7.2. Определение расхода воздуха на аспирацию оборудования

Общий расход воздуха в аспирационной сети (Q_c), т. е. количество воздуха, перемещаемого вентилятором, включает сумму расходов воздуха от аспирируемого оборудования∑Q_c с учетом присосов через неплотности в сети и пылеотделителях:

где 1,05 — коэффициент, учитывающий присосы через неплотности сети;

ΔО_по — присосы в пылеотделителях и фильтрах.

Для всасывающих рукавных фильтров:

При двухступенчатой очистке воздуха последовательно в батарейных циклонах и рукавном фильтре общий расход воздуха в аспирацпонной сети рассчитывается по формуле:

Неизвестной величиной здесь является расход воздуха от каждой аспи-рируемой машины - Q_м данной аспирационной сети.

Нормы расхода воздуха на аспирацию оборудования должны быть обоснованы. При изменении конструкции машины пли ее технологических параметров в процессе эксплуатации нормы расхода воздуха должны изменяться. Расчетные формулы для определения расхода воздуха зависят от назначения аспирации. Если аспирация машины имеет несколько назначений, например, санитарно-гигиеническое, взрывобезопасное и технологическое, тогда рассчитывают расход воздуха для каждого назначения.

Полученные расходы сравнивают и принимают наибольший из них, который необходим для выполнения основного назначения аспирации.

Расчет расхода воздуха на аспирацию оборудования с санитарно-гигиеническим назначением

Для оборудования, в котором основное назначение аспирации - обеспыливание помещений с санитарно-гигиеническими целями, расход воздуха (м³/ч) рассчитывают по формуле:

где Q₁ - количество воздуха, поступающего в аспирируемое оборудование с продуктом через самотёчную трубу или питающее отверстие, ;

Q₂ — количество воздуха, вытесняемого через неплотности корпуса аспирируемого оборудования для поддержания вакуума, м³/ч;

Q₃— количество воздуха, поступающего через щели корпуса машины;

Q₄— количество воздуха, подсасываемого через самотечную трубу на входе продукта в машину (+Q₄) или удаляемого из оборудования его рабочими органами, например ковшами нории из головки, или за счет вакуума в самотечной трубе (—Q₄); в большинстве случаев Q₄ = 0.

Расходы воздуха можно определить по следующим формулам:

где φ — коэффициент заполнения поперечного сечения самотечной трубы продуктом; в большинстве оборудования можно принимать φ = 0,5;

S_c — площадь поперечного сечения самотечной трубы или питающего отверстия в корпусе машины, м²;

v_c — скорость движения воздуха в конце самотечной трубы, подсоединенной к корпусу машины             , м/с;             ;l — длина самотечной трубы, м; α — угол наклона трубы (для зерна α = 45°; для муки и продуктов размола α 60°); f— коэффициент трения продукта о поверхность трубы; для остальных труб при движении зерна f = 0,37; G — производительность заполнения продуктом аспирируемого оборудования, кг/ч;

ρ_i — плотность насыпи продукта; для зерна ρ_i = 730 кг/м³, для муки, отрубей и продуктов размола = 500 кг/м³;

— площадь поперечных сечений неплотностей корпуса (щелей), м²;

=δεl; δε — сумма периметров швов разъемных соединений корпуса аспирируемого оборудования, м; δ — зазор швов разъемных соедине¬ний корпуса (в м); зазор не должен превышать допуска на свободные размеры (1-2 мм);

— скорость входа воздуха через щели (в м/с), находят по формуле:

где — вакуум внутри корпуса аспирируемой машины, равный потере давления в машине; принимают не менее 30 Па для того, чтобы не было выделения пыли через входные отверстия в рабочее помещение;

ρ— плотность воздуха, кг/м³;

— коэффициент сопротивления входного отверстия (при узких щелевидных отверстиях с острыми входными кромками≈2 ).

Расчет расхода воздуха на аспирацию для создания условий взрыво-безопасности

Для оборудования, основное назначение аспирации которого состоит в удалении пыли и создании условий взрывобезопасности, расход при аспирации рассчитывают (в м³/ч) по формуле:

Для увеличения точности вычисления средней скорости воздуха динамическое давление измеряют в нескольких точках поперечного сечения воздухопровода. В этом случае среднее динамическое давление

где — динамическое давление в точках измерения;

п — количество точек измерения.

Для нахождения местоположения точек измерения по отношению к центру воздухопровода пользуются формулой:

где r_n— искомое расстояние, мм;

r₀— радиус воздухопровода, мм;

п — порядковый номер точки отсчета от центра;

т — число колец, на которые разбит воздухопровод.

