V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

Силоса отличаются от бункеров бóльшими размерами по высоте, поэтому при их загрузке действуют дополнительные факторы, приводящие к интенсивному пылевыделению. Воздух, эжектируемый загружаемым потоком, в момент падения вытесняется материалом, растекаясь по конусу насыпавшегося материла, затем отражается от стенок бункера и поднимается вверх, увлекая с собой пылевые частицы, наибольшая концентрация которых образуется в точке удара частиц груза о поверхность.

Рис. 1. Моделирование течений воздуха в бункере силосного типа:

1 – загрузочный проем; 2 – загрузочный желоб; 3 – кольцевой аспирационный

воздуховод; 4 – конус насыпанного материала

Один из способов аспирации бункеров силосного типа - применение специального хранилища для сыпучих материалов [1], разработанного в Криворожском горнорудном институте. Воздухозаборные трубопроводы одними концами параллельно подсоединены соответственно к первому и последнему в ряду силосам, а другие концы соединены с фильтром посредством элемента переключения, выполненного в виде шарнирно закрепленной задвижки. Элемент переключения работает так, что при загрузке первого и второго силосов элемент переключения подключает воздухозаборный трубопровод к последнему силосу. При загрузке последующих силосов забор воздуха ведется из последнего силоса до тех пор, пока суммарное количество силосов, начиная с загружаемого силоса до последнего не станет меньше их количества, начиная с первого до загружаемого.

Таким образом, запыленный воздух из заполняемого силоса проходит через каналы в промежуточных силосах и, наконец, в последний, из которого производится отсос воздуха. В силосах, выполняющих роль пылеосадительных камер, соединенных в каскад, происходит осаждение пыли по фракциям, за счет снижения скорости витания частиц пыли, и лишь мелкая пыль, на которую не действуют силы гравитации, попадает в рукавный фильтр. Получается двухступенчатая очистка воздуха от пыли: первая ступень - силосы (как пылеосадительная камера большой длины), вторая - рукавный фильтр.

Рис. 2 Хранилище для сыпучих материалов с пневмотранспортной загрузкой:

1 – силос; 2 – канал; 3 – трубопровод пневмотранспорта; 4 – воздухозаборный трубопровод;

5 – элемент переключения; 6 – фильтр; 7 – вентилятор; 8 – тяга; 9 – пружина; 10 – рычаг

Поэтому при проектировании и оптимизации систем аспирации бункеров силосного типа особое внимание необходимо уделять процессу загрузки. В предлагаемой системе аспирации первой ступенью очистки является инерционная сепарация с использованием эффекта Коанда при использовании запатентованого устройства для снижения пылеобразования при загрузке сыпучих материалов [3]. Применение данного устройства (рис. 2) позволяет снизить эффект взмётывания, а соответственно и концентрацию А пыли в аспирируемом воздухе.

Оптимизация устройств, в аэродинамическую схему которых заложен эффект Коанда, производится по толщине струи (δ / r) (отношение толщины щели сопла к радиусу криволинейной поверхности разделителя потока) и коэффициенту местных потерь давления в нем, отнесенного к динамическому давлению на срезе сопла (ζ / P_д).

В соответствии с методами по оптимизации технологических процессов необходимо составить математическую модель процесса, имеющую общий вид:

A = f (G_м;;ρ_м;F;Н;δ / r; ζ / P_д).

Следует отметить, что единая зависимость такого вида отсутствует. Поэтому нами использовалась методика комплексного расчета систем аспирации [2].

В соответствии с уровнями оптимизации сгруппируем расчеты по определению величины A:

а) технологический уровень: необходимо определить значения переменных величин G_м;;ρ_м, при которых величина А была бы минимально возможной;

б) проектный уровень: создаются проектные решения по обеспыливанию силоса при переменных величинах: G_м;F;Н; δ / r; ζ / P_д;

в) реконструкционный уровень, в котором уже сложились определенные технологические схемы, расходы G_ми свойства (;ρ_м) загружаемого материала, в качестве переменных выступают δ / rи ζ / P_д.

Таким образом, оптимизация систем аспирации цементных силосов по снижению концентрации пыли в аспирируемом воздухе путем внедрения устройства снижения пылеобразования при загрузке сыпучих материалов [3], возможна как на проектном, так и на реконструкционном (эксплуатационном) уровнях.

Библиографический список

1. Хранилище для сыпучих материалов с пневмотранспортной загрузкой: пат. №2046963 B65G69/18 // Слюсаренко В.Г., Исаев В.П., Лапшин А.Е., Гацкий А.К. (UK) №5004020/11 // Заявлено 04.10.1991 // Опубл. 20.09.1995.

2. Минко В.А. Локализация пылевыделений в бункерах силосного типа / В.А. Минко, И.Н. Логачев, К.И. Логачев, В.А. Титов / Проблемы охраны производственной и окружающей среды: Материалы междунар. науч.-техн. конф. – Волгоград: ВолгГАСА, 1997. – 147 с.

3. Устройство для снижения пылеобразования при загрузке сыпучих материалов: пат. U1 48318 B65G69/18// Логачев И.Н., Овсянников Ю.Г., Семиненко А.С., Никитенко Б.Л. (RU) // №2005117396/22: Заявлено 06.06.2005// Опубл. 10.10.2005, Бюл. № 28.

4. Отчет по теме «Исследование режима работы силосов и определение оптимальных параметров их аспирации». Номер государственной регистрации 71015258 (НИПИОТСТРОМ). Новороссийск, 1971.

Код для цитирования: Скопировать