КАПСТРОЙ
Суббота, 23.09.2017, 23:07
МЕНЮ САЙТА

Форма входа

Категории раздела
Строительные технологии, требования и нормы [577]
Проектирование зданий и помещений. [133]
Строительные машины и механизмы [58]
Погрузчики - конструкция, характеристика, схема [20]
Малярные и отделочные технологии. [83]
Аэродинамические основы аспирации. [14]
Теплотехника. Тепломассообмен. [74]
Вентиляция зданий - устройство и расчет. [12]
Охрана труда в строительстве. [103]
Отопительные приборы и системы. [15]
Архитектура мира. [73]
Погреба - конструкция и обслуживание. [61]

Поиск

Календарь
«  Январь 2017  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
      1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
3031

Наш опрос
Что для Вас является оплотом в этой жизни?
Всего ответов: 247

Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

Главная » 2017 » Январь » 14 » Динамическая теория описания эжектирующих свойств потока частиц.
18:11
Динамическая теория описания эжектирующих свойств потока частиц.



Динамическая теория описания эжектирующих свойств потока частиц и методология исследований

аспирация, аэродинамика,
Рис. 1.8. Аспирационная полупромышленная установка: 1 - верхний конвейер; 2 - нижний конвейер; 3 - элеватор; 4, 8 - желоба; 5 - аспирационный коллектор;
6 - бункер; 7 - реечный затвор; 9 - 13 - укрытия; 14 - рукавный фильтр; 15 - вентилятор


