Рд расчет аспирации. Программы расчета и проектирования естественных, приточных и вытяжных вентиляционных систем

Для расчета аспирационной установки необходимо знать месторасположение аспирируемого оборудования, вентиляторов, пылеуловителей и расположение трассы воздуховодов.

Из чертежей общего вида установки составляем без масштаба аксонометрическую схему сети и заносим на эту схему все данные для расчета. Разбиваем сеть на участки и определяем главную магистраль и боковые параллельные участки сети.

Главная магистраль состоит из 7 участков: АБ-БВ-ВГ-ГД-ДЕ-ЕЖ-ЖЗ; и имеет 4 боковых: аБ, бВ, вг, дг и гГ.

Результаты расчета сводятся в таблицу А.1 (Приложение1).

Участок АБ

Участок состоит из конфузора, прямого вертикального участка длиной 3800 мм, отвода на 30о, прямого горизонтального участка длиной 2590 мм.

Скорость воздуха на участке АБ принимаем 12 м/с.

Расход-240 м3/ч.

Принимаем стандартный диаметр D=80 мм . Площадь поперечного сечения воздуховода, выбранного диаметра, 0,005 м2. Уточняем скорость по формуле:

где S- площадь поперечного сечения воздуховода, м2.

Потери давления по длине воздуховода определяем по формуле:

где R - потери давления на одном метре длины воздуховода, Па/м.

Расчетная длина участка, м.

По диаметру D и скорости v, по номограмме , находим потери давления на одном метре длины воздуховода и динамическое давление: R=31,4 Па/м, Нд=107,8 Па

Определяем размеры входного отверстия конфузора, исходя из площади входного отверстия по формуле:

Где v вх- скорость на входе в конфузор, для мукомольной пыли примем 0,8 м/с .

Длину конфузора (отсасывающего патрубка) находим по формуле :

где b- наибольший размер конфузора на аспирируемой машине,

d-диаметр воздуховода,

б- угол сужения конфузора.

Коэффициент сопротивления конфузора определяется из табл. 8 в зависимости от lк/D>1 иб=30о-тк=0,11.

Радиус отвода находим по формуле :

где n- отношение радиуса отвода к диаметру, принимаем 2;

D-диаметр воздуховода.

Ro=2·80=160 мм

Длину отвода вычисляем по формуле :

Длина отвода на 30о:

Расчетная длина участка АБ:

LАБ=lk+l3о+Уlпр

LАБ=690+3800+2590+84=7164 мм

Потери давления на участке АБ находим по формуле 12:

RlАБ=31,4·7,164=225 Па

Участок аБ

Участок аБ состоит из конфузора, прямого вертикального участка длиной 4700 мм, прямого горизонтального участка длиной 2190 мм и бокового участка тройника.

Скорость воздуха на участке аБ принимаем 12 м/с.

Расход -360 м3/ч.

Определяем требуемый диаметр по формуле 8:

Принимаем стандартный диаметр D=100 мм . Площадь поперечного сечения воздуховода, выбранного диаметра, 0,007854 м2. Уточняем скорость по формуле (10):

По диаметру D и скорости v, по номограмме , находим R = 23,2 Па/м, Нд=99,3 Па.

Примем одну из сторон конфузораb=420 мм.

Коэффициент сопротивления конфузора определяется из табл. 8 в зависимости от lк/D>1 и б=30о-тк=0,11.

Ro=2·100=200 мм

Коэффициент сопротивления отвода на 30о находим из таблицы 10 .

Длина отвода на 30о

Расчетная длина участка аБ:

LаБ=lk+2·l9o+ Уlпр

LаБ=600+4700+2190+105=7595 мм.

Потери давления на участке аБ находим по формуле 12:

RlаБ=23,2·7,595=176 Па

Коэффициенты сопротивления тройника находим, задавшись диаметром объединенного воздуховода D=125 мм, S=0,01227 м2.

Отношение площадей и расходов определяем по формуле:

гдеSп- площадь проходного воздуховода, м2;

Sб- площадь бокового воздуховода, м2;

S-площадь воздуховода объединенных потоков, м2;

Lб- расход бокового воздуховода, м3/ч;

L-расход воздуховода объединенных потоков, м3/ч.

Отношение площадей и расходов определяем по формулам (18):

Коэффициент сопротивления тройника определяем из таблицы 13 : проходного участка жпр=0,0 и бокового участка жбок=0,2.

Hпт=Rl+УтHд

Потери давления на участке АБ составляют:

Нпт.п=225+(0,069+0,11+0,0)107,7=244 Па

Потери давления на участке аБ составляют:

Нпт.б=176+(0,069+0,11+0,2)99,3=214 Па

УНпт.п=Нпт.п+Нм.п.=244+50=294 Па,

где Нм.п.=50,0 Па - потери давления в бункере из табл. 1.

