книги / Экология. Энергосбережение. Экономика
.pdfМетода определения геометрических и кинематических харак теристик струи разработаны для конкрётных частных случаев. Све дения о теоретических и- экспериментальных исследованиях воздуш но-струйного укрытия ожогового больного в зарубежной и отечест венной научно-технической литературе отсутствуют, что подчерки вает актуальность работы в этом направлении.
Схема предлагаемого воздушно-струйного укрытия,ожогового
больного представлена на рисунке. По воздуховоду |
4 |
абактериаль |
|
ный воздух поступает, в замкнутый *воздуховод 3 , а |
через |
отверс |
|
тия 2 вдоль верхней .и внутренней линий воздуховода |
ч в |
обслужи |
|
ваемую зону. Горизонтальные струи, встречаются под |
сеткой |
крова |
ти. Вертикальные струи отделяют обслуживаемую зону ожогового больного от остального воздуха помещения и поступают в возду хоприемное устройство / . В-результате в обслуживаемой зоне -образуется ограждающая, непроницаёмая струя.
Рис. Схема воздушно-струйного укрытия ожогового больного
Система сливающихся струй, истекающий из отверстий вдоль |
|
|||
верхней и внутренней линий замкнутого воздуховода, |
образует |
|
||
кольцевую турбулентную струю и, как правило, деформируется. |
|
|||
Это явление, эффект Коанда, связано с различными условиями |
|
|||
подтекания воздуха к крльцевой струе. С внешней ее стороны • |
|
|||
эжекция воздуха осуществляется с небольшими скоростями из ок |
|
|||
ружающего пространства. Питание внутренней части происходит, |
|
|||
из ограниченного пространства со |
скоростями выше, |
чем1из, |
4 |
|
- |
4 |
- |
|
окружающего. В результате образуется перепад давлений и струя отклоняется от первоначального направления движения в сторону оси симметрии. По мере увеличения расхода отсасываемогр возду ха из циркуляционной зоны деформация струй усиливается.
.Исходным положением математического описания воздушно^ струйного укрытия ожогового больного будем считать такое /2,5/ , при котором деформация струи происходит под действием некоторого фиктивного перепада давлений
Л Р = Р д - Р , |
Ш |
|
где Р - давление в циркуляционной зоне, одинаковое в любой |
ее |
|
точке. |
|
|
Введение фиктивного перепада давлений д Р , |
сосредоточен |
ного на поверхности раздела, превращает ее в резкую границу между давлением в .циркуляционной зоне и атмосферным. При этом будем считать*
1) количество-движения кольцевой струи сосредоточена на линии раздела и в проекции.на нее остается постоянным и равным 1М0 , где М0 - начальное количество движения струи; I - коэффи циент падения количества движения на. участке формирования струи при истечении ее через воздуховыпускное отверстие,коэффициент которого не равен единице /5/;
2) Деформированная струя проходит через контрольную поверх ность, не испытывая торможения вплоть до точки смыкания;
3)разворот струи происходит в точке смыкания;
4)поток, возвращающийся в циркуляционную зону на питание
струи, сосредоточен на оси между ограждающей и контрольной по верхностями; количество движения М% этого потока сохраняется
на всем пути; 5) при развороте струи в точке смыкания общее количество
движения кольцевой.струи сохраняется.
