Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Романенко П.Н. Пожарная профилактика систем отопления и вентиляции учебник

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

25.10.2023

Размер:

16.6 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 3132 / 3732 33 34 35 36 37 > Следующая >>>

При	обтекании	воздушным		потоком тела,			л е ж а щ е г о	на	дне,
возникают силы, действующие				на	тело	как в	горизонтальном		рх,
т а к и в вертикальном направлении					ру.	Силу, действующую		в	гори
зонтальном направлении, называют лобовой. Если лобовая									сила
начнет	превышать	силы	трения	пли силы сопротивления				качения,
то тело	будет двигаться		вдоль	стенки		горизонтальной трубы. Та

минимальная скорость воздуха, при которой тело начинает дви

гаться	по горизонтальной	поверхности,	принято	называть	ско
ростью	трогания .
К а к	показывают опыты,	скорость трогания для		различных	ма
териалов зависит главным		образом от коэффициента трепня мате
риала	о стенку трубопровода н от условий		обтекания воздухом.

Так, например, для разрыхленных кусков хлопка, шерсти, лавсано

вых и вискозных волокон				скорость	трогания в		опытах	составляла
3—4,5	м/сек.
Сила,	действующая		в	вертикальном		направлении,		возникает
прежде	всего	вследствие		разности	скоростей		движения воздуха
снизу и сверху		данного	тела. Из уравнения Бериулли известно,						что
в д в и ж у щ е м с я		потоке	давление будет			больше	в том	месте,	где

меньше скорость. Так как скорость движения воздуха в нижней

части	тела,	расположенного у дна трубы, меньше скорости воздуха
в верхней		части этого тела, то, следовательно, возникает подъем
ная	сила,	направленная вверх.

При достаточной скорости воздуха, когда вертикальная сила становится больше силы тяжести тела, движение этого тела в го ризонтальной трубе начинает носить скачкообразный характер . В этом случае движение тела, как правило, сопровождается враще нием.

Вращение тела при его движении способствует возникновению дополнительной подъемной силы. Образование этой силы объяс

няется тем, что вследствие трения			воздуха о	поверхность	тела	об
щ а я скорость	воздуха	непосредственно под		нижней частью		тела
меньше, чем	скорость	воздуха над	верхней	его частью.	Поэтому

давление в нижней части тела становится больше, чем в верхней. При развитом турбулентном движении, кроме указанных сил,

образующиеся вихри	т а к ж е способствуют	поднятию частиц	мате
риала, особенно мелких, и увлечению их		в общий воздушный по
ток. Таким образом,	турбулентный поток	при сравнительно	боль

шой скорости его движения вызывает беспорядочные колебатель ные движения частиц материала в плоскостях, перпендикулярных оси, как вертикальных, т а к и горизонтальных трубопроводов.

Минимальную скорость воздушного потока, при которой	мате
риал движется в трубопроводе во взвешенном состоянии без	како
го-либо осаждения его на стенках труб, обычно называют	ско

ростью транспортирования материалов . Исходя из изложенного, скорость транспортирования в вертикальных трубах должна быть больше скорости витания, а в горизонтальных трубах больше ско рости трогания .

310

В настоящее время какой-либо определенной математической зависимости между скоростями витания, трогания и транспортиро вания не установлено. Поэтому скорости транспортирования для каждого вида м а т е р и а л а определяются опытным путем и приводят

ся в справочниках. Д л я некоторых					материалов	скорости			транспор
тирования	(в м/сск)		приведены		ниже:
	легкая н сухая пыль при шлифовке
	дерева,		табачная пыль и т. п. . .			.	8—10
	опилки	древесные					14
	стружка		древесная				17
	щепа						23
	мелкая	волокнистая		пыль				8
	костра						16—18
			§ 13.3.	Аспирация
Переработка, транспортировка					и размол зерна на			мельницах и
элеваторах, размол угля и получение угольной						пыли,		а т а к ж е мно
гие другие процессы производств связаны с выделением									большого
количества	горючей		и токсичной пыли. П ы л я щ е е				оборудование та

ких производств, как правило, снабжается полным герметизиро ванным укрытием в виде коробов и кожухов. Н о наличие укрытий не исключает выход пыли через неплотности, особенно в местах за

грузки, выгрузки и	пересыпки пылящих материалов . П а д а ю щ и й
материал увлекает	с собой воздух и создает в месте падения избы

точное давление, которое способствует выбиванию пыли в местах


соединения		коробов	и	кожухов .
Д л я предотвращения выхода					пыли из укрытий в них	должно
поддерживаться разрежение воздуха. Р а з р е ж е н и е воздуха						в укры
тиях	поддерживается			аспирацией.
Система		аспирации		включает	в себя аспирационные	воронки,
сеть	воздуховодов, установку д л я				очистки воздуха от пыли, венти
ляционный		агрегат	и	вытяжную	трубу.

