Методика расчета пневмотранспорта

Методика расчета пневмотранспорта составлена на основе «Справочника по проектированию цементных заводов», Ленинград, 1969 и справочника «Пневмотранспортные установки», Ленинград, 1969 г.

1. Расчетная производительность насоса

Q_р = Q_экспK₁K₂,

где Q_эксп - эксплуатационная производительность, т/ч;

K₁ - коэффициент, учитывающий тип насоса:

для винтовых насосов K₁ = 1 ¸ 1, 1;

для однокамерных насосов K₁ = 1, 5 ¸ 2;

для двухкамерных насосов K₁ = 1, 2 ¸ 1, 3;

К₂ - коэффициент резерва (принимается 1, 1 ¸ 1, 5).

2. Приведенная (расчетная) длина транспортного трубопровода в м определяется по формуле:

где - сумма длин горизонтальных участков, м;

- сумма длин вертикальных участков, м;

- сумма длин, эквивалентных коленам, м;

- сумма длин, эквивалентных переключателям, м

Эквивалентная длина l _эк для колен с углом поворота 90° определяется из следующей зависимости:

значения
l эк в м

где R_о - радиус колена, м;

d_т - диаметр трубопроводов, м.

Эквивалентную длину для двухходового переключателя следует принимать 8 м.

3. Скорость транспортирующего воздуха (в м/с) на выходе из трубопровода определяется по формуле:

где α - опытный коэффициент, учитывающий крупность материала (см. табл. 1);

В - коэффициент, учитывающий изменение, плотности воздуха, принимается В = (2 ¸ 5) · 10^-5,

для цемента В = 3 · 10^-5;

γ _м - истинная плотность материала (табл. 10 п. 2.10 «Норм»)

Таблица 1

4. Весовая концентрация смеси определяется по формуле:

где: К - коэффициент, определяемый степенью соответствия паспортной характеристики насоса производительности технологической линии, квалификацией обслуживающего персонала и т.п., принимается К = 0, 6 ¸ 0, 9;

γ _м - истинная плотность материала, кг/м³;

γ _ц - истинная плотность цемента, кг/м³;

μ ₁ - оптимальная концентрация смеси для цемента, принимается по графику рис. 1.

Рис. 1. График зависимости весовой концентрации от приведенной длины транспортирования L_пр.

1 - для камерных насосов

2 - для винтовых насосов

5. Расход сжатого воздуха в первом приближении определяется по формуле:

где γ _В - плотность воздуха в нормальных условиях, кг/м³

γ _В = 1, 2 кг/м³

Q_р - расчетная производительность, т/ч.

6. Внутренний диаметр трубопровода:

По ГОСТу выбирают трубу с внутренним диаметром, равным (или ближайшим большим) рассчитанному.

По этому диаметру уточняют требуемый расход воздуха и фактическую концентрацию смеси по формулам:

7. Полное сопротивление трубопроводов (общие потери давления) выражается суммой:

Н_полн = Н_п + Н_под + Н_вх Мпа,

где Н_п - путевые потери давления в трубопроводе с учетом потерь в отводах и переключателях, МПа;

Н_под - потери давления на подъем материала при наличии вертикальных участков, МПа;

Н_вх - потери давления в загрузочном устройстве на ввод материала в трубопровод, МПа.

В развернутом виде полное сопротивление определяется формулой:

где K - опытный коэффициент сопротивления;

λ - коэффициент трения чистого воздуха о стенки трубы;

g - ускорение силы тяжести, м/с²;

γ _В - средняя плотность воздуха на вертикальном участке принимается 1, 8 кг/м³;

h - высота подъема материала, м;

χ - коэффициент, зависящий от типа загрузочного устройства; для винтовых насосов χ = 1, для камерных χ = 2: 3;

V_Вх и γ _Вх - скорость и плотность воздуха на входе в трубопровод при начальном давлении Р_о.

Коэффициент K находится по формуле:

где С - опытный коэффициент; для цемента C = 90 ÷ 100.

Коэффициент χ для гладких стальных труб:

χ = 0, 246Re^{-0, 22}

где критерий Рейнольдса:

v - коэффициент кинематической вязкости воздуха; для стандартного воздуха v = 14, 9·10^-6 м²/с.

Плотность и скорость воздуха на входе в трубопровод при начальном давлении Р_о определяется по формулам:

Потери давления на ввод материала в трубопровод Н_вх определяются после подсчета H_п и Н_под. Ориентировочно можно принимать

Н_вх = (0, 002 ¸ 0, 015) МПа

при этом следует принимать большие значения для коротких трасс, меньшие - для средних и длинных трасс.