УНпт.б=Нпт.б+Нм.б.=214+50,0=264 Па,

где Нб.п.=50,0 Па - потери давления в бурате из табл. 1.

Разница давлений между участками АБ и аБ:

Ндиаф=294-264=30 Па

Так как разница составляет 10 %, значит нет необходимости выравнивать потери в тройнике.

Участок БВ

Участок состоит из прямого горизонтального участка длиной 2190 мм, проходного участка тройника.

Расход-600м3/ч.

Диаметр воздуховода на участке БВ -125 мм.

По диаметру D и скорости v по номограмме , находим R=20 Па/м, Нд=113 Па.

Расчетная длина участка БВ:

RlБВ=20,0·2,190=44 Па

Участок бВ

Участок бВ состоит из конфузора, прямого вертикального участка длиной 5600 мм и бокового участка тройника.

Скорость воздуха на участке бВ принимаем 12 м/с.

Расход -1240 м3/ч.

Определяем требуемый диаметр по формуле 8:

Принимаем стандартный диаметр D=180 мм . Площадь поперечного сечения воздуховода, выбранного диаметра, 0,02545 м2. Уточняем скорость по формуле (10):

По диаметру D и скорости v, по номограмме , находим R = 12,2 Па/м, Нд=112,2 Па.

Определяем размеры входного отверстия конфузора, исходя из площади входного отверстия по формуле 13:

Примем одну из сторон конфузора b=300 мм.

Длину конфузора (отсасывающего патрубка) находим по формуле 15:

Коэффициент сопротивления конфузора определяется из табл. 8 в зависимости от lк/D>1 и б=30о-тк=0,11.

Радиус отвода находим по формуле 15

Ro=2·180=360 мм

Коэффициент сопротивления отвода на 30о находим из таблицы 10 .

Длину отвода вычисляем по формуле 16.

Длина отвода на 30о

Расчетная длина участка бВ:

LаБ=lk+l30o+ Уlпр

LбВ=220+188+5600=6008 мм.

Потери давления на участке бВ находим по формуле 12:

RlБВ=12,2·6,008=73 Па.

Коэффициенты сопротивления тройника находим, задавшись диаметром объединенного воздуховода D=225 мм, S=0,03976 м2.

Коэффициент сопротивления тройника определяем из таблицы 13 : проходного участка жпр=-0,2 и бокового участка жбок=0,2.

Потери давления на участке рассчитывают по формуле:

Hпт=Rl+УтHд

Потери давления на участке БВ составляют:

Нпт.п=43,8-0,2113=21,2 Па

Потери давления на участке бВ составляют:

Нпт.б=73+(0,2+0,11+0,069)112,0=115 Па

Сумарные потери на проходном участке БВ:

УНпт.п=Нпт.п+Нм.п.=21,2+294=360 Па,

Суммарные потери на боковом участке:

УНпт.б=Нпт.б+Нм.б.=115+80,0=195 Па,

где Нб.п.=80,0 Па - потери давления в колонке аспирационной из табл.1.

Разница давлений между участками БВ и бВ:

Так как разница составляет 46%, что превышает допустимые10%, то необходимо выравнивание потерь давлений в тройнике.

Выполним выравнивание с помощью дополнительного сопротивления в виде боковой диафрагмы.

Коэффициент сопротивления диафрагмы находим по формуле:

По номограмме определяем значение 46 . Откуда заглубление диафрагмы а=0,46·0,180=0,0828 м.

Участок ВГ

Участок ВГ состоит из прямого горизонтального участка длиной 800 мм, прямого вертикального участка длиной 9800 мм отвода на 90о и бокового участка тройника.

Скорость воздуха на участке ВГ принимаем 12 м/с.

Расход-1840 м3/ч.

Принимаем стандартный диаметр D=225 мм. Площадь поперечного сечения воздуховода, выбранного диаметра, 0,03976 м2. Уточняем скорость по формуле (10):

По диаметру D и скорости v, по номограмме , находим R= 8,0 Па/м, Нд=101,2 Па.

Радиус отвода находим по формуле 15

Ro=2·225=450 мм

Коэффициент сопротивления отвода на 90о находим из таблицы 10 .

Длину отвода вычисляем по формуле 16.

Длина отвода на 90о

Расчетная длина участка ВГ:

LВГ=2·l9o +Уlпр

LВГ=800+9800+707=11307 мм.

RlВГ=8,0·11,307=90 Па

Участок вг

Участок вг состоит из конфузора, отвода на 30о,вертикального участка длиной 880 мм, горизонтального участка 3360 мм и проходного участка тройника.

Расход-480 м3/ч.

