Реферат на тему:
Класифікація систем аспірації.
Перед тим, як розглядати питання класифікації систем аспірації,
необхідно обґрунтувати їх найменування, так як системи, які виконують
одні і ті ж функції і призначені для відділення відходів від
технологічного обладнання.
В залежності від виду відходів які переміщуються, їх кількості, галузі
промисловості, в якій використовують ці системи, а також від
індивідуальних назв системи називають вентиляційними, аспіраційними,
ексгаустер ними, пневмотрансртними та ін.
Аспірація – це різновидність вентиляції. Термін “аспірація” означає
всмоктування. Задача аспіраційних систем полягає в відсмоктуванні
відходів (пороху, газів і т.д.) від технологічного обладнання в місцях
їх утворення. Основними призначенням систем аспірації є створення
нормальних санітарно-гігієнічних умов праці. Кількість відсмоктую чого
ними повітря визначається , в першу чергу, виходячи з цією умови, а не з
умови надійності транспортування відходів по трубопроводах.
За останні роки група систем аспірації поповнилась, тому в класифікації
необхідно виділити нові системи аспірації і можливість різноманітних
поєднань основних елементів, які входять в них.
До наступних одновентиляторних систем аспірації із зміною витратою
повітря (ОСАЗВП): система з підтримкою розрідження в колекторі –
ОСАПРВ-1, система з підтримкою перепаду тиску, а тому, і швидкості
повітря в транспортному трубопроводі – ОСАПРВ-ІІ, система з підтримкою
розрідження в колекторі і підтримкою швидкості повітря в транспортному
трубопроводі ОСАПРВ-ІІІ, система з підтримкою постійного розрідження і
поверненням повітря в колектор ОСАПРВ-IV.
Основною особливістю роботи ОСАПРВ-І, ОСАПРВ-ІІ, ОСАПРВ-ІІІ, як і в
багато вентиляторних регулюючих системах аспірації, є розділення
повітряних потоків в колекторі.
Регулюючи системи відрізняються від нерегульованих по конструкції і по
своїх можливостях. Регульовані системи можуть працювати з постійним
виробництвом, а нерегульовані системи без заміни або переробки колектора
переробки, колектора і мережі, без елементів автоматики з змінним
виробництвом працювати не можуть.
З врахуванням вищезгаданого можна запропонувати класифікацію
представлену на рис.1.
Витрати повітря в системах аспірації.
Причини регулювання витрати повітря.
Для очищення робочих місць від пороху, усунення відходів виробництва, а
також для переміщення волокнистих, сипучих і дрібних штучних матеріалів
в промисловості використовують системи аспірації різноманітних
конструкцій. Найчастіше використовують системи всмоктуючи-нагнітального
і всмоктую чого типів. Вони можуть бути розгалуженими і колекторними.
Стадія проектування
Системи аспірації проектують з постійною витратою повітря через все
розгалуження або з всмоктувача або групи таких відсмоктувачів, але
загальну витрату в системі розраховують постійною на вісь період
експлуатації.
Умови виробництва в більшості випадків не є стабільними і викликають
зміни витрати повітря як в окремих вузлах, так і по всій системі.
Витрата повітря в системах аспірації визначає склад технологічного
обладнання. При розробці вбудованих в технологічне обладнання
порохоприймачів необхідно знати основні характеристики відсмоктуючи
пристроїв, в число яких входить витрата повітря від кожного верстату і
навіть від окремих його робочих органів.
Експлуатація системи
Під час розрахункового періоду експлуатації системи також можливі зміни
в технології, складі технологічного обладнання і параметрах його роботи.
В деяких випадків в цеху монтують однотипне обладнання, наприклад
шліфувальні верстати або технологічні лінії. При зміні технології в
таких цехах переважно замінюють застаріле обладнання новим. Одночасно
проводять перепроектування і реконструкцію систем вентиляції, аспірації
і інших. В цьому випадку реконструкція вентиляції здійснюються просто із
з меншими затратами. Але навіть при однотипному обладнанні реконструкція
цеху можуть проводити без його зупинки. Тоді машини замінюють поетапно,
невеликими групами. В період реконструкції цеху і проектуванні систем з
постійною витратою повітря не уникнути період незадовільної роботи
систем вентиляції і аспірації.
Кількість відсмоктую чого від обладнання повітря, необхідного для
досягнення нормальних санітарно-гігієнічних умов праці, залежить також
від режимів протікання технологічних процесів – частоти обертання
шпинделя, швидкості різання, швидкості подачі, вологості, і інших
факторів.
