РАЗДЕЛ 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ
ЧАСТИЦ УДОБРЕНИЙ В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНО -
ВЫСЕВАЮЩЕЙ СИСТЕМЕ
2.1. Обзор теоретических и экспериментальных исследований
транспортирующих труб и винтовых конвейеров
Транспортирующие трубы, предназначенные для перемещения насыпных грузов, разделяют на два вида - гладкостенные и винтовые [56, 136].
Винтовая транспортирующая труба, как отмечают в своей работе Спиваковский А.О. и Дьячков В.К. [136], вращается на установленных на некотором расстоянии друг от друга парных роликах. Внутри трубы на ее стенке укреплены винтовые витки. Винтовые транспортирующие трубы устанавливают горизонтально или с небольшим наклоном. Разновидностью устройств этого типа являются транспортирующие трубы без винтовых витков внутри, т.е. с гладкой цилиндрической поверхностью.
К преимуществам винтовых транспортирующих труб относится сравнительная простота конструкции и надежность, широкий диапазон производительности и длины. К недостаткам - большая масса, значительные габаритные размеры, высокий расход энергии.
Ходоров Е.И. [146,147] рассматривает скорость движения материала во вращающейся печи (без шнека):
. (2.1)
Коэффициент заполнения печи материалом определяется по формуле:
(2.2)
В соотношениях (2.1), (2.2) обозначено:
А - коэффициент пропорциональности;
D - внутренний диаметр печи, м;
n - скорость вращения цилиндра, об/ч;
- наклон печи, град.;
? - угол естественного откоса материала, град.;
G - производительность печи, кг/ч;
Wм - скорость движения материала, м/ч;
?м - насыпной вес материала, кг/га;
Бушуев Л.П., Ворошилов А.П., Валуйский В.Я. [14, 15, 16, 25] рассматривали движение скольжения твердых частиц по наклонной плоскости с целью определения перемещения материала вдоль оси барабана, однако эта схема исследований в применении к шнековым системам оказывается грубой.
В работах [55, 56, 136] показано, что толщина скатывающего слоя увеличивается при увеличении частоты вращения барабана и что степень заполнения меньше влияет на толщину скатывающего слоя, чем частота вращения барабана. В исследовательских работах [16, 67] рассматривается движение материала в барабанах с большой степенью заполнения (50%).
В работе Кожуховского И.Е. [67] частота вращения цилиндрического решета ограничивается условием:
?2R
R - радиус цилиндра, м;
g - ускорение силы тяжести, м/с2.
Отсюда предельное значение частоты вращения оказывается равным:
(2.4)
где 30 - коэффициент размерности, числовой коэффициент K выбирается в пределах от 22 до 25.
Кинематический режим цилиндрического решета определяется отношением центростремительного ускорения его поверхности (?2R) к ускорению силы тяжести:
(2.5)
Волков В.Ф. [24] предлагает математическую модель движения материала на лопасти барабанной сушилки. В модели принято, что в движении на лопасти участвует лишь материал, расположенный выше угла откоса. Кроме того, в этой работе не уточняется, какие используются угол откоса и коэффициент трения, статистические или динамические, что затрудняет проверку и применение предложенных формул.
Основными показателями, характеризующими эффективность применения шнековых транспортеров с жестким валом, являются производительность и потребляемая мощность.
Зенков Р.Л. [55, 56] предлагает определить производительность винтового конвейера из выражения:
(2.6)
- скорость перемещения материала, м/с;
- расход сыпучего материла, кг/с.
Применение данного выражения для определения производительности накладывает некоторые трудности, так как отсутствует ряд значений параметров и коэффициентов.
Позже производительность горизонтальных и пологонаклонных винтовых конвейеров Зенков Р.Л. предложил определять по приближенной формуле:
(2.7)
где ? - объемная масса т/м3;
h - расчетная высота слоя движущегося материала,
- частота вращения винта, об/мин;
- шаг винта, м;
- наружный диаметр винта, м;
В зависимости от заданной производительности диаметр винтового конвейера (ГОСТ 2037-75) находится в пределах 100...800 мм.
Профессором Самусем А.М. было предложено выражение для определения производительности шнека, которое Морин И.В. [98, 99] рекомендует применять и сейчас:
(2.8)
где - количество материала на единицу длины винтового
конвейера, а - скорость перемещения;
- коэффициент наполнения поперечного сечения;
- объемный вес перемещения материала, кг/м3;
- диаметр вала винта, м.
Однако при применении в расчетах данного выражения следует учесть осевое отставание материала, которое образуется за счет зазора между шнеком и кожухом и зависит от физико-механических свойств транспортируемого материала. Величина осевого отставания материала от осевой скорости винта впервые была обоснована Силиным В.А. [133].
Федюкова К.В. [144] показывает, что коэффициент ? выражает не степень наполнения шнека, а коэффициент подачи, который состоит из двух частей:
, (2.9)
где ?н - коэффициент наполнения желоба материалом;
?с - коэффициент скорости (или степень отставания в движении вдоль оси шнека).
Автор работы Иванов В.Г. [58] присоединяется к мнению Федюковой К.В. и считает, что такое уточнение следует принять во внимание при инженерных расчетах.
Изучением наполнения винтовых конвейеров с жестким валом занимались многие исследователи: Василенко П.М. [17,18], Григорьев А.М. [31], Гутьяр Е.М. [34], Опейко Ф.А. [110], Омельченко А.А. [109], Пономарев В.И. [119] и др. Наполнение
- Киев+380960830922