Сосредотачивая импульс струи на линии раздела, уравнения
102
измененияколичества движения в рассматриваемом контуре можно. записать в виде: _
в проекции на ось X
- -2 |
( 2) |
соуь -Мх - д Р ~дР* Г |
в проекции на ось г
|
|
- |
_ |
К |
<85 |
|
зсп/З - Мг = |
2дР /гс/х |
|||
где $ - угол |
истечения |
струи; |
’ О |
|
|
|
|
|
|||
- |
. , |
- |
л |
. |
|
Л '- относительный радиус,. Г |
= |
|
|||
Решая (2). и (3) относительно |
—■°о |
— |
|
||
и /У/* и разделив второе |
|||||
на перцое, получим дифференциальное уравнение |
линий раздела |
||||
•струи |
|
|
|
|
|
- |
_ Мг |
|
|
- X |
|
с!г |
^ &д/3 - 2дР1?3Х , |
||||
|
М х |
Д Р Г 2 - Д р + С О З $ |
|
Принимая равными поверхности эжектирования плоской и коль цевой струй на основном участке и выражая распределение скорос тей в поперечных сечениях струи по Г.Шлихтингу, после преобразо ваний получим:
относительная координата точки смыкания
р = _ * ____ / |
|
|
к. |
V 1 / л д Г - |
(5) |
где Д « д Р г 2 - д Р * созуз ;
расстояние вдоль линии раздела от начала' истечения до точ ки смыкания
относительная площадь поверхности раздела с учетом эжектирующей поверхности кольцевой струи на участке от сопла до рассматриваемого сечения
р = ЫН* |
= / |
г с/г |
0) |
|
V 1 -л2 |
||||
о |
о |
|
относительный объем циркуляционной зоны, расположенной меж» ду линией раздела,
V |
/ |
Р^лс/г |
|
'О |
О |
/ / - д Г ; |
8) |
относительная скорость наоси струи:_____ |
|
||
. . \1в0 а*о,5В0созл) |
(9) |
||
|
|
|
|
где В0 - относительная условная ширина щели сопла, |
Вл |
||
В0- —п~ . |
Полученные уравнения (1)-(9) позволяют определить интере сующие геометрические и кинематические параметры рассматривав^ мого воздушно-струйного укрытия ожогового больного* Приведён ные интегралы являются эллиптическими функциями. Решение Получен ной системы уравнений для кольцевой струи производилось на ЭВ&1 для угла истечения$ = 0. При этом течение считалось изотермич ным, коэффициент падения количества движения 1 = 1.
■Библиографический список
1.Кузин М.И. Ожоговая болезнь/М.: Медицина, 1982. 159 с.
2.Кузьмин М.С. Теория И расчет локализующих струйных ог раждений источников вредных выделений // Водоснабжение й сани тарная техника. 1974. № 12. С . '22-26.
3.Современные средства первой помощи.и методы леченияожоговой болезни: Всесоюэ.конференция. М., 1986 . 350 с;
4.Столер В.Д. Исследование деформации кольцевой турбу лентной струи // Изв. вузов. Строительство и архитектура. 1977. № 5. С. 114-121.
5.Столер В.Д. Эжектируклцая способность кольцевых турбу лентных струй // Изв. вузов. Строительство и архитектура. 1979. » I. С. 101-106.
6.Тарнопольский М.Д. Распределение воздуха коническими струями // Водоснабжение и санитарная техника. 1973. № 10.
С.21-24.
7.Шлихтинг Г. Теория пограничного олоя. М.: Наука, 1974.
712 с.
Получено 20.01.94
УДК 618.71.13.138
М .Г. СУЛЕЙМАНОВ,! Л.И. КОРОТКОВА, М.С. АЩИБАШЕВА
(Магнитогорский горно-металлургический институт)
УЛУЧШЕНИЕ) СОСТОЯНИЯ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ КВАРЦЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ
Проанализировано состояние воздуш ной среды при производстве кварце вой крупКи. Рекомендованы мероприя тия по оздоровлению воздуха рабочей зоны/ включающие устройство установ^ ки обеспыливания непосредственно за дробильным агрегатом..приведены <
результаты исследований и зависимос ти для расчета основных параметров.
При добыче пьерооптического минерального сырья наряду с выходом оптического кварца и пьезокварца, используемого в раз личных отраслях промышленности, попутно извлекается обычный кварц. Он складируется в отдельных отвалах, загрязняя -окружа ющую среду. Этот материал может быть, использован в виде квар цевой крупки’и кварца повышенной прозрачности и химической чистоты в стекольной, металлургической, химической и других отраслях промышленности.'
Исходное сырье размером 10-60, мм промывают и удаляют вручную включения других пород. Д л я получения материала тре буемой крупностиЗбн должен подвергаться дроблению, измельчению и сортировке, что приводит к значительной запыленности воздуха рабочей зоны. Содержание кварцевой пыли в воздухе должно быть
не более I мг/м3 , поэтому технологические операции со значитель ным выделением пыли Отделяют от более чистых процессов. Б комп
лекс предприятия входят, четыре, помещения: промывочное; ручной сортировки;сушки,дробления,измельчения сырья,классификации и на
копителей готовой продукции;затаривания и упаковки продукции. Причём последнее помещение находится между вторым и третьим. Вентиляционное и пылеочистное оборудование расположено в при строе. Между собой помещения связаны двойными дверьми с там буром и конвейерными проемами в стенах.
