mehanicke operacije

30
UNIVERZITET U TUZLI MAŠINSKI FAKULTET ENERGETSKO MAŠINSTVO PROJEKTNI ZADATAK MEHANIČKE OPERACIJE Predmetni profesor : Dr.sc. Izudin Delić ,docent Studenti :

description

projektni rad iz mehanickih operacija

Transcript of mehanicke operacije

Page 1: mehanicke operacije

UNIVERZITET U TUZLI

MAŠINSKI FAKULTETENERGETSKO MAŠINSTVO

PROJEKTNI ZADATAKMEHANIČKE OPERACIJE

Predmetni profesor : Dr.sc. Izudin Delić ,docent

Studenti :

Amir BanjićMeliha BajrektarevićAldijana BuljubašićIrnesa Zukić

Tuzla , januar 2016

Page 2: mehanicke operacije

SADRŽAJ

1.DIMENZIONISANJE PNEUMATSKOG SISTEMA.......................................1

1.2 I/2 Kružna ivična pila..................................................................................2

1.3 Magistralna cijev A......................................................................................3

1.4. II/1 Brusilica................................................................................................4

1.5 Magistralna cijev B......................................................................................5

1.6. II/2 Grana IV..............................................................................................6

1.7.Magistralna cijev C.....................................................................................7

1.8. II/3 Grana V................................................................................................8

1.9.Magistralna cijev D......................................................................................8

1.10. III /1Grana E..............................................................................................9

2. VENTILATOR................................................................................................10

3. CIKLON..........................................................................................................11

4.SILOS...............................................................................................................12

5. TABELARNI PRIKAZ PRORAČUNA.........................................................13

6. SPECIFIKACIJA MATERIJALA..................................................................14

7.PRILOG............................................................................................................15

Page 3: mehanicke operacije

1.DIMENZIONISANJE PNEUMATSKOG SISTEMA1.1 I/1 Trakasta pila

Da bi odredili ukupan par pritiska prvo usvajamo preporučenu minimalnu brzinu i prečnik cjevovoda koji iznose:

v = 22 ms ; d = 192 mm

Računamo protok zraka kroz cjevovod na sljedeći način :

Qr = v *A = v * d2∗π4

= 0,623 m3

s

Dužina grane (sa šeme postrojenja) : l = 1,7 + 3,75 = 5,45 m

Nakon toga, možemo da odredimo dinamički pritisak u prvoj grani :

Pd = ρ * v2

2 = 29,6 Pa,

gdje je ρ - gustinazraka i iznosi ρ = 0,1223 kg

m3

Otpori u cjevovodu (potrebni za određivanje ukupnog pada pritiska) su : Σξ = ξus + ξk = 0,8 + ,015 = 0,95

Iz tabele 21. usvajamo koeficijent otpora usisne kapeξus te koeficijent otpora koljenaξk ; ξus = 0,8 ; ξk = 0,15

Ovisnostλd za cjevovod, na osnovu prečnika i brzine iz tabele je:

λd

= 0,097,

kada pomnožimo sa dužinom dobijemo linijske gubitke:

l * λd= 0,528

l * λd+ Σξ = 1,478

Nakon toga možemo da izračunamo ukupan pad pritiska u prvoj grani :

Δp = (l * λd + Σξ ) * ρ * v

2

2= 43,74 Pa

Page 4: mehanicke operacije

1.2 I/2 Kružna ivična pila

Ponavljamo isti postupak u nastavku, ponovo usvajamo preporučenu minimalnu brzinu i prečnik cjevovoda koji sada iznose:

v = 25 ms ; d = 180 mm

Protok zraka kroz cjevovod iznosi:

Qr = v *A = v * d2∗π4

= 0,567 m3

s

Dužina grane (sa šeme postrojenja) : l = 2,8 + 2 + 1,45 = 6,25 m

Dinamički pritisak u drugoj grani : Pd = ρ * v2

2 = 30,41 Pa

Otpori u cjevovodu : Σξ = ξus + ξk = 2 koji se takođe usvajaju iz tabele 21. koeficijent otpora usisne kapeξus i koeficijent otpora koljena ξk : ξus = 1 ; ξk = 0,15