Чим більша частота обертання вала, на якому закріплений робочий орган
машини, тим більша запорошеність повітря в робочий зоні. Швидкість
подачі може впливати як позитивно, так і негативно на кількість
відсмоктуючого повітря. При збільшенні швидкості подачі зростає маса
матеріалу, який проходить через машину, а разом з ним і порох, який
міститься в ньому.
При аналізі технологічних процесів з точки зору запорошеності робочих
місць і кількості відсмоктую чого повітря не можна розглядати кожний із
технологічних переходів ізольовано, так як це може призвести до вагомих
помилок.
Кількість пороху, який утворюється залежить від виду сировини.
Наприклад, при накладанні вати на м’які меблі утворюється багато пороху,
а при використанні пенопашуреатана на основі складних ефірів його не
має. Тому на одному і тому ж робочому місці може то з’явитись, то
зникати потреба в відсмоктуванні повітря. Кількість відсмоктуючого
повітря залежить від якості сировини.
При переробці сировини підвищеної вологості, як правило, кількість
пороху, який виділяється буває значно меншою, ніж при переробці
пересушеної сировини. Навіть вологість і температура повітря в
приміщенні впливають на запорошеність повітря.
Нестабільність фактичної потреби в об’ємі відсмоктуючого повітря
створює великі проблеми в проектуванні системи з постійною витратою
повітря.
Розрахункові коефіцієнти. Максимальне виробництво системи аспірації з
зміною витратою повітря пропонують визначати за допомогою рівняння:
де Lmax – максимальний розрахунковий коефіцієнт в системі аспірації,
м3/ч;
Li – витрата повітря в ітому місцевому відсмоктувачі, м3/ч;
n – число, місцевих відсмоктувачів, шт.;
Кп – коефіцієнт всмоктування повітря;
К0 – коефіцієнт одночасної роботи відсмоктувачів;
Кв – коефіцієнт запасу витрати повітря.
Мінімальне виробництво системи аспірації:
де пmin – мінімальне число ввімкнених місцевих відсмоктувачів.
Розрахункове значення коефіцієнта всмоктування повітря не повинен
перевищувати 10%, але величина всмоктування може коливатися в широких
межах.
Коефіцієнтом одночасної роботи місцевих відсмоктувачів називають
відношення суми витрат повітря максимального числа одночасно працюючих
відсмоктувачів до загальної суми витрат всіх місцевих відсмоктувачів
системи.
де п – число місцевих відсмоктувачів в системі, шт;
пр.max – максимальне число відсмоктувачів, які перемішують чисте
повітря, шт..
Значення коефіцієнтів зміни розрахункової витрати повітря Кп, К0, Кз,
Кобщ.
Інтенсивність виконання місцевих відсмоктувачів звичайно збільшується
після першої години роботи, а пізніше поступово зменшується. Це
пов’язано з тим, що на початку зміни найчастіше проводять
переналагодження обладнання в відповідності з рівними значеннями. Навіть
випадкові причини можуть різко вплинути на інтенсивність використання
місцевих відсмоктувачів. Тому, крім коефіцієнта одночасності, який
відображає абсолютне максимальне значення витрати повітря врахувати і їх
текучі зміни.
Коефіцієнтом корисного використання місцевих відсмоктувачів Кі2
називають відношення суми витрат повітря місцевими відсмоктувачами, які
виконують функції очищення відрізок часу до суми витрат повітря всіх
місцевих відсмоктувачів системи аспірації
де пт – число корисно використаних місцевих відсмоктувачів в даний
період часу, шт.;
ппрб – число місцевих відсмоктувачів, не відсмоктуючих шкідливі речовини
в даний момент часу, шт.
де Ки,ср – середнє значення коефіцієнта корисного використання місцевих
відсмоктувачів за час Т;
Ті – час корисного використання ітого місцевого відсмоктувача, год;
Т – час роботи системи аспірації, год.
Керовані і некеровані параметри. Найбільшими точним засобами зниження
витрати повітря в системі аспірації є покращення ефективності роботи
місцевих відсмоктувачів (порохоприймачів). Наприклад, коефіцієнт
ефективності навіть при великих витратах повітря, як правило, не
перевищує 0,5. Якщо замінити зонт на порохоприймач безпосередньо в зоні
пороховиділення, можна значно знищити пороховиділення в робочу зону при
ролночасному зменшенні витрати повітря.
