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

Повышение надежности механизмов пневмотранспорта для перевозки сыпучих грузов в АПК Виноградов Олег Владимирович

Повышение надежности механизмов пневмотранспорта для перевозки сыпучих грузов в АПК
<
Повышение надежности механизмов пневмотранспорта для перевозки сыпучих грузов в АПК Повышение надежности механизмов пневмотранспорта для перевозки сыпучих грузов в АПК Повышение надежности механизмов пневмотранспорта для перевозки сыпучих грузов в АПК Повышение надежности механизмов пневмотранспорта для перевозки сыпучих грузов в АПК Повышение надежности механизмов пневмотранспорта для перевозки сыпучих грузов в АПК Повышение надежности механизмов пневмотранспорта для перевозки сыпучих грузов в АПК Повышение надежности механизмов пневмотранспорта для перевозки сыпучих грузов в АПК Повышение надежности механизмов пневмотранспорта для перевозки сыпучих грузов в АПК Повышение надежности механизмов пневмотранспорта для перевозки сыпучих грузов в АПК Повышение надежности механизмов пневмотранспорта для перевозки сыпучих грузов в АПК Повышение надежности механизмов пневмотранспорта для перевозки сыпучих грузов в АПК Повышение надежности механизмов пневмотранспорта для перевозки сыпучих грузов в АПК
>

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

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

Виноградов Олег Владимирович. Повышение надежности механизмов пневмотранспорта для перевозки сыпучих грузов в АПК : Дис. ... канд. техн. наук : 05.20.03 Москва, 2005 225 с. РГБ ОД, 61:06-5/979

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1 Состояние вопроса, цель и задачи исследований 9

1.1 Характеристика сельскохозяйственных сыпучих грузов 9

1.2 Пневматическая система погрузки- разгрузки автомобилей для перевозки сыпучих грузов 31

1.3 Запыленность воздуха в условиях работы автомобильных двигателей и пневматических систем автомобилей- цементовозов 41

1.4 Влияние запыленности воздуха на работу двигателей и пневматических систем 47

1.5 Технические требования к воздушным фильтрам автотракторных двигателей, компрессоров пневматических систем автомобилей-цементовозов 50

1.6 Методы расчета показателей работы воздушных фильтров 56

1.7 Способы и средства очистки воздуха 59

1.8 Выводы по главе 1 64

1.9 Цель и задачи исследования 64

Глава 2 Методы исследований 66

2.1 Общая структурная методика исследований 66

2.2 Методы исследования условий работы воздушных фильтров пневматических систем 68

2.2.1 Определение запыленности воздуха 68

2.2.2 Определение дисперсного состава пыли 70

2.2.3 Определение плотности пыли 74

2.3 Методы исследования фильтрационных материалов

для воздушных фильтров 75

2.3.1 Определение размеров пор 76

2.3.2 Определение пористости и условной пористости 78

2.3.3 Исследование эффективности очистки воздуха фильтрационными материалами 80

2.4 Методы исследования воздушных компрессоров автоцистерн для перевозки сыпучих грузов 85

2.4.1 Исследование аэродинамического сопротивления 85

2.4.2 Исследование продолжительности работы,

пылеемкости и коэффициента пропуска пыли 86

2.5 Выводы по главе 2 90

Глава 3 Исследование условий работы воздушных фильтров автоцистерн для перевозки сыпучих грузов 91

3.1 Исследование запыленности воздуха 92

3.2 Исследование дисперсного состава пылей 97

3.3 Исследование плотности частиц пыли 103

3.4 Исследование химического состава естественной пыли 104

3.5 Исследование поровой структуры фильтрационных материалов для очистки воздуха 106

3.5.1 Определение размера максимальных пор 106

3.5.2 Определение пористости и условной пористости 107

3.6 Выводы по главе 3 109

Глава 4 Исследование фильтрационных материалов 112

4.1 Исследование эффективности очистки воздуха фильтрационными материалами с применением метода планирования эксперимента 114

4.1.1 Анализ факторов, оказывающих влияние на показатели очистки воздуха фильтрационными материалами 114

