Учебное пособие: Расчет и выбор аспирационного оборудования

 (13)

β – объёмная концентрация частиц в желобе, м3/м3

 (14)

 – отношение скорости потока частиц в начале желоба к конечной скорости потока.

При найденных числах Bu и Eu коэффициент скольжения компонентов определяется для равномерно ускоренного потока частиц по формуле:

 (15)

Решение уравнения (15)* можно найти методом последовательных приближений, полагая в качестве первого приближения

         (16)

Если окажется, что φ1<n, величина φ определяется решением квадратного уравнения (получаемого из (15), опуская знаки абсолютной величины и раскрывая скобки):

,      (17)

где

 (18)

 (19)

    (20)

Порядок расчета рассмотрим на примере.

1. На основании заданного гранулометрического состава строим интегральный график распределения частиц по крупности (воспользовавшись предварительно найденной интегральной суммой mi) и находим медианный диаметр (рис. 3) dм = 3,4 мм > 3 мм, т.е. имеем случай перегрузки кускового материала и, следовательно, =0,03 м; Pу =7 Па (табл. 4). В соответствии с формулой (10) средний диаметр частиц .

2. По формуле (3) определяем площадь неплотностей нижнего укрытия (имея в виду, что L0 =1,5 м; b =0,6 м, при В =0,5 м (см. табл. 1)

Fн =2 (1,5 + 0,6) 0,03 = 0,126 м2

3. По формуле (2) определяем расход воздуха, поступающего через неплотности укрытия

Существуют другие формулы для определения коэффициента  в т.ч. для потока мелких частиц, на скорости движения которых сказывается сопротивление воздуха [13, 14].

Рис. 3. Интегральный график распределения частиц по крупности

4. По формулам (5)… (7) находим скорости потока частиц в желобе:

 м/с

 м/с

 м/с

следовательно

n = 4,43 / 5,87 =0,754.

5. По формуле (11) определяем сумму к.м.с. желоба с учетом сопротивления укрытий. При Fв =0,2 м2 по формуле (12) имеем

При h/H = 0,12/0,4 = 0,3,

по табл. 5 находим ζnep =6,5;

6. По формуле (14) находим объемную концентрацию частиц в желобе

7. По формуле (13) определяем коэффициент лобового сопротивления
частиц в желобе

8. По формулам (8) и (9) находим соответственно число Бутакова–Нейкова и число Эйлера:

9. Определяем коэффициент «эжекции» в соответствии с формулой (16):

И, следовательно, можно пользоваться формулой (17) с учетом (18)… (20):

10. По формуле (4) определяем расход воздуха, поступающего в нижнее укрытие первого перегрузочного узла:

С целью сокращения вычислений положим для второго, третьего и четвертого перегрузочных узлов расход

 к2=0,9; к3=0,8; к4=0,7

Результата вычислений заносим в первую строку табл. 7, полагая, что все перегрузочные узлы оборудованы одним и тем же укрытием, расход воздуха, поступающего через неплотности i – го перегрузочного узла, Qнi = Qн =0,278 м3/с. Результат заносим во вторую строку табл. 7, а сумму расходов Qжi + Qнi – в третью. Сумма расходов , – представляет собой общую производительность аспирационной установки (расход воздуха, поступающего в пылеуловитель – Qn) и заносится в восьмой столбец этой строки.

Расчет дисперсного состава и концентрации пыли в аспирируемом воздухе

Плотность пыли

Расход воздуха, поступающего в убытие по желобу – Qжi (через неплотности для укрытия типа «О» – Qнi = QH), удаляемого из укрытия – Qai (см. табл. 7).

Геометрические параметры укрытия (см. рис. 1), м:

длина – L0; ширина – b; высота – Н.

Площадь поперечного сечения, м:

а) аспирационного патрубка Fвх= bc.;

б) укрытия между наружными стенками (для убытия типа «О»)

F2=bH;

в) укрытия между внутренними стенками (для укрытия типа «Д»)

F1=b1H;

где b – расстояние между наружными стенками, м; b1 – расстояние между внутренними стенками, м; Н – высота укрытия, м; с – длина входного сечения аспирационного патрубка, м.

В нашем случае, при В = 500 мм, для укрытия с двойными стенками (укрытие типа «Д») b =0,6 м; b1 =0,4 м; С =0,25 м; H =0,4 м;

Fвx =0,25  0,6 =0,15 м2; F1 =0,4  0,4 =0,16 м2.

Удаление аспирационной воронки от желоба: а) для укрытия типа «0» Lу =L; б) для укрытия типа «Д» Lу = L –0,2. В нашем случае Lу =0,6 – 0,2 =0,4 м.

Средняя скорость воздуха внутри укрытия, м/с:

а) для укрытия типа «Д»

 (21)

б) для укрытия типа «0»

=(Qж +0,5QH)/F2.        (22)

Скорость входа воздуха в аспирационную воронку, м/с:

= Qа/Fвх (23)

Диаметр наиболее крупной частицы в аспирируемом воздухе, мкм:

 (24)

По формуле (21) или по формуле (22) определяем скорость воздуха в укрытии  и результат заносим в строку 4 табл. 7.

По формуле (23) определяем скорость входа воздуха в аспирационную воронку  и результат заносим в строку 5 табл. 7.

По формуле (24) определяем  заносим результат в строку 6 табл. 7.

Таблица 6. Массовое содержание частиц пыли, зависящее от  [25]

Значения соответствующие расчетной величине  (или ближайшему значению) выписываем из столбца таблицы 6 и результаты (в долях) заносим в строки 11…16 столбцов 4…7 табл. 7. Можно использовать и линейную интерполяцию значений таблицы, но следует иметь в виду, что в результате получим, как правило, и потому нужно скорректировать максимальное значение  (чтобы обеспечить ).

Определение концентрации пыли

Расход материала – , кг/с (36),

Плотность частиц материала – , кг/м3 (3700).

Исходная влажность материала –, % (2).

Процентное содержание в перегружаемом материале частиц мельче  – , % (при =149…137 мкм, =2 + 1,5=3,5%. Расход пыли, перегружаемой с материалом – , г/с (103,536=1260).

Объемы аспирации – , м3/с (). Скорость входа в аспирационную воронку – , м/с ().

Максимальная концентрация пыли в воздухе, удаляемом местным отсосом из i-го укрытия (, г/м3),

, (25)

Фактическая концентрация пыли в аспирируемом воздухе

, (26)

где – поправочный коэффициент, определяемый по формуле

, (27)

в которой

, (28)

, (29)

для укрытий типа «Д»,  для укрытий типа «О»; в нашем случае (при  кг/м3)

,

,

Или при W=W0=2%

                (30)

1. В соответствии с формулой (25) вычисляем .и заносим результаты в 7 строку сводной табл. 7 (заданный расход пыли  делим на соответствующее числовое значение строки 3, а результаты заносим в 7 строку; для удобства в примечании, т.е. в столбце 8, проставляем значение ).

Страницы: 1, 2, 3, 4