Основные теоретические положения. Пневмотранспорт – техника транспортировки сыпучих и штучных грузов под действием

Пневмотранспорт – техника транспортировки сыпучих и штучных грузов под действием сжатой или разряженной воздушной смеси.

По принципу действия пневмотранспортные установки бывают: всасывающие, нагнетательные, комбинированные. В данной работе рассматривается установка всасывающего действия (рис. 3.1).

Рисунок 3.1 − Схема пневмотранспортной установки всасывающего действия

Перемещение груза с помощью пневмотранспортной установки производится следующим образом. Вакуум-насос создает разряжение во всей системе. Под действием атмосферного давления воздух через сопло вместе с грузом засасывается в рабочий трубопровод, далее аэросмесь поступает в осадительную камеру-разгрузитель, откуда груз выводится с использованием шлюзового затвора. Воздух, содержащий мелкую пыль, по трубопроводу поступает в фильтр, из пылеуловителя чистый воздух по трубопроводу поступает в вакуум-насос и через воздухоотводную трубу выбрасывается в атмосферу. Пылевидные частицы, осевшие в пылеуловителе, выгружаются через шлюзовый затвор. Для приема груза из осадительной камеры и пылеуловителя могут использоваться конвейеры, бункеры.

Пневмотранспортные установки всасывающего действия позволяют производить забор груза в нескольких точках, а выгрузку в одной, дальность транспортирования 10…15 м, производительность 40…100 т/ч.

Достоинствами пневмотранспортных установок является их высокая производительность, комплексная механизация перегрузочных и транспортных операций, герметичность и компактность трассы перемещения грузов, что исключает загрязнение окружающей среды и потери ценных грузов, улучшает условия труда.

К недостаткам следует отнести высокий удельный расход энергии и интенсивный износ трубопровода и других частей установки, соприкасающихся с перемещаемым грузом, ограниченность крупности кусков грузов до 80 мм, прилипание влажных грузов к стенкам трубопровода и другим частям установки. При перемещении порошкообразных и тонкодисперсных материалов размером частиц менее 5 мк усложняется отделение груза от воздуха.

При выборе пневмотранспортных установок заданной производительности необходимо знать коэффициент массовой концентрации смеси воздуха с перемещаемым грузом, скорость движения аэросмеси, потребное количество воздуха, диаметры рабочих и воздушных трубопроводов, мощность двигателя вакуум-насоса или компрессора.

Производительность пневмотранспортной установки определяется по формуле

, (3.1)

где – расход воздуха, м³/с;

– коэффициент массовой концентрации, равный отношению массы перемещаемого в единицу времени груза к массе расходуемого за то же время воздуха. Зависит от расстояния перемещения, высоты подъема степени слеживаемости, влажности, склонности к аэрированию и др. (табл. 3.1);

– объемная масса воздуха: в нормальных условиях – 1,29 кг/м³, для всасывающих установок кг/м³, для нагнетательных кг/м³.

Расход воздуха в трубопроводе, м³/с,

, (3.2)

где – коэффициент, учитывающий потери воздуха через неплотности в трубопроводе и др.; принимают равным 1,1…1,15;

– внутренний диаметр трубопровода, м;

– рабочая скорость воздуха (аэросмеси), м/с:

(3.3)

где – коэффициент запаса ( = 1,5);

– скорость витания однородного сыпучего груза, м/с;

(3.4)

где – коэффициент, зависящий от формы частицы груза (шар – 1,0; округлая форма – 0,67; овальная – 0,57; пластинчатая – 0,45);

– диаметр шара, равновеликого объему частицы груза, м (табл. 3.2);

– объемная масса груза, кг/м³ (табл. 3.2).

Необходимая мощность привода воздушного насоса, к Вт,

(3.6)

где – коэффициенты полезного действия воздуходувной машины и ее привода;

- необходимые перепады давления по трассе, Н/м²:

(3.7)

где 1,25 – коэффициент неучтенных потерь;

– разряжение (необходимый вакуум) у сопла всасывающей установки или потери при вводе материала в трубопровод:

(3.8)

– потери на перемещение груза и воздуха по трубопроводу диаметром на горизонтальное расстояние , м, и высоту , м:

(3.9)

где – коэффициент сопротивления, зависящий от скорости (табл. 3.1);

– потери на вертикальный подъем груза и воздуха:

(3.10)

– средние потери в колене или отводе:

(3.11)

– потери в фильтре, принимаются .

Таблица 3.1 − Предельные значения параметров для разных групп грузов

Наименование группы грузов	Скорость воздуха, м/с	Концентрация, кг/кг	Коэффициент сопротивления, К
Мелкоштучные	25-35	3-5	0,5-1,0
Зернистые	16-25	3-8	0,5-0,7
Порошкообразные и пылевидные	20-30	15-25	0,3-0,5
Волокнистые	15-18	0,1-0,6	1,0-2,0

Задание

1. Изучить конструкцию и принцип действия пневмотранспортной установки всасывающего действия.

2. Рассчитать производительность установки (формула 3.1)

3. Рассчитать мощность привода воздушного насоса для пневмотранспортной установки заданной мощности (формула 3.6) .

4. Исходные данные к расчету приведены в табл. 3.2.

Таблица 3.2 − Исходные данные к расчету пневмотранспортной установки

№ вар.	Груз	Размер частицы, мм	, кг/м3	, м	, м	, %	, %	, мм
	Алебастр	0,01-0,02	700-900
	Арахис	21х12	620-640	8,5	2,5
	Асбест	0,15	500-600
	Бобы какао	27х14х7	510-610	9,5	3,5
	Гипс	0,02	800-950
	Глина	0,1	1000-1500	10,5	4,5
	Горох	6,5	700-750
	Зола	0,044-0,82	600-800	11,5	5,5
	Известь	0,1	500-700
	Калийная соль	0,93	890-990	12,5	6,5
	Комбикорм	2,0	350-450
	Крупа манная	0,4	630-680	13,5	7,5
	Пшено	1-2,6	710-750
	Рис	3х10	620-680	14,5	8,5
	Кукуруза	8-8,5	600-820
	Мел	0,1-0,3	1120-1200		9,5

Продолжение табл. 3.2

	Мука пшеничная	0,001-0,016		8,5
	Овес	2,5х4,0	390-500
	Подсолнух	11х6х4	250-440	9,5	2,5
	Песок	0,5
	Песок пылевидный	0,1-0,2	800-1000	10,5
	Просо	2,0-2,3	700-850		3,5
	Пшеница	4,0-4,5	650-810	11,5
	Рожь	3,0-3,5	660-790		4,5
	Сахар	0,51-1,5	720-880	12,5
	Соль мелкая	1,0	900-1300		5,5
	Сульфат натрия	0,2-0,3	1300-1400	13,5
	Суперфосфат	1-4	1100-1300		6,5
	Уголь бурый	0,06		14,5
	Уголь каменный (пыль)	0,07	800-850		7,5
	Фосфат	0,15	800-1000
	Цемент	0,02-0,09	800-1400	8,5	8,5
	Щепа	10-20	270-350
	Ячмень	3,5-4,2	600-700	9,5	9,5

Практическая работа № 4.
ТЕХНИКО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПАРАМЕТРЫ ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА

Цель: изучить методику расчета технико-эксплуатационных параметров ленточного конвейера