Определение динамического давления в воздуховоде
Содержание:
Лекция №31.
Характерная
форма лопастей.
— окружная скорость;
С
– абсолютная
скорость частицы;
— относительная
скорость.
,
.
Представим наш
вентилятор с инерцией В.
В отверстие заходит
воздух и по радиусу распыляется со
скоростью С r . но мы
имеем:
,
где В
– ширина
вентилятора;
r
– радиус.
.
Умножим на U:
.
Подставим
,
получим:
.
Подставим значение
для радиусов
в выражение для нашего вентилятора и
получим:
Теоретически напор
вентилятора зависит от углов (*).
Заменим
через
и подставим:
Разделим левую и
правую часть на
:
.
где А
иВ
– заменяющие коэффициенты.
Построим зависимость:
В зависимости от
углов
вентилятор будет менять свой характер.
На рисунке правило
знаков совпадает с первым рисунком.
Если от касательной
к радиусу по направлению вращения
откладывать угол, то этот угол считается
положительным.
1) В первом положении:
— положителен,
— отрицателен.
2) Лопатки II:
— отрицателен,
— положителен – делается близким к нулю
и
как правило меньше. Это вентилятор
высоко напора.
3) Лопатки III:
равны нулю.В=0
. Вентилятор среднего
напора.
Основные
соотношения для вентилятора.
,
где с – скорость
истечения воздуха.
.
Запишем это
уравнение применительно к нашему
вентилятору.
.
Разделим левую и
правую часть на n:
.
Тогда получим:
.
Тогда
.
При решении для
данного случая x=const,
т.е. мы получим
Запишем:
.
Тогда:
тогда
— первое соотношение вентилятора
(производительности вентилятора
относятся друг к другу, как числа оборотов
вентиляторов).
Пример:
— Это второе
соотношение вентилятора (теоретические
напоры вентиляторов относятся как
квадраты чисел оборотов).
Если взять тот же
пример, то
.
Но мы имеем
.
Тогда получим
третье соотношение, если вместо
подставим
.
Получаем следующее:
— Это и есть третье
соотношение (мощности требуемые на
привод вентилятора относится как кубы
чисел оборотов).
Для того же примера:
Расчет вентилятора
Данные для расчета
вентилятора:
Задаются:
— расход воздуха(м
3
/сек).
Из конструктивных
соображений выбирается и число лопаток
– n
,
— плотность воздуха.
В процессе расчета
определяются r
2
,
d
– диаметр
всасывающего патрубка,
.
Весь расчет
вентилятора производится на основании
уравнения вентилятора.
Скребковый
элеватор
1) Сопротивление
при загрузке элеватора:
G
Ц
– вес погонного метра цепи;
G
Г
– вес погонного метра груза;
L
– длина рабочей ветви;
f
— коэффициент трения.
3) Сопротивление
в холостой ветви:
Общее усилие:
.
где
— кпд учитывающий число звездочекm
;
— кпд учитывающий
число звездочек n
;
— кпд учитывающий
жесткость цепи.
Мощность для
привода транспортера:
,
где
— кпд привода транспортера.
Ковшовые
транспортеры
Он громоздкий.
Применятся в основном на стационарных
машинах.
Швырялка-вентилятор.
Применяется на силосных комбайнах и на
зерновых. Материя подвергается удельному
воздействию. Большой расход мощности
при повыш. производительности.
Полотняные
транспортеры.
Применяются на
обычных жатках
1)
(принцип Даламбера).
На частицу массой
m
действует сила весаmg
, сила инерции
,
сила трения.
,
.
Нужно найти х
,
который равен длине, при которой нужно
набрать скорость отV
доV
, равной скорости
транспортера.
,
Выражение 4
замечательно следующим случаем:
При
,
.
При угле
частица может набрать скорость
транспортера на путиL
,
равном бесконечности.
Бункера
Бункера применяются
нескольких типов:
со шнековой
выгрузкой
вибровыгрузной
бункера со свободным
истечением сыпучей среды применяется
на стационарных машинах
1. Бункера со
шнековой выгрузкой
Производительность
шнекового выгружателя:
.
скребковый
элеваторный транспортер;
распределительный
шнек бункер;
нижний выгружной
шнек;
наклонный выгружной
шнек;
— коэффициент
заполнения;
n
– число оборотов шнека;
t
– шаг шнека;
— удельный вес
материала;
Д
– диаметр
шнека.
