книги из ГПНТБ / Луговский С.И. Вентиляция в асбестотехнической промышленности

( і о )

Здесь Wo — скоровть витания частиц.

Уравнение (10) можно решить численно или графически. Ладим приближенное решение уравнения (10) методом итера­ ции.

Этим приближенным' выражением для ѵѵ и ограничимся в дальнейшем. Отделяя вещественную и мнимую части в выраже­ нии сопряженной скорости потока, получим для составляющих скорости потока и и ѵ выражения

г д е

На границе выходного отверстия, т. е. при

5Гх

Поток газа через это отверстие определим, вычислив интег­ рал

ЙО

Скорость в середине отверстия при ^лі-

Для проверки правильности представления потока газа в ра­ бочем укрытии комплексным потенциалом .согласно формуле (5)

сеткой изопотенциальных линий и линий тока, которую можно получить при моделировании потока газа, используя, например, электрогидродинамическую аналогию. Последняя основана на полном соответствии линий тока и изопотенциальных линий пло­ ского теечния жидкости или газа, ограниченного твердыми стен­ ками, линиям тока и изопотенциальным линиям электрического тока, распространяющегося по подобной модели, сделанной из электропроводной бумаги.

Электропроводная бумага, применяемая для моделирования

61

шина. Интегратор представляет собой измерительный мост посто­ янного тока с выпрямителем для питания от сети переменного тока. .Кроме того, в схему интегратора также входят потенцио­ метрический делитель, необходимый для реализации граничных условий, и ампервольтметр для измерения режима работы ин­ тегратора и определения электрических параметров модели, 'выполненной из электропроводной бумаги.

В рассматриваемой нами задаче о течении газа в рабочей камере укрытия скорость потока неравномерно распределена по сечению выходного отверстия, но вследствие того, что ширина выходного отверстия значительно меньше габаритных размеров рабочей камеры укрытия, скорость потока в выходном отверстии принимаем постоянной. Это облегчает реализацию граничных условий при моделировании. На твердой стенке производная от потенциала скоростей равна нулю, т. е.

dq> ■= 0 dn

На входе в рабочую камеру укрытия и в выходном отверстии, как мы заметили выше, скорость потока равномерно распределе­ на по сечению, потому потенциал скоростей ср = const.

Для участков модели, сделанной из электропроводной бума-

62

пі, которые соответствуют границам рабочей камеры укрытий,

т. е. там, где ^ — = 0 , необходимо обрезать электропроводную

бумагу, т. е. заменить бумагу воздухом и тем самым установить изоляцию. Здесь электрический ток будет течь вдоль границы, а не в нормальном к ней направлении. Для реализации гранич­ ного условия cp = const на прямолинейном участке границы, как это у нас имеет место, необходимо установить шины-зажимы и подать на них постоянный потенциал.

Результаты эксперимента

Из электропроводной бумаги вырезают область, подобную горизонтальному плоскому сечению рабочей камеры. Сначала моделируют поток в рабочей камере при отсутствии в ней прессформ. Такой поток приближенно можно считать существующим II при наличии пресс-форм в плоскостях между соответственно верхней и нижней гранями пресс-формы. К шине ЛВ приклады­ вают постоянный потенциал 1/*= 1, а к шине EF, которая несколь­ ко отстоит от контура СД, соответствующего стенке рабочей ка­ меры укрытия, в которой расположено выходное отверстие, при­ кладывают постоянный потенциал У = 0. Включив модель, сде­ ланную из электропроводной бумаги, в сеть интегратора ЭГДА, отыскивают точки на модели, расположенные на некоторой изо- потенциалы-юй линии. Для этого фиксируют при помощи диады и реохорда какое-нибудь напряжение Ѵ= Ѵ0. Точки на модели, соответствующие напряжению, .отыскивают иглой, измеряющей изменение напряжения, фиксируя нуль на гальванометре.

Задавая последовательно величины напряжений, например, V= 0,9; 0,8; 0,7; 0,6; 0,4; 0,2; 0,1s при помощи диады и реохорда, строят через найденные точки пзопотенцнальныелинии, проводя их сначала от руки, а затем тщательно рейсфедером по лекалу тушью.

Поскольку сетку изопотенциальных линий можно построить, как угодно, плотную, линии тока можно построить достаточнб точно, как семейство ортогональных кривых к изопотенциальным линиям. Сначала эту сетку наносят тонкими линиями каранда­ шом, а затем обводят рейсфедером по лекалу. Сравнение полу­ ченной при моделировании ортогональной сетки'изопотенциаль­ ных линий при рассмотрении комплексного потенциала согласно формуле (5) показывает, что течение газа в рабочей камере достаточно точно характеризуется этим комплексным потенциа­ лом.

63

потока.

3. Скорость воздуха (подтвержденная экспериментом) в вы­ ходном отверстии заборного патрубка укрытия гидропресса в 10 раз больше, чем во входном.

Расчет открытых местных отсосов

В вентиляционной технике широко применяются устройства для местного удаления вредностей, возникающих у различного рода технологического оборудования.

Производительность местных отсосов бывает различна — от сравнительно небольшой (индивидуальные отсосы от заточных станков, бортовые отсосы от ванн и пр.) до весьма значительной (горное дело, судовая вентиляция). В связи с этим предлагается методика определения расхода воздуха при круглом засасываю­ щем отверстии вытяжного устройства.

