Выбор вентиляторов. Расчет расхода электроэнергии

Составление аэродинамической схемы камеры

Сушильная камера фирмы «Incoplan» имеет поперечно-вертикальную циркуляцию сушильного агента. Поэтому для составления аэродинамической схемы используем поперечный разрез камеры. Принимаем направление движения сушильного агента по часовой стрелке. На схеме наносим и нумеруем все участки сопротивлений циркуляционного контура за исключением верхнего и боковых циркуляционных каналов рисунок (4.1)

Рисунок 4.1 – Аэродинамическая схема сушильной камеры фирмы Incoplan:

1 – вентиляторы; 2, 4,14,16 – поворот под углом 90˚; 3,15 – калориферы;
5,8,11 – вход в штабель; 6,9,12 – штабель; 7,10,13 – выход из штабеля

Расчет напора вентиляторов

Для каждого участка циркуляционного контура определяем площадь поперечного сечения канала, скорость циркуляции сушильного агента, коэффициент сопротивления и аэродинамическое сопротивление.

Участок 1. Вентиляторы.

По формуле (4.1) определяем количество вентиляторов №8, которое следует установить в сушильной камере. При этом принимаем коэффициент с_в=0,69 м^-1. В результате расчета получаем:

, шт

где m_в – количество вентиляторов, шт;

с_в – коэффициент частоты установки вентиляторов, м^-1;

L_к – длина сушильного пространства камеры, м.

Коэффициент с_в принимают в зависимости от высоты штабелей, в нашем случае с_в = 0,69 [1].

шт.

Принимаем решение на установку в камере m_в = 6 осевых реверсивных вентиляторов № 8. Диаметр рабочего колеса этих вентиляторов составляет D_в = 0,8 м. Рассчитываем площадь поперечного сечения участка (f₁, м²) по формуле (4.2) и скорость циркуляции сушильного агента (ω₁, м/с) по формуле (4.3):

, м²

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

f_i – площадь поперечного сечения канала в плоскости перпендикулярной потоку агента сушки на i-м участке, м².

м²;

м/с.

В соответствии с рекомендациями, изложенными на с. 65, принимаем значение коэффициента местного сопротивления вентиляторов x₁ = 0,80 и по формуле (4.4) рассчитываем величину аэродинамического сопротивления вентиляторов:

где r_ср – средняя плотность сушильного агента в камере, кг/м³;

w_i –скорость циркуляции сушильного агента на i-м участке циркуляционного контура, м/с;

x_i – коэффициент сопротивления i-го участка.

Па.

Участки 2, 4, 14, 16. Поворот под углом 90°.

Для всех четырех участков характерно изменение площади поперечного сечения каналов до и после поворота. Меньшее значение площади во всех случаях составляет:

м².

Равны будут и скорости циркуляции сушильного агента:

м/с.

Для расчета коэффициентов местных сопротивлений участков 2, 4, 14 и 15 (x_i) используем формулу (таблица 1 приложения С):

где x₀ – коэффициент местного сопротивления поворота потока сушильного агента;

С₁ – поправочный коэффициент, учитывающий размеры поперечного сечения канала до поворота;

С₂ – поправочный коэффициент учитывающий наличие (С₂= 0,65) или отсутствие (С₂= 1,00) обтекателей горизонтального экрана.

Коэффициент местного сопротивления поворота потока сушильного агента на 90⁰ согласно таблице 1 приложения С составляет x₀ = 1,15. Определяем коэффициенты местного сопротивления участков 2, 4, 14 и 15. Для этого находим отношение ширины канала к его высоте (a₀/ b₀), а также поправочные коэффициенты С₁, и С₂:

– участок 2

; ; ;

;

– участок 4:

; ; ;

– участок 14:

; ; ;

;

– участок 16:

; ; ;

Для всех поворотов по формуле (4.4) рассчитываем величину аэродинамического сопротивления:

Па;

Па.

Участоки 3,15. Калорифер из биметаллических труб.

Аэродинамическое сопротивление калорифера определяем по таблице 8 приложения Р [2]. При этом принимаем во внимание, что калорифер из труб типа IV с шагом
S_т = 74 мм. Скорость агента сушки в живом сечении калорифера составляет w_ж.с = 9,08 м/с

Па.

Участки 5, 8, 11. Вход в штабель

Участки 7, 10, 13. Выход из штабеля.

Вход в штабель рассматриваем как внезапное сужение потока сушильного агента, а выход – как внезапное расширение. Находим площадь поперечного сечения канала до сужения (после расширения):

м².

Площадь поперечного сечения канала после сужения (до расширения), равную площади живого сечения штабеля, рассчитываем по формуле:

где L_К – длина сушильного пространства камеры, м; Н_Ш– высота штабеля, м;

b_L - коэффициент заполнения камеры по длине;

b_В – коэффициент заполнения штабеля по высоте;

u_Д – количество штабелей, устанавливаемых в камере по длине, шт.

