Расчет воздухопроводов.

Расчет воздухопроводов сводится к определению диаметров трубопроводов и к определению гидравлических сопротивлений. Площадь проходного сечения воздухо­провода определяется из уравнения непрерывности: F=V/ω, кв.м. V-действительный секундный объем протекающего воздуха, м³/c; ω-скорость протекания, м/с.

Для вентиляторного воздуха и несжимаемых жидкостей дей­ствительный объем протекающей среды соответствует расчетному. Для сжатого воздуха действительный объем меньше расчетного, исчисляемого в единицах свободного (всасываемого) воздуха. Действительный секундный объем протекающего воздуха:

V=Voν/ν₀=Voρ₀/ρ=m₀/ρ=νm₀, м³/с, Vo-секундный объем протекающего своб. воз­духа, м³/c; m₀₌Vop_0-секундная масса протекающего воздуха, кг/с; ν_0, ν- уд. объем свободного и сжатого воз­духа, м³/кг; ρ_0, ρ-плотность свободного и сжатого воздуха, кг/м³.

Плотность и удельный объем свободного воздуха принимаются равными (для p=1 t=0°С) ρ₀=1,25кг/м³, ν₀=1/1,25=0,8 м³/кг.

При иных оговоренных значениях давления и температуры всасываемого воздуха, удельный объем и плотность определяются из уравнения состояния: ν₀=RoTo/ ρ₀ и ρ₀= ρ₀/RTo.

Диаметр трубопровода определяется из следующего уравнения: d=√(4mсек ν)/πω=√(4Vсек.)/πω, м.

Для заданного часового расхода воздуха-m, кг/ч формула диа­метра трубопровода примет следующий вид: d=18,8√mч/ρω, мм, ρ-плотность протекающего воздуха, кг/м³; ω-скорость протекания, м/с.

Для заданного часового количества всасываемого воздуха Vo, м³/ч при плотности ρ=1,25 кг/м³ (p=1ат, t=0° С) диаметр трубопровода: d=21√Vоч/ρω, мм.

Для минутного или секундного расхода свободного воздуха формулы примут следующий вид: d=163√Voмин./ρω, мм; d=1260√Vосек./ρω, мм

Для вентиляторного воздуха: d=18,8√Vч/ω, мм.

Для компрессорного воздуха определение диаметра трубопро­вода, по заданному расходу и параметрам воздуха производится с помощью номограммы.

Гидравлическое сопротивление прямого участка круглого тру­бопровода определяется по формуле: Δpпр.=λ(l/d)*(ω²/2)*ρ, Н/м².

Для прямоугольного сечения:

Δpпр.=λ(l/4F)*(ω²/2)*ρ=(λlΩ/4F)* (ω²/2), Н/м²,

λ-коэффициент сопротивления трения;

l-длина трубопровода, м; d-внутренний диаметр трубопровода, м; s=lΩ-поверхность трения, м²;

Ω-внутренний периметр трубопровода, м, F-площадь поперечного сечения трубопровода, м²;

ω-средняя скорость протекания, м/с; ρ-средняя плотность воздуха, кг/м³.

Коэффициент сопротивления трения зависит от числа Рейнольдса: Re=dw/v и от относительной шероховатости Δ=Δ/Dг, v-коэффициент кинематической вязкости воздуха, м²/с; Δ-средняя высота выступов стенок труб, м; Dг-гидравлический диаметр. Для круглого сечения гидравлический диаметр равен внутрен­нему диаметру трубы. Для прямоугольника со сторонами a и b гидравлический диаметр: Dг=2ab/a+b