В деревообрабатывающих цехах для аспирации используют два типа централизованных систем: кустовую с малогабаритным коллектором и систему с разветвленной сетью. Первая система легко рассчитывается с использованием компьютерных программ, но отличается большим расходом воздуховодов, которые соединяют все приемники стружки станков с коллектором. В аспирационной системе с разветвленной сетью расход воздуховодов меньше, которые соединяют все приемники стружки станков с магистральной трубой, но выполнение расчетов — трудоемкий процесс.
Рис. 1. Расчетная схема аспирационной системы с разветвленной сетью
Методика расчета, изложенная В.Е. Воскресенским [1], сводится
к заполнению большой (3 страницы) таблицы. Получение приведенных цифр таблицы
не поясняется. Таким образом, понять и выполнить расчет без специальной подготовки
невозможно.
Для расчетчиков нужен простой формализованный метод, не требующий
больших интеллектуальных затрат. В данной статье предлагается такой метод расчета
аспирационной системы с разветвленной сетью, выполняемый в пакете Excel. Поясним
методику расчета на примере.
Дано. В деревообрабатывающем цехе установлены
станки. Опилки, стружка и пыль удаляются в бункер с рукавным фильтром по ответвлениям
и магистральному воздуховоду. Расчетная схема аспирационной системы с разветвленной
сетью показана на рис. 1.
Магистральный воздуховод начинается от станка ЦПА-2
и заканчивается в точке входа его в бункер. Он состоит из участков М1 до тройника
А; М2 до тройника В; М3 до тройника С; М4 до тройника D и конечного участка М5
до бункера. При входе магистрального воздуховода в бункер скорость воздуха резко
падает, и крупные древесные частицы падают на дно бункера, а запыленный воздух
попадает в тканевые рукава фильтра, фильтруется и по воздуховоду возвращается
обратно в цех.
Определить диаметры ответвлений, магистральных участков,
воздуховода для возврата очищенного воздуха в цех, а также потерю давления в
системе и мощность электродвигателя вентилятора.
Подготовка исходных данных
к расчету. Исходные данные заносятся в табл. 1 [2].
Выполнение расчетов.
Расчеты выполняются по программе в пакете Excel. Согласно расчетной схеме в Excel
формируются несколько колонок (табл. 2): до А; до В; до С; до D и т.д.
В колонки последовательно вводятся исходные данные. В колонке “До А” по
известному алгоритму выполняется расчет расхода воздуха Q, м3/ч, расчетных
диаметров воздуховодов dр, м, значения которых округляются в меньшую
сторону до стандартных d, м, массовый поток древесных частиц М, кг/ч, полная
потеря давления ∆p, Па, и диаметр диафрагмы dдиафр, м. В колонке
показано только 6 рассчитываемых параметров из 40.
Алгоритм расчета в колонке
“До А” является основным, и он многократно повторяется в остальных
колонках, при расчете конечного участка магистрального воздуховода и при расчете
воздуховода для возврата очищенного воздуха в цех. Если для конкретной расчетной
схемы колонок не хватает, то колонку “До А” следует скопировать и
вставить необходимое количество колонок. Колонку “До А” следует беречь
от случайного повреждения алгоритма.
При переходе от колонки к колонке значения Q и ∆p, а также массовый
поток опилок, стружек, пыли увеличиваются. Например, расход воздуха Q в магистральном
участке последующей колонки равен сумме расходов воздуха в магистральном участке
и ответвлении, указанных в предыдущей колонке. Массовый поток древесных частиц
изменяется по тому же закону, что и поток воздуха. Потеря давления в магистральном
участке последующей колонки равна сумме потерь давления на этом участке и потерь
давления в магистральном участке, указанной в предыдущей колонке. Эти требования
заложены в программу и автоматически отражаются к соответствующей ячейке таблицы.
В точках соединения материаловоздушных потоков участков магистрального воздуховода
и ответвления установлены тройники А, В, С, D, и др. Потери давления в этих точках
для участка магистрали и соответствующего воздуховода должны быть одинаковы
(допускаемая погрешность — не более 5%). Для увязки давлений в случае недостаточной
потери давления в ответвлении используют 3 приема:
Для условий приведенного примера и потери давления в рукавном фильтре 950 Па получено:
Реализация указанного расчетного метода в программе позволяет упростить расчет, сделать его наглядным и понятным и увеличит производительность проектных работ.
Библиографический список
- Воскресенский В. Е. Системы пневмотранспорта, пылеулавливания и вентиляции на деревообрабатывающих предприятиях. — СПб.: Политехника, 2008. — 430 с.
- Глебов И.Т., Рысев В.Е. Аспирационные и транспортные пневмосистемы деревообрабатывающих предприятий. — Екатеринбург: УГЛТУ, 2004. — 180 с.
И.Т. Глебов (УГЛТУ, г. Екатеринбург, РФ).
По материалам
доклада на V Международном евразийском симпозиуме «Деревообработка: технологии,
оборудование, менеджмент XXI века»,
г. Екатеринбург, РФ, сентябрь 2010 г.