Расчет систем пневмотранспорта

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 6Следующая ⇒

Пневматический транспорт является одним из прогрессивных способов внутри – и межцеховых перемещений сухих и порошкообразных материалов и поэтому широко применяется на отечественных заводах. Его преимущества- герметичность, гибкость трасс, независимость от погодных условий, возможность полной автоматизации процесса, небольшие капитальные затраты на строительство.

§ Расчет основных параметров установки с пневмокамерным насосом

Q = 40 т/час

n_верт.= 2

n_гор.= 0

n_{перекл.} = 3

1. Заданную часовую производительность установки, работающей в технологической линии с питанием от другой машины, определяем по максимально возможной производительности Q_max этой машины с учетом гарантийного запаса в пределах.

Q_раб. =(1, 1 ÷ 1, 3)·Q_max, т/ч (14)

Q_раб. =1, 1·40 = 44 т/ч

Для пневмокамерных насосов, работающих циклично, принимают следующую расчетную производительность:

для однокамерных насосов - Q_м.р. =(1, 5÷ 2, 0)·Q_раб.

для двухкамерных насосов - Q_м.р. =(1, 2÷ 1, 3)·Q_раб

Мы принимаем тип питателя – двухкамерный насос.

Q_м.р. =1, 2· 44 = 52, 8 т/ч

2. Приведенная длина транспортирования L_пр определяется по пространственной схеме установки, которую предварительно следует выполнить, по формуле (15):

L_пр=∑ l_гвн.+ ∑ l_эк.+ ∑ l_эп., м (15)

∑ l_гвн– сумма геометрических длин прямых: горизонтальных, вертикальных, м; ∑ l_эк –сумма эквивалентных длин прямых участков для отводов (колен), м; ∑ l_эп.– сумма эквивалентных длин прямых участков для переключателей, м.

Эквивалентную длину для колен, расположенных в горизонтальной плоскости следует принимать равной 5 м прямого участка трубы. Для колен, расположенных в вертикальной плоскости – равной 8 м прямого участка. Эквивалентную длину для переключателя следует принимать равной 8 м прямого участка согласно рекомендациям ВНИИПТМаша.

L_пр = (75+177)+(6, 5+8, 8+27+1+5)+8*2+0*5+3*8=340, 3 м

3. Потребный расход сжатого воздуха Q_в. определяют по формуле (16):

Q_в.= , нм³/мин, (16)

Q_м.р.–расчетная производительность в т/ч; ρ _в=1, 2 кг/м³–плотность атмосферного воздуха при нормальных условиях; μ – оптимальная концентрация материально-воздушной смеси, определяется по графической зависимости [1, рис.8.9]. По рисунку определили:

Vk=28м/с

μ =22кг с/кг

Q_в. =(100*52, 8)/(6*1, 2*22)=33, 33 нм³/мин

4.Внутренний диаметр материалопровода определяют по формуле (17):

d_тр.= , м, (17)

По ГОСТ 8732 -78 выбирают трубы с внутренним диаметром, равным или большим ближайшим к рассчитанному.

d_тр.=√ 4*33, 3/(60*3, 14*28)=0, 159=159 мм (принимаем d_тр.=175мм).

При больших дальностях подачи (L_пр.> =300 м) для всех порошкообразных цементных материалов целесообразно принимать ступенчатый материалопровод, т.е. переменного диаметра, причем начальный участок, где имеют место наименьшие скорости, следует брать меньшего диаметра, чем рассчитанный по формуле, а конечный участок с большими скоростями воздуха – увеличенного диаметра, чем дает расчет по формуле.