Определяем размеры входного отверстия конфузора, исходя из площади входного отверстия по формуле 13:

Коэффициент сопротивления конфузора определяется из табл. 8 в зависимости от lк/D>1 и б=30о-тк=0,11.

Ro=2·110=220 мм

Коэффициент сопротивления отвода на 30о находим из табл. 10 .

Длину отвода вычисляем по формуле 16.

Длина отвода на 30о

Расчетная длина участка вг:

Lвг=lk+l30+ Уlпр

lвг=880+115+300+3360=4655 мм.

Потери давления на участке вг находим по формуле 12:

Rlгв=23·4,655=107 Па

Участок дг

Участок дг состоит из конфузора, прямого вертикального участка длиной 880 мм и бокового участка тройника.

Расход -480 м3/ч.

Выбираем скорость 12 м/с. Определяем требуемый диаметр по формуле 8:

Принимаем стандартный диаметр D=110 мм . Площадь поперечного сечения воздуховода, выбранного диаметра, 0,0095 м2. Уточняем скорость по формуле 10:

По диаметру D и скорости v, по номограмме , находим R=23,0 Па/м, Нд=120,6 Па.

Определяем размеры входного отверстия конфузора, исходя из площади входного отверстия по формуле 13:

Примем одну из сторон конфузора b=270 мм.

Длину конфузора (отсасывающего патрубка) находим по формуле 14:

Коэффициент сопротивления конфузора определяется из табл. 8 в зависимости от lк/D>1 и б=30о-тк=0,11.

Расчетная длина участка вг:

Lвг=lk+l30+ Уlпр

lвг=880+300=1180 мм.

Потери давления на участке вг находим по формуле 12:

Тогда, потери давления по длине воздуховода:

Rlгв=23·1,180=27,1 Па

Коэффициенты сопротивления тройника находим, задавшись диаметром объединенного воздуховода D=160 мм, S=0,02011 м2.

Отношение площадей и расходов определяем по формуле 18:

Коэффициент сопротивления тройника определяем из таблицы 13 : проходного участка жпр=0,0 и бокового участка жбок=0,5.

Потери давления на участке рассчитывают по формуле:

Hпт=Rl+УтHд

Потери давления на участке вг составляют:

Нпт.п=107+(0,069+0,11+0,0)120,6=128 Па

Потери давления на участке дг составляют:

Нпт.б=27+(0,11+0,5)120,6=100 Па

Суммарные потери на проходном и боковом участках:

УНпт.п=Нпт.п+Нм.п.=128+250=378 Па,

УНпт.б=Нпт.б+Нм.б.=100+250=350 Па,

где Нм.п.=250,0 Па - потери давления в триере из табл. 1.

Разница давлений между участками вг и дг:

Ндиаф=378-350=16 Па

Так как разница составляет 7 %, что не превышает допустимые10%, то необходимости выравнивания потерь давлений в тройнике нет.

Участок гГ

Участок состоит из прямых горизонтальных участков длиной 2100 мм, и проходного участка тройника.

Расход участка гГ равен сумме расходов на участках вг и дг.

Расход -960 м3/ч.

Диаметр воздуховода на участке гГ-160 мм.

Площадь поперечного сечения воздуховода, выбранного диаметра, 0,02011 м2.

Уточняем скорость по формуле 10:

По диаметру D и скоростиv, по номограмме , находим R=14,1 Па/м, Нд=107,7 Па

Расчетная длина участка гГ:

LгГ=2100 мм.

Потери давления по длине находим по формуле 12:

RlгГ=14,1·2,1=29,6Па

Коэффициенты сопротивления тройника находим, задавшись диаметром объединенного воздуховода D=250 мм, S=0,04909 м2.

Отношение площадей и расходов определяем по формуле 18:

Коэффициент сопротивления тройника определяем из таблицы 13 : проходного участка жпр=0,2 и бокового участка жбок=0,6.

Потери давления на участке рассчитывают по формуле:

Hпт=Rl+УтHд

Потери давления на участке ВГ составляют:

Нпт.б=90+(0,15+0,2)101,2=125,4 Па

Потери давления на участке гГ составляют:

Нпт.п=29,6+0,6·107,7=94,2 Па

Суммарные потери на проходном и боковом участках:

УНпт.п=Нпт.п+Нм.п..=125,4+360,4=486 Па,

УНпт.б=Нпт.б+Нм.б =94.2+378=472 Па,

Разница давлений между участками ВГ и гГ:

Ндиаф=486-472=14 Па

Разница - менее 10%.

Участок ГД

Участок состоит из прямого горизонтального участка длиной 1860 мм.

Расход участка ГД - 2800 м3/ч

Диаметр воздуховода на участке ГД-250 мм, S=0.04909м2.

