VAC 05.17.00 Химическая технология
VAC 05.23.00 Строительство и архитектура
UDK 62 Инженерное дело. Техника в целом. Транспорт
The total hydraulic resistance of hub presented. The dependence of the influence the volume of aspirated air hydraulic resistance for different values of the concentration of dusty air, the constant width of camera the working area and tilt angle blade hub made.
hub, hydraulic resistance, the amount of aspirated air, the concentration of dusty air
Введение. При производстве строительных материалов на современном этапе большое значение имеет эффективность оборудования, которое уже устарело и не отвечает требованиям современного производства. В связи с этим разрабатываются новые и модернизируются уже работающие системы и оборудование обеспыливания при производстве строительных материалов [1, 2, 3, 4]. Главной характеристикой такого оборудования является гидравлическое сопротивление, возникающее в процессе работы [5, 6, 7, 8, 9]. Одним из таких оборудований является концентраторы, предназначенные для улавливания грубой пыли.
С помощью модернизации конструкции и изменение режимных параметров работы концентратора возможно уменьшение гидравлического сопротивления. Полное гидравлическое сопротивление складывается из таких составляющих как потери напора на входе в концентратор, потери на преодоление трения газового потока о стенки концентратора, потери на поворот потока и потери на выходе из концентратора [10].
Основная часть. Полное гидравлическое сопротивление концентратора будет равно [10]:
|
|
(1) |
Формула (1) дает возможность определить полное гидравлическое сопротивление концентратора при различных геометрических размерах концентратора и различных углах наклона отражающих лопаток.
Вклад в гидравлическое сопротивление слагаемых формулы (1) при скорости входящего потока 25 м/с показан на рис. 1 [10].
Диаграмма (рис. 1) показывает, что наибольший вклад в гидравлическое сопротивление концентратора дает входное сопротивление и сопротивление на поворот потока. Эти сопротивления, в основном, зависят от скорости входящего потока. Потери на трение и сопротивление межфазового взаимодействия не превышают 2 %.
Детальный анализ изменения гидравлического сопротивления инерционного концентратора с регулируемыми параметрами можно сделать при рассмотрении графиков зависимости:
|
|
(2) |
На рисунке 2 представлена зависимость влияния объема V аспирируемого воздуха на гидравлическое сопротивление Δp при различных значениях концентрации β запыленного воздуха, постоянной ширине камеры рабочей зоны a = 0,36 м и угле наклона лопаток α = 40°.
Рис. 1. Диаграмма вклада (в %) в гидравлическое сопротивление различных слагаемых
На рисунке 2 видно, что все представленные зависимости имеют возрастающий характер, т.е. с увеличением объема аспирируемого воздуха, определяемого параметром V, возрастает гидравлическое сопротивление Δp.
Рис. 2. Зависимость гидравлического сопротивления Δp от объема V аспирируемого воздуха
при различных значениях концентрации β запыленного воздуха, постоянной ширине камеры рабочей
зоны a = 0,36 м и угле наклона лопаток α = 40°
Например, при минимальном значении объема V аспирируемого воздуха V = 200 м3/ч (см. рисунок 2, линия β = 0,2 г/м3) параметр Δp составляет 89 Па. Дальнейшее увеличение объема V аспирируемого воздуха до значений V = 300 м3/ч и V = 400 м3/ч приводит к увеличению значений гидравлического сопротивления Δp и составляет, соответственно, 183,5 и 324 Па. При дальнейшем увеличении объема V аспирируемого воздуха до V = 500 м3/ч гидравлическое сопротивление Δp возрастает и составляет 510,5 Па. При максимальном объеме V аспирируемого воздуха V = 600 м3/ч, гидравлическое сопротивление Δp составит 743 Па. Значение гидравлического сопротивления Δp от минимального значения до максимального значения объема V аспирируемого воздуха увеличится на 654 Па.
Дальнейшее увеличение концентрации β запыленного воздуха увеличивает параметр Δp, о чем говорят кривые, характеризующие эффективность пылеулавливания. Например, при минимальном значении объема V аспирируемого воздуха V = 200 м3/ч (см. рисунок 2, линия β = 0,25 г/м3) параметр Δp составляет 87,6 Па. Дальнейшее увеличение объема V аспирируемого воздуха до значений V = 300 м3/ч и V = 400 м3/ч приводит к увеличению значений гидравлического сопротивления Δp и составляет, соответственно, 196,4 и 351,2 Па. При дальнейшем увеличении объема V аспирируемого воздуха до V = 500 м3/ч гидравлическое сопротивление Δp возрастает и составляет 552 Па. При максимальном объеме V аспирируемого воздуха V = 600 м3/ч, гидравлическое сопротивление Δp составит 798,8 Па. Значение гидравлического сопротивления Δp от минимального значения до максимального значения объема V аспирируемого воздуха увеличится на 711,2 Па.
Анализируя зависимость при концентрации β запыленного воздуха β = 0,3 г/м3 (рис. 2) приходим к выводу, что при минимальном значении объема V аспирируемого воздуха V = 200 м3/ч параметр Δp составляет 117 Па. Дальнейшее увеличение объема V аспирируемого воздуха до значений V = 300 м3/ч и V = 400 м3/ч приводит к увеличению значений гидравлического сопротивления Δp и составляет, соответственно, 240,1 и 409,1 Па. При дальнейшем увеличении объема V аспирируемого воздуха до V = 500 м3/ч гидравлическое сопротивление Δp возрастает и составляет 624,3 Па. При максимальном объеме V аспирируемого воздуха V = 600 м3/ч, гидравлическое сопротивление Δp составит 885,4 Па. Значение гидравлического сопротивления Δp от минимального значения до максимального значения объема V аспирируемого воздуха увеличится на 768,4 Па.
