Пневматический транспорт материалов

Различают два вида систем, транспортирующих материалы: аспирация и пнев­мотранспорт.

Аспирация предназначена для удаления и транспортировки пыли, образую­щейся в местах пересыпки сыпучих материалов с одного конвейера на другой, в бункерах и т. д. Системы аспирации создают разрежение в укрытиях, локали­зующих места образования пыли, транспортируют пыль и очищают запыленный воздух перед выбросом в атмосферу. Предельное содержание пыли в смеси, пе­ремещаемой аспирационными системами, составляет 0,05 кг/кг воздуха.

Аэродинамический расчет аспирационных систем выполняют методом дина­мических давлений, который заключается в условной замене потерь на трение в воздуховодах эквивалентными им потерями на местные сопротивления при той же скорости:

Сэ = (30.1)

Где А — коэффициент гидравлического трения; с1 — внутренний диаметр возду­ховода (м); I — длина расчетного участка (м).

Потери давления на участке Аруч (Па), для малозапыленного воздуха с кон­центрацией смеси до 0,05 кг/кг:

2

Друч = (Сэ + ^ с) X Р X у, (30.2)

Где XX — сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке; р плот­ность воздуха (кг/м3); V — скорость воздуха на участке (м/с).

В системах аспирации применяют сварные плотные воздуховоды из тонколи­стовой стали толщиной 1,4… 2,0 мм. Средний радиус отводов К — 2 х й. Тройни­ки применяют только нормализованные, с углом ответвления 30° при диаметре основания до 630 мм и 45° — при большем основании. Значения коэффициентов местных сопротивлений нормализованных тройников приведены в прил. 27.

Величины отношений ^ даны в табл. 30.1.

Системы пневмотранспорта, в отличие от систем аспирации, применяют при более высокой концентрации смеси транспортируемого материала с воздухом (1 кг/кг и более). Падение давления на участке воздуховода (Па):

Ар = 1,1[Друч(1 + К х р)} + 1В х V, (30.3)

Где 1,1 — коэффициент на неучтенные потери; Аруч — определяют по форму­ле (30.2); К — экспериментальный коэффициент, зависящий от характера и вида транспортируемого материала (табл. 30.2); р объемная концентрация смеси, равная отношению массы транспортируемого материала к объему транспортиру­емого воздуха (см. табл. 30.2); 1В — длина вертикального участка воздуховода (м); V — скорость движения смеси (м/с).

Для поддержания во взвешенном состоянии пыли или транспортируемого ма­териала и для подъема осевших частиц скорость смеси принимают по скорости

Таблица 30.1 Значения А/с/ для металлических воздуховодов систем аспирации и пнев­мотранспорта

