Файл: Романенко П.Н. Пожарная профилактика систем отопления и вентиляции учебник.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 189
Скачиваний: 0
При |
обтекании |
воздушным |
потоком тела, |
л е ж а щ е г о |
на |
дне, |
|||
возникают силы, действующие |
на |
тело |
как в |
горизонтальном |
рх, |
||||
т а к и в вертикальном направлении |
ру. |
Силу, действующую |
в |
гори |
|||||
зонтальном направлении, называют лобовой. Если лобовая |
сила |
||||||||
начнет |
превышать |
силы |
трения |
пли силы сопротивления |
качения, |
||||
то тело |
будет двигаться |
вдоль |
стенки |
горизонтальной трубы. Та |
минимальная скорость воздуха, при которой тело начинает дви
гаться |
по горизонтальной |
поверхности, |
принято |
называть |
ско |
ростью |
трогания . |
|
|
|
|
К а к |
показывают опыты, |
скорость трогания для |
различных |
ма |
|
териалов зависит главным |
образом от коэффициента трепня мате |
||||
риала |
о стенку трубопровода н от условий |
обтекания воздухом. |
Так, например, для разрыхленных кусков хлопка, шерсти, лавсано
вых и вискозных волокон |
скорость |
трогания в |
опытах |
составляла |
|||||
3—4,5 |
м/сек. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Сила, |
действующая |
в |
вертикальном |
направлении, |
возникает |
||||
прежде |
всего |
вследствие |
разности |
скоростей |
движения воздуха |
||||
снизу и сверху |
данного |
тела. Из уравнения Бериулли известно, |
что |
||||||
в д в и ж у щ е м с я |
потоке |
давление будет |
больше |
в том |
месте, |
где |
меньше скорость. Так как скорость движения воздуха в нижней
части |
тела, |
расположенного у дна трубы, меньше скорости воздуха |
в верхней |
части этого тела, то, следовательно, возникает подъем |
|
ная |
сила, |
направленная вверх. |
При достаточной скорости воздуха, когда вертикальная сила становится больше силы тяжести тела, движение этого тела в го ризонтальной трубе начинает носить скачкообразный характер . В этом случае движение тела, как правило, сопровождается враще нием.
Вращение тела при его движении способствует возникновению дополнительной подъемной силы. Образование этой силы объяс
няется тем, что вследствие трения |
воздуха о |
поверхность |
тела |
об |
||
щ а я скорость |
воздуха |
непосредственно под |
нижней частью |
тела |
||
меньше, чем |
скорость |
воздуха над |
верхней |
его частью. |
Поэтому |
давление в нижней части тела становится больше, чем в верхней. При развитом турбулентном движении, кроме указанных сил,
образующиеся вихри |
т а к ж е способствуют |
поднятию частиц |
мате |
риала, особенно мелких, и увлечению их |
в общий воздушный по |
||
ток. Таким образом, |
турбулентный поток |
при сравнительно |
боль |
шой скорости его движения вызывает беспорядочные колебатель ные движения частиц материала в плоскостях, перпендикулярных оси, как вертикальных, т а к и горизонтальных трубопроводов.
Минимальную скорость воздушного потока, при которой |
мате |
риал движется в трубопроводе во взвешенном состоянии без |
како |
го-либо осаждения его на стенках труб, обычно называют |
ско |
ростью транспортирования материалов . Исходя из изложенного, скорость транспортирования в вертикальных трубах должна быть больше скорости витания, а в горизонтальных трубах больше ско рости трогания .
