Специальные виды промышленного транспорта (стр. 45 )

Удельные потери при движении чистой воды определяются по формуле Дарси-Вебебаха: :

– коэффициент сопротивле­ния для воды, зависящий от диаметра трубопровода, например для глад­ких труб

Плотность гидросмеси, т/м3,

,

где Qo – расход воды, м3/ч;

Местные потери, м,

где – сумма коэффициентов местных сопротивлений; принимается по таблице из справочников.

Местные потери также можно определить приближенно равными Л =0,1Л. Остаточный напор на конце трубопровода принимается по опытным данным равным 30-50 кПа.

По потерям напора Н и производительности установки по гидро­смеси Q подбирается насосный агрегат и определяется мощность дви­гателя с учетом того, что напор, развиваемый насосом при работе на гид­росмеси, меньше напора, развиваемого при работе на воде,

где К – коэффициент, учитывающий потери напора.

Тогда необходимая мощность при работе на гидросмеси

где КЗ – коэффициент запаса (КЗ=1,1÷1,2); – КПД насоса (=0,7÷0,9).

Расчет самотечного транспорта. При расчете самотечного транспорта по открытому гидропроводу (желобу, лоткам, канавам) исходя из тре­бующейся производительности, по твердой фракции, вида перемещаемо­го груза, его кусковатости (а'ср, а'мах) , как и для трубопроводного транспорта, определяют необходимые для обеспечения транспортирова­ния параметры потока (относительное количество воды, скорость), уклон и поперечные размеры желоба для гидросмеси.

Основная формула, которой при этом пользуются (формула Шези), связывает скорость струи v, гидравлический радиус R и уклон же­лоба i:

где С-коэффициент Шези. Он определяется степенью шероховатости поверхно­сти и гидравлическим радиусом R (отношение площади сечения струи к смочен­ному параметру), который, в свою очередь, зависит от формы открытого желоба и соотношения его размеров. Так, для заполненного гидросмесью сечения в виде полукруга диаметром D гидравлический радиус

Для открытого желоба прямоугольного сечения шириной b, глубиной потока h гидравлический радиус

При рекомендуемом соотношении

Аналогичным образом находится значение R для трапецеидального сечения.

Для определения коэффициента С в зависимости от коэффициента шероховатости n поверхности открытого желоба и гидравлического радиуса R пользуются таблице 21.1.

Таблица 21.1.

Порядок расчета гидротранспорта по лоткам и канавам рекомендует­ся следующий: по заданному объему перемещаемой породы V и коэф­фициенту разрыхления КР определяется расчетный объем VТ=V/KР, в соответствии с принятой концентрацией гидросмеси S находится про­изводительность по гидросмеси VГ=VТ/S; выбирается скорость гидро­смеси v, равная или несколько большая критической; задаваясь фор­мулой и соотношением размеров открытого желоба, по величинам VГ и v устанавливаются геометрические размеры его сечения и находится гидравлический радиус R.

Приняв в зависимости от местных условий тот или иной вид обли­цовки гидропривода и установив для него коэффициент шероховатости n, в зависимости от значений R и n, находим коэффициент По уравнению вычисляем необходимый уклон i желоба. Полученное значение уклона проверяют по данным таблицы 21.2.

Таблица 21.2.

Во многих случаях практики уклон желоба определяется рельефом местности. При избыточном уклоне целесообразно применять желоба с повышенным коэффициентом шероховатости, а в обратном случае – с пониженным.

Порядок расчета гидротранспортных установок. При расчете гидро­транспортных установок выполняются следующие операции:

- выбирается режим транспортирования на основании анализа трассы (вертикальное или горизонтальное транспортирование) и фракционного состава перемещаемого груза;

- определяются критическая и рабочая скорости транспортирования с одновременным выбором объемной концентрации гидросмеси;

- определяется или выбирается диаметр трубопровода по критиче­ской или рабочей скорости;

- определяются потери напора;

- подбирается грунтовый насос путем пересчета характеристик.

Показатели насосного агрегата (группы насосов) должны соответ­ствовать необходимому расходу и напору, а высота всасывания должна обеспечивать работу насоса вне кавиатационных режимов.