Второй этап - изучения аэродинамических процессов в потоке сыпучего материала с позиции динамики двухкомпонентного потока - был начат одним из авторов в Криворожском филиале ИГД АН УССР (ныне НИИБТГ) в 1964 г. с решения задач по аспирации перегрузок нагретых материалов.
Основным результатом первых работ в этом направлении было введение сил теплового и эжекционного давления, что позволило рассматривать динамику потока воздуха в желобах с позиции одномерной задачи, описываемой уравнением гидравлики
аспирация, аэродинамика,
Па; РТ - величина теплового давления в желобе, Па; ^С - сумма к.м.с. желоба.
Простота и наглядность этого уравнения способствовала быстрому распространению его в расчетной практике как в нашей стране, так и за рубежом.
В настоящей работе на базе классических законов механики неоднородных сред раскрываются основные положения аэродинамики гравитационных потоков сыпучего материала применительно к потребностям практики обеспыливающей вентиляции.
Вначале построим применительно к потоку сыпучего материала математическую модель взаимодействия твердых частиц и воздуха, определим динамическую характеристику частиц сыпучих материалов, а затем сформулируем основные положения аэродинамики потока материала в закрытых желобах (решим одномерную задачу), раскроем закономерности формирования воздушного потока, эжектируемого струей сыпучего материала (рассмотрим двумерную задачу).
При этом используем ставший классическим комплексный метод исследований, включающий: математическое моделирование, экспериментальное уточнение теоретических представлений и промышленную апробацию результатов исследований.
Математическое моделирование. Теоретическое описание механизма взаимодействия потока сыпучего материала и воздуха выполнено с помощью общих уравнений динамики гетерогенных сред ( см. Приложение I ). В фундаментальных работах по механике таких сред дано математическое описание этого взаимодействия для ряда практических задач с несущей сплошной средой (жидкость или газ) и с перемещаемой или неподвижной дискретной средой (твердые частицы, капли жидкости, пузырьки газа). Это прежде всего потоки аэрозолей и суспензий, газовзвесей и газожидкостных смесей, это процессы псевдоожижения и фильтрации, пневмо- и гидротранспорт, это наноси и метели. Поток сыпучего материала и увлекаемого им воздуха следует рассматривать, как отдельный подкласс двух- компонентных потоков, в которых несущей средой является дискретная среда из твердых частиц, а несомой - псевдосплошная дисперсионная среда (воздух). Потоки частиц под действием гравитационного поля Земли движутся ускоренно, а возникающие аэродинамические процессы малоактивны (скорость воздушных течений, как правило, меньше скорости частиц), что существенно отличает их от хорошо изученных дисперсных сквозных потоков при пневмо- и гидротранспорте.
При описании механики многокомпонентных потоков используется два методических подхода: феноменологический, рассматривающий потоки гетерогенной среды как движение взаимопроникающих многоскоростных континуумов, и метод осреднения балансовых уравнений классической механики в пространственном и временном микромасштабах.
Первый метод основан на тех же положениях, что и механика однородной сплошной среды. Допускается, что в элементарном объеме смеси, так же как и в элементарных объемах составляющих, несмотря на малость этих объемов, содержится достаточно большое число частиц. Силы динамического взаимодействия компонентов представляют собой объемную силу, обусловленную аэродинамическим сопротивлением частиц из-за относительной скорости компонентов. Они учитываются в балансовых уравнениях сохранения импульса и энергии. Анализируя уравнения сохранения энергии отдельно для каждой составляющей и в целом для смеси, можно показать, что кинетическая энергия смеси увеличивается за счет работы межкомпонентных сил и межфазовых превращений. Этот факт не учитывался в работах С. Е. Бутакова, В. Хемеона и др., оценивающих явление эжекции воздуха потоком сыпучего материала с позиции теоремы живых сил.
Экспериментальные исследования органически дополняли и уточняли математические модели изучаемых процессов, контролировали результаты теоретических исследований и, наконец, отвечали на те вопросы практики, где теория была беспомощна. В связи с этим опыты проводились в нескольких направлениях.
Во-первых, раскрывали основные закономерности взаимодействия частиц и воздуха, определяли количественно аэродинамические свойства отдельных частиц и их коллектива, а также теплообмен между компонентами в условиях ускоренного потока частиц. Этим исследованиям предшествовало изучение структуры потока сыпучего материала: изменение объемной концентрации частиц в потоке, режимов движения в зависимости от конструктивных размеров желобов. Исследования этого направления выполнялись на экспериментальных установках с конструктивными элементами, выявляющими наиболее четко изучаемые процессы или служащими измерителями. Так, при изучении динамических характеристик потока частиц, их аэродинамики и теплообмена основным элементом являлся желоб с переменными углом наклона и поперечным сечением. Аэродинамические свойства отдельных частиц определялись измерением скорости витания в конической трубе, служащей одновременно и измерителем этой скорости.
Во-вторых, при экспериментальном уточнении физической модели динамического взаимодействия ускоренного потока частиц и воздуха осуществляли максимально возможное приближение к требованиям упрощающих допущений, положенных в основу теоретических положений. Требование одинаковости частиц по крупности и форме, равномерности распределения частиц в поперечном сечении потока, стабильности расхода материала привели к необходимости использования в качестве частиц капель воды, получающихся в результате медленного истечения жидкости из емкости через одинаковые по размеру капилляры, размещенные равномерно в днище емкости. Проверка математических моделей эжекции воздуха потоком твердых частиц осуществлялась в прямолинейных желобах с изменяющимся поперечным сечением и углом наклона.
Первичная проверка разработанных методов расчетов оптимальной производительности местных отсосов и эффективности элементов аспирационной сети осуществлялась на универсальной полупромышленной установке в институте ВНИИБТГ. Создание такой установки диктовалось следующим обстоятельством. Изучение процессов динамического взаимодействия движущихся под действием силы тяжести частиц материала и воздуха затруднено невозможностью моделирования гравитационного поля Земли. При проведении же промышленных экспериментов возможность изменения параметров, определяющих изучаемый процесс, даже в узких пределах, практически исключается. Совершенно невозможно исследовать процессы с разными материалами в идентичных условиях. Использование для этих целей экспериментальных установок, состоящих из желоба, соединяющего два бункера (верхний - падающий и нижний - принимающий пересыпаемый материал), затруднено ввиду быстротечности процесса выгрузки материала, что в свою очередь ограничивает расход его и повышает трудоемкость проведения опытов. На этих установках в силу быстротечности практически невозможно выполнять комплекс пылевых замеров. В связи с этим, для проведения экспериментов в условиях, максимально приближенных к натурным, нами была разработана и смонтирована полупромышленная установка, включающая серийно выпускаемое технологическое и вентиляционное оборудование.