310
В настоящее время какой-либо определенной математической зависимости между скоростями витания, трогания и транспортиро вания не установлено. Поэтому скорости транспортирования для каждого вида м а т е р и а л а определяются опытным путем и приводят
ся в справочниках. Д л я некоторых |
материалов |
скорости |
транспор |
||||||
тирования |
(в м/сск) |
приведены |
ниже: |
|
|
|
|
||
|
легкая н сухая пыль при шлифовке |
|
|
|
|
||||
|
дерева, |
табачная пыль и т. п. . . |
. |
8—10 |
|
||||
|
опилки |
древесные |
|
|
|
14 |
|
||
|
стружка |
|
древесная |
|
|
|
17 |
|
|
|
щепа |
|
|
|
|
|
23 |
|
|
|
мелкая |
волокнистая |
пыль |
|
|
|
8 |
|
|
|
костра |
|
|
|
|
|
16—18 |
|
|
|
|
|
§ 13.3. |
Аспирация |
|
|
|
|
|
Переработка, транспортировка |
и размол зерна на |
мельницах и |
|||||||
элеваторах, размол угля и получение угольной |
пыли, |
а т а к ж е мно |
|||||||
гие другие процессы производств связаны с выделением |
большого |
||||||||
количества |
горючей |
|
и токсичной пыли. П ы л я щ е е |
оборудование та |
ких производств, как правило, снабжается полным герметизиро ванным укрытием в виде коробов и кожухов. Н о наличие укрытий не исключает выход пыли через неплотности, особенно в местах за
грузки, выгрузки и |
пересыпки пылящих материалов . П а д а ю щ и й |
материал увлекает |
с собой воздух и создает в месте падения избы |
точное давление, которое способствует выбиванию пыли в местах
соединения |
коробов |
и |
кожухов . |
|
|
|
Д л я предотвращения выхода |
пыли из укрытий в них |
должно |
||||
поддерживаться разрежение воздуха. Р а з р е ж е н и е воздуха |
в укры |
|||||
тиях |
поддерживается |
|
аспирацией. |
|
||
Система |
аспирации |
включает |
в себя аспирационные |
воронки, |
||
сеть |
воздуховодов, установку д л я |
очистки воздуха от пыли, венти |
||||
ляционный |
агрегат |
и |
вытяжную |
трубу. |
|
На рисунках 13.15 и 13.16 в качестве примеров показаны уст ройства д л я аспирации у места пересыпки материала из течки на
Рис. 13.15. Аспирация |
у места пересыпки мате |
|
риала из течки на |
ленточный транспортер |
|
/—стальной башмак; 2—аспнрационная воронка; |
6'—рези |
|
новый фартук |
311 |
Рис. 13.16. Аспирация при загруз ке материалов п бункер
/ — к о ж у х ; 2—аспирационная иоронка
ленточный транспортер и засыпки в бункер. Отсос воздуха из укрытий осуществляется через аспнрационные воронки. Устрой ство воронок диктуется необходимостью соблюдения сравнительно малой скорости движения воздуха у места отсоса и перехода к большой скорости движения воздуха в воздуховодах.
Н а рис. 13.17 показана аспирационная воронка наиболее |
рас |
пространенной конструкции. Д л я регулирования количества |
отса |
Р/ІС. |
13.17. Аспирационная |
воронка |
|
/ — к о р п у с ; 2—патрубки, |
3—регулировочная |
||
манжета; 4 — окно для |
впуска |
воздуха; |
|
|
5 - дроссель-клапан |
|
|
сываемого воздуха и |
п о д д е р ж а н и я |
требуемой скорости движения |
воздуха в воздуховодах на аспирационных воронках устанавлива ются дроссель - клапаны или косые шиберы, а т а к ж е регулировоч-
312
ные манжеты . Дроссель - клапаны или шиберы после пусковой ре
гулировки |
системы |
аспирации |
закрепляются |
наглухо. |
М а н ж е т а м и |
||||||||||||||||||||||
в процессе |
эксплуатации |
можно |
частично или полностью |
откры |
|||||||||||||||||||||||
вать или з а к р ы в а т ь |
окно для впуска воздуха помимо |
|
укрытия . |
|
|
||||||||||||||||||||||
Р а з р е ж е н и е |
в укрытии, |
создаваемое |
|
аспирацией, |
|
принимается |
|||||||||||||||||||||
от 30 до |
|
150 н/м2. |
В |
некоторых случаях |
|
разрежение |
|
достигается |
|||||||||||||||||||
д а ж е 250 н/м2. Скорость |
движения |
воздуха в отсасывающем |
отвер |
||||||||||||||||||||||||
стии |
(расширенной |
части |
аспирационной |
воронки) |
|
д о л ж н а |
быть |
||||||||||||||||||||
не более |
1 м/сек |
при молотых м а т е р и а л а х |
|
крупностью до 1 мм |
и не |
||||||||||||||||||||||
более |
2 |
м/сек |
— |
при |
кусковых |
материалах . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
Скорость запыленного воздуха в воздуховодах принимается в |
|||||||||||||||||||||||||||
зависимости |
от вида |
выделяющейся |
пыли и угла наклона |
воздухо |
|||||||||||||||||||||||
вода |
к горизонту. Д л я сухой горючей |
пыли скорость |
воздуха |
в вер |
|||||||||||||||||||||||
тикальных участках воздуховодов принимается в пределах |
8—12 |
||||||||||||||||||||||||||
м/сек, |
а в горизонтальных |
и наклонных |
воздуховодах |
— |
|
не |
менее |
||||||||||||||||||||
15 |
м/сек. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Объем |
воздуха, |
отсасываемого |
от укрытий |
системой |
аспирации |
||||||||||||||||||||||
ія, |
определяется как сумма, которая |
складывается |
из объема |
|
воз |
