Пневматический транспорт измельченной древесины
Министерство
образования и науки Российской Федерации
Поволжский
государственный технологический университет
Кафедра
ДОП
Контрольная
работа
«Пневматический
транспорт измельченной древесины»
Вариант
21
Выполнил: студент
гр. ТЛДП-42
Ортуков С.М.
Проверил: доцент П.
П. Домрачев
г.
Йошкар-Ола
2014
Содержание
Введение
. Исходные данные
2. Характеристика
отсасывающих устройств деревообрабатывающих станков
3. Определение минимального
статического давления в коллекторе
4. Увязка потерь давлений в
ответвлениях деревообрабатывающих станков
. Определение концентрации
воздушно-древесной смеси в магистральном (транспортном) трубопроводе
6. Выбор пылеулавливающего
сооружения (циклона)
7. Выбор вентилятора и
электродвигателя
Выводы по проекту
Список используемой литературы
Введение
В последние годы существенно
изменились условия конструирования и расчета систем аспирации и
пневмотранспорта измельченной древесины и полуфабрикатов на
деревообрабатывающих предприятиях. Прежде всего, определилось четкое разграничение
аспирационных и пневмотранспортных систем.
Инженерные системы, удаляющие
от режущих головок технологического оборудования отходы производства, подающие
их к пылеулавливающим сооружениям и осуществляющие их очистку, относятся к
системам аспирации технологических процессов и оборудования.
Проектирование и эксплуатация
СА сводятся к решению задач эффективной и надежной очистки воздуха в
производственных помещениях и охраны атмосферного воздуха от загрязнения
древесной пылью с минимальными капитальными и эксплуатационными затратами.
Проектирование СА сводится в
конечном итоге к решению в определенной последовательности задач, исходя из
технологических условий и требований государственных и отраслевых стандартов.
Цель проектирования - разработка проектно-сметной документации, необходимой для
заказа материалов и оборудования, финансирования и производства
строительно-монтажных работ по реализации проектных решений.
К системам пневматического
транспорта на деревообрабатывающих предприятиях относятся системы, состоящие из
комплекса оборудования, сети трубопроводов и строительных конструкций и
предназначенные для передачи измельченных материалов по воздуховодам как внутри
одного, так и между различными технологическими процессами.
Конструирование и расчет
пневматического транспорта технологического назначения обусловлен особенностями
того или иного производства. При проектировании пневмотранспорта решаются
следующие основные задачи: получение исходных данных, выбор трассы и
принципиальных конструктивных решений, гидравлический расчет.
Эффективность работы СА в
значительной мере зависит от правильности расчета, монтажа и условий их
эксплуатации.
1.
Исходные данные
1. Размеры цеха: 12x12x6
2. Количество поворотов (колен) на
магистральном трубопроводе:
м=4+Nmod3=4
. Длина магистрального трубопровода:
м=60+21=81
м
. Коллектор горизонтального типа
5. Деревообрабатывающее оборудование:
ЦДК-4; С2Р-8; ШО10-А.
2. Характеристика отсасывающих
устройств ленточнопильных станков
Таблица 1
|
Наименование
станка
|
Марка
станка
|
Схема
воздуховодов в аксонометрии (вид с рабочего места)
|
Отсасывающие
устройства
|
Отходы
|
Min скорости
воздуха, м/с при влажности материала
|
Min количество
отсасываемого воздуха от каждого отсоса, м3/с
|
|
|
|
Количество
|
Диаметр
патрубка
|
Коэффициент
сопротивления
|
Масса
(при 600 кг/м3)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Общая
|
Пыли
|
<20%
|
>20%
|
|
|
Станок
рейсмусовый двухсторонний
|
С2Р-8
|
|
2
|
0,18
|
1
|
0,148
|
0,0045
|
18
|
|
А-0,473
Б-0,47
|
|
Станок
прирезной с гусеничной подачей
|
ЦДК-4
|
|
1
|
0,11
(0,14)
|
0,026
|
0,0023
|
15
|
16
|
0,23
|
|
Станок
прирезной односторон-ний с автоподачей
|
ШО10-А
|
|
3
|
А-0,13
Б-0,14 В-0,215
|
1,0
1,0 0,8
|
0,045
|
0,0032
|
А-15
Б-15 В-17
|
|
А-0,20
Б-0,23 В-0,61
|
3.
