Виды систем пневмотранспорта

Пневматическим транспортом, или, сокращенно, пневмотранспортом называют перемещение измельченных материалов и отходов по воздуховодам в смеси с воздухом.

Пневматический транспорт широко применяют для перемещения сухих формовочных материалов в литейном производстве, хлопка на очистных установках и текстильных фабриках, асбеста при его переработке и многих других измельченных материалов на предприятиях различных отраслей промышленности.

Системы пневмотранспорта применяют также для перемещения отходов, образующихся при механической обработке древесины, графита, металлов и других материалов.

Особенно широкое применение системы пневмотранспорта получили на предприятиях деревообрабатывающей промышленности, так как при установке этих систем появляется возможность совмещать перемещение материалов и отходов с такими технологическими операциями, как сушка, охлаждение, обеспыливание и перемешивание.

Применение систем пневмотранспорта упрощает решение задачи обеспыливания рабочих мест и уборки помещения. Системы пневмотранспорта одновременно выполняют роль вытяжной вентиляции.

К недостаткам систем пневмотранспорта следует отнести ограничения, которые накладывает на их применение влажность материалов (например, повышенная влажность опилок), размеры перемещаемых кусков и невозможность транспортирования слипающихся материалов. К недостаткам этих систем относится также влияние на износ всех их элементов абразивных свойств таких перемещаемых материалов, как песок, молотая глина, металлические опилки и др.

По назначению различают системы пневматического транспорта внутрицеховые и внешние (межцеховые), а по значениям потерь давления их делят на системы низкого давления (Δр≤5000 Па), среднего давления (5000 Па<Δр≤20000 Па) и высокого давления (Δр>20 000 Па).

70. Конструктивное устройство аппаратов утилизации теплоты (Импровизируем из учебника).

Воздушно-тепловые завесы

Воздушная завеса – это вентиляционное устройство для предотвращения прохода воздуха через открытый проем. В ней использовано шиберующее свойство плоской воздушной струи.

Воздушные завесы устраивают как у проемов в наружных ограждениях, так и у проемов во внутренних ограждениях. В последнем случае воздушная завеса препятствует перетеканию воздуха из загрязненного помещения в чистое. Устраивают воздушные завесы также у проемов и отверстий в ограждении технологического оборудования для предотвращения выбивания вредных выделений в помещение.

Одним из главных признаков для классификации воздушных завес следует считать режим их работы. По режиму работы различают воздушные завесы двух видов:

1) периодического действия (воздушные завесы у периодически открываемых проемов) ;

2) постоянного действия (воздушные завесы у постоянно открытых проемов).

По направлению струи и воздушные завесы можно разделить на три вида:

1) с направлением струи снизу вверх (с подачей воздуха через горизонтальную щель, расположенную внизу проема);

2) с горизонтальным направлением струи – одно- и двусторонние с подачей воздуха через вертикальную щель, расположенную с одной или с двух сторон проема];

3) с направлением струи сверху вниз (с подачей воздуха через горизонтальную щель, расположенную вверху проема).

Для проемов в наружных ограждениях наиболее целесообразно устройство завес с подачей воздуха снизу вверх, так как при этом наиболее надежно предотвращается врывание холодного воздуха в нижнюю (рабочую) часть помещения.

В случаях возможной остановки транспорта в открытом проеме или опасности засорения горизонтальной щели сыпучими материалами, падающими с проходящего транспорта, а также при установке в проемах транспортеров или другого оборудования следует устраивать завесу с боковой подачей воздуха. Завесы этого вида получили наиболее широкое распространение.

Воздушные завесы с подачей воздуха сверху вниз можно рекомендовать в первую очередь для проемов во внутренних ограждениях или для проемов и отверстий в ограждении технологического оборудования, т. е. для случаев, когда перепад давлений с двух сторон ограждения постоянен по высоте. Для проемов в наружных ограждениях этот вид воздушной завесы менее подходит, так как его применение связано с опасностью прорывания наружного воздуха в нижнюю (рабочую) часть помещения.

По месту воздухозабора и температуре подаваемого воздуха ^воздушные завесы можно разделить на четыре вида:

1) с внутренним воздухозабором и подогревом подаваемого воздуха – t₃>t_B;

2) с внутренним воздухозабором без подогрева подаваемого воздуха – t₃=t_B;

3) с наружным воздухозабором и подогревом подаваемого воздуха – t₃>t_н;

4) с наружным воздухозабором без подогрева подаваемого воздуха – t₃=t_н.

Воздушные завесы с внутренним воздухозабором и подогревом подаваемого воздуха устраивают у проемов в наружных ограждениях помещений с постоянными рабочими местами вблизи ворот и дверей или с повышенными требованиями к воздушной среде. Для таких помещений устройство воздушных завес с наружным воздухозабором нецелесообразно, так как приводит к увеличению затрат тепла на подогрев воздуха.

С наружным воздухозабором и подогревом подаваемого воздуха устраивают воздушные завесы постоянного действия, используемые в качестве приточных вентиляционных установок.

69. Конструктивное оформление и расчет систем пневмотранспорта.

