Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
PAGE 1
ЗАВДАННЯ ДЛЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТУВАННЯ
з предмету
“Сучасні технології та конструкції побутової техніки”
на тему
РОЗРОБКА КОНСТРУКЦІЇ ТА РОЗРАХУНОК АЕРОДИНАМІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ПОБУТОВОГО ПОРОХОТЯГА
Розробити конструкцію та розрахувати аеродинамічні параметри сучасного порохотяга для сухого прибирання, використавши для цього повітровсмоктувальний агрегат, технічні характеристики та тип конструкції якого наведені у табл. 1. Зовнішній діаметр робочого колеса повітровсмоктувального агрегата не повинен перевищувати 140 мм.
Складові частини пояснювальної записки до курсового проекту:
Вступ (про призначення порохотягів).
1. Розрахунок втрат тиску в повітряному тракті та потужності всмоктування порохотяга при чистому пилозбірнику
2. Розрахунок показчика заповнення пилозбірника
3. Опис будови та особливостей конструкції розробленого порохотяга
4. Список літератури.
5. Специфікація складального креслення розробленого порохотяга.
Вихідні дані
Таблиця 1
Технічні характеристики повітровсмоктувальних агрегатів
|
Студент |
К-сть ступе- ней |
Продуктивність , м3/с |
Статичний тиск p, Па |
Тип конструкції |
|
|
1 |
270 |
13200 |
“Scarlett” |
|
|
2 |
300 |
14000 |
“Bosh” |
|
|
1 |
240 |
12000 |
“Scarlett” |
|
|
2 |
290 |
13800 |
“Bosh” |
|
|
1 |
280 |
13500 |
“Scarlett” |
|
|
2 |
250 |
12200 |
“Bosh” |
|
|
2 |
275 |
13000 |
“Bosh” |
|
|
1 |
260 |
12500 |
“Scarlett” |
Таблиця 2
Конструкційні дані
|
Прізвище, ініц. |
Внутр. діам. шланга Dвн, мм |
Матеріал фільтра |
|
|
42 |
молескин |
|
|
36 |
молескин |
|
|
39 |
сукно фільтрувальне |
|
|
39 |
полотно наметове |
|
|
42 |
вельветон |
|
|
42 |
молескин |
|
|
39 |
молескин |
|
|
42 |
вельветон |
Методичні вказівки
1. Розрахунок втрат тиску в повітряному тракті та потужності всмоктування порохотяга при чистому пилозбірнику
1.1 Гідравлічний опір та втрати тиску у подовжувальній трубці
Втрати тиску у подовжувальній трубці визначаються за формулами втрат на тертя при проходженні повітря по довгому трубопроводу.
1.1.1. Середня швидкість повітря у подовжувальній трубці
, м/с,
де Q – номінальна продуктивність ПВА порохотяга, м3/с (з завдання);
Dтр.вн – внутрішній діаметр подовжувальної трубки, який дорівнює внутрішньому діаметру шланга, м.
1.1.2. Коефіцієнт гідравлічного тертя подовжувальної трубки розраховуємо за формулою [1]
,
де Dтр.вн – внутрішній діаметр подовжувальної трубки, мм
1.1.3. Коефіцієнт гідравлічного опору тертя подовжувальної трубки
де – довжина подовжувальної трубки, м
1.1.4. Втрати тиску в подовжувальній трубці
, Па
де = 1,2 кг/м3– густина повітря.
1.2. Гідравлічний опір та втрати тиску в гнучкому шлангу
Втрати тиску у шлангу визначаються за формулами втрат на тертя при проходженні повітря по довгому трубопроводу.
1.2.1. Середня швидкість повітря у шлангу
,
де Dшл.вн – внутрішній діаметр гнучкого шланга, мм
1.2.2. Коефіцієнт гідравлічного тертя шланга розраховуємо за формулою [1]
,
1.2.3. Коефіцієнт гідравлічного опору тертя шланга
де – довжина шланга, м
1.2.4. Втрати тиску в шлангу
, Па
Розміри елементу пластмасового рукава шланга наведені на рис.1 [3]
Рис. 1. Елемент пластмасового гофрованого рукава шланга.
S – товщина плівки; R – радіус дроту ( з покриттям);
r – радіус згину плівки; а – ділянка, яку вимірюють.
Вимірюють шланг порохотяга-аналога та визначають:
– довжину шланга та у вільному та розтягненому стані відповідно;
– кількість гофрів на всій довжині шланга n .