Витрата повітря в одновентиляторіній системі визначається так:
де рв – тиск, який розвиває вентилятор, Па;
? – густина повітря, кг/м3;
– сума коефіцієнтів місцевих зусиль трубопроводів і місцевих
відсмоктувачів;
– сума площ перерізів трубопроводів місцевих відсмоктувачів, м2;
– сума коефіцієнтів місцевих трубопроводів;
fеб – площа перерізу трубопровода, м2;
к – коефіцієнт, який залежить від концентрації суміші;
?і – коефіцієнт концентрації суміші,
?ц – коефіцієнт місцевого опору циклона;
fц – площа перерізу вхідного патрубка циклона, м2.
Розрідження в колекторі універсальної системи однакові у всіх
трубопроводах місцевих відсмоктувачів, які під’єднані до нього.
Відповідно опір усіх трубопроводів, місцевих відсмоктувачів повинен бути
однаковий. При цьому умові витрату повітря в кожному місцевому
відсмоктуванні визначають за формулою:
Де ?вх – коефіцієнт місцевого опору входу в порохоприймач;
?отв – коефіцієнт місцевого опору відводу;
?р – коефіцієнт місцевого опору регулюючого органа;
?пр – коефіцієнт місцевого опору прямої ділянки трубопровода;
?к.вх. – коефіцієнт місцевого опору входу в колектор.
Коефіцієнт ?вх. змінюється в залежності від вентилюючої дії ножевої
головки і від габариту оброблюваної заготовки, яка перекриває частину
перерізу порохоприймача.
Коефіцієнт ?отв. для жорстких конструкцій – величина стала. В рухомих
з’єднаннях змінюється в залежності з кутом нахилу рукава.
Коефіцієнт ?р – величина змінна для періодичнорухомих клапанів.
Коефіцієнт місцевого опору прямої ділянки
де: ? – коефіцієнт опору тертя;
l – довжина трубопровода, м;
d – діаметр труби, м.
– абсолютна еквівалентна шороховатість;
Re – число Рейнолдса;
де v – швидкість руху повітря, м/с;
– коефіцієнт кінематичної в’язкості м2/с (15?10-6) або
Коефіцієнт ? може незначно змінюватися в залежності від стану поверхні
трубопровода.
Із вищезгаданого можна зробити наступні висновки:
Системи аспірації внаслідок наявності некеруючих величин не можуть мати
абсолютно стабільної витрати повітря;
Нестабільність технологічних процесів і стану технологічного обладнання
обумовлює коливання фактично необхідної кількості відсмоктуючого
повітря. Ці коливання можуть мати ступінчастий характер, їх рівень може
зберігатися на протязі довготривалого періоду або представляти собою
різкі коливання потрібної витрати повітря;
виділивши нераціональні витрати повітря, в багатьох випадках кожна в
2…3 рази знизити витрату повітря системи аспірації;
Для різних цехів і ділянок з нестабільним технологічним процесам системи
аспірації;
Зміна витрати повітря повинна бути передбачена в широкому діапазоні і
здійснюється автоматично в відповідності з числом корисно використаних
місцевих відсмоктувачів;
Потрібно передбачити існуючі нормативні документи по проектуванню
системи аспірації. Вони повинні містити методику розрахунку систем зі
зміною витратою повітря.
Граничні умови роботи системи аспірації
Розгалужені (звичайні) системи, як вказано в багатьох роботах, не
тільки не маючи можливості регулювання витрати повітря за рахунок зміни
числа ввімкнених місцевих відсмоктувачів, але не допускають переходу їх
з одної частини магістрального трубопровода в іншу. Це порушує параметри
роботи всієї системи. Спроби відновлення роботоздатності таких систем зі
зменшеним числом місцевих відсмоктувачів шляхом збільшення робочого
колеса вентилятора різко збільшує використання енергії, але не дає
бажаних результатів.
В універсальних системах спрощеної конструкції швидкість руху повітря.
В трубопроводі місцевого відсмоктувача, який визначає розрідження в
колекторі, приймають мінімально допустимою. Відповідно, зміна витрати
повітря в ньому можлива тільки в сторону збільшення.
В збірному трубопроводі після колектора швидкість руху повітря ставлять
рівною або близькою до максимального значення із мінімально допустимою
швидкістю руху повітря в трубопроводах місцевих відсмоктувачів. Тому при
перекриванні навіть одного трубопровоа або частини трубопроводів
місцевих відсмоктувачів швидкість може становити нижче транспортної.
