Определение параметров пневмотранспортных установок

При проектировании систем пневмотранспорта определяются следующие параметры:

d - диаметр трубопровода, мм;

G _в - расход воздуха, кг/с;

р _п - перепад давления воздуха по концам трассы трубопровода,

МПа;

N - мощность электродвигателя вакуумного насоса или компрес-

сора, кВт.

Для определения диаметра трубопровода сначала рассчитывают приведенную длину трассы

(87)

где n - число прямолинейных участков транспортного трубопровода;

l_i - длина i -го прямолинейного участка трубопровода, м;

m - число криволинейных участков и поворотов трассы (колен);

l_j - эквивалентная длина участков, соответствующих j -му поворо-

ту или колену в трубопроводе, м; при расчетах для горизон-

тальных криволинейных участков принимается: l_j =2..3 м

при R/d = 3; l_j =3...5 м при R/d, равном 2 или 5; l_j =5...7 м

при R/d, равном 1 или 10 (R - радиус поворота, м, d - диа-

метр трубопровода, м); для вертикальных перегибов

, где - эквивалентная длина горизонтального по-

ворота того же радиуса;

k - число переключателей на трассе;

l _п - эквивалентная длина для переключателя, м; в расчетах при-

нимают l _п = 8 м.

Далее определяют скорость движения воздуха на конце транспортного трубопровода, м/с

(88)

где С - коэффициент, учитывающий крупность частиц транспортируемо-

го материала; принимается С = 10...16;

- объемная плотность сыпучего груза, т/м³ (см. прил. 1);

- коэффициент, учитывающий действительную плотность частиц

материала; принимают: для глины - 1,6...1,8; для извести

порошкообразной - 2,0...2,6; для минерального порошка -

2,1...2,7; для цемента - 2,7...3,5;

- коэффициент, зависящий от свойств транспортируемого мате-

риала; для цемента принимают = (2...3)10⁵.

Внутренний диаметр трубопровода определяем из условия обеспечения необходимой скорости воздуха v _в в конце трубопровода, м

(89)

где Q - потребная производительность, т/ч (вычисляется при расче-

тах внутрискладских грузопотоков, см. разд. 4);

- плотность условно стандартного воздуха при нормальном

атмосферном давлении и температуре +20 ^оС, кг/м³; прини-

мают =1,2 кг/м³;

- расходная концентрация смеси груза с воздухом, кг/с груза

на кг/с воздуха, определяемая по графику (рис. 17).

Полученный по формуле (89) внутренний диаметр трубопровода в метрах переводят в миллиметры и округляют до ближайшего меньшего стандартного диаметра труб, изготавливаемых промышленностью, из ряда наружных диаметров: 133, 140, 146, 152, 159 мм; толщина стенки трубы 4,5 и 5 мм.

Расход воздуха по весу, кг/с

(90)

Расход воздуха по объему, м³/с

(91)

Рис. 17. Зависимость расходной концентрации смеси груза с воздухом

от скорости воздуха в конце трубопровода v _в

Величина перепада давления воздуха по концам трассы трубопровода пневмотранспортной установки зависит от сопротивлений движению аэросмеси, которые трактуются как потери давления. Потери давления в трубопроводе имеют место вследствие сопротивления движению аэросмеси по горизонтальным и закругленным поворотным участкам p _н. К ним добавляются инерционные потери p _д, связанные с сообщением перемещающемуся грузу рабочей скорости. Отдельно определяются потери давления воздуха при подъеме на вертикальных (наклонных) участках трассы трубопровода p _в.

Суммарные потери давления в трубопроводе (необходимый перепад давления), МПа

(92)

Здесь p _м - потери давления в загрузочном (разгрузочном) устройстве;

p _м= 0,005...0,010 МПа.

Потери давления в трубопроводе вследствие сопротивления движению аэросмеси по горизонтальным и закругленным поворотным участкам

(93)

Здесь p ₀ - потери давления при изотермическом движении чистого

воздуха;

С ₃ - опытная константа; С ₃ = 0,1...0,075 (для грузов большей

плотности принимаются меньшие значения);

a - соотношение плотностей частиц груза и воздуха;

, где r_в - плотность частиц груза,

кг/м³; принимается - 1,2 кг/м³;

g - ускорение свободного падения, g = 9,8 м/с²;

Потери давления при изотермическом движении чистого воздуха

(94)

где G _в - расход воздуха по весу, кг/с;

R - универсальная газовая постоянная, R = 29,3;

T - абсолютная температура окружающей среды, град;

l - коэффициент сопротивления; для труб диаметров 150, 175 и

200 мм l соответственно - 0,016...0,020; 0,015...0,018 и

0,014...0,016;

L _пр - приведенная длина трубопровода, м;

F - площадь поперечного сечения трубопровода, м²;

d - диаметр трубопровода, м;

p _к = 0,105 МПа - давление на конце трубопровода.

Инерционные потери давления

(95)

где b - показатель относительной скорости движения частиц груза;

для обычных грузов b = 0,35...0,85, пылевидных - 0,60...0,85.

Потери давления в вертикальных (наклонных) участках трубопровода

(96)

Требуемая мощность на привод компрессора (вакуумного насоса),

кВт

(97)

где V _в - расход воздуха по объему, м³/с;

h - КПД привода компрессора (вакуумного насоса); принимают

h = 0,8...0,9.

Дата добавления: 2015-07-12