Добрый день, уважаемые господа. Хочу обратиться за помощью: дело в том, что понадобилось, для экспериментальной сушилки, развести поток от одного вентилятора на несколько (а именно восемь) воздуховодов. А перед этим выровнять поток по сечению основного воздуховода. Я, честно говоря, знания об этом имею самые поверхностные. Подскажите пожалуйста, какие способы используют для такого выравнивания?
Добрый день, уважаемые специалисты. По ходу моей работы (изготовление технологических приспособлений) возникла необходимость соорудить стенд для сушки. По результатам экспериментов было решене использовать теплый воздух. У нас есть калорифер ЭКОЦ-5 (купили пару лет назад, под несостоявшуюся задачу) вот с такими хар-ками:
требуется поток от него разделить на много стеклянных трубок, то есть так, чтобы во всех трубках скорость потока была примерно одинакова (около 5 м/с). Примерно так выглядят начальные условия - четыре "коллектора-распределителя" и одна калориферная установка:
это примерный эскиз, и я не стал размещать все трубки в гнездах, но предполагается, что они там будут.
Первым делом, я залез в книжку Талиева, и посмотрел как распределить равномерно поток (от одного "коллектора" на много трубок). Нашел параграф 66 "Воздухораспределитель переменного прямоугольного сечения, с щелью постоянной ширины" вычитал там формулу:
забив которую в маткад получил даже нечто похожее на правду. Примерно так (это пока просто эскиз)
размер на входе - 50х50.
На этом легкая работа и закончилась, дальше пошли трудностями, с которыми я не смог справиться, поэтому и задаю несколько насущных вопросов:
1. можно ли делать "коллектор-распределитель" с такими размерами? На входе это 50х50 мм, длина - пока не определился точно, около полутора метров. То есть его объем сравним с объемом одной трубки. У Талиева про объем распределителя я ничего не нашел, а в нашей конструкции этот распределитель, помимо собственно распределения воздуха служит для нанесения покрытия, которое и надо сушить. То есть вся эта система (распределители и трубки)должна заполняться раствором (от отдельной системы, которой нет на моем эскизе) который потом сливается, и в дело вступает калорифер, теплый воздух от которого прогоняется через трубки и сушит таким образом наше покрытие. Поэтому увеличение объема распределителя влечет за собой и увеличение баков с раствором (для заполнения системы) чего не хотелось бы, почему - поясню ниже.
2. второй вопрос - как подсчитать сопротивление такого распределителя? У Талиева в расчетах фигурирует скорость на входе в распределитель, и скорость на выходе, то есть из щели:
Но ведь на начальном этапе я не знаю отношения этих скоростей. Пока я прикинул только потребную скорость в одной трубке, и через равенство расходов прикинул некую среднюю скорость в начале распределителя, а эта скорость уже и участвовала в расчете числа Рейнолдса, которое, в свою очередь, потребовалось для расчета лямбды, что входит в формулу расчета геометрии коллектора.
3. Следующий вопрос не менее важный - как равномерно распределить поток от одного вентилятора на четыре распределителя? Дело в том, что калорифер и система, которая будет распределять поток от него на четыре "коллектора" должна быть отделена от "сушильного объема" в некий служебный модуль. Я так представляю, это будет что-то вроде шкафа, с двумя отделениями - сушильным и вспомогательным, для агрегатов.
На первом эскизе виден вертикальный размер - это примерная высота служебного отсека, ширина около метра, глубина ~ 700 мм.
Первое что пришло в голову - сделать камеру давления:
Но помимо воздухораспределительного хозяйства, в служебном отсеке должен быть еще бак с раствором, примерно на 200 литров, плюс система фильтрации. Именно поэтому не хочется сильно раздувать объем "коллектора-распределителя", о чем я писал в пункте 1. - лишние добавочные литры к баку. К тому же, если увеличатся размеры этого "коллектора-распределителя" то придется увеличивать и размеры камеры давления, чтобы соблюсти требуемое отношение площадей.
На эскизе видно, что раствор диффузора от вентилятора к камере давления около 70 градосув, что конечно же слишком много. А впихнуть диффузор с раствором 5-7 градусов совершенно невозможно.
Второй мыслью было сделать просто прямую трубу от вентилятора, которую затем, плавно разделить на четыре, после стабилизации потокаю Но порывшись в поисках формулы стабилизации потока, нашел у Эккерта следующее:
Даже в этом случае длина трубопровода получается около 5 метров, а далее по тексту у него написано (Эккерт, Дрейк "Теория тепло и массобмена") что в случае ламинарного течения длина стабилизации увеличивается до 100*d, а при таком расходе, скорость в трубе, имеющей размеры выходного отверстия вентилятора составляет примерно 5 м/с (общий расход на все примерно равен производительности калориферной установки - 500 м3/ч). А это уже около 20 метров.
Правда я не уверен, что я правильно применяю это соотношение.
Вот примерное такие вопросы:
как подсчитать сопротивление распределителя,
оказывает ли влияние на равномерность распределения объем распределтеля,
и как можно равномерно развести поток от вентилятора на четыре распределителя и запихнуть его при этом в размеры служебного отсека - 3000х1000х700.