Технологическая часть установки (рис 1.8.) представляет собой замкнутую транспортную систему. Горизонтальный транспорт сыпучего материала осуществляется двумя ленточными конвейерами с шириной ленты 650 мм, вертикальный - цепным ковшовым элеватором типа ЭПГ-200 и двумя самотечными желобами. Верхний конвейер 1 длиной 11,0 м установлен на втором этаже лабораторного корпуса, нижний конвейер 2 длиной 14,5 м - на наклонной площадке первого этажа. Элеватор 3 осуществляет подъем материала с нижнего на верхний конвейер. Для обеспечения равномерной подачи материала шаг ковшей принят минимально возможным - 170 мм. Связь нижнего конвейера с элеватором осуществляется через емкий накопительный бункер 6 полезным объемом 5м . Регулирование расхода материала производится реечным затвором 7, установленным на разгрузочном желобе бункера. Для регистрации расхода материала на верхнем конвейере установлены автоматические конвейерные весы 8 типа ЛТМ-1М. Максимальная производительность установки составила 90 т/ч (для железорудных окатышей).
В процессе транспортирования сыпучего материала при перегрузках естественно происходит его измельчение, что снижало качество экспериментов на установках с замкнутым циклом. Существенным отличием данной установки, определяющим высокое качество проводимых опытов, является возможность длительное время (при небольших расходах материала 1-2 часа) работать с материалом постоянной крупности. Обеспечивается это наличием емкого бункера, загружаемого значительным количеством материала.
Обеспыливание технологического оборудования выполняет аспирационная коллекторная система. Она включает аспирационные укрытия разных типов 9-13, разветвленную сеть воздуховодов, вертикальный призматический коллектор, тканевый фильтр 14, вентилятор 15 типа ВВД № 11. Местными отсосами снабжены также бункер, загрузочная и разгрузочная части элеватора. Для регулирования объемов аспирации все местные отсосы снабжены дроссель-клапанами с электрическими приводами. Дистанционное управление технологическим и вентиляционным оборудованием и регистрация параметров производятся с пульта управления, оснащенного соответствующими приборами КИП.
Промышленная апробация по своей сути являлась завершающей стадией раз-работки основ проектирования обеспыливающих систем. В промышленных условиях уточняли объемы аспирации и определяли рациональные схемы размещения местных отсосов, эффективность конструктивных элементов аспирационной сети и инженерных средств и способов оптимизации аспирационных установок. Необходимость такой апробации диктовалась неизбежными упрощениями при разработке теоретических основ аспирации и идеальными условиями экспериментальных исследований в лаборатории. Решение практических задач аспирации ряда технологического оборудования (обжиговых машин, конусных дробилок, грохотов и т.д.) связано с учетом специфичных конструктивных и компоновочных решений, воспроизведение которых в лабораторных условиях не представлялось возможным.
В качестве объекта промышленной апробации разработанных средств аспирации были выбраны наиболее пылящие производства: обогащение железных руд и окомкование железорудных концентратов. Последнее характеризуется к тому же разнообразием применяемого технологического оборудования и «букетом» выделяемых вредных примесей: пыль, тепло, влага.
Апробация методов расчета производительности местных отсосов отдельных технологических узлов осуществлялась практически на всех фабриках горно-обогатительных комбинатов страны.
Внедрение комплекса средств повышения эффективности обеспыливающих систем, а также промышленные испытания и доводка систем были выполнены на фабриках окомкования Соколовско-Сарбайского и Лебединского ГОКов.
Положительный опыт промышленной проверки закреплен в ряде нормативных материалов по проектированию, разработанных при нашем непосредственном участии и нашедших широкое распространение в практике проектирования производств, связанных с переработкой пылящих материалов. Перечислить все объекты, в которых использованы разработанные основы проектирования обеспыливающих систем, не представляется возможным. Это прежде всего отечественные предприятия, построенные или реконструированные по проектам следующих институтов страны (перечислим лишь ведущие из них, ответившие на наш запрос об использовании упомянутых выше работ). Институты Министерства черной металлургии СССР (наименования институтов, министерств, ведомств и городов приведены на момент получения письменных ответов на наш запрос): Гипромез (Москва), Уралгипромез (г. Свердловск), Укргипромез (г. Днепропетровск), Сибгипромез (г. Новокузнецк), Грузгипромез (г. Рустави), Гипроруда (г. Ленинград), Центрогипроруда (г. Белгород), Южгипроруда (г. Харьков), Сибирский филиал Гипроруда (г. Новокузнецк), Механобр (г. Ленинград), Механобрчермет (г. Кривой Рог), Кривбасспроект (г. Кривой Рог), Всесоюзный институт огнеупоров (г. Ленинград), Гипрококс (г. Харьков). Институты цветной металлургии СССР: Гипроникель (г.Ленинград), Кавказ- гипроцветмет (г. Орджоникидзе), Казгипроцветмет (г. Усть-Каменогорск); институты Министерства промышленности строительных материалов СССР: Союзги-пронеруд (г. Ленинград), Южгипроцемент (г. Харьков), НИПИотстром (г. Новороссийск), НИИстромпроект (г. Ташкент); институты Госстроя СССР - Харьковский Сантехпроект, Алма-Атинское отделение ГПИ Сантехпроект, Уральское отделение ГПИ Сантехпроект (г. Свердловск), Ленинградский ПромстройНИИпроект, Харьковский ПромстройНИИпроект, Челябинский Промстрой- НИИпроект, Казахский ПромстройНИИпроект (г. Алма-Ата).
Нормативные материалы также были использованы и при проектировании зарубежных объектов. Так, Уральским промстройНИИпроектом запроекти-рованы аспирационные установки для металлургических заводов в Арнамехре (Иран) и в Хелуане (АРЕ).

энергетика экономика газ ремонт тепло отопление Безопасность конструкция расчет дом расстояния правила характеристика нормы Расчёт кровля фундаменты размеры территория проект здание исследование схема методы схемы грунт механизм строительство оборудование Теплотехника требования проектирование помещение краска устройство характеристики сооружение образец погрузчик бетон
Категория: Аэродинамические основы аспирации. | Просмотров: 318 | Добавил: Саша | Теги: пыль, вентиляция, Аэродинамика, аспирация, установка
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Copyright MyCorp © 2017