Задача № 7
Расчет системы воздухораспределения
Задание
Определить объемный расход воздуха, размеры воздухораспределительного канала и потери напора в нем, а также мощность электродвигателя вентилятора в системе воздухораспределения туннеля для размораживания мясных полутуш, если известно, что длина туннеля равна 17 + N м, начальная температура полутуш t нач=-15 0С, конечная температура в центре бедренной части t кон=+1 0С, параметры воздуха: t в=20 0С, jв=90%, высота установки воздухораспределительного канала над уровнем пола составляет x1 = 3,3 + M м, рекомендуемая скорость движения воздуха на высоте x2 = 2,4 + N м составляет wрек =1,5 м/с. Подача воздуха осуществляется через перфорированный воздухораспределительный канал конструкции ЛИОТ с отверстиями щелевидной формы, расположенными в шахматном порядке (рис. 7.1), воздухораспределительный канал имеет прямоугольное сечение, продольная ось канала совпадает с осью конвейера для подвешивания полутуш.
Номер варианта – NM.
Методика выполнения задачи.
Объемный расход приточного воздуха определяем по формуле, учитывающей коэффициент живого сечения,
Vв=Fпан . Кж.с.. wo
где Vв - объемный расход воздуха, м3/с; Fпан - площадь перфорированной панели воздухораспределительного канала, м2; Кж.с - коэффициент живого сечения, относительные единицы; wo - скорость приточного воздуха, м/с.
Площадь Fпан находим из формулы
Fпан = b.lкан
где b, lкан - ширина и длина воздухораспределительного канала, м.
Ширину воздухораспределительного канала рассчитываем с учетом ширины воздушной струи в заданном сечении х:
b = bx – 0,35x
где bx - ширина воздушной струи в заданном сечении х, м (bx = 1 м); х - расстояние от воздухораспределительного канала до уровня размещения бедренных частей полутуш, м {х =х1 – х2 м);
Длину .lкан определяем с учетом длины одной секции .l1с = 2,8 м и количества секций (рис. 7.1, а). Количество секций принимаем таким образом, чтобы длина канала .lкан = lк (lк - рабочая длина конвейера). Исходя из lк принимаем количество секций – z (lкан = 2,8 . z).
Рис. 7.1. К примеру 7: а—конструкция воздухораспределительного канала; б—размещение сопл в канале
Учитывая ширину и длину канала, находим площадь перфорированной панели.
Перфорированные воздухораспределительные каналы конструкции ЛИОТ прямоугольного сечения имеют коэффициент живого сечения Кж.с = 0,046 и Кж.с = 0,092. Задаемся, что Кж.с = 0,046.
Скорость приточного воздуха определяем по эмпирической зависимости
, м/с.
где wср x - средняя скорость движения воздуха в заданном сечении х, м/с (wср x = wрек =1,5 м/с); mр - коэффициент расхода (mр = 0,5); Кстр - коэффициент, учитывающий подачу воздушных струн через перфорированные каналы Кж.с не более 0,2 (Кстр = 1,5).
При известных значениях Fпан, Кж.с и wo рассчитываем объемный расход воздуха.
Рассчитываем размеры воздухораспределительного канала:
;
;
;
,
где dэ нач - эквивалентный диаметр начального сечения воздухораспределительного канала, м; b - ширина канала, м; анач, акон - высота начального и конечного сечений канала, м. (согласно рис. 7.1 b = 600 мм, анач = 460 мм, акон = 100 мм); 
- относительная длина канала; Fнач, Fкон - площадь начального и конечного сечений канала, м2.
Для определения потерь напора в воздухораспределительном канале предварительно рассчитываем коэффициент трения lтр и коэффициент x, учитывающий сопротивление канала:
;
,
где dабс – абсолютная шероховатость стенки канала, м (dабс = 0,0001 м для стального оцинкованного канала); 
- относительная площадь воздуховыпускных отверстий; 
- параметр характеризующий конфигурацию канала.
Параметры и рассчитываются по формулам:
;
,
где Fотв – площадь выпускных отверстий, м2; wнач – скорость движения воздуха на входе в канал, м/с.
Площадь Fотв определяем с учетом коэффициента живого сечения:
При известных значениях Fотв, Fнач, wo и Fкон рассчитываем , wo и .
Затем рассчитываем коэффициенты lтр и x,, а также потери напора в воздухораспреденительном канале:
, Па.
Из практических соображений принимаем, что потери напора в кондиционере, вытяжном и проточном воздуховодах составляют Нк = 300 Па. При этом полный напор, развиваемый вентилятором:
Нп = Нк + Нв;
а мощность электродвигателя вентилятора
кВт,
где Км - коэффициент запаса (Км = 1,1); hобщ - общий КПД вентилятора (hобщ = 0,7).