

Подставляем значения в формулу (1.1), получаем

1.3 Определение допустимого значения запыленности

Определяем допустимое значение запыленности выброса после очистки [С2], мг/м3.

При выполнении данной контрольной работы величину принимаем, руководствуясь регламентациями СНиП при L до 15000 м3/ч

.

При L >15000 м3/ч

.

Проверяя неравенство, получаем

Коэффициент k при ПДК рабочей зоны для древесной пыли 6 мг/м3 принимается равным 0,8.

1.4 Определение фактической запыленности

Значение фактической запыленности С2 можно определить по формуле

,

где С1 - начальная запыленность воздуха, мг/м3;

е - относительный выброс, %, определяется по формуле

Относительный выброс зависит от циклона и его модификации и определяется по формуле

,

где з - эффективность пылеулавливания циклоне.

Подставляя наши значения, получаем

Выбираем циклон, в котором удовлетворяется требование очистки воздуха, т.е.

92,8?112,3

Выбираем установку циклона типа К, который имеет коэффициент местного сопротивления оц =5,0.

1.5 Определение скорости воздушного потока во входном патрубке циклона

Определяют скорость воздушного потока м/с во входном патрубке циклона по формуле:

где - коэффициент, учитывающий подсос воздуха (=1,07);

- площадь входного патрубка, м2.

Желательно, чтобы скорость воздушного потока во входном патрубке находилась в пределах от 13 до 19 м/с.

Подставляем значения в формулу и получаем:

1.6 Определение потери давления в циклоне

Определяют потери давления в циклоне , Па, по формуле

где - скорость воздуха во входном патрубке циклона, м/с;

- Принимаем коэффициент местного сопротивления циклона равный 5,0

- плотность воздуха (при t = 20є С, плотность воздуха с = 1,2 кг/м3).

Подставляем значения в формулу и получаем:

2. Расчет сборного трубопровода и потерь давления в установке

2.1 Расчет сборного трубопровода

Диаметр сборного трубопровода dсб,м, определяют по формуле

где - скорость воздуха в сборной трубе, м/с.

Подставляем значения в формулу и получаем:

2.2 Потери давления в сборном трубопроводе

Потери давления в сборном трубопроводе без учета потерь давления в циклоне , Па, определяют по формуле

где - коэффициент местного сопротивления разгрузочной горловины коллектора;

- плотность воздуха, в пневмотранспортных системах принимается равной 1,2 кг/м3;

- сумма коэффициентов местных сопротивлений по длине трассы сборного трубопровода;

- коэффициент увеличения потерь давления за счет наличия материала в воздушном потоке (для аспирационных установок

Расходная массовая концентрация смеси м, определяется по следующей зависимости:

где - суммарный моментальный выход отходов из деревообрабатывающих станков, входящих в узел, кг/ч.

Подставляем значения в формулу и получаем:

Коэффициент местного сопротивления отводов при п=2 и б=900 равен 0,09 (табл.1.3 [2], .

Принимаем следующие значения коэффициенты в сборном трубопроводе по справочным данным:

- коэффициент сопротивления приемника;

- коэффициент местных сопротивлений тройника при слиянии потоков в прямом направлении;

- коэффициент местного сопротивления перехода от трубопровода ответвления к патрубку коллектора;

- коэффициент местного сопротивления при входе воздушного потока в коллектор;

- из табл. В1[2];

ж_вых - 0,18

Получаем

.

- из табл. В1[2].

.

2.3 Потери давления в коллекторной установке

Потеря давления в коллекторной установке без учета потерь давления в циклоне , Па, определяем по формуле

Подставляем значения в формулу и получаем:

2.4 Потери давления в установке без циклона

Потери давления в установке без циклона , Па, с учетом коэффициента подсоса воздуха составляет

Подставляем значения в формулу и получаем:

2.5 Определение суммарной потери давления

Суммарные потери давления в коллекторной установке составят



Подставляем значения в формулу и получаем:

3. Выбор вентилятора и электродвигателя

3.1 Определение производительности вентилятора

Производительность вентилятора , м3/с, определяют по формуле

где - коэффициент подсоса воздуха (

- суммарный расчетный расход воздуха, м3/с.

Подставляем значения в формулу и получаем:

3.2 Определение давления развиваемого вентилятором

Давление, которое должен развивать вентилятор , Па, определяется по формуле

Подставляем значения в формулу и получаем:

3.3 Определение частоты вращения рабочего колеса вентилятора и коэффициента полезного действия

Используя аэродинамические характеристики вентиляторов путем наложения значений Qв и Нв, находим рабочие точки, которые указывают на значение частоты вращения рабочего колеса вентилятора (об/мин.) и коэффициента полезного действия вентилятора.

Выбираем радиальный вентилятор ВЦП 7-40 №5.

Рисунок 3.1 - Аэродинамические характеристики радиального вентилятора ВЦП 7-40 №5 исполнение 5

По рисунку 3.1 находим

- частота вращения рабочего колеса вентилятора;

- коэффициент полезного действия вентилятора.

3.4 Мощность электродвигателя

Требуемую мощность электродвигателя (N), для привода вентилятора в установках, работающих по всасывающее-нагнетательной схеме, определяют по формуле



где - коэффициент запаса мощности на пусковой момент электродвигателя (

- КПД вентилятора;

- КПД передачи (

- КПД подшипников (

Подставляем значения в формулу и получаем:

3.5 Тип электродвигателя

Подбирают тип электродвигателя при условии

Проверяем условие:

Выбираем двигатель типа 4А250 4УЗ

Заключение

В контрольной работе были рассчитаны параметры: трубопровода, приемника, перехода приемника к трубопроводу, отводов, перехода трубопровода к патрубку приемника, коллектора. По результатам расчета подобрали циклон типа К14 с производительность 4200-5400 м3/ч, вентилятор типа В - ЦП7 - 40 - 5 и электродвигатель 4А2504У3 числом оборотов 1480 мощностью 55 кВт.

Список использованных источников

1. Акименко, П.Ф. Конвейеры: учеб. пособие для студентов специальностей 260100, 260200, 170400 всех форм обучения / П. Ф. Акименко, И. С. Корчма, В. В. Силин. - Красноярск: СибГТУ, 2006. - 186 с. Текст: непостредственный.

2. Дмитриев, В.В. Внутризаводской транспорт. Методические указания к выполнению контрольных работ для студентов направления 35.03.02 Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств заочной формы обучения, направления 15.03.02 Технологические машины и оборудование заочной и очно-заочной форм обучения / В.В. Дмитриев, В.А. Корниенко. - Лесосибирск.: Филиал СибГУ. - 2017. - 49 с. Текст: непостредственный.

3. Корниенко, В. Проектирование и расчет пневмотранспортных установок: учебное пособие по проектированию и расчету пневмотранспортных установок методом динамических давлений для студентов специальностей 260200, 170400 всех форм обучения / В. Корниенко, А. Разживин. - Красноярск: СибГТУ, 2006. - 120 с. Текст: непостредственный.

4. Кузнецов, В. С. Пневматический транспорт на деревообрабатывающих предприятиях. Аспирационные установки: учеб. пособие / В. С. Кузнецов. - Братск : БрГТУ, 2004. - 152 с. Текст: непостредственный.

Размещено на Allbest.ru

...