АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ
| [5], с. 121–129; [8], с. 192–226; [9], с. 57–82; [10], с. 51–64 |
Целью аэродинамического расчета является выбор типа, номера и количества вентиляторов, определение мощности привода вентиляторов и расчет затрат электроэнергии на сушку пиломатериалов. Аэродинамический расчет выполняют применительно к расчетному материалу. Исходными данными для выполнения расчета являются: конструктивные размеры сушильной камеры; количество и размеры штабелей в камере; параметры и объем циркулирующего агента сушки.
Составление аэродинамической схемы камеры
Аэродинамическую схему получают, выполняя соответствующее сечение сушильной камеры. Для камер с поперечно-вертикальной циркуляцией сушильного агента делают поперечный разрез, с поперечно-горизонтальной циркуляцией – горизонтальный, а при наличии у камер продольной циркуляцией выполняют продольный разрез.
На схеме показывают направление движения агента сушки, обозначают и нумеруют все участки сопротивлений циркуляционного контура. Указывают также геометрические размеры камеры, которыеиспользуют при выполнении аэродинамического расчета.
Составленная аэродинамическая схема должна быть согласована с руководителем проекта.
Расчет напора вентиляторов
Полное давление, развиваемое вентилятором (напор), в сушильных камерах, имеющих замкнутую систему воздуховодов (Н в, Па), равно сумме потерь давления на отдельных участках циркуляционного контура или, что тоже самое, равно сумме аэродинамических сопротивлений отдельных участков
Аэродинамическое сопротивление отдельных участков циркуляционного контура (D hi, Па) рассчитывают по формуле
(4.2)
где rср – средняя плотность сушильного агента в камере, кг/м3; w i –скорость циркуляции сушильного агента на i -м участке циркуляционного контура, м/с; x i – коэффициент сопротивления i -го участка.
Значение средней плотности агента сушки принимают из таблицы 3.1. Скорость его циркуляции (w i, м/с) на каждом из участков определяют по формуле
(4.3)
где V – объем циркулирующего агента сушки, м3/с; fi – площадь поперечного сечения канала в плоскости перпендикулярной потоку агента сушки на i -м участке, м2.
Объем циркулирующего агента сушки был определен в пункте 2.3.2. Площадь поперечного сечения каналов отдельных участков циркуляционного контура рассчитывают с учетом их формы и размеров, которые определяют по чертежам сушильной камеры. В случае если на участке происходит изменение площади поперечного сечения, для расчета скорости циркуляции принимают меньшее из двух значений.
Участками циркуляционного контура, оказывающими сопротивление движению сушильного агента, могут быть прямолинейные каналы, а также местные сопротивления, к которым относятся вентиляторы, повороты, внезапные сужения и расширения потока, штабеля и калориферы.
Коэффициент сопротивления прямолинейного канала рассчитывают по формуле
(4.4)
где k тр – коэффициент трения; l к – длина канала, м; Р – периметр поперечного сечения канала, м; f – площадь поперечного сечения канала, м2.
Величину коэффициента трения принимают для кирпичных неоштукатуренных каналов 0,04, оштукатуренных – 0,03, металлических – 0,016; деревянных нестроганых поверхностей – 0,16.
Коэффициент сопротивления осевых вентиляторов (вертикальной перегородки, в которой они монтируются) в камерах периодического действия принимают равным x= 0,8. Коэффициенты сопротивлений поворотов, сужений и расширений потока сушильного агента определяют, используя приложение С.
Вход агента сушки в штабеля и выход из них рассматривают как внезапное сужение и расширение потока соответственно. Для выполнения расчета аэродинамического сопротивления этих участков необходимо знать площадь живого сечения штабелей, которую определяют по формуле 2.16.
При расчете аэродинамического сопротивления штабеля в формулу 4.2 подставляют коэффициент сопротивления штабеля, определенный по таблице 3 приложения С, и скорость агента сушки в габаритном сечении штабеля. Последнюю находят по формуле (4.3), подставив вместо fi габаритную площадь боковой поверхности штабеля (fГ, м2), которую рассчитывают по формуле:
(4.5)
Аэродинамическое сопротивление калориферов находят по таблицам 5 и 8 приложения Р в зависимости от их типа, конструкции и размеров.
Результаты расчетов аэродинамического сопротивления участков циркуляционного контура обобщают в таблице 4.1.
Таблица 4.1 - Аэродинамическое сопротивление участков циркуляционного контура
| Наименование участка | Площадь поперечного сечения, м2 | Скорость циркуляции, м/с | Коэффициент сопротивления | Аэродинамическое сопротивление, Па |