На рисунках 13.15 и 13.16 в качестве примеров показаны уст ройства д л я аспирации у места пересыпки материала из течки на


Рис. 13.15. Аспирация	у места пересыпки мате
риала из течки на	ленточный транспортер
/—стальной башмак; 2—аспнрационная воронка;		6'—рези
новый фартук		311

Рис. 13.16. Аспирация при загруз ке материалов п бункер

/ — к о ж у х ; 2—аспирационная иоронка

ленточный транспортер и засыпки в бункер. Отсос воздуха из укрытий осуществляется через аспнрационные воронки. Устрой ство воронок диктуется необходимостью соблюдения сравнительно малой скорости движения воздуха у места отсоса и перехода к большой скорости движения воздуха в воздуховодах.

Н а рис. 13.17 показана аспирационная воронка наиболее	рас
пространенной конструкции. Д л я регулирования количества	отса

Р/ІС.	13.17. Аспирационная		воронка
/ — к о р п у с ; 2—патрубки,		3—регулировочная
манжета; 4 — окно для		впуска	воздуха;
	5 - дроссель-клапан
сываемого воздуха и	п о д д е р ж а н и я	требуемой скорости движения

воздуха в воздуховодах на аспирационных воронках устанавлива ются дроссель - клапаны или косые шиберы, а т а к ж е регулировоч-

312

ные манжеты . Дроссель - клапаны или шиберы после пусковой ре

гулировки

системы

аспирации

закрепляются

наглухо.

М а н ж е т а м и

в процессе

эксплуатации

можно

частично или полностью

откры

вать или з а к р ы в а т ь

окно для впуска воздуха помимо

укрытия .

Р а з р е ж е н и е

в укрытии,

создаваемое

аспирацией,

принимается

от 30 до

150 н/м2.

некоторых случаях

разрежение

достигается

д а ж е 250 н/м2. Скорость

движения

воздуха в отсасывающем

отвер

стии

(расширенной

части

аспирационной

воронки)

д о л ж н а

быть

не более

1 м/сек

при молотых м а т е р и а л а х

крупностью до 1 мм

и не

более

м/сек

—

при

кусковых

материалах .

Скорость запыленного воздуха в воздуховодах принимается в

зависимости

от вида

выделяющейся

пыли и угла наклона

воздухо

вода

к горизонту. Д л я сухой горючей

пыли скорость

воздуха

в вер

тикальных участках воздуховодов принимается в пределах

8—12

м/сек,

а в горизонтальных

и наклонных

воздуховодах

—

не

менее

м/сек.

Объем

воздуха,

отсасываемого

от укрытий

системой

аспирации

ія,

определяется как сумма, которая

складывается

из объема

воз

духа, вносимого в укрытие поступающим

материалом

Lu,

объема

просасываемого воздуха через неплотности укрытия

L n j

д л я - п р е д

отвращения

выбивания

пыли

в помещение,

т. е.

= LU + L„,

м'/ч.

(13.19)

Величины Z,M и L„ зависят от вида укрытий и определяются при

проектировании по формулам, у к а з а н н ы м

в справочниках [45].

При заполнении, например, сыпучими м а т е р и а л а м и бункера пли

замкнутой

полости

с открытыми проемами через загрузочную теч

ку из конвейера объем воздуха, вносимого

в укрытие

поступающим

материалом,

определяется

по

формуле:

= 0,12 Ghlw\+Gu,

(13.20)

где

— количество

з а г р у ж а е м о г о

материала,

м3/ч;

ш„ — скорость

движения

м а т е р и а л а

при

входе

укрытие

из

течки,

м/сек.

Д л я

данного случая

величина

ад„ может

быть

определена

по

формуле:

а>„ =

V 19,62 Я ( 1 — 1 , 2 / c t g о ) ,

м\сек],

(13.21)

где

H — высота

падения

м а т е р и а л а

загрузочной

течке,

м;

f—коэффициент

трения

материала

о стенки

течки;

а — угол

наклона

течки

горизонту.

Коэффициент трения, например, каменного или бурого

воздуш

но-сухого угля о сталь составляет 0,58, а антрацита — 0,29.

Объем

воздуха,

поступающего из помещения в укрытие через

открытые

проемы,

определяется

из

в ы р а ж е н и я :

/.„ =

3600a»1 1 FI 1 ,

м*Іч,

где Fп	— площадь	открытых проемов,	м2;
wn	— с к о р о с т ь	прохода воздуха через	проем, принимаемая для
	бункеров	1 м/сек.

