Оборудование заводов по переработке пластмасс

Потери напора в системе пневмотранспорта

Сопротивление вертикального участка пневмотранспорта скла­дывается из сопротивления, возникающего вследствие трения транспортируемого материала и транспортирующего потока о стенки трубопровода, из статического напора, соответствующего весу транспортируемого материала и транспортирующего пото­ка, вычисленным из условия постоянства объемной концентра­ции твердой фазы по высоте, и из динамической потери напора, обусловленной изменением скорости на разгонном и тормозном участках:

АРХАРІ (2-Й)

Отдельные составляющие выражения (2.11) определяются следующим образом.

Потери от трения транспортирующего потока APi рассчиты­вают по формуле

ДРХ = X (L/D) (p0f2/2) (2.!2)

Где L и D — соответственно длина и диаметр трубы.

Коэффициент сопротивления % определяют в зависимости от значения критерия Рейнольдса по одной из следующих формул:

3-103<g Re<5-10 К= 0,3164/ReO,25 (2.13а)

5-104^Re^3-106 % = 0,0052 - j - 0,5/Re°i32 (2.136)

Статический напор транспортирующего потока находят по весу потока в трубе:

ДР2 = y(lI, (1 — о) (2.14)

Потери напора на преодоление веса транспортируемого ма­териала определяются выражением

AP3 = c(y-y0)L (2.15)

Где y и Yo — соответственно удельный вес материала гранул и транспортирую­щего воздуха.

Потери напора на трение о стенки трубопровода материала, .движущегося в нем со скоростью и, рассчитываются по формуле

Др4 = X* (и2/2) (L/D) рс (2.16)

Значение коэффициента сопротивления К* определяют по формуле

Л* = 4,25 (D/d)°.6/Fr°>76 (2.17)

Здесь d — диаметр частицы; Fr — критерий Фруда, рассчитываемый по форму­ле Fr=u?/(gd), где g— ускорение свободного падения.

Потери напора, связанные с затратами энергии на изменение ■скорости частиц на разгонном и тормозном участках, определя­ют из выражения

ДР5 = ОтДк/Р (2.18)

Где Ди — изменение скорости частиц; F — площадь поперечного сечения тру­бопровода.

Рассчитаем потери напора в трубопроводе диаметром 0,15 м с вертикаль­ным участком длиной £ = 10 м. Остальные параметры задачи такие же, как и в предыдущем примере.

Значение Re при и = 25 м/с равно

Re = 25-0,15/(15,06-10-6) = 2,5- Ю6 По формуле (2.136) находим

Я = 5,2-10-3 +0,5/(2,5-10S)o,32= 14,7-10~з

Из формул (2.12), (2.14) и (2.15) получаем

ДР1= 1,47-10"2(10/0,15)(1,21-252/2)=371 (Па) «0,37 (кПа) ДР2= 1,21-9,81-10 (1 — 0,37) = 75 (Па) « 0,08 (кПа) ДР3 = 0,19 (920— 1,21) 10-9,81 = 17 125 (Па) яг 17,1 (кПа) Потери напора на трение из (2.16) и (2.17):

X* = 4,25 (150/4)0,5/(1,39- Ш3)0"7® = 8,8-10~2 ДР4 = 7,8- Ю-2 (8,8'г/2) (10/0,15) 920-0,19 = 11 003 (Па) я; 11 (кПа) Потери напора на разгонном участке:

ДР6 = 27,3-8,8Д176-10-4) = 1,36-10* (Па)=13,6 (кПа)

Таким образом, суммарные потери напора на вертикальном участке пнев - .мопровода равны

ДР = 0,37+ 0,08+ 17,1 + 11 + 13,6 = 42,2 (кПа)

Потери напора на горизонтальном участке трубопровода оп­ределяют из эмпирического выражения

ДРГ = APi (1 + К'т) (2.19)

Здесь К' — эмпирический коэффициент, учитывающий дополнительные потери энергии от соударения частиц со стенками трубопровода; т — коэффициент взвеси [см. формулу (2.6)].

Коэффициент К' находят из эмпирического выражения:

. К' = 1,9 (D/d)1.23 10-2 ReB0,82 Re-0,65 (2. 20)

Где ReB — число Рейнольдса, рассчитанное для скорости витания; Re — число Рейнольдса, рассчитанное для газового потока со скоростью v.

Принимая длину горизонтального участка равной 50 м, рассчитаем потери напора при условиях предыдущего примера;

ReB = 2,51-103; Re =2,5-105; АР1= 1850 Па; К' = 1,9 (0,15/0,004)М3 Ю-2 (2,51 • 103)o, ea (2,5- 10й)"°.в5 = 0,7 m = (0,19-920)/(l,21-2,83) = 51 ДРГ= 1850 (1 + 51-0,7) = 66 600 (Па) = 66,6 (кПа)

Суммируя потери напора на горизонтальном и вертикальном участках, найдем, что общие потери давления в трубопроводе составят 108,8 кПа.

Следовательно, для транспортировки материала должен использоваться воздух от компрессора с избыточным давлением не менее 0,15 МПа.