CC BY
19
0,8
_ 0.9
X
X ^ си
3" 5Г
° I 0,7
1 0,6 о.
о- ^ 0.5 и; о
03 *
5 Й 0,4
^ г
§. I 0,3
т
I | 0.2 0,1 0
. ■■ ■ ■ —♦— интервал флуктуации частоты 0.15 Гц интервал флуктуации частоты 0,3Гц а интервал флуктуации частоты 0,5Гц
<4
▲
х-'?.:;: Г.-: ШШ- -
......1 ....:. .
■ !
ш ШМЩмш
- ШЙЁ
0
2,5
0,5 1 1,5 2
координата колебательного узла X (М)
Рис.З. Диаграммы интегральных характеристик качества функционирования СВ при различных параметрах частотной флуктуации
Наличие нуля функции (5) внутри интервала (9) является условием выполнения (7) и как следствие - условием непрерывной монотонности функции (6) по параметрам х, EJ, осуществляющимся почти всюду (за исключением конечного числа точек разрывов функции амплитуды динамической реакции 5"). Следовательно, выражение (6) и сумма значений подынтегрального выражения в угловых точках интервала, достигают экстремальных значений при одинаковых значениях параметров х, EJ. Учет этого обстоятельства позволяет избежать численных операций многократного вычисления неявно выраженной (с учетом ограничений) функции (5) внутри интервала (9). Таким образом, выполнение (7) становится осуществимым простым методом сравнения вариантов при пошаговом изменении значений конструктивных параметров х, EJ , определяющих величину реактивной массы т .
Результаты определения конструктивных параметров системы виброизоляции грохота ГИСТ-72-1, проведенные при помощи программного комплекса МСОИ, приведены на рис.З, По результатам расчетов разработан и опробован технический вариант СВ, Как видно, эффективность системы увеличивается при удалении координаты узловой точки от точек опирания пружин. Для полной расчетной схемы (без учета симметрии) это означает сближение точек опирания и ограничивается условиями прочности и выносливости материала изгибаемого элемента, При уменьшении интервала флуктуации частоты эффективность СВ возрастает.
Библиографический список
1. Колоушек В, Динамика строительных конструкций, - М.: Издательство литературы по строительству, 1965. - 632 с,
2. Соболев В.И. Дискретно-континуальные динамические системы и виброизоляция промышленных грохотов. - Иркутск; Изд-во ИрГТУ, 2002, - 202 с.
3. Патент СССР № 1790704 на способ виброизоляци от 22.09,92 г, Соболев В,И., Данзанов Е, Ю, Елисеев С,В, и др,
Н.С.Груничев3 А.Ю.Давыденко
Обоснование механизма работы зернистых фильтров с фильтрующим слоем из аспирационных пылевых частиц
Зернистые фильтры с фильтрующим слоем из ас-пирационных пылевых частиц (рис, 1) обеспечивают выделение пылевых частиц заданной крупности из потока аспирационного воздуха, поступающего в камеру осаждения 1, подачу выделенных частиц с помощью
разгрузочной щели 2 в фильтрующий слой 3, формирующийся между двумя сетками 4, и удаление фильтрующего слоя с осевшей пылью за пределы фильтра через разгрузочные патрубки 5 [1].
Строительство и архитектура
Рис.1. Зернистый фильтр с фильтрующим слоем из аспирационных пылевых частиц: 1 - камера осаждении; 2 - разгрузочная фильтрующий слой; 4 - сетки; 5 - разгрузочные патрубки
Устойчивая работа зернистых фильтров с фильтрующим слоем из аспирационных пылевых частиц будет иметь место тогда, когда объема осаждаемых в камере осаждения пылевых частиц будет достаточно для формирования и работы фильтрующего слоя.
Оценка устойчивости механизма работы зернистых фильтров может быть произведена с помощью коэффициента устойчивости, представляющего собой отношение объема осаждаемых в пылеуловителе пылевых частиц (1/ф) к объему фильтрующего слоя ((/„):
и.
к.