Уточняем скорость по формуле 10:

По диаметру D и скорости v, по номограмме , находим R=11,0 Па/м, Нд=153,8 Па.

Площадь входного отверстия в циклон равна площади входного патрубка S2=0,05 м2

Расчетная длина участка ГД:

lГД=1860 мм.

Потери давления на участке ГД находим по формуле 12:

Тогда, потери давления по длине воздуховода:

RlГД=11,0·1,86=20,5Па

Потери давления на участке ГД составляют:

УНпт.п=20+486=506 Па

Участок ДЕ

Циклон 4БЦШ-300.

Расход воздуха с учетом подсоса воздуха:

Потери давления в циклоне равны сопротивлению циклона и составляют Нц=951,6 Па.

Суммарные потери на участке ДЕ:

Участок ЕЖ

Участок состоит из конфузора, трех отводов на 90о, прямых горизонтальных участков 550 мм и 1200 мм, прямого вертикального участка длиной 2670 мм, прямого горизонтального участка 360 мм и диффузора.

Расход на участке ЕЖ определим с учетом подсоса в циклоне, равного 150 м3/ч:

Скорость воздуха после циклона 10…12 м/с, так как после циклона воздух очищен.

Скорость воздуха на участке ЕЖ принимаем 11 м/с.

Определяем требуемый диаметр по формуле 8:

Принимаем стандартный диаметр D=315 мм, S=0,07793 м2.

Уточняем скорость по формуле 10:

По диаметру D и скорости v, по номограмме , находим R = 3,8 Па/м, Нд=74,3Па.

Площадь входного отверстия в переходном патрубке S1=0,07793м2, а площадь выходного отверстия циклона S2=0,090 м2, так как S1

Примем одну из сторон конфузора b=450 мм.

Длину конфузора находим по формуле 15:

Коэффициент сопротивления конфузора определяется из табл. 8 в зависимости от lк/D=0,6 и б=30о - тк=0,13.

Необходимо выявить, конфузором или диффузором является переходной патрубок на входе в вентилятор.

Так как на выходе патрубок диаметром 315 мм, а диаметр на входе в вентилятор 320 мм, то переходный патрубок является диффузором со степенью расширения:

Радиус отвода находим по формуле 15:

Коэффициент сопротивления отвода на 90о находим из табл. 10 .

Длину отвода вычисляем по формуле 16:

Расчетная длина участка ЕЖ:

LЕЖ=989,6*3+2670+360+1200+550=7749 мм.

RlЕЖ=3,78·7,749=29 Па.

УНпт.п=1458+29+(0,13+0,1+0,15·3)74,3=1538 Па.

Участок ЖЗ

Участок состоит из диффузора, прямого вертикального участка длиной 12700 мм, отвода на 90 и диффузор с защитным зонтом.

Расход воздуха на этом участке равен расходу при входе в вентилятор, т.е. 3090м3/ч.

Скорость воздуха-11,0 м/с.

Диаметры воздуховодов на участках принимаем равными диаметру до вентилятора, т.е. 315мм.

По диаметру D и скорости v, по номограмме , находим R = 3,8 Па/м, Нд=68,874,3 Па.

Определим, чем служит переходной патрубок на выходе из вентилятора.

Площадь отверстия вентилятора S1=0.305х0,185=0,056 м2, площадь поперечного сечения воздуховода диаметром 315 ммS2=0,07793м2.

S2>S1, следовательно имеет место диффузор со степенью расширения:

Зададимся углом расширения диффузора б=30?. Тогда из табл. 4 коэффициент сопротивления диффузора ж=0,1.

Расчетная длина участка ЕЖ:

lЕЖ=12700 мм.

Потери давления по длине воздуховода определяем по формуле 11:

RlЕЖ=3,78·12,7=48,0 Па.

На трубе предусмотрен диффузор с защитным зонтом.

Коэффициент потерь находим в табл. 6 ж=0,6.

Потери давления на участке ЕЖ составляют:

УНпт.б=48+(0,1+0,6)74,3=100 Па.

Общее сопротивление сети по главной магистрали составляет:

УНпт.п=100+1538=1638 Па.

С учетом коэффициента запаса 1,1 и возможного вакуума в помещениях цеха 50 Па требуемое давление, развиваемое вентилятором.

Система аспирации воздуха чистит от промышленных загрязнений внутреннее пространство сборочных лакокрасочных и производственных цехов. Проще говоря: система аспирации – это одна из разновидностей «промышленного» фильтра, ориентированного на утилизацию сварочной гари, лакокрасочных аэрозолей, масляных взвесей и прочих отходов производства.

И если руководствоваться техникой безопасности или здравым смыслом, то без аспирации в производственном помещении находиться просто невозможно.

