3.1.4 Расчет параметров загрузочного материалопровода

При непрерывной подаче материала расчет ЗМП надо выполнять исходя из того, что разность между давлением столба Н _ЗМП и давлением в камере должна обеспечивать надежное поступление материала в смесительную камеру параллельно с выдачей материала из нее.

При импульсной подаче давление в камере в ходе опорожнения должно надежно удерживать столб в ЗМП.

При достаточно большой величине давления в смесительной камере, порозность материала в ЗМП выше, чем порозность свободно насыпанного материала . Тогда условием нормальной работы питателя будет

(29)

Порозность слоя материала в загрузочном материалопроводе можно определить по формуле [10]:

(30)

где — удельный расход воздуха при максимальном давлении в смесительной камере; — минимальный удельный расход воздуха, необходимый для аэрации материала, м³/(мин∙м²).

, м3/с,

(31)

, м3/с.

(32)

В формулах (27) и (28): — абсолютное атмосферное давление, диаметр частицы – в см, плотность материала и воздуха – в г/см³.

Из формулы (25):

, м.

(33)

3.2 Расчет потерь давления при выдаче дозы

Знать величину потерь давления при выдаче дозы необходимо для обоснованного выбора воздуходувной машины. При известных скоростях воздуха и материала, потери давления при транспортировании можно рассчитать как сумму потерь от трения воздуха и материала , потерь на изменение количества движения массы материала и потерь на местных сопротивлениях [7, 8].

Если , что в целом характерно для ВПКП, потери напора от трения материала определяются по формуле [8]:

,

(34)

где 0,0074; — средняя скорость материала на участке, .

Потери напора от трения воздуха:

,

(35)

где при и при .

Расчет потерь на местных сопротивлениях ведется отдельно для воздуха и материала [11] по формуле:

,

(36)

где — коэффициент местного сопротивления i – го участка; — плотность и скорость воздуха или материала.

Общие потери напора

.

(37)

3.3 Выбор воздуходувного агрегата

Вентилятор, воздуходувку или водокольцевую машину выбирают по [7, 10 или др.], в зависимости от необходимых максимальных расхода и давления воздуха.

3.4 Определение геометрических параметров камеры питателя

Заполняемый объем камеры 1 питателя (рисунок 6) определяется массой дозы при насыпной плотности материала: . Форма камеры должна обеспечить свободное поступление материала в зону загрузки транспортного ствола без предварительного псевдоожижения. Загрузочное отверстие 3 должно быть расположено так, чтобы обеспечивалось максимальное заполнение объема камеры материалом. Степень заполнения определяется также углом естественного откоса материала , который, в свою очередь, зависит от параметров материала, в первую очередь, от влажности. Поперечный срез загрузочного торца транспортного ствола должен располагаться параллельно аэроднищу, на определенном (оптимальном) расстоянии Z от последнего (см. рисунок 1 и комментарии к нему, а также [7]). Площадь аэроднища должна обеспечивать пропускание максимально количества воздуха в единицу времени. При этом аэродинамическое сопротивление материала аэроднища должно быть по возможности минимальным [16]. Конструкции камер (рисунки 6 и 7) могут быть различными в зависимости от особенностей эксплуатации.

На рисунке 7 представлен общий вид пирамидальной камеры со смещением оси транспортного ствола к одной из стенок и схемы ее заполнения материалом. Аэроднище может быть прямоугольным или круглым. Преимущества данной конструкции:

• разный угол наклона стенок обеспечивает равномерное заполнение в гравитационном режиме [17];

• смещение оси транспортного ствола позволяет увеличить размер загрузочного отверстия, что в свою очередь приводит к уменьшению времени загрузки камеры и повышению производительности питателя.

1 — камера; 2 — транспортный ствол; 3 — загрузочное отверстие; 4 — аэроднище; 5 — воздухопровод.

