• Расчет основных параметров установки с пневмовинтовым насосом

Q = 40 т/час

n_верт.= 2

n_гор.= 0

n_{перекл.} = 3

Выбираем пневмовинтовой насос по производительности мельницы [1,табл.8.49]: насос типа ТА-40А длиной 4.2950 м и высотой 1.030 м.

1. Заданную часовую производительность установки определяем по формуле (14):

Q_раб. =1,1·40 = 44 т/ч

Для пневмовинтовых насосов, осуществляющих непрерывный ввод материала в трубопровод, расчетную производительность принимают равной или на 10% больше заданной:

Q_м.р. =(1,0÷1,1)·Q_раб

Q_м.р. =1,1· 44 =48,4 т/ч

2. Приведенная длина транспортирования L_пр определяется по формуле (15):

L_пр = (75+177)+(6,5-0,515+8,8+27+1)+8*2+5*0+8*3=334,79

3. Потребный расход сжатого воздуха Q_в. определяют по формуле (16):

По рисунку определили:

μ=21 кг/кг

V_к=26 м/с – потребная скорость воздуха на выходе из материалопровода.

Q_в. =100*48,4/(6*1,2*21) = 32,01 нм³/мин,

4.Внутренний диаметр материалопровода определяем по формуле (17):

По ГОСТ 8732 -78 выбирают трубы с внутренним диаметром, равным или большим ближайшим к рассчитанному.

d_тр.= , м , (17)

d_тр.=√4*32,01/(60*3,14*26)=0,162м (принимаем d_тр =175 мм)

Ступенчатый трубопровод выбирается из следующего условия: эквивалентный его диаметр должен быть равен или больше рассчитанного, т.е.

d_тр.э.= d_тр.= , м (18)

d₁ = м (19)

d_3.= , м (20)

Обычно по ГОСТ 8732-78 принимают ближайший больший к расчетному диаметр трубы.

Длину начального участка L_пр' выбирают из такого расчета, чтобы она составляла не более 20% от общей длины L_пр:

L_пр' = 0,2·L_пр,м (21)

Длину среднего участка обычно принимают равной:

L_пр'' = 0,3·L_пр,м (22)

Конечный участок, таким образом, будет длиной:

L_пр''' = 0,5·L_пр,м (23)

Более трех участков практически принимать не следует даже при большой общей длине 1000-1500 м, т.к. это усложнит замету труб при их износе и др.

d₁ =√0,8*0,162²=145 мм(принимаем d₁= 125мм)

d₂ = 175мм

d₃ =√1,3*0,162²=177 мм (принимаем d₁= 200мм)

1 участок: L_пр'= 0,2·334,79 =66,96 м

2 участок: L_пр''= 0,3· 334,79 =100,44 м

3 участок: L_пр'''= 0,5·334,79 =167,4 м

d_тр.э.=√((0,125²*66,96+0,175²*100,44 +0,200²*167,4)/ 334,79 =0,181м

После этого уточняем расход сжатого воздуха при той же скорости по формуле (24):

Q_в^* = , нм³/мин, (24)

Q_в^* =60*26*3,14*0,181²/4=40,12нм³/мин.

и фактическую концентрацию смеси по формуле (25):

μ_факт.= , кг материала/кг воздуха (25)

μ_факт.= 100*48,4/(6*1,2*40,12 )=16,76 кг материала/кг воздуха

5. Потери давления ∆Р_тр. в материалопроводе определяются по формуле (26):

∆Р_тр.= , кг\м², (26)

где К_пр= (27)

Для большинства цементных материалов (цемента, сырьевой муки др.) опытный коэффициент А=250.

λ_к= , (28)

λ_к - коэффициент трения «нормального» воздуха о стенки трубы

Re= - число Рейнольдса; (29)

υ=14,9·10^-6 м²/с;

К_пр=250*0,181/58,7=0,77

Re=26*0,181/14,9·10^-6 =315839

λ_к=0,246/16.2=0,015

∆Р_тр.=(1+0,77*16,76)* 0,015*(1,2*26²*334,79 /(2*9,81*0,181))+1,8*16,76*42,79

∆Р_тр.= 17274,3 кгс/м²=1,73 кгс\см²

6. Потребляемую мощность привода пневмовинтовых насосов находят по формуле:

N_потр.=α·P_с.к.·D_шн.·n, кВт, (34)

где α–опытный коэффициент, зависящий от вида транспортируемого материала; для цемента α= 0,7; P_с.к.- избыточное давление внутри смесительной камеры насоса, кгс/см²; n – частота вращения шнека, об/мин; D_шн.- диаметр напорного шнека, м.

Согласно справочнику по проектированию цементных заводов [6]:

P_с.к=0,4 МПа

D_шн=185 мм

n = 1000 об/мин

N_потр.=0,7·0,4·0,185·1000=51,8 кВт

7. Расход электроэнергии на выработку сжатого воздуха определяют по следующей формуле:

N_к= , кВт (30)

Р₀–атмосферное давление воздуха, атм.; Р_к –рабочее давление компрессора, которое принимается следующим:

Р_к = (1,2÷1,3)·∆Р_тр + ∆Р_с + 1, атм, (31)

Р_к = 1,2·1,73 + 0,3 + 1=3,38 атм,

Q_к=1,1·Q_в^*

Q_к=1,1· 40,12 = 44,13 м³/мин

N_к=23030*1*lg(3,38 /1)*44,13/(60*102*0.7)=125,48 кВт

7. Удельный расход сжатого воздуха на транспортирование 1 т материала определяют по формуле:

q_в= , нм³/т (32)

q_в=60*40,12 /44=54,71 нм³/т

8.Удельный расход электроэнергии на транспортирование 1 тонны материала находим по формуле:

для пневмовинтовых насосов:

N_уд. = кВт-ч/т, (35)

N_шн= N_потр =51,8 кВт

N_уд. = (51,8+125,48)/44=4,1 кВт-ч/т

После проделанного расчета основных характеристик пневмовинтового и пневмокамерного насосов, мы выбираем наиболее экономичный. Пневмокамерный насос типа ТА-29А длиной 3.77 м и высотой 4.340 м, является наиболее экономичным.