Конструкция системы аспирации воздуха

Любая аспирационная система состоит из трех основных узлов:

• Вентилятора, который генерирует вытяжное усилие.
• Системы фильтров, которая собирает промышленные отходы,
• Блока емкостей, куда «складируется» вся отобранная из воздуха «грязь».

В качестве вентилятора в системах аспирации используется особая установка типа «Циклон», которая генерирует и вытяжное и центробежное усилие. При этом вытяжку воздуха обеспечивает одноименное усилие, а центробежная сила производит первичную, «черновую» очистку, прижимая частицы «грязи» к внутренним стенкам корпуса «Циклона».

В качестве фильтрационных узлов в таких установках используются и внешние кассеты – крышные фильтры, и внутренние рукавные фильтры. Причем рукавные элементы оборудуются системой импульсной очистки, обеспечивающей «стекание» накопленной «грязи» в бункеры.

Кроме того, воздуховоды для систем аспирации деревообрабатывающих предприятий комплектуются еще и уловителями стружки – особыми фильтрами, «собирающими» крупные промышленные отходы. Ведь рукавные фильтры используются лишь для тонкой очистки – они улавливают частицы калибром более одного микрометра.

Подобная комплектация, предполагающая оборудование циклонов и воздуховодов кассетами и системами первичной очистки и фильтрами тонкой доочистки, гарантирует сбор около 99,9 процентов промышленных выбросов даже на самом экологически неблагополучном предприятии.

Однако каждое производство «генерирует» свой тип промышленных отходов, частички которых имеют определенную плотность, массу и агрегатное состояние. Поэтому для успешной работы установки в каждом конкретном случае необходимо индивидуальное проектирование аспирации, базирующееся на физических и химических характеристиках «отходов».

Типовые системы аспирации воздуха

Несмотря на исключительно индивидуальные эксплуатационные характеристики, которыми обладают буквально все схемы аспирации, конструкции подобного рода, все же, можно классифицировать по типу компоновки. И этот метод сортировки позволяет выделить следующие разновидности аспираторов:

Кроме того, все системы аспирации можно классифицировать еще и по принципу отвода отфильтрованного потока. И согласно этому принципу сортировки все установки разделяются на:

• Прямоточные аспираторы, сбрасывающие вытяжной поток за пределы обслуживаемого помещения, цеха или строения.
• Рециркуляционные аспираторы, которые только фильтруют вытяжной поток, после чего он подается в приточную сеть вентиляции цеха.

С точки зрения безопасности оптимальным вариантом конструкции является прямоточная установка, удаляющие отходы за пределы цеха. А с позиции энергетической эффективности наиболее привлекательным вариантом конструкции является рециркуляционный аспиратор – он возвращает в помещение отфильтрованный и теплый воздух, помогая экономить на отоплении или кондиционировании пространства.

Расчет аспирационных систем

При составлении проекта установки аспирации расчетные работы ведется по следующей схеме:

• Вначале определяются справочные нормы расхода воздуха. Причем справочные нормы нужно спроецировать на объемы конкретного помещения, принимая во внимание потери давления в каждой точке аспирации.
• На следующем этапе определяют скорость воздухообмена, достаточную для аспирации частичек промышленных отходов определенного типа. Причем для определения скорости используются все те же справочники.
• Далее, по предполагаемой концентрации отходов определяют производительность систем фильтрации, делая поправку на пиковые выбросы. Для этого достаточно увеличить справочные показатели на 5-10 процентов.
• В финале определяют диаметры воздуховодов, напорную силу вентиляторов, расположение каналов и прочего оборудования.

При этом во время расчетов необходимо принимать во внимание не только справочные характеристики, но и индивидуальные параметры, такие как температура и влажность воздуха, продолжительность смены и прочее.

В итоге расчетные работы, проводимые с учетом индивидуальных потребностей заказчика, усложняются практически на порядок. Поэтому за такие работы берутся только самые опытные проектно-конструкторские бюро.

При этом доверяться новичкам или непрофессионалам в данном случае не стоит – вы можете потерять не только оборудование, но и рабочих, после чего предприятие могут закрыть по решению суда, а ответственных лиц, принимавших решение о вводе в эксплуатацию сомнительного оборудования, ждут еще большие неприятности.