С/, мм

А/с/ в зависимости от скорости воздуха

0,1…3

М/с

3,1…6

М/с

6,1… 9

М/с

9,1.. .12 м/с

12,1… 15 м/с

15,1… 18 м/с

18,1… 21 м/с

21,1 …25

М/с

80

0,418

0,318

0,28

0,257

0,254

0,237

0,231

0,225

100

0,316

0,24

0,212

0,198

0,189

0,183

0,178

0,173

110

0,281

0,213

0,188

0,177

0,169

0,164

0,159

0,155

125

0,239

0,181

0,161

0.153

0,146

0,141

0,137

0,133

140

0,208

0,158

0,141

0,133

0,129

0,123

0,12

0,117

160

0,176

0,133

0,121

0,114

0,109

0,106

0,103

0,1

180

0,152

0,115

0,105

0,1

0.096

0,092

0,09

0,087

200

0,133

0,101

0,093

0,088

0,084

0,081

0,079

0,077

225

0,115

0,088

0,081

0,077

0,073

0,071

0,069

0,067

250

0,101

0,078

0,072

0,068

0,065

0,063

0,061

0,059

280

0,088

0,068

0,063

0,059

0,057

0,055

0,054

0,052

315

0,075

0,06

0,055

0,052

0,05

0,048

0,047

0,045

355

0,065

0,052

0,048

0,045

0,043

0,042

0,041

0,039

400

0,56

0,045

0,041

0,039

0,038

0,036

0,035

0,034

450

0,048

0,039

0,036

0,034

0,033

0,032

0,031

0,03

500

0,042

0,035

0,032

0,029

0,029

0,028

0,027

0,026

560

0,037

0.03

0,028

0,026

0,025

0,025

0,024

0,023

630

0,032

0,027

0,024

0,023

0,022

0,021

0,021

0,02

710

0,028

0,023

0,021

0,02

0,019

0,019

0,018

0,018

800

0,024

0,02

0,018

0,017

0,017

0,016

0,016

0,015

900

0,021

0,018

0,016

0,015

0,015

0,014

0,014

0,013

1000

0,019

0,015

0,014

0,013

0,013

0,012

0,012

0,012

1120

0,016

0,014

0,012

0,012

0,011

0,011

0,011

0,01

1250

0,014

0,012

0,011

0,01

0.01

0,01

0,009

0,009

1400

0,013

0,01

0,01

0,009

0,009

0,008

0,008

0,008

1600

0,11

0,009

0,008

0,008

0,007

0,007

0,007

0,007

Примечание. Значения величины А/с/ для гибких металлических рукавов умножают на коэф­фициент 2,5.

206 1′.,шы1 И). Пневлштнчсский транспорт лшни ?шплоъ

Трогания транспортируемого материала, определяемой по формуле Л. С. Клячко:

^тр — 1,3^, (30.4)

Где рм — объемная масса материала (кг/м3).

Конструктивно воздуховоды систем пневмотранспорта не отличаются от воз­духоводов систем аспирации, за исключением повышенной толщины металла (до 3 мм) у первых.

Трассировка системы пневмотранспорта будет рассмотрена на примере уда­ления древесно-стружечных отходов. При числе деревообрабатывающих станков 40… 50 выполняют универсальную транспортную систему, состоящую из герме­тизированного кожуха с транспортировочной лентой в нижней части для сбо­ра и удаления стружки. Станочное оборудование подсоединяют индивидуально к кожуху, в котором вентиляторами поддерживают разрежение. Недостаток этой системы состоит в сложности герметизации торцов кожуха в местах входа и вы­хода ленты.

Таблица 30.2 Значения расчетных коэффициентов для проектирования систем аспира­ции и пневмотранспорта

№ п/п

Транспорти руемый материал

Плотность р, кг/м3

Скорость воздуха в воздуховодах V, м/с

Предельная

Массовая концентра­ция р., кг/кг

Коэффициент К

 

Верт.

Гориз.

 

1

Земляная и песочная пыль, оборотная (горе­лая) земля, формовоч­ная земля

2600

13*

15*

0,8

0,7

 

2

Земля и песок влажные

2800

15

18

0,4

0,6

 

3

Глина молотая

2400

14*

17*

0,8

0,6

 

4

Шамот

2300

14

17

0,3

0.6

 

5

Пыль мелкая мине­ральная

12

14

0,2

0,6

 

6

Пыль от матерчатых кругов

10

12

ОД

0,8

 

7

Пыль угольная

900…1000

14*

15*

1,0

1,0

 

8

Пыль тяжелая наждач­ная минеральная

4000

15,5*

19*

0,1

0,8

 

9

Пыль от шлифования

Дерева

8

10

0,05

0,6

 

10

Мелкие опилки**:

I

II

13 16

15

16

Внутрицех. До 0,15

То же 1,4

 

11

Средние опилки, мел­кая стружка:

I

II

15

16

16

17

Межцех. До 0.5

То же

1,4

 

№ п/п

Транспортируемый материал

Плотность р, кг/м3

Скорость воздуха в воздуховодах V, м/с

Предельная массовая концентра­ция р,

Коэффициент К

Верт.

Гориз.

Кг/кг

12

Стружка: 1

II

16 18

18

20

Межцех. До 0.5

То же 1,4

13

Крупная стружка, опилки со сколами, ще­па мелкая (дробленая):

I

II

19

20

21 23

0,5 0,5

1,4

1,4

14

Щепа крупная (дробле­ная):

I

II

20 23

22 24

0,4 0,4

1,4 1,4

15

Гипс, тонкомолотая известь

1250

10

11

Од

0,6

16

Лен:

Короткое волокно льняная костра снопы тресты

16 16 18

18 18

20

0,06 0,06 0,06

0,6 0,6 0,6

17

Опилки:

Чугунные

Стальные

7300 7800

19*

23*

0,8

0,8

18

Хлопок-сырец, разрых­ленный хлопок, круп­ные очесы хлопка

17

18

0,05

0,6

19

Шлак подмосковно­го угля с размерами частиц 10 … 15 мк

1100…1600

20

22

1,0

0,5

Примечания: * При перемещении кускового материала с размерами кусков до 20 мм указанные значения должны быть увеличены на 20… 30%.

