TRANSPORTOR PNEUMATIC MIXT

1 CONSIDERAŢII GENERALE

1.1 Destinaţie

Transportoarele pneumatice sunt instalaţii destinate transportului silenţios şi ne-poluant al

materialelor pulverulente sau granulare, uscate. Granulaţia curentă a materialului transportat se situează

între limitele 3 5 mm. Pentru granulaţii mai mari transportul pneumatic nu se justifică din punctul de

vedere energetic. În limitele admise, consumul de energie al transportorului nu depăşeşte 5 KWh/t de

material.

Se pot transporta cereale, cărbune, argilă, nisip, etc. cu umiditate de maxim 4%, la productivitate

de 250 300 t/h.

1.2 Principiul transportului pneumatic

Transportul materialului se realizează într-un amestec aer-material, caracterizat prin dozajul

volumic ,

(1.1)

în care:

Vm – debitul volumic al materialului transportat, în m3/h;

Va - debitul volumic al aerului din amestec, în m3/h;

m - productivitatea masică a transportorului, în t/m3;

Qa - debitul de aer necesar transportului, în m3/h;

m - densitatea materialului, în t/m3;

Valorile uzuale ale dozajului volumic sunt:

Propulsia amestecului aer - material se realizează prin crearea unei diferenţe de presiune între

capetele transportorului.

Fig. 1.1 Forţele care acţionează asupra particulei de material

Dacă considerăm o particulă de material cvasisferică de diametru d, figura 1.1, care se deplasează

cu viteza v, într-o conductă verticală cu diametrul Dc, asupra ei acţionează forţa gravitaţională G şi forţa

dinamică Fd cu care curentul de aer, caracterizat prin viteza va, acţionează

asupra particulei, prin neglijarea acţiunii forţei lui Arhimede.

In aceste condiţii propulsia particulei poate fi definită prin ecuaţia

diferenţială:

(1.2)

Forţa dinamică Fd cu care curentul de aer acţionează asupra

particulei se determină cu relaţia:

(1.3)

în care:

- coeficient ce depinde de forma particulei şi de starea suprafeţei

acestuia, pentru particule de forma sferică 0,23;

a - densitatea aerului, în Kg/m3, uzual a = 1,2929 Kg/m3;

A - proiecţia suprafeţei particulei, pe direcţie transversală a

conductei, în m2;

va - viteza aerului, în m/s;

v - viteza particulei, în m/s.

Pentru situaţia în care particula se află în echilibru (pluteşte), situaţie în care acceleraţia particulei

, viteza sa , iar relaţia (1.3) devine:

(1.4)

de unde se deduce:

(1.5)

Întrucât particulele nu sunt apropiate, ca formă, de forma sferică se introduce un coeficient de

corecţie c cu valori conform tabelului 1.1 şi se consideră în locul particulei reale o sferă echivalentă ca

volum cu diametrul d ech, caz în care se deduce din relaţia (1.5) relaţia practică de calcul:

Tabelul 1.1 – Variaţia coeficientului “c”Mărimea bucăţilor de material [mm] 0,5 1 5 10 20 > 30Valoareacoeficientului “c” 1 1 0,9 0,8 0,7 0,6

sau în funcţie de forma particulei, tabelul1.1a Tabelul 1.1a - Variaţia coeficientului “c”

Forma particulei Sferă Rotunjită Alungită Aplatizată

Valoareacoeficientului “c” 1 0,64 0,5 0,45

2

(1.6)

Este de remarcat faptul că viteza de plutire în conductă este mai mică decât cea în spaţiu liber, ea

scăzând cu cât raportul dintre diametrul particulei şi diametrul conductei creşte. Pentru o bună exploatare a

instalaţiei de transportat, dimensiunea particulelor nu trebuie să depăşească 0,3-0,4 din diametrul

conductei. Dacă se ţine seama şi de acest lucru viteza de plutire va deveni:

(1.7)

unde: Dc- diametrul conductei [m].

Relaţia (1.7) se recomandă cu suficientă aproximaţie pentru practica industrială pentru

determinarea vitezei de plutire în cazul particulelor sferice şi pentru rapoarte

Pentru particule de altă formă se introduce pe lângă noţiunea de diametru al sferei echivalente şi

noţiunea factorului de formă Kf care multiplică coeficientul de presiune . Dacă V este volumul particulei

cu o formă oarecare, atunci diametrul sferei echivalente va fi:

(1.8)

unde: V este volumul particulei, în [m3].

Expresia vitezei de plutire în acest caz particular va deveni:

(1.9)

Factorul de formă are valorile recomandate în tabelul 1.2

Tabelul 1.2 - Variaţia factorului de formă Kf

Forma corpului Sferă Formă rotunjită ,

suprafeţe neregulate

Corp

alungitPlacă

Factorul de formă Kf 1 2,5 3 5

Deoarece în cazul transportului pneumatic viteza particulei va fi mai mică la începutul conductei,

ea crescând pe parcurs, viteza necesară absorbirii particulei poate fi considerată a fi:

(1.10)

Viteza de lucru a aerului care trebuie să asigure deplasarea materialului, numită şi viteza de transport se

stabileşte cu relaţia:

(1.11)

Această viteză trebuie să fie între limitele: 15 m / s 35 m / s.

La instalaţiile prin aspiraţie, viteza iniţială a aerului la intrarea în instalaţie se recomandă :

3

[m /s] (1.12)

În tabelul 1.3 se dau vitezele de plutire, stabilite experimental pentru o serie de materiale.

