Введение к работе
з
Актуальность проблемы. В процессе эксплуатации систем аспирации предприятий строительной индустрии в горизонтальных и наклонных воздуховодах возникают пылевые отложения. При этом происходит уменьшение живого сечения аспирационного потока и повышение аэродинамического сопротивления аспирационнои сети, что со временем может привести к разрегулировке и прекращению работы системы аспирации.
Механическая очистка аспирационнои сети в большинстве случаев затруднена в связи со сложностью доступа к внутренним поверхностям аспирационных воздуховодов. Данного недостатка лишен метод очистки воздуховодов систем аспирации посредством их продувки сжатым воздухом. Однако у этого метода также есть серьезные недостатки, главным из которых является необходимость в сложном и дорогостоящем компрессорном оборудовании. Организация такой продувки производится только при неработающей системе аспирации, так как значительное избыточное давление, создаваемое компрессором, может отрицательно сказываться на работе аспирируемого оборудования. Для очистки аспирационнои сети могут также применяться другие менее распространенные методы (ультразвуковой и различные химические), но все они, как правило, сложны в аппаратурном оформлении, и характеризуются значительными капитальными и эксплуатационными затратами.
Перспективным методом предотвращения образования пылевых
отложений в воздуховодах систем аспирации является закрутка
аспирационного потока. Закрученный газовый поток характеризуется
повышенной способностью приводить в движение и переносить твердые
пылевидные частицы, что позволяет улучшить условия перемещения
пылевидных материалов и предотвратить образование пылевых отложений в
воздуховодах систем - аспирации без внесения существенных изменений в
аспирационную сеть и применения сложного и дорогостоящего оборудования.
Однако внедрение систем аспирации с закрученнымиТтотойАШ^&МАЛЙВЗДсд'ВО
строительных материалов на настоящий момент сдерживается отсутствием необходимых технических решений, а также методов проектирования и расчета. Таким образом, актуальными являются исследования, направленные на разработку технических решений и рекомендаций по предотвращению образования и удалению пылевых отложений в воздуховодах систем аспирации строительных производств при помощи закрученных потоков.
Работа выполнялась в соответствии с тематическим планом научно-исследовательских работ Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета.
Цель работы. Повышение устойчивости к забиванию пылевыми отложениями воздуховодов систем аспирации строительных производств посредством организации закрутки аспирационного потока.
Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи: теоретические и экспериментальные исследования процесса перемещения пылевых частиц закрученным аспирационным потоком; разработка конструкций закручивающих устройств, предназначенных для повышения устойчивости к забиванию пылевыми отложениями воздуховодов аспирационной сети с учетом специфики - строительного производства;
разработка рекомендаций по проектированию и эксплуатации систем
аспирации при организации закрутки потока в воздуховодах.
Основная идея работы состоит в применении закрученных потоков в
воздуховодах аспирационных систем при снижении расхода аспирационного
газа и очистки воздуховодов от пылевых отложений без остановки систем
аспирации.
Методы исследования включали: аналитическое обобщение известных научных и технических результатов, физическое моделирование, обработку экспериментальных данных методами математической статистики и корреляционного анализа.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована планированием необходимого объема экспериментов, доказана применением классических положений механики и аэродинамики при моделировании изучаемых процессов, подтверждена удовлетворяющей сходимостью полученных результатов экспериментальных исследований, выполненных в лабораторных и промышленных условиях.
Научная новизна работы состоит в том, что:
составлена расчетная модель для определения скорости уноса пылевых
частиц со дна горизонтального воздуховода закрученным газовым потоком;
получены экспериментальные зависимости, позволяющие определять
скорости перемещения частиц пыли строительных материалов в
горизонтальных воздуховодах систем аспирации при различных значениях
интенсивности закрутки газового потока и крупности пылевых частиц;
получены экспериментальные зависимости, характеризующие
сравнительные энергозатраты при использовании различных видов закручивающих устройств для предотвращения пылевых отложений в воздуховодах систем аспирации. Практическое значение работы: разработана конструкция закручивающего устройства, предназначенного для организации закрутки пылегазового потока в воздуховодах аспирационной сети при работе системы аспирации в режиме пониженного расхода очищаемого газа, новизна которой подтверждена патентом на полезную модель РФ № 35325;
разработана конструкция закручивающего устройства, предназначенного для продувки воздуховодов аспирационной сети закрученным воздушным потоком, новизна которой подтверждена патентом на полезную модель РФ № 33755;
разработаны рекомендации по проектированию систем аспирации с закрученными потоками в воздуховодах;
разработаны рекомендации по эксплуатации систем аспирации, направленные на предотвращение образования пылевых отложений при организации закрутки потока в аспирационных воздуховодах.
Реализация результатов работы: произведена реконструкция системы аспирации сушильного барабана кирпичного производства Себряковского комбината асбестоцементных изделий;
произведена реконструкция системы аспирации стержневых смесителей кирпичного производства Себряковского комбината асбестоцементных изделий;
рекомендации по проектированию и эксплуатации систем аспирации с закруткой потока в воздуховодах использованы ПТБ ПСО «Волгоградгражданстрой» при разработке проектов реконструкции систем аспирации на предприятиях строительной отрасли. На защиту выносятся:
расчетная модель для определения скорости уноса пылевых частиц со дна горизонтального воздуховода закрученным газовым потоком; экспериментальные зависимости скорости перемещения частиц пыли строительных материалов в горизонтальных воздуховодах от интенсивности закрутки аспирационного потока и крупности пылевых частиц; результаты исследований направленных на предотвращения образования и удаление пылевых отложений в воздуховодах при наличии изменений расхода газа, поступающего в систему аспирации посредством закрутки потока;
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и получили одобрение на: Международной научно-технической конференции «Проблемы охраны производственной и окружающей среды» (Волгоград, 2000, 2001); Всероссийской научно-практической конференции «Аэрозоли в промышленности и в атмосфере» (Пенза 2001); ежегодных научно-
технических конференциях профессорско-преподавательского Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета.
Публикации.. Основные результаты исследований по теме диссертации изложены в 10 работах, в том числе в 2 патентах на полезную модель.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения, списка использованной литературы и приложений. Общий объем работы 173 страницы, в том числе: 121 страница - основной текст, содержащий 19 таблиц на 22 страницах, 31 рисунок на 31 странице; список литературы из 123 наименований на 12 страницах, 5 приложений на 40 страницах.
