Способ транспортирования зернистого материала в содержащем наклонную газораспределительную решетку аэрожелобе

 

Использование: изобретение относится к способам транспортирования зернистых материалов к пневмотранспорту в аэрожелобах. Сущность способа: поток газа подают со скоростью ω_α ≅ ω ≅ ω_o/cosα,, где ω_α- минимально допустимое значение скорости, при которой возможно транспортирование, w_o - скорость начала псевдоожижения при угле наклона аэрожелоба, α = 0 ; α^* - угол естественного откоса зернистого материала; K₁, K₂- - коэффициенты проницаемости зернистого материала. Применение предлагаемого способа транспортирования обеспечивает по сравнению с существующими снижение удельных затрат энергии и расхода аэрирующего газа, позволяет использовать решетки очень малого аэродинамического сопротивления. 1 ил.

Изобретение относится к способам транспортирования сыпучих зернистых материалов в аэрожелобах и может применяться в различных отраслях промышленности.

Известны способы транспортирования зернистых материалов в потоке газовзвеси при скоростях газа, сравнимых со скоростями витания частиц транспортируемого материала [1] , а также способ транспортирования в аэрожелобе зернистого материала в псевдоожиженном состоянии, достигаемом аэрацией воздуха под слой [1, c.161], при этом псевдоожиженный материал перемещается под действием силы тяжести и импульса газа. Перечисленные способы характеризуются относительно большими энергозатратами на транспортирование.

Известен способ транспортирования зернистого материала в аэрожелобе, заключающийся в псевдоожижении и его перемещении [1, c.8]. При таком способе материал течет подобно жидкости равномерно псевдоожиженным слоем. Однако при этом требуются сравнительно большие энергозатраты, так как транспортирование осуществляется при скорости аэрации газа, равной или большей скорости начала псевдоожижения.

Целью изобретения является снижение энергозатрат.

Поставленная цель достигается тем, что транспортирования зернистого материала осуществляют в плотном слое при скорости аэрации газа, находящейся в интервале от ω_α минимально допустимого значения скорости, при которой возможно транспортирование, до скорости ω_o/cosα начала псевдоожижения.

В обычно применяемом способе транспортирования перемещается равномерно псевдоожиженный слой. Если провести строгий анализ условий, при которых начинается перемещение зернистого материала в аэрожелобе, можно обнаружить, что слой может перемещаться и в плотном состоянии. Из условий равновесия ровного слоя зернистого материала на наклонной плоскости, а вернее из равенства скатывающей силы и силы трения, действующих на единицу объема фильтруемого материала, можно получить зависимость, связывающую скорость начала псевдоожижения зернистого материала и минимальное значение ω_α скорости фильтрации газа в слое, при которой возможно транспортирование. При скорости газа ω_α начинается подвижка - сползание материала вниз. Если фильтрация газа происходит по закону [2, c.293] = -K-K, где К₁ и К₂ - коэффициенты проницаемости зернистого материала, величина ω_αрассчитывается из выражения (при этом К₂ ≠0) [3]: ω_α= - +, (1) где α- угол наклона аэрожелоба к горизонту; ω_o- скорость начала псевдоожижения при α= 0; α*- угол естественного откоса зернистого материала.

Псевдоожижение зернистого материала в аэрожелобе наступает при скорости газа, при которой сила веса уравновешивается перепадом давления в слое и определяется соотношением [3]: ω_oα=ω_o/cosα (2) При аэрации газа со скоростью, меньшей значения ω_oα, частицы опираются друг на друга, т.е. не псевдоожижены. Слой находится в плотном состоянии. Его устойчивость при этом не нарушается. По этой же причине транспортирование может осуществляться при очень малом (теоретически нулевом) значении аэродинамического сопротивления газораспределительной решетки. Последнее обстоятельство позволяет снизить затраты энергии на транспортирование.

На чертеже представлены соотношения значений ω_α/ω_o рассчитанные по формуле (1), в аэрожелобе длиной 2 м, шириной 0,1 м.

1 - частицы электрокорунда 120 мкм, ω_o= 0,051 м/с; 2 - частицы электрокорунда 200 мкм, ω_o= 0,100 м/с; 3 - стеклянные шарики 750 мкм, ω_o= =0,400 м/с; 4 - речной песок 400 мкм, ω_o= 0,350 м/с; 5 - зола кузнецкого угля 100 мкм, ω_o= =0,022 м/с, газораспределительная решетка - ткань типа "бельтинг".

Применение предлагаемого способа транспортирования зернистого материала в аэрожелобе позволяет по сравнению с существующими способами снизить удельные затраты энергии на транспортирование, уменьшить расход аэрирующего газа, использовать газораспределительные решетки очень малого аэродинамического сопротивления.

Формула изобретения

СПОСОБ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ЗЕРНИСТОГО МАТЕРИАЛА В СОДЕРЖАЩЕМ НАКЛОННУЮ ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНУЮ РЕШЕТКУ АЭРОЖЕЛОБЕ, заключающийся в том, что на материал воздействуют потоком газа, направленным под углом к вертикали, равным углу наклона газораспределительной решетки, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, воздействующий на материал поток газа подают со скоростью W_α≅ W ≅ W_o/cosα ,

где W_α - минимальное допустимое значение скорости, при которой возможно транспортирование;
W₀ - скорость начала псевдоожижения при a = 0; ;
α^* - угол естественного откоса зернистого материала;
K₁ и K₂ - коэффициенты проницаемости зернистого материала.

РИСУНКИ

Рисунок 1