2. Вибробункер
вибратор;
выгрузной лоток;
плоские пружины,
упругие элементы;
а
– амплитуда
колебаний бункера;
С
– центр
тяжести.
Достоинства –
устраняется свободообразование, простота
конструкционных оформлений. Сущность
воздействия вибрации на сыпучую среду
заключается в псевдодвижении.
.
М
– масса
бункера;
х
– его
перемещение;
к
1
–
коэффициент учитывающий скоростное
сопротивление;
к
2
–
жесткость рессор;
— круговая частота
или скорость вращения вала вибратора;
— фаза установки
грузов по отношению к смещению бункера.
Найдем амплитуду
бункера к
1
=0:
очень мало
,
— частота собственных
колебаний бункера.
,
При такой частоте
материал начинает течь. Существует
скорости истечения, при которых
выгружается бункер за 50 сек
.
Копнители. Сбор
соломы и половы.
1. Копнители бывают
навесные и прицепные, причем они бывают
однокамерные и двухкамерные;
2. Измельчители
соломы со сбором или разбрасыванием
измельченной соломы;
3. Разбрасыватели;
4. Соломопрессы
для сбора соломы. Отличают навесные и
прицепные.
Формулы для расчета напора вентилятора
Напор представляет собой соотношение воздействующих сил и площади, на которую они направлены. В случае с вентканалом речь идет о воздухе и сечении.
Поток в канале распределяется неравномерно и не проходит под прямым углом к поперечному разрезу. Узнать точный напор по одному замеру не удастся, придется искать среднее значение по нескольким точкам. Сделать это нужно и для входа, и для выхода из вентилирующего прибора.
Осевые вентиляторы используют отдельно и в воздуховодах, они эффективно работают там, где нужно переносить большие массы воздуха при относительно низком давлении
Полное давление вентилятора определяют по формуле Pп = Pп (вых.) – Pп (вх.), где:
Превышение давлением теплоносителя предельной величины
Если процесс эксплуатации сопровождается частыми «подрывами» предохранительного клапана, следует проанализировать возможные причины происходящего:
- заниженная емкость расширительного бачка;
- завышенное настроечное давление газа/воздуха в бачке;
- неправильно выбрано место установки.
Наличие бачка емкостью от 10 % полной емкости системы отопления является практически стопроцентной гарантией исключения первой причины. Впрочем 10 % не являются минимально возможной емкостью. Грамотно спроектированная система может нормально работать и при меньшей величине. Однако определить достаточность емкости бачка сможет только специалист, владеющий методикой соответствующего расчета.
Вторая и третья причины тесно взаимосвязаны между собой. Предположим, что воздух/газ накачан до 1,5 бара, а место установки бачка выбрано вверху системы, где рабочее давление, допустим, всегда ниже 0,5 бара. Газ всегда будет занимать весь объем бачка, а расширяющийся теплоноситель останется снаружи. Внизу системы теплоноситель будет давить на трубы теплообменника котла особенно сильно. Регулярный «подрыв» предохранительного клапана будет обеспечен!
Динамическое пластовое давление
Пластовое давление, установившееся на какую-либо определенную дату в продуктивном пласте находящейся в разработке залежи, называют теку-щ и м, или динамическим, пластовым давлением.
В пласте, разрабатываемом рядом скважин, статическое забойное давление, замеренное в одной из них после ее остановки, является по существу динамическим пластовым давлением. Это объясняется тем, что другие скважины продолжают работать и в пласте не устанавливается абсолютного статического равновесия. Для определения текущего статического ( пластового давления требуется одновременная остановка всех скважин, эксплуатирующих данную залежь, чего практически никогда не производится. Поэтому давления, замеренные в остановленных скважинах, в которых установилось относительное статическое равновесие, условно будем называть в дальнейшем статическими пластовыми давлениями, а давления, замеренные в работающих скважинах — динамическими пластовыми ( забойными) давлениями.
|
Схематический профиль приведенного пластового давления залежи при внутриконтурном нагнетании воды. |
Скважины: 1 — нагнетательные, 2 — добывающие; части пласта: 3 — нефтенасыщенные, 4 — промытые водой, 5 — динамическое пластовое давление ( общие воронки депрессии давления); 6 — локальные воронки депрессии ( репрессии); Рпл.
