Основы теории пневмотранспортирования нагнетательными пневмотранспортными установками

↑

⇐ ПредыдущаяСтр 11 из 18Следующая ⇒

Механизм воздействия воздушного потока на транспортируемый материал в горизонтальном трубопроводе следующий. На частицу, находящуюся на дне трубы в горизонтальном трубопроводе, действуют силы (рис. 9): вес частицы G, подъемная сила Р, лобовое давление Т и сила тре­ния F.

Возникновение подъемной силы, поднимающей частицу со дна и поддерживающей ее в дальнейшем во взвешенном состоянии, происходит следующим образом, при обтекании воздухом частицы на ее задней (по ходу воздуха) поверхности образуются срывающиеся вихри, ко­торые в совокупности с силой лобового давления обеспечивают ее подъем, вращение и перемещение вдоль оси трубы. Пока скорость воздуха невелика, подъемная сила недостаточна, чтобы поднять частицу со дна трубы, а лобовое давление не может преодолеть силу трения частицы о дно трубы – частица неподвижна.

Рис. 9. Силы, действующие на частицу материала в горизон­тальном трубопроводе

При увеличении скорости воздуха наступает момент, когда подъемная сила еще не оторвала частицу от дна трубы, а лобовое давление уже превысило силу трения, и частица начинает перемещаться, скользя или перекатываясь по дну трубы. При дальнейшем увеличении скорости воздуха подъемная сила возрастает и, преодолевая вес частицы, приподнимает ее со дна трубы. При этом частица движется вдоль оси трубы еще не стабильно, то и дело опускаясь на дно и поднимаясь над ним снова. Это период неустойчивого движения, в котором скорость материала много меньше скорости воздуха. Последующее увеличение скорости воздуха приводит к еще большему увеличению подъемной силы. Частица уже оказы­вается надежно взвешенной в воздушном потоке, совершает колебания по вертикали с малой амплитудой, не касаясь дна. Осевая скорость материала (вдоль трубы) увеличивается еще больше; начинается устойчивое движение частицы. При даль­нейшем увеличении скорости воздуха скорость частицы также возрастает.

В состав установки (рис. 10) входит воздуходувная машина 1, загрузочное устройство 2, нагнетательный трубопровод 3, переключатель трубопроводов 4. Воздуходувная машина предназначена для всасывания атмосферного воздуха, сжатия и нагнетания его в транспортный трубопровод. Для подачи груза из пространства с атмосферным давлением в трубопровод с избыточным давлением применяются специальные загрузочные устройства – питатели 2различных конструкций. В трубопроводе сыпучий материал подхватывается сжатым воздухом и транспортируется в виде аэросмеси на склад кучевого хранения 5 или в бункер 6. Направление движения потока аэросмеси изменяется переключателями трубопроводов, управляемыми вручную или дистанционно.

Рис. 10. Схема нагнетательной пневмотранспортной установки:

1 – воздуходувная машина; 2 – загрузочное устройство; 3 – нагнетательный трубопровод;

4 – переключатель направления транспортирования; 5 – открытый штабель груза; 6 – бункер

В нагнетательных пневмотранспортных установках материал перемещается в потоке сжатого воздуха, поэтому системы работают более надежно и применяются для подачи всех видов сыпучих грузов на расстояния до 1500 ми далее.

Примерный характер изменения скорости течения воздушного потока по длине трубопровода показан на рис. 11.

Отличительной особенностью нагнетательных пневмотранспортных установок среднего и высокого давления с трубопроводами постоянного диаметра является постепенное увеличение скорости течения воздушного потока по длине трубопровода. Это объясняется тем, что при сжатии воздуха воздуходувной машиной его плотность в начале нагнетательного трубопровода около загрузочного устройства значительно выше плотности ат­мосферного воздуха. Поэтому, согласно закону о постоянстве весового расхода, скорость течения воздушного потока на этом участке является минимальной. По мере удаления от загрузочного устройства статическое давление в трубопроводе падает, а плотность воздуха в результате его расширения соответственно уменьшается и, как следствие, увеличивается скорость течения воздушного потока. На выходе из трубопровода плотность вытекающего воздуха становится равной плотности атмосферного воздуха, а скорость истечения достигает максимального абсолютного значения.

Рис. 11. Характер изменения давления Р и скорости воздушного потока ν по длине l транспортного тру­бопровода:

а – при постоянном диаметре трубопровода; б – при ступенчатом трубопроводе

Увеличение скорости течения воздушного потока по длине трассы приводит к резкому увеличению потерь давления на трение в транспортном трубо­проводе. Поэтому решение задачи по обеспечению постоянной скорости течения воздушного потока по длине транспортного трубопровода имеет большое практическое значение. Потери давления, вызванные увеличением скорости течения потока, можно уменьшать выравниванием абсолютного значения скоро­стей течения воздушного потока по всей длине транспортного трубопровода путем постепенного или ступенчатого увеличения его диаметра в направлении от воздуходувной машины к концу транспортного трубопровода. Однако совершенной методики расчета и подбора таких транспортных трубопроводов для нагнетательных установок в настоящее время нет. Опыт эксплуатации нагнетательных установок с транспортными трубопрово­дами переменного сечения очень мал. Поэтому задача для разработки экономичных пневмотранспортных установок протяженностью более 500 м в настоящее время актуальна.

Познавательные статьи:



Где возникла философия и почему?

Относительная высота сжатой зоны бетона

Сущность проекции Гаусса-Крюгера и использование ее в геодезии

Тарифы на перевозку пассажиров