Подбор вентилятора для перекачивания воздуха через адсорбер

o элементы воздуховода, расположенные на заборе воздушных масс, не должны иметь никаких элементов, препятствующих свободному всасыванию воздуха.

Со стороны нагнетания:

o угол сужения поперечного сечения не должен превышать 15%;

o угол увеличения поперечного сечения - не более 7%;

o длина прямолинейного участка, лежащего за вентилятором должна быть более или равной трем диаметрам воздуховода;

o по возможности, необходимо избегать элементов воздуховода имеющих угол поворота 90 градусов, рекомендуются использование отводов под 45 градусов;

o отводы должны повторять форму проходящего воздушного потока на выходе из вентилятора.

2. Расчетная часть

2.1 Исходные данные к работе и подбор вентилятора для перекачивания воздуха через адсорбер

Подобрать вентилятор для перекачивания воздуха через адсорбер. Расход воздуха 0,4 м³/с, температура 20 °С. Воздух вводится в нижнюю часть адсорбера. Давление исходного воздуха и над слоем адсорбента атмосферное. Сорбент представляет собой частицы, плотность которых _т = 800 кг/м³, средний размер d_ч =0,00205 м, фактор формы Ф=0,8. Высота неподвижного слоя сорбента 0,65 м, порозность е=0,4 м³/м³. Внутренний диаметр адсорбера D = 1,34 м. Длина трубопровода от точки забора воздуха до адсорбера составляет 20 м. На трубопроводе имеются четыре колена под углом 90° и одна задвижка.

Определяем состояние (неподвижное или псевдоожиженное) слоя.

Фиктивная скорость воздуха в аппарате:

w_n=4Q/(nD²) = 4-0,4/(3,14-1,34²) =0,284 м/с.

Рассчитаем критерий Архимеда по формуле (1.25):

Аг = (0,00205)³1,206-9,81 (800 - 1,206) / (1,85 Ч 10^-5)²=2,38 Ч 10⁵.

Определим Re_{o пс} c по приближенной формуле (1.26):

Скорость начала псевдоожижения найдем по формуле (1.27):

w_пс=60,3-1,85-10^-5/(0,00205-1,206) =0,451 м/с.

Таким образом, w_0? w_пс; слой находится в неподвижном состоянии.

Определим критерий Рейиольдса в слое по формуле (1.14):

Рассчитаем л по формуле (1.11):

л = 133/33,7 + 2,34=6,29.

Найдем гидравлическое сопротивление слоя по формуле (1.13):

=3-6,29Ч0,65(1-0.4) 1,206 - 0,284²/(4Ч0,8Ч0,4³Ч-0,00205) = 1705 Па

Примем, что гидравлическое сопротивление газораспределительной решетки и других вспомогательных устройств в адсорбере составляет 10 % от сопротивления слоя.

Тогда гидравлическое сопротивление аппарата:

=1705Ч1,1=1876 Па.

Примем скорость воздуха в трубопроводе w =10 м/с. Тогда диаметр трубопровода по формуле (1.8) равен:

Выбираем стальной трубопровод наружным диаметром 245 мм и толщиной стенки 7 мм. Тогда внутренний диаметр d=0,231 м. Фактическая скорость в трубе:

w= 0,4Ч4/ (3,14 Ч 0,231)²=9,55 м/с.

Критерий Рейиольдса для потока в трубопроводе:

Re=9,55Ч0,231 Ч 1,206/(1,85Ч10^-5) = 143800.

Примем, что трубы были в эксплуатации, имеют незначительную коррозию.

Тогда =0,15 мм.

Получим:

е= 1,5Ч10^-4/0,231=6,49Ч10^-4; 1/e=1541; 10-1/ e =15410; 560Ч1/ e 862900; 15410<Re = 143800<862900.

Таким образом, расчет л следует проводить для зоны смешанного трения по формуле (1.6):

л = 0,11 (6,49Ч10^-4+68/143800)^0,25=0,020.

Определим коэффициенты местных сопротивлений:

1. вход в трубу (принимаем с острыми краями): о₁=0,5;

2. задвижка: для=0,231 м о₂ = 0,22;

3. колено: о₃=1,1;

4. выход из трубы: о₄=1.

Сумма коэффициентов местных сопротивлений:

?о=0,5+0,22+4Ч1,1 + 1 =6,12.

Гидравлическое сопротивление трубопровода по формуле (1.1):

_?p_п= (0,020Ч20/0,231 +6,12) 1,206Ч9,55²/2= 432 Па.

Избыточное давление, которое должен обеспечить вентилятор для преодоления гидравлического сопротивления аппарата и трубопровода, равно:

_?p=?p_в + _?p_п = 1876 +432 = 2308 Па.

Таким образом, необходим вентилятор среднего давления. Полезную мощность его находим по формуле (1.32):

N=pgQH=Q_?p = 0.4*2308 =923 Вт=0,923 кВт.

Принимая ?_пер= l и ?_н= 0,6, по формуле (1.34) найдем:

N=0,923/0,6 =1,54 кВт.

По полученным данным лучше всего удовлетворяет вентилятор Ц1-1450.

Заключение

В данной курсовой работе был подобран вентилятор для перекачивания воздуха через адсорбер на основании которых были сделаны выводы.

В ходе выполнения курсовой работы были получены навыки применения теоретических знаний при решении теплотехнических задач.

Были рассмотрены основные параметры вентиляторов, центробежного, осевого и диаметрального, а так же другие виды вентиляторов, их свойства и предназначение. Была рассчитана производительность и полезная мощность.

Список использованных источников

1. Основные процессы и аппараты химической технологии: пособие по проектированию / Г.С. Борисов, В.П. Брыков, Ю.И. Дытнерский и др. Под ред. Ю.И. Дытнерского, 2-е изд., перераб. и дополн. М.: Химия, 2011. - 496 с;

2. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. Учебник для химико-технологических вузов. - 8-е изд. перераб. - М.: Химия, 2010. - 784 с.

3. Павлов, К.Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: учеб. пособие для вузов / П.Г. Романков, А.А. Носков; под ред. чл.-корр. П.Г. Романкова. - 10-е изд., перераб. и доп. - Л.: Химия, 2007. - 576 с.;

Размещено на Allbest.ru