Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Интенсификация процесса высоконапорного пневмотранспорта камерными насосами Гаврилюк Дмитрий Николаевич

Интенсификация процесса высоконапорного пневмотранспорта камерными насосами
<
Интенсификация процесса высоконапорного пневмотранспорта камерными насосами Интенсификация процесса высоконапорного пневмотранспорта камерными насосами Интенсификация процесса высоконапорного пневмотранспорта камерными насосами Интенсификация процесса высоконапорного пневмотранспорта камерными насосами Интенсификация процесса высоконапорного пневмотранспорта камерными насосами Интенсификация процесса высоконапорного пневмотранспорта камерными насосами Интенсификация процесса высоконапорного пневмотранспорта камерными насосами Интенсификация процесса высоконапорного пневмотранспорта камерными насосами Интенсификация процесса высоконапорного пневмотранспорта камерными насосами Интенсификация процесса высоконапорного пневмотранспорта камерными насосами Интенсификация процесса высоконапорного пневмотранспорта камерными насосами Интенсификация процесса высоконапорного пневмотранспорта камерными насосами
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Гаврилюк Дмитрий Николаевич. Интенсификация процесса высоконапорного пневмотранспорта камерными насосами : диссертация ... кандидата технических наук : 05.02.13 / Гаврилюк Дмитрий Николаевич; [Место защиты: Белгород. гос. технол. ун-т им. В.Г. Шухова].- Екатеринбург, 2010.- 138 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/2743

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Высоконапорный пневмотранспорт 12

1.1 Классификация процессов пневмотранспорта 12

1.2 Конструкции пневмокамерных насосов 17

1.3 Процессы протекающие при разгрузке пневмокамерного насоса 26

1.4 Методы расчета сопротивления транспортного тракта 33

1.5 Определение относительной скорости твердой фазы 45

1.6 Цели и задачи работы 51

Глава 2. Математическая модель движения двухфазного потока при высоконапорном пневмотранспорте с использованием газодинамических функций 52

2.1 Математическая модель движение двухфазного потока на начальном участке транспортного трубопровода 54

2.1.1 Уравнение одномерного движения сплошной фазы 54

2.1.2 Вывод уравнения относительной скорости движения фаз на стационарном участке транспортного тракта 60

2.1.3 Совместное решение системы уравнений для двухфазного потока на начальном участке 66

2.2 Уравнение движения двухфазного потока на стационарном участке транспортного трубопровода 71

2.3 Упрощенная модель движения двухфазного потока на стационарном участке 76

Глава 3. Экспериментальные исследования 79

3.1 Определение параметров разгрузочного цикла пневмокамерного насоса 79

3.2 Влияние диаметра разгрузочного патрубка на основные параметры разгрузки пневмокамерного насоса 89

3.3 Сопоставление расчетных и экспериментальных данных движения 3.4 двухфазного потока по транспортному трубопроводу 93

Глава 4. Модернизация системы пневмотранспорта глинозема на ОАО филиал «Пикалевскии Глиноземньщ завод Сибирско-Уральскои алюминиевой компании».. 99

4.1 Испытания системы пневмотранспорта до модернизации 99

4.2 Расчет и проектирование системы пневмотранспорта 104

4.3 Промышленные испытания модернизированной системы. высоконапорного пневмотранспорта 116

Заключение 121

Библиографический список 124

Приложение.

Введение к работе

Акт уа ль но сть работы. Высоконапорный нагнетательный

пневмотранспорт широко применяется для транспортировки сыпучих материалов в различных отраслях промышленности. Так, на заводах по производству цемента, глинозема, а также минеральных удобрений, практически все производимые сыпучие материалы перемещаются высоконапорным пневмотранспортом с помощью пневмокамерных насосов, которые могут обеспечивать дальность транспортирования до 1000 м, и высоту подъема 30-45 м. Несмотря на все очевидные преимущества пневматического транспортирования сыпучих материалов, существенным недостатком данного вида транспорта является сравнительно большой удельный расход сжатого воздуха, который, например, для глинозема, нередко превышает 200 м воздуха (при нормальных условиях) на тонну материала. Учитывая значительные объемы производства и растущие цены на энергоносители, в настоящее время актуальной задачей является повышение эффективности работы пневмотранспортных систем и снижение удельных затрат сжатого воздуха на пневматическое транспортирование сыпучих материалов.

Цель работы - создание высокоэффективных высоконапорных пневмотранспортных систем с пониженным удельным расходом сжатого воздуха, а также разработка метода расчета параметров двухфазного потока при высоконапорном пневмотранспорте.

Для достижения поставленных целей, решались следующие задачи:

  1. Получение аналитических выражений для расчета параметров двухфазного потока при высоконапорном пневмотранспорте, учитывающих существенное изменение по длине трубопровода таких локальных параметров двухфазного потока, как например, скорость, плотность и давление воздушного потока, скорость частиц и истинная концентрация материала;

  2. Получение аналитических зависимостей для расчета относительной скорости движения фаз, а также расчета сопротивления транспортного тракта и расхода сжатого воздуха при высоконапорном пневмотранспорте;

  3. Проведение экспериментальных исследований для получения зависимостей влияния конструктивных параметров пневмокамерного насоса и режима подвода сжатого воздуха в его камеру на параметры высоконапорного пневмотранспорта сыпучих материалов;

  4. Апробация полученных результатов в промышленных условиях.

Методы исследования. Применялись экспериментальные методы в лабораторных и промышленных условиях, а также методы численного моделирования с использованием программных продуктов Mathcad 14 и Excel.

Достоверность и обоснованность результатов исследования подтверждается использованием аттестованных средств измерения, а также тем, что полученные экспериментальные и теоретические зависимости не противоречат известным законам газовой динамики двухфазных потоков.

На защиту выносятся

аналитические выражения для расчета параметров двухфазного потока на стационарном участке транспортного тракта, учитывающие сжимаемость сплошной среды и изменение всех локальных параметров двухфазного потока по длине транспортного тракта системы высоконапорного пневмотранспорта;

аналитические выражения для расчета параметров двухфазного потока на начальном участке транспортного тракта системы высоконапорного пневмотранспорта;

упрощенный метод расчета параметров двухфазного потока при высоконапорном пневмотранспорте;

аналитическое выражение для определения относительной скорости движения фаз на стационарном участке транспортного тракта;

аналитическая зависимость для определения коэффициента Гастерштадта, учитывающая параметры воздушного потока и свойства частиц;

экспериментальные зависимости влияния диаметра разгрузочного патрубка пневмокамерного насоса и режима подвода сжатого воздуха в его камеру, на основные параметры пневматического транспортирования;

- результаты модернизации промышленной системы пневмотранспорта.
Научная новизна

  1. Получена система уравнений для расчета параметров двухфазного потока на стационарном участке транспортного трубопровода, которая учитывает изменение всех локальных параметров двухфазного потока (скорость, плотность и давление воздушного потока, скорость частиц и истинная концентрация материала) по длине транспортного тракта. Для определения локальных параметров сплошной среды используются газодинамические функции;

  2. Получены аналитические выражения для расчета параметров двухфазного потока на начальном (разгонном) участке транспортного тракта;

  3. Разработан упрощенный метод расчета параметров двухфазного потока при высоконапорном пневмотранспорте, позволяющий определять параметры потока в начальном и конечном сечении трубопровода;

  4. Получена новая аналитическая зависимость для определения относительной скорости движения фаз на стационарном участке транспортного тракта, учитывающая влияние пограничного слоя на движение частиц в транспортном трубопроводе. Полученная зависимость удовлетворительно согласуется с зависимостями других авторов, и учитывает ряд дополнительных параметров двухфазного потока;

  5. Получена новая аналитическая зависимость для определения коэффициента Гастерштадта, учитывающая параметры воздушного потока и свойства частиц;

  6. Получены новые экспериментальные зависимости влияния диаметра разгрузочного патрубка пневмокамерного насоса и режима подвода сжатого воздуха в его камеру, на производительность

пневмотранспортной линии, расходную концентрацию материала и

удельный расход воздуха. Полученные зависимости позволяют

оптимизировать работу высоконапорной пневмотранспортной системы.

Практическая значимость.

Предложенные аналитические выражения для расчета процесса высоконапорного пневмотранспорта использовались при проектировании и наладке промышленной системы пневмотранспорта на предприятии ОАО «Пикалевский глиноземный завод» Сибирско - Уральской алюминиевой компании (г. Пикалево). В результате проведенной модернизации линии пневмотранспорта удельный расход воздуха был снижен до 39-50 нм /т, что в 4 раза ниже удельного расхода до модернизации.

Апробация работы.

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на XXXVI и XXXIX Уральских семинарах «Механика и процессы управления» Российской академии наук, государственного Ракетного центра «КБ им. Академика В.П. Макеева» (г. Миасс, 2004, 2006 гг.), а также на VII и IX отчетных конференциях молодых ученых ГОУ-ВПО УГТУ-УПИ (г. Екатеринбург, 2005).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 14 научных статей. Из них 2 работы входит в перечень изданий, рекомендованных ВАК РФ.

Вклад автора в проведенное исследование заключается в выполнении экспериментальных исследований в лабораторных условиях, в получении аналитических выражений движения двухфазного потока при высоконапорном пневмотранспорте, а также в проектировании и наладке промышленной системы высоконапорного пневмотранспорта.

Объем и структура работы. Диссертация включает введение, четыре главы, выводы, список использованных источников из 136 наименований, и 1 приложение. Работа изложена на 137 страницах машинописного текста, содержит 52 рисунка и 10 таблиц.

Процессы протекающие при разгрузке пневмокамерного насоса

Пневмокамерный насос является аппаратом периодического действия, работа которого складывается из ряда разгрузочных циклов.

Разгрузочный цикл камерного насоса показывает, как изменяются основные параметры насоса (производительность, расход воздуха, давление в камере) в течение времени от начала подачи сжатого воздуха в камеру, до момента прекращения подвода воздуха к пневмокамерному насосу [4].

А.Я. Малис [6], Г.М. Островский [3] предлагают разделять весь цикл разгрузки пневмокамерного насоса на отдельные периоды. Так, полный цикл разгрузки насоса включает в себя период набора давления в камере до величины, при которой происходит равномерная разгрузка материала, период стационарной разгрузки, и заключительный период, который характеризуется постепенным падением давления и производительности насоса.

На рисунке 1.7 схематически изображены типичные диаграммы цикла разгрузки пневмокамерного насоса, представленные в работах [4; 6; 58].

В период набора давления tj происходит нагнетание сжатого воздуха в камеру насоса, загруженную материалом. Давление в камере насоса, в этот период будет определяться как объемом камеры, свойствами материала, расходом сжатого воздуха, так и геометрией транспортного тракта. Продолжительность периода набора давления будет определяться временем, в течение которого произойдет заполнение транспортного трубопровода сжатым воздухом, поступающим от пневмокамерного насоса.

В своей работе, Г.М. Островский [3], отмечает, что период набора давления tt может сопровождаться интенсивными пульсациями давления в системе, приводящими в некоторых случаях к завалу транспортного тракта. Поэтому, на практике, для исключения закупорки транспортного тракта, расход сжатого воздуха рекомендуется устанавливать сверх оптимальной величины, определяющей устойчивый процесс транспортирования материала.

Период стационарной разгрузки материала t2, по данным А.Я. Малиса [6], протекает практически при постоянном давлении в камере насоса. Исследования, проведенные автором работы [6], показали, что продолжительность периода t2 определяется геометрией транспортного трубопровода и количеством материала в камере насоса. Давление в этот период, зависит, прежде всего, от сопротивления транспортного тракта при движении двухфазного потока, а также от расхода сжатого воздуха, сопротивления слоя материала, и от сопротивления разгрузочного патрубка. Как видно из рисунка 1.7, в период стационарной разгрузки насоса, наблюдается снижение расхода сжатого воздуха, поступающего на транспортирование материала. Это снижение вызвано тем, что величина расхода сжатого воздуха, подводимого к пневмокамерному насосу определяется разностью между давлением в коллекторе, и давлением в камере насоса. Поскольку, давление в камере насоса в период t2 достигает своего максимального значения, то разгрузка пневмокамерного насоса в период t2, проходит с минимальным расходом сжатого воздуха. Следует также заметить, что, по мнению А.Я. Малиса [6], разгрузка насоса в период стационарной разгрузки Ь идет с максимальной производительностью.

Особенностью третьего, заключительного периода 5, является постепенное падение давления в камере насоса Рк и производительности GT, а также увеличение расхода воздуха G. В этот период происходит окончательная выгрузка материала из камеры насоса и транспортного тракта.

После разгрузки сосуда, сжатый воздух из его камеры стравливается либо в среду с атмосферным давлением, либо выпускается в транспортный трубопровод. Решение задачи об опорожнении сосуда постоянной емкости при надкритическом, и подкритическом режиме истечения однофазной среды представлено в работах [12; 59-63].

Учитывая неравномерность выгрузки материала в период набора давления ti и в заключительный период разгрузки t3, различают среднюю и установившуюся производительность пневмокамерного насоса. Средняя производительность определяется отношением всей массы перемещенного материала, к продолжительности цикла разгрузки. Установившаяся производительность определяется производительностью насоса только в период стационарной разгрузки материала [4].

Согласно данным А.Я. Малиса [6], в периоды нестационарной разгрузки насоса может выгружаться от 20 до 50% материала. Однако, Ю.М Кузнецов [4], а также Я. Урбан [12], предлагают рассчитывать только установившуюся производительность насоса, которую рекомендуется определять как отношение средней производительности насоса за цикл разгрузки к коэффициенту, который характеризует неравномерность выгрузки материала. Очевидно, что подобные методы расчета могут применяться только для ориентировочных расчетов.

Рассмотрим подробнее процессы, происходящие в камере насоса при его разгрузке. Прежде всего, разделим объем камеры насоса на несколько зон, которые характеризуются различным перемещением материала и воздушного потока (см. рис. 1.8).

Выделим зону 1, которая будет определяться свободным пространством над слоем материала. В самом начале разгрузочного цикла, объем этой зоны минимален. Затем, по мере разгрузки материала, объем этой зоны будет увеличиваться, и в конце разгрузочного цикла, ее объем будет равен рабочему объему камерного насоса (если не учитывать остаток материала в камере). Масса воздушного потока, находящегося в зоне 1 будет зависеть как объема самой зоны, так и от давления в камере насоса. В свою очередь, давление в камере насоса будет определяться главным образом, величиной подводимого расхода воздуха G, сопротивлением слоя материала, и сопротивлением транспортного трубопровода и разгрузочного патрубка.

Уравнение движения двухфазного потока на стационарном участке транспортного трубопровода

Рассмотрим движение двухфазного потока на стационарном участке в рамках ранее принятых допущений. Как было показано выше, скорость твердых частиц довольно быстро выходит на установившийся режим, и далее твердая фаза движется с некоторым отставанием — с относительной скоростью jk- В этом случае дифференциальное уравнение (2.24) движения двухфазного потока примет вид: После перехода к приведенной скорости, уравнение (2.85) принимает вид:

Несложно заметить, что при jLf=0, уравнение (2.86) переходит в известное дифференциальное уравнение движения сжимаемого газа по трубе при наличии трения [102]. После проведения аналогии с классическими методами расчета сопротивления трубопровода (1.1), было установлено [103], что входящие в уравнение параметры if nKh, определяемые по формулам (2.21), (2.35) представляют собой зависимости для определения коэффициента Гастерштадта соответственно для горизонтального и вертикального (наклонного) участках транспортного тракта.

Относительную скорость jk можно найти, например, по зависимости (2.69). В этом случае она является функцией критерия Рейнольдса для трубы, а значит, в конечном счете, приведенной скорости jk(A).

Рассмотрим решение дифференциального уравнения движения двухфазного потока (2.86) при условиях предыдущего примера. Начальные условия определились из условия решения системы (2.72): Текущая длина определяется по зависимости:

На рисунке 2.6 представлены результаты решения, удовлетворяющие граничному условию " 2=30 м/с ир2=рл- Этому условию соответствует длина трубопровода =541,87 м и массовый расход воздуха G=0,596 кг/с. Таким образом, фактически необходимо решать граничную задачу:

Если длина будет меньше, то решение покажет, что статическое давление в конце трубы должно быть больше атмосферного Р2 РА-, что в случае дозвукового течения невозможно. На самом деле, в этом случае, (при более коротком трубопроводе) при заданном перепаде давлений pj/p2—5, возрастет расход воздуха, а значит нельзя задавать w2=30 м/с. Аналогично, при увеличении длины трубы статическое давление на выходе из трубы должно быть меньше атмосферного, что также невозможно и должно привести к уменьшению расхода воздуха.

На рисунках 2.7, 2.8 представлены зависимости изменения плотности воздушного потока р, статического давления/?, локальной концентрации твердой фазы ju и коэффициента Гастерштадта К по длине транспортного трубопровода [115].

Интересно отметить то обстоятельство, что изменение плотности/?, давления/?, и коэффициента Гастерштадта i f носит линейный характер, что можно объяснить следующим образом. Как отмечалось ранее, критерий Рейнольдса для трубы при принятых допущениях постоянен по длине трубопровода:

Поскольку на стационарном участке относительная скорость твердой фазы постоянна j\=const, то и критерий Рейнольдса для частицы также постоянен:

Отсюда следует постоянство по длине трубы коэффициентов сопротивления для трубы и частиц: (х) = const, Сх (х) = const [115].

Решение граничной задачи (2.90) не очень удобно. Обычно длина трубы L известна, и необходимо найти расход воздуха, удовлетворяющий заданному отношению давлений рі/р2 П. Преобразуем дифференциальное уравнение (2.86) к виду:

В данном уравнении длина трубы представлена в виде функции Ь(Л\) от приведенной скорости, которая при заданном перепаде давлений соответствует определенному расходу. Учитывая, что р2=рА при заданном отношении давленийріф2= из уравнения (2.79) можно выразить массовый расход воздуха как функцию приведенной скорости в начальном сечении транспортного трубопровода: Из уравнения неразрывности для двух сечений 1-Ги 2-2 следует:

Таким образом, приведенная скорость Л\ в сечении 1—1 жестко связана с приведенной скоростью Лг в сечении 2-2. Поэтому, задав Л\ можно найти Л2 из уравнения: Тогда решение поставленной задачи будет сводиться решению нелинейного уравнения относительно Л\.

Решение нелинейного уравнения не представляет сложности, тем более что заранее известно, что корень уравнения дозвуковой, т.е. 0 А] 1 и поэтому его можно решить методом половинного деления. Расход воздуха G вычисляется из уравнения (2.94), приведенная скорость Дг определяется из решения квадратного уравнения (2.96), а для вычисления определенного интеграла в уравнении (2.93) можно применить, например, надежный и высокоточный метод Гаусса.

Такую задачу довольно просто и удобно можно решить с использованием пакета MathCAD. Так тестовое решение рассмотренного примера показывает совпадение результатов - при решении граничной задачи по уравнениям (2.90) длина трубы составляет 1=541,87 м, и при решении задачи по уравнению (2.97) также дает результат 1=541,85 м. Небольшое расхождение (2 см) объясняется точностью численных алгоритмов.

Влияние диаметра разгрузочного патрубка на основные параметры разгрузки пневмокамерного насоса

Аэроэлемент пневмокамерного насоса был выполнен из двух перфорированных стальных пластин, имеющих живое сечение 5%, между которыми зажималась фильтровальная металлическая проволочная сетка саржевого переплетения СД56. Расстояние от плоскости аэроэлемента до конфузора разгрузочного патрубка составляло 10 мм.

Продолжительность цикла разгрузки насоса определялась отрезком времени, с момента подачи сжатого воздуха в камеру насоса, до момента падения давления в камере насоса до величины сопротивления трубопровода при движении чистого воздуха. Производительность пневмокамерного насоса определялась отношением массы перемещенного материала М к продолжительности цикла разгрузки 1ц.

Диаграммы разгрузки пневмокамерного насоса, полученные при различных значениях общего расхода сжатого воздуха, подводимого к пневмокамерному насосу представлены на рисунке 3.6.

Как следует из этих диаграмм, величина общего расхода сжатого воздуха G влияет не только на давление в камере насоса, но и на продолжительность всего разгрузочного цикла. Увеличение G приводит к сокращению продолжительности цикла разгрузки насоса, а, следовательно, и к увеличению его производительности. Однако, в данном случае, увеличение производительности несущественно, поскольку, увеличение расхода сжатого воздуха более чем в 6 раз (от 8,0 до 55,0 кг/ч), приводит к росту производительности лишь в 1,5 раза (от 322,1 до 485,7 кг/ч). Кроме того, следует учитывать, что увеличение общего расхода сжатого воздуха приводит к росту удельного расхода, интенсивному измельчению материала и трубопровода, что увеличивает себестоимость транспортирования материала.

Диаграммы изменения расходов сжатого воздуха, поступающих как в верхнюю GB, так и нижнюю G# часть камеры насоса, представлены на рисунке 3.7. Величина расхода сжатого воздуха, поступающего как в верхнюю, так и нижнюю часть пневмокамерного насоса, зависит от разности между давлением в коллекторе и давлением в камере насоса Рк. Поэтому, рост давления в камере насоса, вызывает незначительное снижение расхода сжатого воздуха в течение периода стационарной разгрузки..

Как уже отмечалось выше, в литературе отсутствуют надежные экспериментальные данные, позволяющие определить зависимость основных параметров разгрузки пневмокамерного насоса от соотношения расходов сжатого воздуха, поступающего через аэроэлемент G# и верхнюю часть камеры насоса G#.

В результате проведенного исследования, были получены зависимости производительности GT И концентрации материала от общего расхода сжатого воздуха G, при различных соотношениях между общим расходом сжатого воздуха, и расходом сжатого воздуха поступающего через аэроэлемент пневмокамерного насоса.

Как следует из зависимостей, представленных на рисунке 3.9, производительность пневмокамерного насоса зависит не только от величины общего расхода сжатого воздуха, но и от доли подачи сжатого воздуха через аэроэлемент. Увеличение доли подачи сжатого воздуха через аэроэлемент, приводит к увеличению производительности пневмокамерного насоса во всем интервале изменения суммарного расхода сжатого воздуха.

Промышленные испытания модернизированной системы. высоконапорного пневмотранспорта

На ОАО «Пикалевский глиноземный завод» Сибирско - Уральской Алюминиевой компании транспортировка глинозема от печей кальцинации до товарных силосов осуществлялась высоконапорным пневмотранспортом. Физическая длина транспортного трубопровода равна 320 м, высота подъема 32 м. Пневмокамерный насос ТА—29, на базе которого работала система пневмотранспорта глинозема, изображен на рисунке 4.1.

Внутренний объем камеры насоса 6,4 м , внутренний диаметр камеры 1800 мм. Номинальная загрузка глинозема в камеру насоса составляет 5000 кг.

Как уже отмечалось ранее, в пневмокамерных насосах с верхней разгрузкой материала, сжатый воздух обычно подводится как в верхнюю, так и нижнюю часть камеры насоса. В нижнюю часть камеры насоса, сжатый воздух подводится через аэроэлемент, с помощью которого осуществляется псевдоожижение материала, находящегося вблизи разгрузочного патрубка. Сжатый воздух, подводимый в верхнюю часть камеры насоса, служит для создания давления над слоем материала. Однако, несмотря на общепринятую схему подвода сжатого воздуха к сосуду пневмокамерного насоса, у существующего насоса ТА—29, сжатый воздух подводился только на аэрирование материала, которое осуществлялось с помощью соплового аэроэлемента.

Для определения параметров разгрузки пневмокамерного насоса, в период с 11.11.03 по 12.11.03 проводились испытания существующей линии пневмотранспорта. Была проведена серия опытов по разгрузке пневмокамерного насоса, при различных значениях массы материала, загруженного в камеру. В результате исследований, было установлено, что пневмокамерный насос надежно разгружается только при загрузке материала в камеру М= 2000-2500 кг. При увеличении загрузки материала, например, до .М=3100 кг, в транспортном трубопроводе образуются пробки материала, что приводит к закупорке транспортного тракта.

На рисунках 4.2-4.4 представлены диаграммы разгрузки пневмокамерного насоса, соответствующие двум опытам при различной массе материала, загруженного в камеру. Зависимости, изображенные сплошной линией, отображают разгрузочные циклы пневмокамерного насоса при загрузке материала М= 2200 кг. Зависимости, изображенные пунктирными линиями соответствуют диаграммам разгрузки пневмокамерного насоса при закупорке транспортного трубопровода, которая произошла при загрузке материала М= 3160 кг. Закупорка транспортного трубопровода произошла на шестой минуте разгрузочного цикла, после чего, была прекращена подача сжатого воздуха в камеру насоса.

Как видно из рисунков 4.2-4.4, при загрузке материала в камеру насоса М=2200 кг, время разгрузочного цикла составляет 10 мин. Учитывая, остаток материала в камере насоса, который в данном случае составил 200 кг глинозема, производительность пневмокамерного насоса равна 200 кг/мин. Давление в камере насоса в период установившейся разгрузки колеблется в пределах 3,6-4,2 ати, расход сжатого воздуха в этот период меняется от 25 до 30 нм /мин. Средний расход сжатого воздуха за разгрузочный цикл составляет 31 нм/мин. Удельный расход сжатого воздуха JQJ =168 нм/т. Средняя расходная концентрация материала ju—5,9 кг/нм3.

В последнее время в металлургической промышленности большим спросом пользуется крупнозернистый глинозем, поэтому, измельчение материала при пневматическом транспортировании является нежелательным явлением. Однако, как следует из зависимостей, представленных на рисунке 4.4, скорость воздушного потока в конце транспортного трубопровода даже в период установившейся разгрузки пневмокамерного насоса превышает 55 м/с, что приводит к интенсивному измельчению глинозема.

Таким образом, опираясь "на результаты промышленных испытаний существующей линии пневмотранспорта глинозема от печи кальцинации до товарных силосов, были сделаны следующие выводы: 1. Геометрия транспортного трубопровода не оптимальна. Имеется большое число колен малого радиуса. Внутренний диаметр транспортного трубопровода меняется по длине. На начальном участке, внутренний диаметр равен 100 мм, в середине транспортного тракта 133 мм, в конце - опять 100 мм. Уменьшение внутреннего диаметра с 133 мм до 100 мм вызывает дополнительное увеличение скорости воздушного потока. 2. Разводка сжатого воздуха у сосуда пневмокамерного насоса не является оптимальной. Имеется один ввод сжатого воздуха через сопло в нижнюю часть камеры насоса и ввод воздуха в транспортный трубопровод (см. рис. 4.1). Отсутствует подача сжатого воздуха в верхнюю часть камеры, которая необходима для создания давления в камере насоса над слоем материала. 3. Расходная концентрация материала низка, / 4,7-5,9 кг/нм3, удельный расход сжатого воздуха является высоким, 0/=168-200 нм /т.

Похожие диссертации на Интенсификация процесса высоконапорного пневмотранспорта камерными насосами