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;

a_max – 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.

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, Q_в, кг/с:

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

Объемная производительность по воздуху, V_в, м³/с:

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

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

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

Объёмная производительность пневмоустановки, V, м³/ч:

V = V_в · 3600 + V_г. (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, U_кр, 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 U_кр, т.е.

U > U_кр. (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 L_ПР, учитывающей прямолинейные участки, закругления и двухходовые затворы, Р_Н, 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:

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

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

L_ПР = L + H + L_ЭК + L_З , (12)

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

Таким образом, для угла поворота в 90⁰ при заданном радиусе закругления, м, для заданного материала одно колено будет эквивалентно L_k, м, трубопровода (Прилож., табл. 3). Согласно схемы (рис. 1) установка имеет 3 колена и следовательно:

L_ЭК = 3∙L_k . (13)

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

L_З = 2∙8 = 16 м.

Динамические потери на разгон груза, Р_Д, 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, Р_В, МПа:

P_В = (1+µ) ρ_в · H · 10^-5. (15)

Потери давления в загрузочном устройстве, Р_З, 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 = Р_Н + Р_Д + Р_В + Р_З. (16)

4. Расчет мощности приводного двигателя

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

V_м = (1,1…1,15)∙V_в. (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·м/м³:

где Р_а – атмосферное давление, Р_а = 0,1 МПа.

Приложения

Таблица 2. Скорости транспортирования некоторых насыпных грузов

Материал	Плотность, ρг, т/м^3	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