3.3.6 Пневмотранспортные установки для солода

Под пневматическим транспортом сыпучих материалов понимают перемещение по трубопроводу смеси воздуха с твердыми частицами [2, 7]. Основой работы любой пневмотранспортной системы является наличие разности давлений в начале и конце трубопровода. В зависимости от способа создания перепада давления и его значений пневмотранспортные установки для солода подразделяют на всасывающего типа, нагнетающего типа и смешанного (всасывающе-нагнетающего), а также на установки низкого (до 5^.10³ Па), среднего (от 5^.10³ до 5^.10⁴ Па) и высокого (свыше 5^.10⁴ Па) давления.

Во всасывающих установках (рисунок 3.29 а) воздух отсасывается воздуходувной машиной из системы, в которой создается разрежение. Вследствие этого воздух из атмосферы устремляется в загрузочное

устройство 1 и, проходя через слой солода или встречая на своем пути поступающий в трубопровод сыпучий материал, подхватывает его и перемещает по материалопроводу 2 в отделитель 3, откуда продукт выводится через шлюзовый затвор 8 и поступает по материалопроводу 4 в отделитель 5, откуда продукт выводится через шлюзовый затвор 8. Отработанный воздух выбрасывается воздуходувной машиной 6 через глушитель 7 в атмосферу.

Достоинствами всасывающих пневмотранспортных установок являются: простота конструкции, возможность забора солода из нескольких точек, обеспечение высоких санитарно-гигиенических условий в рабочих помещениях. Поскольку в этих установках вся система находится под вакуумом, загрузочные устройства не требуют герметизации. К недостаткам этих установок следует отнести возможность создания высоких перепадов давлений (до 5^.10⁵ Па), наличие специальных герметизирующих устройств в местах вывода продукта из системы.

В нагнетающих установках (рисунок 3.29б) воздуходувная машина нагнетает воздух в пневмосистему, создавая давление воздуха в ней выше атмосферного: наибольшее – в месте загрузки, наименьшее – в отделителе. Достоинство нагнетающих пневмоустановок – возможность создания теоретически неограниченного давления, что позволяет использовать их при транспортировании солода потоками как низкой, так и высокой концентрации. К недостаткам нагнетающих пневмоустановок следует отнести сложность конструкции загрузочных устройств и повышенные требования, предъявляемые к герметичности пневмосистемы.

Всасывающе-нагнетающие установки (рисунок 3.29в) включают в себя положительные качества как всасывающих, так и нагнетающих установок. В зависимости от количества материалопроводов пневмоустановки бывают простыми (с одним материалопроводом) и разветвленными (с двумя и более материалопроводами). В разветвленных пневмоустановках по материалопроводам можно одновременно транспортировать различные сыпучие материалы из нескольких точек с разными производительностями. Недостатком разветвленных пневмоустановок является влияние изменения нагрузки в одном из материалопроводов на стабильность работы других материалопроводов.

Расчет пневмотранспортной установки. При проектировании установок пневматического транспорта солода чаще всего задают суточную производительность технологической линии. В этом случае при определении расчетной производительности (кг/ч) проектируемой установки необходимо учитывать коэффициент неравномерности работы линии =1,11,2.

Величина массовой концентрации смеси для зернистых материалов ( = 3,08,0) зависит от размера частиц, их плотности, транспортабельности, конфигурации трассы и т.д. Причем большие значения следует брать для материалов с большей плотностью.

В зависимости от скорости витания (м/с) продукта вычисляют рабочую скорость воздуха, обеспечивающую устойчивое

транспортирование в вертикальном (м/с) или в горизонтальном (м/с) материалопроводе:

; (3.142)

, (3.143)

где – диаметр материалопровода, м;

– коэффициент трения;

– эквивалентный диаметр частиц, м.

По принятому значению диаметра материалопровода и скорости воздуха находят расход воздуха и уточняют значение концентрации.

Суммарные потери давления (Па) при транспортировании равны:

, (3.144)

где – потери давления в основных элементах установки (приемнике, материалопроводе и отделителе), Па;

– потери давления во вспомогательных элементах установки (пылеотделителях, воздуховодах), Па.

Потери давления в приемнике (Па) определяют по скорости воздуха в материалопроводе:

, (3.145)

где – коэффициент сопротивления приемника.

Потери давления в материалопроводе

, (3.146)

где – потери давления при движении чистого воздуха, Па;

– потери давления на разгон солода в начальном участке материалопровода, Па;

– потери давления на трение солода, Па;

– потери давления на подъем солода, Па;

– потери давления в местных сопротивлениях, Па.

Потери давления при движении чистого воздуха (Па):

, (3.147)

где – коэффициент гидравлического сопротивления для стальных бесшовных труб;

– критерий Рейнольдса;

– коэффициент динамической вязкости воздуха, Па^.с;

– длина материалопровода, м.

Потери давления на разгон солода в начальном участке

, (3.148)

где – коэффициент потерь давления на разгон:

для вертикальных материалопроводов

; (3.149)

для горизонтальных материалопроводов

, (3.150)

где – критерий Фруда;

– плотность вещества частицы, кг/м³.

Потери давления на трение солода

, (3.151)

где – коэффициент потерь давления на трение солода:

для вертикальных материалопроводов

; (3.152)

для горизонтальных материалопроводов

.

Потери давления в местных сопротивлениях

, (3.153)

где – сумма коэффициентов местных сопротивлений.

Потери давления на подъем солода

, (3.154)

где – высота подъема солода, м.

По полученным расчетным значениям расхода воздуха и суммарным потерям давления в сети подбирают воздуходувную машину, которая обеспечила бы работу установки с расчетными параметрами при наибольшем КПД.

Потребную мощность электродвигателя воздуходувной машины (кВт) вычисляют по формуле

, (3.155)

где – общий расход воздуха в сети, м³/с;

– КПД воздуходувной машины;

– КПД привода воздуходувной машины.