Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Технологическое оборудование» (раздел машины и устройства для сортировки и обогащения материалов)
КОМИТЕТ ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
ВОЛГОГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ
государственное бюджетное ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ учреждение
«Себряковский технологический техникум»
Методические указания
к практическим занятиям
по дисциплине «Технологическое оборудование» (раздел машины и устройства для сортировки и обогащения материалов) для студентов специальности 15.02.01 Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования (по отраслям)
Михайловка, 2016 г
СОДЕРЖАНИЕ
Пояснительная записка 3
1. Практическая работа № 1. Расчет конструктивных и энергетических параметров виброгрохотов 4
2. Практическая работа № 2. Расчет основных параметров барабанных грохотов 10
3. Практическая работа № 3. Расчет основных параметров дуговых грохотов 16
4. Практическая работа № 4. Расчет основных параметров воздушно-проходных сепараторов 21
5. Практическая работа № 5. Расчет основных параметров центробежных отбойно-вихревых сепараторов 28
6. Практическая работа № 6. Расчет основных параметров циклонов 33
7. Практическая работа № 7. Расчет основных параметров тканевых фильтров 38
8. Практическая работа № 8. Расчет основных параметров зернистых фильтров 46
9. Практическая работа № 9. Расчет основных параметров оборудования для гидравлической классификации 52
10. Практическая работа № 10. Расчет основных камерных конусных классификаторов 57
11. Практическая работа № 11. Расчет основных параметров гидроциклонов 62
12. Практическая работа № 12. Расчет основных параметров спиральных классификаторов 68
Заключение 72
Список литературы 73
Пояснительная записка
Материал методических указаний изложен таким образом, что все практические работы соответствуют графику учебного процесса и в полной мере отражают объем и содержание всего курса. Изложение каждой практической работы соподчинено одной схеме - рассматривается: теоретические сведения, кинематические схемы; устройство, принцип действия, рассчитываются основные параметры машин, приводятся варианты заданий, последовательность выполнения практических работ, вопросы для самопроверки.
Такое изложение материала методических указаний способствует его успешному усвоению, развивает навыки у студентов самостоятельно решать проблему усовершенствования, разработки и расчета конструкции изучаемых машин.
Целью выполнения практических работ является закрепление и расширение теоретических знаний, полученных при изучении данной дисциплины, приобретение практических навыков в области расчета основных параметров машин и устройств для сортировки и обогащения материалов, развитие творческих способностей студентов при решении различных инженерных задач.
Методические указания содержат двенадцать практических работ, рассчитанные на сорок восемь часов.
Целесообразность издания данных методических указаний обусловлена тем, что к настоящему времени нет аналогичных методических указаний, в которых был бы систематизирован материал по расчету машин и устройств для сортировки и обогащения материалов, используемых в производстве строительных материалов и изделий.
Практическая работа № 1
Тема: Расчет конструктивных и энергетических параметров виброгрохотов
Цель работы: изучение методики и приобретение навыков расчета конструктивных и энергетических параметров виброгрохотов, применяемых в промышленности строительных материалов аналитическим способом.
Ход занятия:
Повторить теоретический материал.
Записать условия задания, выполнить схему к определению частоты вращения вала грохота, выполнить расчеты.
Ответить на вопросы для самопроверки.
Краткие теоретические сведения
Нерудные строительные материалы сортируют механическим способом на машинах, называемых грохотами. Грохот представляет собой одну или несколько рабочих просеивающих поверхностей - сит, установленных в одном или нескольких коробах, совершающих возвратно-поступательные, качательные или встряхивающие движения.
Вибрационные грохоты подразделяются на эксцентриковые (гирационные), электромагнитные и инерционные.
В электромагнитном грохоте сито приводится в колебательное движение электромагнитным вибратором, работающим на переменном токе.
В эксцентриковых грохотах (рис. 1, а) короб с ситами совершает круговые колебания в вертикальной плоскости с радиусом, равным эксцентриситету е вала, установленного в подшипниках, прикрепленных к раме.
В инерционных грохотах (рис. 1, б) с круговыми колебаниями короб с ситами устанавливают на фундамент или подвешивают при помощи пружинных амортизаторов. Центробежные силы инерции, возникающие при вращении дебалансов, вызывают близкие к круговым колебания короба. Амплитуда колебаний зависит от центробежной силы вибратора, жесткости амортизаторов и нагрузки на грохот.
Рисунок 1. Кинематические схемы виброгрохотов:
а - эксцентриковый с круговыми колебаниями; б - вибрационный инерционный; в - с направленными колебаниями
Инерционные горизонтальные грохоты с направленными колебаниями (рис. 1, в) имеют меньшую высоту и применяются в передвижных дробильно-сортировочных установках, а также в местах с ограниченной высотой.
По геометрической форме просеивающей поверхности выделяют: плоские, барабанные и дуговые грохоты.
По способу изготовления, определяющему также и форму ячеек, сетки бывают тканые, плетеные, крученные, сварные, стержневые, вязаные и сборные.
К достоинствам вибрационных грохотов относятся высокая эффективность грохочения и производительность, к недостаткам - высокие динамические нагрузки на опоры и невозможность установки грохота в зданиях выше первого этажа, на высоких строительных конструкциях и т.п. из-за совпадения частот собственных и вынужденных колебаний, возникновения резонанса и как следствие - разрушения зданий.
Расчет конструктивных и энергетических параметров виброгрохотов
1. Эффективность грохочения:
13 EMBED Equation.3 1415 (1)
где
· - эталонное значение эффективности грохочения;
к1 - коэффициент, учитывающий угол наклона грохота;
к2 - коэффициент, учитывающий содержание нижнего класса в исходном материале;
к3 - коэффициент, учитывающий процентное содержании в нижнем классе зерен, меньших половины размер отверстий сита.
2. Частота вращения вала:
13 EMBED Equation.3 1415 (2)
где
· - угол наклона решета, є ;
е - эксцентриситет вала, мм.
3. Производительность плоских грохотов:
13 EMBED Equation.3 1415 (3)
где m - коэффициент, учитывающий возможную неравномерность питания и зернового состава материала, форму зерен и тип грохота;
q - удельная производительность сита, зависящая от размеров его отверстий, площадью 1м2, м3/(ч·м2);
F - площадь сита, м2;
к1 - коэффициент, учитывающий угол наклона грохота;
к2 - коэффициент, учитывающий содержание нижнего класса в исходном материале;
к3 - коэффициент, учитывающий процентное содержании в нижнем классе зерен, меньших половины размер отверстий сита.
4. Мощность, потребляемая грохотом:
13 EMBED Equation.3 1415 (4)
где М1 - масса подвижного корпуса с ситом и материалом, кг;
е - эксцентриситет вала, м;
n - частота вращения вала, об/сек;
· - к.п.д. грохота.
Условие задания (согласно своего варианта см. табл. 1). Выполнить расчет эффективности грохочения, частоты вращения вала, производительности, мощности, потребляемой грохотом, если известно, что эталонное значение эффективности грохочения
· =___, коэффициент, учитывающий угол наклона грохота к1 =__, коэффициент, учитывающий содержание нижнего класса в исходном материале к2 =__, коэффициент, учитывающий процентное содержании в нижнем классе зерен, меньших половины размер отверстий сита к3 =__, угол наклона решета
· =___ є, эксцентриситет вала е =___мм, коэффициент, учитывающий возможную неравномерность питания и зернового состава материала, форму зерен и тип грохота m =___, удельная производительность сита, зависящая от размеров его отверстий, площадью 1м2 q =__м3/(ч·м2), площадь сита F =__ м2, масса подвижного корпуса с ситом и материалом М1 =__ кг, к.п.д. грохота
· =___.
Таблица 1. Варианты заданий
№
·
к1
к2
к3
·, є
е,
мм
m
q, м3/(ч·м2)
F , м2
М1 , кг
·
1
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
Рисунок 2. Схема к определению частоты вращения вала грохота
Последовательность выполнения практической работы
1. Записать тему практической работы.
2. Записать цель практической работы.
3. Записать задание практической работы.
4. Изучить краткие теоретические сведения.
5. Записать условие задания (согласно своего варианта см. табл. 1).
6. Выполнить схему к определению частоты вращения эксцентрика
грохота.
7. Рассчитать эффективность грохочения.
8. Рассчитать частоту вращения вала.
9. Рассчитать производительность.
10. Рассчитать мощность, потребляемую грохотом.
11. Результаты расчетов занести в табл. 2.
Таблица 2. Результаты расчетов
№
Е
п, об/сек
Q, м3/ч
Р, кВт
Вопросы для самопроверки
1. Конструктивные особенности эксцентриковых грохотов.
2. Конструктивные особенности инерционных грохотов.
3. Конструктивные особенности инерционных грохотов с направленными колебаниями.
4. Влияет ли изменение эксцентриситета е на частоту вращения вала п .
5. Влияет ли изменение эксцентриситета е на мощность потребляемую грохотом Р.
Рекомендуемая литература
1. Основы расчета машин и оборудования предприятий строительных материалов и изделий / В.С. Богданов, Р.Р. Шарапов, Ю.М. Фадин – Белгород: Изд-во БГТУ 2012 - 650 с.
Практическая работа № 2
Тема: Расчет основных параметров барабанных грохотов
Цель работы: изучение методики и приобретение навыков расчета основных параметров барабанных грохотов, применяемых в промышленности строительных материалов аналитическим способом.
Ход занятия:
1. Повторить теоретический материал.
2. Записать условия задания, выполнить расчеты.
3. Ответить на вопросы для самопроверки.
Краткие теоретические сведения
В барабанных грохотах рабочей частью является решето, согнутое по цилиндрической или конической поверхности, или многогранное барабан ное сито. Сортируемый материал по решету барабанного грохота передви гается почти без встряхивания и перемешивания, что отрицательно сказы вается на качестве грохочения, так как значительная часть мелких частиц располагается в верхних слоях. Использование рабочей площади грохота незначительно и составляет 12 -20% от общей величины ее.
Основное достоинство барабанных грохотов - медленное и равномерное вращение и отсутствие толчков в работе. Это дает возможность устанавли вать их в верхних этажах зданий и в передвижных установках.
При вращении цилиндрических, многогранных или конических бара банных грохотов сортируемый материал под действием сил трения подни мается на некоторую высо ту, после чего начинает скользить вниз, переме щаясь при этом вдоль про сеивающей поверхности к выходу.
Барабанные грохоты классифицируют:
по конст рукции барабана:
- ци линдрические;
- многогран ные;
- конические;
по типу опор, поддерживающих ба рабан:
-грохоты на валу (цапфах);
- грохоты на роликоопорах.
При разделении материала в барабанных грохотах на три и более классов применяют способ сортировки от мелкого к крупному.
На рисунке 3 показан барабанный грохот, установленный на роликоопорах 1. Барабан приводится во вращение от электродвигателя через ременную передачу и пару зубчатых конических колес или от электродвигателя через редуктор.
Со стороны загрузки, концентрично по отношению к основному барабану, установлен второй барабан 2 с натянутой на него сеткой. Второй барабан нужен для того, чтобы весь материал, поступающий на сортировку, вначале подавался на более прочное решето, увеличивая тем самым стойкость сита наружного барабана.
Рисунок 3. Барабанный грохот
Роликовые опоры применяются для больших и тяжелых барабанных грохотов с диаметром цилиндров от 900 до 2000 мм при общей длине бараба на от 4,5 до 12 м. Более легкие машины строятся с центральным валом, к которому крепятся держатели каркаса барабана.
Расчет основных параметров барабанных грохотов
1. Частота вращения барабана:
13 EMBED Equation.3 1415 (5)
где R - внутренний радиус барабана грохота, м.
2. Производительность:
13 EMBED Equation.3 1415 (6)
где F1 - площадь сечения слоя материала, находящегося в грохоте, мг;
13 EMBED Equation.3 1415 - объемная масса материала, кг/м3;
V0 - средней скорости движения куска вдоль барабана, м/с.
3. Угловая скорость вращения барабана:
13 EMBED Equation.3 1415 (7)
где
· - постоянная,
· = 3,14;
п - частота вращения барабана, об/сек.
4. Суммарный момент:
13 EMBED Equation.3 1415 (8)
где f2 - коэффициент трения цапф в подшипниках качения;
r1 - радиус цапф осей роликов, м;
Gб - сила тяжести барабана, Н;
Gм - сила тяжести материала, находящегося в барабана, Н;
f3 - коэффициент трения скольжения материала о просеивающую поверхность;
R - внутренний радиус барабана грохота, м.
5. Мощность двигателя:
13 EMBED Equation.3 1415 (9)
где
· М - суммарный момент, Н
·м;
· - угловая скорость вращения барабана, рад/сек;
· - к. п. д. механизма.
Условие задания (согласно своего варианта см. табл. 3). Выполнить расчет частоты вращения барабана, производительности, угловой скорости вращения барабана, суммарного момента, мощности двигателя, если известно, что внутренний радиус барабана грохота R =__м, площадь сечения слоя материала, находящегося в грохоте F1 =__ мг, объемная масса материала 13 EMBED Equation.3 1415=__кг/м3, средней скорости движения куска вдоль барабана V0 =___м/с, коэффициент трения цапф в подшипниках качения f2 =__ , радиус цапф осей роликов r1 =___м, сила тяжести барабана Gб =__Н, сила тяжести материала, находящегося в барабана Gм =__Н, коэффициент трения скольжения материала о просеивающую поверхность f3 =__, к. п. д. механизма
· =___.
Таблица 3. Варианты заданий
№
R,
м
13 EMBED Equation.3 1415, кг/м3
V0 , м/с
F1 , мг
f2
r1 ,
м
Gб,
Н
Gм,
Н
f3
·
1
0,30
1480
0,12
0,50
0,0063
0,030
4,4
·103
2,8
·103
0,3
0,70
2
0,44
2030
0,09
0,41
0,0063
0,024
3,8
·103
2,6
·103
0,4
0,65
3
0,49
1790
0,11
0,58
0,0063
0,019
4,1
·103
2,9
·103
0,5
0,72
4
0,36
2610
0,10
0,33
0,0063
0,032
3,7
·103
2,5
·103
0,3
0,69
5
0,50
1950
0,14
0,42
0,0063
0,022
3,5
·103
2,1
·103
0,4
0,75
6
0,55
1580
0,15
0,39
0,0063
0,028
3,2
·103
2
·103
0,5
0,63
Последовательность выполнения практической работы
1. Записать тему практической работы.
2. Записать цель практической работы.
3. Записать задание практической работы.
4. Изучить краткие теоретические сведения.
5. Записать условие задания (согласно своего варианта см. табл. 3).
6. Рассчитать частоту вращения барабана.
7. Рассчитать производительность.
8. Рассчитать угловую скорость вращения барабана.
9. Рассчитать суммарный момент.
10. Рассчитать мощность двигателя.
11. Результаты расчетов занести в табл. 4.
Таблица 4. Результаты расчетов
№
п, об/сек
Q, кг/ч
·, рад/сек
· М, Н
·м
Р, Вт
Вопросы для самопроверки
1. Классификация барабанных грохотов.
2. Достоинства барабанных грохотов.
3. Конструкция и принцип действия барабанных грохотов.
4. Влияет ли изменение площади сечения слоя материала, находящегося в грохоте F1 на производительность грохота Q.
5. Влияет ли изменение суммарного момента
· М на мощность двигателя грохота Р.
Рекомендуемая литература
1. Основы расчета машин и оборудования предприятий строительных материалов и изделий / В.С. Богданов, Р.Р. Шарапов, Ю.М. Фадин – Белгород: Изд-во БГТУ 2012 - 650 с.
Практическая работа № 3
Тема: Расчет основных параметров дуговых грохотов
Цель работы: изучение методики и приобретение навыков расчета основных параметров дуговых грохотов, применяемых в промышленности строительных материалов аналитическим способом.
Ход занятия:
1. Повторить теоретический материал.
2. Записать условия задания, выполнить расчеты.
3. Ответить на вопросы для самопроверки.
Краткие теоретические сведения
По сравнению с вибрационными дуговые грохоты обладают рядом пре имуществ, а именно: отсутствием движущихся частей, относительно низкой металлоемкостью при большой производительности, меньшими габаритами, простотой обслуживания, обеспечивают высокий съем готового продукта с 1 м2 рабочей поверхности и т. д.
Грохот состоит из корпуса 1 (рис. 4.), внутри которого размещена дуговая колосниковая реше тка 2. Подлежащий классификации цементно-сырьевой шлам подается под давлением в патрубок 3, проходное сечение которого может изменяться при помощи клапана 4, что позволяет формировать поток и регулировать его скорость. Мелкие фракции шлама, размер частиц которых меньше проходных сечений решетки 2, под действием центробежных сил инерции выходят во внешнюю зону корпуса 1, при этом та часть их, которая прошла через отверстия в решетке в левой (по чертежу) зоне, от водится через патрубок 5, а остальная часть - через патрубок 6. Крупные час тицы шлама, не прошедшие через решетку, увлекаются потоком и отводятся через патрубок 7 для последующего до-мола в мельнице.
Рисунок 4. Схема дугового грохота
Рисунок 5. Общий вид дугового грохота
Расчет основных параметров дуговых грохотов
1. Коэффициент, учитывающий содержание крупной фракции в ис ходном материале:
13 EMBED Equation.3 1415 (10)
где P13 EMBED Equation.3 1415 - содержание крупной фракции в исходном материале, %.
2. Коэффициент, учитывающий точность разделения и конструктив ные особенности рабочей поверхности:
13 EMBED Equation.3 1415 (11)
где h - толщина слоя шлама на решетке, м;
b - коэффициент, учитывающий содержание крупной фракции в ис ходном материале.
3. Производительность дугового грохота по готовому продукту:
13 EMBED Equation.3 1415 (12)
где h13 EMBED Equation.3 1415- толщина слоя в начале решетки, м;
h2 - толщина слоя в конце решетки, м;
В - рабочая ширина решетки, м;
v0 - скорость движения шлама, м/с;
k - коэффициент, учитывающий точность разделения и конструктив ные особенности рабочей поверхности.
Условие задания (согласно своего варианта см. табл. 5). Выполнить расчет коэффициента, учитывающего содержание крупной фракции в ис ходном материале, коэффициента, учитывающего точность разделения и конструктив ные особенности рабочей поверхности, производительности дугового грохота по готовому продукту, если известно, что содержание крупной фракции в исходном материале P13 EMBED Equation.3 1415 =__ %, толщина слоя шлама на решетке h =___м, толщина слоя в начале решетки h13 EMBED Equation.3 1415=__м, толщина слоя в конце решетки h2 =__ м, рабочая ширина решетки В =__м, скорость движения шлама v0 =__ м/с.
Таблица 5. Варианты заданий
№
P13 EMBED Equation.3 1415, %
h , м
h13 EMBED Equation.3 1415, м
h2 , м
В , м
v0 , м/с
1
18
0,026
0,04
0,012
0,60
5,8
2
23
0,048
0,08
0,016
0,67
6,4
3
27
0,054
0,09
0,018
0,72
9,2
4
30
0,066
0,10
0,032
0,84
10,5
5
32
0,079
0,09
0,068
0,88
11,1
6
35
0,084
0,11
0,058
0,94
12,6
Последовательность выполнения практической работы
1. Записать тему практической работы.
2. Записать цель практической работы.
3. Записать задание практической работы.
4. Изучить краткие теоретические сведения.
5. Записать условие задания (согласно своего варианта см. табл. 5).
6. Рассчитать коэффициент, учитывающий содержание крупной фракции в ис ходном материале.
7. Рассчитать коэффициент, учитывающий точность разделения и конструктив ные особенности рабочей поверхности.
8. Рассчитать производительность дугового грохота по готовому продукту.
9. Результаты расчетов занести в табл. 6.
Таблица 6. Результаты расчетов
№
b
k
Q, м3/ч
Вопросы для самопроверки
1. Преимущества дуговых грохотов.
2. Конструкция и принцип действия дуговых грохотов.
3. Влияет ли изменение содержания крупной фракции в исходном материале P13 EMBED Equation.3 1415 на коэффициент, учитывающий содержание крупной фракции в ис ходном материале b.
4. Влияет ли изменение толщины слоя шлама на решетке h на коэффициент, учитывающий точность разделения и конструктив ные особенности рабочей поверхности k.
5. Влияет ли изменение скорости движения шлама v0 на производительность дугового грохота по готовому продукту Q.
Рекомендуемая литература
1. Основы расчета машин и оборудования предприятий строительных материалов и изделий / В.С. Богданов, Р.Р. Шарапов, Ю.М. Фадин – Белгород: Изд-во БГТУ 2012 - 650 с.
