➢ Đoạn ống (1) từ KW3 đến chạc 3
Đường kính ống dẫn: D = 2×√ 𝐿
𝜋×𝑣 = 2×√4,38
45 Trong đó:
• L: lưu lượng dòng khí; L = 4,38 (m3/s)
• v : Vận tốc dòng khí trên đoạn ống được tính trên điều kiện kinh tế và giảm tiếng ồn. v = 10 – 20 m/s. Chọn v = 15 m/s.
Khi đó vận tốc thực của dòng khí trong ống: vt = 4×𝐿
𝜋×𝐷2 =4×4,38
𝜋×0,62 =15,4m/s Với lưu lượng L = 15768 (m3/h); v = 15,4 m/s; Tra phụ lục 3 và phụ lục 4 giáo trình “Kĩ thuật thông gió” của GS. Trần Ngọc Chấn ta được:
- Tổn thất áp suất do ma sát trên một 1m chiều dài đường ống R= 0,343 kG/m2
- Áp suất động 𝑉2×𝛶
2.𝑔 = 14,5 kG/m2
- Ngoặt tiết diện tròn nhiều đốt góc 900, R/D = 1,5 => 𝜉0= 0,4
- Chụp hút có l/d = 0,8 ; α0 = 300 => 𝜉0 = 0,1
Chiều dài đường ống: l = 13 + 6 = 19 m ( trong đó: chiều cao KW là 3m, chiều cao từ chụp hút đến trần lấy 6m, chiều dài từ trần tại KW đến chạc 3 là 13m)
Bảng 3.7: Các chi tiết có trên đường ống 1 khu vực hóa chất III (KW3)
Chi tiết Số lượng 𝜉0
Ngoặt 900 1 0,4
Chụp hút 1 0,1
Bảng 3.8: Bảng tính toán thủy lực đường ống khu vực hóa chất.
TT L (m3/h) l (m) v (m/s) D (mm) R (kG/m2) R.l Σ ξ0 v2.𝛶/2g CPcb (kG/m2) ∆P = R.l + ∆Pcb (kG/m2) 1 15768 19,0 15,4 600 0.343 6,517 0,5 14,5 7,25 13,767
46 ➢ Đoạn ống (1’) từ KW7 đến chạc 3 Đường kính ống dẫn: D = 2×√ 𝐿 𝜋×𝑣 = 2×√ 7,6 𝜋× 15 = 0,8 m Trong đó: • L: lưu lượng dòng khí; L = 7,6 (m3/s) = 27360 (m3/h)
• v : Vận tốc dòng khí trên đoạn ống được tính trên điều kiện kinh tế và giảm tiếng ồn. v = 10 – 20 m/s. Chọn v = 15 m/s.
Khi đó vận tốc thực của dòng khí trong ống: vt = 4×𝐿
𝜋×𝐷2 = 4×7,6
𝜋×0,82 =15,1m/s Với lưu lượng L = 27360 (m3/h); v = 15,1 m/s; Tra phụ lục 3 và phụ lục 4 giáo trình “Kĩ thuật thông gió” của GS. Trần Ngọc Chấn ta được:
- Tổn thất áp suất do ma sát trên một 1m chiều dài đường ống R= 0,23 kG/m2
- Áp suất động 𝑉2×𝛶
2.𝑔 = 13,95 kG/m2
- Ngoặt tiết diện tròn nhiều đốt góc 900, R/D = 1,5 => 𝜉0= 0,4
- Chụp hút có l/d = 0,8 ; α0 = 300 => 𝜉0 = 0,1
Chiều dài đường ống: l = 10 + 6 = 16 m ( trong đó: chiều cao KW là 3m, chiều cao từ chụp hút đến trần lấy 6m, chiều dài từ trần tại KW đến chạc 3 là 10m)
Bảng 3.9: Các chi tiết có trên đường ống 1 khu vực hóa chất VII (KW7)
Chi tiết Số lượng 𝜉0
Ngoặt 900 1 0,4
47
Bảng 3.10: Bảng tính toán thủy lực đường ống khu vực hóa chất.