Представление о проходимых пластах и скважине как единой гидродинамической системы позволяет, наряду с гидродинамическим давлением на стенку скважины, считать необходимым и введение понятия динамического пластового давления.
|
К обработке кривых прослеживания уровня жидкости в скважине после ее остановки. |
Для обработки данных исследований скважины Як определяют по результатам измерения статического уровня жидкости после полной ее стабилизации, т.е. полного восстановления забойного давления, приравниваемого к текущему динамическому пластовому давлению.
|
К обработке кривых прослеживания уровня жидкости в i. |
Для обработки данных исследовании скважины Як определяют по результатам измерения статического уровня жидкости после полной ее стабилизации, т.е. полного восстановления забойного давления, приравниваемого к текущему динамическому пластовому давлению.
Кроме того, при разобщении пластов, в процессе эксплуатации скважины на цементный стакан в интервале подошва верхнего пласта — кровля нижнего пласта действует перепад давлений, абсолютная величина которого и направление зависят как от величины динамических пластовых давлений, так и создаваемых депрессий на пласт.
Разбурив нефтеносную площадь некоторым числом скважин, расставленных на ней в каком-то порядке, и снизив противодавление в скважинах, мы возбуждаем в залежи течение жидкостей, В результате совместного действия скважин, их интерференции, в залежи в данный момент устанавливаются определенная картина движения жидкостей и определенное распределение динамического пластового давления.
Если выполнение условия однофазности нефти не сопряжено с превышением критической скорости на забое, то забойные давления во всех скважинах залежи должны быть одинаковы и равны давлению насыщения. Вследствие уменьшения динамического пластового давления в направлении от контура нефтеносности к куполу залежи депрессия в скважинах внутренних рядов принимает все меньшее значение; вместе с нею падают и дебиты скважин.
В промысловой практике пластовое давление измеряют на забое скважины. При этом следует различать начальное, текущее, статическое и динамическое пластовое давление, забойное давление.
Единицы измерения давления
Давление является интенсивной физической величиной. Давление в системе СИ измеряется в паскалях; применяются также следующие единицы:
| Давление | |||||||||
| X | Па | мм вод. ст. | мм рт. ст. | бар | кг/см2 | атм. | кг/м2 | м вод. ст. | psi |
| 1 Па | X | 0,102 | 7,5 x 10-3 | 10-5 | 0,102 x 10-4 | 0,102 x 10-4 | 0,102 | 0,102 x 10-3 | 1,5 x 10-4 |
| 1 мм вод. ст. | 9,81 | X | 7,36 x 10-2 | 9,81 x 10-5 | 10-4 | 10-4 | 1 | 10-3 | 1,5 x 10-3 |
| 1 мм рт. ст. | 133,4 | 13,6 | X | 1,3 x 10-3 | 1,36 x 10-3 | 1,36 x 10-3 | 13,6 | 1,36 x 10-2 | 2 x 10-2 |
| 1 бар | 105 | 1,02 x 104 | 7,5 x 102 | X | 1,02 | 1,02 | 1,02 x 104 | 10,2 | 15 |
| 1 кг/см2 | 9,81 x 104 | 104 | 7,36 | 0,98 | X | 1 | 104 | 0,1 | 15 |
| 1 атм. | 9,81 x 104 | 104 | 7,36 | 0,98 | 1 | X | 104 | 0,1 | 15 |
| 1 кг/м2 | 9,81 | 1 | 7,36 x 10-2 | 9,81 x 10-5 | 10-4 | 10-4 | X | 10-3 | 1,5 x 10-3 |
| 1 м вод. ст. | 9,81 x 103 | 103 | 73,6 | 9,81 x 10-2 | 0,1 | 0,1 | 103 | X | 1,5 |
| 1 psi | 6,67 x 103 | 6,67 x 102 | 50 | 6,67 x 10-2 | 6,67 x 10-2 | 6,67 x 10-2 | 6,67 x 102 | 0,667 | X |
| Это незавершённая статья. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её. |
Полное давление — вентилятор
Кроме того, можно добавить, что полное давление вентилятора не зависит от места установки диффузора, если сопротивления той части воздуховодов, которые имеют постоянную площадь сечения, одинаковы. Обычно диффузор располагают сразу же за вентилятором, так как н этом случае нагнетательный воздуховод имеет большую площадь сечения и, следовательно, меньшее сопротивление.