** I — минимальные скорости (м/с) при влажности технологического материала до 20%; II — то же при влажности более 20%.

При числе станочного оборудования 5 … 10 единиц проектируют паукообраз­ную систему (рис. 30.1) с центральным пылесборником. Пылесборники могут быть: плоскими горизонтальными; вертикальными с верхним, боковым и нижним выходами; конусными и цилиндрическими. Они предназначены для объединения всех местных отсосов. Конструкция пылесборников позволяет в некоторых пре делах менять станочное оборудование, не разрушая систему. В такой системе с пылесборниками отсутствуют тройники.

Потери давления в ответвлениях к станкам должны быть равными с точно­стью ±5%. Потери давления рассчитывают на самый неблагоприятный вариант, а характеристики ответвлений с меньшими потерями пересчитываю!’ при увели­ченном расходе.

Скорость воздуха на вертикальных и горизонтальных участках не должна быть меньше требуемых величин (см. табл. 30.2).

На воздуховодах предусматривают лючки для прочистки, как правило, около отводов.

Перед вентилятором устанавливают уловитель крупных частиц, а после вен­тилятора — циклон УД Гипродревпрома, предназначенный для неволокнистой пыли, или циклон типа К Клайпедского ОЭКДМ, хорошо отделяющий сырые опилки.

»

При числе станков до 5 единиц выполняют обычную линейную систему пнев­мотранспорта, в которой местные вытяжные устройства соединены последова­тельно. Это наиболее простая и дешевая система. Для ее расчета в прил. 27 даны значения коэффициентов местного сопротивления нормализованных тройников.

В)

8585

1=7,2 м

595 1-4,5 м

Круп­ных отходов

1270 1=5,1 лг

Рис. 30.1. Аксонометрическая схема системы пневмотранспорта: а — циклон; б — венти­лятор пылевой; в — уловитель крупных отходов; г — сборный коллектор

Б)

Вентилятор пылевой ВЦ4-70

8585 ‘ 1=4,4 м

Циклон О)

8585

Пневматический транспорт материалов 209

Пример расчета системы пневмотранспорта

Аксонометрическая схема системы приведена на рис. ЗОЛ. Схема наукообраз­ная с центральным вертикальным пылесборником и нижним отсосом. Последовательность расчета:

1. Определяют рекомендуемый диаметр воздуховода (м):

Й=\—————————————————————————————————— (30.5)

V 2830 XV х }

И принимают ближайшее меньшее стандартное значение с? в.

Таблица 30.3 Перечень станочного оборудования и его характеристики

№ уч.

Наименование оборудования

Минимальный

Расход ?о, М3/ч

Миним. скорость V, м/с

Диаметр местного вытяжного устройства, м

KMC вытяжного устройства

С

Длина ответв­ления 1, м

1

Станок торцовочный

840

17,0

0,14

1,0

5,6

2

Напольное вытяжное устройство

1100

7,8

0,14

1,0

7,2

3

Станок

Строгальный

Четырехсторонний

4 х 912 = 4560

18

4 х 0,127

0,8

1,5 + 4,2

4

Станок ленточный

1272

17

0,15

0,8

5,1

5

Станок фуговальный

1320

18

0,16

0,8

4,6

6

Станок шипорезный

595

18

0,09

1,5

4,5

Таблица 30.4 Расчет падения давления в ответвлениях

№ уч.

Заданные величины

Принимаемые значения

ЕС

ДрУч*, Па

Ар,

Па

Невязка,

%

Ь,

М3/ч

V,

М/с

I, м

DB, мм

^факт >

М/с

Рд, Па

А ?А

1

840

17

5,6

0,125

19,0

217

0,137

0,77

2,25

655

1245

16,5

2

1100

18

7,2

0,14

19,8

236

0,12

0,86

2,5

793

1542

3

912

18

1,5

0,127

20.0

240

2,5×0,137

0,51

1,2

410

827

0

За

4560

18

4,2

0,28

20,6

253

0,054

0,23

1,25

374

730

0

4

1272

17

5,1

0,16

17,6

185

0,103

0,53

2,3

524

1039

33,2

5

1320

18

4,6

0,16

18,2

199

0,103

0,47

2,05

501

998

36

6

595

17

4,5

0,11

17,3

181

0,164

0,74

3,0

677

1326

13,6

Примечание. *Друч = х ‘ + Е С] х Рд-

2. Рассчитывают фактическую скорость, г/факт (м/с) и динамическое давле­ние (Па):

_ Ь

" 2830 х^’

= (30.6)

Где плотность воздуха р = 1,2 кг/м3.