2. Расчетная часть 6

2.1. Методика расчета 6

2.1.1. Последовательность расчета 6

2.1.2. Определение потерь давления в воздуховоде 7

2.1.3. Определение потерь давления в коллекторе 8

2.1.4. Расчет пылеулавливающего аппарата 9

2.1.5. Расчет материального баланса процесса пылеулавливания 11

2.1.6. Выбор вентилятора и электродвигателя 12

2.2. Пример расчета 13

2.2.1. Аэродинамический расчет сети аспирации (от местного отсоса до коллектора включительно) 13

2.2.2. Увязка сопротивлений участков 19

2.2.3. Расчет потерь давления в коллекторе 22

2.2.4. Расчет пылеулавливающего аппарата 23

2.2.5. Расчет участков 7 и 8 до установки вентилятора 25

2.2.6. Выбор вентилятора и электродвигателя 28

2.2.7. Уточнение сопротивлений участков 7 и 8 29

2.2.8. Материальный баланс процесса пылеулавливания 31

Библиографический список 32

Приложение 1 33

Приложение 2 34

Приложение 3 35

Приложение 4 36

Приложение 5 37

Приложение 6 38

Приложение 7 39

Приложение 8 40

Приложение 9 41

Приложение 10 42

Приложение 11 43

Приложение 12 44

Приложение 13 46

Приложение 14 48

1. Общие положения

В процессах обработки древесины на деревообрабатывающих станках образуется большое количество как крупных частиц – отходов производства (стружка, щепа, кора), так и более мелких (опилки, пыль). Особенностью данного технологического процесса является значительная скорость, сообщаемая образующимся частицам при воздействии режущего инструмента на обрабатываемый материал, а также большая интенсивность пылеобразования. Поэтому практически все деревообрабатывающие станки оборудованы вытяжными устройствами, которые принято называть местными отсосами.

Система, объединяющая местные отсосы, воздуховоды, коллектор (сборник, к которому подсоединяются воздуховоды - ответвления), пылеулавливающий аппарат и вентилятор, называется аспирационной системой .

Совокупность воздуховодов - ответвлений, подсоединенных к коллектору, называется узлом .

На деревообрабатывающих участках, оборудованных станками, применяются коллекторы различных конструкций (рис.1). Характеристики некоторых видов коллекторов приведены в табл. 1.

Для перемещения образующихся отходов (например, из бункеров хранения отходов к топливным бункерам котельной) используется система пневматического транспорта, ее отличие от аспирационной системы заключается в том, что функции местного отсоса выполняет загрузочная воронка.

Важнейшей характеристикой, используемой при расчетах систем аспирации и пневмотранспорта, является массовая концентрация запыленного воздуха (М, кг/кг) . Массовая концентрация – это отношение количества перемещаемого материала к количеству транспортирующего его воздуха:

Рис. 1. Виды коллекторов:

а) вертикальный коллектор с нижним отводом (барабанный)

б) вертикальный коллектор с верхним отводом ("люстра") в) горизонтальный коллектор

Таблица 1

кг/кг, (1)

где G Σ n – суммарный массовый расход перемещаемого материала, кг/ч;

L Σ – суммарное количество воздуха, требуемое для перемещения материала (объемный расход), м 3 /ч;

ρ в – плотность воздуха, кг/м 3 . При температуре 20°С и атмосферном давлении В = 101,3 кПа, ρ в = 1,21 кг/м 3 .

При проектировании аспирационных систем важное место занимает аэродинамический расчет, заключающийся в выборе диаметров воздуховодов, подборе коллектора, определении скоростей на участках, расчете и последующей увязке потерь давления на участках, определении суммарного сопротивления системы.

Производственные процессы нередко сопровождаются выделением пылеобразных элементов или газов, которые загрязняют воздух в помещении. Проблему помогут решить аспирационные системы, спроектированные и монтированные в соответствии с нормативными требованиями.

Разберемся, как работают и где применяют такие устройства, какие бывают виды воздухоочистительных комплексов. Обозначим главные рабочие узлы, опишем нормы проектирования и правила установки аспирационных систем.

Загрязнение воздуха – неизбежная часть многих производственных процессов. Чтобы соблюсти установленные санитарные нормы чистоты воздуха, используют процессы аспирации. С их помощью можно эффективно удалять пыль, грязь, волокна и другие подобные примеси.

Аспирация представляет собой засасывание, которое осуществляется путем создания в непосредственной близости от источника загрязнений области пониженного давления.

Чтобы создавать такие системы, необходимы серьезные специальные знания и практический опыт. Хотя работа средств аспирации тесно связана с функционированием , не всякий специалист по вентиляции справится с проектированием и монтажом оборудования этого типа.

Для достижения максимальной эффективности комбинируют методы вентилирования и аспирации. Вентиляционная система в производственном помещении должна быть оборудована , чтобы обеспечить постоянное поступление свежего воздуха снаружи.

Аспирация широко применяется в таких областях промышленности:

• дробильное производство;
• обработка древесины;
• изготовление потребительской продукции;
• прочие процессы, которые сопровождаются выделением большого количества вредных для вдыхания веществ.