В качестве основных мероприятий по снижению запыленности предусмотрено устройство укрытий пылящих мест технологического
и транспортного оборудования, |
мест |
перегрузок, |
загрузки, выгруз |
ки материала. Б проемах конвейеров |
установлены |
специальные фар |
|
туки, а в местах наибольшего |
генерирования пыли |
- аспирационные |
105
устройства. Пыль улавливается при помощи дымососа ДП-12 в четы рех циклонах ЦК-Н диаметром 60.0 мм.
Выполненные мероприятия оказались недостаточными для соз дания требуемого качества воздуха в рабочей зоне. Фактическая запыленность в помещениях дробления и классификации составила до 80 мг/м3, а в помещениях мойки и ручной сортировки, где отсутствует пылегенерирующее оборудование, - 10 и 20 мг/м3 . Содержание в пыли мелких частиц размером менее 0,1 мм достига ло 60 Дисперсность пыли возрастала в помещениях, где отсут
ствуют источники пылеобразования, за счет проникновения длитель но витающей пыли в основном через конвейерные проемы.
Анализ показал, что основными причинами повышенной запылен ности воздуха являются невозможность качественной герметизации вибрирующего дробильного и классифицирующего оборудования; неправильная эксплуатация аспирационного оборудования и неудов летворительные температурные режимы в помещении дробления,осо бенно в холодный период; невозможность орошения из-за жестких требований по влажности к техническим условиям на продукцию; переизмельчение материала в связи с использованием трех ступеней дробления - две щековые дробилки и мельница; неправильный выбор направлений движения потоков вентиляционного воздуха и транспорт ных потоков; вторичное пылеобразование при ручной уборке помеще ний. Поэтому для снижения запыленности представляется целесооб разным предусмотреть дополнительные Механические мероприятия.
Для предотвращения проникновения пыли с воздухом через проемы из помещения дробления в помещение упаковки продукций и далее в помещение ручной сортировки следует создать с помощью вентиляционных систем разность давлений. В. помещении ручной сортировки кварца с большим количеством постоянных рабочих мест предложено создать избыточное давление 50-70 Па, в помещении упаковки - атмосферное давление, а в помещении дробления - раз режение 50-70 Па.
Значительное влияние на запыленность и работу аспирацион ных систем оказывает микроклимат помещения, особенно в зимнее время. При различных температурах воздуха в загрязненных поме щениях, в которых производится отсос воздуха, и в помещениях, где расположено очистное оборудование, происходит осаждение и слипание частиц при конденсации влаги и преждевременный выход из строя вентиляционного оборудования .Во избежание этого, следует обеспечить нормальную работу систем отопления во всех помещениях.
106
Составной частью комплекса мероприятий по обеспыливанию возду ха является устройство системы пневматической уборки помещения участка дробления, которая позволяет ускорить процесс очистки пола, стен, оборудования.
В настоящее время разработаны-достаточно эффективные ме тоды уплотнения, когда наряду с металлическими и прорезиненными кожухами применяют быстротвердеющие пенополистироловые материа лы, наносимые набрызгом. Это позволяет за счет повышенной гер метизации на 15-30 %снизить запыленность. Однако наличие зна чительного количества вибрирующего оборудования (дробилок,гро хота, узлов перегрузки) на фабриках рассматриваемого типа при водит к быстрой разгерметизации и эффективность применения смесей ухудшается. Поэтому на практике следует стремиться к уменьшению количества дробильного оборудования, механических классификаторов и т.д. Для рассматриваемой фабрики предложено перейти на одно стадийный режим измельчения в гладковалковых дробилках типа Г с использованием устройства для отбора частиц с малой круп ностью сразу же после дробильного агрегата, с подачей неконди ционных материалов (муки) на очистные аппараты (циклоны, фильт ры) с последующим затариванием в мешки (рис. I)..
Система очистки воздуха от пыли работает Следующим обра зом. Кварцевые частицы из дробилки попадают на наклонную решет ку с щелями, через которую продувается воздушныйпоток. Пылероздушная смесь подхватывается и удаляется асцирационноЙ системой.
Для определения параметров установки обеспыливания предлог жена математическая модель удаленияпылевидных частиц воздушны ми потоками, позволяющая определять скорость .уноса* кварцевых частиц требуемых размеров, размеры щелей и,другие конструктив ные размеры аппарата, -соотношение объемов продуваемого -и отса- ' сываемого воздуха. Эта модель базируется на имеющихся в литера туре /1,2/ материалах по аэродинамике в аппаратах с псевдоожи-
.женным слоем.
