Аспирационная установка

     Определяем  длину диффузора по таблице 35 [1, с. 155] по значениям и .

     

     Определяем  отношение длины диффузора к его большему диаметру по формуле:

     

.

     Коэффициент сопротивления диффузора  находим из таблицы 6 [1, с. 64].

     Определяем  длину участка КЛ:

     

.

     

     Потери  давления по длине участка определяем, пользуясь формулой (16):

     

.

     Определяем  потери давления на местные сопротивления на участке КЛ по формуле (17):

     

.

     Определяем  общие потери давления на участке КЛ по формуле (18):

     

.

     Находим суммарные потери на участке:

     

. 

     1.8.4 Определение общего сопротивления сети и подбор вентилятора 

     Общее сопротивление сети по главной магистрали, как показал расчет, составляет 1550,5 Па. С учетом коэффициента запаса 1,1 и возможного вакуума в помещениях цеха 50 Па требуемое давление, развиваемое вентилятором .

     Вентилятор подбираем по характеристикам, приведенным в [2, с. 39], с максимальным КПД по расходу и давлению . Подходит вентилятор ВЦП-5 с числом оборотов и КПД .

     

Марка окончательно выбранного вентилятора совпадает с маркой вентилятора, выбранного предварительно.

     Определяем мощность для привода вентилятора по формуле:

     

.

     Определяем потребляемую мощность электродвигателя по формуле:

     

,

     где η₁ – КПД подшипников вентилятора; ;

     η₂ – КПД передачи; ;

     k_з – коэффициент запаса; k_з = 1,15.

     

.

     Из [2, с. 41] для вентилятора ВЦП 5 находим электродвигатель 4A100L4УПУЗ мощностью 4 кВт. 

     Все результаты расчетов приведены в таблице 2.

 

      2. Монтаж аспирационной  сети 

     Чертеж  монтажной схемы (КП 260601.09.002 МС) выполняем в масштабе 1:20, за исключением прямых участков воздуховодов, которые вычерчиваем без соблюдения масштаба с обрывами, исходя из равномерного заполнения листа. Монтажную схему вычерчиваем плоскостную.

     На  монтажной схеме изображаем в масштабе все части воздуховодов: прямики, конфузоры, отводы, тройники, диффузоры и т. п. Диаметры воздуховодов вычерчиваем по результатам расчета сети. Вентилятор и пылеуловитель на монтажной схеме вычерчиваем без подробного изображения, т. е. схематично. Фланцевые соединения и поперечные фальцы вычерчиваем основными линиями, а продольные фальцы воздуховодов не вычерчиваем. 

     2.1 Материалы и виды соединений  воздуховодов 

     Воздуховоды изготовляем из тонколистовой оцинкованной стали с размером листов 1000x2000 мм. Толщину листовой стали принимаем в зависимости от диаметра воздуховода. Для диаметров до 450 мм принимаем толщину = 0,55 мм. Размеры и массу круглых воздуховодов выбираем из таблицы 37 [1, с. 159].

     Прямые  участки воздуховодов изготовляем звеньями длиной до 2 м.

     Продольные  и поперечные швы воздуховодов выполняем неразъемными фальцевыми. Для большей герметичности применяем двойные фальцы. Поперечные швы для увеличения жесткости выполняем с применением стоячих фальцев

     Ширина  фальцев зависит от толщины листовой стали. При толщине 0,55 мм ширина равна 8 мм.

 

      Разъемные соединения звеньев воздуховодов выполняем на фланцах: для диаметров до 315 мм из полосовой стали диаметром 25 × 4 мм, для диаметров от 355 до 560 мм из угловой стали размером 25×25×3 мм. Для крепления фланцев на торцах звеньев воздуховодов делаем на 8...10 мм отбортовку кромок.

     Фланцы  диаметрами до 560 мм соединяем болтами М6×20 с применением прокладок из листовой резины толщиной 3...5 мм.

     Число болтов принимаем в зависимости от диаметров воздуховодов круглого сечения в соответствии с таблицей 38.[1, с. 160]

     Для монтажа отверстия под болты во фланцах делаем круглыми диаметром 7 мм.

     Круглые фланцы из угловой и полосовой стали изгибаем на фланцегибочном механизме. Фланцы прямоугольной формы изготовляем на фланцегибочном механизме или при помощи сварки. 

     2.2 Проектирование конфузоров, диффузоров, тройников и отводов

     2.2.1 Проектирование конфузоров и диффузоров 

     Формы и размеры конфузора аспирируемого  оборудования проектируем с учетом конструкции этого оборудования.

     Наиболее  распространенная форма конфузора  и диффузора – это усеченный  конус или переход с прямоугольного сечения на круглое.

     Оптимальный угол сужения конфузора равен 45°. Конфузор к аспирируемому оборудованию крепят на фланцах из полосовой стали размером 25х4 мм, которые закрепляют к конфузору на отбортовке. Между фланцем и корпусом оборудования устанавливают прокладку.

     Вычерчиваем вид спереди и развёртку конфузора  на листе 3 – КП 260601.09.002/01 СБ. 

     2.2.2 Проектирование отводов

     

     

     Отводы проектируем из звеньев, число которых зависит от угла α отвода, для отводов с углом α = 90° принимают семь звеньев, из них пять средних по 15° и два крайних по 7,5°, которые называют стаканами (полузвеньями).