Відповідно, можливість регулювання витрати повітря в існуючих системах
заблокована, з однієї сторони, мінімально допустима швидкість руху
повітря в трубопроводі, місцевого відсмоктувача, а з іншої – мінімальна
допустима швидкість руху повітря в зібраному повітреході і тому
теоретично вона повинна бути рівна 0.
Можливість регулювання витрати повітря в таких системах з’являється
лише в випадку збільшення швидкості обертання робочого колеса
вентилятора, що одночасно підвищує швидкість руху повітря, як в
трубопроводах місцевих відсмоктувачів, так і в збірному трубопроводі. Це
порушує принцип розрахунку і налагодження існуючих систем –
мінімалізацію.
Універсальні системи мають можливість зміни витрати повітря, так як
значення деяких коефіцієнтів, концентрації суміші і мінімальної
швидкості транспортування приймаються перебільшеними або відповідають
розрахунковому значенню лише в екстремальних умовах. В розрахунок
додатково вносять коефіцієнт на неврахування втрати, а інколи
перебільшують розрахункове значення втрати тиску.
Для систем зі змінною витратою повітря, коли відомі граничне значення
коливань і втрат тиску, і витрати повітря, які автоматично контролюються
і керуються, багато із початкових даних необхідно уточнити і
переглянути.
Існуючи дані для проектування можна використовувати для розрахунку
верхніх граничних значень втрат тиску і витрати повітря в системах зі
змінним аеродинамічним режимам роботи, а нижні значення уточнити, більш
точніше розрахувати початкові дані. Тільки ці міри можуть забезпечити
економію використовуваної енергії.
Для зниження нижнього значення швидкості транспортування можна
використати можливості застосування спеціальних пристроїв – уловлювачів
важких предметів, металоуловлювачів і сепараторів.
Сепарацію можна здійснювати в колекторах різних конструкцій і в
розподілюючих ємностях. Сепарація буває гравітаційною, інерційною,
центробіжною, фільтраційною або може поєднувати деякі із цих видів.
Прикладом гравітаційної сепарації може бути горизонтальний колектор
постійного перерізу зі стрічковим конвеєром.
Проектування і організація роботи системи в змінному аеродинамічному
режимі є дуже актуальною, так як дозволяє збільшити надійність і
довготривалість, ефективної їх роботи, покращити умови праці і зменшити
витрати електричної і теплової енергії.
Основними причинами рідкісного застосування систем аспірації зі змінною
витратою повітря при проектуванні і реконструкції промислових
підприємств є відсутність наступних факторів: розробки технічної
документації на нові вузли, їх серійного виробництва та інші.
Як показали дослідження, існуючі типи колекторів мають ті ж, що і
транспортні трубопроводи, або великі можливості зміни протікаючої через
них кількості повітря і не можуть обмежувати границі її регулювання в
системах аспірації.
Зміна витрати повітря через вентиляційні установки обмежена в межах 0,9
максимального значення ККД. А установках із постійною швидкістю
обертання робочого колеса вентилятора, діапазон подачі може становити до
45% робочої характеристики вентилятора, а при змінній частоті обертання
– до 90%.
Для відділення транспортуючих матеріалів і пороху сухим методом
використовують такі способи: гравітаційний, інерційний, фільтраційний.
Для підвищення ефективності пороховідділення інколи використовують
концентруючі і коагуліруючи пристрої.
Гравітаційний спосіб здійснюється в порохопосадочних камерах. В них
згасає швидкість і транспортуючий матеріал і порох осідають на підлогу.
Чим менша швидкість руху повітря в камері, тим ефективнішою є її
очистка, тому в камерах можна регулювати витрату повітря від
максимального розрахунку до нуля. Внаслідок великих об’ємів капітальних
і експлуатаційних затрат при порівняно низькій ефективності
порохопосадочні камери ще використовують в деяких галузях промисловості,
але в сучасних проектах не використовують.
Інерційний спосіб є домінуючим в циклонах і пороховідділювачах. Границі
регулювання витрати повітря, яке подається в більшість циклонів,
складають приблизно 30%, і лише у деяких із них, наприклад УЦ-38
досягають 40%.
Фільтраційний спосіб виконують у рамних, рукавних і інших подібних
фільтрах. При фільтраційному способі очистки повітря його витрати можна
змінити від максимального до нульового значення. Відповідно, найбільш
вузькі границі регулювання витрати повітря в транспортних трубопроводах
системи аспірації. Іншим вузлом із вузькими границями зміни витрати
повітря є циклони. Інші вузли
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