||||||||||||||||||||||
духа, вносимого в укрытие поступающим |
|
материалом |
|
Lu, |
|
и |
объема |
||||||||||||||||||||
просасываемого воздуха через неплотности укрытия |
L n j |
д л я - п р е д |
|||||||||||||||||||||||||
отвращения |
выбивания |
|
пыли |
в помещение, |
т. е. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
LB |
|
= LU + L„, |
|
м'/ч. |
|
|
|
|
|
|
|
|
(13.19) |
||||||
Величины Z,M и L„ зависят от вида укрытий и определяются при |
|||||||||||||||||||||||||||
проектировании по формулам, у к а з а н н ы м |
в справочниках [45]. |
|
|
||||||||||||||||||||||||
При заполнении, например, сыпучими м а т е р и а л а м и бункера пли |
|||||||||||||||||||||||||||
замкнутой |
полости |
с открытыми проемами через загрузочную теч |
|||||||||||||||||||||||||
ку из конвейера объем воздуха, вносимого |
в укрытие |
|
поступающим |
||||||||||||||||||||||||
материалом, |
определяется |
по |
формуле: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Lu |
= 0,12 Ghlw\+Gu, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(13.20) |
|||||||||
где |
GM |
— количество |
з а г р у ж а е м о г о |
|
материала, |
м3/ч; |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
ш„ — скорость |
движения |
м а т е р и а л а |
|
при |
входе |
в |
укрытие |
из |
||||||||||||||||||
|
|
течки, |
м/сек. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Д л я |
данного случая |
|
величина |
ад„ может |
быть |
определена |
по |
||||||||||||||||||||
формуле: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
а>„ = |
V 19,62 Я ( 1 — 1 , 2 / c t g о ) , |
м\сек], |
|
|
|
|
|
(13.21) |
|||||||||||||||
где |
H — высота |
падения |
м а т е р и а л а |
в |
загрузочной |
течке, |
|
м; |
|
|
|||||||||||||||||
|
f—коэффициент |
|
трения |
материала |
о стенки |
течки; |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
а — угол |
наклона |
|
течки |
к |
горизонту. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Коэффициент трения, например, каменного или бурого |
воздуш |
||||||||||||||||||||||||||
но-сухого угля о сталь составляет 0,58, а антрацита — 0,29. |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
Объем |
|
воздуха, |
поступающего из помещения в укрытие через |
||||||||||||||||||||||||
открытые |
|
проемы, |
определяется |
из |
в ы р а ж е н и я : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
/.„ = |
3600a»1 1 FI 1 , |
м*Іч, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где Fп |
— площадь |
открытых проемов, |
м2; |
wn |
— с к о р о с т ь |
прохода воздуха через |
проем, принимаемая для |
|
бункеров |
1 м/сек. |
|
В одну аспирационную установку чаще всего объединяются не сколько местных отсосов. При количестве отсосов более 4—б и невзрывоопасиоп пыли подключение воздуховодов от них следует
производить |
к |
вертикальному |
пли |
горизонтальному коллектору. |
||||||
Скорость |
воздуха |
в горизонтальном |
коллекторе |
принимается до |
||||||
8 м/сек, |
а в |
вертикальном — |
до 5 м/сек. |
В этом |
случае сами |
кол |
||||
лекторы |
в какой-то степени являются |
червой |
ступенью |
очистки |
||||||
воздуха |
от |
пыли. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Однако применять коллекторы при взрывоопасных пылях не |
||||||||||
целесообразно, |
так |
как коллекторы |
представляют собой |
емкость, |
||||||
где возможно |
накопление пыли и образование взрывоопасной |
кон |
центрации. Кроме того, при взрывоопасной пыли ответвления к
магистральным участкам |
воздуховодов |
д о л ж н ы присоединяться |
|||
сверху |
пли сбоку под углом к оси 15—30°, чтобы в |
отключенном |
|||
участке |
воздуховода |
не |
скапливалас ь |
пыль. |
|
Д л я |
предотвращения |
воспламенения |
пыли должн ы устанавли |
||
ваться |
взрывобезопасные |
вентиляторы |
и электродвигатели д а ж е |
||
после пылеочистных |
устройств, так как |
не исключена |
возможность |
повреждения этих устройств или отложения пыли на стенках воз духоводов и вентиляторов. Воздуховоды и другие металлические части аспирацнонной системы необходимо з а з е м л я т ь д л я отвода статического электричества. Скорости движения воздуха в аспирациоиных воронках следует принимать минимальными, чтобы умень
шить унос пыли в воздуховоды. По этой же причине |
асппрациопные |
|||||
воронки не д о л ж н ы находиться в непосредственной |
близости к мес |
|||||
там загрузки сыпучего |
материала . Д л я снижения |
разрушительной |
||||
силы взрыва на укрытиях и воздуховодах д о л ж н ы |
устанавливаться |
|||||
протнвовзрывные мембраны или клапаны . |
|
|
||||
Очистка |
воздуха |
от |
горючей пыли |
устраивается |
как сухим, |
так |
и мокрым |
способом. |
С |
точки зрения |
пожарной безопасности |
наи |
лучшим является мокрый способ. При этом способе бывает доста точно одноступенчатой очистки.
