Пневмоқұрылғының нобайы

2.4 Сурет: а1–зшс сұрыптағышы

Секциялардағы дән ағыны жалюздік тор 6 арқылы енген ауа ағынының әсеріне ұшырап, бос ауалық аралықтар арқылы дән құрамындағы жеңіл қоспалар мен шаң-тозаңдарды келесі жалюздік тордан 7 аспирациялық жүйеге алып кетеді.

Пневмоқұрылымды машинаның бұрыннын құрылымы белгілі, қолданымға кеңінен енгізілген дән массасын жеңіл қоспалардан тазалауға арналған ауалық-торлы құрылымдар мен шаңсыздандырғыш камералармен, дуаспираторлармен, аэронауа, желдеткішпен біртұтас құрастырылған тұндыру камерасы, т.с.с. көптеген машиналармен салыстырғанда мынадай артықшылықтары бар:

1. Құрылымы қарапайым, айналатын тораптары мүлде жоқ;

2. Дәннің массалық бірлігіне шаққанда шығын төмен болуға тиісті: механикалық қозғалтқыш немесе қопсытқыштардың орнына құрылымдық элементтердің көмегімен дәннің сусымалық қасиетіне сүйене отырып, қопсыту жүзеге асырылады;

3. Дәннің физико-механикалық қасиеттерін пайдалана отырып, қозғалмайтын қопсытқыш тордан өткізу арқылы табиғи жолмен жасалған дәнаралық кеңістіктегі ауа жүретін бос аралықтар ауаның сорылу кедергісін төмендетеді;

4. Ауаның сорылу кедергісі төмендеуі себепті жұмсалатын энергия шығыны да төмендейді;

5. Пневмосұрыптағыштың өнімділігі өте жоғары: торлы сұрыптағыштарда 10-12,5 т/сағ.-тан аспайды, пневмосұрыптағыштың әр секциясындағы өнімділік 50 т/сағ болғандықтан, элеваторда дәнді ағынды түрде тасымалдауға арналған тасымалдағыштардың техникалық өнімділігін қамтамасыз ете алады;

6. Элеватордың тасымал жүйесінің өнімділігін қамтамасыз ете алатындықтан, жеткізілген дәнді бөлек сұрыптағыштарға жеткізіп тазалау процесі қысқарады, яғни пневмосұрыптағышты конвейерлер мен нориялардың тиеу-түсіру тораптарына орнату бұл проблеманы толық шешеді.

3. Дән массасын жеңіл қоспалардан тазалауға әсер ететін негізгі параметрлерді анықтау

3.1. Дән массасын жеңіл қоспалардан тазалауға әсер ететін негізгі параметрлерді инженерлік есептеу әдістемесі

Дәнді жеңіл қоспалардан тазарту процесі мен аэродинамикалық машинаның тиімді құрылымын таңдап алуға әсер ететін факторларға мыналар жатады:

• ауаның жалпы жұмсалатын мөлшері;

• құрамдас жеңіл қоспалардың мөлшері және жағдайы;

• дәннің ылғалдығы;

• энергия мөлшері;

• құрылымдық-техникалық шешімдердің жағдайы.

Машмнаның құрылымын дұрыс таңдап алған жағдайда жоғарыда көрсетілген параметрлер артық шығын келтірмейді. Егер машина құрылымы жетілдірілмесе, бүкіл жүйенің жұмысы тиімсіз болып шығады.

Дәнді механикалық жолмен тасымалдағанда барлық тораптар аспирациялық жүйе көмегімен шаңның қоршаған ортаға тарамауы үшін шаңсыздандырылады. Әсіресе дәннің ұрылуы, өз бағытын қозғалыс бойынша өзгертетін нүктелер, қысым ығысатын тораптар т.б. дәннің құлау биіктігіне тәуелді.

Мамандардың тұжырымдары бойынша шанақтардан немесе конвейер таспаларына тиеліп жатқан дән бетінен сорылған ауа мөлшері уақыт бірлігі ішінде тасымалданып жатқан дән мөлшерінен 5-10 есе көп болып келеді.

Дәннің жеңіл қоспалардан тазалану тиімділігі мен жұмсалатын ауа мөлшеріне тікелей қатысы бар параметр сорылған ауаның жылдамдығы, м/с болып табылады.

Сонымен қатар аспирациялық жүйеде құбырлардың ішінде жеңіл қоспалардың жиналып қалуы өртке қарсы шаралар тарапынан өте қауіпті. Шаң-тозаң мен жеңіл қоспаларды дән массасынан бөлінгеннен кейін түгелдей сорып алу үшін машинаның жұмысшы камерасында, аспирациялық жүйе үшін шаңсыздандырылатын тораптағы тұрқыларда қажетті вакуум қысымы жасалынуы тиіс. Жеңіл қоспаларды дәнаралық қабаттан бөліп шығару үшін ауаның сору жылдамдығы 2,0-4,0 м/с-тен кем болмауы тиіс.

