Механическая и пневматическая чистка изделий.

Бытовые изделия, верхняя одежда в процессе эксплуатации пылятся. Пыль проникает в щели помещений, складки и поры одежды, ворс ковров и т.д. В состав пыли входят в основном кварцевые и органические частицы различных размеров от 0.045 мм до 0.4 мм, причем 60% приходится на пыль с размером от 0.090 мм до 0.125 мм.

Органическая пыль – частицы хлопка и шерсти составляют в общем объеме до 85%.

В бытовых условиях применяют:

1. механическую чистку
2. влажную уборку
3. пневматическую чистку (обеспылевание)

Механическая чистка выполняется щетками, коврочистками, ковровыбивалками. В процессе очистки поверхности с волокнистой структурой, ворсинки щетки, прочесывая эту поверхность, удаляют пылинки из межволоконного пространства. Для каждой поверхности подбирается определенный вид ворса щетки. Длина ворса зависит от его жесткости и ее можно определить по формуле:

, где

С_ж – коэффициент жесткости;

Е – модуль упругости ворса;

I – момент инерции сечения ворса.

Влажная уборка осуществляется поломоечными машинами, стеклоочистителями, пенными коврочистами и др.

Пневматическую чистку выполняют с помощью пылесосов. Пылесос создает поток воздуха, который, проходя через поры материала или двигаясь вдоль материала, увлекает за собой механические частицы, находящиеся на материале или в его порах.

Процесс обеспыливания характеризуется рядом показателей:

· пылеочистительной (уборочной) способностью:

, где

G_вс – масса всасываемой пыли,

G_р – масса рассеянной пыли на единице площади очищаемой поверхности.

· пылезадержанием:

, где

G_ф – масса пыли задержанной фильтром,

G_вс – масса всасываемой пыли.

· нитесборочной способностью.

Для создания потока воздуха в насадке пылесоса ВВА должен преодолеть сопротивление насадки, шланга и фильтра. При этом возникает разность давлений Δ Р (, где ρ – плотность воздуха, кг/м³) на входе и на выходе из него. Эта разность равна сумме потерь давлений. Потери давления в шланге (гладкой трубе) определяется по формуле:

, где

S₁ и S₂ – площади поперечного сечения до и после расширения;

v – скорость воздушного потока.

Потери давления в удлинительных трубах:

, где

К_Т – коэффициент трения;

l – длина трубопровода;

d – диаметр трубопровода.

Коэффициент трения для турбулентного потока:

; , где

Re – число Рейнольдса;

Q – расход воздуха м³/с;

d – диаметр трубопровода;

v – коэффициент кинематической вязкости м²/с.

Скорость воздуха в воздуховодах принимают на 25÷ 30% больше, чем скорость витания, т.е. скорость при которой частица поддерживается потоком во взвешенном состоянии. Величина скорости колеблется в пределах от 8 до 16 м/с в зависимости от размеров частицы и материала.

Скорость воздушного потока:

Для гофрированных шлангов К_Т=0, 11.

Потери давления в тканевом фильтре определяют по формуле:

, где

ν – коэффициент, характеризующий объем волокон в единице объема фильтра;

η – динамическая вязкость воздуха;

V – линейная скорость фильтрации4

h – толщина фильтра;

σ – радиус волокон.

Технико-экономические показатели пылесосов улучшаются в случае возрастания скорости воздушного потока в узлах, составляющих основу конструкции:

· всасывающей насадке;

· пылепроводе;

· пылесборнике;

· фильтре;

· вентиляторе;

· электродвигателе;

· корпусе.

В общем случае величина скорости определяется по формуле:

, где

Q – производительность пылесоса;

F – площадь поперечного сечения элемента;

K – коэффициент, учитывающий характер распределения скоростей по сечению.

Для отрыва частиц пыли от пола скорость потока воздуха должна быть больше критической скорости воздействия, при которой частицы находятся в состоянии неустойчивого равновесия.

, где

d_т – диаметр частицы;

ρ _т, ρ ₀ – плотности частиц и воздуха;

К_ч – коэффициент, учитывающий режим массового уноса частиц.

Скорость потока в сборном канале насадки рассчитывается по формуле:

, где

Re_т – критическое число Рейнольдса, зависящее от радиуса частицы;

К_чш – коэффициент, учитывающий ширину насадки.

В пылесборнике пылесоса должно происходить осаждение частиц пыли под действием силы тяжести и инерционных сил. Величина скорости должна обеспечивать выпадение частиц из потока. При прохождении загрязненного воздуха через фильтр линейная скорость фильтрации должна быть меньше допустимой предельной нагрузки на 1 м² данного фильтроэлемента:

, где

q_пр – предельная динамическая нагрузка на 1 м² фильтроэлемента, Па;

F_ф – площадь фильтроэлемента.

Классификация бытовых пылесосов.

КНПО «Веста» разработан параметрический ряд пылесосов, позволяющий повысить их технический уровень и провести унификацию деталей и узлов. Предусмотрено, что модели параметрического ряда должны быть унифицированы по отношению к базовым, не менее чем на 80%. Проведенная унификация позволила сократить общее число узлов с 82 до 32. Так вместо 9 ВВА должно применяться 3 класса А, мощностью 400, 600 и 800 Вт. Причем их можно применять как в прямоточных, так и в вихревых пылесосах.

Вместо 9 сигнализаторов запыленности применено 2, вместо 10 устройств намотки шнура – 1.

В пылесосах параметрического ряда предусмотрены: бумажные фильтры предварительной очистки, сигнализатор запыленности, автоматическое отключение двигателя при заполнении пылесборника, устройство регулирования расхода воздуха, автоматическая намотка шнура, устройство организованного хранения принадлежностей. В перспективе планируется устанавливать следующие элементы комфортности:

· устройство регулирования мощности;

· дополнительный фильтр;

· очистка фильтра от пыли (механическая);

· рассеивание или изменение воздушного потока;

· дистанционное управление пылесосом.

Практически все конструкции пылесосов содержат следующие узлы:

1. корпус: (сборный, разборный);

2. пылесборник (фильтр);

3. ВВА;

4. всасывающие насадки (для очистки пола, ковра, мебели, одежды);

5. пылепровод (гофрированный) и 2 удлинительные трубы;

6. выключатель;

7. электрошнур.

Всасываемый вместе с пылью воздух, сначала обязательно проходит через пылесборник, а затем уже охлаждает электродвигатель.