В одну аспирационную установку чаще всего объединяются не сколько местных отсосов. При количестве отсосов более 4—б и невзрывоопасиоп пыли подключение воздуховодов от них следует

производить		к	вертикальному		пли	горизонтальному коллектору.
Скорость	воздуха			в горизонтальном		коллекторе		принимается до
8 м/сек,	а в	вертикальном —			до 5 м/сек.		В этом	случае сами		кол
лекторы	в какой-то степени являются						червой	ступенью	очистки
воздуха	от	пыли.
Однако применять коллекторы при взрывоопасных пылях не
целесообразно,			так	как коллекторы		представляют собой			емкость,
где возможно			накопление пыли и образование взрывоопасной							кон

центрации. Кроме того, при взрывоопасной пыли ответвления к

магистральным участкам			воздуховодов	д о л ж н ы присоединяться
сверху	пли сбоку под углом к оси 15—30°, чтобы в				отключенном
участке	воздуховода	не	скапливалас ь	пыль.
Д л я	предотвращения		воспламенения	пыли должн ы устанавли
ваться	взрывобезопасные		вентиляторы	и электродвигатели д а ж е
после пылеочистных		устройств, так как		не исключена	возможность

повреждения этих устройств или отложения пыли на стенках воз духоводов и вентиляторов. Воздуховоды и другие металлические части аспирацнонной системы необходимо з а з е м л я т ь д л я отвода статического электричества. Скорости движения воздуха в аспирациоиных воронках следует принимать минимальными, чтобы умень

шить унос пыли в воздуховоды. По этой же причине					асппрациопные
воронки не д о л ж н ы находиться в непосредственной					близости к мес
там загрузки сыпучего			материала . Д л я снижения		разрушительной
силы взрыва на укрытиях и воздуховодах д о л ж н ы					устанавливаться
протнвовзрывные мембраны или клапаны .
Очистка	воздуха	от	горючей пыли	устраивается	как сухим,	так
и мокрым	способом.	С	точки зрения	пожарной безопасности		наи

лучшим является мокрый способ. При этом способе бывает доста точно одноступенчатой очистки.

При сухом способе ч а щ е всего применяется двухступенчатая очистка. В качестве первой ступени могут служить циклоны, а в качестве второй — тканевые рукавные фильтры. В качестве второй ступени очистки воздуха от пыли могут применяться т а к ж е мокрые пылеуловители.

§ 13.4. Система пневматического транспорта

Назначение и устройство. Пневматическим транспортом назы вают установки, предназначенные для перемещения сыпучих ма териалов над действием воздушного потока по трубопроводам .

Наибольшее применение пневматический транспорт находит на предприятиях зерноперерабатывающей, пищевой, химической и

314

д е р е в о о б р а б а т ы в а ю щ ей		промышленности. Пневматический						транс
порт широко используется на предприятиях первичной							обработки
хлопка, по обработке	или		переработке	древесины,		текстильных
предприятиях, а т а к ж е	па		многих других	объектах.
К а ж д а я установка	пневматического транспорта				включает			в себя
вентилятор или воздуходувную машину,				трубопроводы			(матерпа-
лопроводы), устройство для подачи транспортируемого							материала
н трубопроводы, а т а к ж е		устройство для отделения			транспортируе
мого материала от воздуха. По мере необходимости						ппевмотранс
портпые установки обеспечиваются фильтрами для очистки								возду
ха от частиц пыли, оставшихся в воздухе				после	отделения			мате
риала.

Ппевмотранспортпые установки различаются по массовой кон

центрации транспортируемого материала и по	схеме присоедине
ния вентилятора или воздуходувной машины .	Величины массовых

концентраций, при которых работают установки, колеблются в пре

делах от 0,2	до	100 кг/кг и	более.
Вентиляторы		в пневмотранспортпой установке применяют в том
случае, если	потерн давления		в ней	не	превышают 15 000 н/м2.
Если потери	давления будут		выше,	то	применяют воздуходувные

машины — турбовоздуходувку, турбонасос, ротационную воздухо

дувку	или поршневой компрессор.
По	схеме присоединения вентилятора или воздуходувной маши

ны ппевмотранспортпые установки разделяются на всасывающие, нагнетательные и комбинированные (рис. 13.18).

Схема всасывающей установки показана на рис. 13.18, а. В этом случае приемное устройство, материалопровод и разгрузитель присоединены к всасывающей стороне вентилятора пли воздухо дувной машины и находятся под разрежением . Атмосферный воз дух всасывается в приемное устройство, в которое т а к ж е входит и транспортируемый материал . Частицы м а т е р и а л а подхватываются воздухом и по материалопроводу перемещаются в разгрузитель, в котором происходит отделение транспортируемого материала от воздуха.

