II II ---- TỔN THẤT ÁP SUẤT TỔN THẤT ÁP SUẤT TỔN THẤT ÁP SUẤT TRÊN ĐƯỜNG TRÊN ĐƯỜNG TRÊN ĐƯỜNG ỐNG ỐNG ỐNG Để vận chuyển được không khí đi trong đường ống thông gió cần có quạt không k
Trang 1Các thiết bị tăng ẩm không khí:
Tuy ị ®iÒu kiÖn khÝ hỊu nhiÖt ®íi nêng Ỉm n−íc ta, còng cê tr−íng hîp kh«ng khÝ nêng kh« cÌn t¨ng dung Ỉm ®Ó t¹o ϕ thÝch hîp cho giµn m¸y (®Ưc biÖt lµ c¸c vïng chÞu ¶nh h−ịng giê Lµo) C¸c thiÕt bÞ t¨ng Ỉm gơm:
* Dïng thiÕt bÞ buơng phun n−íc tù nhiªn:
- Nguyªn lý lµm viÖc: Phun n−íc tù nhiªn cê
nhiÖt ®ĩ tnc > ts cña kh«ng khÝ, n−íc sÏ bỉc h¬i vµo
kh«ng khÝ lµm t¨ng d §©y lµ qu¸ tr×nh ®o¹n nhiÖt A4
hoƯc gÌn ®o¹n nhiÖt A5 phô thuĩc nhiÖt dung cña h¬i
n−íc míi bư sung
Qu¸ tr×nh A4 diÔn ra khi Ihn bư sung = I kk
Qu¸ tr×nh A5 diÔn ra khi Ihn bư sung > Ikk
§Ưc ®iÓm c¬ b¶n cña qu¸ tr×nh t¨ng Ỉm trong
buơng phun lµ: l−îng Ỉm bay h¬i vµo kh«ng khÝ (∆d)
rÍt nhâ so víi l−îng n−íc phun vµo kh«ng khÝ
* Dïng thiÕt bÞ phun Ỉm bư sung kiÓu hĩp h¬i:
- Nguyªn t¾c phun Ỉm bư sung lµ dïng thiÕt bÞ
®−a h¬i n−íc vµo kh«ng khÝ ph¶i ®−îc khuÕch t¸n hÕt kh«ng ®−îc cê l−îng n−íc d− thõa
- ThiÕt bÞ kiÓu hĩp h¬i gơm hĩp (thïng) sinh h¬i, trong ®ê n−íc ®−îc ®un s«i 1000C b»ng ®iÖn H¬i tho¸t qua ỉng nhâ vµo kh«ng khÝ HÖ sỉ gêc tia qu¸ tr×nh t¨ng Ỉm b»ng h¬i n−íc b^o hßa b»ng trÞ sỉ hÖ sỉ gêc cña ®−íng ®¼g nhiÖt A6 NghÜa lµ khi t¨ng Ỉm b»ng c¸ch phun h¬i n−íc b^o hßa vµo kh«ng khÝ (víi l−îng h¬i võa ®ñ, kh«ng cê d− thõa bÞ ng−ng tô) th× nhiÖt ®ĩ kh«ng khÝ kh«ng thay ®ưi
3 , 597 r
d
d r d
i
0
∆
∆
=
∆
∆
=
* ThiÕt bÞ phun Ỉm bư sung b»ng vßi phun cao ¸p :
- Nguyªn lý lµm viÖc: N−íc cê ¸p suÍt cao (9-10 bar) tõ b¬m cao ¸p qua vßi phun ®−îc
xÐ t¬i thµnh mµn bôi h×nh nên bay h¬i vµo kh«ng khÝ, c¸c h¹t to r¬i xuỉng phÔu ®−îc thu hơi
vÒ b¬m (l−îng n−íc bay h¬i chØ chiÕm 2% l−îng n−íc phun ra) N¨ng suÍt lµm Ỉm cña thiÕt bÞ nµy lµ 7 kg h¬i Ỉm/gií L−îng n−íc phun 350 l/gií Tiªu hao n¨ng l−îng ®iÖn: 20W/1kg h¬i
Ỉm
- MƯc dï tiªu hao Ýt ®iÖn n¨ng nh−ng thiÕt bÞ Ýt ®−îc dïng trong c¸c xÝ nghiÖp hiÖn ®¹i v× dÔ t¾c, dÔ ch¶y n−íc xuỉng gian m¸y, vỊn hµnh phøc t¹p, th−íng xuyªn ph¶i ®iÒu chØnh kim trong vßi phun
