Аэродинамический расчет тепловой

УСТАНОВКИ

  Практическое занятие №2

Практическое занятие предусматривает определение полного аэродинамического сопротивления тепловой установки или ее вентиляционных систем.

Состав работы и последовательность выполнения:

- составление схемы воздуховодов и вентиляционных каналов;

- определение сопротивления движения воздуха и газов.

Для выполнения работы вычерчивается схема газоходов и воздуховодов с указанием длин и размеров участков.

 

         к вентилятору

и з камеры

                          

                                   

Рис.3.1. Схема воздуховода

 

Сопротивление движения воздуха и газов складывается из потерь на трение и местных сопротивлений.

Потери на трение в каналах Р_тр зависят от длины, их диаметра, динамического давления и опытного коэффициента трения, зависящего от шереховатости канала и числа Рейнольдса, Н/м²:

.

При отсутствии теплообмена на участке, последний множитель опускается.

При движении в каналах некруглого сечения, вместо диаметра ставится эквивалентный диаметр:

,

где f – cечение,  м²; Р – периметр канала, м.

Для каналов прямоугольного сечения (а)

; число Рейнольдса ,

где  – коэффициент кинематической вязкости газов, м²/с, зависящий от температуры.

При Re<2320 – движение ламинарное, при Re>2320 – турбулентное.

Потери местных сопротивлений рассчитывают по формуле, Н/м²:

 ,

где  – коэффициент местных сопротивлений (табл. П.11, приложение).

Самотяга представляет собой геометрическое давление вертикального или наклонного участка газохода. Она рассчитывается по формуле, Н/м²:

 ,

где Н – высота участка, м;  – плотность воздуха, кг/м³ ;  – плотность газа, кг/м³;  – температура воздуха, в °С;  – температура газа, °С.

Самотяга помогает движению газа вверх и препятствует ему, если газ проходит вниз по вертикальному участку.

Общее сопротивление движению газа тепловой установки определяется, как сумма потерь местных и на трение:

.

Пример. По каналу квадратного сечения со стороной  и длиной  движется со скоростью  воздух температурой .Трубопровод имеет четыре поворота, для двух из которых , для остальных . Определить общее сопротивление воздухопровода.

 

Решение. Потери давления на трение о стенки в прямых каналах:

Эквивалентный диаметр канала

^.

Число Рейнольдса:

 

 

Здесь  (табл. П.6 приложения).

Коэффициент трения:

Потери давления от местных сопротивлений определяем, H/м²:

Плотность воздуха принята по табл. П.6 приложения.

Общее сопротивление воздухопровода, H/м²:

Задача 1. Воздух в количестве V=10000 м³/г температурой подается по трубопроводу диаметром d=0,5м. Определить характер движения.

 

Задача 2. Определить самотягу канала высотой 50 м, если температура газов , температура воздуха . Плотность воздуха и газов, приведенная к нормальным условиям, соответственно .

Задача 3. Определить сопротивление газового тракта (канала).

 

Таблица 3.2

Исходные данные для расчета

Вариант	Длина, м	Темпер.газов,	Скорость газов, м/с	Сечение, мм	Местное сопротивление, прям. угол
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10	20 40 60 80 100 110 120 130 140 150	200 250 300 350 400 450 500 550 600 650	2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5	200x300 200x400 300x400 300x500 400x400 400x500 400x600 500x500 500x600 500x700	5 6 7 8 9 10 11 12 13 14