Файл: ДИССЕРТАЦИЯ.docx

Устройство состоит из источника сжатого воздуха - воздуходувной машины 1, оперативной емкости 2 для перегрузки сыпучего материала, питателя 3 для подачи материала в приемник типа "тройник" 4. Кроме того, устройство содержит загрузочный транспортный трубопровод 5, переходящий в распределительный трубопровод 6 с клапаном 7, подъем которого производится вручную с помощью лебедки 8. Распределительный трубопровод 6 расположен внутри приемного бункера 9, предназначенного для хранения сыпучих материалов. Напротив распределительного трубопровода 6 установлен перфорированный трубопровод 10, сопряженный в конце с задвижкой 11. В нижней части бункера расположен выпускной патрубок 12. Между выпускным патрубком 12 и перфорированным трубопроводом 10 имеется отверстие для выгрузки сыпучих материалов из бункера, закрытое задвижкой 11. Выпускной патрубок 12 переходит в разгрузочный транспортный трубопровод 13. Разгрузочный транспортный трубопровод 13 соединен с разгрузителем 14. Они предназначены для транспортировки аэросмеси по замкнутому циклу и выгрузки материала в оперативную емкость 2. На крышке бункера 9 установлен патрубок 15 с задвижкой 16 для выброса отработанного воздуха в атмосферу в период его загрузки сыпучим материалом.

Для определения производительности установки материал после разгрузителя 14 с помощью двухпозиционного переключателя 17 отводится в надвесовой бункер 18, установленный на взвешивающем приспособлении 19. На всасывающем патрубке воздуходувки 1 расположена задвижка 20, предназначенная для регулировки расхода воздуха в сети.

На нагнетательном патрубке воздуходувки 1 установлен калорифер 21 для изучения процесса сушки материала.

Рисунок 23 – Экспериментальная установка

Для регистрации потерь давления аэросмеси и скорости воздушного потока в распределительном, перфорированном, и разгрузочном транспортном трубопроводе установлены трубки Пито-Прандтля и датчики давления с регистрирующими приборами 22.

Для обеспечения непрерывного движения аэросмеси. при определения потерь давления в указанных выше трубопроводах необходимо бункер 9 заполнить материалом и установить клапан в верхнее положение. Включить воздуходувную машину 1 и при открытой задвижке 11 обеспечить непрерывное движения аэросмеси по замкнутому циклу.

При загрузке бункера 9 давление воздушного потока по высоте распределительного трубопровода будет изменяться. В начальный период загрузки оно будет максимальным, а в конечный период – минимальным. Поэтому масса жалюзийных решеток 23 распределительного трубопровода 6 при их открытии на определенный угол в период загрузки бункера должна быть разной.

Для этого на жалюзийные решетки 23 необходимо устанавливать грузы 24 различной массы. Для обеспечения доступа к жалюзийным решеткам 23 на передней стенке бункера 9 установлена дверь 25 с возможностью поворота вокруг вертикальной оси 26.

Для изучения процесса сушки и активного вентилирования сыпучего материала в нижней, средней и верхней части бункера 9 установлены термодатчики и перфорированные кассеты с материалом 27.

Устройство работает следующим образом:

При загрузке бункера сжатый воздух от воздуходувной машины 1 и сыпучий материал из емкости 2 через питатель 3 подаются в приемник типа "тройник" 4. Образовавшаяся аэросмесь транспортируется по загрузочному транспортному трубопроводу 5 и распределительному трубопроводу 6 в приемный бункер 9 при постоянном подъеме клапана 7 с помощью лебедки 8. Отработанный воздух выбрасывается через патрубок 15 при открытой задвижке 16, при этом задвижка 11 закрыта, а задвижка 16 открыта.

Для пневматической выгрузки сыпучих материалов из бункера 9 сжатый воздух, при включенной воздуходувной машине 1, и поднятом клапане 7, поступает по транспортному загрузочному трубопроводу 5 в распределительный трубопровод 6, выходит через отверстия верхних жалюзийных решеток и подается в перфорированный воздуховод 10 при закрытой задвижке 16 в патрубке 15. Затем открывается задвижка 11 для выгрузки материала из бункера 9. Материал попадает в зазор между стенкой выпускного патрубка 12 и перфорированным трубопроводом 10. В разгрузочном транспортном трубопроводе 13 образуется аэросмесь, которая транспортируется в разгрузитель 14, выделяется в нем и загружается в емкость 2, а отработанный воздух выбрасывается наружу.