TT L (m3/h) l (m) v (m/s) D (mm) R (kG/m2) R.l Σ ξ0 v2.𝛶/2g CPcb (kG/m2) ∆P = R.l + ∆Pcb (kG/m2) 1 27360 16,0 15,1 800 0.230 3,68 0,5 13,95 6,975 10,655 ➢ Đoạn ống (2) từ chạc ba đến khu xử lý. Lưu lượng L = 15768 + 27360 = 43128 m3/h = 11,98 m3/s Đường kính ống dẫn: D = 2×√11,98 𝜋×15= 1 m Trong đó: • L: lưu lượng dòng khí; L = 43128 (m3/h)= 11,98 m3/s
• v : Vận tốc dòng khí trên đoạn ống được tính trên điều kiện kinh tế và giảm tiếng ồn . v = 10 – 20 m/s. Chọn v = 15 m/s.
Khi đó vận tốc thực tế của dòng khí trong ống: vt = 4×11,98
𝜋×12 = 15,2 m/s Với lưu lượng L = 43128 m3/h ; v = 15,2 m/s; Tra phụ lục 3 giáo trình “Kĩ thuật thông gió” của GS. Trần Ngọc Chấn ta được:
- Tổn thất áp suất do ma sát trên một 1m chiều dài đường ống R= 0,1766 kG/m2
- Áp suất động 𝑉2.𝛶
2.𝑔 = 14,13 kG/m2
- Ngoặt tiết diện tròn nhiều đốt góc 900, R/D = 1,5 => 𝜉0= 0,4
- Chọn chạc ba hút có:α = 300 ; F0/Ft = (D1/D2)2 = (0,8/1)2 = 0,64; L0/Lc = 0,5 => 𝜉0 = 0,7
48
Bảng 3.11: Các chi tiết có trên đường ống khu vực hóa chất.
Chi tiết Số lượng 𝜉0
Ngoặt 900 1 0,4
Chạc 3 hút 1 0,7
Bảng 3.12: Bảng tính toán thủy lực đường ống khu vực hóa chất.
TT L (m3/h) l (m) v (m/s) D (mm) R (kG/m2) R.l Σ ξ0 v2.𝛶/2g CPcb (kG/m2) ∆P = R.l + ∆Pcb (kG/m2) 1 43128 3,0 15,2 1000 0.1766 2,2 1.1 14,13 15,54 17,7 3.2.3 Chọn quạt
Tổn thất áp suất của tháp hấp phụ bằng than hoạt tính ∆Ptb = 100 mmH2O = 100 kG/m2
Tổn thất áp suất đường ống: ∆P = 17,7 kG/m2
Tổng tổn thất áp suất: ∆Ptổng = ∆P + ∆Ptb = 117,7 kG/m2
Lưu lượng khí thải 43128 m3/h
Ta chọn quạt ly tâm Ц 4-70 Nō 12 với các thông số: • Hiệu suất quạt η = 0,75
• Số vòng quay n = 725 vòng/phút • Vận tốc quay v = 44,0 m/s
Công suất quạt : Nq = 𝐾×𝐿×∆Ptổng
102 ×η =1,1 × 11,98 × 127,6
102×0,75 = 21,9 kW
Trong đó:
• Nq: công suất quạt (KW)
• K hệ số dự trữ : Đối với quạt li tâm có cánh uốn cong ra trước thì có thể lấy K = 1,1-1,15; Đối với quạt li tâm có cánh uốn cong ra sau và quạt trục : K = 1,05-1,1. ta chọn k = 1,1.