За виразами, наведеними у 3 розраховують: крок гофри у вільному та розтягненому стані, глибина гофри
1.2.5. Крок гофри у вільному стані
, м.
1.2.6 Крок гофри у розтягненому стані
, м.
1.2.7. Глибина гофри
, м.
1.3. Гідравлічний опір та втрати тиску при входженні потоку зі шлангу у фільтр/корпус (розширення потоку)
Гідравлічний опір та втрати тиску при входженні потоку зі шлангу у фільтр/корпус (рис. 2) розраховуються за формулами [8]
Рис. 2. Раптове розширення потоку
1.3.1. Площа отвору перед розширенням
,
де – діаметр отвору перед розширенням, м.
1.3.2. Середня швидкість потоку до розширення
, м/с
Запропонувати конструкцію фільтра та навести ескіз фільтра з розмірами, необхідними для розрахунку площі Sф фільтра на шляху розширення потоку.
1.3.4. Коефіцієнт місцевого гідравлічного опору при раптовому розширенні потоку
1.3.5. Втрати тиску при входженні потоку зі шлангу у фільтр (розширення потоку)
, Па
В деяких конструкціях порохотяга може виникнути необхідність розрахунку втрат тиску при повороті потоку від вхідного отвору корпуса до фільтра.
1.4. Гідравлічний опір та втрати тиску у фільтрі (незаповненому)
1.4.1. Середня швидкість повітряного потоку перед входом у фільтр
, м/с
1.4.2. Обробка технічних характеристик фільтрувальних матеріалів, наведених в табл. 2 7 та у додатку (в цьому файлі).
а) відповідно до заданого матеріалу фільтра виписати з додатку (табл. 2 7) свої дані, звівши їх у таблицю;
б) перерахувати числові значення аеродинамічного опору фільтра з мм. вод. ст. у Па на основі співвідношення:
1мм.вод.ст.= 9,81 Па
в) перерахувати числові значення продуктивності Q з у
г) для кожної точки характеристики фільтрувального матеріалу розраховуємо коефіцієнти гідравлічного опору, які відповідають експериментальним значенням з табл.2. за формулою
д) на основі даних табл. побудувати графік .
е) для заданого значення Q і проектованого порохотяга визначити з графіку коефіцієнт гідравлічного опору (при необхідності виконати інтерполяцію або екстраполяцію на графіку).
1.4.3. Втрати тиску у фільтрі визначають за виразом
, Па
Примітки. Характеристики фільтрувального матеріалу наведені для обмеженого діапазону м/с. Якщо розраховане значення не потрапляє у цей діапазон, необхідно скористатися дослідними даними залежності втрат у незаповненому фільтрі від продуктивності Q, наведеними у таблиці 3
Таблиця 3
|
Q, |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
|
, Па |
300 |
450 |
600 |
850 |
1250 |
1.5. Гідравлічний опір та втрати тиску при входженні потоку з корпусу у повітровсмоктувальний агрегат (раптове звуження потоку)
1.5.1. Площа на шляху потоку перед звуженням
1.5.2. Площа на шляху потоку після звуження (площа входу потоку в ПВА) розраховується згідно з запропонованою конструкцією ПВА.
1.5.3. Коефіцієнт місцевого опору при раптовому звуженні потоку
1.5.4. Середня швидкість потоку після звуження
, м/с
1.5.5. Втрати тиску при раптовому звуженні потоку
, Па
1.6. Сумарні втрати тиску в повітряному тракті порохотяга при чистому пилозбірнику
, Па
1.7. Потужність всмоктування при чистому пилозбірнику
, аероВт
2. Розрахунок показчика заповнення пилозбірника
2.1. Продуктивність порохотяга при заповненому пилозбірнику
Наближено фільтр можна вважати заповненим при .
