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东莞市东亮机电有限公司
阅读:1978发布时间:2014-10-31
随着大型粮仓的存储作业,传统的人工铲装、上料作业方式逐渐被自动化的管道输送方式取代,不仅是提高工作效率,重要是减少了人力成本,让粮食的仓储管理更加顺畅,为此采用吸料风机的型式来实现静压吸料作业,但是不同的管道外径、及管道距离、送料高度等因素决定吸料风机的规格,所以如何根据管路来计算吸料风机的选型呢?我们通过以下实例计算来作参考。
例1:某装置吸送产品,已知输送物料为粒料,平均粒径ds=0.0035m,zui大输送量Ws=4000kg/h,物料堆积密度ρs=1320kg/m3,测得悬浮流速Vt=8m/s,物料与管壁的摩擦系数λs=0.0024,装置的系统布置见图5.2.9—1所示。
(1) 根据物料性质,采用稀相动压输送比较合适,用空气为工作气体。选择输送比m=5.7。
(2) 估算气体流速(uf),由式(5.2.2—1)得:
其中 ρs=1320kg/m3,KL取18,Kd取4×10-5,且由公式(5.2.2—2)
Lt=L1+n1Lh-n2L2-nbLb
L1=90+20+50=160m,L2=0,Lh=1.4m,n1取1.6,90°弯头1个,45°弯头2个,近似取90°弯头2个,nb=2,Lb取10m。得:
Lt=160+1.6×1.4+0+2×10=182.24m
即取 uf=20m/s
(3) 空气密度取ρf=1.29kg/m3,由式(5.2.2—3),求输送管道内径(D)
取D=0.1m
(4) 计算系统管道压力降时,分为垂直直管及水平直管两大部分。
由空气物性表查得20℃、相对湿度50%时空气的运动粘度为
γf=1.512×10-5m2/s
由式(5.2.2—16)和式(5.2.2—28),求弗鲁特数
雷诺数
纯空气在管内流动时,处于湍流状态,因此对于光滑管有
a. 为求垂直管上吸嘴末端的物料流速(Vs),由式(5.2.2—6)先计算参数(取Lho=Lh=1.4)
查图5.2.2一l,当m1=0.429,uf/Vt=20/8=2.5时
Vs/uf=0.38 Vs=0.38×20=7.6m/s
对垂直直管,根据式(5.2.2—26)计算物料达到稳定运动时的流速Vm
Vm=φm·uf=0.57×20=11.4m/s
若按式(5.2.2—5),Vm=uf-Vt,算得Vm=20-8=12m/s
可见两种方法算出的Vm值很接近。
由于Vs=7.6m/s小于Vm,因此可以得知物料颗粒尚未达到应有的稳定(zui大)流速,前面取Lho=Lh=1.4正确。
进出A点弯管物料流速V1=V4=7.6m/s。
b. 对水平直管,求物料达到稳定运动,即达到zui大流速Vm可按式(5.2.2—24)计算:
Vm=φm·uf=0.684×20=13.7m/s
根据式(5.2.2—7a)计算Vm=(0.70~0.85)·uf=0.75×20=15m/s,两者结果相差无几,取Vm=13.7m/s
C.计算水平加速段长度L0,由式(5.2.2—8)得:
由于加速段末期,物料颗粒速度Vs=Vm=13.7m/s,因此当Vm/uf=0.684,Vs/uf=0.684时,查图5.2.2—2得,m2=4.5
计算得L0=4.5×82/(2×9.81)=14.7m,即由A点开始,经14.7m的加速段后,物料由初始流速V0=7.6m/s达到zui大流速Vm=13.7m/s
d.计算水平管加速段压降Psa根据式(5.2.2—10)和式(5.2.2—9):
得⊿Psa=0.61×5.7×1.29×202/2=897.06Pa
e. 计算水平管恒速段压降⊿Psc按式(5.2.2—13)
根据式(5.2.2—14)及式(5.2.2—17)
由式(5.2.2—15)得:
C=0.55+0.0032Fr0.85=0.55+0.0032×(20)0.85=0.591
Vc=20-0.591×8=15.3m/s
系统中共有三个弯管(90°一个,45°两个),相当于90°弯管两个,R0/D=6,查表5.2.2—2得当量长度Lb=10m,两个弯管总长度为20m,恒速段总长度Lt=90+20+50+20-14.7=165.3m,按第1章“单相流(不可压缩流体)”的“单相流”压力降公式来计算恒速段水平直管摩擦压力降⊿Pf:
即:
得:
(5) 已知吸嘴、分离器、袋滤器以及连接管等压力降之和为6164Pa,忽略了垂直直管(1.4m)的压力降,则系统总压降为:
⊿Pt=6164+897.06+13256.8=20317.9Pa
将已知的参数和计算结果,对照表5.2.2—5校核,得知是符合适用范围的,因此本例所采用的有关公式是合适的。
(6) 计算风机功率
由式(5.2.8—3)计算管道内截面积(A):
取Ke=1.1,由式(5.2.8—2)得:
VG=Ke·A·uf
=1.1×0.00785×20
=0.1727m3/s
根据式(5.2.8—1)计算压气机功率N:
取ηe=0.65,得:
通过以上计算结果,可根据经济性来比对选型比较贴近的风机类型即可。
综述,在已知的工况及管路距离情况下,我们一般据粮食的类别及输送量可通过以上六步来计算理论选型风机,不过需注意考虑不同管道材质摩擦系数不一样,导致风机的性能可能出现偏小的现象,故需在选型具体吸料风机型号时适当考虑加大一级、
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