Обеспечить безопасность сотрудников стандартными средствами защиты удается далеко не всегда, и аспирация может стать единственной возможностью наладить безопасный производственный процесс в цеху.

Аспирационные установки предназначены для эффективного и быстрого удаления из воздуха различных мелких загрязнений, которые образуются в процессе промышленного производства

Удаление загрязнений с помощью систем этого типа выполняется по специальным воздуховодам, которые имеют большой угол наклона. Такая позиция позволяет предотвратить появление так называемых зон застаивания.

Мобильные вентиляционно-аспирационные установки просты в монтаже и эксплуатации, они прекрасно подходят для небольших предприятий или даже для домашней мастерской

Показателем эффективности работы такой системы считают степень невыбивания, т.е. соотношения количества загрязнений, которые были удалены, к массе вредных веществ, не попавших в систему.

Различают два типа систем аспирации:

• модульные системы – стационарное устройство;
• моноблоки – мобильные установки.

Кроме того, аспирационные системы классифицируют по уровню напора:

• низконапорные – менее 7,5 кПа;
• средненапорные – 7,5-30 кПа;
• высоконапорные – свыше 30 кПа.

Комплектация аспирационной системы модульного и моноблочного типа отличается.

В горячих цехах подогрев поступающего снаружи воздуха не нужен, достаточно сделать проем в стене и закрыть его заслонкой.

Выводы и полезное видео по теме

Здесь представлен обзор распаковки и монтажа мобильной системы аспирации RIKON DC3000 для деревообрабатывающей промышленности:

В этом ролике продемонстрирована стационарная система аспирации, используемая при производстве мебели:

Системы аспирации – современный и надежный способ очистки воздуха в промышленных помещениях от опасных загрязнений. Если конструкция правильно спроектирована и смонтирована без ошибок, она продемонстрирует высокую эффективность при минимальных затратах.

Есть, что дополнить, или возникли вопросы по теме аспирационных систем? Пожалуйста, оставляйте комментарии к публикации. Форма для связи находится в нижнем блоке.

Рассмотрим принципиальные аспирационные транспортно–технологические системы предприятий стройиндустрии. Состав оборудования линии приемки сыпучего сырья включает бункер, конвейер, норию, конвейер. Пылевоздушные потоки образуются в основном на следующих участках: бункер – конвейер, конвейер – нория, нория - самотечном трубопроводе на участе нория - цепной конвейер. Соответственно этому в укрытиях образуются зоны повышенного и пониженного давления воздуха.

На Рис. 2.3 показана схема подключения к аспирационной системе оборудования участка приема супучего сырья.

Отсос воздуха можно осуществлять двумя способами: первый – подключить к аспирационной сети все места повышенного давления: бункер, конвейер, норию, цепной конвейер; второй - подключить к аспирационной сети бункер, башмак и головку нории, конвейер. При втором способе протяженность воздуховодов существенно уменьшается, а количество пыли, увлекаемой аспирационным воздуховодом, снижается, что обуславливает предпочтительность вторго способа.

Для нашего примера площадь живого селения решетки над приемным бункером дожна бать минимальной. Открытыми должны бать только те участки через которые сыпучий материал из транспортних средств поступает в приемный бункер. Для уменьшения площади контакта падающего потока материала с воздухом и уменьшением объема эжектируемого воздуха следует применять откидные уплотнительные щиты.

Рис.2.3 Схема подключения к аспирационной системе оборудования участка разгрузки железнонодрожного вагона: 1- железнонодрожный вагон; 2 - бункер; 3 – конвейер; 4 – нория; 5 - цепной конвейер; 6 - аспирационная сеть; 7- уплотнительные щиты.

Объем аспирируемого воздуха из приемного бункера определяют по формуле баланса прихода и расхода воздуха

При максимальном массовом расходе материала 100т/ч и высоте падения 2м см. Табл. 2.1 Lэ = 160 м³/ч; vн - скорость воздуха в отверствиях, 0.2м/с; Fн–площадь неплотностей приемного бункера, 3м²; Gм – объемная масса материала, 46м³; t – время разгрузки, 180с; получим:

Lа бун = 160 + ((0,2 * 3)*3600) + ((46 / 180)*3600) = 3240 м³/ч

Значения объемов аспирируемого воздуха из нории НЦ-100 (рабочая и холостая трубы) и цепногно конвейера ТСЦ-100 получены из нормативной документации :

Lа нор. раб.= 450 м³/ч; Lа нор. хол.= 450 м³/ч; Lа цеп = 420 м³/ч;

Для всей аспирационной системы:

Lа = 3240 + 450 + 450 + 420 = 4560 м³/ч;

Величина давления в аспирационном патрубке приемного бункера с учетом ежекционного давления создаваемого сыпучим материалом при высоте падения 2м и насыпном лотке составляет:

