Tính toán xác định các thông số cấu tạo và động học của bơm ly tâm

Tài liệu tham khảo kỹ thuật công nghệ cơ khí Tính toán xác định các thông số cấu tạo và động học của bơm ly tâm

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ QUẠT LY TÂM

1 Nội dung

Tính toán xác định các thông số cấu tạo và động học của bơm ly tâm bao gồm:

với hiệu suất của áp suất cho trước là ηh

2 Trình tự tính toán.

2.1 Tính chi phí không khí cần thiết.

V = λ.qs (m2/s)

qs = 0,379 (kg/s) Theo số liệu tính toán của bài trước

λ: Lượng không khí cần thiết để có thể làm sạch 1kg hỗn hợp trên mặt sàng Lấy

λ = 2 (m3/s)

 V = 2.0,379 = 0,758 (m3/s)

2.2 Tốc độ dòng khí đẩy ra ở cửa quạt.

Vận tốc dòng khí đẩy ra ở cửa quạt được xác định theo công thức

60 70

100

"

*

"



"

*

*

ngay cửa ra của quạt

Ta chọn "

*

Vậy " *".6010070



65

100

đảm bảo đủ tốc độ thổi bay hạt thóc ( tốc độ thổi bay hat thóc > 11m/s)

2.3 Xác định áp suất toàn phần.

Áp suất toàn phần được xác định theo công thức sau:

H = Ht + Hd

ống dẫn tới sàng

- Đối với lực cản nội tại quat lấy

đổi ra ta được Ht1 = 1,96 N/m2

- Đối với lực cản của đường ống gồm:

Ht2 = d tb

l C

2 2

"

  

2

"

  

Ht2: Áp suất để thắng lực ma sát theo chiều dài đường ống

l: Chiều dài đoạn ống: l = 1,2m

- Tra trong sổ tay kỹ thuật  = 0,04

Ht3: Áp suất để thắng lực ma sát sinh ra do đoạn ống bị gấp khúc

 : Hệ số tổn thất cục bộ

- Tra trong sổ tay kỹ thuật  = 0,21

Đường ống có 3 đoạn gấp khúc nên tổng tổn thất là:

= 1,2 (kg/m3)

2

.

tb d tb d





b a

b

a

(*)

Với a: chiều cao cửa thổi

b: bề rộng quạt b = bs = 0,65(m) bs: bề rộng sàng phẳng

ta có: a =

b C

V

" = 13,82.0,65 = 0,22 (m).

b a

b a



2

= 20.,022,22.00,,6565

Vậy:

Ht2 = d tb

l C

2 2

"

  

33 , 0 2

2 , 1 2 , 1 2 8 , 13 04 , 0

= 16,6 (N/m2)

2

"

  

2

2 , 1 2 8 , 13 63 ,

Cột áp động:

2

"

.C 

2

2 8 , 13 2 ,

vậy: H = Ht1 + Ht2 + Ht3 + Hd

2.4 Xác định bề rộng quạt.

Lấy bề rộng quạt bằng chiều rộng sàng phẳng

b = bs = 0,65(m)

2.5 Xác định chiều cao cửa thổi.

Chiều cao cửa thổi a được xác định từ công thức

b C

V a

"

chiều cao a được kiểm tra bằng công thức

a = i.Ls.sinδ

Ls: Chiều dài sàng: ta có

Fs = Ls.bs = 0,875 với bs = 0,65  Ls = 0,57 (m).

i : hệ số chỉ phần chiều dài sàng có luồng không khí thổi trực tiếp

chọn : i = 0,6

δ : góc nghiêng hướng thổi so với mặt sàng

chọn δ = 600  sinδ = 0,866

 a = 0,6.0,6.0,866 = 0,3096 > 0,2 chọn lại δ

a = 0,6.0,6.0,57 = 0,205 ≈ 0,2

2.6 Xác định đường kính quạt.

với ds: đường kính cửa hút

Diện tích ở cửa vào cửa quạt

2 C

V

= 4

2

s d

  ds = '