Ступенчатый трубопровод выбирается из следующего условия: эквивалентный его диаметр должен быть равен или больше рассчитанного, т.е.

d_тр.э.= d_тр.= , м (18)

d₁- внутренний диаметр трубопровода на начальном участке, принимаемый из условия, чтобы площадь его поперечного сечения была бы примерно на 20% меньше площади поперечного сечения трубопровода с расчетным диаметром, т.е.

d₁= м (19)

Обычно по ГОСТ 8732-78 принимают ближайший меньший по сортаменту; d₂ – внутренний диаметр среднего участка трубопровода, который принимается равным расчетному; d_3.- внутренний диаметр конечного участка трубопровода, принимаемый из следующего условия: площадь поперечного сечения его должна быть больше на 20-30%, чем площадь поперечного сечения трубопровода с расчетным диаметром, т.е.

d_3.= , м (20)

Обычно по ГОСТ 8732-78 принимают ближайший больший к расчетному диаметр трубы.

Длину начального участка L_пр' выбирают из такого расчета, чтобы она составляла не более 20% от общей длины L_пр:

L_пр' = 0, 2·L_пр, м (21)

Длину среднего участка обычно принимают равной:

L_пр'' = 0, 3·L_пр, м (22)

Конечный участок, таким образом, будет длиной:

L_пр''' = 0, 5·L_пр, м (23)

Более трех участков практически принимать не следует даже при большой общей длине 1000-1500 м, т.к. это усложнит замету труб при их износе и др.

d₁=√ 0, 8*0, 159² =142 мм(принимаем d₁= 125мм)

d₂= 175мм

d₃=√ 1, 2*0, 159² =174 мм (принимаем d₃= 175мм)

1 участок: L_пр'= 0, 2·340, 3=68, 06 м

2 участок: L_пр''= 0, 3· 340, 3=102, 09м

3 участок: L_пр'''= 0, 5·340, 3=170, 15 м

d_тр.э.=√ ((0, 125² *68, 06+0, 175² *102, 09 +0, 175² *170, 15)/340, 3=0, 166 м

После этого уточняют расход сжатого воздуха при той же скорости по формуле (24):

Q_в^* = , нм³/мин, (24)

Q_в^* =60*28*3, 14*0, 166² /4=36, 34нм³/мин.

и фактическую концентрацию смеси по формуле (25):

μ _факт.= , кг материала/кг воздуха (25)

μ _факт.= 100*52, 8/(6*1, 2*36, 34)=20, 18 кг материала/кг воздуха

5. Потери давления ∆ Р_тр. в материалопроводе определяются по формуле (26):

∆ Р_тр.= , кг\м², (26)

где К_пр= (27)

-опытный приведенный аэродинамический коэффициент сопротивления трубопровода при перемещении материально-воздушной смеси.

Для большинства цементных материалов (цемента, сырьевой муки др.) опытный коэффициент А=250.

λ _к= , (28)

λ _к - коэффициент трения «нормального» воздуха о стенки трубы

Re= - число Рейнольдса; (29)

υ =14, 9·10^-6 м²/с;

υ – коэффициент кинематической вязкости «нормального» воздуха; ρ _к=1, 2 кг/м³ – плотность «нормального» воздуха; V_k- скорость воздуха на выходе из материалопровода, м/с; L_пр–приведенная дальность транспортирования, м; g=9, 81 м/с²–ускорение силы тяжести; d_тр.–внутренний диаметр материалопровода, м; ρ _в'= 1, 8 кг/м³ –средняя плотность сжатого воздуха на участке подъема. Она принята такой, потому что для большинства практических случаев участок подъема обычно находится в конце трассы; μ –концентрация материально-воздушной смеси, кг материала/ кг воздуха; h – высота подъема материала, м.

