2 Исходные данные для проектирования

Заданы:

• Максимальный средний (во времени) массовый расход материала , кг/с;

• параметры материала: плотность и насыпная плотность , кг/м³; средний эквивалентный диаметр частицы материала , м; угол естественного откоса , угл. град.;

• параметры несущего воздуха: температура , °С, плотность , кг/м³, динамическая вязкость , Па∙с;

• высота подачи Н, м;

• ограничение по величине истинной объемной концентрации твердой фазы в потоке м³/м³;

• максимально допустимая поперечная нагрузка на ствол , кг/(м²∙с);

• переходная характеристика (передаточная функция) объекта;

• максимально допустимая амплитуда изменения параметра объекта от воздействия поступившей дозы материала , отн. ед.

Определить:

• параметры импульса расхода (амплитуду , кг/с, и длительность , с);

• площадь проходного сечения транспортного ствола S_TP;

• объем камеры питателя V, м³;

• высоту Н _ЗМП и диаметр d _ЗМП загрузочного материалопровода;

• потребный расход несущего воздуха , кг/с;

• потери напора на транспортирование двухфазной смеси;

• выбрать воздуходувный агрегат, обеспечивающий полученные параметры двухфазного потока;

• выбрать принципиальную схему включения – отключения подачи воздуха (при необходимости);

• выбрать конкретное оборудование для управления подачей воздуха;

• определить суммарное минимально необходимое время релаксации ;

• выполнить проверку результата расчета по критерию . Графическая часть работы должна содержать схему питателя; график импульса расхода и реакции заданного объекта на единичный импульс расхода; чертеж камеры питателя, заполненной материалом (для расчета объема); схему для расчета потерь давления с указанием местных сопротивлений.

3 Расчетная часть

3.1 Статический расчет впкп

3.1.1 Расчет номинальной (рабочей) скорости несущего воздуха.

Критерий Архимеда для частицы сферической формы определяется как

.

(6)

Критерий Рейнольдса, записанный относительно скорости витания¹, связан с критерием Архимеда зависимостью

.

(7)

Следовательно, скорость витания частицы

, м/с.

(8)

В соответствии с рекомендациями [7, 8] принимаем рабочую скорость воздуха . При таком значении скорости можно приближенно считать [8], что скорость вертикального перемещения частиц материала

, т. е. .

(9)

Нужно учесть, однако, что в начале трассы перемещения рассматривается т. н. разгонный участок, на котором скорость твердых частиц увеличивается от практически нулевого, и даже отрицательного, до установившегося значения. В устройствах типа ВПКП длина трассы от зоны загрузки до материалоотделителя чаще всего невелика и практически вся составляет часть разгонного участка. Для расчета длины разгонного участка для пневмотранспорта предложен целый ряд зависимостей, определяемых видом материала и характеристиками трассы. В частности, для определения длины разгонного участка применима формула [8]:

.

(10)

Здесь и — скорость материала в начале и в конце разгонного участка. Скорость может быть принята равной нулю, скорость принимается равной . Если высота транспортного ствола Н меньше (рисунок 4), скорость материала на выходе из него очевидно можно (?) определять следующим образом. При равноускоренном движении и нулевой начальной скорости на пути L частица твердого материала достигает скорости (см. Приложение Б).

Рисунок 4 — Профиль скорости материала по высоте транспортного ствола

По величине скорости материала в конце разгонного участка можно определить ускорение:

.

(11)

Тогда скорость на входе в материалоотделитель (на высоте Н разгонного участка):

.

(12)