Файл: Механизация процессов добычи и переработки торфа..pdf

Канд. техн. наук Л. О. ГОРЦАКАЛЯН

ВЛИЯНИЕ ПОСТУПАТЕЛЬНОЙ СКОРОСТИ ПНЕВМОУБОРОЧНОЙ МАШИНЫ

НА ИЗМЕНЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ АЭРОСМЕСИ

В процессе работы пневмоуборочной машины фрезерная крошка, находящаяся перед входным отверстием сопла, воз­ душным потоком отделяется от поверхности залежи, увле­ кается в сопло и далее во взвешенном состоянии транспор­ тируется в бункер машины.

При движении машины фрезерная крошка как бы непре­

к соплу при движении машины, захватывается воздушным потоком и направляется в пневмосистему. Как показывают исследования работы пневмоуборочных машин, а также ла­ бораторные исследования, изменение поступательной скоро­ сти машины (сопла) в определенном диапазоне практически мало влияет на весовую концентрацию аэросмеси, но вызы­ вает существенное изменение сборов торфа [1].

Увеличение поступательной скорости машины, казалось бы, должно было вызвать повышение концентрации аэро­ смеси, так как при этом увеличивается подача торфа к соплу, при неизменном расходе воздуха. Однако возможное увели­ чение концентрации быстро сказывается на сопротивлении системы, в результате чего рабочая точка совмещенных ха­ рактеристик вентилятора и сети смещается влево, что приво­ дит к падению расхода, а следовательно, и скорости воздуха во входном отверстии сопла.

С изменением скорости воздуха в зоне всасывания изме­ няются аэродинамические условия воздействия воздушного потока на частицы торфа, в результате чего подача торфа воздушным потоком уменьшается и концентрация уменьшает­ ся. Уменьшение концентрации приводит снова к увеличению скорости, и процесс повторяется.

Таким образом, в процессе работы происходит саморегу­ лирование системы и автоматически устанавливается опреде­ ленная концентрация смеси, которая может колебаться в не­ больших, практически мало заметных пределах.

Установленная таким образом концентрация смеси, как правило, не является максимальной при транспортировании фрезерного торфа в данной пневмосистеме. Зачастую давле­ ние, развиваемое вентилятором при данном расходе воздуха, позволяет транспортировать торфовоздушную смесь с более высокой концентрацией при условии обеспечения подачи не­ обходимого количества торфа в .пневмосистему. В этом мож-

20

но убедиться при активизации торфа в расстиле перед соп­ лом. Следовательно, соответствующая величина концентра­ ции аэросмеси для данной пневмосистемы обусловлена, с од­ ной стороны, давлением, развиваемым вентилятором, а с дру­ гой—условиями подачи (питанием) торфа в пневмосистему.

В пассивных соплах питание пневмосистемы торфом цели­ ком обусловлено работой всасывающего факела. Даже при значительном давлении, развиваемом вентилятором, и по­ ступлении большого количества торфа к соплу (при увеличе­ нии поступательной скорости сопла), но при слабой захваты­ вающей способности всасывающего факела нельзя обеспе­ чить максимально возможную концентрацию аэросмеси.

Таким образом, захватывающая способность воздушного потока всасывающего факела определяет количество мате­ риала (торфа), подаваемого в единицу времени в пневмо­ систему.

В этом мы убеждаемся, когда при постоянной поступа­ тельной скорости перемещения сопла производим увеличение скорости воздуха на входе в сопло. Последнее приводит к увеличению концентрации аэросмеси и значительному воз­ растанию количества подаваемого воздушным потоком тор­ фа .в систему. Независимо от увеличения скорости повышает­ ся давление, необходимое для преодоления возросшего со­ противления системы.

Повышение скорости воздуха на входе в сопло приводит не только к соответствующему аэродинамическому воздей­ ствию потока воздуха на частицы торфа, но и к возрастанию активной зоны всасывающего факела сопла, что увеличивает глубину воздействия воздушного потока на слой расстила. Кроме того, при постоянной поступательной скорости это сказывается на увеличении времени воздействия воздушного потока на слой расстила. Последнее обстоятельство некото­ рыми авторами рассматривается как основная причина уве­ личения концентрации аэросмеси. Однако это не совсем вер­ но. Анализ проведенных исследований показал, что если бы только время воздействия воздушного потока на слой ма­ териала влияло на концентрацию аэросмеси, то с увеличени­ ем поступательной скорости следовало бы ожидать непре­ менного уменьшения концентрации во всем диапазоне изме­ нения поступательных скоростей машины. Однако в опреде­ ленном интервале рабочих скоростей движения машины это­ го не наблюдается. Следовательно, время воздействия воз­ душного потока в активной зоне всасывающего факела на частицы торфа не всегда оказывает влияние на количество подаваемого в систему торфа.

Время действия воздушного потока в активной зоне вса­ сывающего факела на слой торфа исчисляется сотыми доля­ ми секунды, и основная м.асса торфа, попадающая в актив-

21

ную зону (зону больших скоростей) у входной кромки сопла, почти мгновенно захватывается и перемещается во всасы­ вающее отверстие. Поток большей силы может отделить, поднять и транспортировать большую массу торфа.

