Файл: Луговский С.И. Вентиляция в асбестотехнической промышленности.pdf

ные закрыты поворотными заслонками. Поворот заслонок про­ изводится с помощью пневмоцилиндров, на каждую заслонку имеется один пневмоцилиндр. Управление работой пневмоцилин­ дра производится дистанционно. При подаче напряжения на ка­ тушку сердечник, втягиваясь, перемещает золотник, который пе­ репускает сжатый воздух в одну из полостей пневмоцилиндра. Поршень пневмоцилиндра перемещается и производит открытие или закрытие заслонкой соответствующей трубы.

116

I

Для подбора пневмоцилиндра необходимо знать силы и мо­ менты, действующие на заслонку в закрытом положении. Опре­ делим эти силы.

- Исходным является положение, когда работает один из цик­ лонов, а остальные-не работают. В этом случае одна заслонка находится в открытом положении, а остальные удерживаются пневмоцилиндрами в закрытом положении. Воздух от циклона проходит в клапанную коробку по открытой трубе, а затем, пройдя вентилятор и фильтр, выбрасывается с помощью шахты в атмосферу. Внутрь клапанной коробки входят четыре трубы. ЕсліГ'учесть промежутки между трубами и пространство для ва­ ликов заслонок, то площадь поперечного сечения клапанной ко­ робки будет примерно в 6 раз больше сечения трубопровода. Вследствие этого скорость потока, которая в трубопроводе до­ стигала 20 м/сек, уменьшается. Поэтому принимаем давление внутри клапанной коробки равным полному давлению-потока. Обозначим это давление через Рі. Тогда снизу на заслонку бу­ дет действовать давление Р ь которое определится по формуле

где Рц — полное давление в циклоне, кг/м2; % — коэффициент трения воздуха;

/ — длина трубопровода от циклона до клапанной ко­ робки, м;

d — диаметр трубопровода, м;

t

Y_y2 — коэффициент местного сопротивления;

2g — скоростной напор воздуха в трубопроводах: Второе и третье слагаемые в данной формуле представляют

собой соответственно потери полного давления на трение и мест­ ные сопротивления на участке работающего ответвления от цик­ лона до клапанной коробки.

Сила от давления Р ь направленная снизу вверх, будет

где F1. — площадь заслонки, м2

Сверху па заслонку действует атмосферное давление Рг, и

где Fi — площадь поперечного сечения трубы, м2

117

На заслонку действует также сила ее тяжести, направленная вниз. Она определяется по формуле

где 6 і — толщина металлической части заслонки, м; Ті — удельный вес металле, кг/м3

62 — толщина резиновой прокладки, м; То — удельный вес оезнны, кг/м3

Перечисленные силы, действующие на заслонку, создают момент, стремящийся повернуть ее на открытие. Кроме того, имеется и момент от веса рычага заслонки, который действует также на открытие заслонки.

Итак, на заслонку действуют моменты от газовых сил и сил тяжести заслонки и рычага, т. е.

где /і — расстояние от оси поворота заслонки до центра дав­ ления, Р і, м;

h — расстояние от оси поворота до центра давления, Р2, м; U — расстояние от оси поворота до центра тяжести за­

слонки, м;

Gp — вес рычага заслонки, кг;

/р — расстояние от оси поворота до центра тяжести рыча­ га заслонки, м.

С учетом выражений (88), (89), (90) и (91) уравнение (92) примет вид

• и м , - G,«„ •

Чтобы удержать заслонку в закрытом положении, необходи­ мо приложить к валу момент, равный по величине Мз, но про­ тивоположного направления, т. е.

Мщ> — Мэ

Это осуществляется пневмоцилиндром.

Таким образом, с помощью формулы (93) можно определить момент, действующий на заслонку в установившемся режиме от сил тяжести и газовых сил. Однако во время переключения за­ слонок имеет место неустановившийся режим и возможны слу­ чаи, когда силы давления воздуха на заслонку могут превышать

118

иХ значения при установившемся режиме. Поэтому необходимо определить также силы, действующие на заслонку клапанной коробки в иеустановившемся режиме.

Определение газовых сил, действующих на заслонку клапанной коробки при неустановившемся режиме

Рассмотрим случай, когда по трубопроводам движется чис­ тый воздух. Определение газовых сил, действующих на заслонку клапанной коробки при неустановившемся режиме, который имеет место в момент ее переключения, сводится к интегрирова­ нию системы уравнений

ЗР_ d(plil) +2а(рШ) < Эх 3t

ЗР_ г д(рШ)

[88с р

личина;

X — коэффициент гидравлического, сопротив­

ления; б — гидравлический радиус сечения.

Принимаем р= const, тогда получим

V

119

При а = 0 система уравнений совпадает с классическими уравнениями Н. Е. Жуковского для задачи о гидравлическом ударе.

Чтобы решить систему уравнений (95), необходимо задать начальные и граничные условия. Граничные условия зависят от характера возмущений на границах. Будем считать, что до мо­ мента времени t = 0 движение было установившимся или совсем отсутствовало. При /> 0 движение стало неустановившимся и вследствие линейности системы уравнений (95) можно под Р и w в системе (95) для /> 0 подразумевать их избыточные значе­

Для задания граничных условий будем считать, что заслон­ ка установлена сразу же на выходе из циклона, т. е. тем самым мы пренебрегаем длиной участка от циклона до клапанной ко­ робки. Это вполне допустимо, так как отброшенная часть трубо­ провода составляет 6—8% от всей его длины. Это позволяет сформулировать задачу таким образом: к одному концу трубо­ провода присоединена заслонка, причем перед заслонкой нахо­ дится камера,, на другом конце известно давление в функции времени. Для этого рода задач И. А. Чарный [112] предлагает граничные условия в таком виде

1 =0 P=Lf(t)

где cp (t) и f (t) — известные функции, h — положительная по­ стоянная, характеризующая тип камеры.

В качестве вентилятора используется пылевой вентилятор ЦП7-40. Значительная часть его характеристики представляет прямую линию, имеющую незначительный наклон к оси расхо­ дов. Поэтому при резком уменьшении расхода до нулевого зна­ чения давление'за вентилятором практически не изменится, т. е.

Так как закрытие заслонки происходит практически мгновенного

120