При изучении процессов сушки и активного вентилирования сыпучих материалов в бункере клапан 7 опускается ниже уровня материала. Затем включается воздуходувная машина 1 при включенном либо отключенном калорифере 21 в зависимости от процесса. Воздух поступает в распределительный трубопровод 6 и, проходя отверстия жалюзийных решеток, пронизывает толщу материала в поперечно-горизонтальном направлении, собирается в перфорированном трубопроводе 10, и транспортируется по разгрузочному транспортному трубопроводу 13 в разгрузитель 14, а затем выбрасывается наружу.

Необходимо также отметить, что данная установка позволяет ускорить оперативное обслуживание бункеров, так как все три операции (загрузка, вентилирование, выгрузка) осуществляется с помощью одного вентилятора и единой системы пневмопроводов.

На данный момент на разработанной экспериментальной установке были определены потери давления в распределительном трубопроводе 5, перфорированном воздухопроводе 9, которые затем будут использованы при расчете пневмотранспортных установок, при этом определялись скорости воздушного потока, концентрация аэросмеси, конструктивные параметры распределительного и перфорированного воздухопроводов и т.д.

3.1.2 Измерительные приборы и литература

При проведении исследований на экспериментальной установке в основном определяли давление, скорость несущей среды, а также концентрацию и производительность.

Для определения скорости несущей среды и смеси материала с воздухом применяли микроманометры ММН-240 с пневмометрическими трубками Пито-Прандтля, дифманометры ДТ-50.

3.1.3 Методика проведения опытов

Скорость воздуха на экспериментальной установке измеряли с помощью пневмометрической трубки в нагнетательном воздухопроводе.

Массовую расходную концентрацию сыпучих материалов определяли расчетным путем по производительности установки G и подаче воздуха Q:

, (22)

где - плотность воздуха, кг/м³;

- подача воздуха, м³/с;

- производительность установки, кг/с.

Производительность регулировали с помощью протарированной задвижки, установленной между емкостью и шлюзовым затвором.

Расход воздуха регулировали задвижкой, установленной на всасывающем патрубке вентилятора.

Производительность установки определяли по следующей формуле

, (23)

где - масса материала в бункере, кг;

- время загрузки, с.

На экспериментальной установке производительность регулировали с помощью протарированной задвижки, установленной на выпускном патрубке бункера.

Потери давления аэросмеси определяли по общепринятым методикам испытания пневмотранспортных установок как разницу полных давлений в начале ив конце участка распределительного материалопровода. При этом статические давления измеряли с помощью микроманометров ММН-240, соединенных резиновыми шлангами со штуцерами (датчиками давления); динамические давления измеряли микроманометрами с помощью пневмометрических трубок и резиновых шлангов.

Для оценки гидравлических характеристик распределительных материалопроводов, применявшихся в опытах, была проведена серия опытов по определению потерь давления при движении чистого воздуха и аэросмеси.

3.1.4 Результаты экспериментальных исследований

Влияние скорости воздушного потока на потери давления

Потери давления аэросмеси в зависимости от скорости воздушного потока приведены на рисунке 24.

1 G=0 - для сплошного материалопрово

2 G=0 - для распределительного материалопровода;

3 G=0,11 кг/с- для сплошного материалопровода;

4 G=0,11 кг/с- для распределительного материалопровода.

Рисунок 24 –Зависимость удельных потерь давления

от скорости воздушного потока

Анализ полученных зависимостей показывает, что потери давления аэросмеси при увеличении скорости воздушного потока возрастают по параболической кривой, причем чем выше производительность установки тем больше потери давления. По сравнению со сплошным материалопроводом потери давления в распределительном материалопроводе несколько выше.

Нижний предел скорости воздушного потока при транспортировании аэросмеси определяется границей завала, т. е. Такой скоростью, ниже которой транспортирование невозможно. Верхний предел скорости определяется прочностными характеристиками исследуемого материала, в данном случае гранулированного полистирола.

Влияние концентрации аэросмеси

Удельные потери давления с увеличением концентрации аэросмесивозрастают по нелинейной зависимости (рисунок 25).

а – в сплошном материалопроводе;

б – в распределительном материалопроводе.

1-=18 м/с; 2-=24 м/с; 3-=30 м/с.

Рисунок 25 – Зависимость удельных потерь давления от концентрации μ

Это согласуется с данными Г.Ф. Зуева [5], который показал, что для сплошных материалопроводов (при = 1,5 и более) условие прямой пропорциональности между величиной потерь давленияи концентрациейне сохраняется.