Практическая работа № 4
Тема: Расчет основных параметров воздушно - проходных сепараторов
Цель работы: изучение методики и приобретение навыков расчета основных параметров воздушно - проходных сепараторов, применяемых в промышленности строительных материалов аналитическим способом.
Ход занятия:
1. Повторить теоретический материал.
2. Записать условия задания, выполнить расчеты.
3. Ответить на вопросы для самопроверки.
Краткие теоретические сведения
Воздушная сепарация - процесс разделения дисперсных материалов в воздушном потоке на фракции (классы) по величине частиц. Конструкция сепараторов до сегодняшнего дня не претерпела принципиальных изменений и широко используется в аппаратах промышленной подготовки газа.
По технологическому признаку воздушные сепараторы подразделяются:
- на проходные (материал в них поступает в виде аэросмеси, а тонкий продукт вместе с воздухом отводится в автономные пылеосадительные устройства);
- циркуляционные (вентилятор для создания воздушного потока, распылитель для образования пылевоздушной смеси, сепарирующие и пылеосадительные устройства объединены в одном агрегате).
По принципу действия проходные сепараторы можно разделить на следующие подгруппы:
- сепараторы, в которых разделение материала происходит преимущественно под действием сил тяжести (шахтный сепаратор и т.д.);
- сепараторы, в которых поток воздуха закручивается с помощью тангенциально установленных направляющих лопаток. Разделение происходит под действием центробежной силы в комбинации с силой тяжести;
- сепараторы, в которых поток воздуха закручивается с помощью вращающихся крыльчаток (ротора). Разделение происходит главным образом под действием центробежной силы.
По принципу действия циркуляционные сепараторы можно разделить на следующие подгруппы:
- сепараторы с разбрасывающим диском (или дисками) без крыльчатки, в которых разделение материала происходит в основном под действием силы тяжести и в небольшой степени центробежной силы;
- сепараторы с разбрасывающим диском и крыльчаткой, в которых разделение материала происходит под действием центробежной силы, направленной перпендикулярно или под углом к радиальной составляющей скорости потока;
- сепараторы с внешним вентилятором и внешней зоной осаждения.
Главным недостатком проходных сепараторов является повышенное энергопотребление на пневмотранспорт материала из мельницы в сепаратор, поэтому большее распространение получили циркуляционные сепараторы, так как по сравнению с проходными они имеют в 2 - 4 раза меньше энергопотребление, более удобны и точность разделения в них несколько выше.
Проходные сепараторы, обычно применяются с вентилируемыми мельницами, из которых измельченный материал выносится воздушным потоком.
Проходной сепаратор с неподвижными направляющими лопатками (рис. 6) состоит из наружного конуса 2, внутреннего конуса 3, направляющих - лопаток 4, кольца 6 для управления лопатками, трубы 1 для подачи исходного материала, патрубков 7 и 8 для удаления грубой фракции и трубы 5 для отвода воздушного потока с мелкой фракцией.
Пылевоздушная смесь поступает в сепаратор со скоростью до 20 м/сек, теряет скорость и осаждает наиболее крупные частицы в пространстве между конусами.
При переходе во внутренний конус расположенные по касательной лопатки сообщают потоку вращательное движение и под действием центробежных сил инерции частицы отбрасываются к стенкам конуса, сползают по ним и удаляются по трубе 7, а мелкая фракция уносится с воздушным потоком по трубе 5 в осадительное устройство.
Рисунок 6. Схема проходного сепаратора с неподвижными направляющими лопатками
Поворачивая лопатки кольцом, регулируют границу раздела материала, так как чем дальше лопатки от радиального положения, тем меньше скорость воздушного потока, больше центробежные силы инерции, действующие на частицы, и тем мельче частицы, уносимые из сепаратора.
Диаметр наружного конуса сепаратора от 500 до 4000 мм. Производительность до 8 т/ч при тонкой фракции, соответствующей 10-20% остатка.
Преимущества данного сепаратора по сравнению с другими сепараторами заключается в том, что точность разделения более высокая, а также возможность выделения более тонкие продукты с регулированием границы разделения.
Для успешного протяжения процесса воздушной сепарации, необходимо соблюдение четырёх условий разделения:
1. Воздушный поток должен иметь однородное поле скоростей.
2. Силы, действующие на каждую частицу, должны находиться в различной функциональной зависимости от ее размеров и иметь противоположное направление.
3. Для частиц одного какого - либо размера, называемого границей разделения, во всей зоне сепарации должно устанавливаться динамическое равновесие. Частицы других размеров должны выноситься из зоны сепарации в различных направлениях: меньшие границы разделения - в одну сторону, больше - в другую.
4. Величина сил, действующих на частицу любого размера, должны поддаваться регулированию в широких пределах.
Расчет основных параметров воздушно - проходных сепараторов
1. Диаметр сепаратора:
13 EMBED Equation.3 1415, (13)
где Q - производительность сепаратора, т/ч;
· - коэффициент, зависящий от влажности и формы частиц;
· - постоянный коэффициент для сепараторов.
2. Расход воздуха:
13 EMBED Equation.3 1415 (14)
где Q - производительность сепаратора, кг/с;
с - предельно допустимая концентрация тонкого продукта в воздухе.
3. Подача вентилятора (дымососа):
13 EMBED Equation.3 1415 (15)
где Vг - объемный расход газов, м3/ч;
·1 - коэффициент запаса.
4. Давление вентилятора:
13 EMBED Equation.3 1415 (16)
где
·Р - суммарное гидравлическое сопротивление участка трапа, Па;
·2 - коэффициент запаса.
Условие задания (согласно своего варианта см. табл. 7). Выполнить расчет диаметра сепаратора, расхода воздуха, подачи вентилятора, давления вентилятора, если известно, что производительность сепаратора Q =__ т/ч, коэффициент, зависящий от влажности и формы частиц
· =__, постоянный коэффициент для сепараторов
· =__, предельно допустимая концентрация тонкого продукта в воздухе с =__, объемный расход газов Vг =__ м3/ч, коэффициент запаса
·1 =__, суммарное гидравлическое сопротивление участка трапа
·Р =__Па коэффициент запаса
·2 =__.
Таблица 7. Варианты заданий
№
Q , т/ч
·
·
с
Vг, м3/ч
·1
·Р, Па
·2
1
30
1,61
0,375
0,6
12000
1,1
3000
1,1
2
35
1,11
0,375
0,6
125000
1,2
4000
1,1
3
40
1,27
0,375
0,6
130000
1,1
5000
1,1
4
45
1,43
0,375
0,6
135000
1,2
3000
1,1
5
50
1,59
0,375
0,6
140000
1,1
4000
1,1
6
55
1,75
0,375
0,6
150000
1,2
5000
1,1
Последовательность выполнения практической работы
1. Записать тему практической работы.
2. Записать цель практической работы.
3. Записать задание практической работы.
4. Изучить краткие теоретические сведения.
5. Записать условие задания (согласно своего варианта см. табл. 7).
6. Рассчитать диаметр сепаратора.
7. Рассчитать расход воздуха.
8. Рассчитать подача вентилятора.
9. Рассчитать давление вентилятора.
10. Результаты расчетов занести в табл. 8.
Таблица 8. Результаты расчетов
№
D, м
G, м3/с
Vn, м3/ч
Рн, Па
Вопросы для самопроверки
1. Классификация воздушных сепараторов по технологическому признаку.
2. Классификация воздушных сепараторов по принципу действия.
3. Недостатки воздушных сепараторов.
4. Условия для успешного процесса сепарации.
5. Влияет ли изменение производительности сепаратора Q на его диаметр D.
Рекомендуемая литература
1. Основы расчета машин и оборудования предприятий строительных материалов и изделий / В.С. Богданов, Р.Р. Шарапов, Ю.М. Фадин – Белгород: Изд-во БГТУ 2012 - 650 с.
Практическая работа № 5
Тема: Расчет основных параметров центробежных отбойно-вихревых сепараторов
Цель работы: изучение методики и приобретение навыков расчета основных параметров отбойно-вихревых сепараторов, применяемых в промышленности строительных материалов аналитическим способом.
Ход занятия:
1. Повторить теоретический материал.
2. Записать условия задания, выполнить расчеты.
3. Ответить на вопросы для самопроверки.
Краткие теоретические сведения
Центробежные сепараторы с отбойными элементами выпускаются рядом зарубежных фирм. Особое место среди центробежных проходных сепараторов занимают аппараты с вращающимися в вихревой зоне отбойными элементами.
На рисунке 7 показана схема отбойно-вихревого сепаратора с пневматической подачей исходного материала.
Работа сепаратора осуществляется следующим образом. Воздух с исходным материалом по патрубку 1 поступает в нижнюю часть сепаратора, где поток резко расширяется, и из него выпадают наиболее крупные частицы. Далее поток воздуха с материалом поднимается вверх и закручивается вращающимся ротором 2 с прямыми лопатками. Под действием центробежной силы средние частицы отбрасываются к периферии и по внутренней стенке корпуса 3 сползают вниз, в патрубок 4, где, смешиваясь с крупными частицами, образуют грубый продукт.
13 EMBED Word.Picture.8 1415
Рисунок 7. Схема отбойно-вихревого сепаратора с пневматической подачей исходного материала: 1- патрубок подачи исходного материала; 2- ротор; 3 - корпус сепаратора; 4- патрубок отвода грубой фракции; 5- улитка; 6- электродвигатель; 7- клиноременная передача
Здесь окружная скорость лопаток ротора, а следовательно, и потока наибольшая и поэтому лишь для самых тонких частиц центробежная сила оказывается меньше силы давления потока. Эти частицы выносятся воздухом в улитку 5, а затем в пылеосадитель (на рисунке не показан). Ротор приводится во вращение электродвигателем 6 через клиноременную передачу 7. Регулирование границы разделения осуществляется за счет изменения скорости вращения ротора или дросселированием воздушного потока на выходе из сепаратора. Прямое использование этих сепараторов возможно при установке перед ними узла смешения загружаемого исходного материала с несущим газом; этот узел может занимать значительную часть в общих габаритах классифицирующей установки.
Расчет основных параметров центробежных отбойно-вихревых сепараторов
Угловая скорость ротора:
13 EMBED Equation.3 1415 (17)
где n - частота вращения ротора, об/мин,
· - постоянная,
· = 3,14
2. Скорость витания частиц:
13 EMBED Equation.3 1415 (18)
где Кф - коэффициент формы;
·м- плотность материала, кг/м3;
·0 - плотность воздуха, кг/м3;
d - приведенный диаметр частиц, м;
ац - центробежное ускорение, м/с2;
СГ - коэффициент аэродинамического сопротивления.
3. Коэффициент полезного действия:
13 EMBED Equation.3 1415 (19)
где gТ - производительность по тонкому продукту, кг/ч;
gТ.Ч - производительность по продукту тонкого состава, находящегося в исходном материале кг/ч.
Условие задания (согласно своего варианта см. табл. 9). Выполнить расчет угловой скорости ротора, скорости витания частиц, коэффициента полезного действия, если известно, что частота вращения ротора n =__ об/мин, коэффициент формы Кф=__, плотность материала
·м=__кг/м3, плотность воздуха,
·0 = __ кг/м3, приведенный диаметр частиц d=__ м, центробежное ускорение ац =__ м/с2, коэффициент аэродинамического сопротивления СГ =__, производительность по тонкому продукту, gТ =__ кг/ч, производительность по продукту тонкого состава, находящегося в исходном материале gТ.Ч =__ кг/ч.
Таблица 9. Варианты заданий
№
n , об/мин
Кф
·м,
кг/м3
·0 , кг/м3
d, м
ац , м/с2
СГ
gТ, кг/ч
gТ.Ч,
кг/ч
1
95
1
2500
1,22
0,01
·10-6
239
0,35
2000
2500
2
100
1
2600
1,22
0,01
·10-6
251
0,36
2500
3200
3
110
1
2900
1,22
0,01
·10-6
276
0,40
3000
3600
4
115
1
3000
1,22
0,01
·10-6
289
0,42
3200
3700
5
125
1
2700
1,22
0,01
·10-6
314
0,45
3500
4000
6
150
1
3210
1,22
0,01
·10-6
376
0,48
4000
5000
Последовательность выполнения практической работы
1. Записать тему практической работы.
2. Записать цель практической работы.
3. Записать задание практической работы.
4. Изучить краткие теоретические сведения.
5. Записать условие задания (согласно своего варианта см. табл. 9).
6. Рассчитать угловую скорость ротора.
7. Рассчитать скорость витания частиц.
8. Рассчитать коэффициент полезного действия.
9. Результаты расчетов занести в табл. 10.
Таблица 10. Результаты расчетов
№
·, рад/с
Vвит, м/с
·, %
Вопросы для самопроверки
1. Конструкция центробежных сепараторов с отбойными элементами.
2. Принцип действия центробежных сепараторов с отбойными элементами.
3. Условие для прямого использования центробежных сепараторов с отбойными элементами.
4. Влияет ли изменение плотности материала
·м на скорость витания Vвит.
Рекомендуемая литература
1. Основы расчета машин и оборудования предприятий строительных материалов и изделий / В.С. Богданов, Р.Р. Шарапов, Ю.М. Фадин – Белгород: Изд-во БГТУ 2012 - 650 с.
Практическая работа № 6
Тема: Расчет основных параметров циклонов
Цель работы: изучение методики и приобретение навыков расчета основных параметров циклонов, применяемых в промышленности строительных материалов аналитическим способом.
Ход занятия:
1. Повторить теоретический материал.
2. Записать условия задания, выполнить расчеты.
3. Ответить на вопросы для самопроверки.
Краткие теоретические сведения
Циклонные аппараты благодаря дешевизне, простоте устройства и обслуживания являются наиболее распространенным типом механического пылеуловителя.
В промышленной практике принято разделять циклоны на:
- высокоэффективные (отличаются эффективно стью, но требуют больших затрат на осуществление процесса очи стки);
- высокопроизводительные (отличаются большой производительностью, но хуже улавливают мелкие частицы пыли).
По способу подвода газов в аппарат циклоны различаются:
- спиральные (рис. 8, а);
- тангенциальные: обычные (рис. 8, б) и винтообразные (рис. 8, в);
- осевые (рис. 8, г, д).
Рисунок 8. Основные виды конструкций циклонов (по подводу газов):
а - спиральный; б - тангенциальный; в - винтообразный; г - розеточный (циклон с возвратом газов); д - розеточный (прямоточный циклон)
По способу подвода газов циклоны бывают:
- с возвратом газов в верхнюю часть аппарата;
- прямоточные (отличаются низким гидравлическим сопротивлением и меньшей по сравнению с циклонами других типов эффективностью пылеулавливания (рис. 8, д).
Прямоточные циклоны разделяют на:
- обычные;
- с обратным потоком;
- с неподвижным импеллером;
- с подвижным импеллером.
В зависимости от объема очищаемого газа циклоны устанавливают либо по одному (одиночные циклоны), либо объединяют в группы по 2, 4, 6, 8 элементов (групповые циклоны).
Наиболее предпочтительным с точки зрения аэродинамики, является подвод газов по спирали, однако на практике все способы подвода могут применяться с равной эффективностью.
Циклонные пылеуловители имеют следующие преимущества:
1) отсутствие движущихся частей в аппарате;
2) надежное функционирование при температурах газов вплоть до 500°С без каких-либо конструктивных изменений (если преду сматривается применение более высоких температур, то аппараты можно изготовлять из специальных материалов);
3) возможность улавливания абразивных материалов при защите внутренних поверхностей циклонов специальными покрытиями;
4) возможность улавливания пыли в сухом виде;
5) гидравлическое сопротивление аппаратов почти постоянно;
6) возможность работы при высоких давлениях газов;
7) пылеуловители весьма просты в изготовлении;
8) рост запыленности газов не приводит к снижению эффективности очистки. Вместе с тем необходимо учитывать, что гидравлическое сопротивление высокоэффективных циклонов достигает 1250 - 1500 Па, и частицы размером менее 5 мкм улавливаются циклонами плохо.
Расчет основных параметров циклонов
1. Диаметр циклона:
13 EMBED Equation.3 1415 (20)
где Q - производительность циклона, м3/с;
·опт - оптимальная скорость газа, м/с.
· - постоянная,
· = 3,14.
2. Скорость движения газа в циклоне:
13 EMBED Equation.3 1415 (21)
где Q - производительность циклона, м3/с;
· - постоянная,
· = 3,14
п - число циклонов, шт;
D - диаметр циклона, м.
3. Вес пыли, поступивший в циклон:
13 EMBED Equation.3 1415 (22)
где g - концентрация пыли в очищаемом аспирационном воздухе, кг/м3;
V - объем запыленного воздуха, м3 .
4. Вес пыли, унесенный из циклона:
13 EMBED Equation.3 1415 (23)
где G - масса пыли, накопленная в фильтре, кг.
5. Коэффициент очистки воздуха:
13 EMBED Equation.3 1415 (24)
где Gвх - вес пыли, поступивший в циклон, кг;
Gвых - вес пыли, унесенный из циклона, кг.
Условие задания (согласно своего варианта см. табл. 11). Выполнить расчет диаметра циклона, скорости движения газа в циклоне, веса пыли, поступивший в циклон, веса пыли, унесенный из циклона, коэффициента очистки воздуха, если известно, что производительность циклона Q =__м3/с, оптимальная скорость газа
·опт =__м/с, число циклонов п =__ шт, концентрация пыли в очищаемом аспирационном воздухе g =__ кг/м3, объем запыленного воздуха V =__ м3, масса пыли, накопленная в фильтре G =__ кг.
Таблица 11. Варианты заданий
№
Q , м3/с
·опт,
м/с
п , шт
g, кг/м3
V , м3
G , кг
1
1,76
3,5
1
1,14
·10-3
1000
0,98
2
1,88
3,4
2
1,0
·10-3
700
0,83
3
1,67
1,7
4
1,12
·10-3
980
0,88
4
1,93
2,0
1
1,15
·10-3
1200
0,99
5
1,54
4,5
2
1,11
·10-3
800
0,85
6
1,99
1,7
4
1,16
·10-3
1300
1,00
Последовательность выполнения практической работы
1. Записать тему практической работы.
2. Записать цель практической работы.
3. Записать задание практической работы.
4. Изучить краткие теоретические сведения.
5. Записать условие задания (согласно своего варианта см. табл. 11).
6. Рассчитать диаметр циклона.
7. Рассчитать скорость движения газа в циклоне.
8. Рассчитать вес пыли, поступивший в циклон.
9. Рассчитать вес пыли, унесенный из циклона.
10. Рассчитать коэффициент очистки воздуха.
11. Результаты расчетов занести в табл. 12.
Таблица 12. Результаты расчетов
№
D, м
·, м/с
Gвх , кг
Gвых , кг
·, %
Вопросы для самопроверки
1. Классификация циклонов по способу подвода газа.
2. Классификация прямоточных циклонов.
3. Достоинства циклонов.
4. Влияет ли изменение производительности циклона Q на его диаметр D.
5. Влияет ли изменение диаметра циклона D на скорость движения газа в нем
·.
Рекомендуемая литература
1. Основы расчета машин и оборудования предприятий строительных материалов и изделий / В.С. Богданов, Р.Р. Шарапов, Ю.М. Фадин – Белгород: Изд-во БГТУ 2012 - 650 с.
Практическая работа № 7
Тема: Расчет основных параметров тканевых фильтров
Цель работы: изучение методики и приобретение навыков расчета основных параметров тканевых фильтров, применяемых в промышленности строительных материалов аналитическим способом.
Ход занятия:
1. Повторить теоретический материал.
2. Записать условия задания, выполнить расчеты.
3. Ответить на вопросы для самопроверки.
Краткие теоретические сведения
Возросшие требования к степени очистки газов выявили тенденцию к увеличению доли применяемых аппаратов фильтрации. Принята следующая условная классификация фильтрующих аппаратов:
- фильтры тонкой очистки воздуха (высокоэффективные фильтры). Используются для улавливания с очень высокой эффективностью (более 99 %) высокодисперсных частиц пыли при обычно низкой входной запыленности (0,5 ( 5 мг/мі) и малой скорости фильтрации (менее 6 м/мин). Фильтры тонкой очистки обычно не регенерируют.
- фильтры для очистки запыленных воздушных потоков (воздушные фильтры). Используются в основном в системах приточной вентиляции и кондиционирования воздуха. Обычно работают при входной запыленности до 50 мг/мі. Воздушные фильтры по конструкции подразделяются на регенерируемые и нерегенерируемые.
- промышленные фильтры. Используются в основном для очистки промышленных (технологических) газов с высокой входной запыленностью (до 60 г/мі и более), во многих случаях при повы шенных температурах и содержании в газах агрессивных компонентов (SO2 и др.). В качестве пористых сред в промышленных фильтрах применяют в основном рукава из тканей и нетканых материалов, зернистые и другие фильтровальные материалы. Промышленные фильтры, как правило, работают с регенерацией.
По структуре полупроницаемого материала фильтры подразделяются:
- тканевые;
- зернистые.
Тканевые фильтры различаются:
- по способу подачи пылегазового потока в фильтр (верхний, нижний, комбинированный);
- по форме фильтровальных элементов (рукавные, плоские, клиновые и др.);
- по типу фильтрующих элементов (бескаркасные (рукава), в основном цилиндрические, и жесткокаркасные, состоящие из каркаса, обтянутого тканью или нетканым материалом);
- по месту расположения вентилятора относительно фильтра (всасывающие, работающие под разрежением, нагнетательные);
- по способу регенерации ткани (с механическим встряхиванием, со встряхиванием при одновременной продувке воздухом низкого давления, с импульсной регенерацией воздухом высокого давления, со струйной продувкой);
- по типу устройства регенерации (с обратной продувкой и с комбинированной регенерацией: обратная продувка с одновременным отряхиванием);
- по форме корпуса для размещения ткани - прямоугольные, цилиндрические;
- по числу секций в установке (однокамерные и многосекционные);
- по виду используемой ткани (естественные минеральные волокна, искусственные органические и неорганические волокна).
В нормально работающих рукавных фильтрах концентрация пыли на выходе из аппарата обычно не превышает 20 мг/м3.
При использовании высокоэффективных фильтровальных материалов концентрация на выходе может снижаться до 1 мг/м3 и менее.
Общий вид рукавного фильтра показан на рисунке 9. Запыленный воздух поступает в рукавный фильтр по воздуховоду через патрубок 1 в камеру запыленного воздуха 2, проходит через рукава 3, при этом частицы пыли задерживаются на их наружной поверхности, а очищенный воздух поступает в камеру чистого воздуха 4 и отводится из фильтра.
Рисунок 9. Схема рукавного фильтра:
1 - патрубок; 2 - камера запыленного воздуха; 3 - рукав; 4 - камера чистого воздуха; 5 - ресивер; 6 - клапаны электромагнитные; 7 - трубы продувочные; 8 - питатель
К камере запыленного воздуха подключен ресивер сжатого воздуха 5 с электромагнитными клапанами 6. Воздух из ресивера через электромагнитные клапана поступает в продувочные трубы 7.
Регенерация фильтровальной ткани рукавов производится путем механического или аэродинамического воздействия на фильтровальную ткань с целью разрушения и удаления слоя осевшей пыли.
При выборе способа регенерации имеют значение вид ткани, конструкция аппарата, характеристики пыли и технологического процесса, другие факторы.
Механическое встряхивание может выполняться несколькими способами. Нестойкие на изгиб ткани (например, из стекловолокна) регенерируют быстрым покачиванием из стороны в сторону без изменения натяжения.
Фильтры из более эластичных и нетолстых тканей можно отряхивать, придавая материалу волнообразные колебания. Широко используемые для обработки газовых выбросов рукавные фильтры (аппараты с вертикальными фильтрующими элементами в виде тканевых рукавов) встряхивают волнообразным изменением натяжения ткани, поднимая и опуская вверх рукава.
Большинство встряхивающих устройств снабжается электроприводом. Иногда встряхивание комбинируют с продувкой тканей.
В ряде рукавных фильтров регенерация фильтровальной ткани осуществляется путем обратной струйной и импульсной продувки рукавов. Обратной продувкой регенерируют ткани при улавливании легко сбрасываемых пылей. Для этого изменяют направление дутья, подавая на регенерацию свежий или очищенный воздух. Последний вариант предпочтительней, так как не увеличивается количество воздуха в системе. Для выполнения обратной продувки фильтр может отключаться посекционно или полностью. Расход воздуха на обратную продувку принимают до 10% от количества очищаемого газа.
Импульсную регенерацию выполняют без отключения секций. Чтобы не происходило слишком интенсивной регенерации с удалением остаточного равновесного количества пыли (что приведет к большой величине проскока в начальный период работы фильтра после регенерации), варьируют давление сжатого воздуха, продолжительность и частоту импульсов.
Продолжительность импульса 0,10,2 с, частота -10 импульсов в минуту, давление сжатого воздуха 500600 кПа. Расход сжатого воздуха составляет 0,10,2 % от количества очищенного газа (воздуха).
Расчет основных параметров тканевых фильтров
1. Удельная газовая нагрузка для рукавных фильтров:
13 EMBED Equation.3 1415 (25)
где qн - нормативная удельная нагрузка, зависящая от вида пыли и ее склонности к агломерации, м3 /(м2
·мин);
С1 - коэффициент, характеризующий особенность регенерации фильтровальных элементов;
С2 - коэффициент, учитывающий влияние концентрации пыли на удельную газовую нагрузку;
С3 - коэффициент, учитывающий влияние дисперсного актива пыли в газе;
С4 - коэффициент, учитывающий влияние температуры газа;
С5 - коэффициент, учитывающий требования к качеству очистки.
2. Поверхность фильтрования:
13 EMBED Equation.3 1415 (26)
где Qоч - объем газа, поступающего на очистку, м3/ч;
Qоп - объем газа или воздуха, расходуемого на обратную продувку, м3/ч.
3. Число рукавов:
13 EMBED Equation.3 1415 (27)
где Fр - площадь поверхности одного рукава, м2.
4. Эффективность очистки:
13 EMBED Equation.3 1415 (28)
где Cвх - концентрация пыли в газе на входе в рукавный фильтр, г/м3;
Свых - концентрация пыли в газе на выходе из рукавного фильтра, г/м3.
Условие задания (согласно своего варианта см. табл. 13). Выполнить расчет удельной газовой нагрузки для рукавных фильтров, поверхности фильтрования, число рукавов, эффективности очистки, если известно, что нормативная удельная нагрузка, зависящая от вида пыли и ее склонности к агломерации qн =__м3 /(м2
·мин), коэффициент, характеризующий особенность регенерации фильтровальных элементов С1 =__, коэффициент, учитывающий влияние концентрации пыли на удельную газовую нагрузку С2 =__, коэффициент, учитывающий влияние дисперсного актива пыли в газе С3 =__, коэффициент, учитывающий влияние температуры газа С4 =__, коэффициент, учитывающий требования к качеству очистки С5 =__, объем газа, поступающего на очистку Qоч =__ м3/ч, объем газа или воздуха, расходуемого на обратную продувку Qоп =__ м3/ч, площадь поверхности одного рукава Fр =__м2, концентрация пыли в газе на входе в рукавный фильтр Cвх =__г/м3, концентрация пыли в газе на выходе из рукавного фильтра Свых =__г/м3.
Таблица 13. Варианты заданий
№
qн , м3 /(м2
·мин)
С1
С2
С3
С4
С5
Qоч , м3/ч
Qоп, м3/ч
Fр, м2
Cвх, г/м3
Свых ,г/м3
1
3,5
0,55
0,91
1,2
0,74
0,95
1200
10
0,85
8,76
0,000010
2
3,7
0,57
0,95
1,21
0,77
1,01
1276
9,8
0,89
9,27
0,000011
3
3,9
0,6
1,01
1,23
0,80
1,03
1345
10,6
0,95
9,77
0,000012
4
4,1
0,62
1,04
1,27
0,85
1,07
1414
11,1
0,99
10,28
0,000014
5
4,3
0,64
1,08
1,32
0,89
1,09
1483
11,5
1,04
10,78
0,000022
6
4,5
0,68
1,10
1,35
0,90
1,11
1552
11,9
1,09
111,28
0,000025
Последовательность выполнения практической работы
1. Записать тему практической работы.
2. Записать цель практической работы.
3. Записать задание практической работы.
4. Изучить краткие теоретические сведения.
5. Записать условие задания (согласно своего варианта см. табл. 13).
6. Рассчитать удельную газовую нагрузку для рукавных фильтров.
7. Рассчитать поверхность фильтрования.
8. Рассчитать число рукавов.
9. Рассчитать эффективность очистки.
10. Результаты расчетов занести в табл. 14.
Таблица 14. Результаты расчетов
№
q, м3/(м2
·мин)
Fф, м2
п , шт
·ф, %
Вопросы для самопроверки
1.Условная классификация фильтрующих аппаратов.
2. Классификация тканевых фильтров.
3. Конструкция рукавного фильтра.
4. Влияет ли изменение удельной газовой нагрузки q на поверхность фильтрования Fф .
5. Влияет ли изменение концентрации пыли в газе на входе в рукавный фильтр Cвх на эффективность очистки
·ф.
Рекомендуемая литература
1. Основы расчета машин и оборудования предприятий строительных материалов и изделий / В.С. Богданов, Р.Р. Шарапов, Ю.М. Фадин – Белгород: Изд-во БГТУ 2012 - 650 с.
Практическая работа № 8
Тема: Расчет основных параметров зернистых фильтров
Цель работы: изучение методики и приобретение навыков расчета основных параметров зернистых фильтров, применяемых в промышленности строительных материалов аналитическим способом.
Ход занятия:
1. Повторить теоретический материал.
2. Записать условия задания, выполнить расчеты.
3. Ответить на вопросы для самопроверки.
Краткие теоретические сведения
Зернистые фильтры различаются:
- зернистые насадочные (насыпные) фильтры, в которых улавливающие элементы (гранулы, куски) не связаны друг с другом. К этим фильтрам относятся статические (неподвижные) слоевые фильтры, динамические (подвижные) слоевые фильтры с гравитационным перемещением сыпучей среды, псевдоожиженные слои;
- полужесткие и комбинированные фильтровальные структуры;
- жесткие пористые фильтры.
По перемещению зернистого слоя фильтры разделяются на:
- с неподвижным (горизонтальный с периодическим ворошителем; с цилиндрическим расположением слоя и виброрегенерацией; горизонтальный с вибровстряхиванием; на пружинах; плоский двухслойный; вертикальный шахтного типа; с вращением кассеты; с секционированным слоем и регенерацией псевдоожижением);
- с гравитационным (со шнековым промывателем и центрифугой; с аксиальным расположением слоя; с наклонным расположением слоя; с жалюзи, вибратором и промывкой; с циклоном и фильтрацией через пылевой слой и т.д.).
К преимуществам зернистых фильтров можно отнести возможность очистки газов при очень высоких температурах и агрессивных средах, возможность выдерживать большие механические нагрузки и перепады давления, а также резкое изменение температуры. В зернистых фильтрах фильтрующие слои состоят из зерен сферической или другой формы, применяются для очистки газов реже, чем волокнистые материалы.
Зернистые фильтры предназначены для очистки воздуха от промышленной пыли, в том числе от слипающихся (цемент, гипс, известь, мука и.т.д.) и пожароопасных.
В этих фильтрах в качестве пылеулавливающего материала используется специальный прочный синтетический зернистый материал, который не поддаётся гниению и износу, а также экологически безопасен.
Во время фильтрации запыленный воздух проходит через фильтрующий слой, и частицы оседают на зёрнах фильтрующего материала. В этот момент, фильтрующий слой неподвижен. Пыль накапливается в фильтрующем слое и повышает сопротивление фильтра, поэтому периодически производится регенерация (очистка) фильтра. Для регенерации фильтра включается электродвигатель, который через редуктор приводит в движение устройство регенерации, и зёрна фильтрующего материала начинают прыгать и перемещаться по кругу, сбрасывая пыль в бункер-накопитель. Для очистки воздуха от лёгкой и сильно слипающейся пыли (зола, графит, тальк, красящие порошки) фильтр оснащается клапаном для обратной продувки сжатым воздухом.
Фильтр зернистый многослойный (рис. 10) состоит из фланца 3, корпуса 4, электропривода 2, пускателя 1, фланца 5. Во время фильтрации запыленный воздух поступает в корпус фильтра 4 через фланец 3, проходит через фильтрующий слой и выходит в атмосферу через фланец 5.
Для регенерации фильтра включается электропривод 2, который приводит во вращение механизм регенерации. В результате зерна фильтрующего материала начинают перемешиваться с большой скоростью и пыль интенсивно стряхивается с фильтрующего материала и падает через фланец 3 в бункер. Для регенерации фильтрующей колонки достаточно двух минут. Для регенерации фильтра, когда систему аспирации нельзя отключать, фильтр оснащается клапаном для обратной продувки.
Рисунок 10. Схема зернистого фильтра
Расчет основных параметров зернистых фильтров
1. Гидравлическое сопротивление фильтра:
13 EMBED Equation.3 1415 (29)
где 13 EMBED Equation.3 1415- коэффициент местного гидравлического сопротивления;
13 EMBED Equation.3 1415- плотность газа, г/м3;
13 EMBED Equation.3 1415- скорость пылегазового потока во входном сечении аппарата, м/с.
2. Эффективность очистки:
13 EMBED Equation.3 1415 (30)
где Kп - коэффициент подсоса;
Cвх - концентрация пыли в газе на входе в зернистый фильтр, кг/м3;
Свых - концентрация пыли в газе на выходе из зернистый фильтра, кг/м3.
3. Мощность электродвигателя для привода вентилятора:
13 EMBED Equation.3 1415 (31)
где Q - производительность вентилятора, м3/с;
pv - развиваемое давление, Па;
Кэ - коэффициент, для электродвигателей;
·д - КПД двигателя;
·м13 QUOTE 1415 - механический КПД.
Условие задания (согласно своего варианта см. табл. 15). Выполнить расчет гидравлического сопротивления фильтра, эффективности очистки, мощности электродвигателя для привода вентилятора, если известно, что коэффициент местного гидравлического сопротивления13 EMBED Equation.3 1415=__, плотность газа13 EMBED Equation.3 1415=__ г/м3, скорость пылегазового потока во входном сечении аппарата 13 EMBED Equation.3 1415=__м/с, коэффициент подсоса Kп =__, концентрация пыли в газе на входе в зернистый фильтр Cвх =__ кг/м3, концентрация пыли в газе на выходе из зернистого фильтра Свых =__кг/м3, производительность вентилятора Q =__м3/с, развиваемое давление pv =__ Па, коэффициент, для электродвигателей Кэ =__, КПД двигателя
·д =__, механический КПД
·м13 QUOTE 1415 =___.
Таблица 15. Варианты заданий
№
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415, г/м3
13 EMBED Equation.3 1415,
м/с
Kп
Cвх , кг/м3
Свых, кг/м3
Q, м3/с
pv , Па
Кэ
·д
·м
1
1,51
1154
0,73
903
8767
0,00993
63
15
1,1
0,98
0,84
2
1,56
1166
0,84
902
8757
0,00992
68
13
1,3
0,96
0,77
3
1,62
1173
0,99
906
8796
0,00997
72
11
1,5
0,94
0,69
4
1,67
1189
1,01
905
8786
0,00996
77
8
1,4
0,95
0,72
5
1,86
1210
1,11
900
8738
0,00991
65
12
1,2
0,91
0,76
6
1,99
1220
1,20
909
8760
0,01000
75
10
1,1
0,97
0,83
Последовательность выполнения практической работы
1. Записать тему практической работы.
2. Записать цель практической работы.
3. Записать задание практической работы.
4. Изучить краткие теоретические сведения.
5. Записать условие задания (согласно своего варианта см. табл. 15).
6. Рассчитать гидравлическое сопротивление фильтра.
7. Рассчитать эффективность очистки.
8. Рассчитать мощность электродвигателя для привода вентилятора.
9. Результаты расчетов занести в табл. 16.
Таблица 16. Результаты расчетов
№
13 EMBED Equation.3 1415, Па
·
РД, кВт
Вопросы для самопроверки
1. Классификация зернистых фильтров.
2. Классификация зернистых фильтров по перемещению зернистого слоя.
3. Преимущества зернистых фильтров.
4. Конструкция и принцип действия фильтра зернистого многослойного.
5. Влияет ли изменение концентрации пыли в газе на выходе из фильтра Cвых на эффективность очистки
·.
Рекомендуемая литература
1. Основы расчета машин и оборудования предприятий строительных материалов и изделий / В.С. Богданов, Р.Р. Шарапов, Ю.М. Фадин – Белгород: Изд-во БГТУ 2012 - 650 с.
Практическая работа № 9
Тема: Расчет основных параметров оборудования для гидравлической классификации
Цель работы: изучение методики и приобретение навыков расчета основных параметров оборудования для гидравлической классификации, применяемых в промышленности строительных материалов аналитическим способом.
Ход занятия:
1. Повторить теоретический материал.
2. Записать условия задания, выполнить расчеты.
3. Ответить на вопросы для самопроверки.
Краткие теоретические сведения
Гидравлическая классификация - процесс разделения смеси минеральных зерен на классы по скорости падения в воде. Классификация применяется в основном для разделения материала по крупности.
Принцип процесса гидравлической классификации основан на изменении траектории движения зерен разделяемого материала под воздействием гравитационных сил, сил сопротивления движению зерен со стороны среды и от соударений с окружающими зернами и инерционных сил.
В зависимости от направления сил гидравлическая классификация может осуществляться в вертикальных (восходящих) или горизонтальных потоках воды или потоках, направление которых не совпадает с направлением действующих сил.
Аппараты, в которых осуществляется гидравлическая классификация, называются классификаторами. При гидравлической классификации разделение материала на классы происходит в условиях условно свободного или стесненного движения зерен.
Все классифицирующие устройства (классификаторы) разделяются:
- по принципу действия - на гравитационные и центробежные;
- по способу разгрузки песков - с механической (принудительной) разгрузкой песков и самотечной.
Расчет основных параметров оборудования для гидравлической классификации
1. Масса готового продукта в исходном материале:
13 EMBED Equation.3 1415 (32)
где А - содержание готового продукта в исходном материале, %.
2. Масса готового продукта в обогащенном материале:
13 EMBED Equation.3 1415 (33)
где Б - содержание готового продукта в обогащенном материале, %.
3. Масса готового продукта в отходах:
13 EMBED Equation.3 1415 (34)
где тг.п.исх - масса готового продукта в исходном материале, кг;
тг.п.об - масса готового продукта в обогащенном материале, кг.
4. Степень обогащения:
13 EMBED Equation.3 1415 (35)
тотх - масса отходов, кг.
5. Выход обогащенного материала:
13 EMBED Equation.3 1415 (36)
где тоб - масса обогащенного материала, кг;
тисх - масса исходного материала, кг.
6. Степень извлечения готового продукта:
13 EMBED Equation.3 1415 (37)
где Б - содержание готового продукта в обогащенном материале, %;
Qоб - выход обогащенного материала, %;
А - содержание готового продукта в исходном материале, %.
Условие задания (согласно своего варианта см. табл. 17). Выполнить расчет массы готового продукта в исходном материале, массы готового продукта в обогащенном материале, массы готового продукта в отходах, степени обогащения, выхода обогащенного материала, степени извлечения готового продукта, если известно, что содержание готового продукта в исходном материале А =__%, содержание готового продукта в обогащенном материале Б =__ %, масса отходов тотх =__ кг, масса исходного материала тисх =__кг, масса обогащенного материала тоб =__ кг.
Таблица 17. Варианты заданий
№
А, %
Б , %
тотх , кг
тисх , кг
тоб , кг
1
70
90
240
1000
760
2
63
80
214
1020
789
3
69
90
260
1080
832
4
74
94
262
1050
810
5
76
95
268
1100
856
6
65
82
210
950
750
Последовательность выполнения практической работы
1. Записать тему практической работы.
2. Записать цель практической работы.
3. Записать задание практической работы.
4. Изучить краткие теоретические сведения.
5. Записать условие задания (согласно своего варианта см. табл. 17).
6. Рассчитать массу готового продукта в исходном материале.
7. Рассчитать массу готового продукта в обогащенном материале.
8. Рассчитать массу готового продукта в отходах.
9. Рассчитать степень обогащения.
10. Рассчитать выход обогащенного материала.
11. Рассчитать степень извлечения готового продукта.
12. Результаты расчетов занести в табл. 18.
Таблица 18. Результаты расчетов
№
тг.п.исх, кг
тг.п.об,
кг
тг.п.отх,
кг
С, %
Qоб, %
· , %
Вопросы для самопроверки
1. Дайте определение понятию гидравлическая классификация.
2. Принцип процесса гидравлической классификации.
3. Классификация гидравлических классификаторов.
4. Влияет ли изменение выхода обогащенного материала Qоб на степень извлечения готового продукта
·.
Рекомендуемая литература
1. Основы расчета машин и оборудования предприятий строительных материалов и изделий / В.С. Богданов, Р.Р. Шарапов, Ю.М. Фадин – Белгород: Изд-во БГТУ 2012 - 650 с.
Практическая работа № 10
Тема: Расчет основных параметров камерных конусных классификаторов
Цель работы: изучение методики и приобретение навыков расчета основных параметров камерных конусных классификаторов, применяемых в промышленности строительных материалов аналитическим способом.
Ход занятия:
1. Повторить теоретический материал.
2. Записать условия задания, выполнить расчеты.
3. Ответить на вопросы для самопроверки.
Краткие теоретические сведения
Широкое применение при гидравлической сортировке песков и шламов находят камерные и конусные классификаторы.
Песковые конусные классификаторы (рис. 11) применяют для классификации зернистого материала - 2 (3) мм при крупности разделения более 0,15 мм. Шламовые конусные классификаторы (рис. 12) используют для классификации более тонкозернистых материалов (менее 1 мм) при крупности разделения менее 0,15 мм.
Устройство конусных классификаторов аналогично. Они представляют собой сварной конус 1 с углом 60ч65°, установленный на раме вершиной вниз. У основания конуса расположен кольцевой желоб для слива.
Исходный продукт подается через центральную трубу, внутри которой установлены сетка (для улавливания случайных крупных зерен и различных предметов) и успокоитель-рассекатель потока.
Рисунок 11. Песковый конусный классификатор:
1 - корпус; 2 - шаровой клапан; 3 - прижимной рычаг; 4 - диафрагма;
5 - тяга; 6 - пружина; 7 - редукционные кольца; 8 - коромысло;
9 - поплавок; 10 - противо вес; 11 - загрузочная труба; 12 - распределитель
Автоматический разгрузочный механизм состоит из поплавка 9 (у шламового конуса он опущен в нижнюю часть конуса), системы рычагов с противовесом и натяжной пружиной и шарового клапана, перекрывающего нижнее разгрузочное отверстие конуса. При перегрузке конуса поплавок поднимается и клапан открывает отверстие.
Конусные классификаторы обычно работают без подачи до полнительной воды и эффективность их работы невелика. Произ водительность конусных классификаторов колеблется от 2 до 20 т/ч в зависимости от диаметра конуса и крупности разделения. Характерным в работе этих классификаторов является высокое разжижение песков (30(40% твердого). При высоком содержании шламов в руде эти классификаторы неэффективны.
Рисунок 12. Шламовый конусный классификатор:
1 - корпус; 2 - загрузочная труба; 3 -распределитель; 4 -кольцевой сливной желоб; 5 - шаровой клапан; 6 - прижимной рычаг; 7 - тяга; 8 - коромысло;
9 - поплавок; 10 - пружина; 11 - противовес
Расчет основных параметров камерных конусных классификаторов
1. Скорость восходящей струи:
13 EMBED Equation.3 1415 (38)
где dгр - размер граничного зерна, см;
13 EMBED Equation.3 1415 - плотность частиц материала, г/см3;
k - коэффициент разрыхления;
d и d0 - постоянные величины для материалов данной крупности.
2. Производительность классификатора по выпуску готового продукта:
13 EMBED Equation.3 1415 (39)
где 13 EMBED Equation.3 1415- скорость восходящей струи, мм/сек;
F1 - площадь осаждения для данной камеры, м2;
13 EMBED Equation.3 1415 - плотность частиц материала, г/см3;
k - коэффициент разрыхления;
13 EMBED Equation.3 1415 - выход фракции, осаждающейся в данной камере, %.
Условие задания (согласно своего варианта см. табл. 19). Выполнить расчет скорости восходящей струи, производительности классификатора по выпуску готового продукта, если известно, что размер граничного зерна dгр =__ см, плотность частиц материала 13 EMBED Equation.3 1415 =__г/см3, коэффициент разрыхления k =__, постоянные величины для материалов данной крупности d =___, d0 =___ , площадь осаждения для данной камеры F1 =__м2, выход фракции, осаждающейся в данной камере 13 EMBED Equation.3 1415 =__%.
Таблица 19. Варианты заданий
№
·,
г/см3
d
d0
dгр
k
F1 ,
м2
13 EMBED Equation.3 1415 ,
%
1
1,48
15,4
0,036
0,077
0,725
2,1
10
2
2,03
15,4
0,036
0,071
0,725
2,8
15
3
1,79
15,4
0,036
0,079
0,725
3,2
18
4
2,60
15,4
0,036
0,073
0,725
3,6
20
5
2,61
15,4
0,036
0,072
0,725
4,4
22
6
1,95
15,4
0,036
0,075
0,725
4,8
25
Последовательность выполнения практической работы
1. Записать тему практической работы.
2. Записать цель практической работы.
3. Записать задание практической работы.
4. Изучить краткие теоретические сведения.
5. Записать условие задания (согласно своего варианта см. табл. 19).
6. Рассчитать скорость восходящей струи.
7. Рассчитать производительность классификатора по выпуску готового продукта.
8. Результаты расчетов занести в табл. 19.
Таблица 20. Результаты расчетов
№
·стр, мм/сек
Q, кг/ч
Вопросы для самопроверки
1. Конструкция и принцип действия пескового конусного классификатора.
2. Конструкция и принцип действия шламового конусного классификатора.
3. Влияет ли изменение плотности частиц
· на скорость восходящей струи
·стр.
4. Влияет ли изменение площади осаждения F1 на производительность классификатора по готовому продукту Q
5. Влияет ли изменение выхода фракции 13 EMBED Equation.3 1415 на производительность классификатора по готовому продукту Q.
Рекомендуемая литература
1. Основы расчета машин и оборудования предприятий строительных материалов и изделий / В.С. Богданов, Р.Р. Шарапов, Ю.М. Фадин – Белгород: Изд-во БГТУ 2012 - 650 с.
Практическая работа № 11
Тема: Расчет основных параметров гидроциклонов
Цель работы: изучение методики и приобретение навыков расчета основных параметров гидроциклонов, применяемых в промышленности строительных материалов аналитическим способом.
Ход занятия:
1. Повторить теоретический материал.
2. Записать условия задания, выполнить расчеты.
3. Ответить на вопросы для самопроверки.
Краткие теоретические сведения
Гидравлические классификаторы, работа которых основана на действии гравитационных сил, успешно применяются при классификации песков с граничным размером зерен от 0,5 до 3 мм. Иное положение мы имеем при разделении материалов по малым величинам граничных зерен, поскольку силы сопротивления среды, пропорциональные поверхности зерна, возра стают значительно быстрее гравитационных сил, определяемых массой ча стицы, чем затрудняется процесс классификации. С повышением концентра ции мелких зерен разделение еще более ухудшается вследствие возрастания вязкости среды.
Процессы разделения мелких твердых частиц могут быть значительно улучшены при осуществлении их под действием центробежных сил инерции.
В последние годы для разделения жидких смесей в поле центробежных сил инерции широкое применение получили так называемые гидроциклоны. Они широко используются для классификации твердых частиц с размерами 10 - 500 мкм и для сгущения шламов.
В промышленности строительных материалов гидроциклоны нашли применение при помоле сырьевых цементных материалов при работе сырье вой мельницы в замкнутом цикле.
Гидроциклон показан на рис. 13. Он представляет собой цилиндроконический аппарат с короткой цилиндрической частью и длинной конической. Цилиндр 3 сверху закрыт и имеет осевое отверстие для слива. В вершине конуса имеется второе разгрузочное отверстие - для песков.
Рисунок 13. Классифицирующий конический гидро циклон:
1 - сливной патрубок; 2 - сменные вкладыши; 3 - цилиндр; 4 - конусы; 5 - конус из колец; 6 - песковая насадка; 7 - питательный патрубок; 8 - резиновая диафрагма; 9 - разделительная камера; 10 - манометр
Материал для разделения под давлением подается в верхнюю часть цилиндра 3 (непосредственно под крышку) с помощью тангенциально расположенного питаю щего патрубка 7.
Под действием центробежных сил относительно крупные твердые ча стицы отбрасываются к стенкам корпуса и движутся по спиральной траек тории вниз для отвода нижнего продукта. Более мелкие частицы и большая часть жидкости движутся во внутреннем спиральном пото ке (рис. 14), направленном вверх к патрубку 1 для отвода верхнего продукта.
Рисунок 14. Схема движения материала в циклоне
Внутренние диаметры цилиндра и основания конуса равны и являются основным конструктивным размером гидроциклона. В промышленности работают гидроциклоны диаметром от 200 до 1400 мм.
Гидроциклоны имеют различный угол при вершине конической части:
- обесшламливающие и сгустительные 10°;
- классифицирующие 20°;
- тяжелосредные 40ч60°;
- обогатительные (или короткоконусные) более 90°.
Конструкции гидроциклонов показаны на рис. 15. В вихревой гидроциклон воздух подается в центральную его часть (рис. 15, а), в результате чего повышается производительность аппарата.
Обо гатительный гидроциклон с конусом, составленным из трех конусов 135(; 75(; 20°, носит название компаунд-циклон или «Трикон» (рис. 15, б).
Короткоконусный гидроциклон (рис. 15, в) используется для гравитационного обогащения зернистых материалов
Рисунок 14. Схемы гидроциклонов:
а - вихревой; б - компаунд-циклон; в - короткоконусный
Расчет основных параметров гидроциклонов
1. Объемная производительность:
13 EMBED Equation.3 1415 (40)
где d13 EMBED Equation.3 1415 - диаметр питающего отверстия, см;
d13 EMBED Equation.3 1415 - диаметр отводящего патрубка, см;
Н - напор в питающем патрубке, кг/см2.
2. Размер граничного зерна, по которому происходит классификация:
13 EMBED Equation.3 1415 (41)
где D - диаметр гидроциклона, см;
d13 EMBED Equation.3 1415 - диаметр выходного патрубка для песка, см;
Т - содержание твердых частиц в питании, %;
d0 - диаметр отводящего (шламового) патрубка, см;
Н - давление на входе в гидроциклоне, кГ/см2;
13 EMBED Equation.3 1415- плотность твердой фазы, г/см3;
13 EMBED Equation.3 14150 - плотность жидкой фазы, г/см3.
Условие задания (согласно своего варианта см. табл. 21). Выполнить расчет объемной производительности, размера граничного зерна, по которому происходит классификация, если известно, что диаметр питающего отверстия d13 EMBED Equation.3 1415 =__см, диаметр отводящего патрубка d13 EMBED Equation.3 1415 =__ см, напор в питающем патрубке Н =__ кг/см2, диаметр гидроциклона D =__см, диаметр выходного патрубка для песка d13 EMBED Equation.3 1415 =__см, содержание твердых частиц в питании Т =__%, плотность твердой фазы, 13 EMBED Equation.3 1415=__г/см3, плотность жидкой фазы 13 EMBED Equation.3 14150 =__г/см3.
Таблица 21. Варианты заданий
№
Н, кг/см2
d13 EMBED Equation.3 1415,
см
d13 EMBED Equation.3 1415,
см
D,
см
d13 EMBED Equation.3 1415,
см
Т ,
%,
13 EMBED Equation.3 1415,
г/см3
13 EMBED Equation.3 14150 ,
г/см3
1
1
1,5
3,75
7,5
1,6
5
1,48
1,11
2
1
1,6
3,83
7,5
1,7
10
2,03
1,13
3
1
2,2
3,91
12,5
2,3
15
1,74
1,20
4
1
2,5
4,25
12,5
2,0
20
2,60
1,67
5
1
2,6
6,25
15,0
2,2
25
2,66
1,98
6
1
3
7,51
15,0
2,6
30
1,95
1,53
Последовательность выполнения практической работы
1. Записать тему практической работы.
2. Записать цель практической работы.
3. Записать задание практической работы.
4. Изучить краткие теоретические сведения.
5. Записать условие задания (согласно своего варианта см. табл. 21).
6. Рассчитать объемную производительность.
7. Рассчитать размер граничного зерна.
8. Результаты расчетов занести в табл. 22.
Таблица 22. Результаты расчетов
№
Q, л/мин
dгр, мкм
Вопросы для самопроверки
1. Конструкция и принцип действия гидроциклона.
2. Классификация гидроциклонов по конструкции.
3. Влияет ли изменение диаметра питающего отверстия d13 EMBED Equation.3 1415на объемную производительность Q.
4. Влияет ли изменение диаметра отводящего патрубка d13 EMBED Equation.3 1415 на размер граничного зерна dгр.
5. Влияет ли изменение диаметра выходного патрубка для песка dп на размер граничного зерна dгр.
Рекомендуемая литература
1. Основы расчета машин и оборудования предприятий строительных материалов и изделий / В.С. Богданов, Р.Р. Шарапов, Ю.М. Фадин – Белгород: Изд-во БГТУ 2012 - 650 с.
Практическая работа № 12
Тема: Расчет основных параметров спиральных классификаторов
Цель работы: изучение методики и приобретение навыков расчета основных параметров спиральных классификаторов, применяемых в промышленности строительных материалов аналитическим способом.
Ход занятия:
1. Повторить теоретический материал.
2. Записать условия задания, выполнить расчеты.
3. Ответить на вопросы для самопроверки.
Краткие теоретические сведения
Основной рабочей частью спирального классификатора (рис. 15) является спиральное (винтовое) устройство 1, установленное в коробе 2.
Рисунок 15. Схемы спирального классификатора
При вращении спирали происходит взмучивание пульпы. Слив с мелкими частицами материала отводится с нижней стороны короба, а крупные частицы материала винтовой спиралью направляются к верхнему выходному окну 3. Нижний конец спирали с помощью подъемного механизма 4 может подниматься или опускаться. При поднятии нижнего конца спирали слив получается более грубым.
Расчет основных параметров гидроциклонов
1. Диаметр отверстия питающего патрубка:
13 EMBED Equation.3 1415 (42)
где D - диаметр спирали, м.
2. Диаметр сливного патрубка:
13 EMBED Equation.3 1415 (43)
где D - диаметр спирали, м.
3. Диаметр пескового отверстия:
13 EMBED Equation.3 1415 (44)
4. Производительность по пескам:
13 EMBED Equation.3 1415 (45)
где D - диаметр спирали, м.
п - число оборотов спирали, об/сек.
Условие задания (согласно своего варианта см. табл. 23). Выполнить расчет диаметра отверстия питающего патрубка, диаметра сливного патрубка, диаметра пескового отверстия, производительности по пескам, если известно, что диаметр спирали D =__ м, число оборотов спирали п =__об/сек.
Таблица 23. Варианты заданий
№
D , м
п, об/сек
1
0,3
0,46
2
0,5
0,35
3
0,8
0,28
4
1,2
0,23
5
1,4
0,24
6
1,8
0,19
Последовательность выполнения практической работы
1. Записать тему практической работы.
2. Записать цель практической работы.
3. Записать задание практической работы.
4. Изучить краткие теоретические сведения.
5. Записать условие задания (согласно своего варианта см. табл. 23).
6. Рассчитать диаметр отверстия питающего патрубка.
7. Рассчитать диаметр сливного патрубка.
8. Рассчитать диаметр пескового отверстия.
9. Рассчитать производительность по пескам.
10. Результаты расчетов занести в табл. 24.
Таблица 22. Результаты расчетов
№
dпит, м
dслив, м
dп, м
Q, т/ч
Вопросы для самопроверки
1. Конструкция и принцип спирального классификатора.
2. Влияет ли изменение диаметра спирали D на диаметр отверстия питающего патрубка dпит.
3. Влияет ли изменение диаметра спирали D на производительность по пескам Q.
4. Влияет ли изменение числа оборотов спирали п на производительность по пескам Q.
Рекомендуемая литература
1. Основы расчета машин и оборудования предприятий строительных материалов и изделий / В.С. Богданов, Р.Р. Шарапов, Ю.М. Фадин – Белгород: Изд-во БГТУ 2012 - 650 с.
Заключение
Материал, изложенный в методических указаниях, является одной из составных частей дисциплины «Технологическое оборудование».
Овладение данным материалом расширит знания студентов по конструктивным особенностям машин для сортировки и обогащения материалов, а также методикам их расчета. Дальнейшее изучение конструкций и принципа действия машин для сортировки и обогащения материалов может осуществляться как в процессе учебных занятий, так и самостоятельно.
Оно предполагает:
1. Знакомство с устройством и принципом работы машин для сортировки и обогащения материалов в процессе выполнения практических работ;
2. Знакомство с конструктивным оформлением различных вариантов исполнения оборудования, а также их отдельных узлов;
3. Знакомство с основами эксплуатации машин для сортировки и обогащения материалов на промышленных предприятиях во время прохождения производственной и преддипломной практик;
4. Приобретение навыков проектирования машин для сортировки и обогащения материалов в процессе выполнения курсового и дипломного проектов.
Список литературы
1. Основы расчета машин и оборудования предприятий строительных материалов и изделий / В.С. Богданов, Р.Р. Шарапов, Ю.М. Фадин - Белгород: Изд-во БГТУ 2012 - 650 с.
2. Техника переработки сыпучих материалов: Лаб. работы / В.Я. Борщев, В.Н. Долгунин, Г.С. Кормильцин, А.Н. Плотников - Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2000 - 140 с.
3. Строительные материалы и монтажное оборудование / В.Д. Мартынов, Н.И. Алешин, Б.П. Морозов - М.: Машиностроение, 1990 - 352 с.
4. Измельчение и грохочение полезных ископаемых / С.Е. Андреев, В.А. Зверевич, В.А. Перов. - М.: Недра, 1980. - 415 с.
5. Вибрационная механика / И.И. Блехман. - М.: Физматлит, 1994. - 400 с.
6. Механическое оборудование предприятий стройматериалов. Оборудование для грохочения материалов: Учеб. пособие / В.С. Богданов [и др.]. - Белгород: Изд-во БелГТАСМ, 1998. - 180 с.
7. Исследование конструктивных особенностей поперечно-поточного классификатора для разделения шамота / В.Б. Пономарев, Ю.П. Канусик - Екатеринбург, 1995.
8. Обеспыливание литейных шлаков и очистка газов от пыли в электроскруббере / В.Б. Пономарев, А.Е. Замураев, А.И. Зимин // Конверсия ВУЗов - защите окружающей среды: материалы Всероссийской межвузовской научно-практической конференции - Свердловск: УПИ, 1994. - 77 с.
9. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]/ В.Б. Пономарев, С.Ф. Шишкин, В.Я. Дзюзер, А.В. Катаев // Огнеупоры и техническая керамика. - 2010. - № 10. - С. 28 - 31.
10. Предварительная пылегазоочистка в центробежно-гравитационном пневматическом классификаторе / В.Б. Пономарев, В.Л. Данилов, А.В. Катаев // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова: научно - теоретический журнал - Белгород, 2010, - № 2. - С. 172 - 174.
11. Обогащение сыпучих материалов с применением процесса воздушной классификации / В.Б. Пономарев // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова: научно – теоретический журнал - Белгород, 2010, - № 4. - С. 35-39.
12. Оценка использования закона Стокса при осаждении одиночных частиц в горизонтальном потоке воздуха / В.Б. Пономарев, Ю.П. Канусик - Екатеринбург, 1995. - 4 с. - Деп. в ОНИИТЭхим. № 422.
13. Выбор оптимальной границы разделения при колебаниях гранулометрического состава исходного материала / В.Я. Дзюзер, В.Б. Пономарев, С.Ф. Шишкин, // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова: научно - теоретический журнал - Белгород, 2010, - № 4. - С. 12-15.
14. Методика расчета граничного размера материала в центробежном сепараторе / B.C. Богданов, Е.Б. Александрова, С.Б Булгаков // Энергосберегающие технологические комплексы и оборудование для производства строительных материалов: Межвузовский сборник статей. Вып. 70. - Белгород: - БГТУ, 2004, - С.14 - 17.
15. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] / В.А. Кирсанов, В.В. Титаренко // [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].- [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. - С. 132 - 134.
16. Расчёт технологических показателей обогащения полезных ископаемых: Учебное пособие./ В.В. Кармазин, И.К. Младецкий, П.И. Пилов. - М.: Изд-во Московского государственного горного университета, 2006. - 221 с
17. Вибрационная дезинтеграция твердых материалов / В.И. Ревнивцев [и др.]. - М.: Недра, 1992. - 430 с.
13PAGE 15
13PAGE 14415
Root EntryEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeРисунок 3Описание: 1