13. Пневмотранспорт материалов и отходов. Классификация пневмосистем.

Пневмотическим транспортированием называется перемещение измельченных материалов и отходов по воздуховодам в смеси с воздухом. Особенно широкое применение пневмотранспорт получил на деревообрабатывающих предприятиях, т.к. при этом появляется возможность совмещать перемешивание материалов и отходов с такими технологическими операциями как:

- сушка;

- охлаждение;

- обеспыливание;

- самоперемещение.

Система пневмотранспорта одновременно выполняет роль вытяжной вентиляции, т.к. транспортируемый материал перемещается по закрытым трубопроводам, его можно отнести к экологически чистому виду транспорта.

Недостатками таких систем является:

- неприменим для влажных материалов, слипающихся, крупнокусковых;

- повышенный износ трубопроводов и тягодутьевого оборудования при транспортировании абразивных материалов.

Классификация:

По назначению системы бывают:

- внутрицеховые;

- межцеховые (внешние).

Внутрицеховые, в зависимости от конфигурации, выполняются по 3-м схемам:

- универсальные пневмотранспортные системы;

- упрощенные универсальные системы;

- система с разветвленной системой воздуховодов.

Межцеховые в зависимости от размещения нагнетателя делятся по 4-м схемам:

- всасывающая нагнетательная система;

- нагнетательная система;

- всасывающая нагнетательная с промежуточным отделением материала;

- всасывающая система.

По значениям потерь давления системы пневмотранспорта делятся:

- низкого Р ΔP ≤ 5 кПа;

- среднего Р 5 ≤ ΔP ≤ 20 кПа;

- высокого Р ΔP ≥ 20 кПа.

13.1. Перемещение частиц материала в потоке воздуха.

Осуществляется за счет аэродинамического воздействия воздуха на частицы материалов (аэродинамических сил).

Для характеристики процессов перемешивания частиц воздушного потока используется 3 вида скорости:

- скорость витания (подробнее изложен в курсе «ОПиК»);

- скорость трогания;

- скорость транспортирования.

13.2. Движение частиц материала в горизонтальном трубопроводе. Скорость трогания.

При движении частицы в горизонтальном воздуховоде силовое взаимодействие ее с воздушным потоком отличается от вертикального транспортирования.

Частица лежит.

Рис.13.1. Движение частицы в горизонтальном воздуховоде.

Пусть на частицу весом G = m·g, лежащую на дне горизонтальной трубы набегает поток воздуха, который обуславливает возникновение следующих сил:

R_х – сила лобового сопротивления действует горизонтально;

R_у – подъемная сила;

R_z – боковая сила, которая дает вращательное движение частицы.

В зависимости от величины всех сил возможны три характерных режима движения:

I. При очень малых скоростях – частица без движения.

При малых скоростях воздуха под воздействием R_x частицы движутся по дну трубы, скользя и перекатываясь.

R_y<G и поэтому во взвешенное состояние частица не переходит.

II. При больших скоростях возникает следующая картина. У дна трубы из-за большого градиента скоростей R_y>G, (а в центральной зоне R_y<G) частица материала отрывается от стенки трубы и перемещается некоторое время во взвешенном состоянии, однако, в центральной зоне условия обтекания частицы изменяются (R_y<G) и частица опускается на стенку трубы (на дно), подъемы и опускания частицы, чередуясь, повторяются, передавая ее движению скачкообразный характер (сальтация).

III. Когда скорость воздушного потока возрастая, достигает некоторой максимальной величины.

Значение R_y>G будет больше G по всему сечению трубы, когда частица будет постоянно находится во взвешенном состоянии, перемещаясь под действием силы лобового сопротивления в горизонтальном направлении R_x.

Скорость трогания V_тр – называется минимальная скорость воздушного потока, при которой частица, расположенная на дне горизонтального воздуховода, под действием аэродинамической силы начинает двигаться (перекатываться или скользить) в горизонтальном направлении. Эта скорость характеризует I-й режим движения частицы в горизонтальном направлении. Наиболее известна формула Клячко Л.С.

, (13.1).