1.Аэродинамический расчёт воздушного тракта котлоагрегата.

Целью расчёта является подбор дутьевого вентилятора. Для подбора вентилятора, подающего воздух в топку котлоагрегата, необходимо знать его производительность Qв и напор , Hв. Все исходные данные: температуру воздуха, живое сечение, среднюю скорость и другие данные берутся из теплового расчёта.

Производительность вентилятора определяется по формуле:

Qв = β1 ∙ Vв , м³/ч ,

где β1 – коэффициент запаса по производительности;

Vв – количество воздуха, необходимое для подачи в топку котла, м³/ч.

Vв = Bp ∙ V˚ ∙ (т - ∆т + ∆βх.в.) ∙ (273+tх.в.) / 273 , м³/ч.

Vв = 13650 ∙ 4,5 ∙ (1,05 – 0,05 + 0,1) ∙ (273 + 30) / 273=74992,5м³/ч.

Тогда

Qв = 1‚05 ∙74992,5= 78742,125м³/ч.

Значения Bp, V˚, т, ∆т, ∆βх.в., tх.в ,β1 взяты из исходных данных.

Напор, развиваемый вентилятором, находиться как

Hв = β2 ∙ ∆Pв, Па. [1,с.4], где β2 – коэффициент запаса по напору β2=1,1

∆Pв – аэродинамическое сопротивление воздушного тракта котлоагрегата.

Расчёт величины ∆Pв ведётся в следующей последовательности:

• составление аксонометрической схемы воздушного тракта котлоавгрегата от воздухозаборного патрубка до самой последней горелки;

• весь тракт разбивают на участки (на участках должен быть постоянный расход и средняя скорость);

• для каждого участка определяются потери давления от трения и от местных сопротивлений;

• найденная сумма потерь давления ∑∆P от местных сопротивлений, прибавляется к сопротивлению горелочного устройства ∆Pгор:

∆Pв = ∆P + ∆Pгор.

Составили аксонометрическую схему воздушного тракта котлоагрегата и разбили весь тракт на пять участков указанных на схеме.

1.2 Расчёт потерь давления в воздухопроводе.

∆Pтр =  ∙ l/dэ ∙½ ∙ ∙W², Па – потери давления от трения;

∆Pм.с. =  ξ ∙ ½ ∙  ∙ W², Па - потери давления

где  - коэффициент трения, зависящий от числа Рейнольдса и коэффициента шероховатости стенок канала kэ,  для стальных труб 0,02;

l – длина участка, м;

dэ – эквивалентный диаметр сечения воздушного канала, м;

dэ = 4∙F / П, м,

где F – площадь поперечного сечения канала, м²;

П – периметр канала, м;

 - плотность воздуха, кг/м³

 = 0 ∙ 273 / (273+tх.в.) = 1,293∙273 / (273+tх.в.), кг/м³,

где tх.в. – температура воздуха, °C

0 – плотность воздуха при нормальных условиях, кг/м³;

W – скорость воздуха, м/с;

W = Vв / 3600∙F, м/с,

где Vв – расход воздуха в данной трубе, м³/ч

F – площадь поперечного сечения трубы;

 ξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений

1.3 Расчет участка 1–2:

На участке находятся: воздухозаборный патрубок, шибер, всасывающий карман, а так же диффузор (конфузор) для соединения трубы с карманом, который направляет воздух в вентилятор.

Площадь поперечного сечения:

F= Vв / 3600∙W =74992,5/ 3600∙15 = 1,389 м²;

Соответственно полученной площади выбираем по ГОСТу размеры и вид трубы:

Труба 1000*1400 мм F = 1∙1,4 = 1,4 м² ,

dэ = 4 ∙ 1,4 / 2∙(1.4+2) = 0.823м;

Рассчитываем скорость воздуха в трубе:

W = Vв / 3600∙F =74995,5м/ 3600∙1,4 = 14.879м/с;

Плотность воздуха при температуре 30°C:  = 1,293∙273 / (273+30) = 1,165 кг/м³;

Динамический напор: ½∙∙W² = ½ ∙ 1,165 ∙14,879²=128,956 Па

Рассчитываем потери от трения:

∆Pтр = 0,02∙10/0.823 ∙128,956 =31.338 Па;

Коэффициенты местных сопротивлений в воздухозаборном патрубке и в шибере равны, соответственно 0,3 и 0,1.

Тогда потери давления в воздухозаборном патрубке и шибере:

∆Р = (0,3 + 0,1) ∙ 128,956 =51.58 Па.

Потери на участке:

∆Р = 31,338 + 51,58= 82,981 Па.

Чтобы определить коэффициент местного сопротивления диффузора, соединяющего воздухопровод с всасывающим карманом необходимо знать размеры входного отверстия кармана, которые зависят от диаметра выходного отверстия. Выход кармана непосредственно соединяется с входным отверстием дутьевого вентилятора. Таким образом, необходимо выбрать вентилятор, но для этого необходимо знать напор, который он будет развивать в воздушном тракте. Напор вентилятора зависит от потерь давления на всём воздушном тракте, поэтому, рассчитав потери давления на участках воздушного тракта после вентилятора, определим приближённое значение напора. По этому значению напора и по значению расхода воздуха Qв выберем тип дутьевого вентилятора [2,215]. Затем, рассчитав потери давления в диффузоре (конфузоре), соединяющий всасывающий карман с трубой участка 1-2 и диффузора (конфузора) или резком сужении (расширении), соединяющего трубу участка 2-2' с выходом вентилятора вносим поправку в значение создаваемого вентилятором напора. Если же такого напора вентилятор создать не может, то необходимо будет выбрать другой вентилятор.