Воздуховоды систем пневмотранспорта выполняют только круглого сечения и изготовляют из оцинкованной или черной стали. Для объединения звеньев воздуховодов между собой и с фасонными частями их края отбортовывают, а само соединение выполняют на фланцах с установкой прокладок между ними. На сети воздуховодов на расстоянии 10—15 м друг от друга устраивают люки для их очистки и осмотра. Установка на воздуховодах каких-либо регулирующих устройств типа шиберов или дроссель-клапанов, за исключением наклонных шиберов у периодически действующих приемников, не допускается. Тройники для пневмотранспортных систем должны иметь угол примыкания ответвления к стволу а в пределах 8—10°, а отводы должны иметь радиус закругления R=2d; отводы 90° должны состоять не менее чем из пяти звеньев по 15° каждое и двух стаканов по 7°30'. Воздуховоды следует прокладывать над полом рабочего помещения открыто, за исключением случаев, когда из-за наличия транспортного оборудования (краны, кран-балки, монорельсы, подвесные конвейеры) прокладка над полом оказывается невозможной. В этих случаях воздуховоды пневмотранспорта прокладывают или в подпольных каналах, перекрываемых съемными плитами с люками для осмотра воздуховодов в наиболее опасных для засорения местах, или под потолком нижележащего помещения.

Исходными данными для расчета внутрицеховых систем пневмотранспорта являются:

а) характеристика и количество отходов или материалов, подлежащих транспортированию (удалению) от каждого приемника;

б) расходы воздуха, подлежащего удалению от приемников деревообрабатывающих станков и от напольных отсосов;

в) выбранная трасса сети воздуховодов и места установки нагнетателей и очистных устройств.

Характеристика отходов или материалов и их количество принимаются по технологическим данным работы станков, а расход воздуха, необходимого для транспортирования, устанавливается по справочной литературе. Расход воздуха должен быть достаточен для транспортирования примесей, а скорость его движения в воздуховодах должна быть не менее транспортирующей скорости.

Массовая расходная концентрация смеси: m_р=G_м/G_В=G_м/L_Вr_В, где G_M — массовый расход транспортируемого материала, кг/ч; G_B — массовый расход воздуха, кг/ч; L_B – объемный расход воздуха, м3/ч; r_В – плотность воздуха, кг/м3.

Для внутрицеховых пневмотранспортных систем m_р находится в пределах 0,1—0,6. При расчете межцеховых пневмотранспортных систем расход воздуха, м3/ч, определяют по оптимальной массовой расходной концентрации смеси: L_В=G_М/r_Вm_В.

Оптимальную массовую расходную концентрацию смеси m_В выбирают путем сравнения вариантов расчета требуемой мощности транспортной установки, считая за оптимальную ту концентрацию, при которой мощность установки окажется минимальной. Для пневмотранспортных систем среднего давления m_В принимается в пределах 0,7—2. В пневмотранспортных системах высокого давления возможно увеличение m_В до 5. При расчете воздуховодов систем пневмотранспорта определяют диаметры всех участков сети воздуховодов и потери давления в сети при транспортировании по ней воздуха и примесей (материалы или отходы).

На основании расчетов по определению потерь давления подбирают побудители тяги — нагнетатели, а по характеристике примесей и по расходу воздуха выбирают тип и размеры очистных устройств. Невязка в потерях давления на отдельных участках и ответвлениях не должна превышать 10%. Расчет потерь давления в воздуховодах первоначально проводят для чистого воздуха. Особенность расчета систем пневмотранспорта состоит в необходимости учета потерь давления на «разгон» материала, т. е. учета затрат энергии на создание ускорения материала.

Составляющая скорости движения материала в направлении движения воздуха при загрузке материала в воздуховод может быть равна нулю и потери давления на «разгон» можно определять по формуле:

Dр_разг=2m_р×(u_м/u_в)×r_в×(u²/2).

При оценке местных сопротивлений отводов также приходится учитывать затраты энергии на разгон материала, так как при проходе транспортируемого материала через отвод он частично теряет скорость вследствие ударов твердых частиц о стенки. Потери давления в отводах зависят и от положения отводов на воздуховоде.

После окончания расчета потерь давления в воздуховодах для чистого воздуха их пересчитывают для условий транспортирования смеси и прибавляют к ним потери давления на подъем материала в вертикальных участках воздуховодов: Dр_см=Dр×(1+Кm_р)+m_рr_вz×(u_в/(u_м-u_s)),

где Dр_см — потери давления в сети воздуховодов при транспортировании по ней смеси, Па; Dр - потери давления в сети воздуховодов при транспортировании по ней чистого воздуха, Па; К - опытный коэффициент; z - высота подъема, м.

Коэффициент К зависит от многих факторов: состояния потока, вида примесей, концентрации их, скоростей движения воздуха и примесей, размеров воздуховодов.

Общие потери давления всей пневмотранспортной системы складываются из потерь давления в сети воздуховодов Dр_см и потерь давления в очистных устройствах Dр_о,у (циклоны, фильтры). К общим потерям давления добавляется запас в размере 10%: åDр_с=1,1(Dр_см+Dр_о,у).

К расчетной производительности системы по воздуху также добавляется запас в размере 15% на подсос воздуха: L_c=1,15L_в, где L_c объемный расход воздуха в системе с учетом запаса, м³/ч; L, - расчетный расход воздуха в системе, м³/ч.

По найденным значениям потерь давления Dр_с и объемного расхода воздуха L_c подбирают нагнетатель (вентилятор, турбовоздуходувка или ротационная машина).