Ovisnostλd za cjevovod, na osnovu prečnika i brzine iz tabele, potrebna za

proračun linijskih gubitaka:λd

= 0,102

l * λd= 0,6375

l * λd+ Σξ = 2,6375 ( linijski gubici )

Pritisci u granama I i II su jednaki, te na osnovu njihove jednakosti možemo odrediti stvarnu brzinu:Δ p I = Δ p II

Δp = (l * λd + Σξ ) * ρ * v

2

2

V =√ 2∗Δ p I

( l∗λd

+Σξ )∗ρ = 22,3

ms

Page 5: mehanicke operacije

1.3 Magistralna cijev A

Protok zraka kroz magistralnu cijev A je jednak zbiru protoka u grani I i grani II :

QA = Q I + Q II= 1,19m3

s

Dužina grane : l = 3,3 m

Dinamički pritisak : Pd = ρ * v2

2 = 42,32 Pa

Otpori u cjevovodu su u ovom slučaju jednaki nuli: Σξ = ξus + ξk = 0

Ovisnostλd za cjevovod, na osnovu prečnika i brzine iz tabele 23.:

λd

= 0,072

l * λd= 0,2376

Ukupan pad pritiska u magistralnoj cijevi:

Δ pA= l * λd * ρ * v

2

2= 10,05 Pa

Protok zraka kroz cjevovod iznosi :

QA = v *A = v * d2∗π4

d=√ 4∗QA

v∗π = 0,246 m = 246 mm

Na osnovu određenog prečnika iz tabele 23. biramo prvi bliži standardni prečnik d = 240 mm.

Iz jednačine kontinuiteta tražimo stvarnu brzinu:

Page 6: mehanicke operacije

QA = v *A

v=Q A

A = 26,31m

s

Pad pritiska u račvi 2 je jednak zbiru svih padova pritisaka do račve i iznosi:Δ pR2 = Δ pA + Δ p I + Δ p II = 97,53 Pa

1.4. II/1 Brusilica

Na osnovu jednakosti pritisaka u račvi 2 i pritiska u grani III određujemo brzinu:

Δ pR2 = Δ p III

v =√ 2∗Δ pR2

( l∗λd

+Σξ )∗ρ = 32,03

ms

Dužina cjevovoda za ovaj dio : l = 3,05 +1,65 = 4,7 m

Usvajamo preporučenu minimalnu brzinu i prečnik cjevovoda:

v = 25 ms ; d = 300 mm

Ovisnostλd za cjevovod, na osnovu prečnika i brzine iz tabele 23.

λd

= 0,054

l * λd= 0,2538

l * λd+ Σξ = 1,5538 ( linijski gubici )

Iz tabele 21. usvajamo koeficijent otpora usisne kapeξus i koeficijent otpora koljenaξk: ξus = 1; ξk = 2*0,15=0,3

Page 7: mehanicke operacije

Protok zraka kroz cjevovod iznosi:

Qr = v *A = v * d2∗π4

= 2,2629m3

s

Dinamički pritisak: Pd = ρ * v2

2 = 62,73 Pa

1.5 Magistralna cijev B

Protok kroz magistralnu cijev B :

QB = QA + Q II , I = 3,49m3

s

Usvajamo prečnik cijevi d = 400 mm Brzinu računamo iz protoka : QB = v*A

v = 27,49ms

Dužina magistralne cijevi : l = 1,95 m

Dinamički pritisak: Pd = ρ * v2

2 = 45,2 Pa

Otpori u cjevovodu : Σξ = ξus + ξk = 0

Ovisnostλd za cjevovod, na osnovu prečnika i brzine iz tabele 23.

λd

= 0,038

l * λd= 0,0475

Ukupan pad pritiska u magistralnoj cijevi B:

Δp = (l * λd + Σξ ) * ρ * v

2

2= 2,19 Pa

Pad pritiska u račvi 3 iznosiΔ pR3 = Δ pB + Δ pR2 = 99,72 Pa

Page 8: mehanicke operacije

1.6. II/2 Grana IV

Na osnovu jednakosti pritisaka u račvi 3 i pritiska u grani IV slijedi da je Δ pR3 = Δ p IVodakle računamo brzinu:

v =√ 2∗Δ pR2

( l∗λd

+Σξ )∗ρ = 34,43

ms

Dužina cjevovoda : l = 1,9 + 0,85 = 2,75 m Usvajamo preporučenu minimalnu brzinu i prečnik cjevovoda:

v = 25 ms ; d = 140mm

Ovisnostλd za cjevovod, na osnovu prečnika i brzine iz tabele 23.

λd

= 0,139

l * λd= 0,3753

l * λd+ Σξ = 1,3753 ( linijski gubici )

Iz tabele 21. usvajamo koeficijent otpora usisne kapeξus i koeficijent otpora koljenaξk:

ξus =0,8; ξk = 12090

∗0,15 = 0,2

Protok zraka kroz cjevovod iznosi :

Q IV = v *A = v * d2∗π4

= 0,529m3

s

Dinamički pritisak: Pd = ρ * v2

2 = 71,64 Pa

1.7.Magistralna cijev C Protok kroz magistralnu cijev B je jednak zbiru protoka:

QC = QB + Q IV = 3,979 m3

s

Usvajamo prečnik cijevi d = 400 mm , brzinu v = 25 ms

Dužina magistralne cijevi : l = 1,7 m

Dinamički pritisak: Pd = ρ * v2

2 = 38,21 Pa

Page 9: mehanicke operacije

Otpori u cjevovodu : Σξ = ξus + ξk = 0

Ovisnostλd za cjevovod, na osnovu prečnika i brzine iz tabele 23.

λd

= 0,038

l * λd= 0,0646

Ukupan pad pritiska u magistralnoj cijevi B :

Δp = (l * λd + Σξ ) * ρ * v

2

2= 2,467 Pa

Pad pritiska u račvi 4 iznosiΔ pR4 = Δ pC + Δ pR3 = 107,163 Pa

1.8. II/3 Grana V

Na osnovu jednakosti pritisaka u račvi 4 i pritiska u grani V određujemo brzinu:Δ pR4 = Δ pV

v =√ 2∗Δ pR2

( l∗λd

+Σξ )∗ρ = 38,51

ms

Dužina cjevovoda : l = 1,9 + 0,85 = 2,75 m Usvajamo preporučenu minimalnu brzinu i prečnik cjevovoda:

v = 25 ms ; d = 350mm

Ovisnostλd za cjevovod, na osnovu prečnika i brzine iz tabele 23.

λd

= 0,046

l * λd= 0,1265

l * λd+ Σξ = 1,1265 ( linijski gubici )

Page 10: mehanicke operacije

Iz tabele 21. usvajamo koeficijent otpora usisne kapeξus i koeficijent otpora koljena ξk:

ξus =0,8; ξk = 12090

∗0,15 = 0,2

Protok zraka kroz cjevovod iznosi :

QV = v *A = v * d2∗π4

= 3,7m3

s

Dinamički pritisak: Pd = ρ * v2

2 = 38,2 Pa, odakle slijedi da je pad

pritiska:

Δp = (l * λd + Σξ ) * ρ * v

2

2= 43,01 Pa

1.9.Magistralna cijev D Protok kroz sistem:

Qsistema = QC + QV = 7,679 m3

s

Usvajamo prečnik cijevi d = 300 mm , brzinu v = 25 ms

Dužina magistralne cijevi: l = 1,45+1,35 = 2,8 m

Ovisnostλd za cjevovod, na osnovu prečnika i brzine iz tabele 23.

λd

= 0,024

l * λd= 0,15

Ukupan pad pritiska u magistralnoj cijevi B:

Δ pD = (l * λd + Σξ ) * ρ * v

2

2odakle slijedi da je:

v = 76,43 ms

Protok zraka kroz magistralu D:

Q= v *A = 5,39m3

s

Dinamički pritisak: Pd = ρ * v2

2 = 359,21 Pa

1.10. III /1Grana E

Dužina cjevovoda : l = 2,1 + 7 + 2,7 = 11,8 m

Page 11: mehanicke operacije

Usvajamo preporučenu minimalnu brzinu i prečnik cjevovoda:

v = 25 ms ; d = 300 mm

Ovisnostλd za cjevovod, na osnovu prečnika i brzine iz tabele 23.

λd

= 0,054

l * λd= 0,6372

l * λd+ Σξ = 0,937 ( linijski gubici )

Iz tabele 21. koeficijent otpora koljena:ξk =2¿0,15 = 0,3

Protok zraka kroz cjevovod iznosi :

QE =QD=¿5,39m3

s

Dinamički pritisak: Pd = ρ * v2

2 = 38,21 Pa

Ukupan pad pritiska : Δp = (l * λd + Σξ ) * ρ * v

2

2= 35,6 Pa

2. VENTILATOR Nakon dimenzionisanja pneumatskog sistema te na osnovu dobijenih vrijednosti u prethodnom proračunu moguće je izvršiti odabir uređaja koji su standardizirani na osnovu različitih kriterija ( dozvoljeni pad pritiska , protok ,snaga i sl. ).Na osnovu proračuna ventilatora dobili smo sledeće podatke : -Pad pritiska na osnovu kojeg biramo odgovarajući ventilator :Δp=Δpu+ ΔpC =81,1 (Pa)

-Snaga motora ventilatora:

N = r∗z∗Qsist∗Δ psist

102∗ηv∗ηpr = 15,08 kW

Gdje je :

r – koeficijent za povećanje snage zbog poteznog momenta elektromotora i iznosi r = 1,1

Page 12: mehanicke operacije

z – koeficijent kojim se obuhvata dodatna snaga zbog prolaza materijala kroz ventilator i iznosi z = 1,2

ηv– stepen iskorištenja ventilatora ; ηv = 0,58

ηpr – stepen iskorištenja ventilatora ; ηpr = 0,98

Na osnovu dobijenih podataka za pad pritiska te snagu motora ventilatora ,usvajamo ventilator iz kataloga proizvođača POTEX.doo.Beograd .Ventilator biramo iz kataloga za centrifugalne transportne ventilatore, što odgovara našim zahtjevima s obzirom da tražimo ventilator za svrhe otprašivanja otpadnog materijala prilikom mehaničke obrade drveta .Snaga motora ventilatora koju smo dobili prilikom proračuna iznosi 15,08 kW , na osnovu te vrijednosti iz kataloga (1) biramo ventilator sa istom ili približnom vrijednošću snage . Biramo ventilator tipa 61.112 s/6 snage motora N = 18,5 kW što zadovoljava naše zahtjeve. Oznaka „s“ predstavlja pogon preko elastične spojnice. Katalog (1) iz koga je vršen odabir odgovarajućeg ventilatora nalazi se u prilogu ovog projekta. Katalog (1) sadrži detaljan opis dimenzija ventilatora , potrebnu snagu , buku koju ventilator proizvodi te ostale bitne veličine.Odabrani ventilator je pogodan za ventilacije otprašivanja i pneumatskog transporta ,krupnoće čestica do 1000 mikrona. Ventilator se sastoji od 8 lopatica, spiralnog kućišta izađenog od čeličnog lima,učvršćen ojačanjima od čeličnog profila i zavarenog na noseće postolje. Kao što je u katalogu (1) navedeno kućište ventilatora tipa 61.000 mogu se izrađivati od različitih materijala ,zavisno od područja upotrebe Sa dijagrama koji se nalazi u katalogu (strana 3. kataloga (1) ) vidimo da odabrani ventilator zadovoljava i ukupni protok sistema.