На бун = 50 + 50 = 100Па

Давление в каждом из аспирационных патрубков нории с учетом ежекционного давления в сбрасывающей коробке конвейера составляет:

На нор = 30 + 50 = 80Па

Давление в аспирационного патрубка цепного конвейера с учетом ежекционного давления в наклонном самотеке до 2м и разряжении в бункере составляет:

На цеп = 50 + 50 + 30 = 130Па

Получив исходные данные и скомпоновав аспирационную систему выполним аэродинамический расчет системы производительностью

Lа = 4560 м³/ч; см. рис. 2.3, которую отображаем на плане цеха в такой последовательности:

1. Производится нанесение воздуховодов и других элементов системы аспирации на план помещения, с последующим конструированием пространственной (аксонометрической) схемы аспирации.

2. Выбирается магистральное направление движения воздуха. Магистральным считается наиболее протяженное или нагруженное направление от вентилятора до начальной точки первого участка системы.

3. Разбивается система на участки с постоянным расходом воздуха, участки нумеруются, начиная с наиболее отдалённого от вентилятора, вначале по магистрали, а затем по ответвлениям. Определяют длину участков и расход воздуха и вносят эти значения в таблицу 2.3 графы 1, 2, 3.

4. Предварительно задаёмся ориентировочной скоростью воздуха v ор, м/с, на участке 1 воздуховода (в зависимости от скорости движения воздуха для заданной пыли см. табл. 2.4). Исходя из планировочных требований принимаем форму воздуховода и материал, из которого он изготовлен (круглый, из оцинкованной стали). Потери давления в цепном конвейере, присоединенного к участку 1, заносим в табл. 2.3 первой строкой. Для определения потерь давления в участке 1 соединяем прямой линией по номограмме рис. 2.5 точки Lцеп=420 м³/ч и v =10,5 м/с на пересечении этой прямой со шкалой D находим ближайший меньший рекомендуемый диаметр D=125 мм, величины v =10,5 м/с, Hд =67 Па, λ/D=0,18 заносим в графы 3, 6, 8.

5. Производим суммирование коэффициентов местных сопротивлений на участке (тройники, отводы. и т.д.) выбранных по . Полученный результат Σ ζ записываем в графу 5.

6. Производим умножение, (1 * λ/D) заполняем графу 9, сложение (1 * λ/D + Σ ζ) заполняем графу 10 . Графу 11 (общие потери на участке) находим как произведение величин, записанных в графах 6 и 10. В графу 12 записываем сумму общих потерь на 1 участке и потерь давления в в цепном конвейере.

Аналогично проводим расчеты остальных магистральных участков.

7. По окончании расчётов суммируем полученные величины и получаем суммарные потери давления в сети, которые служат критерием для подбора вентилятора.

8. Рассчитав потери давления по магистрали, приступаем к расчёту потерь давления на ответвлениях. При расчёте которых необходимо осуществить увязку, расхождение допускается не более 10 % .

9. Увеличивать потери давления в ответвлениях можно двумя способами. Первый способ – установка в ответвлении дополнительного местного сопротивления (задвижки, диафрагмы, шайбы). Второй способ – уменьшение диаметра ответвления.

В рассматриваемом примере следует повысить сопротивление 7-го участка на величину Нс = 237- 186,7 = 50,3 Па, а 8-го на – Нс = 373 - 187,7 =185,3 Па, а 9-го на – Нс = 460 - 157,8 = 302,2 Па. На 7 и 8 участках это можно осуществить установив дополнительно местные сопротивления т.к. диаметр трубы уже 125 мм. Величину коэффициента сопротивления диафрагмы, установленной на участке 7 определяем по выражению:

ζд7 = Нс / Нд7 = 50,3 / 74,1 = 0,68 (2.10)

По этой величине на рис. 2.4 определяем глубину погружения диафрагмы в воздуховод к его диаметру – а / D = 0,36, при D =125 мм а = 43.75мм. Аналогично для участков 8 и 9: ζд8 = Нс / Нд8 = 185,3 / 74,1 = 2,5 по рис. 5.3 определяем - а / D = 0,53, при D =125 мм а = 66,3мм; ζд9 = Нс / Нд9 = 302,2 74,1 = 4.1 по рис. 2.3 определяем - а / D = 0,59, при D =315 мм а = 186мм;

Рис. 2.4 Односторонняя диафрагма (а) и сдвоенная шкала для расчета размеров (б)

Рис.2.5 Номограмма А.В.Панченко для расчета воздуховодов.

Таблица 2.3

Аэродинамический расчет воздуховодов.

Магистральные участки

Таблица 2.4 Значения величин для проектирования систем аспирации и пневмотранспорта