С увеличением относительного диаметра втулки увеличиваются осевая скорость и полное давление вентилятора, но возрастают доля динамического давления в полном давлении и потери в установке. Поэтому относительный диаметр втулки в шахтных осевых вентиляторах больше 0 7 не берут.
Нас интересует, как влияют указанные различия на значение полного давления вентилятора, поскольку последнее является одним из двух главных факторов, по которым выбираются вентилятор и условия его работы.
Для построения характеристики сети подсчитывают значение коэффициента k по известным производительности и полному давлению вентилятора. После этого, задаваясь различными значениями расхода воздуха и подставляя их в формулу ( 42), находят соответствующие им значения полной потери давления п сети.
Вентилятор подбирают по расчетной производительности L, м3 / ч, п требуемому полному давлению вентилятора р, кгс / м2 или Па, пользуясь рабочими характеристиками. В них для определенного числа оборотов колеса даются зависимости между производительностью вентилятора по воздуху, с одной стороны, и создаваемым давлением, потребляемой мощностью и коэффициентом полезного действия — с другой.
|
График для определения фактического режима паботы вентилятора в сети, не соответствующего каталожной хапактеристике. |
И): а и б — точки, соответствующие фактическим значениям производительности н полного давления вентилятора; в — точка, соответствующая проектным значениям производительности и полного давления вентилятора.
|
Номограмма для перевода сети с неодинаковыми расходами воздуха в ответвлениях в условную сеть с равными расходами. |
Для вентилятора данной серии определяется поправка а2 к величине t Heper, учитывающая изменение полного давления вентилятора при регулировании.
|
Область экономичной работы шахтных осевых вентиляторов, регулируемых поворотом лопаток колес и лопаток направляющих аппаратов.| Области экономичной работы одно -, двух — и трехступенчатых шахтных осевых вентиляторов, регулируемых поворотом лопаток колес и лопаток направляющих аппаратов. |
Величина потери в вентиляторной установке при постоянной производительности ( при Q const) остается постоянной, независимо от числа ступеней, тогда как полное давление вентилятора будет увеличиваться пропорционально числу ступеней.
И): а и б — точки, соответствующие фактическим значениям производительности н полного давления вентилятора; в — точка, соответствующая проектным значениям производительности и полного давления вентилятора.
Важнейшие факторы сети: конфигурация, количество транзитных воздуховодов и ответвлений; отношение числа регулируемых ответвлений т0 к общему числу п0; сокращение расходов в регулируемых ответвлениях; отношение сопротивления магистрального участка, где перемещается общий расход АРмаг, к полному давлению вентилятора Рв; соотношение расчетных расходов в ответвлениях.
|
Крыльчатый анемометр. |
После того как отрегулирована сеть воздуховодов, приступают к проверке работы вентилятора. Производительность и полное давление вентилятора замеряют при помощи пневмо-метрической трубки и микроманометра ( рис. 362) на участках зоздуховода, непосредственно перед вентилятором и после него, яа расстоянии 4 — 5 диаметров за местным сопротивлением или от выхлопного отверстия, но не менее двух диаметров до последующего местного сопротивления.
Виды давления
Статическое давление
Статическое давление
— это давление неподвижной жидкости. Статическое давление = уровень выше соответствующей точки измерения +
начальное давление в расширительном баке.
Максимальное значение рабочего давления, допускаемого из условий безопасности работы насоса и системы.
Давление
— физическая величина, характеризующая интенсивность нормальных (перпендикулярных к поверхности) сил, с которыми одно тело действует на поверхность другого (например, фундамент здания на грунт, жидкость на стенки сосуда, газ в цилиндре двигателя на поршень и т. п.). Если силы распределены вдоль поверхности равномерно, то Давление р
на любую часть поверхности равно р = f/s
, где S
— площадь этой части, F
— сумма приложенных перпендикулярно к ней сил. При неравномерном распределении сил это равенство определяет среднее давление на данную площадку, а в пределе, при стремлении величины S
к нулю, — давление в данной точке. В случае равномерного распределения сил давление во всех точках поверхности одинаково, а в случае неравномерного — изменяется от точки к точке.
