Расчет сопротивлений на пути движения газов Выбор тягодутьевых средств (стр. 2 из 5)

Скорость воздуха в трубопроводе задана:

Площадь поперечного сечения воздухопровода составит:

При этом диаметр трубопровода будет равен:

В соответствии с ГОСТ 10704-91, выбираем диаметр трубы: d = 0,3556 м с толщиной стенки 9 мм. При этом внутренний диаметр будет:

Диаметр основного трубопровода (от точки А до точки Л) d₁ будет один и тот же, поскольку на этом участке подаётся полный расход воздуха V_в.

Вычислим площадь поперечного сечения трубопровода на участке А–Л:

Следовательно, скорость

будет равна:

Далее рассчитываем площадь трубопровода после разветвления в точке Л:

Тогда диаметр будет равен:

По ГОСТ 10704-91 ближайший наружный диаметр трубы равен

при толщине стенки 4 мм. Тогда внутренний диаметр трубы на участке Л–Т составит:

Тогда площадь поперечного сечения в соответствии с выбранным диаметром будет равна:

Скорость воздуха на участке Л–Н будет равна:

На печи установлено 12 горелок (по 6 с каждой стороны), поэтому на каждую горелку подается расход воздуха:

Отсюда скорость воздуха в этом трубопроводе в точке Т будет равна:

а средняя скорость воздуха на участке М–Т составит:

Рассчитываем площадь трубопровода и скорость воздуха на ответвлении к последней горелке на участке Т–Ф:

Тогда диаметр будет равен:

Выбираем по ГОСТ 10704-91 наружный диаметр

при толщине стенки 2,5 мм. При этом внутренний диаметр трубы составит:

В соответствии с выбранным диаметром площадь сечения трубы будет равна:

а скорость составит:

Полученные результаты расчетов представлены в Таблице 2.

Таблица 2.

Результаты расчета диаметров труб и скорости движения газа в трубах

	Рекуператор
, мм	337,6	54,5	337,6	236,5	97
, мм	355,6	63,5	355,6	244,5	102
, м/с	8,94	8,17	8,94	9,11	9,02

Общая величина потерь давления воздуха складывается из потерь на трение и на местных сопротивлений на отдельных участках воздушного пути.

2.2 Потери давления на трение

Рассчитываем коэффициент трения

для металлических шероховатых трубопроводов через число Рейнольдса:

где d_э– диаметр основного трубопровода, м; n - кинематическая вязкость воздуха.

Для 20° С n = 15×10^-6

/c;

для 185° С n = 21,83×10^-6

/c;

для 350° С n = 51,8×10^-6

/c.

(1+βt)

Если Re <

, то находим l по формуле Блазиуса:

l = 0,316∙

;

если Re >

, то находим l по формуле Никурадзе:

l = 0,0032 + 0,221∙

Расчет на каждом участке представлен таблице 3.

Таблица 3. Расчет потери давления на трение

t, ̊С	W₀, м/с	d, м	W_t , м/с	Re	λ	L, м	P, Па
А-Г	20	8,94	0,3376	9,59	215879,5	0,015228	9	22,49778
Д-Ж	185	8,17	0,0545	13,70	34215,56	0,021811	5	144,8393
З-Л	350	8,94	0,3376	20,39	132920,9	0,016693	22	128,1837
Л-М	350	9,11	0,097	20,77	38911,25	0,021253	8	214,4094
М-Т	350	5,31	0,097	12,11	22691,43	0,023714	8	81,35951
Т-Ф	350	9,02	0,2365	20,58	93994,44	0,017848	2,5	22,65343
Сумма Р:								613,94

1) Потери на трение на пути движения воздуха от вентилятора до рекуператора на участке А–Г.

2) На коротком участке диффузора Г–Д потерями на трение пренебрегаем в виду их малости.

3) Потери давления на трение в рекуператоре на участке Д–Е–Ж.

4) Трением на коротком участке конфузора Ж–З пренебрегаем в виду его малости.

Итого сумма потерь давления на трение по всей трассе составит:

2.3 Потери давления на местных сопротивлениях

Потери давления на местных сопротивлениях рассчитываем по формуле:

Значения коэффициентов местных сопротивлений берем в соответствии с данными для каналов и трубопроводов.

Результаты расчета представлены в таблице 4.

Таблица 4. Расчет потери давления на местных сопротивлениях

ξ_м	W, м/с	t, ̊С	ρ(1+βt)	P,Па
А	1,23	8,94	20	1,39	68,17
Б,К	0,40	8,94	20	1,39	22,17*2
В	4,60	8,94	20	1,39	254,93
Г	0,40	8,94	20	1,39	22,17
Д	1,50	8,17	20	1,39	69,46
Е	0,40	8,17	185	2,17	28,95
Ж	1,05	8,17	350	2,95	103,38
З	1,23	8,94	350	2,95	144,94
И	0,32	8,94	350	2,95	37,71
Л	1,00	8,94	350	2,95	117,84
М	0,42	9,11	350	2,95	51,38
Н-С	0,45	5,31	350	2,95	18,74
Т	1,55	9,02	350	2,95	186,11
У	2,70	9,02	350	2,95	324,20
Ф	500
Сумма P:					1972,30

1) Конфузор в точке А: