Расчетно-графическая работа

 

Главная

 

Расчет пневмотранспортной установки

 

Задача 1.

Определить плотность аэросмеси и скорость её движения в трубопроводе, рассчитать конструктивные параметры пневмотранспортной установки.

Исходные данные по вариантам приведены в табл. 1.

Обозначения в табл. 1:

Q – массовая производительность установки, т/ч;

amax – максимальный размер куска насыпного груза, м;

L – протяжённость горизонтальных участков трубопровода, м;

H – высота вертикальных участков, м.

 

Таблица 1. Исходные данные для задачи 1

Варианты

Транспортируемый груз

Q, т/ч

amax, мм

L, м

Н, м

1

Антрацитовый штыб

50

6

100

15

2

Угольная пыль

60

0,09

50

16

3

Цемент

65

0,05

60

17

4

Пшеница

45

5

70

18

5

Рожь

40

3

80

19

6

Апатитов. концентрат

35

0,1

90

10

7

Зола

30

0,08

110

11

8

Мука

45

0,04

120

12

9

Антрацитовый штыб

60

5

50

6

10

Угольная пыль

55

0,1

60

7

11

Цемент

25

0,04

70

8

12

Пшеница

50

4

90

9

13

Рожь

55

5

100

10

14

Апатитов. концентрат

40

0,15

120

11

15

Зола

45

0,07

130

12

16

Мука

50

0,045

140

13

17

Антрацитовый штыб

35

6

150

14

18

Угольная пыль

40

0,08

160

15

19

Цемент

50

0,04

170

16

20

Пшеница

30

5

180

5

21

Рожь

35

5

190

6

21

Апатитов. концентрат

60

0,2

200

7

22

Зола

35

0,075

210

8

23

Мука

40

0,035

220

9

24

Пшеница

25

3

150

11

25

Угольная пыль

30

0,1

100

12

26

Цемент

40

0,03

120

13

27

Мука

45

0,04

170

14

 

Схема пневмотранспортной установки приведена на рис. 1.

 

Пневм_Ианч

Рис. 1. Схема пневмотранспортной установки:

1 – питатель; 2 – трубопровод; 3 – двухходовой переключатель;

4 – фильтры; 5 – бункер; 6 – шлюзовой затвор

 

Методические указания к решению задачи

 

1. Определение производительности пневмотранспортной установки

Производительность установки по воздуху, Qв, кг/с:

где µ – массовая концентрация аэросмеси, в нагнетательных системах различного давления µ = 8…25 кг/кг.

Объемная производительность по воздуху, Vв, м3/с:

где ρв – плотность воздуха, ρв = 1,2 кг/м3.

Объёмная производительность по твёрдому материалу, Vг, м3/ч:

где ρг – плотность груза, т/м3 (Прилож., табл. 2).

Объёмная производительность пневмоустановки, V, м3/ч:

V = Vв · 3600 + Vг.                    (4)

2. Определение диаметра трубопровода и скорости движения аэросмеси

В зависимости от транспортируемого материала, скорость движения аэросмеси, U, м/с предварительно принимается по рекомендациям Прилож., табл.2.

Диаметр трубопровода определяется из условия, D, м:

Рассчитанный диаметр трубопровода D округляют до значения кратного 0,01 м.

Критическая скорость движения аэросмеси, Uкр, м/с, определяется по формуле:

 

где n2 – опытная константа, n2 = 0,1…0,25 – для пылевидных и порошкообразных грузов, n2 = 0,15…0,3 – для зернистых грузов;

a – соотношение плотностей частиц груза и несущей среды:

Для нормальной работы установки скорость движения аэросмеси U в трубопроводе должна быть больше критической скорости Uкр, т.е.

U > Uкр.                                 (8)

В противном случае необходимо увеличить скорость транспортирования, уточнить диаметр трубопровода и произвести повторный расчет.

3. Определение потерь давления в пневмосистеме

Потери давления в трубопроводе с эквивалентной длиной LПР, учитывающей прямолинейные участки, закругления и двухходовые затворы, РН, МПа:

где Р0   потери давления в том же трубопроводе при движении чистого воздуха (изотермическое движение воздуха при перепадах давления более 0,1 МПа):

где R = 29,3 – универсальная газовая постоянная;

T = 290⁰ К – абсолютная температура окружающей среды;

λ – коэффициент сопротивления, λ = 0,016…0,02;

F – поперечное сечение трубопровода, м2:

Рк – давление в конце трубопровода, Рк = 0,105 МПа;

n3 = 0,1…0,075 – опытная константа (для грузов большой плотности принимают меньшие значения);

LПР = L + H + LЭК + LЗ ,                      (12)

где LЭК – длина эквивалентная коленам. Данная длина определяется в зависимости от угла поворота каждого колена и вида насыпных грузов.

Таким образом, для угла поворота в 90  при заданном радиусе закругления, м, для заданного материала одно колено будет эквивалентно Lk, м, трубопровода (Прилож., табл. 3). Согласно схемы (рис. 1) установка имеет 3 колена и следовательно:

LЭК = 3∙Lk .                                 (13)

LЗ – длина эквивалентная двухходовым затворам. Один двухходовой переключатель принимают эквивалентным трубопроводу длиной 8 м. Отсюда:

LЗ  = 2∙8 = 16 м.

Динамические потери на разгон груза, РД, МПа:

где β = 0,35…0,85 – показатель относительной скорости движения частиц; для пылевидных материалов β= 0,6…085.

Потери давления в коротких вертикальных трубопроводах, РВ, МПа:

PВ = (1+µ) ρв · H · 10-5.                           (15)

Потери давления в загрузочном устройстве, РЗ, МПа эквивалентны длине отрезка, имеющего закругление на 90⁰. В питателях без дозирующего устройства они равны 0,02…0,03 МПа.

Суммарные потери давления в пневмосистеме, Р, МПа:

Р = РН + РД + РВ + РЗ.                          (16)

4. Расчет мощности приводного двигателя

Расход воздуха на выходе из воздуходувной машины, Vм, м3/c:

Vм = (1,1…1,15)∙Vв.                           (17)

Мощность двигателя воздуходувной машины, N, кВт:

где k = 1,1 – коэффициент запаса;

η = 0,65…0,85 – КПД воздуходувной машины.

А – работа воздуходувной машины, отнесенная к 1 м3 засасываемого воздуха при изотермическом сжатии Н·м3:

где Ра   атмосферное давление, Ра = 0,1 МПа.

 

Приложения

Таблица 2. Скорости транспортирования некоторых насыпных грузов

Материал

Плотность, ρг, т/м3

Скорость транспортирования, м/с

Антрацитовый штыб

1,3…1,4

25…45

Угольная пыль

1,3…1,5

8…20

Цемент

2,6…3,2

9…36

Пшеница

1,4…1,5

23…26

Рожь

1,45…1,55

23…26

Апатитов. концентрат

3,2…3,25

10…35

Зола

2,1…3,0

25…45

Мука

1,2…1,4

16…25

 

Таблица 3. Длины трубопроводов эквивалентных коленам

Вид насыпного груза

Значения LК, м, при соотношении

4

6

10

20

Пылевидный, порошкообр.

4-8

5-10

6-10

8-10

Зернистый однородный

-

8-10

12-16

16-20

Мелкокусковой

-

-

28-35

33-45

Крупнокусковой

-

-

60-80

70-90


email: KarimovI@rambler.ru

Адрес: Россия, 450071, г.Уфа, почтовый ящик 21

 

Теоретическая механика   Сопротивление материалов

Прикладная механика  Строительная механика  Теория машин и механизмов

 

 

 

00:00:00

 

Top.Mail.Ru