14.2 Механическое оборудование установок пневматического транспорта

Загрузочные устройства (питатели) служат для подачи насыпных грузов в нагнетательный трубопровод. Используются камерные и бескамерные питатели. Камерные питатели выполняются одно- и двухкамерными. У однокамерного питателя, работающего с подачей воздуха вверх, транспортный трубопровод вертикально по оси камеры. В нижней конической части камеры расположены пористые плитки, через которые проходит сжатый воздух, аэрируя нижние слои лежащего в камере груза. Аэрированный материал под давлением воздуха поступает в трубопровод и движется по нему вверх. Камерные питатели не имеют вращающихся в сыпучей среде деталей и поэтому могут применяться при транспортировании абразивных материалов [5].

Отделители служат для отделения насыпного груза от аэросмеси и располагаются в конечном пункте, а в комбинированных системах и в промежуточных пунктах установки.

Отделители представляют собой резервуар, в котором скорость струи воздуха резко уменьшается, груз выпадает из струи, собирается на дне резервуара и выпускается через затвор. Для более эффективного отделения частиц груза внутри резервуара устанавливают направляющие поверхности из листовой стали, ударяясь о которые, струя аэросмеси изменяет свое направление. Способствуя выпадению из нее частиц груза.

Воздуходувные машины выполняют центробежными или поршневыми в зависимости от давления и условий работы.

Центробежные машины разделяют на вентиляторы и турбомашины; поршневые машины представляют собой с вращательным движением рабочего органа (ротационные) и с возвратно-поступательным движением поршня. Действие центробежных машин основано на центробежном принципе, при котором кинетическая энергия струи воздуха превращается в потенциальную энергию давления.

14.3 Расчет пневмотранспортных установок

Исходными данными для расчета являются:

объемная или массовая производительность;

характеристика груза;

длина и конфигурация трубопровода.

По заданным исходным данным определяют основные параметры, обеспечивающие устойчивый режим транспортирования груза: скорость движения несущей среды (воздуха); необходимое количество воды или воздуха; диаметр трубопровода; сопротивления движению смеси на различных участках трубопровода и напор или давление для их преодоления; мощность двигателя насосного или воздуходувного агрегата.

При определении скорости, напора или давления несущей среды основными параметрами являются крупность частиц и плотность груза. Группы крупности насыпных грузов:

Исходные данные:

производительность Q (т/ч) или V (м³/ч);

длина и конфигурация трубопровода;

физико-механические свойства транспортируемого груза.

В системах пневмотранспорта массовая концентрация аэросмеси в зависимости от характеристики транспортируемого груза и конфигурации трассы трубопровода достигает μ = 8–25, при транспортировании аэрированными потоками μ = 60–150.

Для предупреждения завалов должна учитываться крупность частиц груза и выполняться условие

D ≥ 3 а, (14.1)

где а – размер типичных частиц груза.

Скорость воздуха в трубопроводе как в системе всасывания так и в системе нагнетания возрастает от начального пункта к конечному, поэтому расчет проводится по начальному участку трубопровода.

Критическая скорость

, (14.2)

где С₂ = 0,1 – 0,35 – коэффициент, зависящий от физико-механических свойств груза.

При этом необходимо выполнение условия u ≥ u_кр .

Потери давления в трубопроводе возникают из-за сопротивления движению аэросмеси по горизонтальным участкам, на закруглениях поворотных участков, инерционные потери р_д, при подъеме на вертикальных или наклонных участках р_п, в загрузочном устройстве р_м.

Полное давление в транспортной системе

р = р_н + р_д + р_п + р_м. (14.3)

Расход воздуха (для одной установки)

V´_в = k₂ V₀, (14.4)

где k₂ = 1,1–1,15 – коэффициент, учитывающий потери воздуха в воздухопроводе;

V₀ – необходимый расход воздуха, м³/с.

Необходимая мощность двигателя

, (14.5)

где L_м – теоретическая работа воздуходувной машины;

η = 0,65–0,85 – кпд воздуходувной машины.