--PAGE_BREAK--3.1.1 Расчет осадочной камеры для системы рециркуляции.
Диаметр внутреннего цилиндра 1 (рис. 6) принимают равным входному диаметру вентилятора. Размер a
, мвходного отверстия осадочной камеры рассчитывают по следующей зависимости:
, где Q
– расход воздуха в камере, м3/с, для нашего случая Q
= 5040 м3/ч = 1,4 м3/с
Вк –ширина камеры, м. Принимаем из конструктивных соображений Вк=0,5 м
υвх – скорость воздуха на входе в камеру. Принимают υвх=10..12 м/с
Радиус наружного цилиндра камеры r
н, м находят по зависимости:
, где — скорость воздуха в камере, принимают =2..3,5 м/с
Площадь трапецеидального отверстия 3 в цилиндре 2 принимают равной площади входного патрубка.
Угол в 70 градусов соответствует углу естественного откоса попадающего в осадочную камеру продукта (примесей).
На рисунке 6 представлена осадочная камера с рассчитанными размерами.
Рисунок 6 – Осадочная камера
Потери давления в осадочной камере рассчитываются по следующей формуле:
Где, — безразмерный коэффициент сопротивления осадочной камеры. Принимается в пределах 10..12.[4]
– плотность воздуха при стандартных условиях (1,2 кг/м3),
— скорость воздуха на входе в осадочную камеру.
3.1.2 Предварительный подбор вентилятора к системе рециркуляции
3.1.2.1 Определение расхода воздуха
Расход воздуха перемещаемый вентилятором в сети равен:
, м3/ч
где — полезный объем воздуха, перемещаемого в сети, м3/ч;
Принимаем его равным = 4800 м3/ч, т. к. площадь ситовой поверхности осталась неизменной.
— фактический объем воздуха, подсасываемого по длине воздухопроводов, м3/ч, принимается 5 % от , м3/ч.
Объем воздуха, подсасываемого при работе осадочной камеры, ΔQо.к., м3/ч, принимается равным 5% от полезного объема воздуха перемещаемого в сети.
Тогда, Q
в
=4800 +240+275 = 5317, м3/ч
3.1.2.2
Определение давления создаваемого вентилятором
Полное давление вентилятора Hв, Па, с учетом коэффициента запаса на неучтенные потери:
, где — сопротивление сети, Па.
= Нм+∑(R
∙
l
+∑
ζ
∙
Hg
)+
H
о.к., Па
, где Нм – потери давления в машине;
∑(
R
∙
l
+∑
ζ
∙
Hg
) – потери давления по длине и в местных сопротивлениях, Па
H
о/к
– потери давления в осадочной камере, Па
Т.к. потери давления по длине и в местных сопротивлениях малы ввиду незначительной длины воздуховодов учитывать их не будем., следовательно:
= Нм+H
о.к.=750+1040 = 1790 Па
Нв= 1,1Нс=1970 Па
3.1.2.3 Аэродинамическая характеристика предварительно подобранного вентилятора
Используя универсальные характеристики вентиляторов, определяется положение рабочей точки вентилятора в сети. Рабочая точка находится на пересечении основных параметров работы вентилятора в сети: Qв и Нв. Положение рабочей точки дает возможность определить необходимую частоту вращения рабочего колеса nви коэффициент полезного действия ηв
Вентилятор будет правильно подобран к сети при выполнении следующих рекомендаций:
1) к сети подобран вентилятор, имеющий более высокий КПД, при этом КПД выбранного вентилятора отвечает условию:
2) рабочая точка на универсальной характеристике располагается правее линии максимального КПД;
3) к сети следует подбирать по возможности вентилятор меньшего номера
Согласно вышеуказанным рекомендациям предварительно подбирается вентилятор марки ВР-86-77-3,15 со следующими параметрами: n=2850 об/мин; 0,758.
Рисунок 7 — Аэродинамическая характеристика вентилятора ВР-86-77-3,15
3.1.3
Проектирование трассы сети рециркуляции
3.1.3.1
Проектирование перехода к осадочной камере
Площадь аспирационного отверстия:
, где Dа.о— диаметр аспирационного отверстия, м.