4.1.2 Выбор интервала варьирования факторов 121

4.1.3 Порядок проведения и обработка результатов эксперимента 128 4.1.4. Анализ показателей работы фильтрационных материалов 139

4.2 Исследование аэродинамических свойств фильтрационных материалов и границ применимости линейного закона фильтрации 145

4.3 Исследование закономерностей забивки пор фильтрационных материалов 153

4.4 Выводы по главе 4 162

Глава 5 Исследования опытных образцов фильтрационных материалов и влияния качества очистки воздуха на надежность пневматической системы 165

5.1 Выбор конструкции фильтрационных элементов, расчет режима работы и конструктивных параметров 165

5.2 Стендовые испытания фильтров 171

5.2.1 Определение аэродинамических свойств 172

5.2.2 Определение ресурса работы, пылеемкости и коэффициента пропуска пыли 173

5.3 Методика расчета показателей работы сухих фильтров 179

5.4 Эксплуатационные исследования влияния качества очистки воздуха на интенсивность изнашивания деталей компрессора 187

5.4.1 Методика исследований 187

5.4.2 Результаты исследований 196

5.5 Исследование влияния качества очистки воздуха на эксплуатационную надежность пневматической системы автоцистерн для перевозки сыпучих грузов 197

5.6 Внедрение результатов исследований и экономический эффект 207

5.7 Выводы по главе 5 211

Общие выводы 213

Список литературы

Введение к работе

Одной из операций технологического процесса перевозки сыпучих грузов сельскохозяйственного назначения является их погрузка в специализированные цистерны. В настоящее время для выполнения этой задачи наиболее часто применяют пневмотранспорт, позволяющий производить погрузку быстро и с минимальными потерями. Но, как показывает практика, надежность механизмов пневмотранспорта оставляет желать лучшего, особенно это касается воздушного компрессора. Иногда для перевозки сыпучих грузов используют транспорт общего назначения, например, бортовые автомобили. Такие случаи связаны с большими потерями груза (до 10%) и загрязнением окружающей среды, особенно при погрузке- разгрузке. В дождливую погоду такой способ перевозки может привести к порче груза. Перевозка сыпучих грузов специализированным транспортом позволяет до 30% снизить себестоимость перевозок и сократить потребность в рабочей силе для выполнения погрузочно- разгрузочных операций за счет применения пневмопогрузки и пневморазгрузки. Под влиянием научно- технического прогресса растет потребность в количестве таких специализированных транспортных средств, а также возрастают требования к их надежности, которая зависит от надежности отдельных элементов. В диссертации мы рассмотрим перевозку сыпучих грузов специализированными автомобилями для выработки методики повышения надежности пневмосистемы погрузки- разгрузки. Полученные результаты можно будет применить к перевозке многих видов сыпучих грузов (гипс, известь, минеральные удобрения, цемент и др.), в том числе сельскохозяйственного назначения. Опыт эксплуатации автомобилей для перевозки сыпучих грузов свидетельствует о недостаточной надежности агрегатов пневматической системы (ротационный компрессор, инерционно-масляный фильтр, масловлагоотделитель, воздухораспределитель, аэрационный элемент, цистерна).

Во время погрузочно- разгрузочных операций концентрация пыли в воздухе возле места проведения работ резко увеличивается. В условиях высокой запыленности воздуха высокоабразивной пылью надежность агрегатов пневматической системы, особенно компрессорной установки, аэрационного элемента, масловлагоотделителя и воздушных фильтров, прежде всего, определяется степенью очистки воздуха, поступающего в пневматическую систему автомобиля.

Одним из экономичных путей повышения надежности агрегатов пневматической системы является улучшение качества очистки поступающего воздуха. Поскольку надежность агрегатов пневматической системы в значительной степени определяется уровнем запыленности воздуха, улучшение качества его очистки при погрузке и разгрузке должно способствовать повышению надежности пневматической системы и специализированного автомобиля в целом.