Определение минимального статического давления в коллекторе
Прежде всего следует отметить,
что параметры воздуха (воздушного потока ) рассматриваются при стандартных
условиях: атмосферное давление Ра=760 мм ртутного столба (10330 мм
водного столба; 10,1x105 Па); температура окружающей среды Т=2930
К (t= 20°С);
относительная влажность воздуха ᴪ=0,5 (50%).
1. Определяем диаметр воздуховода:
Пример расчета для станка ЦДК-4:
м
2. Определяем число Рейнольдса:
Пример расчета для станка ЦДК-4:
3. Принимаем абсолютную
шероховатость стенок воздуховода
=0,04 мм и определяем коэффициент
трения
:
Пример расчета для станка ЦДК-4:
4. Определяем сумму коэффициентов
местных сопротивлений:
Пример расчета для станка ЦДК-4:
=0,373; 
=1;
=0;
=n*
=1*0,15=0,15
5. Определяем расчетную длину
участка воздуховода 
, м, от
приемника станка до коллектора-сборника:
Пример расчета для станка ЦДК-4:
=0,5+6,3+0,5+1,1=8,4 м 
=0,5
6. Определим динамическое
давление:
Рg=
Пример расчета для станка ЦДК-4:
Рg=
=135
7. Определим потери давления в
ответвлении, Па, (для чистого воздуха):
Пример расчета для станка ЦДК-4:
Данные вычислений приведены в
таблице 2.
Таблица 2
|
Марка
станка
|
  d,мPg,Па   Рi
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЦДК-4
|
0,23
|
15
|
0,139
|
135
|
8,4
|
0,132
|
1,109
|
1,523
|
355,32
|
|
ШО10-А
(А)
|
0,20
|
15
|
0,13
|
135
|
8,2
|
0,143
|
1,173
|
1,523
|
|
ШО10-А
(Б)
|
0,23
|
15
|
0,139
|
135
|
8
|
0,132
|
1,056
|
1,673
|
368,415
|
|
ШО10-А
(В)
|
0,61
|
17
|
0,214
|
173,4
|
7,9
|
0,0665
|
0,525
|
1,323
|
320,44
|
|
С2Р8
(А)
|
0,47
|
18
|
0,182
|
194,4
|
7,8
|
0,08
|
0,62
|
1,523
|
416,59
|
|
С2Р8
(Б)
|
0,47
|
18
|
0,182
|
194,4
|
8,3
|
0,08
|
0,664
|
1,927
|
503,69
|
Рmax= 503,69 Па
Принимается статическое давление Нст.=
503,69 Па.
4.
Увязка потерь давлений в ответвлениях деревообрабатывающих станков
Расчет произведем на примере для ответвления от
станка С2Р8 (Б):
Принимаем диаметр ответвления d=0,180
м .
Определим число Рейнольдса:
Определяем коэффициент трения:
Определим динамическое давление:
Рg=
Рg=
=194,4
Определим потери давления в ответвлении, Па:
Р=
=524,29
После перерасчетов принимаем
статическое давление Нст=548,3
Определяем процент расхождения
потерь давлений:
=
Результаты остальных вычислений
приведены в таблице 3.
Таблица 3
|
Марка
станка
|
 d,мPg,Па  Рi
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЦДК-4
|
0,23
|
15
|
0,1
|
135
|
0,1991
|
1,672
|
1,523+0,8
|
539,325
|
|
ШО10-А
(А)
|
0,20
|
15
|
0,1
|
135
|
8,2
|
0,1991
|
1,633
|
1,523+0,8
|
534,06
|
|
ШО10-А
(Б)
|
0,23
|
15
|
0,1
|
135
|
8
|
0,1991
|
1,5928
|
1,673+0,6
|
521,88
|
|
ШО10-А
(В)
|
0,61
|
17
|
0,1
|
173,4
|
7,9
|
0,1242
|
0,9808
|
1,323+0,6
|
503,52
|
|
С2Р8
(А)
|
0,47
|
18
|
0,125
|
194,4
|
7,8
|
0,1467
|
1,1444
|
1,523
|
518,54
|
|
С2Р8
(Б)
|
0,47
|
18
|
0,18
|
194,4
|
8,3
|
0,093
|
0,77
|
1,927
|
524,29
|
|
Магистраль
|
2,21
|
17,59
|
0,4
|
185,64
|
81
|
0,0508
|
4,118
|
1,927
|
1122,19
|
5.