Глава 22. Пневматический транспорт

22.1. Общие сведения и классификация

Пневматический транспорт находит широкое применение в различ­ных отраслях промышленности: в строительстве, сельском хозяйстве на перегрузочных работах. В пневматических установках груз перемещается по трубопроводу в струе воздуха вследствие разности давлений в на­чале и конце его благодаря нагнетанию или созданию вакуума с по­мощью нагнетательных или вакуумных насосов. В качестве воздуходув­ного оборудования в нагнетательных системах применяют компрессоры, воздуходувки и вентиляторы, а в вакуумных (всасывающих) – вакуум-насосы и вентиляторы. Производительность пневматических установок – несколько десятков, реже 100 т/ч и более, а расстояние транспортирова­ния – десятки метров, иногда несколько сотен метров, а в отдельных случаях – до 2 км и более.

К основным преимуществам пневматического транспорта относятся: герметичность системы; отсутствие потерь перемещаемого груза, а следовательно, и предохранение их от влияния внешней среды; возмож­ность перемещения груза по сложной трассе; удобство сопряжения кри­волинейных участков; легкость обслуживания и создание безопасных условий для обслуживающего персонала; возможность совмещения транспортирования с некоторыми технологическими процессами, напри­мер с охлаждением и сушкой. К недостаткам пневмотранспорта можно отнести: высокий удельный расход энергии и интенсивное изнашивание трубопроводов (особенно в местах поворота) при соприкосновении с потоком груза. На эффективность пневматического транспорта значи­тельное влияние оказывает не только крупность кусков перемещаемого груза, но и его физико-механические свойства, особенно такие, как влажность, слеживаемость, налипание, которые затрудняют их отделение в конечном пункте от выпускаемого из трубопровода воздуха.

Существуют пневмотранспортные установки, в которых насыпные грузы перемещаются в специальных конвейерах-патронах, обычно ци­линдрической формы, перекрывающих подобно поршням сечение трубо­провода. Разновидностью пневмотранспортных устройств являются пневможелоба с перфорированным дном, в которых происходит аэри­рование (насыщение воздухом) порошкообразных грузов, получающих при этом большую подвижность и перемещающихся по желобу при его незначительном уклоне.

По способу получения разности давления в начале и в конце трубо­провода пневмотранспортные установки можно разделить на три су­щественно отличающиеся группы: всасывающие (или вакуумные), на­гнетательные (напорные) и комбинированные (всасывающе-нагнетательные). Всасывающие установки с низким вакуумом до 0,01 МПа применяются с использованием вентиляторов; со средним вакуумом до 0,03 МПа с применением воздуходувок и с высоким вакуумом до 0,09 МПа с применением водокольцевых вакуум-насосов.

Во всасывающей установке (рисунок 22.1, а) груз забирается через вса­сывающую насадку (сопло) 1 в рабочий трубопровод 2 и перемещает­ся до приемного резервуара-отделиЗдесь груз выпадает из струи воздуха из-за резкой потери скорости. Воздух, содержащий мелкую пыль, по трубопроводу 4 поступает в фильтр (пылеулавливатель) 8, из которого чистый воздух по трубопроводу 5 поступает в вакуум-насос 6 и через воздухоотводную трубу 7 выбрасывается в атмосферу, а груз через шлюзовые затворы 9, 10 (в виде вращающихся барабанов с ячейками) выгружается отдельно из отделителя и пылеулавливателя на транспортные средства 11.

Рисунок 22.1. Схемы пневматических установок

В низконапорных нагнетательных установках с давлением до 0,2 МПа применяются вентиляторы с высокими напорами, в установках средне­го давления до 0,3 МПа – воздуходувки и высокого давления 0,6 МПа –компрессоры.

В нагнетательных установках среднего давления (рисунок 22.1, б) груз принудительно с помощью шнека подается в камерный питатель 1, где смешивается со сжатым воздухом, по трубопроводу 2 перемещается в отделитель 3, в котором происходит осаживание груза, а воздух че­рез фильтр 4 выбрасывается в атмосферу.

В нагнетательных установках высокого давления (рисунок 22.1, в) сжатый воздух от компрессора через ресивер, маслоотделитель и водоот­делитель поступает в камерный питатель 2, из которого груз захваты­вается струей воздуха, перемещается по трубопроводу 5 и с помощью переключателей 4 направляется в один из приемных устройств 6, а воз­дух через фильтр 7 выходит в атмосферу. Для лучшего смешивания груза с воздухом на дне питателя укладываются плиты 1, через кото­рые поступает воздух и аэрирует груз. Уровень груза в питателе опре­деляется датчиком-сигнализатором наполнения 3.