Жеңіл қоспаларды ілестіргеннен кейін ауаның жылдамдығы аспирациялық жүйенің ішінде бірте-бірте өсуі керек. Керісінше жағдайда жеңіл қоспалар құбыр т.б. шөге бастайды. Сонымен қатар дисперсиялық тозаңның құбыр қабырғаларына жабысып қалуы ауаның қозғалысына қосымша кедергі келтіреді.

Аэроқоспаның қозғалысы аспирациялық жүйеге жалғанатын жабдық тұрқысының көмегімен реттеледі. Тұрқының нығыздық құрылымының жобасы аэроқоспаның қозғалу сипатына байланысты қарастырылады. Тұрқы құрылымы тиімсіз қабылданса, процесстің тиімділігіне кері әсерін тигізеді. Тұрқы құрылымының ашық тораптары болмауы керек, керісінше жағдайда қоршаған ортадан артық ауа сорылып, жүйенің жұмыс тиімділігін төмендетеді. Тұрқыны қымтайтын жапқыштар /фартуки/ жеңіл қоспалар бөлінбейтін тораптардан ауаның сорылуын болдырмауы тиіс. Тұрқы құрылымының тиімділігі машинаның жобалау барысында қарастырылады.

Жабдық тұрқысына таяу тораптарды ауа жылдамдығы мынадай типтерге іріктеледі:

• әкету жылдамдығы, яғни тұрқы алдындағы ауаның жылдамдығы ығысқан ауаның басқа жаққа бағытталуын жеңуге тиіс;

• саңылаулық жылдамдық, яғни тұрқы саңылаулары арқылы өтетін ауаның жылдамдығы;

• сыртқы жылдамдық, яғни тұрқы саңылауларындағы жылдамдық;

• ауа құбыры қимасы бойынша қарастырылатын жылдамдық, яғни ауаның тасымалдану жылдамдығы;

Дән массасын жеңіл қоспалардан тазарту процесі үшін әкету торабы мен құбырлардағы ауа жылдамдығының маңызы зор. Қалған түрлері аспирациялық сору тиімділігін арттыруға қажетті параметрлер.

Ауа ағыны дәнаралық қабатқа еркін ене алуы қажет. Саңылау есебінен немесе ашық тораптардан енетін қажетсіз ауа мөлшерінің жылдамдығы тазарту процесіне тән емес. Олардың шамасы барынша төмен, немесе мүлде болмауы керек.

Q = F_n , (3.1)

мұнда F_n – п–ші ауа құбырының көлденең қимасының ауданы, м²;

- осы қимадағы ауа жылдамдығы, м/с.

Ауаның қозғалыс кедергісі

, (3.2)

мұнда - ауа қозғалысына кедергі коэффициент;

- ауаның тығыздығы, 1,21 кг/м³;

- жабдықтың қарастырылып отырған торабындағы ауа жылдамдығы, м/с.

Егер ауа келетін каналдың енін b, бміктігін В арқылы таңбаласақ, ал ауаның осы қимадағы жылдамдығы болса, онда формула (3.1) былай жазылады:

Q = F_n = В в . (3.3)

Ауаның кеуек ортада қозғалу заңдылығы бойынша дәнаралық кеңістіктегі ауа ағынының жылдамдығын былай өрнектеуге болады:

=-k_n , (3.4)

мұнда - дәнаралық кеңістіктегі қысымның өзгеру қарқыны;

- динамикалық тұтқырлық коэффициенті, (Па );

k_n - ауаның ену коэффициенті;

а – келіп түсіп жатқан дәннің бастапқы қалыңдығы, м.

Ауаның дәнаралық кеңістікке ену коэффициентін анықтау үшін /k_n/ П.И. Алешко ұсынған тәсілді қолдануға болады: / 11 /

Жұмысшы камераның элементтік көлемінен өтетін ауа ағынының массасын былай жаза аламыз:

d m = d F_n = - k_n d F_n. (3.5)

Дәнаралық кеңістікте ауа ағынының қысымы көлем мен массаға ғана қатысты изотермиялық өзгеріске ұшырай алады / қарастырылып отырған процесс механикалық процесске жатады, сондықтан температура Т тұрақты/:

, (3.6)

мұнда Р_о, - ауа ағынының бастапқы қысымы мен тығыздығы.