На рис. 13.18, б изображена схема нагнетательной установки. Воздуховод, питатель, материалопровод, разгрузитель и пылеуло витель находятся под избыточным давлением воздуха, та к как при соединяются к нагнетательной стороне воздуходувной машины . С ж а т ы й воздух нагнетается воздуходувной машиной в питатель, в который вводится транспортируемый материал . Воздух в питателе подхватывает частицы материала и перемещает их по материало проводу в разгрузитель. При необходимости воздух затем прохо дит очистку от пыли в пылеуловителе и выбрасывается в атмос феру.

Схема комбинированной пневмотранспортпой установки пока зана на рис. 13.18, в. Приемное устройство и часть материалопро - вода находятся под разрежением, а другая часть материалопрово - да и разгрузитель с пылеуловителем — под избыточным давлени -

315

см воздуха. При малых концентрациях смеси транспортируемый материал пропускается через вентилятор. При больших ж е концен трациях транспортируемого материала в пневмотранспортную уста новку включаются дополнительно разгрузитель и питатель по схе ме, показанной на рис. 13.18, в. В этом случае воздух с перемещае мым материалом подсасывается через первый питатель и по материалопроводу передается в первый разгрузитель, из которого ма териал попадает во второй питатель и далее перемещается до места назначения. Таким образом, транспортируемый материал не про ходит через воздуходувную машину. Однако через нее проходит пыль от перемещаемого материала .


	Рис. 13.18. Схемы		пневмотранспортных		установок
а—всасывающей;		о—нагнетательной,	в—комбинированной; 1,12		— сопло; 2,8	— трубопровод;
3,14 — циклон;	4— вентилятор; 5—разгрузитель;			6 — воздуходувная машина;		7,15—питатель;
9,16—переключатель;		10—измельченная	древесина; / / — бункер; 13 — всасывающий трубо
		провод; 17—нагнетательный		трубопровод;	18—щепз

316

К о м б и н и р о в а н н ые установки применяются при необходимости сбора или выгрузки измельченного материала из нескольких пунк тов и передачи его иа большое расстояние. При перемещении, на пример, древесных измельченных материалов это расстояние мо

жет достигать	1	км. К комбинированным установкам относятся
т а к ж е системы	с	последовательным расположением вентиляторов

па промежуточных станциях перекачки. Расстояние перемещения

материала	в	этом случае может быть неограниченным.
Гидравлический расчет				установок пневмотранспорта. Потеря
давления	в	установке	пневмотранспорта A D у складывается			из	по
терь давления в материалопроводе Ары,„,					воздуховоде Арв.в,		пи
тателе Ар„,		разгрузителе и		других вспомогательных частях А р в с .
	АРу	= Ajp„.„	+ Арв.ь	+ Арп + АРвс.	»А« ! .	(13.23)
Основной		потерей	давления в установке		пневмотранспорта		ча

ще всего является потеря давления в материалопроводе . Но еди ного метода расчета величины Ары.„, пригодного д л я любого транс портируемого материала, пока еще нет. Поэтому применяют раз


личные методы расчета [15, 17, 45],						к а ж д ы й из	которых		ограничи
вается	определенными			условиями.
Н и ж е излагается			метод расчета		материалопровода			[15], который
применяется при малых концентрациях перемещаемой									измельчен
ной древесины,		а т а к ж е		волокнистых		материалов .
Потери давления в питателе, разгрузителе и других вспомога
тельных	частях	пневмотранспорта				определяются		на	основании
справочных данных,			полученных		в	результате	испытаний.

В воздуховодах до и после материалопроводов потери давления определяются по методике, принятой д л я систем вентиляции.

Потери давления в материалопроводе при перемещении из мельченной древесины и волокнистых материалов. При движении по воздуховодам вместе с воздухом перемещаемого материала по являются дополнительные потери давления по отношению к чисто


му воздуху. Дополнительные потери							возрастают пропорционально
массовой	концентрации			смеси.
В горизонтальных			воздуховодах				—	материалопроводах			потери
давления	на	трение	определяются				по	формуле:
		А/Лр =	Ар'тр (1 +			kVlt),		2			(13.24)
							н/м .
где Ap'rD—потери		д а в л е н и я			при	движении			чистого	воздуха, н/м2;
k — опытный коэффициент;											кг/кг.
ц.к — концентрация				транспортируемого					материала,
Коэффициент k зависит					от характера д в и ж е н и я					аэросмеси и

вида измельченного материала . При перемещении древесных и во локнистых материалов внутри цеха величину k рекомендуется при нимать в пределах 1,4—1,6.