Коэффициент заполнения камеры по длине β_L = 0.845, а коэффициент заполнения штабелей по высоте β_в = 0,45.

Рассчитываем площадь поперечного сечения канала после сужения (до расширения) по формуле 4.6, т.к. f_м=f_ш и отношение площадей f_м / f_б:

м²;

По таблице 2 приложения С [1] определяем коэффициенты сопротивления входа в штабель и выхода из него:

; .

Выполняем расчет скорости циркуляции сушильного агента
на участках и их аэродинамического сопротивления:

м/с;

Па;

Па.

Участки 6, 9, 12. Штабель.

Площадь поперечного сечения каналов на этих участках принимаем равной габаритной площади боковой поверхности штабеля (f_г, м²), т.е.

м².

Соответственно скорость циркуляции сушильного агента на участках 6, 9 и 12 составляет:

м/с.

Коэффициент местного сопротивления штабеля (x_шт) определяем по формуле:

где x₀ – коэффициент сопротивления штабеля шириной В_ш= 1,8 м;

С₃ – поправочный коэффициент, учитывающий ширину штабеля.

По таблице 3 приложения С [1] определяем коэффициент сопротивления штабеля шириной В_ш= 1,8 м и поправочный коэффициент, которые равны: x₀= 11,5; С₃= 0,798. Рассчитываем коэффициент местного сопротивления и аэродинамическое сопротивление штабеля:

;

Па.

Результаты расчетов аэродинамического сопротивления участков циркуляционного контура обобщаем в таблице 4.1

Таблица 4.1 – Аэродинамическое сопротивление участников циркуляционного контура

Наименование участка	Площадь поперечного сечения, м²	Скорость циркуляции, м/с	Коэффициент сопротивления	Аэродинамическое сопротивление, Па
1	2	3	4	5
1. Вентиляторы	3,9	11,22	0,8	52,12
2. Поворот под углом 90˚	4,968	6,8	0,53	12,68
3, 15. Калорифер	1,23	9,15	-	46,78
4. Поворот под углом 90°	4,968	6,8	0,81	19,4
5, 8, 11. Вход в штабель	16,93	1,995	0,118	0,243

Продолжение таблицы 4.1

1	2	3	4	5
6, 9, 12. Штабель	27,324	1,24	9,177	7,3
7, 10, 13. Выход из штабеля	16,93	1,995	0,112	0,231
14. Поворот под углом 90°	4,968	6,8	0,99	23,7
16. Поворот под углом 90°	4,968	6,8	0,53	12,68

По формуле 4.8 рассчитываем полное давление, которое должны обеспечивать вентиляторы:

Па.

Выбор вентиляторов. Расчет расхода электроэнергии

По формуле (4.9) определим производительность одного вентилятора:

где m_в – количество вентиляторов, установленных (устанавливаемых) в сушильной камере, шт.

м³/с м³/ч

Поскольку рабочие характеристики вентиляторов RA 800–8 построены для нормального воздуха плотностью 1,208 кг/м³ (рисунок 2 приложения Т [2]), то полное давление вентиляторов (Н_в, Па), рассчитанное для фактических параметров воздуха по формуле 4.8, пересчитываем на давление при нормальных условиях (характеристический напор – Н_хар, Па) по формуле (4.10):

где ρ- средняя плотность сушильного агента, циркулирующего в камере, кг/м³.

Па.

Оценим возможность установки в модернизируемой камере осевых вентиляторов типа RA 800–8. Для значений характеристического напора – Н_хар= 275,32 Па и производительности одного вентилятора V_в = 20268 м³/ч на рабочей характеристике вентилятора RA 800–8 (рисунок 2 приложения Т [2]) находим точку А₂. Она оказалась в пределах поля, ограниченного кривыми 2 и 3, расположившись очень близко к
прямой 3.

Рассчитываем годовой расход электроэнергии сушильного цеха (Э_г, тыс. кВт · ч/год). При этом используем формулу (4.11):

где N_в – мощность привода одного вентилятора сушильной камеры, кВт;

m_в – количество вентиляторов в сушильной камере, шт.;

m_к – количество сушильных камер, шт;

T_г – годовой фонд рабочего времени вентиляторов, принимается T_г= 8040 ч/год;

k_п – коэффициент, учитывающий потери электроэнергии в сетях, трансформаторах и т.п., а также расход энергии неучтенными потребителями. Принимается k_п =1,04-1,10; k_и - коэффициент использования установленной мощности электродвигателей вентиляторов.

Значение коэффициента k_и зависит от возможности регулировать частоту вращения электродвигателей во время сушки в соответствии с рекомендациями режима. При отсутствии такой возможности принимают k_и= 0,97. Если же вентиляторы оснащены вариаторами частоты вращения и во время сушки происходит регулирование скорости циркуляции сушильного агента, то k_и= 0,60-0,70.

При выполнении расчетов принимаем: k_п= 1,07; k_и= 0,65.

тыс. кВт · ч/год.

Дата добавления: 2021-02-10; просмотров: 59; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!