3. CIKLON Ciklon usvajamo na osnovu pretpostavljenog pada pritiska, koji je u našem slučaju ΔpC=40 Pa. Tip ciklona kojeg usvajamo je CTF-UNI.10-0-0, iz kataloga (3), proizvođača Tehno filter.doo.Zagreb. Katalog je priložen uz projekat i u njemu se mogu naći sve informacije o usvojenom ciklonu, dimenzije i vrijednosti.CTF-UNI. je centrigualni odavjač prašine koji se koristi za odvajanje krupnijih čestica prašine ,uglavnom većih dimenzija u drvnoj industriji ,industriji mineralne vune i sl. Koristi se kao predodvajač u instalacijama pneumatskog transporta i otprašivanja ,gdje se odvajaju i čestice od 50 mikrometara sa

Page 13: mehanicke operacije

efikasnošću od 90% . Ugrađuju se tlačno i podtlačno ,što podrazumijeva postavljanje ispred i iza ventilatora ,u našem slučaju to je podtlačno.

Ciklon prema sljedećem katalogu :

Shematski izgled ciklona dat je slici :

4.SILOS

Na osnovu vrijednosti protoka sistema, Q=7,679 m3/s, usvajamo potrebni silos. Tip silosa kojeg smo usvojili je SILOS 510E2, iz kataloga (2), priloženog uz projekat. Proizvođač je Ekovent.doo.Sarajevo. Sam protok sistema nam zapravo govori vrijeme potrebno da se silos napuni otpadnim materijalom, nastalim usljed mehaničke obrade drveta.

Page 14: mehanicke operacije

5. TABELARNI PRIKAZ PRORAČUNAOznaka I/1 I/2 A II/1 B II/2 C II/3 D III/1Naziv Traka

-sta pila

Kružnaivična pila

Mag.cijev

Brusi-lica

Mag.cijev

Brusi-lica

Mag.cijev

Brusi-lica

Mag. Cijev

Grana

Q , m3/sek. 0,623 0,567 1,19 2,2629

3,4529 0,529 3,979 3,7 5,39 5,39

V , m/sek. 22 22,3 26,31 32,03 27,49 34,43 25 38,51 76,43 D ,mm 190 180 240 300 400 140 400 350 300 300 L ,mm 5,45 6,25 4,7 1,95 2,7 1,7 2,75 2,8 11,8Pd=ρ v2/2 29,6 30,41 42,32 62,73 46,2 38,21 38,2 357,21 38,21Lok. Otpor ∑ξ 0,95 2 1,3 1 1 λ/d 0,097 0,102 0,072 0,054 0,038 0,139 0,038 0,046 0,054 0,054 L λ/d 0,528 0,6375 0,2376 0,253

80,0475 0,375

30,0646 0,126

50,15 0,6372

l * λ/d + Σξ 1,478 2,6375 1,5538

1,3753

0,0646 1,1265

Δp = (l * λ/d + Σξ ) * ρ * v2/2

43,74 43,74 10,05 2,1945 43,01 11,46 35,6

Ukupan pad pritiska pu

- 97,53 9,72 99,72 38,21

Neusklađnost %

Page 15: mehanicke operacije
Page 16: mehanicke operacije

6. SPECIFIKACIJA MATERIJALA

Page 17: mehanicke operacije

7.PRILOGKatalog (1)

Page 18: mehanicke operacije
Page 19: mehanicke operacije
Page 20: mehanicke operacije
Page 21: mehanicke operacije
Page 22: mehanicke operacije
Page 23: mehanicke operacije

Katalog (2)

Page 24: mehanicke operacije

Katalog (3)

Page 25: mehanicke operacije