Qв=Qм/()
Где - коэффициент массовой концентрации аэросмеси; =1,2 кг/м3 - плотность воздухари нормальном атмосферном давлении и температуре 15С; Qм - массовая подача (производительность) пневмотранспортной установки, кг/с; Qв - расход воздуха, кг/с.
Qв=16,67/(1,2*27)=0.515 кг/с
6)Внутренний диаметр транспортного трубопровода определяется по формуле:
.
D== 0.24 м
7) Определение значения комплексного коэффициента b , учитывающего физико-механические свойства транспортируемого материала, производится по формуле:
Где Кс - коэффициент аэродинамического сопротивления; d - средний диаметр частиц транспортируемого материала, м; , - плотность воздуха и транспортируемого материала, кг/м3.
B=3*0.49*1.2/(4*1*2600)=0,17
8) Значение обратной величины тангенса в квадрате угла подъема траектории движения материальной частицы определяются по формуле:
Где С - коэффициент пропорциональности, который равен отношению абсолютной скорости перемещения материала к скорости воздуха, которым перемещается материал; Vв - скорость движения воздуха, м/с; t - время перемещения материала, с.
1/tg=0.95^2*11.46^2*1/((11.46-ln(0.17*11.46+1)/0.17)^2-1=118.53/26.01-1=3.56
9) Количество частиц материала, транспортируемых за 1 с, определяется по формуле:
n1=16.67/(3.14*0.001^3*2600/6)=16.67/0.0000014=1,2*10^7
10) Значение второго комплексного коэффициента В, учитывающего физико-механические свойства и количество частиц транспортируемого материала, производится по формуле:
B=b*n1=0.17*1.2*10^7=0.204*10^7
11) Мощность, затрачиваемая на перемещение материала по трубопроводу, определяется по формуле:
,
т.к. выражение , то выражение примет вид:
)
N=60000*11.46^2/(2*3600)*(1+3.56)=4990.61 Вт = 5КВт
2.2 Пылезащитные устройства
Пылеосадительные устройства предназначены для выделения из воздуха( газов) пыли. Из существующих типов пылеосадителей наибольшее применение получили центробежные пылеосадители - циклоны, обеспечивающие очистку воздуха (газов) от пыли в пределах 70-90%.
Циклоны малого диаметра имеют высокий коэффициент очистки по сравнению с циклонами больших диаметров. Чтобы обеспечить высокий коэффициент очистки и одновременно высокую производительность, циклоны малого диаметра собирают в группу (батареи) по несколько элементов в каждой (Рис 2).
Рис. 2
Все элементы имеют общий выпускной коллектор. Диаметр каждого циклона (элемента) равен 150-250 мм. Циклоны этого типа получили название батарейных (или мультициклонов).
Исходя из данных предоставленных в таблице (2), пылезащитной установкой будет являться батарейный циклон, подобранный с учетом требуемых характеристик по таблице (3)
Таблица 2
|
Показатели |
Номер варианта |
||||||||
|
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
||
|
Производительность по запыленному газу V, м3/ч |
5000 |
4500 |
2100 |
4000 |
2000 |
3500 |
3800 |
3100 |
|
|
Температура газа, °С |
10 |
25 |
30 |
18 |
25 |
30 |
100 |
130 |
|
|
Концентрация взвешенных частиц в запыленном газе х1, кг/м3 |
1,2* 10-6 |
10* 10-6 |
-- |
-- |
5x 10-6 |
8x 10-6 |
-- |
-- |
|
|
Предельно допустимая концентрация, х2, кг/м3 |
0,5Ч 10-6 |
0,5Ч 10-6 |
-- |
-- |
0,3Ч 10-6 |
0,1Ч 10-6 |
-- |
-- |
|
|
Входная скорость Vвх, м/с |
25 |
15 |
-- |
-- |
20 |
18 |
-- |
-- |
|
|
Допускаемая скорость хдоп, м/с |
-- |
-- |
15 |
20 |
-- |
-- |
20 |
24 |
|
|
Выходная скорость, м/с |
4 |
6 |
-- |
-- |
8 |
7 |
-- |
-- |
|
|
Скорость в живом сечении, м/с |
-- |
-- |
10 |
12 |
-- |
-- |
15 |
12 |
|
|
КПД установки, % |
75 |
80 |
92 |
95 |
85 |
82 |
94 |
97 |
|
|
Коэффициент сопротивления циклона ? |
64 |
80 |
-- |
-- |
250 |
150 |
160 |
-- |
|
|
Перепад давления, отнесенный к с газа, ?p/с |
-- |
-- |
500 |
750 |
-- |
-- |
850 |
650 |
|
|
Диаметр одного элемента, мм |
-- |
-- |
50 |
100 |
-- |
-- |
200 |
250 |
|
|
Толщина выхлопной трубы, мм |
-- |
-- |
10 |
8 |
-- |
-- |
12 |
10 |
|
|
Тип пылеулавливающего устройства |
циклон |
батарейный циклон |
циклон |
батарейный циклон |
Таблица 3
|
Тип секции |
Число элементов в ряду |
Общее число элементов в секции |
Примечание |
|
|
Пять рядов в глубину (ПС-5) |
||||
|
Пс-5-25 ПС-5-30 ПС-5-35 ПС-5-40 ПС-5-45 |
5 6 7 8 9 |
25 30 |
Для элементов диаметром 100 мм. |
|
|
35 40 45 |
Для элементов всех типов |
Таким образом для пылезащиты требуется установить батарейный циклон тип - ПС-5.
