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;
ζвх – 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 ζвх = 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;
ζпов – коэффициент местного сопротивления агента сушки при повороте на 120º.
Принимаем значение коэффициента местного сопротивления ζпов = 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 ζпов = 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 Δhк, 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 Δhк = 29,8 Па. Тогда общая потеря давления для двух участков Δh6,15, Па, определяется по формуле
Δh6,15 = Δhк · 2 , (3.14)
где Δhк – потеря давления, Па.
Подставляем известные значения в формулу (3.14)
Δh6,15 =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 ζпов = 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;
ζсуж – коэффициент местных потерь для внезапного сужения потока.
Принимаем значение коэффициента местного сопротивления ζсуж = 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;
ζгаб – коэффициент сопротивления штабеля.
Скорость агента сушки перед штабелем υгаб, м/с, определяется по формуле (3.8), с.67 /1/
, (3.17)
где Vц – объем циркулирующего агента сушки, м3/с;
Fгаб.шт – габаритная боковая площадь штабеля, м2.
Подставляем известные значения в формулу (3.17)
м/с.
При толщине прокладок Sпр = 25 мм и толщине S = 22 мм определяем значение коэффициента сопротивления штабеля по таблице 3.10, с.66 /1/. Коэффициент сопротивления штабеля ζгаб = 10,05. Подставляем известные значения в формулу (3.16)
Па.
Тогда сопротивление участка 9, 13 Δh9,13, Па, для двух штабелей получаем увеличив Δhшт
вдвое
Δh9,13 = 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;
ζрасч – коэффициент местных потерь для внезапного расширения потока.
Принимаем значение коэффициента местного сопротивления ζрасш = 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 Δhк, 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 Δhк = 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 hст, 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 Δhi = 236,88
Находим полный напор вентилятора по формуле (3.6)
Па.
Выбор вентилятора
Вентилятор выбирается по производительности Vв, м3/с, и напору (давлению) Нв, Па, по формуле (3.31), с.77, /1/
, (3.19)
где Vц – 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 Нв – 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 Vв – производительность вентилятора, м3/с;
Dв – диаметр ротора вентилятора, м;
nв – частота вращения вентилятора, мин-1.
Принимаем диаметр ротора вентилятора Dв = 1,2 м, а частоту вращения вентилятора nв = 1000 мин-1. Подставляем известные значения в формулу (3.21)
.
Безразмерный напор определяется по формуле (3.34), с.77 /1/
, (3.22)
где Нхар – характерный напор вентилятора, Па;
Dв – диаметр ротора вентилятора, м;
nв – 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 ηв = 0,55.