Для непрерывной среды аналогично вводится понятие давление в каждой точке среды, играющее важную роль в механике жидкостей и газов. Давление в любой точке покоящейся жидкости по всем направлениям одинаково; это справедливо и для движущейся жидкости или газа, если их можно считать идеальными (лишёнными трения). В вязкой жидкости под давление в данной точке понимают среднее значение давление по трём взаимно перпендикулярным направлениям.
Давление играет важную роль в физических, химических, механических, биологических и др. явлениях.
Среднее динамическое давление
Среднее динамическое давление вычисляется как частное от деления суммы замеренных динамических давлений на число измерений. Подставив значение среднего динамического давления в формулу ( 1 34) или ( 1 34), находят для данного сечения среднюю скорость.
По измерениям среднего динамического давления в тракте газов окисления рассчитывают их расход W, М3 / с, в нормальных условиях.
В напорных усреднителях перепад давления происходит в зависимости не от местного, а от некоторого среднего динамического давления потока. Усреднение может осуществляться в пределах одного, а также двух радиусов или диаметров при кольцевой площади или иным способом.
Предложено несколько разновидностей напорных усредняющих устройств или усреднителей, перепад давления в которых образуется в зависимости не от местного, но от некоторого среднего динамического давления потока.
Принципиальным отличием напорных усредняющих устройств от напорных трубок является то, что первые имеют по две группы отверстий, создающих перепад давления в зависимости не от местного, а от некоторого среднего динамического давления потока. При этом осреднение производится не по всей площади потока, а в зависимости от конструкции устройства либо по одному или двум перпендикулярным радиусам ( или диаметрам), либо по кольцевой площади трубы.
Среднее динамическое давление вычисляется как частное от деления суммы замеренных динамических давлений на число измерений. Подставив значение среднего динамического давления в формулу ( 1 34) или ( 1 34), находят для данного сечения среднюю скорость.
Высота сброса HQ должна обеспечивать такое среднее динамическое давление в момент удара, при котором в образце под индентором в результате деформации появляется зона пластичности.
Динамическое пластовое давление ра вдоль контура воронки депрессии меняется в зависимости от изменения ее формы. На среднем радиусе воронки депрессии или на радиусе влияния скважины действует только некоторое среднее динамическое давление.
Эти параметры регистрировались в покое перед нагрузкой, в период решения задач в начале, в середине и в конце рабочего периода и в период отдыха через 10 мин после окончания рабочего периода. Артериальное давление измерялось по методу Короткова, по математической формуле Хикема вычислялось среднее динамическое давление, частота сердечных сокращений определялась по второму отведению электрокардиограммы.
Сумма статического и динамического давлений называется полным давлением и может быть замерена с. Вторая трубка служит для замера статического давления в той же точке внутри воздуховода. Разность между полным давлением и статическим является динамическим давлением и фиксируется на шкале отсчета микроманометра. Для определения среднего динамического давления по сечению воздуховода замеры производят в нескольких точках.
При выполнении измерений одну пневмометрическую трубку устанавливают в контрольной точке на расстоянии 30 — 100 мм от оси воздуховода. Рабочую напорную трубку перемещают по линии измерения последовательно устанавливая в точках измерения, при этом входные отверстия трубок должны быть направлены навстречу газовому потоку. Измерение давления обеими трубками производят одновременно. В каждой точке необходимо выполнить не менее трех измерений динамического давления; по результатам измерений определяется среднее динамическое давление для данной точки измерения.
|
Приборы для испытания и регулирования вентиляционных систем. |
Расход воздуха, проходящего через воздуховоды, определяют косвенным способом — путем измерения динамического давления движущегося потока воздуха. Для измерения давления применяют микроманометры ( рис. 151, а), пневмометрические трубки и резиновые шланги для их соединения. Воздуховоды на всасывающей стороне вентилятора находятся под некоторым статическим разрежением, а на нагнетающей стороне — под статическим напором. Сумма статического и динамического давления называется полным давлением и может быть замерена с помощью одной из двух спаянных трубок пневмометрического устройства, введенного в воздуховод. Вторая трубка служит для замера статического давления в той же точке внутри воздуховода. Разность между полным давлением и статическим является динамическим давлением и фиксируется на шкале отсчета микроманометра. Для определения среднего динамического давления по сечению воздуховода замеры производят в нескольких точках сечения.
