Тема 10. Пневматический транспорт

10.5 Расчёт пневмотранспортных установок

По заданным данным: производительности линии, виду груза, типу пневмотранспортной установки, конфигурации и размерам трассы, при проектировании установки определяют расход воздуха, внутренний диаметр трубопровода, полный (общий) напор, мощность двигателя воздуходувной машины.

А. Расчёт пневматической транспортной установки с низкими концентрациями смеси производят следующим образом.

1. Выбрав величину массовой концентрации груза =G_т/G_в, определяют требуемый объёмный расход воздуха в трубопроводе

,

где G_т – производительность установки (по грузу); G_в – массовый расход воздуха; _в плотность воздуха.

При проектировании пневмотранспортных установок пищевых предприятий обычно принимают  = 4…6.

2. Определяют рабочую скорость воздуха в трубопроводе в зависимости от скорости витания υ_вит

и рассчитывают площадь сечения А и диаметр d_тр трубопровода

; .

Полученную величину d_тр округляют до ближайшего большего по стандарту и далее уточняют расход воздуха и значение концентрации.

3. По расходу воздуха с учётом типа установки подбирают отделитель и батарейный циклон.

4. Для ролучения нужной скорости транспортирования необходимо обеспечить достаточный напор (перепад давлений), равный сумме потерь давления на отдельных участках пневмоустановки.

Суммарные потери давления в пневматической установке

.

Динамические потери давления p_Д обусловлены затратами на преодоление инерции материала и воздуха, т.е. для сообщения им скоростей υ_м и υ_в. Эти потери определяют из уравнений кинетической энергии и работы воздушного потока

,

где _Г – отношение скорости груза и скорости воздуха: для муки _Г= 0,6…0,85.

Потери давления p_ТР в трубопроводах, вызванные силами трения при движении аросмеси, определяют, используя формулы гидродинамики

,

где  – коэффициент гидравлического сопротивления, рассчитываемый, например, по формуле Блазиуса  = 0,3164/Re^0,25 (Re = υd_ТР/ – число Рейнольдса); l_ТР, d_ТР – соответственно длина и диаметр трубопровода; k_c – коэффициент, зависящий от концентрации смеси, скорости и физико-механических свойств груза: k_c = 0,31 … 0,68 при υ_в = 13 …26 м/с.

Потери давления p_h при подъёме груза на высоту h определяют из равенства воздушного напора и силы тяжести груза

Потери давления на преодоление местных сопротивлений определяют

,

где  – коэффициенты местных сопротивлений принимаемые применительно к каждому элементу по трассе транспортирования – приемнику, разгрузителю, батарейному циклону, фильтру, закругленным участкам, конфузорам и диффузорам.

5. Мощность двигателя воздуходувной машины с учетом неучтенных потерь давления (10 … 15 % от ) равна

,

где _в.м = 0,55 … 0,8 – КПД воздуходувной машины; _пр = 0,9 … 0,95 – КПД привода.

Б. Особенности расчёта аэрозольных установок.

Потери давления в аэрозольной установке определяют по аналогии с обычным пневмотранспортом, с учетом того, что потерями давления от трения воздуха о стенки трубы и динамическими потерями можно пренебречь из-за сравнительно низких скоростей движения. Тогда

,

где – потери напора воздуха от трения груза о стенки трубопровода; p_h – потери давления на подъём; – суммарные потери давления в питателе и на аэрирование груза.

Начальную скорость воздуха υ_н и массовую концентрацию  назначают из данных практики, например, при транспорте муки v_н= 7,5 м/с при шлюзовом и винтовом питателях и v_н = 3 м/с при камерном питателе; сухого молока υ_н = 9 … 12 м/с.

Скорость воздуха в конце трубопровода принимают равной

.

задавшись диаметром трубопровода d_ТР = 0,06 … 0,075 м, рассчитывают расход воздуха

.

Мощность вентилятора

где h – высота подъёма аэросмеси.