Расчет диаметра трубопровода

Определяем количество воздуха, потребное для транспортирования материала:

где Q_M – производительность установки по сухому кварцевому песку;

– рекомендуемая концентрация материала (для песка = 0,7 0,9).

Из теплового баланса:

где Q_M, Q_B, – производительность установки по материалу и воздуху соответственно, кг/ч;

t_M, t_B, t_ac – температуры исходного материала, поступающего воздуха и аэросмеси соответственно, ^оС;

С_м, С_в, – теплоемкость материала и поступающего воздуха при начальных температурах,

С’, С’’, – теплоемкость материала и воздуха при температуре аэросмеси,

Находим температуру аэросмеси:

где теплоемкость материала С_м при исходной температуре находим по формуле:

теплоемкость воздуха С_в при исходной температуре t_в=20°C находим интерполяцией по таблице 4.1.

Таблица 4.1.

Для определения температуры смеси в первом приближении принимаем теплоемкости материала и воздуха равными теплоемкостям их в исходном состоянии:

Теперь определяем теплоемкость материала при температуре смеси первого приближения:

По таблице 4.1 методом интерполяции находим теплоемкость воздуха при температуре смеси первого приближения:

Для определения температуры смеси во втором приближении в формулу нахождения температуры вставляем определенные выше теплоемкости материала и воздуха:

Температура смеси при первом и втором приближении не изменилась, теперь можно составлять тепловой баланс для температуры смеси:

Погрешность в составлении теплового баланса составляет:

где Q_Л, Q_n – левая и правая часть теплового баланса соответственно. Погрешность теплового баланса не превышает 5% поэтому температура смеси определена верно.

t_ac=65°C

Удельный вес воздуха ^в_ас при температуре смеси определяется по формуле:

где t_ac – температура смеси, градус, определена выше.

Определяем скорость парения частиц песка в воздухе при температуре смеси:

где _в = 2240 кг/м³ – плотность кварцевого песка;

– удельный вес воздуха при температуре смеси, кг/м³, определен выше;

d_M – диаметр частиц кварцевого песка, м.

Транспортную скорость принимаем на 15% больше, чем скорость парения:

Определяем объем перемещаемого воздуха W на единицу транспортируемого материала:

где Q_B – количество воздуха, потребное для транспортирования материала, кг/ч, определено выше;

– удельный вес воздуха при температуре смеси, кг/м³, определен выше. Определяем площадь сечения трубопровода F, м²:

где W – объем перемещаемого воздуха на единицу транспортируемого материала, м³/ч;

V_ac – транспортная скорость смеси, м/с.

Определяем внутренний диаметр трубопровода d, м:

где F – площадь сечения трубопровода, м².

В качестве трубопровода принимаем трубы электросварные прямошовные по ГОСТ 10706-76 с наружным диаметром 820 мм и толщиной стенки 10 мм, тогда внутренний диаметр трубопровода буден равен:

Фактическая площадь сечения трубопровода будет равна:

где d₁ – внутренний диаметр трубопровода, м.

Корректируем действительный расход воздуха W_g по определенному сечению трубопровода:

Определяем действительную массу перемещаемого воздуха Q_g, кг/ч:

где W_g – действительный объем перемещаемого воздуха на единицу транспортируемого материала, м³/ч;

– удельный вес воздуха при температуре смеси, кг/м³, определен выше.

Определяем действительную концентрацию материала

где Q_M – производительность установки по сухому кварцевому песку, кг/ч;

Q_g – действительная масса перемещаемого воздуха, кг/ч.

Определяем объемную концентрацию материала v₁ кг/м³:

где Q_M – производительность установки по сухому кварцевому песку, кг/ч;

W_g – действительный объем перемещаемого воздуха, кг/ч.