Определение концентрации воздушно-древесной смеси в магистральном
(транспортном) трубопроводе
Принимаем скорость воздуха в
транспортном трубопроводе 
=16,34 м/с.
Определяем диаметр транспортного воздуховода dТ:
при скорости 16,34 м/с диаметр равен
0,415 м; после перерасчетом принимаем d ном равен
0,4, при котором скорость равна 17,59.
Определим число Рейнольдса:
Принимаем абсолютную шероховатость
стенок воздуховода=0,04мм и
определяем коэффициент трения:
Определяем сумму коэффициентов
местных сопротивлений:
Определяем потери давления, Па, (для
чистого воздуха)в транспортном трубопроводе: деревообрабатывающий
станок коллектор пылеулавливающий
РМ=
Па
6.
Выбор пылеулавливающего сооружения (циклона)
1) Определяется начальная запыленность
воздуха 
,
поступающего в циклон, мг/
:
2) Определяем допустимое значение
запыленности выброса после очистки в циклоне [
],
мг/.
При объеме выброса до 15 тыс. 
:
3) Определяем максимальное допустимое
значение коэффициента проскока пыли:
По таблицам характеристик пыли определяю
величины параметров улавливаемой частицы d
и m. При 
,
d=35,4 мкм; m=30380,0
мг
) Выбор циклона: УЦ-1500
) Определяем минимальную допустимую
скорость воздуха в сечении входного патрубка циклона, м/с:
6) Определяем расчетную величину скорости
воздуха в сечении входного патрубка циклона, м/с:
7) Определяем максимальное значение
параметров 
, при котором
обеспечивается заданная запыленность воздуха после очистки 
8) Для оптимального варианта рассчитывается
значение запыленности воздуха после очистки 
,
мг/,
которое соответствует конструктивному значению параметра 
(модификации)
циклона:
|
Модификация
|
1
|
2
|
3
|
4
|
|
|
0,38
|
0,45
|
0,525
|
0,6
|
|
|
9,13
|
15,39
|
24,78
|
37,445
|
) Определяем гидравлическое сопротивление
циклонов (потеря давления):
) Определяем общее потери давления, Па:
7.
Выбор вентилятора и электродвигателя
Па
По графикам в учебнике А.Н.
Александрова, Г.Ф. Козориза «Пневмотранспорт и пылеулавливающие сооружения на
деревообрабатывающих предприятиях» из всех полученных значений КПД выбираем наибольшее.
В нашем случае выбираем вентилятор В-ЦП7-40-6 с КПД=0,55; 
11) Выбор электродвигателя
Мощность электродвигателя для привода
вентилятора:
кВт.
По условиям комплектации
вентиляторов электродвигателями выбираем электродвигатель АИР160S4 с
номинальной(установочной) мощностью 15 кВт и частотой вращения вала
электродвигателя nэ=1465мин-1.
Выводы
по проекту
В данной работе были рассчитаны
основные параметры системы аспирации для цеха размерами 12*12*6 м, в котором
расположены три станка: станок шипорезный с односторонний с автоподачей ШО10-А,
станок рейсмусовый двухсторонний С2Р-8 и станок прирезной с гусеничной подачей
ЦДК-4. Был выбран циклон УЦ-1500, вентилятор В-ЦП7-40-6 с частотой вращения n=1900 мин-1
и КПД 
, к которому
подобран тип электродвигателя АИР160S4 с частотой
вращения n=1465 мин-1
и установленной мощностью N=15кВт.
Список
используемой литературы
1. А.Н. Александров, Г.Ф. Козориз,
«Пневмотранспорт и пылеулавливающие сооружения на деревообрабатывающих
предприятиях», Москва «Лесная промышленность», 1988.
2. П.П. Домрачев,
Пневматический транспорт измельченной древесины, Йошкар-Ола, 2001.