Эжекция воздуха сыпучим материалом

Перемещение сыпучих материалов воздушной среде вызывает ее противодействие. В результате действия сил аэродинамического сопротивления, например в пневмотранспортных материалопроводах происходит перемещение сыпучих материалов. А при гравитационном падении твердых частиц проявляется их эжекционное действие, т.е. увлечение воздуха движущимися частицами.

На предприятиях стройиндустрии протяженность самотечных трубопроводов составляет многие сотни метров. Поэтому необходимо знать и направленно использовать эжектирующее действие сыпучих материалов в самотечных трубопроводах.

На рис. 2.2 представлены схемы движения сыпучего материала в вертикальном и наклонном самотеках.

Рис. 2.2 Схемы движения сыпучего материала в а.) вертикальном и б.) наклонном самотеках.

Значение эжекционного давления воздуха, обусловленного гравитационным перемещением сыпучих материалов по самотечным трубопроводам, можно определить по формулам:

для вертикального самотечного трубопровода

Нэв = G/F* [ g *h/wc – (wk – wo) * λм * h/D * wc], (2.5)

для наклонного самотечного трубопровода

Нэн = λн * S * ρ wc²/2 * 1/Fc, (2.6)

Где G – массовый расход материала, кг/с; F – площадь поперечного сечения самотечного трубопровода, м²; wо ,wc , wk – начальная, средняя и конечная скорости движения материала, м/с; h – высота падения продукта, м; D – диаметр самотечного трубопровода, м; S – площадь поверхности контакта материала и воздуха, м²; λм, λн – коэффициенты трения между частицами материала и стенками самотечного трубопровода и между потоками материала и воздуха.

Эжекционное давление расходуется на перемещение и поддержание разности давлений воздуха между концами самотечного трубопровода, т.е.

Нэ = Нв + ∆Н, (2.7)

При отсутствии движения воздуха в самотечном трубопроводе величина эжекционного давления будет равна разности давлений воздуха между концами трубопровода и может бать измерена с помощью манометра.

Объем эжектируемого по самотечным трубопроводам воздуха можно определить по формуле:

Lэ = F , (2.8)

Где b, D -длина и диаметр самотечного трубопровода, м; λ, ξ – коэффициенты аэродинамического сопротивления прямолинейных и местных участков самотечного трубопровода.

Из зависимостей (2.5), (2.6), (2.8) следует, что величина эжекционного давления и объемов перемещаемого по самотечным трубопроводам воздуха зависит от их параметров, физико-механических свойств материала и степени герметизации самотечного трубопровода.

Статическое давление внутри самотечных трубопроводов распределяется следующим образом: вверху – разряжение, внизу – избыточное. Для снижения объемов эжектируемого воздуха необходимо уменьшить скорость движения материала, увеличить его удельный массовый расход и максимально герметизировать самотечный трубопровод.

Для расчетов в таблице 2.1 приведены объемы эжектируемого воздуха для вертикальных самотечных трубопроводов [15].

При определении объемов эжектируемого воздуха в наклонных самотечных трубопроводах вышеуказанные значения объемом воздуха необходимо умножить на коэффициент а, значение которого зависят от угла наклона самотечного трубопровода к горизонтальной плоскости см. таблица 2.2.

Таблица 2.1 Объемы эжектируемого воздуха по вертикальным самотечным трубопроводам движущимся сыпучим материалом, м³/ч.

Таблица 2.2 Коэффициент а, значение которого зависят от угла наклона самотечного трубопровода к горизонтальной плоскости.