Пример выбора точек измерения в круглом воздухопроводе 0 350 мм показан на рис. 10. Для отметок длины пневмотрубки, погружаемой в воздухопровод, используют резиновые кольца или наносят отметки карандашом. В прямоугольных воздухопроводах площадь сечения разбивают на несколько равновеликих прямоугольников и проводят измерения в их центре. Скорость воздуха в воздухопроводе следует измерять на расстоянии 4-5 диаметров от местного сопротивления.

При определении скорости нагретого воздуха с учетом измерения плотности применяют следующую методику. Определяют обычным способом динамичес-кое давление (пневмометрической трубкой или микроманометром). В подготов-ленных местах измеряют температуру по «сухому» и «влажному» термометрам.

Вычисляют среднее динамическое давление по формуле(17). Определяют плотность воздуха из выражения ρ= P/RT, где R — газовая постоянная. С учетом относительной влажности (при капельном увлажнении) плотность воздуха можно определить по I-d-диаграмме.

Скорость воздуха (м/с) находят по формуле

Скорость, а следовательно, и расход воздуха, можно определить при помощи дроссельных устройств: трубы Вентури, диафрагм или других измерительных элементов.

Измерения при помощи дроссельных устройств основаны на том, что потери давления, вызванные ими, можно отнести к динамическому давлению, т. е.

, для диафрагмы потери давления

где с — коэффициент расхода, определяемый опытным путем; он зависит в основном от оформления входной и выходной части отверстия диафрагмы;

d — диаметр отверстия диафрагмы.

На практике применяют калиброванные диафрагмы, величину с для которых определяют опытным путем.

где К_в — коэффициент взрывобезопаспости; К_в = 2;

А — количество пыли, которое образуется в машине и находится в аэрозольном состоянии, г/ч;

α_min — минимальный нижний предел взрывоопасной концентрации пыли, г/м³ (принимают по таблице 1).

Величину А в формуле (20) можно определить из баланса зольности:

где δ₁ и δ₁ , — зольность зерна до и после обработки, %\

δ_i — зольность пыли, %;

G — производительность машины, кг/ч.

Иногда величину А определяют по опытным данным. Так, например, для обоечных машин с абразивным цилиндром количество пыли составляет приблизительно от 0,4 до 0,8%, для сепараторов — 0,6% от производи-тельности машин.

Пример. Рассчитать расход воздуха при аспирации обоечной машины ЗНМ-5, работающей на пшенице.

Количество пыли, образуемое в обоечной машине и подлежащей удалению при аспирации, находят из баланса зольности по формуле (20):

Подставляя все значения в формулу (20), подсчитывают расход воздуха для аспирации обоечной машины ЗНМ-5 из условий взрывобсзопаспости:

Расчет расходов воздуха на аспирацию для удаления тепла

Расход воздуха при аспирации оборудования для удаления тепла для охлаждения рабочих органов и перерабатываемых продуктов рассчитыва¬ют (в м³/ч) по формуле:

Для вальцовых станков принимают a = 0,31 (от 0,29 до 0,34), для последних размольных и вымольиых систем коэффициент будет больше 0,31, что требует специальных исследований.

Температуру конечного воздуха принимают меньше допустимой из условий перегрева и порчи перерабатываемых продуктов. Например, на вальцовых станках температуру принимают меньше +40°С из условий сохранения качества клейковины. Конечная относительная влажность воздуха может быть равна первоначальной или изменяться в зависимости от влажности перерабатываемого продукта.

Тепло, удаляемое при аспирации оборудования, может быть использовано для отопления рабочих помещений. Для этого проектируют вентиляционные установки с рециркуляцией.

Количество тепла, которое может быть использовано при рециркуляции для отопления, 10 (кДж/ч), рассчитывают по формуле

Пример. Рассчитать расход воздуха в пневмосенарпруюшпх каналах сепаратора ЗСМ-10 при очистке зерна пшеницы от примесей.

Из технической характеристики сепаратора находят ширину ппевмосе-парирующих каналов В = 1490 мм, глубину a = 130 мм и определяют площадь поперечного сечения пневмосепарпруюшего канала

Задав скорость движения воздуха в канале первой продувки v = 6 м/с, находят расход воздуха:

Расход воздуха в канале второй продувки принимают равным или на 5-10 % больше, чем в канале первой продувки, т.е.

Общий расход воздуха для сепаратора ЗСМ – 10 составит:

По нормам расход воздуха для сепаратора ЗСМ-10 равен 9000 м³/ч, что достаточно.