3. Определяют сумму коэффициентов местных сопротивлений по участкам.

4. При рекомендованных значениях К — 1,4 и //. = 0,5 кг/кг (см. табл. 30.2) определяют падение давления на участке.

Таблица 30.5 Сумма коэффициентов местных сопротивлений по участкам

Участков

Коэффициенты местных сопротивлений

ЕС

Местное вытяжное устройство

Отвод 90°

Внезапное расширение

Прочие

I

1,0

0,25

1,0

2,25

2

1,0

0,25 X 2

1,0

2,5

3

0,8

Крестовина 0,4

1,2

За

0,25

1,0

1,25

4

0,8

0,25 х 2

1,0

2.3

5

0,8

0,25

1,0

2,05

6

1,5

0,25 х 2

1,0

3,0

Потери давления на участке

Ар = 1,1 + ^ С^ х Рп х (1 + К х р) + /в х и. (30.7)

Наибольшие потери давления происходят на совмещенном участке 3 и За (в воздуховоде и гибких шлангах)

Ар = 827 + 730 = 1557 Па = 1560 Па.

Фактический расход воздуха на остальных участках (за исключением участ­ка 2) пересчитываю!’ по формуле

?факт = /)yi max, (30.8)

У ?-^Руч. рас

Где Аруч. тах = 784 Па (участки 3 и За). Увеличение объема удаляемого воздуха:

. 9320- 8597 0 _

Л= 8597 =

Пн( ьлнгтический т]юнспорт материалов 211 Таблица 30.6 Таблица пересчета характеристик участков

№ уч-

L, м3/ч

/ Аруч. шах у ДРуч. рас

^факт?

М/с

DB, мм

^^акт!

М/с

Ра, Па

X/d

Арум, На

Ар, Па

Невязка,

%

1

840

1,094

920

0,125

20,8

260

0,137

785

1559

+0,1

2

4560

1,0

4560

784

1557

0

3

1100

1,22

1550

0,16

21,4

275

0,1

773

1505

-3,3

4

1320

1,25

1650

0,16

22,8

311

0,1

783

1525

-1,3

5

595

1,076

640

0,11

18,7

210

0,159

780

1519

-2,4

6

9320

930

0,4

20,6

254

0,035

301

564

7

9320

9320

0,4

20,6

254

0,035

128

240

L = 8597 L = 9320

Сумма KMC на участке 7:

Вход в воздуховод из сборника ( = 0.1;

3 отвода R = 2d, 90° С = 3 х 0,15 = 0,45

? KMC — 0,55.

Сумма KMC на участке 8: диффузор после вентилятора Q = 0,2; отвод R = 2d, 90° С = 0,15

ЕС = 0,35.

Общее сопротивление системы равно сумме потерь давления на участках 3, За, 7, 8 и в циклоне.

Расчетный расход воздуха, с учетом 15% на подсос, составит:

?ц = 1,15 х 9320 = 10700 м3/ч.

Выбран циклон марки Ц-1150 (диаметр L150 мм) Гипродревпрома. Площадь входного патрубка /о = 0,155 м2. Скорость входа воздуха в циклон:

Ьц _ 10 700 ~ 3600 х /о ~ 3600 х 0,155 " 19,

Потери в циклоне при ? = 4,7 составят:

19 22

Арн = 4,7 х х 1,2 — 867 Па.

Расчетное давление в сети с учетом запаса 10%:

Арс = 1,1(1557 + 564 + 240 + 867) = 3550 Па.

212 Глава 30. Пневматический транспорт материалов

Выбираем пылевой вентилятор фирмы ВЕЗА с характеристиками: модель: ВЦП-7-40-8; Хвен = 10 700 м3/ч; Арве„ = 3650 Па; п = 1620 мин"1; 7] = 0,54. Мощность электродвигателя вентилятора N = 30 кВт. Проверка мощности двигателя вентилятора:

=______________ ?вент х Арвент_______ = 10 700 х 3650 _

3600 X Г)передачи X Т]ъеи. т х 1000 3600 х 0,8 х 0,54 х 1000 ~ ‘ К Т’



.