* ThiÕt bÞ phun Ỉm bư sung b»ng ®Üa quay:
- Nguyªn lý lµm viÖc: N−íc qua ỉng dĨn t−íi lªn mƯt ®Üa quay víi tỉc ®ĩ 2850 vßng/phót, d−íi t¸c dông cña lùc li t©m n−íc v¨ng ra ®Ịp vµo c¸c c¸nh tÜnh ị chao ch¾n phÝa tr−íc bÞ xÐ nhâ thµnh bôi li ti ®−îc qu¹t thưi vµo kh«ng khÝ trong phßng sÏ bay h¬i khuÕch t¸n vµo kh«ng khÝ C¸c h¹t to bÞ ch¾n l¹i thu hơi vÒ b¬m N¨ng suÍt 10 kg h¬i Ỉm mìi gií, l−îng n−íc dïng 90 l/h Tiªu hao ®iÖn n¨ng 51W/1kg h¬i Ỉm
* ThiÕt bÞ phun Ỉm bư sung kiÓu khÝ nÐn:
- Nguyªn lý lµm viÖc: Kh«ng khÝ nÐn cê ¸p suÍt cao (2 bar) tõ m¸y nÐn qua vßi phun
cê ỉng dĨn n−íc tõ b×nh lªn Do ¸p lùc phun m¹nh sÏ hót n−íc lªn xÐ t¬i thµnh bôi khuÕch t¸n
A
I
d
1
2
3 4
5
6
7
8
9
Trang 2N¨ng suÍt lµm Ỉm lµ 2,7 kg h¬i/h L−îng khÝ nÐn tiªu
hao 4m3/h §iÖn n¨ng tiªu hao 70W/1kg h¬i Lo¹i nµy cÍu
t¹o gôn, ®ĩ tin cỊy cao, dÔ khỉng chÕ tù ®ĩng, kh«ng cê
l−îng n−íc d− thõa r¬i xuỉng sµn nªn mƯc dï tiªu hao nhiÒu
®iÖn n¨ng vµ ph¶i cê m¸y nÐn cÍp khÝ nh−ng vĨn ®−îc dïng
nhiÒu trong c¸c xÝ nghiÖp hiÖn ®¹i
c/ Thiết bị làm sạch không khí :
Buồng lắng bụi:
Lµ thiÕt bÞ lôc bôi th« Gi¶m tỉc ®ĩ ®Ó bôi l¾ng ch×m b»ng c¸ch mị tiÕt diÖn ỉng dĨn thµnh buơng §Ó n©ng cao hiÖu qu¶ cê thÓ lµm buơng nhiÒu ng¨n
Lưới lọc bụi thấm dầu:
Gơm khung kim lo¹i chÕ t¹o thµnh hĩp rìng bÒ mƯt lµ l−íi kim lo¹i hoƯc chÍt dÎo Trong nhÐt ®Ìy c¸c vỊt liÖu xỉp cê kh¶ n¨ng thÍm dÌu nh− b«ng thñy tinh
Dïng dÌu cê ®ĩ nhít cao, kh«ng cê mïi (dÌu m¸y biÕn ¸p, dÌu côc sîi ) HiÖu suÍt lôc η= 80%; phô t¶i kh«ng khÝ 6000 ÷ 7000m3/h.m2 Cê thÓ ®Ưt 1 hoƯc nhiÒu tÍm liªn tiÕp trong ®−íng ỉng ®Ó t¨ng hiÖu qu¶ lôc Th−íng kú ph¶i lÍy tÍm lôc ra röa bôi
Lưới lọc bụi thấm dầu tự rửa:
Gơm c¸c tÌm l−íi kim lo¹i hoƯc chÍt dÎo g¾n vµo b¨ng chuyÒn chuyÓn ®ĩng lªn xuỉng nhóng vµo thïng dÌu phÝa d−íi Thïng chøa dÌu cê nót th¸o ®Ó thay dÌu vµ th¶i bôi ®Þnh kú HiÖu suÍt lôc lo¹i nµy ηb = 80 ÷ 90% Phô t¶i kh«ng khÝ 104 ÷ 2,5.106 m3/h Trị kh¸ng thñy lùc 100 ÷ 135 Pa
Lưới lọc bụi khô:
Trong hÖ thỉng th«ng giê th¶i bôi vµ trong m¸y ®iÒu hßa kh«ng khÝ nhâ vµ trung b×nh dïng l−íi lôc bôi kh« ChÍt liÖu gi÷ bôi lµ bôt xỉp polyuretan C¸c tÍm nµy nhÐt vµo khung l−íi kim lo¹i hoƯc chÍt dÎo §Þnh kú th¸o ra th¶i bôi
Túi lọc bụi bằng vải:
Cho kh«ng khÝ cê bôi thưi qua c¸c tói b»ng v¶i
lanh, nØ, v¶i sîi thñy tinh, v¶i tưng hîp capron, v¶i len
Bôi ®−îc gi÷ b¸m vµo mƯt trong thµnh tói Dïng c¬ cÍu
c¨ng dỊt chÍn ®ĩng ®Ó bôi r¬i xuỉng phÔu chøa cuỉi tói,
®Þnh kú lÍy ra
NÕu bôi Ỉm th× ph¶i sÍy kh« tr−íc khi qua bĩ lôc
®Ó tr¸nh bÝ giê do bÕt dÝnh HiÖu qu¶ lôc 90 ÷ 95% Phô
t¶i kh«ng khÝ nhâ: 100 ÷ 150m3/h.m2 Trị lùc lín ∆p= 600
÷ 800Pa
KhÝ nÐn
N−íc
Bụi
Trang 3Thiết bị lọc bụi quán tính:
Dïng lôc th« bôi kÝch thưíc lín Kh«ng khÝ vµ bôi thưi qua phÔu l¸ s¸ch, bôi ®Ịp vµo l¸ s¸ch b¾n trị l¹i t¸ch khâi kh«ng khÝ r¬i xuỉng phÔu, kh«ng khÝ theo khe hị l¸ s¸ch ®i ra ngoµi
Thiết bị lọc bụi li tâm:
CÍu t¹o gơm 1 trô xiclon h×nh trô ®¸y phÔu ỉng dĨn khÝ bôi vµo bªn trªn qua n¾p t¹o xo¸y Gi÷a ®Ưt ỉng dĨn khÝ ra g¾n vµnh hưíng xo¸y Bôi xo¸y li t©m v¨ng ra ®Ịp vµo thµnh trô r¬i xuỉng phÔu
§Ó t¨ng møc b¸m bôi cê lo¹i xiclon nưíc t¹o nưíc ch¶y thµnh mµng mâng ị thµnh xiclon (xiclon mµng nưíc)
Thiết bị lọc bụi bằng điện:
Gơm ỉng kim lo¹i Φ 250 ÷ 300mm Nỉi víi cùc (+) nguơn ®iÖn T©m ỉng ®Ưt d©y dĨn ϕ1 ÷ 3mm nỉi víi cùc (-) Khêi bôi ®i vµo phÝa dưíi, ra phÝa trªn cê van ®iÒu chØnh lưu lưîng
Hình 19: Thiết bị lọc bụi quán tính kết hợp xiclon
KK+Bụi
KHÝ+B
KK K
Hình 20: Xiclon
Trang 4- Nguyªn lÝ lµm viÖc: khêi bôi qua ®iÖn tr−íng ®iÖn thÕ cao 50 ÷ 80kV c¸c h¹t bôi bÞ ion hêa mang ®iÖn (-) bÞ hót vÒ thµnh ỉng cê ®iÖn tÝch (+) Bóa gđ khiÕn bôi r¬i xuỉng phÔu
II
II TỔN THẤT ÁP SUẤT TỔN THẤT ÁP SUẤT TỔN THẤT ÁP SUẤT TRÊN ĐƯỜNG TRÊN ĐƯỜNG TRÊN ĐƯỜNG ỐNG ỐNG ỐNG
Để vận chuyển được không khí đi trong đường ống thông gió cần có quạt không khí → tạo ra chênh lệch áp suất trong và ngoài ống Hiệu số áp suất giữa không khí trong và ngoài khí quyển được gọi là áp suất thừa của dòng khí trong ống Aïp suất thừa này được gọi là áp suất toàn phần của dòng khí trong ống dẫn và nó chính bằng tổng áp suất tĩnh và áp suất động của dòng không khí