• ∆Ptổng: tổng tổn thất áp suất; ∆Ptổng = 127,6 kG/m2
• η: hiệu suất quạt; η = 0,75
49
3.3 Tính toán trở lực và chọn quạt cho hệ thống xử lý khu vực máy nghiền cám
3.3.1Trở lực đường ống trước thiết bị
Lưu lượng khí đi vào thiết bị : Q1 = 3000 m3/h
Chiều dài ống dẫn khí từ chụp hút đến thiết bị tay áo. Chọn l= 6 m Chọn đường kính ống dẫn khí vào d1 = 450 mm = 0,45 m Vận tốc khí vào v1 = 𝑄1 3600 × 𝜋 × 𝑑12 4 = 3000 3600 × 𝜋 × 0,4524 = 5,2 m/s
Với Q1 = 3000 m3/h, d1 = 450mm, vận tốc 5,2 m/s tra phụ lục 3 giáo trinh Thông gió Trần Ngọc Chấn ta có:
- Tổn thất ma sát đơn vị: R = 0,065 kG/m2 - Áp suất động: Pđ=𝑉 2.𝛶 2.𝑔 = 1,65 kG/m2 - Trở lực dài: ∆Pms = R × l =0,065 × 6 = 0,39 N/m2 - Tổn thất áp suất cục bộ: ∆Pcb = cb× Pđ1
- Pđ1 : áp suất động học trong đường ống trước thiết bị tay áo (kG/m2)
- cb : hệ số trở lực cục bộ : cb = chụp hút + co ngoặt
Tại chụp hút : chụp hút = 0,2 – 0,4 . Chọn chụp hút = 0,3 ( phụ lục 4, giáo trinh Thông gió Trần Ngọc Chấn)
Tại các đoạn co ngoặt : sử dụng các co 90o tiết diện tròn nhiều đốt với 𝑅
𝐷
= 2,α = 90o => co ngoặt = 0,35 (phụ lục 4, Kỹ thuật thông gió, Trần Ngọc Chấn)
Vậy: cb = chụp hút + co ngoặt = 0,3 + 0,35 × 4 = 1,7 ∆Pcb = cb. Pđ = 1,7 × 1,65= 2,805 (kG/m2)
50 Tổng trở lực đường ống:
∆P = ∆Pms + ∆Pcb
= 0,39 + 2,805 = 3,195 kG/m2×9,81N= 32 (N/ m2)
3.3.2 Chọn quạt
Chọn quạt li tâm Ц 4-70 No 6, (phụ lục 5, Thiết kế thông gió Trần Ngọc Chấn)
- Hiệu suất quạt η = 0,8
- Số vòng quay n = 1000 vòng/phút
- Vận tốc quay v = 31,4 m/s
- Công suất mỗi quạt : Nq = 𝐾×𝐿×∆P
102×η = 1,1 × 0,83 × 32
102 × 0,8 = 0,36 kW
Trong đó:
• Nq: công suất quạt (KW)
• K hệ số dự trữ : Đối với quạt li tâm có cánh uốn cong ra trước thì có thể lấy K = 1,1-1,15; Đối với quạt li tâm có cánh uốn cong ra sau và quạt trục : K = 1,05-1,1. ta chọn k = 1,1.
• ∆P = 32 kG/m2
• η: hiệu suất quạt; η = 0,8
• L: lưu lượng khí thải; L =3000 m3/h = 0,83 m3/s
Trở lực đường ống dẫn ra thiết bị :
Lưu lượng khí đi vào : Q2 = 3000 m3/h
Chọn đường kính ống dẫn khí vào d2 = 400 mm = 0,4 m Vận tốc khí vào v2 = 𝑄2 3600 × 𝜋 × 𝑑22 4 = 3000 3600 × 𝜋 × 0,424 = 6,63 m/s
Trở lực đường ống phía sau thiết bị : ∆P2 = ∆Pms2 + ∆Pcb2 (thiết kế thông gió công nghiệp,Hoàng Thị Hiền)
∆P2 : trở lực của đường ống sau thiết bị tay áo(N/m2)
∆Pms2: trở lực của đường ống do ma sát sau thiết bị tay áo(N/m2) ∆Pcb2 : trở lực cục bộ đường ống sau thiết bị tay áo (N/m2)
51 Trong đó : ∆Pms2 = R2 × l2
• l2 : chiều dài ống dẫn khí từ thiết bị tay áo đến ống khói. Chọn l2
= 4 m
• R2 : tổn thất áp suất ma sát riêng của đường ống từ thiết bị đến ống khói, (Pa/m). R được xác định bằng cách tra phụ lục
9 ,Thông gió, Hoàng Thị Hiền ).