На рис. 21 показано расположение круглого вытяжного пат­ рубка над поверхностью какого-либо технологического оборудо­ вания.

64

Определим траекторию частицы пыли, попавшую в зону дей­ ствия потока воздуха у круглого вытяжного отверстия на рас­ стоянии I.

Предполагаем, что осевая скорость частицы вредности в осе­ симметричном потоке согласно формуле М. Ф. Бромлея имеет выражение:

V

V

где V — скорость потока в плоскости всасывающего отверстия (патрубка), м/сек;

F — площадь этого отверстия, м2;

z— осевая координата частицы;

г— радиальная координата частицы.

Радиальную скорость частицы вредности принимаем посто­ янной и равной начальной скорости в этом направлении при от­ рыве частицы, происходящем вследствие, например, перемеще­ ния асбестовой массы с большой частотой около некоторого по­ ложения.

Осевой составляющей начальной скорости пренебрегаем по сравнению с величиной осевой скорости потока.

Дифференциальное уравнение траектории частицы в пло­ скости, проходящей через ось потока, в рассматриваемом случае принимает вид

Определим соотношения, характеризующие параметры заса­ сывания частиц вредности. Предположим без ограничения общ­ ности, что отрывающаяся от основной асбестовой массы частица вредности имеет начальную радиальную скорость Ѵг>0. Очевид­ но, для того чтобы частица, находящаяся, на максимальном рас­ стоянии слева от оси симметрии потока, засасывалась в патру­ бок, достаточно, чтобы ее траектория проходила через край входного отверстия патрубка, т. е. через точки, лежащие на гра­ нице патрубка (например, через точку С).

Это максимальное расстояние èmax определим из уравнения

Здесь I — расстояние от основной массы частиц вредности до входного отверстия патрубка.

В силу конгруэнтности траектории частиц можно считать, что все частицы, находящиеся на расстоянии 2а, т. е. равном диамет­ ру входного отверстия патрубка, будут засасываться в отверстие. Таким образом, мы определим область отрыва частиц вредно­ стей, из которой они будут засасываться в патрубок при началь­ ной радиальной скорости Ѵг>0. Аналогично решается задача о засасывании частиц, когда Ѵг> 0 .

ние. Это значение а, которое обозначим через amin, определяется из уравнения

66

Рис. 22. График зависимости рас­ хода воздуха от скорости всасы­ вания, диаметра всасывающего от­ верстия и расстояния от плоскости всасывающего отверстия до обра­ зования-вредностей при вертикаль­

Скорость потока у входного отверстия вытяжного патрубка будет

Определив скорость потока воздуха в плоскости вытяжного устройства, можно легко найти по графику (рис. 22) секундный расход воздуха.

Определение рабочих параметров укрытия

Для получения готовых изделий технологическая масса про­ ходит термическую обработку под давлением, в результате чего образуются производственные вредности в виде тепла, пыли и газов. Их своевременное удаление зависит от конструкции и эф­ фективного действия местных отсосов и укрытий технологическо­ го оборудования.

Обычно укрытия представляют собой герметичную камеру, изолирующую оборудование от окружающей атмосферы.

Как показала практика, существующие методы расчета ук­ рытий резко снижают количество воздуха, которое должно про­ ходить через них, и не учитывают форму и геометрические раз­ меры камеры этих укрытий. Вследствие этого распределение воздушного потока внутри камеры является нерациональным, а общая эффективность работы укрытия резко снижается.

Для определения основных оптимальных параметров укры­ тий нами разработана методика расчета, в которой при подсче­

тах количества воздуха и скорости его движения через укрытие учитываются геометрические формы укрытии и их линейные размеры.

Согласно этой методике количество воздуха, проходящее-че­ рез камеру укрытия, равняется

где а — расстояние от середины выходного отверстия до левого контура укрытия;

Ѵу — скорость потока газа вблизи входного проема укрытия; h — изменяющаяся высота укрытия.

Скорость воздуха в плоскости входного проема будет

где ѵп — начальная скорость частицы пыли в момент ее отде­ ления при прессовании изделия;

5— расстояние от пресс-формы до плоскости входного-от­ верстия рабочей камеры укрытия;’

А — коэффициент, характеризующий лобовое сопротивле­ ние частицы, определяется по формуле [9].

Средняя скорость воздуха во всасывающем отверстии укры­ тия не принимается, а подсчитывается из выражения

Указанные выше зависимости дают возможность рассчиты­ вать и конструировать эффективные укрытия технологического оборудования химических предприятий.

Расчет обеспыливающей фильтрующей пирамидальной камеры для бункера кардочесальной машины

При существующей технологии изготовления ровницы смеска подается посредством системы пневмотранспорта, которая посту­ пает из подготовительного цеха. По воздуховоду пневмотранс­ порта 3 (рис. 23), через циклон 2 смеска перемещается в бун­ кер 1, из которого она посредством игольчатого транспортера ö направляется в кардочесальный аппарат. ___ j

Во время подачи смески в лабаз (расход воздуха 6000 м3/час), который находится под некоторым давлением, из него через все неплотности и притворы выделяется мелкодисперсная пыль, ко-

68