Рисунок 6 — Цилиндроконическая (а) и пирамидальная (б) камеры ВПКП

Рисунок 7 — Схема и общий вид пирамидальной камеры питателя

со смещенной осью транспортного ствола

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.	Соколов, М.В. Автоматическое дозирование жидких сред / М.В. Соколов, А.Л. Гуревич – Л.: Химия, 1987. – 400 с.
2.	Автоматическое управление в химической промышленности: учебник для вузов / Е.В. Дудников [и др.];. под ред. Е.В Дудникова. – М.: Химия, 1987 – 368 с.
3.	Пешехонов, А.А. Автоматическое управление расходом сыпучих материалов: учебное пособие / А.А. Пешехонов – С-Петерб. гос. технол. ин-т. – СПб.: СПбГТИ(ТУ), ИК «Синтез», 2007. – 110 с.
4.	Пешехонов, А.А. Весовой автоматический дозатор сыпучих материалов / А.А. Пешехонов, О.А. Гончар // ММТТ-17: сб. тр. – КГТУ – Кострома, 2004 – Т. 10. – С. 90-91.
5.	Дыхта, В.А. Оптимальное импульсное управление с приложениями / В.А. Дыхта, О.Н. Самсонюк – М.: Физматлит, 2000. – 255 с.
6.	Пешехонов, А.А. Статическая оптимизация параметров пневматического питателя для сыпучих материалов / А.А. Пешехонов, Е.Н. Петров // ММТТ-22: сб. тр. – ППИ. – Псков, 2009. – Т. 10. – С. 73–74.
7.	Голобурдин, А.И.. Пневмотранспорт в резиновой промышленности /. А.И. Голобурдин, Е.В. Донат – М., Химия, 1983 – 161 с.
8.	Разумов, И.М. Пневмо- и гидротранспорт в химической промышленности / И.М. Разумов – М.: Химия, 1979 – 248 с.
9.	Промышленные приборы и средства автоматизации: справочник / В.В. Черенков [и др.]; под ред. В.В. Черенкова. – Л.: Машиностроение, 1987. – 847 с.
10.	Пневмотранспортное оборудование: справочник / М.П. Калинушкин [и др.]. – под ред. М.П. Калинушкина. – Л.: Машиностроение, 1986. – 286 с.
11.	Чесноков, Ю.Г. Изучение гидравлики неподвижного и взвешенного слоя зернистого материала и пневмотранспорта: методические указания к лабораторной работе / Ю.Г. Чесноков [и др.]. – СПб.: СПбГТИ(ТУ), 1998. – 21 с.
12.	Альтшуль, А.Д. Гидравлика и аэродинамика (основы гидравлики жидкости): учебное пособие для вузов / А.Д. Альтшуль, П.Г. Киселев – М.: Стройиздат,1975. – 323 с.
13.	Идельчик, И.К. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / И.К. Идельчик. – М.: Госэнергоиздат, 1975 – 392 с.
14.	Бронштейн, И.Н. Справочник по математике / И.Н. Бронштейн, К.А. Семендяев. – М.: Наука, 1965. – 608 с.
15.	Пешехонов, А.А. Оптимизация параметров систем управления с объемными дозаторами жидкостей / А.А. Пешехонов, А.А. Кравченко, М.В. Соколов // Системы и средства автоматизации потенциально опасных процессов химической технологии : межв. сб. науч. тр. / под ред. П.А. Обновленского. – ЛТИ им. Ленсовета. – Ленинград, 1982. – С. 32-35.
16.	Островский, Г.М. Пневматический транспорт сыпучих материалов в химической промышленности / Г.М. Островский. – Л.: Химия, 1984 – 104 с.
17.	Рогинский, Г.А. Дозирование сыпучих материалов / Г.А. Рогинский. – М.: Химия, 1978. – 173 с.
18	Фихтенгольц, Г.М. Основы математического анализа, т.1 / Г.М. Фихтенгольц. – М.: Физматлит, 1964. – 440 с.

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Таблица 1 — Параметры материалов

Вари- ант	Средний максим. расход матери- ала , (кг/с) 10-3;	Параметры частиц материала				Высо- та пода- чи Н, м;	Параметры воздуха
		Плот- ность , кг/м3	Насып- ная Плот- ность , кг/м3	Услов ный диаметр dM, м∙10-3	Угол естест- венного откоса φ, град.		Тем- пера- тура tВ, С 0.	Вяз- кость m,, Па∙с х х 10-5	Плот- ность rВ, кг/м3
1	60	950	700	3,5	30	60	550	3,78	0,472
2	60	950	700	1,9	30	50	20	1,815	1,2
3	55	900	610	2,0	35	60	20	1,815	1,2
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24

Таблица 2 — Параметры объекта управления

Вариант	Аппроксимация объекта управления						Макси- мально допус- тимая реакция , отн. ед.	Макси- мально допус- тимая поперечная нагрузка , кг/(с∙м2)	Приме- чания
	Апериодическое звено			Интегрирующее звено
	ko, с	t о,с	То,с	ko, с	t о,с	То,с
1	10,0	-	20	10		30	0,10	170
2	7,1	-	30	7,1		20	0,14	150
3	8,3		24	8,3		28	0,12	200
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(обязательное)

Образец оформления титульного листа пояснительной записки

____________________________________________________________________________________________________________________

Санкт-Петербургский государственный Технологический институт

(технический университет)

Кафедра автоматизации процессов химической	Факультет	Информатики и управления
промышленности	Курс	IV
	Группа

Дисциплина: «Системы комплексной механизации»

Пояснительная записка к курсовому проекту

«РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИМПУЛЬСНОГО

ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ДОЗАТОРА ДЛЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ»

Студент _____________________

Руководитель ______________________

Санкт-Петербург, 2010

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

(обязательное)

Определение скорости твердой фазы в пределах разгонного участка

При равноускоренном движении и нулевых начальных условиях путь S, пройденный за время t

,

Б.1

а скорость к моменту t:

.

Б.2

Учитывая, что в конце разгонного участка (на высоте ) , из В.2 получим:

.

Б.3

Тогда на высоте

.

В.4

СОДЕРЖАНИЕ

	Введение……………………………………………………………………..	3
1.	Вертикальный пневмокамерный питатель для сыпучих материалов…...	5
2.	Исходные данные для проектирования………………………	9
3.	Расчетная часть……………………………………………………………..	10
3.1	Статический расчет…………………………………………………………	10
3.1.1	Расчет номинальной (рабочей) скорости несущего воздуха…………….	10
3.1.2	Расчет параметров импульсной последовательности……………………	12
3.1.3	Определение работоспособности питателя при загрузке………………..	13
3.1.4	Расчет параметров загрузочного материалопровода…………………….	15
3.2	Расчет потерь давления при выдаче дозы…………………………………	16
3.3	Выбор воздуходувного агрегата…………………………………………...	17
3.4	Определение геометрических параметров камеры питателя……………	17
Список использованных источников………………………………………………		19
Варианты заданий…………………………………………………………………...		20
Приложение А. Образец оформления титульного листа пояснительной записки.		22
Приложение Б. Определение скорости твердой фазы в пределах разгонного участка ………………………………………………………………………………		23

1 Скорость витания равна и противоположна по знаку скорости свободного падения частицы.

24