Аэродинамический расчет.

Степень оребрения:

y = (F_Р + F_ТР) / F_ТР

y = (3,94 + 0,471) / 0,471= 9,37

Условный определяющий размер:

l₀ = (d_Н / y) + (1 – 1 / y) × [0.785 × (D_Р² – d_Н²)]^0.5, м

l₀ = (0,025 / 9,37) + (1 – 1 / 9,37) × [0,785 × (0,055² – 0,025²)]^0.5= 0,41 м

Эквивалентный диаметр суженного сечения:

d_ЭКВ = 2 × [u_Р × (S₁ – d_Н) – 2 × d_Р × h_Р] / (1 × h_Р + u_Р), м

d_ЭКВ = 2×[0,007 × (0,06 – 0,025) – 2 × 0,001 × 0,015] /(1 × 0,015 + 0,007)= 0,00405 м

Коэффициент, который учитывает линейные размеры ребер:

С_L = l₀^0.05 / d_ЭКВ^0.3

С_L = 0,41^0.05 / 0,00405^0.3= 5

Коэффициент, который учитывает влияние физических свойств воздуха:

С_T = u_Х.А.^0.25 / r_Х.А.^0.75

С_T = (1,618×10^-5)^0.25 / 1,18^0.75= 0,056

Аэродинамическое сопротивление секции форконденсатора (1 ряд труб с круглыми ребрами) рассчитывается по следующему выражению:

DР_СФ = 2.7 × С_L × С_T × С_Z × (w_Ж.С.* × r_Х.А.)^1,75, Па

DР_СФ = 2.7 × 5 × 0,056 × 1,2 × (2,2 × 1,18_.)^1,75= 4,81 Па

где С_Z = 1.2.

Аэродинамическое сопротивление секции конденсации хладагента для шахматного гладкотрубного пучка:

DР_СК = z × r_В × w_Ж.С.² / 2, Па

DР_СК = 2,22 × 1,18 × 2,2² / 2 = 6,34 Па

где z – коэффициент местного сопротивления, при S₁ / d_Н > S₂ / d_Н:

z = (5.4 + 3.4 × n_В*) / Re^0.28

z = (5.4 + 3.4 × 6) / 6402^0.28= 2,22

Далее подбирается пластмассовая насадка для сепаратора определнной конструкции с параметрами:

· высота угловой насадки наклона планок 45° H_НАС = 0,178 м;

· расстояние между планками S_НАС = 0,035 м;

· приведенная длина насадки L_НАС = 0,23 м.

Свободное сечение аппарата:

F_СС = B_Д × L_Д, м²

F_СС = 0,839 × 1,716 = 1,44 м²

Площадь поверхности листа насадки:

F_Л = 2 × B_Д × L_НАС, м²

F_Л = 2 × 0,839 × 0,23 = 0,386 м²

Площадь поверхности сепаратора:

F_ПОВ.С = F_Л × L_Д / S_НАС, м²

F_ПОВ.С = 0,386 × 1,716 / 0,035 = 18,35 м²

Удельная поверхность насадки сепаратора:

F_С = F_ПОВ.С / V_C, м²/м³

F_С = 18,35 / 1,3 =14,56 м²/м³

где V_C – свободный объем, который численно равен свободному сечению аппарата, м³.

Эквивалентный диаметр канала:

d_Э = V_C / F_С, м

d_Э = 1,3 / 14,56 = 0,11 м

Скорость воздуха в свободном сечении насадки сепаратора:

w_НАС = G_В / (r_В × F_СС), м/с

w_НАС = 1,91 / (1,18 × 1,44) = 1,13 м/с

Тогда можно рассчитать аэродинамическое сопротивление сепаратора носимой влаги:

DР_СВ = x × r_В × w_НАС × (H_НАС / d_Э), Па

DР_СВ = 3,5 × 1,18 × 1,13 × (0,178 / 0,11) = 4,27 Па

где x=3,5 - коэффициент местного сопротивления насадки сепаратора.

Периметр сечения на входе воздуха в аппарат:

P_ВХ = 2 × (B_Д + L_Д), м

P_ВХ = 2 × (0,839 + 1,716) = 5,11 м

Площадь сечения на входе воздуха в аппарат:

F_ВХ = P_ВХ × h_ВХ, м²

F_ВХ = 5,11 × 0,15 = 0,7665 м²

где h_ВХ = 0,15 м – высота сечения на входе воздуха в аппарат.

Аэродинамическое сопротивление на входе аппарата равно:

DР_ВХ = x_ВХ × r_В × (w_М.С.*)² / 2, Па

DР_ВХ = 0,219 × 1,18 × 4,5² / 2 = 2,61 Па

где

w_М.С.* – скорость воздуха в меньшем сечении (сечении на входе воздуха в аппарат), м/с;

x* = (1 – F_ВХ/F_СС)² = (1 – 0,7665/1,44)² = 0,219

Аэродинамическое сопротивление на выходе аппарата:

DР_ВЫХ = x_ВЫХ × r_В × (w_М.С.**)² / 2, Па

DР_ВЫХ = 0,087× 1,18 × 5,66² / 2 = 1,64 Па

где

w_М.С.** – скорость воздуха в меньшем сечении (сечении вентиляторов), м/с;

x** = (1 – F_С.ВЕН./F_СС)^0.75 / 2 = (1 – 1,3/1,44)^0.75 / 2 = 0,087 (F_С.ВЕН.= 1,3 м²– площадь сечения вентиляторов, м²).

Суммарное аэродинамическое сопротивление аппарата:

S DР = DР_СФ + DР_СК + DР_СВ + DР_ВХ + DР_ВЫХ, Па

S DР = 4,81 + 6,34 + 4,27 + 2,61 + 1,64 = 19,67 Па

Завершающим шагом является расчет мощности двигателей вентиляторов аппарата:

N_ДВ = V_В × S DР / (h_В × h_Э.Д.), Вт

N_ДВ = 1,62 × 19,67 / (0,7× 0,96) = 47,4 Вт

где h_В и h_Э.Д. – К.П.Д., соответственно, вентилятора и электродвигателя.