В вертикальных воздуховодах, кроме потерь давления на		тре
ние, требуется преодолевать	статическое давление столба	смеси
воздуха с транспортируемым	материалом .

317

П ри подъеме транспортируемого материал а на высоту h вели чина статического давления может быть определена по формуле:

			A/>cT =		fiW'.	W-"2 .		(13.25)
где	р с м — плотность		смеси транспортируемого материала с возду
	хом,	кг/м3;
	h — высота	подъема			смеси,	м.
	Плотность смеси		в	вертикальном			участке равна
			Рсм = Р^верт ' кг/мл,					(13.26)
где	р в — плотность		чистого воздуха,				кг/м3;
Ниерт — м а с с о в а я			концентрация			перемещаемого		материала в
	вертикальном			участке матерналопровода,				кг/кг.

Так как скорость движения частиц материала в вертикальном участке меньше скорости движения этих ж е частиц в горизонталь ном участке на величину скорости витания, то величина u о е р т боль ше, чем в горизонтальном участке и может быть определена по формуле:

верт

где

— скорость движения

воздуха

в трубопроводе,

м/сек;

всрт—средняя

скорость

движения частиц

транспортируемого

материала

в вертикальном

участке

трубопровода,

м/сек.

В свою очередь

^ в е р т

= ѵоа

— («». — Щ,) —

Щ = ш м — ws,

(13.28)

где

— средняя

скорость

движения

частиц

перемещаемого

мате

риала в горизонтальном участке трубопровода,

м/сек;

— средняя

скорость

витания

частиц

перемещаемого

мате

риала,

м/сек.

Подставляя

последовательно

значения

величин

уравнений

(13.28), (13.27)

и (13.26)

в уравнение

(13.25),

получим

А Л І =

^ Р . А - 5

^ 5

(13-29)

При

загрузке

перемещаемого

материал а

материалопровод

часть энергии воздушного потока необходимо затратить на разгон этого материала от начальной скорости до скорости, принятой в материалопроводе . П р и н и м а я начальную скорость материал а рав ной 0, а коэффициент неравномерности загрузки этого материал а равным 2, потери давления на разгон можно определить по фор муле:

9
^P .3Pp = 2 \| i K - g - ^ - , н/м\	(13.30)

318

Потери давления в местных сопротивлениях систем пневмо транспорта определяются так же, как и в прямолинейных материалопроводах

А/>м .с = 5^= - (1 +		Анк), « Й 2 .	(13-31)
где I — коэффициент	местного	сопротивления,	определяемый по
справочным данным для систем вентиляции.
В отводах материалопроводов		потери давления складываются
из потери на поворот	потока и потери на разгон		частиц материала,

потерявших часть скорости при ударах о поверхность во время

прохождения по	воздуховоду.
Д л я отводов	с углом поворота 90° при перемещении измель

ченной древесины опытами установлены условные коэффициенты со противления, учитывающие потерю давления непосредственно в от воде, потерю на разгон материала и положение отвода на возду ховоде. Величины условных коэффициентов приведены в табл . 13.5.

Таблица 13.5

Значения условных коэффициентов местного сопротивления Значение коэффициента 'уел

Концентра

ция !хк

0,5

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

при изменении		направления		при изменении направления
потока	с горизонтального			потока	с вертикального па
па вертикальное		восходящее		горизонтальное
опилки	стружка		щепа	опилки	стружка	щепа
0,48	0,48		0,49	0,71	0,71	0,67
0,60	0,61		0,62	0,95	0,95	0,91
0,72	0,74		0,77	1,23	1,22	1,18
0,79	0,82		0,85	1,37	1,37	1,32
0,83	0,85		0,90	1,45	1,45	1,42
0,86	0,89		0,94	1,51	1,52	1,48

Д л я отводов с углом поворота, не равным 90°, потеря	давления
определяется из в ы р а ж е н и я :
А/»'отв = А/>отв§дв-	(13 . 32)

Опытами установлено, что при поступлении смеси воздуха с материалом в циклон сопротивление его не только не увеличивает ся по сравнению с работой на чистом воздухе, но д а ж е несколько уменьшается . Это можно объяснить тем, что часть кинетической энергии частиц перемещаемого м а т е р и а л а передается воздуху, на ходящемуся в циклоне. Поэтому дополнительные потери давления в циклоне при поступлении в него смеси воздуха с перемещаемым материалом не учитываются.

319

<<< < Предыдущая 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 3132 / 3732 33 34 35 36 37 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