     Для отводов с углом α = 60° принимают три средних звена по 15° и два крайних по 7,5°, которые называют стаканами (полузвеньями).

     Сборочный чертеж отвода выполняем на листе 3 – КП 260601.09.002/11 СБ. 

     2.2.3 Проектирование тройников 

     Тройники проектируем с углом α = 30°. Размеры несимметричных тройников и крестовин при проектировании принимаем из табл. 39 [1, с. 165]  по диаметру проходного воздуховода .

     Тройники  изготовляем с применением фальцев.

       Сборочный чертеж тройника выполняем на листе 3 – КП 260601.09.002/09 СБ.

     Так же вычерчиваем среднее звено отвода (КП 260601.09.002/11.01) и крайнее звено отвода (КП 260601.09.002/11.02) на листе 3.

 

      3. Взрывобезопасность  аспирационной установки 

     Пыль, находящаяся в воздухе в аэрозольном состоянии, образует взрывчатые смеси, которые при определенных концентрациях и наличии источника теплоты могут взрываться.

     Пылевой взрыв представляет собой мгновенное горение. В это время кислород воздуха почти одновременно соединяется с большой поверхностью горючей пыли, что сопровождается образованием газообразных продуктов горения и повышением давления до (5...7)×10³ Па (5...7 кгс/см²). Скорость распространения взрыва возрастает с 6 м/с (при обычном горении) до 500 м/с.

     Пылевые взрывы возможны только при одновременном совпадении трех основных условий: первое — наличие горючей пыли в воздухе в количестве от НКПРП до ВКПРП, второе — при содержании кислорода не менее 11...13% по объему, третье — наличие источника теплоты, имеющего температуру, достаточную для загорания горючего вещества пыли.

     НКПРП — нижний концентрационный предел распространения пламени;

     ВКПРП — верхний концентрационный предел распространения пламени.

     Если  концентрация пыли в воздухе меньше НКПРП, то взрыва не происходит, так как недостаточно горючего материала при избытке кислорода. При концентрациях больших, чем ВКГТРП, взрыва также не происходит из-за недостатка кислорода.

     Из-за сложного химического состава взрывоопасную  концентрацию зерновой пыли определяют обычно экспериментальным путем, используя приложение 2.[1, с. 198]

     При определении минимального предела  взрывоопасной концентрации нужно  учитывать, что его величина зависит  от химического и дисперсного состава, зольности и влажности пыли, влажности воздуха, содержания в нем

 

кислорода и степени его ионизации. НКПРП для пыли аспирационной установки равна 36 г/м²

     Максимальный  верхний предел взрывоопасной концентрации (ВКПРП) для пыли точно не установлен, поэтому его принимаем ориентировочно равным  .

     Температура самовоспламенения органической горючей пыли, находящейся в аэрогельном состоянии, равна 300...400 ⁰С, а в аэрозольном состоянии — 700...900 ⁰С.

     Как установлено исследованиями, пылевой  взрыв происходит только при наличии  в воздухе взрывоопасной концентрации пыли и при достаточной температуре и мощности источника теплоты. В начале нагрева (до 300... 400 °С) в пылевоздушной смеси происходит искрообразование.  При дальнейшем росте температуры (до 500...600 °С) этот процесс переходит во вспышку, которая, повышая температуру смеси до температуры самовоспламенения, приводит к взрыву.

     Источником  возникновения высокой температуры, достаточной для взрыва пыли, могут быть не только обычные источники теплоты, но и искровые электрические разряды статического электричества, накапливаемого на изолированных и недостаточно заземленных частях оборудования и здания.

       При проектировании аспирационной установки были выполнены следующие рекомендации:

       – не допущено образование взрывоопасных концентраций пыли в оборудовании, воздуховодах аспирационных и пневмотранспортных установок;

       – не допущено, чтобы оборудование работало с выключенной аспирационной установкой.

 

        Заключение 

     В данном курсовом проекте были определены все параметры аспирационной установки для окончательного подбора вентилятора ВЦП-5 с числом оборотов и КПД , обеспечивающего надежную и экономичную ее работу.

     Кроме того, рассчитали кратность воздухообмена  в рабочем помещении, подобрали  пылеуловитель, соответствующий параметрам сети, определили диаметры воздуховодов всех участков установки, потери давления на каждом участке и общие потери давления установки по главной магистрали; выполнили выравнивание потерь давления в тройниках боковыми диаграммами, а также нашли мощность для привода вентилятора и подобрали электродвигатель.

     Спроектировали  общий вид установки, монтажную  схему, а также тройники, отводы, фланцы, прямики, диафрагмы, диффузоры  и конфузоры.

 

      Список использованной литературы 

     

1. Веселов С.А., Веденьев Ф.В. Вентиляционные и аспирационные установки предприятий хлебопродуктов. – М.: КолосС, 2004. – 240 с.: ил.
2. Володин Н.П. Справочник по вентиляционным и пневмотранспортным установкам. – М.: Колос, 1984. – 288 с.
3. Донин Л.С. Справочник по вентиляции в пищевой промышленности. – М.: Пищевая промышленность, 1977. – 352 с.
4. Ямпилов С.С., Николаев Г.И., Полякова Л.Е., Хонхунов Ю.М. Методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине «Инженерная защита атмосферы» для студентов специальности 3302 «Инженерная защита окружающей среды». Издательство ВСГТУ, г. Улан-Уде, 2003 г. – 67 с.