2.2. Втрати тиску при заповненому пилозбірнику
2.2.1. Середня швидкість повітря у подовжувальній трубці та шланзі
, м/с,
2.2.2. Втрати тиску в подовжувальній трубці
, Па
2.2.3. Втрати тиску в шланзі
, Па
2.2.4. Середня швидкість потоку до розширення
, м/с
2.2.5. Втрати тиску при входженні потоку зі шлангу у фільтр (розширення потоку)
, Па
2.2.6. Втрати тиску у заповненому фільтрі
2.2.6.1. Середня швидкість повітряного потоку перед входом у заповнений фільтр
, м/с
2.2.6.2. Якщо розрахункове значення знаходиться в межах м/с., необхідно за залежністю для знайти та визначити втрати тиску у заповненому фільтрі за формулою
, Па
2.2.6.3. Якщо розрахункове значення не знаходиться в межах м/с., необхідно (див. рис.3):
а) у координатах p, Q побудувати залежність втрат у фільтрі та продуктивності Q для заданого матеріалу фільтра; отримана крива 1 показуватиме, як змінюються та Q в міру заповнення фільтра;
б) для заданої продуктивності проектованого порохотяга Q з табл. 3 необхідно знайти значення втрат тиску у незаповненому фільтрі, відкласти відповідну точку на цьому ж графіку і провести пряму 2, паралельну до побудованої раніше кривої;
в) для значення на отриманій прямій знайти значення втрат тиску у заповненому фільтрі.
2.2.7. Середня швидкість потоку після звуження
, м/с
2.2.8. Втрати тиску при входженні потоку в ПВА (раптове звуження потоку)
, Па
2.2.9 Сумарні втрати тиску в повітряному тракті порохотяга при заповненому пилозбірнику
, Па
2.3. Величина розрідження, яке діє на поршень покажчика заповнення пилозбірника
2.4. Коефіцієнт жорсткості пружини показчика заповнення пилозбірника згідно [7]
де f = 0,02…0,2 – коефіцієнт тертя матеріалу поршня до стінок циліндра;
lП =0,055, м – величина переміщення поршня;
DП =0,008, м – діаметр поршня;
m=0,003 кг – маса поршня;
– площа поршня;
, Н. – нормальна сила тиску
Покажчик (сигналізатор) заповнення пилозбірника пилом розташований у верхній частині корпуса порохотяга. Покажчик складається зі скляної трубки, в середині якої перебуває поршень, закріплений на пружині. З однієї сторони циліндр за допомогою спеціального перехідного патрубка з’єднується з камерою порохотяга, з іншого боку – з атмосферою. При збільшенні забрудненості фільтра в камері порохотяга (за фільтром) зростає розрідження, що передається в трубку до рухомого поршня. Поршень зміщається, розтягуючи пружину
На прикінці робочої зони порохотяга, коли поршень переміститься на відстань lП, з’являється риска червоного кольору, що характеризує необхідність очищення фільтра та звільнення від пилу пилозбірника, При цьому може включатися світлова або звукова сигналізація.
Замість поршня і циліндра чутливими елементами можуть бути сильфони та мембрани, за допомогою яких різниця тиску перетвориться у світловий або звуковий сигнал.
Рис. . Покажчик заповнення пилозбірника.
1 – скоба; 2 – втулка; 3 – гвинт; 4 – пружина; 5 – поршень; 6 – пробка;
7 – трубка; 8 – гайка.
Перевірка роботи покажчика заповнення пилозбірника. Включити порохотяг (пилозбірник повинен бути очищений від пилу і сміття). При певному розрідженні поршень 5 повинен зайти на червоне поле шкали. Натяг пружини 4 поршня регулюється гайкою 8 з гвинтом 3, розміщеним на скобі 1 з втулкою 2.
(залежності продуктивності порохотяга та втрат тиску у фільтрі при поступовому
забрудненні фільтра; неявною незалежною змінною є час роботи порохотяга з
моменту вмикання при чистому фільтрі)
|
Фільтрувальний матеріал |
Лінійна швидкість фільтрації, см/с. |
Продук- тивність, м3/год |
Втрати тиску, мм вод. ст. |
|
молескин, арт. 590 |
19,75 19,14 18,25 17,81 17,57 16,64 |
78,24 75,84 72,40 70,41 69,60 65,92 |
85 155 205 255 295 370 |
|
вельветон, арт.768 |
17,81 17,57 17,12 16,88 16,64 15,89 |
70,41 69,60 67,84 66,83 65,92 62,96 |
70 100 145 200 205 285 |
|
сукно фільтрувальне, арт. 20 |
19,75 19,14 18,50 17,57 17,34 16,88 |
78,24 75,84 73,28 69,60 68,64 66,83 |
90 144 190 235 245 280 |
|
полотно наметове |
18,05 16,88 16,16 15,63 15,36 15,10 |
75,52 66,83 64,00 61,92 60,88 59,84 |
250 335 365 405 410 435 |
Л І Т Е Р А Т У Р А