6.2.4 Параметрический синтез пневмокамерного питателя

Задачей параметрического синтеза является определение конструктивных характеристик самого ИУ и воздуходувного агрегата, при которых обеспечиваются заданные статические и динамические характеристики по каналу «управляющий сигнал – расход СМ». В качестве исходных данных обычно заданы (частично могут быть предложены разработчиком):

• высота транспортирования материала Н;

• протяженность L и конфигурация трассы;

• требуемый диапазон расхода твердой фазы в пределах минимального и максимального расходов;

• условный средний диаметр частицы транспортируемого материала ;

• плотность частиц твердой фазы ;

• максимально допустимая поперечная нагрузка ;

• объемная концентрация твердой фазы s_{V ПР} < 0,04 м³/м³ [13].

Требуется определить:

• диаметр транспортного трубопровода, обеспечивающего необходимый режим транспортирования;

• параметры воздуходувной машины, надежно обеспечивающей требуемый диапазон расхода;

• диаметр и высоту загрузочного стояка, обеспечивающего герметичность смесительной камеры и надежное ее заполнение материалом.

_{При расчете диаметра трубопровода следует ориентироваться на максимальную величину расхода СМ. Тогда}

.

(75)

Диаметр транспортного трубопровода для двухфазной смеси

.

(76)

Учитывая, что

,

(77)

можно определить скорость частиц материала , в частности, при максимальном расходе твердой фазы:

.

(78)

Известно, что скорость поступательного движения частицы меньше скорости воздуха . При достаточно малых концентрациях твердого материала эта скорость определяется по формуле [13]:

.

(79)

Здесь — приведенная скорость воздуха¹⁶.

Критерий Рейнольдса для приведенной скорости воздуха

.

(80)

Выразим приведенную скорость воздуха через Re:

.

(81)

Тогда максимально потребная для транспортирования материала скорость воздуха

.

(82)

Следовательно, воздуходувная машина должна обеспечивать максимальный расход

.

(83)

Потери давления на транспортирование, которые должна компенсировать воздуходувная машина, определяется по методике, изложенной выше, в разделе 6.2.2.

Определение минимальной высоты столба материала в загрузочном стояке. Слой материала, отделяющего зону входа в загрузочный ствол (зону с давлением _С) от атмосферы, должен обеспечивать независимость этого давления от высоты столба материала и отсутствие выбросов мелких фракций в атмосферу. Необходимая для выполнения этих условий высота слоя определяется следующим образом. Порозность материала в загрузочном стояке больше, чем 0,4. Следовательно, условием нормальной работы питателя будет:

,

(84)

или

.

(84*)

Порозность слоя материала в загрузочном материалопроводе можно определить по формуле [20]:

(85)

Здесь — удельный объемный расход воздуха при максимальном давлении в смесительной камере; — минимальный удельный расход воздуха, на аэрацию материала, м³/(мин · м²).

,	(86)
.	(87)

В формулах (86) и (87): — абсолютное атмосферное давление,

d_M — диаметр частицы материала, см; _М — плотность материала и _В — плотность воздуха, г/см³. Высота загрузочного материалопровода определяется по формуле (84*).