К_пр=250*0, 166/64, 4=0, 64

Re=28*0, 166/14, 9·10^-6 = 311946

λ _к=0, 246/16, 17=0, 015

∆ Р_тр.=(1+0, 64*20, 18)*0, 015 *(1, 2*28² *340, 3/(2*9, 81*0, 166))+1, 8*20, 18*48, 3

∆ Р_тр.= 22321кгс/м² =2, 23 кгс\см²

6. Расход электроэнергии на выработку сжатого воздуха определяют по следующей формуле:

N_к= , кВт (30)

Р₀–атмосферное давление воздуха, атм.; Р_к –рабочее давление компрессора, которое принимается следующим:

Р_к = (1, 2÷ 1, 3)·∆ Р_тр + ∆ Р_с + 1, атм, (31)

∆ Р_тр–потери давления в материалопроводе, определенные по формуле (26); ∆ Р_с–потери давления в воздухопроводе от компрссора до питателя. Обычно принимают в диапазоне 0, 3÷ 0, 5 кгс/см²; η –общий КПД компрессора, принимаемый в пределах 0, 55÷ 0, 70; Q_к=1, 1·Q_в^* – производительность компрессора или потребный расход сжатого воздуха с учетом потерь в подводящей сети, нм³/мин.

Р_к = 1, 2·2, 23 + 0.3 + 1=3, 98атм,

Q_к=1, 1·36, 34 = 39, 97 м³/мин

N_к=23030*1*lg(3, 98/1)*39, 97/(60*102*0.7)=128, 9 кВт

7. Удельный расход сжатого воздуха на транспортирование 1 т материала определяют по формуле:

q_в= , нм³/т (32)

q_в=60*36, 34/44=49, 55 нм³/т

8.Удельный расход электроэнергии на транспортирование 1 тонны материала находим по формуле:

для пневмокамерных насосов:

N_уд.= кВт-ч/т, (33)

N_уд.= 128, 9/44=2, 93 кВт-ч/т.

§ Расчет основных параметров установки с пневмовинтовым насосом

Q = 40 т/час

n_верт.= 2

n_гор.= 0

n_{перекл.} = 3

Выбираем пневмовинтовой насос по производительности мельницы [1, табл.8.49]: насос типа ТА-40А длиной 4.2950 м и высотой 1.030 м.

1. Заданную часовую производительность установки определяем по формуле (14):

Q_раб. =1, 1·40 = 44 т/ч

Для пневмовинтовых насосов, осуществляющих непрерывный ввод материала в трубопровод, расчетную производительность принимают равной или на 10% больше заданной:

Q_м.р. =(1, 0÷ 1, 1)·Q_раб

Q_м.р. =1, 1· 44 =48, 4 т/ч

2. Приведенная длина транспортирования L_пр определяется по формуле (15):

L_пр = (75+177)+(6, 5-0, 515+8, 8+27+1)+8*2+5*0+8*3=334, 79

3. Потребный расход сжатого воздуха Q_в. определяют по формуле (16):

По рисунку определили:

μ =21 кг/кг

V_к=26 м/с – потребная скорость воздуха на выходе из материалопровода.

Q_в. =100*48, 4/(6*1, 2*21) = 32, 01 нм³/мин,

4.Внутренний диаметр материалопровода определяем по формуле (17):

По ГОСТ 8732 -78 выбирают трубы с внутренним диаметром, равным или большим ближайшим к рассчитанному.

d_тр.= , м, (17)

d_тр.=√ 4*32, 01/(60*3, 14*26)=0, 162м (принимаем d_тр =175 мм)

d_тр.э.= d_тр.= , м (18)

d₁= м (19)

d_3.= , м (20)

Обычно по ГОСТ 8732-78 принимают ближайший больший к расчетному диаметр трубы.

