Расчет производительности местных отсосов

2. Расчет производительности местных отсосов

В основу расчета необходимого объема воздуха, удаляемого из укрытия, положено уравнение воздушного баланса:

 (1)

Расход воздуха, поступающего в укрытие через неплотность (Q_н; м³/с), зависит от площади неплотностей (F_н, м²) и оптимальной величины разрежения в укрытии (Р_у, Па):

 (2)

где  – плотность окружающего воздуха (при t₀ =20 °С;  =1,213 кг/м³).

Для укрытия места загрузки конвейера неплотности сосредоточены в зоне контакта наружных стенок с движущейся лентой конвейера (см. рис. 1):

 (3)

где: П – периметр укрытия в плане, м; L₀ – длина укрытия, м; b – ширина укрытия, м; – высота условной щели в зоне контакта, м.

Таблица 4. Величина разрежения в укрытии (Р_у) и ширина щели ()

Вид транспортируемого материала	Медианный диаметр , мм	Укрытие типа «0»		Укрытие типа «Д»
		Ру, Па	, м	Ру, Па	, м
Кусковый		11	0,03	7	0,03
Зернистый		9	0,015	6	0,015
Порошкообразный	dм < 0,2	–	–	5	0,015

Расход воздуха, поступающего в укрытие по желобу, м³/с [10, 13, 25]

 (4)

где S – площадь поперечного сечения желоба, м²;  – скорость потока перегружаемого материала при выходе из желоба (конечная скорость падения частиц), определяется последовательно расчетом:

а) скорости в начале желоба, м/с (в конце первого участка, см. рис. 1)

, G=9,81 м/с² (5)

б) скорости в конце второго участка, м/с

(6)

в) скорости в конце третьего участка, м/с

 (7)

– коэффициент скольжения компонентов («коэффициент эжекции») u – скорость воздуха в желобе, м/с.

Коэффициент скольжения компонентов зависит от числа Бутакова–Нейкова*

(8)

и критерия Эйлера

  (9)

где d – средний диаметр частиц перегружаемого материала, мм,

 (10)

(если окажется, что , следует принимать в качестве расчетного среднего диаметра ;  – сумма коэффициентов местных сопротивлений (к.м.c.) желоба и укрытий

 (11)

ζ_вх – к.м.с, входа воздуха в верхнее укрытие, отнесенный к динамическому напору воздуха в конце желоба .

; (12)

F_в – площадь неплотностей верхнего укрытия, м²;

* Числа Бутакова–Нейкова и Эйлера являются сутью параметров М и N широко используемых в нормативных [21] и учебно-методических материалах [25, 28., 30].

B, м	0,5	0,65	0,8	1,0	1,2
Fb, м2	0,2	0,25	0,3	0,45	0,6

 – к.м.с. желоба (=1,5 для вертикальных желобов, = 90°; =2,5 при наличии наклонного участка, т.е. 90°) [21, 22]; –к.м.с. жесткой перегородки (для укрытия типа «Д»; в укрытии типа «0» жесткая перегородка отсутствует, в этом случае _пер =0) [25];

Таблица 5. Значения для укрытия типа «Д»

h/H	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5
1,0	193	44,5	17,8	8,12	4,02
0,8	124	28,5	11,4	6,19	2,57
0,6	69,5	16,0	6,41	2,92	1,45
0,4	30,9	7,12	2,84	1,30	0,64
0,2	7,72	1,78	0,71	0,32	0,16
0,1	1,93	0,45	0,18	0,08	0,04

Ψ – коэффициент лобового сопротивления частицы [9]

 (13)

β – объёмная концентрация частиц в желобе, м³/м³

 (14)

 – отношение скорости потока частиц в начале желоба к конечной скорости потока.

При найденных числах B_u и E_u коэффициент скольжения компонентов определяется для равномерно ускоренного потока частиц по формуле:

 (15)

Решение уравнения (15)* можно найти методом последовательных приближений, полагая в качестве первого приближения

 (16)

Если окажется, что φ₁<n, величина φ определяется решением квадратного уравнения (получаемого из (15), опуская знаки абсолютной величины и раскрывая скобки):

, (17)

где

 (18)

(19)

(20)

Порядок расчета рассмотрим на примере.

1. На основании заданного гранулометрического состава строим интегральный график распределения частиц по крупности (воспользовавшись предварительно найденной интегральной суммой m_i) и находим медианный диаметр (рис. 3) d_м = 3,4 мм > 3 мм, т.е. имеем случай перегрузки кускового материала и, следовательно, =0,03 м; P_у =7 Па (табл. 4). В соответствии с формулой (10) средний диаметр частиц .

2. По формуле (3) определяем площадь неплотностей нижнего укрытия (имея в виду, что L₀ =1,5 м; b =0,6 м, при В =0,5 м (см. табл. 1)

F_н =2 (1,5 + 0,6) 0,03 = 0,126 м²