На заводах строительной индустрии и других предприятиях для перемещения различных материалов и отходов производства широко применяют пневматический транспорт, имеющий большие преимущества по сравнению с другими способами их транспортирования.
Для расчета систем пневматического транспорта введено понятие о скорости витания и рабочей скорости движения транспортируемого материала. Под скоростью витания (Vвит) понимается скорость движения воздушного потока, при которой материальные частицы находятся во взвешенном состоянии или в состоянии безразличного равновесия. Рабочей скоростью (Vраб) называется действительная скорость материальных частиц в воздуховоде пневматического транспорта, при которой, кроме материальных частиц, находящихся во взвешенном состоянии, поднимаются в случае, например, остановки вентилятора и пуска его в работу частицы, осевшие в воздуховоде.
Отношение рабочей скорости в воздуховоде к скорости транспортируемых материальных частиц зависит от массовой концентрации смеси, представляющей собой массу (G) транспортируемого материала, приходящегося на 1 кг транспортируемого воздуха.
Значение скорости витания является одним из основных исходных данных при расчете систем пневматического транспорта. Для шарообразных частиц приближенное значение скорости витания (Vвит) в обычных интервалах числа Re определяется по формуле:
,
где d – диаметр частиц, м; r – плотность частиц, кг/м3.
Для транспортирования в вертикальном трубопроводе (воздуховоде) скорость движения воздуха должна быть в 1,3…1,5 раза больше скорости витания. При транспортировании в горизонтальном трубопроводе скорость движения воздуха должна равняться примерно двум скоростям витания.
Для некоторых видов пыли примерные рабочие скорости воздушного потока в воздуховодах пневматического транспорта могут быть приняты по табл. 1.14.
Таблица 1.14
Скорость воздушного потока в воздуховодах пневматического транспорта, м/с
|
Транспортируемый материал или отходы |
Участок |
|
|
вертикальный |
горизонтальный |
|
|
Песок, молотая глина |
11 |
13 |
|
Наждачная минеральная пыль (карбид кремния, корунд) |
14 |
16 |
|
Легкая минеральная пыль |
12 |
14 |
|
Опилки и стружки |
12 |
14 |
|
Крупная влажная стружка |
18 |
20 |
При воздушном транспортировании материалов по трубопроводам потери на трение и местные сопротивления по сравнению с потерями при перемещении чистого воздуха увеличиваются.
Потери давления на горизонтальных участках воздуховода определяют из выражения:
pсм = p(1 + km),
где р – потери давления в сети, Па, при перемещении чистого воздуха с температурой tв = 20 °С; k – коэффициент, определяемый опытным путем; m – массовая концентрация транспортируемой смеси, кг/кг.
Потери давления (рсм), на вертикальных участках воздуховода подсчитывают по формуле:
pсм = p(1 + km) + l n,
где l – длина вертикального участка воздуховода, м; n – объемная концентрация смеси, равная отношению массы механических примесей к объему чистого воздуха, кг/м3.
Для сухого песка, молотой глины k = 0,6 (при плотности r = 2400…2600 кг/м3); для древесных опилок и стружек k = 1,4 (при плотности r = 250…300 кг/м3).
Для транспортирования пыльного воздуха рекомендуются следующие минимально допустимые диаметры воздуховодов, мм:
|
мелкая сухая и зернистая пыль…………………………………………………………. |
80 |
||
|
средняя волокнистая пыль (опилки, мелкая стружка, волокна хлопка, шерсть и т.п.) |
100 |
||
|
крупная стружка………………………………………………………………………………….. |
130 |
||
|
щепа……………………………………………………………………………………………………. |
150 |
||
Расчет пневмотранспортных установок слагается из следующих операций:
1) определения количества транспортируемого материала;
2) определения количества воздуха исходя из массовой концентрации смеси и скорости движения воздуха по данным табл. 1.14 (или путем расчета);
3) подбора диаметров воздуховодов с учетом потери давления на отдельных участках и ответвлениях.
Более подробные сведения о расчете воздуховодов и оборудования для разных случаев применения пневматического транспорта приводятся в специальной литературе.