Длину начального участка L_пр' выбирают из такого расчета, чтобы она составляла не более 20% от общей длины L_пр:

L_пр' = 0, 2·L_пр, м (21)

Длину среднего участка обычно принимают равной:

L_пр'' = 0, 3·L_пр, м (22)

Конечный участок, таким образом, будет длиной:

L_пр''' = 0, 5·L_пр, м (23)

d₁=√ 0, 8*0, 162² =145 мм(принимаем d₁= 125мм)

d₂= 175мм

d₃=√ 1, 3*0, 162² =177 мм (принимаем d₁= 200мм)

1 участок: L_пр'= 0, 2·334, 79 =66, 96 м

2 участок: L_пр''= 0, 3· 334, 79 =100, 44 м

3 участок: L_пр'''= 0, 5·334, 79 =167, 4 м

d_тр.э.=√ ((0, 125² *66, 96+0, 175² *100, 44 +0, 200² *167, 4)/ 334, 79 =0, 181м

После этого уточняем расход сжатого воздуха при той же скорости по формуле (24):

Q_в^* = , нм³/мин, (24)

Q_в^* =60*26*3, 14*0, 181² /4=40, 12нм³/мин.

и фактическую концентрацию смеси по формуле (25):

μ _факт.= , кг материала/кг воздуха (25)

μ _факт.= 100*48, 4/(6*1, 2*40, 12 )=16, 76 кг материала/кг воздуха

5. Потери давления ∆ Р_тр. в материалопроводе определяются по формуле (26):

∆ Р_тр.= , кг\м², (26)

где К_пр= (27)

Для большинства цементных материалов (цемента, сырьевой муки др.) опытный коэффициент А=250.

λ _к= , (28)

λ _к - коэффициент трения «нормального» воздуха о стенки трубы

Re= - число Рейнольдса; (29)

υ =14, 9·10^-6 м²/с;

К_пр=250*0, 181/58, 7=0, 77

Re=26*0, 181/14, 9·10^-6 = 315839

λ _к=0, 246/16.2=0, 015

∆ Р_тр.=(1+0, 77*16, 76)* 0, 015*(1, 2*26² *334, 79 /(2*9, 81*0, 181))+1, 8*16, 76*42, 79

∆ Р_тр.= 17274, 3 кгс/м² =1, 73 кгс\см²

6. Потребляемую мощность привода пневмовинтовых насосов находят по формуле:

N_потр.=α ·P_с.к.·D_шн.·n, кВт, (34)

где α –опытный коэффициент, зависящий от вида транспортируемого материала; для цемента α = 0, 7; P_с.к.- избыточное давление внутри смесительной камеры насоса, кгс/см²; n – частота вращения шнека, об/мин; D_шн.- диаметр напорного шнека, м.

Согласно справочнику по проектированию цементных заводов [6]:

P_с.к=0, 4 МПа

D_шн=185 мм

n = 1000 об/мин

N_потр.=0, 7·0, 4·0, 185·1000=51, 8 кВт

7. Расход электроэнергии на выработку сжатого воздуха определяют по следующей формуле:

N_к= , кВт (30)

Р₀–атмосферное давление воздуха, атм.; Р_к –рабочее давление компрессора, которое принимается следующим:

Р_к = (1, 2÷ 1, 3)·∆ Р_тр + ∆ Р_с + 1, атм, (31)

Р_к = 1, 2·1, 73 + 0, 3 + 1=3, 38 атм,

Q_к=1, 1·Q_в^*

Q_к=1, 1· 40, 12 = 44, 13 м³/мин

N_к=23030*1*lg(3, 38 /1)*44, 13/(60*102*0.7)=125, 48 кВт

7. Удельный расход сжатого воздуха на транспортирование 1 т материала определяют по формуле:

q_в= , нм³/т (32)

q_в=60*40, 12 /44=54, 71 нм³/т

8.Удельный расход электроэнергии на транспортирование 1 тонны материала находим по формуле:

для пневмовинтовых насосов:

N_уд.= кВт-ч/т, (35)

N_шн= N_потр =51, 8 кВт

N_уд.= (51, 8+125, 48)/44=4, 1 кВт-ч/т

После проделанного расчета основных характеристик пневмовинтового и пневмокамерного насосов, мы выбираем наиболее экономичный. Пневмокамерный насос типа ТА-29А длиной 3.77 м и высотой 4.340 м, является наиболее экономичным.

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 Следующая ⇒