Aïp suất tĩnh xác định thế năng của 1 m3 không khí trong tiết diện đang xét Aïp suất trên thành của ống dẫn chính bằng áp suất tĩnh Pt
Aïp suất động xác định năng lượng động học (động năng) của 1 m3 không khí và được ký hiệu là Pđ:
g 2
v
Pđ = γ 2 Tổng tổn thất áp suất của dòng không khí sẽ là: P = Pđ + Pt
Khi không khí đi trong ống hút và ống đẩy sẽ gây ra tổn thất áp lực, bao gồm:
- Tổn thất do ma sát giữa không khí với thành ống → gọi là tổn thất ma sát (∆Pms) hay tổn thất dọc đường
- Tổn thất do không khí đi qua các chướng ngại vật (rẽ nhánh, côn, chạc ba, ) → gọi là tổn thất cục bộ (∆Pcb)
Lúc này tổn thất áp lực toàn phần trên đường ống sẽ là: ∆PTP =∆Pms+∆Pcb
Do đó áp lực của quạt phải bằng:
=
∆PTPquạt Phút Pđẩy PTPhút PTPđẩy
KK và bụi
KK sạch
1 2
3 4
Bụi
Hình 21: Cấu tạo thiết bị lọc bụi tính điện kiểu ống
1- Dây kim loại ngắn, tiết diện
bé, mang điện tích âm
2- Ống kim loại, mang điện tích
dương
3- Đối trọng căng dây 1
4- Thiết bị cách điện
Trang 51/ TỔN THẤT ÁP SUẤT MA SÁT:
Từ thủy lực học, chúng ta có công thức tính tổn thất áp suất do ma sát như sau:
γ ϕ
=
=
g 2
v l F
U l
R
Nghĩa là : =ϕ γ
g 2
v F
U
R 2 , [kg/m2/m]
∆Pms : tổn thất áp suất do ma sát, [m]
R : tổn thất áp suất đơn vị (trên 1m chiều dài đường ống), [kg/m2/m]
ϕ : hệ số tỉ lệ: ϕ = λ/4
U : chu vi ướt của tiết diện ống, [m]
F : diện tích tiết diện ngang của ống, [m2]
v : vận tốc của không khí chuyển động trong ống, [m/s]
g : gia tốc trọng trường, [m/s2]
γ : tỉ trọng của không khí (trọng lượng đơn vị), [kg/m3]
l : chiều dài đoạn ống, [m]
λ : hệ số ma sát Hệ số này phụ thuộc vào chế độ chuyển động của không khí đi trong ống (chảy tầng, chảy rối, độ nhám của ống dẫn), nó được đặc trưng bởi hệ số Râynon (Re):
ν
= v.d
Re
- Khi Re < 2320 → chế độ chảy tầng, lúc này λ chỉ phụ thuộc vào hệ số Re:
Re
64
=
λ
- Khi Re > 2320 → chế độ chảy rối, có 3 trường hợp xảy ra:
+ Lớp không khí tiếp giáp với thành ống có tính chảy tầng dày hơn và phủ kín độ nhám của thành ống → gọi là chế độ chảy rối trong ống nhẵn thủy lực, nên λ chỉ phụ thuộc vào Re:
(lgRe)2 , 5
01 , 1
=
λ
+ Nếu lớp ranh giới chảy tầng ở sát thành ống mỏng hơn độ nhám của thành ống thì hệ số λ hầu như không phụ thuộc vào Re mà chỉ phụ thuộc vào độ nhám và đường kính ống dẫn:
2
K
r lg 2 74 , 1
1
+
=
25 , 0
D
K 111
,
=
Trong phạm vi này gọi là phạm vi ống nhám thủy lực
Trang 6+ Từ chế độ chảy rối trong ống nhẵn thủy lực sang chế độ chảy rối trong ống nhám thủy lực có một giai đoạn quá độ Trong giai đoạn quá độ này hệ số λ phụ thuộc vào cả Re và độ nhám tương đối của ống dẫn và có thể xác định theo công thức Alsul như sau:
25 , 0
Re
68 d
K 11
,
+
=
λ
r, d : bán kính và đường kính ống dẫn, [m]
K : độ nhám tuyệt đối của thành ống, [m]
ν : hệ số nhớt của không khí , [m2/s]
Để tiện lợi trong tính toán người ta lập sẵn các biểu đồ hoặc bảng số để tra các hệ số: tổn thất ma sát đơn vị R, đường kính d, tốc độ v và lưu lượng L khi biết những giá trị còn lại Khi lập biểu đồ được xác định trong điều kiện tiêu chuẩn, với K=0,1mm; γ=1,205kg/m3, ν=15,06.10-6m2/s Do vậy, nếu tính toán trong điều kiện khác (to khác với tiêu chuẩn) thì phải đưa vào hệ số hiệu chỉnh η → được lập thành bảng để tra
Ví dụ: to = 10oC → η = 1,02
to = 30oC → η = 9,08
Đối với độ nhám K≠0,1mm cũng được lập thành biểu đồ hệ số hiệu chỉnh n
Lúc này : Rthực = Rtc.η.n
2/ TỔN THẤT ÁP SUẤT CỤC BỘ:
Có 2 loại chướng ngại vật gây tổn thất cục bộ:
- Chạc ba, chạc tư, miệng thổi, miệng hút → làm thay đổi lưu lượng
- Loa, phễu, ngoặt, côn, mở rộng → làm thay đổi tốc độ không khí chuyển động nhưng không thay đổi lưu lượng
Theo thủy lực học: ∆ =ξ γ
g 2
v
Pcb 2 , [kg/m2]
v : vận tốc không khí đi trong ống, [m/s]
g : gia tốc trọng trường, [m/s2]
γ : tỉ trọng của không khí, [kg/m3]
ξ : hệ số sức cản cục bộ, phụ thuộc vào hình dạng và kích thước chướng ngại vật Nó được xác định bằng thực nghiệm, nhưng trong trường hợp đơn giản có thể xác định bằng tính toán lý thuyết
- Mở rộng đột ngột 1 :
2 2 1 2
1
2
F
F 1 v
v
−
=
−
= ξ
- Thắt nhỏ dòng chảy đột ngột:
−
= ξ
1
2
F
F 1 5 , 0
- Ngoặt : 00,,756
n 008 ,
=
ξ
1 Hệ số ξ ứng với áp suất động ở tiết diện có vận tốc lớn hơn