При сухом способе ч а щ е всего применяется двухступенчатая очистка. В качестве первой ступени могут служить циклоны, а в качестве второй — тканевые рукавные фильтры. В качестве второй ступени очистки воздуха от пыли могут применяться т а к ж е мокрые пылеуловители.
§ 13.4. Система пневматического транспорта
Назначение и устройство. Пневматическим транспортом назы вают установки, предназначенные для перемещения сыпучих ма териалов над действием воздушного потока по трубопроводам .
Наибольшее применение пневматический транспорт находит на предприятиях зерноперерабатывающей, пищевой, химической и
314
д е р е в о о б р а б а т ы в а ю щ ей |
промышленности. Пневматический |
транс |
||||||
порт широко используется на предприятиях первичной |
обработки |
|||||||
хлопка, по обработке |
или |
переработке |
древесины, |
текстильных |
||||
предприятиях, а т а к ж е |
па |
многих других |
объектах. |
|
|
|
||
К а ж д а я установка |
пневматического транспорта |
включает |
в себя |
|||||
вентилятор или воздуходувную машину, |
трубопроводы |
(матерпа- |
||||||
лопроводы), устройство для подачи транспортируемого |
материала |
|||||||
н трубопроводы, а т а к ж е |
устройство для отделения |
транспортируе |
||||||
мого материала от воздуха. По мере необходимости |
ппевмотранс |
|||||||
портпые установки обеспечиваются фильтрами для очистки |
возду |
|||||||
ха от частиц пыли, оставшихся в воздухе |
после |
отделения |
мате |
|||||
риала. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ппевмотранспортпые установки различаются по массовой кон
центрации транспортируемого материала и по |
схеме присоедине |
ния вентилятора или воздуходувной машины . |
Величины массовых |
концентраций, при которых работают установки, колеблются в пре
делах от 0,2 |
до |
100 кг/кг и |
более. |
|
|
Вентиляторы |
в пневмотранспортпой установке применяют в том |
||||
случае, если |
потерн давления |
в ней |
не |
превышают 15 000 н/м2. |
|
Если потери |
давления будут |
выше, |
то |
применяют воздуходувные |
машины — турбовоздуходувку, турбонасос, ротационную воздухо
дувку |
или поршневой компрессор. |
По |
схеме присоединения вентилятора или воздуходувной маши |
ны ппевмотранспортпые установки разделяются на всасывающие, нагнетательные и комбинированные (рис. 13.18).
Схема всасывающей установки показана на рис. 13.18, а. В этом случае приемное устройство, материалопровод и разгрузитель присоединены к всасывающей стороне вентилятора пли воздухо дувной машины и находятся под разрежением . Атмосферный воз дух всасывается в приемное устройство, в которое т а к ж е входит и транспортируемый материал . Частицы м а т е р и а л а подхватываются воздухом и по материалопроводу перемещаются в разгрузитель, в котором происходит отделение транспортируемого материала от воздуха.
На рис. 13.18, б изображена схема нагнетательной установки. Воздуховод, питатель, материалопровод, разгрузитель и пылеуло витель находятся под избыточным давлением воздуха, та к как при соединяются к нагнетательной стороне воздуходувной машины . С ж а т ы й воздух нагнетается воздуходувной машиной в питатель, в который вводится транспортируемый материал . Воздух в питателе подхватывает частицы материала и перемещает их по материало проводу в разгрузитель. При необходимости воздух затем прохо дит очистку от пыли в пылеуловителе и выбрасывается в атмос феру.
Схема комбинированной пневмотранспортпой установки пока зана на рис. 13.18, в. Приемное устройство и часть материалопро - вода находятся под разрежением, а другая часть материалопрово - да и разгрузитель с пылеуловителем — под избыточным давлени -
315