ф
ии
(1)
Объем фильтрующего слоя осаждаемых пылевых частиц (и„, м3/ч) определяется размерами фильтрующего слоя (!/3) и временем его работы (Точ), то есть
и
Уз Т
(2)
При конусном расположении фильтрующего слоя (рис, 2) объем фильтрующего материала можно найти из выражения
V, = ^ + (3)
где V ) - объем фильтрующего материала, заключенный между опорными сетками, м3; У2 - объем фильтрующего материала, накапливающегося в верхней части слоя, м3; ^ - объем пор в слое, м3. Дан-
ные о пористости приведены в [2].
¿> некоторых фильтрующих сред
Используя данные стереометрии, выражение (3) можно переписать;
К = 0.75Л: I
е2 • Бтср + Г - £ ,
где / - толщина фильтрующей среды, м; е - длина образующей конуса фильтрующего слоя, м,
В случае применения в фильтре плоского фильтрующего слоя объем материала найдется так: У3 =Г-Ь(е + Зг).
Параметр Тоц зависит от размеров аспирационных частиц, плотности их упаковки, а также от запыленности поступающего на очистку воздуха. На практике его численные значения определяются экспериментально.
Объем осаждаемых в пылеуловителе пылевых частиц иф (м3/ч) в единицу времени зависит от их дисперсного состава и плотности рЧ1 запыленности г и количества О подаваемого на очистку воздуха, а также от степени выделения пылевых частиц из воздушного потока X и может быть найден из выражения
А
(4)
Величина Л составляет
£=» Г)
М А
где 0„ - процент пылевых частиц /'-фракции, осаждаемых в камере осаждения, %; О,- - процент пылевых частиц /-фракции в общей массе аспирационной пыли, %; п - количество осаждаемых в камере пылевых фракций.
щель; 3 -
Запыленный воздух —<
_0тсепарированныи —- ВОЗДУХ
1
(Ж Строительство и архитектура
? Щ Ж ШШ >»19
Запыленный воздух —
Рис. 2. К расчету параметров фильтрующего слоя из аспирационных пылевых частиц и движения частиц в камерах осаждения
Значение О может быть найдено через скорость движения воздуха Уг (ма/с) в камере осаждения пылеуловителя:
где Р - площадь поперечного сечения камеры осаждения, м2.
Полагая, что скорость движения пылевоздушной смеси Уг в камере осаждения не превышает 3 м/с, параметры процесса осаждения можно, определить, используя методику расчета пылеосадительных камер [2, 3]. В частности, значение Уг может быть найдено из условия, что за время прохождения длины части камеры 1Х пылевая частица преодолевает вертикальный путь Нх со скоростью со (см, рис. 2), то есть
нх II
СО У г '
тогда II 4 -¿-■со нх ' (5)
Следует заметить, что длина камеры 1Х в выражении (5) должна быть определена с учетом перехода потока запыленного воздуха из турбулентного в ламинарный, имеющий место в начале камеры [3]. Начальная длина камеры, где осуществляется данный переходной процесс, может быть найдена с помощью зависимости, полученной С.Е.Бутаковым [3]:
Ь„ = 0,115:
Н2У,
где V - кинематическая вязкость, м /с.
Скорость со может быть найдена через равенство сил веса движущейся частицы в и сопротивления воздушной среды Р, то есть
О - Р. (6)
Принимая -значения б и Р для шаровой частицы диаметром с/ по данным [2], выражение (6) можно переписать
1 X с!2 со2 -Я <1л(рч-рг)% = <рщ—---~рг
(7)
где рн - плотность частицы, кг/м3; рг - плотность газа, кг/м3; (рщ - коэффициент лобового сопротивления частицы.
Решая зависимость (7) относительно скорости СО, имеем
ш
'4
(8)
Рг'Фщ
Зависимость (8) характеризует скорость выпадения частиц пыли из воздушного потока под действием гравитационных сил.