В настоящее время на компрессорной установке пневматической системы автомобиля для перевозки сыпучих грузов при очистке воздуха наиболее часто применяются инерционно-масляные воздушные фильтры. Эффективность очистки воздуха такими воздушными фильтрами недостаточна 131, что является главной причиной частых отказов пневматической системы в условиях эксплуатации.

В связи с этим актуальной задачей является разработка высокоэффективных воздушных фильтров для очистки воздуха от пыли. Поэтому целью настоящей работы явилось исследование и разработка сухого фильтра пневматической системы на примере автомобиля- цементовоза для обеспечения высокой степени очистки воздуха и повышение эксплуатационной надежности агрегатов пневматической системы.

Как показал анализ современных способов и средств очистки воздуха, эта задача может быть решена путем применения современных сухих бумажных фильтрационных материалов. Сухие бумажные фильтры обладают

высокой эффективностью работы, затраты на их эксплуатацию в 6 - 10 раз меньше, чем на инерционно-масляные фильтры.

Изучение состояния вопроса показало, что исследования запыленности воздуха в условиях эксплуатации автомобилей-цементовозов практически не проводились; в связи с этим отсутствуют данные о дисперсном, химическом составе и законе распределения частиц естественной пыли, необходимые для разработки и создания высокоэффективных фильтров.

Отсутствуют данные исследования применения бумажных фильтрационных материалов для очистки воздуха от цементной пыли в условиях повышенной влажности. Нет достаточных данных по расчету эффективности работы и выбору фильтрационных материалов для воздушных фильтров. Поэтому подбор и сравнение фильтрационных материалов в каждом конкретном случае требует длительных стендовых испытаний, связанных с большими затратами энергии, материалов и человеческого труда.

Не исследованы границы применимости линейного закона фильтрации и закономерности забивки пористых перегородок при очистке ими воздуха от цементной пыли. Не исследовано влияние качества очистки воздуха на эксплуатационную надежность и интенсивность износа деталей агрегатов пневматической системы автомобилей-цементовозов. Решению этих задач и посвящена настоящая работа.

В работе изложены результаты исследования запыленности воздуха, поступающего в пневматическую систему автомобилей- цементовозов, дисперсного и химического состава естественной пыли, а также выявлен ее закон распределения.

Приведены результаты испытаний удельной пылеемкости, продолжительности работы и коэффициента очистки воздуха фильтрационных материалов при наличии влаги.

Методом многофакторного планирования эксперимента получены математические модели, позволяющие рассчитывать показатели работы фильтрационных материалов, предназначенных для очистки воздуха.

Также разработана методика, позволяющая на стадий проектирования конструкции фильтров обоснованно прогнозировать показатели работы сухого бумажного фильтра.

Приводятся результаты экспериментальных исследований границ применимости линейного закона фильтрации и закономерностей забивки пор фильтрационных материалов при очистке воздуха от цементной пыли.

Представлены результаты исследований опытных образцов сухих бумажных фильтрационных элементов для компрессора пневматической системы атомобилей- цементовозов. Установлены эмпирические уравнения для расчета аэродинамического сопротивления фильтров.

Приводятся результаты испытаний влияния степени очистки воздуха на интенсивность износа и эксплуатационную надежность агрегатов пневматической системы.

Экономический эффект, достигаемый за счет повышения эксплуатационной надежности пневматической системы, исключения расхода горюче-смазочных материалов для промывки и заправки фильтров составляет существенное значение, что свидетельствует о высокой практической эффективности предложений.

Характеристика сельскохозяйственных сыпучих грузов

В сельском хозяйстве Российской Федерации используется множество сыпучих грузов с разнообразными свойствами. В данной работе рассмотрим вопрос перемещения сыпучих грузов механизмами пневмотранспорта с неблагоприятной позиции- в рассмотрение примем погрузку груза, частицы которого вызывают наибольший износ механизмов пневмотранспорта, то есть обладают значительной твердостью в сочетании с неблагоприятными физико- химическими свойствами. Для этого, в первую очередь, рассмотрим удобрения.

Под удобрениями понимают вещества, предназначенные для улучшения питания растений и повышения плодородия почв в целях увеличения урожая сельскохозяйственных растений и улучшения качества получаемой продукции [120]. По характеру воздействия на почву и питательный режим растений удобрения можно разделить на прямые и косвенные. Внесение прямых удобрений улучшает питание растений различными питательными элементами (азотом, фосфором, калием, микроэлементами и т.д.). К этой группе относятся, соответственно, азотные, фосфорные, калийные и другие удобрения. Косвенные удобрения вносят для улучшения свойств почвы, мобилизации имеющихся в ней питательных веществ. Сюда относятся средства химической мелиорации почв (известь, гипс и др.), бактериальные удобрения, способствующие усилению биологических процессов в почвах.

По способу производства удобрения подразделяются на промышленные и местные. К промышленным относятся почти все минеральные удобрения, получаемые на специальных химических туковых заводах. К местным относятся удобрения, получаемые в местах их использования, непосредственно в хозяйствах или вблизи них - навоз, навозная жижа, птичий помет, компосты, торф, зола, известковые туфы, зеленое удобрение и другие.

По химическому составу удобрения подразделяются на минеральные и органические.

Минеральные удобрения- это промышленные или ископаемые продукты, содержащие элементы, необходимые для питания растений и повышения плодородия почв. Их получают из минеральных веществ путем химической или механической переработки. Это главным образом минеральные соли, однако к ним относятся и некоторые органические вещества, например мочевина.

Минеральные удобрения бывают простые (или односторонние), содержащие только один питательный элемент (азотные, фосфорные, калийные, микроудобрения), и комплексные (многосторонние), содержащие одновременно два или несколько элементов питания (калийная селитра, нитрофоски, диаммофоски и другие).

Органические удобрения содержат питательные вещества, главным образом в составе органических соединений и являются обычно продуктами естественного происхождения (навоз, торф, солома, фекалии и др.). В отдельную группу выделяют бактериальные удобрения, которые содержат культуры микроорганизмов, способствующих при их внесении в почву накоплению в ней усвояемых форм питательных элементов.

Минеральные удобрения разделяют по видам питательных элементов на азотные, фосфорные, калийные, цинковые и т.д. Каждый вид удобрения представлен целым набором его различных форм. Например, ассортимент азотных удобрений включает нитратные (натриевая и кальциевая селитры), аммонийные (хлорид и сульфат аммония), аммонийно-нитратные (нитрат аммония), амидные (карбамид) формы и ряд других.

Существенное значение для эффективного использования удобрений имеет правильная организация их транспортировки, хранения, подготовки для внесения в почву. Такая организация невозможна без знания основных физико-механических и химических свойств удобрений, таких, как растворимость в воде, гигроскопичность, слеживаемость, влагоемкость, рассеиваемость, гранулометрический состав и прочность гранул и других.

Для предотвращения потерь удобрений при их транспортировке и хранении нужно знать их способность к расслоению- сегрегации (для смешанных удобрений), упругость паров и вязкость (для жидких удобрений), насыпную плотность и угол естественного откоса (для порошковидных форм удобрений). При организации хранения удобрений следует знать и такие их свойства, как огне- и взрывоопасность, наличие свободной кислотности, скорость и условия распада удобрений с выделением аммиака и др.

По агрегатному состоянию удобрения разделяют на твердые, жидкие (например, безводный аммиак) и газообразные, применяемые в теплицах (СОг). Твердые удобрения бывают порошковидные (с размерами частиц меньше 1 мм), кристаллические (с размером кристаллов больше 0,5 мм) и гранулированные (с размером гранул больше 1 мм).

Влажность удобрений может варьировать в широких пределах в зависимости от технических особенностей производства, исходного сырья и компонентного состава. Для каждого удобрения определены ГОСТы и технические условия, регламентирующие, в частности, содержание влаги. Например, для мочевины влажность должна быть 0,2- 0,3 %, кальциевой селитры - не более 14 %, порошковидного суперфосфата - не более 12 %, для калийных удобрений - от 1- 4 до 5- 6 % и т. д.

Методы исследования условий работы воздушных фильтров пневматических систем

Решение поставленных задач осуществлялось с позиций системного подхода к проблеме, для чего была разработана общая методика исследований воздушных фильтров.

Она включает три основных направления проведения работ:

1. Теоретические исследования показателей работы фильтрационных материалов и элементов методом многофакторного планирования экспериментов, определения границ перехода ламинарного режима фильтрации к турбулентному и закономерностей забивки пор фильтрационных материалов;

2. Экспериментальные исследования, охватывающие изучение условий работы (концентрация пыли, дисперсный и химико-минералогический состав естественной пыли) воздушных фильтров пневматических систем автомобилей-цементовозов;

3. Разработку и изготовление фильтроэлементов сухого типа, проведение лабораторно-стендовых и эксплуатационных испытаний эффективности их работы.

Для проведения указанных работ были изготовлены специальные экспериментальные стенды и установки и разработаны частные методики исследований, т.е. методики определения запыленности воздуха; дисперсного и химико-минералогического состава пылей; методика испытаний фильтрационных материалов, предназначенных для очистки воздуха; методика стендовых безмоторных испытаний воздушных фильтров ротационных компрессоров; методика эксплуатационных испытаний сухих фильтроэлементов на автомобилях-цементовозах.

В результате эксплуатационных испытаний сухих фильтров были определены периодичность технического обслуживания и его трудоемкость, влияние эффективности очистки воздуха, поступающего в компрессор пневматической системы автомобилей-цементовозов на интенсивность износа деталей компрессора и его надежность.

Дается расчет экономического эффекта, получаемого от применения на компрессорах пневматических систем автомобилей-цементовозов более эффективных воздушных фильтров с сухими элементами вместо серийных инерционно-масляных.

Запыленность воздуха характеризуется массой пыли в заданном объеме воздуха. Для определения запыленности воздуха стандартных методов нет. Известен ряд методов, применяемых для этих целей: весовой, радиоизотопный, оптический, акустический и другие /57, 68-70/.

В настоящее время весовой метод получил широкое распространение в России, Англии, Франции, Бельгии и других странах /68/. Основными преимуществами этого метода являются возможность определения массовой концентрации пыли и отсутствие влияния ее химического и дисперсного состава на результат измерения.

При определении запыленности воздуха нами использовался весовой метод, сущность которого заключается в определении массы путем взвешивания. Запыленность воздуха в мг/м3 рассчитывалась по формуле: Р= v , (2-І) где mi, m2- масса фильтра до и после взятия пробы, мг; VB - объемная скорость просасывания воздуха через фильтр, м /с; t - время отбора пробы, с.

Измерение запыленности воздуха весовым методом включает следующие операции: отбор пробы и измерение объема воздуха, полное улавливание содержащейся в пробе пыли и взвешивание осажденной пыли.

Скорость отбора пробы пыли выбиралась, исходя из условия реальной скорости поступления воздуха в фильтр компрессора пневматической системы автомобиля-цементовоза. Время отбора проб в зависимости от концентрации пыли в воздухе изменялось в пределах от 1 до 10 минут.

Для исследования запыленности воздуха использовалась установка, схема которой приведена на рис. 2.1.

Запыленный воздух, посредством электропылесоса 7, просасывался через абсолютный фильтр 2. В качестве абсолютного фильтра применялся аэрозольный аналитический фильтр АФА-ВП-20 из фильтрующего материала ФП (фильтр Петрянова). Этот материал представляет собой равномерный слой ультратонких волокон из полимеров.

Основными преимуществами фильтров ФП являются: гидрофобность, высокая эффективность пылеулавнивания при линейных скоростях фильтрации до 150 см/с, незначительное гидравлическое сопротивление, небольшой собственный вес, что позволяет принимать минимальную навеску пыли в 1 мг и, следовательно, значительно сократить по сравнению с другими фильтрами продолжительность отбора пробы; полностью задерживают частицы размерами 0,1-0,2 мкм при объемной скорости протягивания воздуха до 6 м3/ч.

В США, ФРГ, Японии и других странах широко применяются фильтры из стекловолокна /71, 72/. Они очень эффективны при отборе проб пыли с частицами до 0,3 мкм, обладают высокой прочностью. Недостатком указанных фильтров является их переменный химический состав. Кроме того, их нельзя использовать при наличии в воздухе смеси окислов серы.

Исследование поровой структуры фильтрационных материалов для очистки воздуха

Одной из наиболее важных характеристик фильтрационных материалов является диаметр максимальных пор. Естественно, фильтрационные материалы для очистки воздуха имеют поры разнообразной формы и размера. Однако, наибольшие размеры частиц пыли, пропущенной фильтрационным материалом, в конечном счёте зависят от размера максимальных пор. При этом наибольшие размеры частиц пропущенной пыли тем больше, чем больше диаметр максимальных пор.

Отечественная целлюлозно-бумажная промышленность выпускает ряд марок фильтрационных картонов для очистки воздуха от пыли. Они изготавливаются, в основном, из облагороженной целлюлозы с различными природными и химическими добавками. Для придания водоотталкивающих свойств (гидрофобности), повышения прочности и жесткости эти картоны пропитывают раствором бакелитового лака /31, 82, 83/.

Для количественной оценки размеров максимальных пор были исследованы наиболее перспективные фильтрационные материалы. Исследования проводились в соответствии с методикой, изложенной в разделе 2.3.1. Коэффициент поверхностного натяжения, пропитывающей жидкости при проведении опытов по исследованию размеров максимальных пор составлял 23 дин/см. Если учесть, что фильтрационный материал смачивается полностью (0=0 cos 0=1), тогда плотность жидкости в манометре рж=1,0 г/см , g=981 см/с , а формула (2.13)приобретает вид h - разность уровней жидкости в U - образном водяном манометре, соответствующая моменту появления первого пузырька воздуха, мм. Результаты исследований приведены в табл. 3.7.

Из приведенных данных видно, что размер максимальных пор исследованных фильтрационных картонов колеблется от 54,2 до 87,7 мкм, абсолютных фильтрационных материалов типа ФПП-Д - от 3,9 до 8,5 мкм.

Для оценки фильтрационных свойств материалов, помимо размеров максимальных пор, часто используют пористость или коэффициент пористости. Часть порового пространства, занятая сквозными порами является эффективным пространством фильтрационного материала. От объема эффективного порового пространства, а также размера пор и характера их распределения зависят фильтрационные свойства пористых материалов. Пористость зависит от типа фильтрационного материала и технологии его изготовления.

Определение пористости образцов фильтрационных материалов проводилось по методике, изложенной в разделе 2.3.2. Плотность пропитывающей жидкости при температуре проведения опытов составляла 0,90 г/см3.

Из полученных данных следует, что коэффициент пористости фильтрационных картонов, предназначенных для очистки воздуха, изменяется от 50,9 до 62,6%, а абсолютного фильтрационного материала типа ФПП-Д составил 20,4%.

Между условной пористостью и размером максимальных пор фильтрационных материалов существует функциональная зависимость, причем, чем меньше размер максимальных. пор, тем больше условная пористость. Методика определения условной пористости фильтрационных материалов стандартизирована по ГОСТ 21956-88. В соответствии с этим стандартом проводились исследования условной пористости фильтрационных материалов.

Полученные результаты исследований приведены в табл. 3.9. Данные табл. 3.9 свидетельствуют о том, что условная пористость фильтрационных материалов для очистки воздуха колеблется от 1,030 до 1,670 кПа, абсолютных фильтрационных материалов типа ФПП-Д, изготовленных из ультратонких синтетических волокон, от 10,820 до 23,670 кПа.

Полученные результаты использовались при исследовании эффективности работы фильтрационных материалов методом многофакторного планирования эксперимента.

Исследование эффективности очистки воздуха фильтрационными материалами с применением метода планирования эксперимента

Фактором называется переменная величина, принимающая в некоторый момент времени - во время опыта - определенное значение.

Анализ результатов исследований /4, 6, 8, 31, 85-91/ показывает, что на эффективность очистки воздуха фильтрационными материалами оказывает влияние большое количество факторов.

Причем степень влияния каждого фактора может быть различна. При проведении исследований учет всех факторов, влияющих в большей или меньшей степени на показатели работы фильтрационных материалов, крайне затруднителен. Поэтому до начала экспериментальных исследований необходимо произвести анализ факторов для выявления основных, влияние которых на эффективность очистки воздуха должно быть учтено при проведении дальнейших исследований.

В процессе очистки воздуха от пыли в пористых перегородках происходит взаимодействие воздуха, пыли и пористой перегородки.

Воздух можно характеризовать такими факторами, как давление, вязкость, температура, скорость движения в поровых каналах, влажность, пульсация, пыль - химическим и дисперсным составом, плотностью частиц, концентрацией в воздухе, формой частиц; пористая перегородка характеризуется толщиной, условной пористостью, размером максимальных пор, диаметром волокон и вибрацией.

Таким образом, эффективность очистки воздуха от пыли в пористых перегородках может быть выражена следующей зависимостью Э=/(Р,иТУ,1//,1%3,р%(р,с,р,0,с1в,Р,а), (4.1) где Р — атмосферное давление; jj. - вязкость воздуха; Т - температура воздуха; V - линейная скорость поступления аэрозоли к пористой перегородке; ц/ - влажность воздуха; h - пульсация во время протекания воздуха; S - удельная поверхность пыли; рч- плотность частиц пыли; ф- массовая концентрация пыли; с - химический состав пыли; р - условная пористость пористой перегородки; О - размер максимальных пор; сів- диаметр волокон; F - площадь фильтрации; а - вибрации пористой перегородки.

Получение точной математической модели эффективности очистки воздуха, как функции вышеназванных факторов практически невозможно. Однако с достаточной для практических целей точностью можно описать эффективность очистки воздуха при допущении, что некоторые факторы, характеризующие воздух, пыль и пористую перегородку, являются постоянными. Одним из способов получения математических моделей показателей работы фильтрационных материалов является метод многофакторного планирования эксперимента /92/, который позволяет значительно сократить количество опытов.

Ресурс и эффективность работы фильтрационных материалов может определяться: удельной пылеемкостью, продолжительностью работы до допустимой величины сопротивления и коэффициентом очистки воздуха или пропуска пыли.

Изменение давления воздуха влияет на его плотность, следовательно, изменяется объемный расход воздуха фильтрационным материалом. Влияние этого фактора в ходе эксперимента учитывалось с помощью формулы (2.17).

Изменение температуры воздуха не оказывает существенное влияние на его вязкость. Так, например, изменение температуры при нормальном атмосферном давлении от 273 до 373К соответствует изменению вязкости воздуха в зависимости с 17,20-10"6 до 21,80-10"6 кг/м с. Несмотря на незначительное изменение вязкости воздуха в зависимости от его температуры и давления, его влияние учитывалось с помощью формулы (2.19). Кроме того, температура, давление и вязкость воздуха являются взаимосвязанными факторами, их влияние на сопротивление фильтрационных материалов учитывалось соответствующими формулами. Поэтому они не были приняты в качестве регулируемых факторов.

Скорость фильтрации оказывает непосредственное влияние на показатели работы фильтрационных материалов.

Так, при увеличении скорости воздуха от 0,1 до 0,19 м/с, при постоянной запыленности воздуха 0,2 г/м3, время.работы фильтрационного картона до сопротивления 4,0 кПа составило соответственно 11,5 и 2,5 ч /12/. Учитывая это обстоятельство, скорость фильтрации принята в качестве регулируемого фактора при проведении эксперимента.

Исследования, посвященные изучению процесса очистки воздуха от цементной пыли фильтрационными материалами отсутствуют, а следовательно, неизвестно влияние влажности воздуха на показатели работы фильтрационных материалов.

Похожие диссертации на Повышение надежности механизмов пневмотранспорта для перевозки сыпучих грузов в АПК