Материалы трубопроводов, фитинги, промышленная арматура

 

Выбор типа материала трубопровода зависит от рабочего давления, температуры агрессивности окружающей и рабочей сред, вида соединений труб, условий гибки и монтажа, массы и стоимости труб. Трубопроводы могут быть гибкими и жесткими. Необходимость в применении гибких трубопроводов возникает в тех случаях, когда нужно подвести сжатый воздух к пневматическим устройствам, закрепленным в узлах и механизмах, имеющих относительное перемещение, или поочередно к различным потребителям от одного источника. В качестве жестких трубопроводов применяют обычно металлические трубы. Трубы из меди, медных сплавов, латуни и алюминиевых сплавов отличаются высокой гибкостью, удобны для применения на коротких со сложными изгибами и при необходимости подгонки в процессе монтажа. Стальные трубы применяют обычно для больших диаметров. Трубы из углеродистой стали необходимо предохранять от коррозии покрытием цинком, медью и т.д.

Для обеспечения необходимой конфигурации воздуха поводов и подключения требуемого оборудования используются различные детали и фланцевая арматура.

Соединение всех трубопроводов и присоединение к ним фасонных деталей производится сваркой. Разъемные соединения на воздухопроводах применяют в минимальном числе и только для обеспечения возможности демонтажа. Их выполнить фланцевыми и муфтовыми. Фланцевые соединения уплотнить прокладками - фибру и металлические прокладки из красной меди и алюминия.

 

Аэродинамический расчет коммуникаций

Аэродинамический расчет проводится в следующей последовательности:

1.Чертится схема пневмопровода от КС до всех потребителей на которой указываются длины всех участков и давления.

2.Задаются средним гидравлическим уклоном

3.Выбирается главная магистраль по максимальному давлению всасывающего трубопровода потребителя:

 

Рисунок 5 – Схема пневмопровода

 

(16)

 

где -максимальное; -номинальное давление i-го потребителя; -потери давления от КС до i потребителя.

 

; (17)

 

где -приведенная длинна участка от КС до потребителя.

 

; (18)

 

где -длинна участка от КС до потребителя, рассчитаем участок АВ:

 

,

 

,

 

.

 

В данной схеме главной магистралью будет являться участок с максимальным расходом в воздухопроводе А-B.

Таблица 5 – Максимальное давление всасывающего трубопровода потребителя

Участок	l		, Па.	, Па.
АВ		200,2		6,08E+05
АС				6,33E+05
АD		225,5		6,09E+05

 

Расчет главной магистрали

Предварительно задаются скоростью воздуха в воздухопроводах; при давлении у потребителей менее 1МПа скорость воздуха принимается м/с.

Средняя плотность воздуха в воздухопроводе:

 

(19)

 

где -среднее давление на участке; R-универсальная газовая постоянная R=287; -средняя температура .

 

; (20)

 

,

 

 

Массовый расход на участке, кг/с:

 

; (21)

 

где - плотность воздуха при н.у., принимается 1,205 кг/м³ ; - номинальный расход группы потребителей на расчетном участке.

 

 

Фактический расчет воздуха на расчетном участке, м³/с:

 

; (22)

 

 

Определяется диаметр воздухопровода, м:

 

; (23)

 

 

По полученному результату выбираем из ГОСТ-8734-75 трубу, с наружным диаметром 50 мм и толщиной стенки 3,5 мм.

Далее уточняется скорость воздуха:

 

(24)

 

 

Число Рейнольдса вычисляется по формуле:

 

(25)

 

где - коэффициент динамической вязкости,

 

 

Определяется движение в трубе:

 

(26)

 

(27)

 

где .

,

 

,

 

В случае если , считается по формуле:

 

(28)

 

.

 

Если число Рейнольдса не лежит в установленном интервале выбирается другой диаметр трубопровода и расчет повторяется.

Далее уточняется потеря давления на участке:

 

(29)

 

 

Следовательно, давление в начале расчетного участка:

 

(30)

 

 

Расчет для остальных участков проводится также, результаты расчетов сведены в табл. 6.

