7 Конструирование и расчет систем аспирации

7.1 Оценка герметичности укрития

Транспортное и технологическое оборудование перегрузочных комплексов, выделяющее пыль и другие вредности, ограждают укрытиями, из которых отсасывают воздух.

Пыль, образующаяся в робочих зонах транспортного и технологического оборудования, может при определенных условиях поступать в помещение. Одна из основних пичин выделения пыли – избыточное давление внутри укритий, образующееся от поступлення в них воздуха вместе с сипучими материалами.

Таким образом, пыль из укрытий выделяется в основном вследствие воздушных течений, образующихся при поступлении потока эжектируемого (увлекаемого) воздуха в укрытие, при движении робочих органов оборудования, при вытеснении воздуха сипучим материалом, а также в результате теплового действия.

Для предотвращения выделения пыли из укритий необходимо при помощи местного отсоса создать в них разряжение, под. действием котрого в отверствиях образуется в отверствиях образуется встречный воздушный поток, препятствующий поступленню пыли в помещение. Для мест загрузки конвейеров разряжение в укрытии определяют по выражению

На= Ку * vэж / 2 * p, (7.1)

Где Ку - коэффициент, учитывающий конструктивное оформление укритий и условия входаструи эжектируемого воздуха (Ку = 0,8…1,6) ; vэж –скорость эжектируемого воздуха при выходе из самотечного трубопровода, м/с; р – плотность воздуха, кг/ м³.

Если температура воздуха в укрытии превышает температуру окружающей среды, выделение пыли возможно вследствие действия теплового давления, величину которого рассчитывают по формуле

Нт = hy * (ρo – ρy) * g, (7.2)

Где hy – высота укрытия, м ; ρo , ρy – плотность воздуха соответственно в помещении и в укрытии, кг/ м³; g – ускорение свободного падения (g = 9,81м/с²).

Вычисления, проведенные по формулам (7.1) и (7.2) при различных вариантах расположения оборудования, и экспериментальная проверка показали, что оптимальное значение разряжения в аспирационных укрытиях, должно быть 10-30Па.

С учетом факторов, влияющих на формирование избыточных давлений в укрытиях, сформулированы общие требования к устройству аспирационных укрытий:

наружные стенки укрытий распологают как можно дальше от зон повышенного давления, что позволяет более равномерно распределять давление на внутренние поверхности стенок;

отсасывающие патрубки присоединяют к укрытию в таких его частях, которые не находятся непосредственно в зоне падения материала и где возможность увлечения его частиц апирационным воздухом наименшая;

укрытия разрабатывают с учетом создания максимально возможной герметизации;

принимают меры для снижения скорости входа материала в укрытие (уменьшают углы наклона самотечных трубопроводов, устанавливают отбойные плиты и т.п.). Скорость воздуха в отсасывающем патрубке принимают минимально возможной;

Для поддержания требуемого санитарного уровня запыленности производственных помещений необходимо исключить или максимально снизить выделения пыли через неплотности в оборудовании и емкостях. Достичь этого можно путем тсчательной герметизации укрытий и создания внутри оборудования и емкостей определенного вакуума.

Так как осуществить полную герметизацию оборудования практически невозможно, то необходима оценка существующего уровня герметизации применяемых укрытий машин. В качестве критерия уровня герметизации предложен коэффициент аэродинамического сопротивления машин, который определяют из формулы

К = Нм / Lн , (7.3)

Где Нм - аэродинамического сопротивления машин, Па; Lн - объем отсасываемого воздуха от машин м³/с; n – показатель степени.

Аэродинамическое сопротивление машины можно выразить через скорость воздуха в неплотностях, если принять, что аспирируемый объем воздуха поступает через неплотности.

В таком случае

Lн = vн * Fн , (7.4)

Где vн - скорость воздуха в неплотностях машины, м/с; Fн – площадь неплотностей, м².

Принимая разность давлений воздуха по обеим сторонам стенки укрытия оборудования равной равной разряжению в нем, получим формулу

Нм = ζ* ρ * vн ² / 2, (7.5)

Где ζ – коэффициент сопротивления движению воздуха через неплотности, (рекомендуется 2,4); ρ – плотность воздуха (ρ = 1,2 кг/м³ ), откуда

vн = 2 Нм / ζ* ρ = 0,84 Нм , (7.6)

Из выражений (7.4) и (7.6) находим площадь неплотностей

Fн = Lн / 0,84 Нм = Lн / 0,84 К Lн , (7.7)

Так как для большинства оборудования перегрузочных комплексов n = 2, то

Fн = 1 / 0,84 к = 1,2 / к , (7.8)

К = 1,44 / Fн ² , (7.9)

Из выражения (7.9) следует, что аэродинамический коэффициент является функцией неплотности.

Для предотвращения выхода пыли через щели и неплотности укрытий оборудовния рекомендуется поддерживать в нем разрежение: 20 Па для стабильных условий работы оборудования и 30 Па – для пульсирующего. К условно стабильным относят цепные и ленточные конвейеры, шнеки, очистное оборудование, емкости. К пульсирующим – весовое оборудование, нории, дозирующее оборудование [15]. Значение коэффициента К для машин и оборудования рассчитывают по формуле:

К = Нм / Lн², (7.10)

Герметичность оборудования оценивается по величине коэффициента К следующим образом:

Значение К Степень герметизации

> 1000 высокая

400…1000 средняя

< 400 низкая