Курсовая работа: Расчет системы воздухоснабжения промышленного объекта

r_сж - плотность сжатого воздуха, кг/м³ ;

n - скорость движения воздуха, м/с.

Определяем плотность сжатого воздуха:

r_сж = , кг/м³ (3.2)

где Р - абсолютное давление (среднее) на расчетном участке, кг/м² ;

R - газовая постоянная, равная 29,97 кг_* м/кг_* ⁰ С, если давление в кг/м² , R=287,14 Дж/кг_* ⁰ С, если давление дается в единицах Н/м² .

Определяем температуру сжатого воздуха в нагнетательном трубопроводе при адиабатном процессе многоступенчатого сжатия по выражению:

Т_сж = [ ( t_н + 273 ) + DТ ] _˙ e^{k -1/ k} , ⁰ K(3.3)

где t_н - температура на всасывании, ⁰ С;

DТ = 10 ¸ 15⁰ С - обусловлена типом системы промежуточного охлаждения ступени компрессора;

к = 1,4 - показатель адиабаты для воздуха.

Определяем степень сжатия в каждой ступени компрессора при условии равенства в ней отношения давлений для всех ступеней:

e = ,(3.4)

где e - отношение давлений в каждой ступени компрессора (степень сжатия);

n - число ступеней компрессора;

Р_к - давление воздуха, выходящего из последней ступени;

Р_н - давление воздуха, поступающего в последнюю ступень компрессора.

Величина Р_н определяется оптимальным распределением давлений между ступенями при многоступенчатом сжатии. При одноступенчатом сжатии оно равно давлению на всасывании.

На выходе сжатого воздуха из компрессоров устанавливаются концевые воздухоохладители, после которых температура энергоносителя понижается до безопасного для обслуживающего персонала уровня. Поэтому при расчете межцеховых и внутрицеховых сетей промышленного предприятия температура сжатого воздуха рассчитывается по зависимости (3.3) при условии e=1, а параметр DТ принимается в пределах 15 ¸ 25 ⁰ С.

Скорость воздуха в трубопроводах зависит от многих факторов, в том числе от назначения воздухопровода (магистральный, нагнетательный и т.д.).

В общем случае можно считать, что оптимальная с экономической точки зрения скорость воздуха в трубопроводах воздушной сети объекта также находится в пределах 10 ¸15 м/с. Для длинных трубопроводов (свыше 200 м) допускается увеличение скорости до 20 м/с; для коротких (до 100 м) и шлангов рекомендуется скорость до 10 м/с.

В цеховых трубопроводах скорость воздуха должна быть не более 8 ¸ 12 м/с, а для воздухопроводов малых диаметров может понижаться до 4 ¸ 8 м/с. При тупиковой схеме разводки трубопроводов в цехе скорость на ответвлениях к каждому потребителю принимается предельно допустимой.

Диаметры расчетных магистралей по зависимости (3.1) определяются по предварительно выявленным максимальным расходам энергоносителя у потребителей.

При кольцевой схеме внутрицеховые воздухопроводы допускаются одного диаметра. Расход воздуха в этом случае берется в размере 70 % от полусуммы расхода всеми потребителями кольцевого участка.

e = 1, DT = 10⁰ С, тогда температура сжатого воздуха определится:

Т_сж = [(15+273)+10]=298 K

Определяем плотность сжатого воздуха:

r_сж = = 2,1 кг/м³

Определяем диаметры расчетных участков: