технические науки/ 2. транспорт.
Прокопенко В.С., студент 3-го курса Красиков М.С.,
Белгородский
государственный технологический
университет им. В.Г. Шухова,
Россия
Анализ методики определение параметров воздушных
Основными параметрами воздушного сепаратора, обеспечивающими эффективность
очистки зерна и четкость сепарирования, являются удельная зерновая нагрузка,
размеры пневмосепарирующего канала, скорость воздушного потока и потери
давления в сепараторе.
Эффективность очистки η (%) представляет собой отношение
массы примесей, выделенных из зерна, к массе примесей в исходной смеси, которые
могли быть выделены воздушным потоком, и определяется по формуле:
где А – масса отходов, кг;
а – содержание нормального зерна в отходах, % от их
массы;
Б – масса примесей в исходной смеси, которые могли быть выделены воздушным
потоком, кг.
Содержание нормального зерна в отходах характеризует четкость
сепарирования, то есть качественную сторону процесса.
Пневмосепарирующий канал
(рис.1) характеризуется следующими геометрическими размерами: длиной L, шириной В, высотой H1 от места поступления зерна в канал до
поворота в осадочное устройство, высотой H2 от места поступления воздуха в канал до
места поступления в него зерна и углом ввода сепарируемой смеси в каналα.
Производительность
воздушного сепаратора Q (кг/ч)
зависит от удельной нагрузки q (кг/ч
на 1 см длины канала). С увеличением удельной нагрузки эффективность очистки
ухудшается.
Геометрические размеры пневмосепарирующего канала выбирают по оптимальной
удельной зерновой нагрузке и заданной производительности.
Длину канала L (см) определяется по формуле:
Эффективность очистки зерна от легких примесей η зависит от ширины канала В.
Рис. 1 – Прямоугольно
пневмосепарирующий канал
Высота верхней части
пневмосепарирующего канала H1 также влияет на эффективность очистки. С ее
увеличением можно повысить эффективность и четкость сепарирования.
Эффективность очистки
зерна воздушным потоком зависит от начальной скорости V0 поступления частиц в
пневмосепаририрующий канал и средней скорости V воздушного потока.
С повышением средней скорости V
воздушного потока эффективность очистки увеличивается до известного предела,
после чего зерно переходит в «кипящее» состояние, при котором резко возрастает
унос нормального зерна в отходы.
Скорость V воздушного потока для очистки
продовольственного зерна определяют по формуле:
где
Расход воздуха в воздушном сепараторе QВ (м3/с)
определяют по формуле:
где В – ширина канала, м;
L – длина канала, м;
V – скорость воздушного
потока, м/с.
Потери давления в воздушном сепараторе Н
(кгс/м2) определяют по формуле:
где k – коэффициент сопротивления, кгс·мин2/м8;
Q – расход воздуха, м3/мин.
Коэффициент сопротивления зависит от конструкции воздушного сепаратора и
находится в пределах k = 0,075…0,08.
Для вывода зерна и легких примесей из воздушного сепаратора с одновременной
его герметизацией служат шлюзовые затворы, типоразмер которого выбираем по
приложению 5, и различные клапаны. Потребную емкость Vш (дм3) определяем по формуле:
где Qш – расчетная
производительность затвора, кг/мин;
ρ – объемная масса
продукта, кг/дм3;
n – частота вращения
ротора, мин-1,n= 20…40мин-1;
ϕ – коэффициент
заполнения ячеек (для зернистых материалов
ϕ = 0,7…0,8, для
порошкообразных ϕ = 0,5…0,6).
Мощность, затрачиваемая для привода шлюзового затвора Nшл (кВт), расходуется на преодоление сил внутреннего
трения груза в сечении загрузочного отверстия, на преодоление сил трения в
подшипниках и на дробление частиц, попавших в зазор между ротором и корпусом
шлюзового затвора.
Ее определяют по формуле:
где p – вертикальное давление груза на плоскость среза
загрузочного отверстия, Н/м2;
Rp
– радиус ротора, м;
r3 – радиус
загрузочного отверстия, м;
К1
– коэффициент, учитывающий расход энергии на дробление частиц;
Потери давления в
отделителе H1 (Па)
определяем по формуле:
где ξотд –
коэффициент аэродинамического сопротивления отделителя;
VВХ – скорость воздуха на
входном патрубке, м/с;
ρВ – плотность воздуха при
нормальных условиях,
Потребную мощность
привода вентилятора N (кВт)
определяем по формуле:
где Н –
суммарные потери давления в воздушном сепараторе, Па;
ηВ – КПД вентилятора
(определяют по характеристике вентилятора);
ηп – КПД привода.
Суммарные потери давления
в воздушном сепараторе Н (Па) определяем по формуле:
где k1 – коэффициент, учитывающий возможные отклонения при работе
вентилятора.
Литература:
1.
Н. Я. Хархута и др.
Дорожные машины. Теория, конструкция и расчёт. Учебник для вузов. Изд 2-е, доп.
и переработ. Л., «Машиностроение» (Ленингр. Отд-ние),
1976.
2.
Васильев A.A. Дорожные машины: Учебник для автомобильно-
дорожных техникумов. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1987. -416
е., ил.
3. Агарков А.М., Шарапов Р.Р., Прокопенко В.С.
Анализ гидравлического сопротивления концентратора // Вестник Белгородского
государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2016. № 3. С.
87-90.
4. Мелихов С.В., Прокопенко В.С. Анализ методики
определения эффективности разделения //В сборнике: Инновационные материалы,
технологии и оборудование для строительства современных транспортных сооружений
Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова. 2013.
С. 143-147.
5. Sharapov R.R., Prokopenko
V.S. MODELING OF THE SEPARATION PROCESS IN DYNAMIC SEPARATORS // World Applied
Sciences Journal. 2013. Т. 25. № 3. С. 536-542.
6. Агарков А.М., Шарапов Р.Р., Прокопенко В.С.
Анализ гидравлического сопротивления концентратора // Вестник Белгородского государственного
технологического университета им. В.Г. Шухова. 2016. № 3. С. 87-90.