Расчет склада и оборудования для подачи минерального порошка

Рекомендуется хранить минеральный порошок в складах силосного типа с целью недопущения дополнительного увлажнения, которое приводит к комкованию и снижению его качества, а также к затруднению транспортирования.

Потребная суммарная вместимость силосов склада, м³

где G_n – запас единовременного хранения минерального порошка, т;
_n -плотность минерального порошка, 1,8т /м³;
k_n – коэффициент учета геометрической емкости, k_n = 1,1÷1,15.
Количество силосов

где V_c– вместимость одного силоса, м³, V_c= 20,30,60,120.

Расчет системы транспортирования минерального порошка

Для транспортирования минерального порошка до расходной емкости принимается механическая или пневматическая система.

Механическая система транспорта может быть представлена как подача винтовыми конвейерами (шнеками).

Для обоснованного выбора подающего агрегата (шнека) необходимо произвести расчет его производительности, задаваясь при этом некоторыми параметрами (например, диаметром шнека).

Производительность шнека составляет

где k₁ – коэффициент заполнения поперечного сечения, k₁ = 0,3÷0,45;

ρ_н – плотность минерального порошка в насыпном виде, ρ_н = 1,1 т/м³;

D_ш – диаметр винта (шнека), м. Принимается 0,2 или 0,3 м;

S – шаг винта, м. S = (0,8÷1,0)·D_ш;

n – частота вращения шнека, об/мин; n = 40÷120 об/мин;

k₂ – коэффициент, учитывающий угол наклона конвейера, для горизонталь- ных конвейеров k₂ = 1.

По полученным значениям П_ш производится выбор шнека по табл. 1.

Таблица 1. Технические характеристики винтовых конвейеров (шнеков)

Мощность привода шнека определяется из выражения:

где H – высота подъѐма материала, м;

L – длина конвейера, м;

ω – коэффициент трения материала о стенки желоба (для минерального порошка принимается ω ≈ 3,2);

q_м – погонная масса вращающихся частей винтовых конвейеров, кг/м. q_м = 80D_ш;

k₃ – коэффициент, определяющий характер перемещения рабочего органа, характеризующий трансмиссию, k₃ = 0,15;

υ – осевая скорость перемещения материала, м/с, υ =S_n/60;

ω_в – коэффициент, учитывающий потери в подшипниках (для подшипников каченияω_в =0,08, для подшипников скольженияω_в =0,16);

Производительность элеватора определяется из выражения:

где i – вместимость ковша, i=0,65-2,6 л;
k_наполн – коэффициент наполнения ковшей материалом, k_наполн = 0,75-0,8;
t – шаг ковшей, м, (0,16; 0,2; 0,25; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,63);
υ_{подъема} – скорость подъема ковшей, υ_{подъема}  = 0,8-1,25 м/с;

Необходимая мощность привода элеватора:

где h – высота подъема материала, м, h = 12-15 м (в зависимости от типа асфальтосмесительной установки);
k _k – коэффициент, учитывающий массу движущихся элементов, k _k =0,6;
A – коэффициент, учитывающий форму ковша, A = 1,1;
c – коэффициент, учитывающий потери на зачерпывание, c = 0,65.

Элеватор подбирается по таблице 2.

Таблица 2. Технические характеристики ковшовых конвейеров, цепных (элеваторов)

Пневмотранспортная система

Для транспортирования минерального порошка пневмоспособом можно использовать пневмовинтовые и пневмокамерные насосы, которые подают минеральный порошок вместе со сжатым воздухом по стальным трубам. Подача в пневмотранспортную установку сжатого воздуха осуществляется воздуходувной машиной, чаще всего компрессором.

Потребная производительность компрессора, м³/мин:

П_k= 1,25 Q_в,

где Q_в – расход, необходимый для обеспечения требуемой производительности пневмосистемы, м³/мин,

Q_в  = 1000П_м / 60 μ ρ_в

где П_м– производительность пневмосистемы, т/ч, П_м =  0,21П_ч ;
П_ч – часовая производительность АБЗ;
μ - коэффициент концентрации минерального порошка, кг/кг, μ = 20-50;
ρ_в-в плотность воздуха, ρ_в = 1,2 кг/м³.
Мощность на привод компрессора, кВт:

где ρ₀  – начальное давление воздуха, ρ₀ =1 атм;
η – коэффициент полезного действия (КПД), η = 0,9;

P_k– давление, которое должен создавать компрессор, атм, P_k =P_ра+ P_в,
где P_в– давление воздуха, P_в = 0,3 атм;
P_p– рабочее давление в смесительной камере подающего агрегата, атм,

P_p  = H_пол + 1,

где H_пол – полное сопротивление пневмотранспортной системы, атм,

H_пол  = H_п  + Н_под + Н_вх ,

где H_п – путевые потери давления, атм;
H_под– потери давления на подъем, атм;
H_вх– потери давления на ввод минерального порошка, атм.

Путевые потери давления, атм:

где g – ускорение свободного падения, g = 9,8 м/с2;
k – опытный коэффициент сопротивления, k = 90d_mp / V_d^0,9;
V_в – скорость воздуха, зависит от μ, при μ = 20-50 кг/кг соответственно V_в =12-20 м/c;
d_mp – диаметр трубопровода, м;

Потери давления на подъем, H_под  = ρ_в¹μh10^-4,

где ρ_в¹ – 1,8 кг/м³ – средняя плотность воздуха на вертикальном участке;
h – высота подъема материала, м. Принимается 12-15 м (в зависимости от
типа асфальтосмесительной установки).

Потери давления при вводе минерального порошка в трубопровод

где x – коэффициент, зависящий от типа загрузочного устройства. Для винтовых насосов принимают x = 1; для пневмокамерных x = 2-3;

V_вх– скорость воздуха при вводе минерального порошка, м/с;

ρ_вx – плотностьвоздуха при вводе минерального порошка, кг/м³;

На основании проведенного расчета производится подбор подающего агрегата по таблице 3.

Таблица 3. Технические характеристики пневматических насосов