Анализируя зависимость при концентрации β запыленного воздуха β = 0,35 г/м3 (см. рисунок 2) получаем, что при минимальном значении объема V аспирируемого воздуха V = 200 м3/ч параметр Δp составляет 177,2 Па. Дальнейшее увеличение объема V аспирируемого воздуха до значений V = 300 м3/ч и V = 400 м3/ч приводит к увеличению значений гидравлического сопротивления Δp и составляет, соответственно, 314,6 и 498 Па. При дальнейшем увеличении объема V аспирируемого воздуха до V = 500 м3/ч гидравлическое сопротивление Δp возрастает и составляет 727,4 Па. При максимальном объеме V аспирируемого воздуха V = 600 м3/ч, гидравлическое сопротивление Δp составит 1002,8 Па. Значение гидравлического сопротивления Δp от минимального значения до максимального значения объема V аспирируемого воздуха увеличится на 825,6 Па.
Максимальные значения гидравлического сопротивления Δp инерционного концентратора наблюдаются при максимальной концентрации β запыленного воздуха 0,4 г/м3 (см. рисунок 2). При минимальном значении объема V аспирируемого воздуха, равного 200 м3/ч, параметр Δp составляет 268,2 Па. Дальнейшее увеличение объема V аспирируемого воздуха до значений
V = 300 м3/ч и V = 400 м3/ч приводит к увеличению значений гидравлического сопротивления Δp и составляет, соответственно, 419,9 и 617,6 Па. При дальнейшем увеличении объема V аспирируемого воздуха до V = 500 м3/ч гидравлическое сопротивление Δp возрастает и составляет 861,3 Па. При максимальном объеме V аспирируемого воздуха V = 600 м3/ч, гидравлическое сопротивление Δp составит 1151 Па. Значение гидравлического сопротивления Δp от минимального значения до максимального значения объема V аспирируемого воздуха увеличится на 882,8 Па.
Выводы. При анализе графиков, изображенных на рисунке 2, можно сделать вывод, что максимальное значение гидравлического сопротивления Δp достигается при объеме аспирируемого воздуха V = 600 м3/ч, концентрации β запыленного воздуха β = 0,4 г/м3 и составляет Δp = 1151 Па.
1. Agarkov A.M. Dvumernye uravneniya dinamiki potoka vozduha v koncentratore // «Interstroymeh-2015» materialy mezhdunarodnoy nauchno-tehnicheskoy konferencii. Kazanskiy gosudarstvennyy arhitekturno-stroitel'nyy universitet. g. Kazan', 2015. S. 7-11.
2. Orehova T.N., Golubyatnikov A.A. Tehnologiya proizvodstva suhih stroitel'nyh smesey // Teoreticheskie i prikladnye voprosy nauki i obrazovaniya: sb. nauchn. trudov Mezhdunar. nauch.-prakt. konf., (Tambov 31 yanv. 2015 g.), Tambov: Izd-vo OOO «Konsaltingovaya kompaniya Yukom», 2015. Ch.5. S. 75-77.
3. Patent RF № 2009147741/22 10.05.10. Harlamov E.V. Separator/Patent Rossii № 93785.2009. Byul. №13.
4. Patent RF № 2010140830/05, 10.03.11. Orehova T.N., Uvarov V.A., Kachaev A.E. Pnevmosmesitel' nepreryvnogo deystviya dlya proizvodstva suhih stroitel'nyh smesey/Patent Rossii № 102533.2010. Byul. №7.
5. Patent RF № 2011151913/05, 10.05.2012. Orehova T.N., Uvarov V.A., Kachaev A.E. Pnevmosmesitel' mnogokomponentnyh suhih stroitel'nyh smesey/Patent Rossii № 115682.2011. Byul. №13.
6. Romanovich A.A., Harlamov E.V.. Stroitel'nye mashiny i mehanizmy: laboratornyy praktikum. Belgorod: Izd-vo BGTU, 2008. 145 s.
7. Uvarov V.A., Orehova T.N. Ispol'zovanie pnevmosmesitelya pri proizvodstve dorozhno-stroitel'nyh materialov // Innovacionnye materialy, tehnologii i oborudovanie dlya stroitel'stva sovremennyh transportnyh sooruzheniy: sb. dokladov Mezhdunar. naun.-prakt. konf. - Belgorod: Izd-vo BGTU, 2013. T.II. S. 277-280.
8. Harlamov E.V. Tehnologiya obogascheniya tonkodispersnyh smesey na osnove pronicaemoy metallokeramiki // «Interstroymeh-2010» materialy mezhdunarodnoy nauchno-tehnicheskoy konferencii. Belgorodskiy gosudarstvennyy tehnologicheskiy universitet im. V.G. Shuhova. g. Belgorod, 2010. S. 107-109.
9. Sharapov R.R., Agarkov A.M., Sharapov R.R.-jn.. Matrix Modeling of Technological Systems Grinding with Closed Circuit Ball Mill // World Applied Sciences Journal T. 24. 2013. №10. S. 1399-1403.
10. Agarkov A.M., Sharapov R.R., Boychuk I.P., Prokopenko V.S. Gidravlicheskoe soprotivlenie koncentratora // Vestnik Belgorodskogo gosudarstvennogo tehnologicheskogo universiteta im. V.G. Shuhova. 2015. №6. S. 160-163.