В нашем случае Dа.о=0,315 м, тогда
=3,14∙0,3152/4 = 0,078 м2
Определяется площадь входного отверстия у осадочной камеры , м2:
Fвх= a∙b
где a– длина входного патрубка осадочной камеры, м.
b— ширина входного патрубка осадочной камеры, м
Fвх= 0,4∙0,29 = 0,116 м2
Так как , то данный переход является диффузором.
Длина конфузора принимается из конструктивных соображений
Определяется угол сужения конфузора αк:
,
.
3.1.3.2
Проектирование перехода от вентилятора
Определяем диаметр воздухопровода, идущего от вентилятора:
, гдеV
– скорость воздуха на участке сети после вентилятора, принимается 10 м/с
, Q– объем воздуха перемещаемого в сети с учетом подсоса воздуха по длине и в осадочной камере
Принимаем наименьший стандартный диаметр
Определяем площадь воздухопровода, идущего от вентилятора, м2:
, где Dвозд— диаметр воздухопровода на участке после вентилятора, м.
В нашем случае Dвозд=0,18 м, тогда
=3,14∙0,182/4 = 0,0254 м2
Определяется площадь входного отверстия у вентилятора , м2:
Fвых= а∙b, м2
гдеa,b– стороны выходного отверстия вентилятора, м.
Fвх= 0,221·0,221 = 0,0488 м2
Так как , то данный переход является диффузором.
Рисунок 8 – Эскиз перехода от вентилятора
Длина конфузора принимается из конструктивных соображений
Определяется угол сужения конфузора αк:
,
.
3.2 Энергетический расчет
Энергетический расчет сводится к нахождению мощности на валу вентилятора и подбору электродвигателя.
Определяем мощность на валу вентилятора, N
в, кВт
Определяем мощность электродвигателя для привода вентилятора, N
э, кВт
где — коэффициент запаса мощности, .
Принимаем электродвигатель АИР 100L4/2 с установленной мощностью 4,75 кВт и частотой вращения 2850 об/мин.
3
3.1
3.2
3.3
Прочностные расчеты элементов камнеотборника Р3-БКТ-Р
3.3.1 Расчет на продольный срез углового сварного шва внахлест
Выберем сварной шов внахлест, соединение стойки вертикальной короткой 2 и стойки горизонтальной короткой 5 (см. сборочный чертеж рамы сварной КП 260601. 03. 300СБ)
Требование расчета имеет вид:
,
560 МПа.[2]
гденаибольшее суммарное касательное напряжение от рабочих нагрузок.
допустимое напряжение шва.
Рассмотрим уголок (стойку горизонтальную короткую 5)приваренный П-образным швом к стойке вертикальной короткой 2. Он будет нагружен силой Р – четверть силы тяжести от действия веса осадочной камеры.Она будет создавать изгибающий момент М = Pl, относительно центра тяжести О периметра швов. Наиболее нагруженными являются точки А и В. В них возникают под действием силы Р и момента М напряжения и соответственно:
Рис. 10 Расчетная схема
Площадь среза швов А Определяется как:
где – минимальный размер в поперечном сечении шва
k
– катет шва,
– коэффициент глубины проплавления, для ручной дуговой сварки 0,7
l – длины швов.
Выражение для определения напряжения шва от действия силы имеет вид:
Для определения необходимо найти силу с которой осадочная камера давит на раму. Для этого найдем её площадь и массу.
, где F
— площадь поверхности осадочной камеры (F= 3,1 м2)
s
— толщина листа, из которого изготовлена осадочная камера (s= 3мм)
ρ
-плотность материла (для стали ρ
=7800 кг/м3)
Т. к. на часть стойки которую мы рассчитываем действует лишь четверть силы, то
P= m∙g/4= 181,35 H
Следовательно:
Для определения необходимо найти полярный момент инерции швов, равный сумме двух осевых моментов и .
где момент инерции шва ;
площадь сечения шва ;
расстояние от оси Ох до центра тяжести сечения шва .
где расстояние от середины шва до точки О.
продолжение
--PAGE_BREAK--