Тогда скорость УГ в выражении (5) можно записать
так:
у = 4 ""/',-/'■
V
я, р
Рг<Р
гт г//
Анализ выражения (9) показывает, что пылевая частица, перемещающаяся в камере осаждения длиной I со скоростью Уп будет выделена из потока запыленного воздуха, если ее пройденный вертикальный путь Нх будет больше высоты выходного патрубка камеры И, т.е. Нх. > Н (см. рис. 2).
Подставляя выражения (2) и (4) в формулу (1), получим
Анализ коэффициента устойчивости работы зернистого фильтра показал следующее:
Ку=0 - фильтрующий слой не пополняется аспи-рационными пылевыми частицами, а поэтому работа зернистого фильтра в целом невозможна из-за отсутствия в нем фильтрующих зерен;
0<КУ<1 - фильтрующий слой пополняется частицами в недостаточном количестве, имеет место неустойчивая работа аппарата и неэффективная очистка воздуха от ПЫЛИ;
Кст> 1 - пополнение фильтрующего слоя осуществляется пылевыми частицами в достаточном количестве и имеет место стабильная работа зернистого фильтра.
Результаты представленных исследований прошли экспериментальную проверку (рис. 3).
5 2,0
о а н-
_а
з:
6
Гй . с
£ 1,5
из о а
х
н-о о
I-X Си X
^г »
©•
о
о
Как следует из рис. 3, устойчивая работа зернистых фильтров с фильтрующим слоем из аспирацион-ных частиц возможна, поскольку при определенном сочетании параметров очистки выполняется условие устойчивости, т.е. Ку.>1. Применительно к рассматриваемым зернистым фильтрам с плоским фильтрующим слоем из пылевых частиц крупностью более 100 мкм устойчивость работы аппарата достигается при следующих параметрах очистки: запыленность в камере осаждения - не менее 7000 мг/м5, время работы зернистого фильтра в режиме очистки - не менее 8 ч.
В таблице даны значения коэффициента устойчивости Ку> полученные экспериментальным путем и вычисленные с использованием зависимости (8).
Сравнительная таблица определения коэффициента устойчивости работы зернистого фильтра
Значения параметров Коэффициент /стойчивости
полученный экспериментальным путем вычисленный по формуле
1. 2=5000 мг/м3; 0=0,3 м3/с; а=0,7 м; в=0,7м; 1=0,05; Т0ч=6ч. 0,4 0,43
2. г=5000 мг/м3; 0=0,3 м3/с; а—0,7 м; в=0,7м; N0,05; Т0Ч=Юч. 0,71 0,73
3.2=9000 мг/м3; 0=0,3 м3/с; а=0,7 м; 8=0,7м; 1=0,05; Т0Ч=8ч. 0,98 1,04
4. 2=10000 мг/м3; 0=0,3 м3/с; а=0,7 м; в = 0,7м; 1=0,05; Т0Ч=8ч. 1Д 1,12
Данные таблицы показывают, что зависимость (8) с достаточной точностью описывает данные эксперимента, Это позволяет рекомендовать ее для практического использования при определении параметров зернистых фильтров с фильтрующим слоем из аспирацион-ных пылевых частиц.
Библиографический список
1. А. с. 1352087 (СССР). Пылеуловитель I Н.С.Груничев, НААрхипов, - Опубл. в Б. И., 1987 № 42.
2. Ужов В,Н„ Вальдберг А.Ю., Мягков Б,И„ Решидов И,К, Очистка промышленных газов от пыли. - М.: Химия, 1981, - 392с.
3. Руденко К.Г, Калмыков А,В, Обеспыливание и пылеулавливание при обработке полезных ископаемых. Изд. 2-е, переработ, и доп. - М.: Недра, 1971. - 352 с.
О гооо 4000 6000 8000 10000 Концентрация пыли в аспирационном воздухе; мг/м3
Рис. 3. Зависимость коэффициента устойчивости работы фильтра от концентрации пыли в аспирационном воздухе для плоского слоя толщиной 5 см, длиной и шириной 0,7 м при времени работы фильтра; 1 - 2 ч; 2 - 6 ч; 3 - 8 ч; 4 - 10 ч; 5 - 15 ч
