Методика и последовательность аэродинамического расчета

Сушильных камер

Давления воздуха (Н_в), создаваемое вентилятором, для преодоления сопротивления на пути агента сушки, складывается из статического (Н_с_m) и динамического (Н_д) давления.

В камерах с многократной циркуляцией сушильного агента его движения производиться по замкнутому кольцу. В этом случае напор вентилятора будет складываться из сопротивлений отдельных участков этого кольца.

Сопротивления отдельных участков состоит из сопротивления трения о стенки каналов и местных сопротивлений. Сопротивление сети по замкнутому кольцу определяется по формуле:

где H_в–давление воздуха, создаваемое вентилятором, Па;

– плотность агента сушки, кг/м³;

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

K_mp – коэффициент трения о стенки канала зависит от шероховатости

стенок канала;

– коэффициент местного сопротивления, в зависимости от вида

местного сопротивления;

l – длина участка (канала), м;

U – периметр поперечного сечения канала, м;

ƒ – площадь поперечного сечения канала, м²;

Последовательность аэродинамического расчета:

1. Составить схему циркуляции агента сушки в камере с указанием ее размеров и номеров участков сопротивлений по замкнутому кольцу.

2. Подсчитать сопротивление участков кольца циркуляции агента сушки.

3. Выбрать вентилятор, определить его мощность и частоту вращения ротора.

4. Определить мощность и выбрать электродвигатель для привода вентилятора.

5. Рассчитать сечения приточно-вытяжных каналов.

Составление схемы циркуляции агента сушки в камере

В сушильных камерах периодичного действия циркуляция сушильного

агента осуществляется по вертикально-замкнутому кольцу.

Схема циркуляции сушильного агента представлена на рисунке 4.

К местным сопротивлениям потока агента сушки относятся сопротивление вентилятора, калорифера, прямых каналов, поворотов, входа в штабель и выхода его из штабеля. Для подсчета сопротивлений на схеме циркуляции агента сушки участки местных сопротивлений обозначаются цифрами. Симметричные участки в расчетах объединяются.

Рисунок 4 – Схема циркуляции агента сушки в камере СП-2КП

Таблица 6 – Участки вертикально – замкнутого кольца циркуляции

агента сушки в камере СП-2КП

Номер участка	Наименование участка
	Вентилятор
	Калорифер пластинчатый
	Прямой канал
4, 18	Поворот под углом 135˚
5, 17	Прямой канал
6, 16	Поворот под углом 90˚
7, 12	Вход в штабель
8, 9, 13, 14	Штабель
10, 15	Выход из штабеля
	Калорифер из ребристых труб

Расчет аэродинамического сопротивления циркуляционной сети

Сушильной камеры

3.3.1 Сопротивление трения на прямых каналах

Сопротивление трения на прямых каналах определяется по формуле:

где ρ = 0,848− плотность агента сушки на расчетной ступени, кг/м

ω_пр.к− скорость циркуляции агента сушки на прямом канале, м/с

K_тр− коэффициент трения на прямом канале, 0,016 – для металлических

каналов, 0,16 – для деревянных нестроганых поверхностей.

l – длина прямого канала, м; l = 9; 3,45 м

φ_пр.к− периметр сечения прямого канала, м

ƒ_пр.к− площадь прямого канала, перпендикулярная потоку агента

сушки, м²

где V_с = 77,22 м³/с − количество воздуха циркулирующего в камере, м²/с.

Участок № 3

Участок № 5, 17

3.3.2 Сопротивление при изменении направления движения

агента сушки (поворотов)

Местное сопротивление поворота определяется по формуле

где ω_пов– скорость циркуляции сушильного агента на повороте, м/с.

– коэффициент местного сопротивления, зависящий от величины

угла поворота.

Скорость циркуляции воздуха на поворотах принимается равной скорости в канале между стенкой камеры и штабелем.

Поворот на 135°: = 3,846 м/с

Поворот на 90°: = 3,846 м/с

3.3.3 Сопротивление при резком изменении сечения канала, входа в

штабель (внезапное сужение)

Сопротивление входа в штабель определяется по формуле:

где ω_шт= 3 м/с – скорость циркуляции по штабелю;

ξ =0,198 – коэффициент сопротивления для внезапного сужения находится по отношению

3.3.4 Сопротивление штабелей

Сопротивление штабелей определяется по формуле:

где ω_шт= 3 м/с - скорость циркуляции по штабелю;

= 2,77 – коэффициент местного сопротивления одного ряда

штабелей.

3.3.5 Сопротивление внезапного расширения (выхода из штабеля)

потоков воздуха

Сопротивление внезапного расширения (выхода из штабеля) определяется по формуле:

где ξ_шт= 0,316 – коэффициент внезапного расширения.

3.3.6 Сопротивление перегородок осевых вентиляторов

Сопротивление вентиляторов определяется по формуле:

где ω_в– скорость воздуха при проходе через вентилятор, м/с;

= 2,5 – коэффициент местного сопротивления перегородок, в которых

монтируется вентилятор.

где – площадь вентиляторов м², равна:

где D – диаметр колеса вентилятора принимается ориентировочно прини-

мается равным 1 м и уточняется в последующем;

n_в = 9 шт. – число вентиляторов, установленных в камере.

3.3.7 Сопротивление калориферов

Сопротивление одного ряда калориферов из чугунных ребристых труб (Δh_р.тр.) определяется в зависимости от способа их размещения и приведенной (ω₀) скорости воздуха, которая принимается из теплового расчета по рис. 22[1]. Общее сопротивление калориферов равно сопротивлению одного ряда, умноженному на количество рядов.

Сопротивление одного ряда пластинчатых калориферов типа КФС определяется по таблице 31[1], в зависимости от номера калорифера и весовой скорости, принятой из теплового расчета. Общее сопротивление калориферов равно сопротивлению одного ряда на количество рядов.

Таблица 7 – Сопротивление участков кольца циркуляции агента сушки

Номер участка	Наименование участка	Плотность агента сушки 𝜌, кг/м³	Скорость агента сушки на участке , м/с	Коэффициент местного сопротивления ξ	Аэродинамическоесопротивление на участке Δh, Па
	Вентилятор	0,848	10,93	2,5	126,633
	Калорифер пластинчатый	0,848	11,404	-	88,9
	Прямой канал	0,848	1,923	-	0,062
4, 18	Поворот под углом 135˚	0,848	3,846	0,25	1,568х2
5, 17	Прямой канал	0,848	3,846	-	1,817х2
6, 16	Поворот под углом 90˚	0,848	3,846	1,1	6,899х2
7, 12	Внезапное сужение	0,848		0,198	0,756х2
8, 9, 13, 14	Штабель	0,848		2,77	10,57х4
10, 15	Внезапное расширение	0,848		0,316	1,206х2
	Калорифер из ребристых труб	0,848	1,5	-	2,5
Итого					284,867

Напор (давление) вентилятора, соответствующий аэродинамическому сопротивлению циркуляционной сети, складывается из сопротивлений отдельных ее участвов