На разрушение слоя расстила требуется некоторое время. Однако оно чрезвычайно мало и практически не оказывает большого влияния на подачу торфа в систему.

Наблюдая размыв слоя расстила фрезерной крошки вса­ сывающим факелом неподвижного сопла, можно было ви­

расстила отдельных частиц торфа, общее количество которых было незначительным. То же наблюдается при движении сопла.

Однако не во всем возможном интервале изменения по­ ступательных скоростей машины (оп=0н-оо) может сохра­ няться постоянная концентрация аэросмеси, т. е. подача по­ стоянного количества торфа в систему.

Зависимость изменения концентрации аэросмеси от по­ ступательной скорости машины показывает, что при малой поступательной скорости может наблюдаться некоторое уве­ личение концентрации. Последнее имеет место при неболь­ шой толщине слоя торфа в расстиле, т. е. количество торфа, поступающего к соплу, может оказаться меньшим, чем спо­ собна захватить воздушная струя и принять пневмосистема. Поэтому до некоторого предела увеличение поступательной скорости, а следовательно, и подачи торфа к соплу будет со­ провождаться увеличением количества его, захватываемого воздушным потоком и принимаемого пневмосистемой. При этом концентрация будет расти, а скорость воздуха на вхо­ де в сопло падать до некоторого определенного предела, когда дальнейшее увеличение концентрации вызовет такое снижение скорости воздуха во всасывающем факеле, при ко­ торой она уже не сможет обеспечивать дальнейшее увеличе­ ние подачи торфа в пневмосистему воздушной струей. С это­ го момента устанавливаются примерно постоянные значения концентрации аэросмеси и скорости воздуха на входе в соп­ ло, которые автоматически саморегулируются.

Это постоянство количества подаваемого торфа и концен­ трации аэросмеси сохраняется до определенного значения скорости поступательного движения машины. При дальней­ шем увеличении поступательной скорости наступает такой момент, когда концентрация аэросмеси и подача торфа в пневмосистему начинают уменьшаться.

Таким образом, во всем диапазоне возможных изменений поступательной скорости машины можно выделить два кри­ тических (предельных) значения ее, при достижении которых

22

Максимальную скорость поступательного движения . ма­ шины, в пределах которой происходит увеличение концентра­ ции аэросмеси и подачи торфа в пневмосистему, назовем первой критической скоростью поступательного движения ма­ шины — ипк

График зависимости изменения характера сбора торфа от поступательной скорости машины

Максимальную скорость поступательного движения маши­ ны, превышение которой приводит к существенному падению концентрации и подачи торфа в систему, назовем второй критической скоростью поступательного движения машины —

Ц пк2 •

Значение первой критической скорости поступательного движения машины зависит в основном от количества торфа в расстиле.

При скорости поступательного движения машины меньше первой критической скорости убирается весь слой торфа, на­ ходящийся в расстиле. При этом количество торфа, подавае­ мого в пневмосистему, и концентрация будут меньше мак­ симально возможных значений, которые может обеспечить всасывающий факел сопла. Последнее объясняется недостат­ ком торфа в расстиле. В диапазоне изменения скоростей от цп= 0 до уп= У пк, концентрация будет величиной перемен­ ной, зависящей от поступательной скорости машины.

При скорости поступательного движения, большей первой

систему, и концентрация аэросмеси будут примерно постоянными, при этом полностью реализуется захватываю­ щая способность всасывающего факела сопла. В этом интер-

23

вале скоростей толщина убираемого слоя торфа, а следова­ тельно, и сборы его изменяются обратно пропорционально

тической скорости, т. е. нп>Цпк3 сообщаемая воздушным по­ током скорость движения частицам материала будет мень­ ше, чем скорость поступательного движения сопла, и части­ цы не могут разогнаться и догнать удаляющееся сопло. При этом дальнейшее увеличение скорости сопровождается не только падением сборов торфа, но и уменьшением количе­ ства его, поступающего в единицу времени в пневмосистему, и концентрации аэросмеси. Совершенно очевидно, что скоро­

Таким образом, можно отметить, что нормальный режим работы пневмосистемы имеет место при изменениях скорости

ЛИ Т Е Р А Т У Р А

1.Г о р ц а к а л я н Л. О. О повышении эффективности работы пневмо­ уборочных машин при активизации слоя фрезерной крошки.— «Торфяная промышленность», 1967, № 6.

крошки в зоне всасывающего факела сопла. Труды КПИ, вып. 1 (XIV). М., «Недра», 1966.

Канд. техн. наук Л. О. ГОРЦАКАЛЯН

ВЛИЯНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ВЕНТИЛЯТОРА И ПНЕВМОСИСТЕМЫ ПНЕВМОУБОРОЧНОЙ МАШИНЫ

НА СКОРОСТЬ ВХОДА ПОТОКА В СОПЛО И КОНЦЕНТРАЦИЮ АЭРОСМЕСИ

Многочисленные исследования режима работы пневмотранспортной системы пневмоуборочных машин показывают, что с увеличением скорости потока на входе в сопло концен­ трация аэросмеси возрастает.

При наличии в системе дроссельной заслонки и постепен­ ном открытии ее общее сопротивление системы будет умень­ шаться, а расход и скорость увеличиваться. При этом уве­ личение потерь в системе, обусловленное увеличением ско-

24