Với Qr = 3000 m3/h, d2 = 400mm tra phụ lục 3 ta có R = 0,116 kG/m2.m Trở lực dài: ∆Pms2 = R2× l2 = 0,116 × 4 = 0,464 kG/m2
Áp suất động: Pđ2=𝑉
2.𝛶
2.𝑔 = 2,66 kG/m2
cb2 hệ số trở lực cục bộ đường ống phía sau thiết bị tay áo,cb2 = co ngoặt
Tại các đoạn ngoặt : sử dụng các co 90o tiết diện tròn nhiều đốt với 𝑅
𝐷 = 2,α = 90o ==> co ngoặt = 0,35 (phụ lục 4, Kỹ thuật thông gió, Trần Ngọc Chấn)
∆Pcb2 = cb2× Pđ2 = 0,35 × 2,66 = 0,931 kG/m2
Như vậy : ∆P2 = ∆Pms2 + ∆Pcb2 = 0,464 + 0,931 = 1,395 kG/m2 Tổn thất trên đường ống dẫn khí ra : ∆P2 = ∆P2 + ∆Pthiết bị = 1,395 + 35,93= 37,325 kG/m2
Chọn quạt li tâm Ц 4-70 No 6, (phụ lục 5, Thiết kế thông gió Trần Ngọc Chấn)
- Hiệu suất quạt η = 0,73
- Số vòng quay n = 1300 vòng/phút
- Vận tốc quay v = 37,7 m/s Công suất mỗi quạt : Nq = 𝐾×𝐿×∆P
102×η = 1,1 × 1,45 × 84,8
102 × 0,73 = 1,81 kW
Trong đó:
52
• K hệ số dự trữ : Đối với quạt li tâm có cánh uốn cong ra trước thì có thể lấy K = 1,1-1,15; Đối với quạt li tâm có cánh uốn cong ra sau và quạt trục : K = 1,05-1,1. ta chọn k = 1,1.
• ∆P = 160,57 kG/m2
• η: hiệu suất quạt; η = 0,73
• L: lưu lượng khí thải; L =5252,8 m3/h = 1,45 m3/s
3.4 Tính toán trở lực và chọn quạt cho máy sấy 3.4.1 Tính toán thủy lực 3.4.1 Tính toán thủy lực Đường kính ống dẫn: D = 2×√ 𝐿 𝜋× 𝑣=2×√1,94 𝜋× 15 = 0,41 m Trong đó: • L: lưu lượng dòng khí; L = 7000 m3/h = 1,94 m3/s
• v : Vận tốc dòng khí trên đoạn ống được tính trên điều kiện kinh tế và giảm tiếng ồn. v = 10 – 20 m/s. Chọn v = 15 m/s.
Với lưu lượng L = 7000 m3/h ; v = 15 m/s; Tra phụ lục 4 giáo trình “Kĩ thuật thông gió” của GS. Trần Ngọc Chấn ta được:
• Tổn thất áp suất do ma sát trên một 1m chiều dài đường ống R= 0,533 kG/m2
• Áp suất động 𝑉2.𝛶
2.𝑔 = 13,76 kG/m2
• Ngoặt tiết diện tròn nhiều đốt góc 900, R/D = 1,5 => 𝜉0= 0,4 Chiều dài ống l = 15 m
Bảng 3.13 Bảng thống kê các chi tiết trên đường ống từ máy nghiền cám đến khu xử lý
Chi tiết Số lượng 𝜉0
53
Bảng 3.14 Bảng tính toán thủy lực đường ống đoạn từ máy sấy thùng
phuy đến khu xử lý TT L (m3/h) l (m) v (m/s) D (mm) R (kG/m2) R.l Σ ξ0 v2.𝛶/2g ∆Pcb (kG/m2) ∆P = R.l + ∆Pcb (kG/m2) 1 7000 15,00 15 410 0,533 8,00 1,6 13,76 22,02 30,01 3.4.2 Chọn quạt
Tổn thất áp suất của thiết bị (tháp hòa trộn): ∆Ptb = 50 kG/m2
Tổn thất áp suất đường ống: ∆P = 30,01 kG/m2
Tổng tổn thất áp suất: ∆Ptổng = ∆P + ∆Ptb = 80,01 kG/m2
Lưu lượng khí thải 7000 m3/h
Ta chọn quạt ly tâm Ц 4-70 Nō 8 với các thông số: • Hiệu suất quạt η = 0,78
• Số vòng quay n = 850 vòng/phút • Vận tốc quay v = 35,6 m/s
Công suất quạt : Nq = 𝐾×𝐿×∆Ptổng
102×η
Trong đó:
• Nq: công suất quạt (KW)
• K hệ số dự trữ : Đối với quạt li tâm có cánh uốn cong ra trước thì có thể lấy K = 1,1-1,15; Đối với quạt li tâm có cánh uốn cong ra sau và quạt trục : K = 1,05-1,1. ta chọn k = 1,1.