3. Теория процесса
Пневматическая транспортировка основывается на том, что воздух, при определенных условиях, способен перемещать тяжелые материалы. В природе воздух может переносить различные вещества, такие как песок, снег, листья, семена растений. Пневмотранспорт заставляет воздух двигаться, создавая разницу давлений между началом и концом трубы. Из основ физики известно, что высота всасывания, например воды, теоретически составляет около 10 метров, но для гранулированных веществ высота подъема во всасывающем режиме близка к бесконечности - из условий того, что воздух при необходимой скорости потока способен переносить вещества. Первое пневматическое конвейерное оборудование использовалось для выгрузки зерна из суден еще в 18 веке. Позже этот новый метод непрерывного транспорта пополнился небольшими и малыми установками и распространился на новые навалочные грузы. Весь пневмотранспорт можно разделить на оборудование с низким, средним или высоким рабочим давлением. Воздуходувки промышленных установок обеспечивают рабочее положительное давление около 0,5-1 бар, что создает вакуум 0,3-0,5 бар. Используются три варианта систем: только всасывающие, только нагнетающие и комбинированные. Рис. 3 показывает всасывающую установку.
Рис. 3
Воздуходувка (7) на конце трубы создает вакуум, вследствие чего возникает поток воздуха в трубе. Подобно пылесосу, груз подбирается всасывающим соплом (1) и переносится по трубам (2,3) в циклон-отделитель (4). Здесь груз отделяется от воздуха. Груз выводится из системы шлюзовым затвором (5). Воздух выбрасывается из воздуходувки (7) в атмосферу или в фильтр для отчистки. Это оборудование позволяет забирать груз из нескольких мест и доставлять его в одну точку. Типичными примерами всасывающего оборудования являются стационарные, мобильные, передвижные или плавучие пневматические судоразгрузочные машины, используемые для зерна и подсолнечника, перевозимого крупными океанскими судами и перегружаемого на малые суда, баржи, вагоны и автомобили. Рис. 4 показывает нагнетающую установку.
Рис. 4
Здесь воздух забирается непосредственно из атмосферы и сжимается воздуходувкой (1). Переваливаемый груз вводится в систему с помощью шлюзового затвора (2), который позволяет грузу войти в воздушный поток в трубе (3). На конце трубы воздух и груз отделяются в нагнетательном циклоне (5). Груз падает вниз, а воздух выбрасывается сверху циклона. Нагнетающие системы рекомендуется использовать, когда груз принимается в одной точке и транспортируется в несколько мест назначения (опционально, при использовании шиберной заслонки). Благодаря более высокому давлению и перекачиваемой массе воздуха, данный тип оборудования имеет большую производительность, чем всасывающие установки. На практике возможно объединить эти два типа оборудования в одной установке, что также объединяет их преимущества (рис. 5).
Рис. 5
Первая секция транспортирующей линии использует всасывающий режим для того, чтобы ввести груз в трубу, а вторая секция использует режим нагнетания - для достижения большей производительности на больших расстояниях. Диаметр труб может изменяться от 10 мм (в перерабатывающей промышленности) до 800 мм (для перевалки большого количества груза, например зерна из судна). Производительность оборудования может составлять от нескольких килограмм в час и до 1000 тонн в час. Расстояние транспортировки - от 10 до 1000 метров, скорость потока воздуха изменяется в зависимости от типа груза, но обычно находится в пределах 10-30 м/с.
Литература
1. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию / Под ред. Ю.М. Дытнерского - Л.: Химия, 1983.
2. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков A.A. Примеры и задачи по курсу процессов химической технологии: Учебное пособие. -10-е издание. - Л.: Химия, 1987.
3. Сапожников М.Я., Дроздов H.С. Справочник по оборудованию заводов строительных материалов. - М.: Стройиздат, 1970.
4. Евстифеев В.Н. Трубопроводный транспорт пластичных и сыпучих материалов в строительстве. - М.: Стройиздат, 1989.
5. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1971.
6. Штокман Е.А. Очистка воздуха от пыли на предприятиях пищевой промышленности. М.: Агропромиздат, 1989.
7. Пневмотранспортное оборудование. Справочник / под ред. Калинушкина М.П. - Л.: Машиностроение, 1986.
8. Воробьев A.A., Матвеева А.И., Носков Т.С. и др. Пневмотранспортные установки. Справочник. - Л.: Машиностроение, 1969.
9. Вахнин М.П., Анищенко Л.Л. Производство силикатного кирпича. - М.: Высшая школа, 1989.
10. Справочник по производству и применению арболита / Под ред. Наназашвили И.Х. - М.: Стройиздат, 1987.