Таблица 6 – Потери давления на участках

Участок			, м/с	, м	, кг/м	, м	Толщина стенки, м	, Па	, Па
AB		0,037	6,80	0,041	7,28	0,05	0,0035	25000,7	6,25E+05
AC		0,031	8,31	0,091	7,55	0,1	0,004	6201,1	6,36E+05
AD		0,034	7,64	0,061	7,30	0,07	0,0035	23249,8	6,23E+05

 

Выбор фильтров

Опыт эксплуатации систем производства, распределения и использования сжатого воздуха показывает, что повышение надежности и долговечности их работы невозможно осуществить без качественной подготовки сжатого воздуха, очистки его от загрязнений.

В соответствии с такими требованиями для некоторого упрощения изложения материала можно условно выделить три вида очистки воздуха:

l) грубая очистка - при которой улавливается крупная пыль (диаметр частиц свыше 100 мк);

2) средняя очистка - улавливается мелкая пыль от 10 до 100 мк;

3) тонкая очистка - при которой осуществляется практически полная очистка воздуха от пыли.

Таблица 7 - Классификация фильтров по эффективности.

Класс фильтра	Размеры эффективно улавливаемых пылевых частиц	Нижние пределы эффективности при очистке атмосферного воздуха
I	Любые
II	I мкм
III	10-50 мкм

Фильтры I класса, как правило, волокнистые, характеризуются способностью улавливать и достаточно надежно удерживать на сухих фильтрующих поверхностях частицы всех размеров - от частиц, измеряемых десятыми и даже сотыми долями микрометра, которые улавливаются в результате действия механизмов диффузии и зацепления, до крупных частиц, задерживающихся в густом переплетении тонких волокон.

В волокнистых фильтрах II класса с более толстыми волокнами, расположенными в слое не так часто, механизм диффузии менее действенен. В таких фильтрах задерживаются не все частицы мельче I мкм. Более крупные частицы задерживаются достаточно эффективно в результате механического зацепления и инерции. К П классу относятся электрические фильтры.

Фильтры III класса представлены в основном пористыми фильтрами, заполняемыми относительно толстыми волокнами, проволокой, перфорированными и зигзагообразными листами. В таких фильтрах при удержании частиц пыли основным действующим фактором является инерция.

Из-за большого размера пор и каналов фильтрующего материала таких фильтров условия удержания крупных частиц после их удара о поверхность и отскока особенно неблагоприятны, в связи, с чем фильтры этого класса, как правило, смачивают.

К III классу относятся так же некоторые сухие фильтры. Надежность этих фильтров значительно меньше, особенно при возможности толчков и при содержании в воздухе крупных частиц, что способствует срыву осевших мелких частиц.

Нижний предел размеров эффективно улавливаемых частиц фильтрами III класса по данным приблизительно равен - 10 мкм, а верхний - 50 мкм.

Фильтры II и III классов предназначены для удаления из воз­духа частиц определенной крупности.

Выбираем фильтр ЛАИК-СП-3/21, его технические характеристики приведены в табл. 8.

Волокнистые воздушные фильтры

Таблица 8 - Технические данные фильтров ЛАИК-СП

Фильтр	Фильтрующая поверхность, м2	Пропускная способность, м3/ч	Сопротивление кг/м2
СП-3/21

Осушка воздуха

 

Установки осушки воздуха представляют собой комплекс холо­дильного оборудования, состоящий из компреесорно - конденсаторного агрегата, теплообменного блока, блока регулирования, электропусковой аппаратуры и ресивера.

Компрессорно-конденсаторный агрегат состоит из компрессора, соединенного с электродвигателем через муфту, смонтированного на корпусе конденсатора. На конденсаторе смонтирован щит приборов (приборы защиты, манометры, приборы управления).

Теплообменный блок состоит из двух аппаратов: теплообменника "воздух-воздух" и теплообменника "воздух-хладон". Каждый из данных теплообменных аппаратов состоит из трех частей: распределительной камеры (для входящего потока воздуха), теплообменной или трубной части и сепарационной камеры с установленными в ней влагоотборными устройствами.

Рисунок 6 – План размещения оборудования на станции осушки воздуха

I-регенеративный теплообменник "воздух-воздух"; 2-кран; 3-испаритель; 4-компрессорный агрегат; 5-конденсатор