Олай болса жоғарыда келтірілген теңдеуді (3.4) мынадай түрде жаза аламыз:

d m = - k_n , (3.7 /

немесе

d m = - k_n . (3.8)

мұнда Р_м.з – дәнаралық кеңістіктегі ауаның тығыздығы.

Дәнаралық кеңістіктегі ауаның жылдамдығын жалпы түрде былай жаза аламыз:

k_n , (3.9)

мұнда - векторлық функцияға Р (х, у, z) скалярлық көбейту операторы.

Олай болса жоғарыдағы өрнек (6) мынадай түрге енеді:

d m = - k_n , (3.10)

мұнда п – жазықтың элементіне жүргізілген бірден-бір нормаль бағыты.

Ортаның қалыпты қозғалыс режимі жағдайында

, (3.11)

немесе

. (3.12)

Пневмоканалдағы дәнаралық қабатқа ауа ағынының ену коэффициентін мынадай жолмен анықтауға болады.

Пневмосұрыптағыш каналындағы жұмысшы кеңістік пен ауа келтіру және аэроқоспаны әкетуге арналған жалюздік торлардағы қысымдарды анықтағаннан кейін, табылған шамаларды өрнектеген соң, (3.12)-ші өрнек былай жазылады:

. (3.13)

Соңғы (13)-ші теңдеуді интегралдап, дәнаралық кеңістіктегі қысымды мынадай квадраттық түрге келтіре отырып, анықтай аламыз:

Р_м.з² = Р_о² + (Р₁²- Р_о²) а¹/а, (3.14)

мұнда а¹ - жұмысшы камерадағы қопсыған дән қабатының қалыңдығы.

Камерадағы дәннің қопсытылған қабатының қалыңдығы а¹ жалюздік сынапішінді қиықтүтіктердің еніне тең: а¹= В.

Олай болса, дәнаралық кеңістіктің элементтік бөлігінен өтетін ауаның массасы мынаған тең:

m = , (3.15)

мұнда P_o, P₁ – дәнаралық кеңістікке дейінгі және кейінгі қысымдар, Па. Егер ауа құбырының қимасынан өтетін ауаның массалық шығынын анықтасақ, онда ауаның қабаттық ену коэффициентін k_n жоғарыдағы (3.15)-ші теңдеуден шығарып алуға болады:

k_n = . (3.16)

Олай болса, бастапқы теңдеу (3.4) мынадай түрге енеді:

. (3.17)

Қысым шығыны, яғни машинаның аэродинамикалық кедергісі Р_пт сусымалы массаны жеңіл қоспалардан тазарту үшін сол жеңіл қоспаларды дәнаралық кеңістіктен әкету кедергісін жеңуге Р_м.з, және ауа ағынының жалюздік торлардағы кедергіні жеңуге жұмсалатын қысымдардың қосындысынан тұрады:

Р_пт = Р_м.з + 2 Р_ж . (3.18)

Дәнаралық кеңістіктен жеңіл қоспаларды әкету қысымы Р_м.з эксперименттік жолмен тағайындалған - Па.

Олай болса жоғарыда келтірілген инженерлік есептеу әдісі бойынша ләнаралық кеңістіктен ауаның өту кедергісін төмендегі өрнекті пайдаланып анықтауға болады:

. (3.19)

Пневмоқұрылғы құрамындағы негізгі жұмысшы элементтер - жалюздік қиықтүтіктердің атқаратын қызметі - ауа ағынын дәнаралық қабатқа бірқалыпты тарату жолымен жеңіл қоспаларды аз энергиямен сорып алу. Бұл принцип бойынша дән массасын қопсытуға да энергия жұмсалмайды. Сусымалы қасиетті дән массасы тор арқылы өткенде өздігінен қопсып, ауаның дәнаралық кеңістіктен еркін өтуін қамтамасыз ете алады.

Машинаның жұмысшы агенті – қоршаған ортадан сорылатын ауа ағыны болып табылады. Машина тек қана аспирациялық жүйеге есептелген жүйенің көмегімен жұмыс істейді. Дәнді жеңіл қоспалардан тазалау жүйесі пневмоқұрылғыдан басқа құбыр жолдары, циклон-бөлгіш, жейделі сүзгі, ортадан тепкіш принциппен жұмыс істейтін желдеткіш және жейделі сүзгіштен тұрады. Жүйенің параметрлерін есептегенде ауаны қозғалысқа келтіруге жұмсалатын энгергияны анықтау, және ол үшін зат массасының сақталу заңдылығына сүйене отырып, жүйе элементтерінің кинематикалық, геометриялық параметрлерін реттеу керек. Пневмоқұрылғыдағы жалюздік қиықтүтіктің кедергісі эксперименттік жолмен анықталады.