И.Т. Глебов
(УГЛТУ, г. Екатеринбург, РФ) GIT5@yandex.ru
МЕТОДРАСЧЕТААСПИРАЦИОННОЙСИСТЕМЫ С РАЗВЕТВЛЕННОЙ СЕТЬЮ
METHOD OF CALCULATION ventilatingOF SYSTEM WITH THE BRANCHED OUT NETWORK
В деревообрабатывающих цехах для аспирации используют два типа централизованных систем: кустовую с малогабаритным коллектором и систему с разветвленной сетью. Первая система легко рассчитывается с использованием компьютерных программ, но отличается большим расходом воздуховодов, которые соединяют все приемники стружки станков с коллектором. В аспирационной системе с разветвленной сетью расход воздуховодов меньше, которые соединяют все приемники стружки станков с магистральной трубой, но выполнение расчетов — трудоемкий процесс.
Методика расчета, изложенная В.Е. Воскресенским [1], сводится к заполнению большой (3 страницы) таблицы. Получение приведенных цифр таблицы не поясняется. Таким образом, понять и выполнить расчет без специальной подготовки невозможно.
Для расчетчиков нужен простой формализованный метод, не требующий больших интеллектуальных затрат. В данной статье предлагается такой метод расчета аспирационной системы с разветвленной сетью, выполняемый в пакете Excel. Поясним методику расчета на примере.
Дано. В деревообрабатывающем цехе установлены станки. Опилки, стружка и пыль удаляются в бункер с рукавным фильтром по ответвлениям и магистральному воздуховоду. Расчетная схема аспирационной системы с разветвленной сетью показана на рис. 1.
Магистральный воздуховод начинается от станка ЦПА-2 и заканчивается в точке входа его в бункер. Он состоит из участков М1 до тройника А; М2 до тройника В; М3 до тройника С; М4 до тройника D и конечного участка М5 до бункера. При входе магистрального воздуховода в бункер скорость воздуха резко падает, и крупные древесные частицы падают на дно бункера, а запыленный воздух попадает в тканевые рукава фильтра, фильтруется и по воздуховоду возвращается обратно в цех.
Определить диаметры ответвлений, магистральных участков, воздуховода для возврата очищенного воздуха в цех, а также потерю давления в системе и мощность электродвигателя вентилятора.
Подготовка исходных данных к расчету. Исходные данные заносятся в табл. 1 [2].
Таблица 1
Исходные данные
Выполнение расчетов. Расчеты выполняются по программе в пакете Excel. Согласно расчетной схеме в Excel формируются несколько колонок (табл. 2): до А; до В; до С; до D и т.д.
Таблица 2
Схема формирования расчетных колонок
В колонки последовательно вводятся исходные данные.
В колонке «До А» по известному алгоритму выполняется расчет расхода воздуха Q, м3/ч, расчетных диаметров воздуховодов dр, м, значения которых округляются в меньшую сторону до стандартных d, м,массовый поток древесных частиц М, кг/ч, полная потеря давления , Па, и диаметр диафрагмы м. В колонке показано только 6 рассчитываемых параметров из 40.
Алгоритм расчета в колонке «До А» является основным и он многократно повторяется в остальных колонках, при расчете конечного участка магистрального воздуховода и при расчете воздуховода для возврата очищенного воздуха в цех. Если для конкретной расчетной схемы колонок не хватает, то колонку «До А» следует скопировать и вставить необходимое количество колонок. Колонку «До А» следует беречь от случайного повреждения алгоритма.
При переходе от колонки к колонке значения Qи , а также массовый поток опилок, стружек, пыли увеличиваются. Например, расход воздуха Q в магистральном участке последующей колонки равен сумме расходов воздуха в магистральном участке и ответвлении, указанных в предыдущей колонке. Массовый поток древесных частиц изменяется по тому же закону, что и поток воздуха. Потеря давления в магистральном участке последующей колонки равна сумме потерь давления на этом участке и потерь давления в магистральном участке, указанной в предыдущей колонке. Эти требования заложены в программу и автоматически отражаются к соответствующей ячейке таблицы.
В точках соединения материаловоздушных потоков участков магистрального воздуховода и ответвления установлены тройники А, В, С, D, и др. Потери давления в этих точках для участка магистрали и соответствующего воздуховода должны быть одинаковы (допускаемая погрешность — не более 5 %). Для увязки давлений в случае недостаточной потери давления в ответвлении используют 3 приема:
— можно увеличить до 5% расход воздуха в ответвлении при неизменном его диаметре, что приведет к увеличению скорости воздуха и увеличению потери давления;
— можно уменьшить диаметр воздуховода ответвления;
— можно поставить в ответвление диафрагму.
Для условий приведенного примера и потери давления в рукавном фильтре 950 Па получено:
— полная потеря давления в аспирационной системе 2864,7 Па;
— напор вентилятора 3151,2 Па;
— расчетная мощность электродвигателя вентилятора 10,2 кВт.
Реализация указанного расчетного метода в программе позволяет упростить расчет, сделать его наглядным и понятным и увеличит производительность проектных работ.
Библиографический список
1. Воскресенский В.Е. Системы пневмотранспорта, пылеулавливания и вентиляции на деревообрабатывающих предприятиях. — СПб.: Политехника, 2008. — 430 с.
2. Глебов И.Т., Рысев В.Е. Аспирационные и транспортные пневмосистемы деревообрабатывающих предприятий. — Екатеринбург: УГЛТУ, 2004. — 180 с.