В общем случае скорость уноса Шу зависит от режима движе ния материала в потоке воздуха и определяется, исходя из крите рия Рейнольдса ^ :
где ^ |
- кинематическая вязкость воздуха, |
м^/с; |
||
с1 - максимальный размер частиц^ подлежащих, уносу, м. |
||||
.Критерий Рейнольдса находится по выражению /2/ |
||||
|
# |
|
___ ;___ |
( 2) |
|
е : (В + 0,61\ГАг |
1 |
||
где /4^ - критерий Архимеда, определяемый по формуле |
||||
|
. |
4 ( Р » - А > 9 |
(3) |
|
|
1 |
|
|
|
|
А - |
^ |
’ |
|
здесь |
- плотность материала, |
кг/мэ ; |
|
Р- плотность воздуха, кг/м3 .
По результатам.исследований составлен график (рис. 2), позволяющий определить Му уноса различных по крупности частиц кварца, продуваемых и отсасываемых потоком аспирационного возду ха. Например, для получения крупки размером, более 0,5 мм имеем А%« 1,06*10^ и Шу* 4,2 м/с при плотности материала рп = ■ 2650 кг/мэ.
Для повшения эффективности аппарата, работающего в режиме непрерывного движения материала, фактическую скорость уноса сле дует принимать в 1,2 - 1,3 раза больше расчетной.
Рис. 2. Зависимость скорости уноса частиц кварца от критерия Архимеда
Для расчета сечений отверстий решётки (щелей) 30 использо вали уравнение /2/
Г= -|2- (00 = О , Н О , |
(4) |
где Зд - сечение во всасывающем отверстии аспирационного укры
тия, |
м 2 . |
$ |
. ЮО |
1,34 . |
|
|
Для рассматриваемого примера |
— |
----= 0,7... |
о |
|||
Таким образом, площадь щелей |
|
о,о |
-2. |
|||
Зф= Г-8д — 1,3к' 3а • 10 |
М&. |
|||||
Для определения массы М(.Ь) |
или, объема унесенного потоком- |
|||||
воздуха' материала |
необходимо |
знать начальную концентрацию мел |
||||
ких фракций |
С0 |
, величину пути |
Н от начала |
псевдоожижения |
до его завершения. Тогда время пребывания в состояний псевдо ожижения Ь '= у / щ ,. а масса удаляемого материала /3/
|
мЩш |
моа - ср)___ |
где Мо - |
|
1-С0 • ехр (- кЬ) |
масса материала в интервале псевдоожижения, кг; |
||
К - |
параметр уноса, |
,, Л , |
/Ш-цй, V 5 с/к1
к -т я (-щ М -) -ЦУГ
где (й= 1Ли?у,- скорость проявки материала, м/с; - максимальный диаметр частиц, удаляемых в аспирацию,м.
При выборе размеров аппарата следует Пользоваться соотноше
нием
ну *
где Ь - размер камеры продувания по длине; скорость витания максимальных по крупности частиц, под лежащих удалению.
Для определения соотношений объемов поддуваемого и удаляе мого воздуха проведены экспериментальные исследования на анало гичной установке по обеспыливанию кокса сухого тушения (полу ченное оптимальное соотношение объемов 1:2). Учитывая особеннос ти аэродинамических свойств кварцевого материала, рекомендуется
.соотношение 1:2,5 /I/.
Предложенные мероприятия по снйжению запыленности на рабо чих местах уменьшают вероятность возникновения профзаболеваний.
Библиографический список
1.Гофгер К., Деллеман У. Обеспыливание кокса сухого туше ния: Матер. I Всемирного конгресса по коксохимическому производ ству. Эссен, ФРГ, 1987.
2.Лева М. Псевдоожижение / Пер. с англ.; Под ред. Н'.'И.Гельперина. М.: Гостоптехиздат: 1961. 400 с.
3.Расчеты аппаратов кипящего слоя: Справочник / Под ред. И.П. Мухленова, Б.С. Сажина, В.Ф. Фролова. Л.: Химия, 1966. 352 с.
Получено 20.01.94
УДК 6X4.73.16
Н.П. ЮХИМЕНКО, Е.В. ДОНАТ
(Сумский государственный университет)
ОБЕСПЫЛИВАНИЕ ПЕРЕРАБАТЫВАЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ КАК СРЕДСТВО УСТРАНЕНИЯ ПЫЛЕЭДЦЕШЕНИЯ
Приведены результаты испытаний и эксплуа тации гравитационных полочных пневмосе-
110