• ∆Ptổng: tổng tổn thất áp suất; ∆Ptổng = 80,01 kG/m2
• η: hiệu suất quạt; η = 0,78
• L: lưu lượng khí thải; L = 7000 m3/h = 1,94 m3/s => Nq = 1,1 × 1,94 × 80,01
54
3.5 Tính toán trở lực cho khu vực máy bào gỗ 3.5.1 Tính toán thủy lực 3.5.1 Tính toán thủy lực Đường kính ống dẫn: D = 2× √ 𝐿 𝜋× 𝑣=2×√ 0,83 𝜋× 15 = 0,69 m => chọn D = 0,7 m Trong đó: • L: lưu lượng dòng khí; L = 20250 m3/h = 5,625 m3/s
• v : Vận tốc dòng khí trên đoạn ống được tính trên điều kiện kinh tế và giảm tiếng ồn. v = 10 – 20 m/s. Chọn v = 15 m/s.
Khi đó vận tốc thực tế của dòng khí trong ống: vt = 4𝐿
𝜋×𝐷2 = 14,6 m/s Với lưu lượng L = 20250 m3/h ; v = 14,6 m/s; Tra phụ lục 4 giáo trình “Kĩ thuật thông gió” của GS. Trần Ngọc Chấn ta được:
• Tổn thất áp suất do ma sát trên một 1m chiều dài đường ống R= 0,833 kG/m2
• Áp suất động 𝑉2.𝛶
2.𝑔 = 12,86 kG/m2
• Ngoặt tiết diện tròn nhiều đốt góc 900, R/D = 1,5 => 𝜉0= 0,4 • Chụp hút có l/d = 0,8 ; α0 = 300 => 𝜉0 = 0,1
Chiều dài ống l = 8.5 m
Bảng 3.15: thống kê các chi tiết trên đường ống từ máy nghiền cám đến khu xử lý
Chi tiết Số lượng 𝜉0
Ngoặt 900 4 1,6
Chụp hút 1 0,1
Bảng 3.16: Bảng tính toán thủy lực đường ống đoạn từ máy nghiền
cám đến khu xử lý TT L (m3/h) l (m) v (m/s) D (mm) R (kG/m2) R.l Σ ξ0 v2.𝛶/2g ∆Pcb (kG/m2) ∆P = R.l + ∆Pcb (kG/m2) 1 20250 8,50 14,6 700 0,256 2,18 1,7 13,04 22,17 24,34
55
3.5.2 Chọn quạt
Tổn thất áp suất của thiết bị: ∆Ptb = ∆Pcyclone = 53 kG/m2
Tổn thất áp suất đường ống: ∆P = 24,34 kG/m2
Tổng tổn thất áp suất: ∆Ptổng = ∆P + ∆Ptb = 77,34 kG/m2
Lưu lượng khí thải: L = 20250 m3/h
Ta chọn quạt ly tâm Ц 4-70 Nō 12 với các thông số: • Hiệu suất quạt η = 0,72
• Số vòng quay n = 960 vòng/phút • Vận tốc quay v = 35 m/s
Công suất mỗi quạt : Nq = 𝐾×𝐿×∆P
102×η
Trong đó:
• Nq: công suất quạt (KW)
• K hệ số dự trữ : Đối với quạt li tâm có cánh uốn cong ra trước thì có thể lấy K = 1,1-1,15; Đối với quạt li tâm có cánh uốn cong ra sau và quạt trục : K = 1,05-1,1. ta chọn k = 1,1.
• ∆Pmỗi quạt = 184,7 kG/m2
• η: hiệu suất quạt; η = 0,72
• L: lưu lượng khí thải; L = 20250 m3/h = 5,625 m3/s => Nq = 1,1 × 5,625 × 77,34