2

C

V



C’: vận tốc dòng khí tại cửa vào, theo kinh nghiệm nên chọn C’ nằm trong giới hạn

C” ≥ C’ ≥ 0,5.C”

↔ 13,8 ≥ C’ ≥ 0,5.13,8

↔ 13,8 ≥ C’ ≥ 6,9 ta chọn C’ = 7 (m/s)

 ds = 3,142.2.7 = 0,47 (m)

đường kính d1, d2 được chọn dựa vào các biểu thức sau

d1 ≤ ds = 0,43 (m)

d2 ≥ 1,4.ds = 1,4.0,43 = 0,602 (m)

Ta chọn d1 = 0,36 (m), d2 = 0,65 (m)

Vì với d1, d2 như vậy ta có

2

d

d

= 3600,,65 = 1,8( thoả mãn nằm trong khoảng 1,75 ÷ 2).

Và ta có

1

d

a

= 00,65,2 = 0,3 ≤ 0,5 nên chọn vỏ quạt là vỏ hình trụ

*/ Kiểm tra lại các thông số đã tính và lựa chọn.

ηh =

m

H H

nếu ηh = 0,5 ÷ 0,6 thì các thông số được lựa chọn là phù hợp

2 1 2

2

Trong đó γ là khối lượng riêng không khí γ = 1,2

với các giá trị :

1 1





tg tg

tg





2 2 1

1



tg tg





1 1 1

1



tg tg





U1 = ω

2

1

d

U2 = ω

2

2

d

Ta có : Cu = C’.sinβ = C’.cosγ

 Cu1 = C’.cosγ1

Với γ1, γ2 là các góc được xác định bằng đồ thị và bảng cho sẵn từ đồ thị ta chọn α1 = 550, α2 = 550

Với hệ số đặc trưng chế độ làm việc của quạt

H d

H

k  = 204114,84.3 = 0,75 Với k = 0,75 từ bảng cho sẵn và từ đồ thị ta chọn γ1 =700, γ2 =80

Vậy ta có: tgγ1 = 2,4, tgγ2 = 0,14, tgα1 = 1,43, tgα2 = 1,43

1 1





tg tg

tg



 = 122,4,4.1,43 = 0,54

2 2 1

1



tg tg



 = 10,214,4.1,43 = 0,83

1 1 1

1



tg tg



 = 122,4,4.1,43 = 0,23

Cu1 = C’.cosγ1 = 7.cos700 = 2,39

U1.Cu1 = tgα1.7.sinγ1 = 1,43.7.0,94 = 9,4

 U1 = Cu1 + U1.Cu1 = 2,39 + 9,4 = 11,79

 2

1

U

U

 1

2

d

d

1,8  U2 = 1,8.11,79 = 21,22

2 1 2

2

 U  U = 1 , 2  21 , 2222 0 , 83 11 , 792 0 , 23

với H = 204,84



m H

H



 =

2 , 410

84 ,

Vậy các thông số được lựa chọn là hợp lý

Tính V

Từ công thức V = U1.φ1.Π.d1.b.μs.μ

Với - μ: hệ số tương đương (μ = 0,6 ÷ 0,8) chọn μ = 0,7

- μs: hệ số phụ thuộc cấu trúc quạt

μs = 1 -  .cos

1

.

d

s z

giá trị μs lấy nằm trong khoảng 0,85 ÷ 0,95

ta chọn μs = 0,85

z: là số cánh quạt

s1 :là độ dày chân cánh quạt

Vậy

 V = U1.φ1.Π.d1.b.μs.μ = 11,79.0,54.3,14.0,36.0,65.0,85.0,7 = 2,7 (m/s)

2.7 Tính công suất quạt và số còng quay cần thiết

- Số vòng quay cần thiết

1 1 60

d

U n



2 2 60

d U



36 , 0 14 , 3

79 , 11 60

Nq = V.Hm = 2,7.410,2 = 1107,54 (w)

N =



q

N

với η: là hiệu suất của quạt lấy η = 0,9  N = 11070,9,54 = 1230,6 (w)