Tabelul 1.3- Vitezele de plutire pentru diverse materiale

Materialul Dimensiuni [mm]

Greutatea specifică [N/m3]

Viteza de plutire [m/s]

Sfere de lemn 30 7600 26Cuburi de lemn 24x24x24 7600 15Bare de lemn 30x30x15 7600 14,5Bare de lemn 40x20x18 7600 13Plăci de lemn 40x40x8 7600 9Rocă - steril 0-5 - 10-16Rocă - steril 5-10 - 10-20Rocă - steril 10-20 - 18-23Grâu - 8000 9,8Orz - 6500 8,7Secară - 7000 2,5Porumb - 7300 9,5Seminţe de rapiţă - 7300 8,2Seminţe de in - 6600 5,2Seminţe de mac - 5900 2,5-4,3Seminţe de bumbac - 6000 9,5Smochine uscate - 4650 11,9-13,2Cicoare neprăjită - 3900 11,9-13,5Cicoare prăjită - 2900 10,5-10,8Coajă de pin - 3600 4,2-5,7Sulfură de zinc 5 22800 17,7Lignit, nuci mijlocii 25 6200 10,6-11Lignit, nuci foarte mici

15 7500 8,7

Antracit concentrat 4,4 - 7,5Praf cărbune, fineţe normală

0,07 - 0,14

Ciment portland 0,06 10000-12000 0,22Ciment portland 0,086 10000-12000 0,34Balast 45 - 31,2Gips pentru forme 0,086 6500-8500 0,34Rumeguş de fag umed

- - 5,5-7

Talaj de fag umed - - 14,5-15

La instalaţiile prin refulare de joasă presiune, viteza finală a aerului, la ieşirea din instalaţie poate fi luată : [m / s] (1.13)

Pentru materiale cu dimensiunea particulei sub 1 mm, există recomandarea ca viteza iniţială a aerului la instalaţiile prin aspiraţie şi cea finală la instalaţiile prin refulare de joasă presiune să aibă valoarea :

[m / s] (1.14)iar viteza finală la instalaţiile prin refulare de presiune medie sau mare să aibă valoarea :

[m / s] (1.15)

TEMA PROIECTULUI

4

Se va proiecta un transportor pneumatic mixt în vederea transportării ……….. de la locul de

depozitare până la buncarele din siloz. Traseul de conducte din figura 2 are lungimi corespunzatoare

datelor de proiectare. Echipamentele ce compun instalaţia de transport corespund figurii 1.

a) DATE INIŢIALE

productivitate transportor …………………. G = [N/h]

volumul maxim al particulei ……………….. Vm = [mm3]

viteza de plutire a materialului……………… vp= [m/s]

greutatea specifică a materialului…………… = [N/m3]

greutatea specifică a aerului…………………. = 12,93 [N/m3]

traseu ……………………………………….. conform schemei din figura 1, având

dimensiunile:

- L1 = L2 = L3 = L4 = [m]

L5 = [m]

L6 = L18 = L19 = [m]

L7 = L12 = L14= [m]

L25 = L10 = [m]

L8 = L24 = [m]

L9 = L22 = L23 = [m]

L16 = [m]

L11 = [m]

L13 = [m]

L15 = [m]

L17 = [m]

5

1. CONSIDERAŢII GENERALE

Transportoarele pneumatice sunt instalaţii destinate transportului silenţios şi ne-poluant al materialelor pulverulente sau granulare, uscate. Granulaţia curentă a materialului transportat se situează între limitele 3 5 mm. Pentru granulaţii mai mari transportul pneumatic nu se justifică din punctul de vedere energetic. În limitele admise, consumul de energie al transportorului nu depăşeşte 5 KWh/t de material. Se pot transporta cereale, cărbune, argilă, nisip, etc. cu umiditate de maxim 4%, la productivitate de 250 300 t/h.

In cazul instalaţiilor de transport pneumatic cu antrenarea particulelor în curent de aer, aerul antrenează fiecare particulă separat, chiar dacă mişcarea fiecărei particule este influenţată de ciocnirile cu particulele vecine. Ca principiu, propulsarea materialelor cu granulaţie fină şi mijlocie are loc ca urmare a creerii unei diferenţe de presiune între punctele extreme ale conductei (la intarea şi ieşirea din conductă). La destinaţie, materialul este separat de curentul de aer şi este depozitat într-un recipient, iar aerul se reîntoarce în atmosferă după ce s-a curăţat de praf.

2. CONSTRUCŢIA ŞI FUNCŢIONAREA TRANSPORTORULUI

2.1 Construcţia transportorului

Instalaţia de transport pneumatic din figura 2 se compune dintr-un transportor pneumatic cu

funcţionare prin aspiraţie şi unul cu funcţionare prin refulare. Maşina pneumatică 6, o pompă pneumatică

cu pistoane aşezate în linie, deserveşte şi delimitează cele două transportoare.

a. Transportorul pneumatic cu funcţionare prin aspiraţie cuprinde două sorburi 1 respectiv 2,

situate la punctul de încărcare al materialului şi racordate la conducta de aspiraţie 3. În apropierea maşinii

pneumatice 6 se află un separator centrifugal (ciclon) 4 urmat de un filtru de aer 5. Printr-un sistem de

supape aerul aspirat din filtru este refulat în acumulatorul de aer comprimat 10, un recipient din tablă de

construcţie sudată şi care este supus verificărilor I.S.C.I.R. Ciclonul şi filtrul cu saci sunt prevăzuţi în

partea inferioară cu dozatoare celulare.

b. Transportorul pneumatic cu funcţionare prin refulare foloseşte aerul comprimat din

acumulatorul 10 şi transportă amestecul nou format aer-material prin conducta 9 care, la destinaţie se

ramifică spre două posturi de lucru, fiecare prevăzut cu câte un ciclon 4 şi un filtru 5 echipate în partea

inferioară cu dozatoare celulare.

Trebuie remarcat faptul că maşina pneumatică 6 este antrenată de către un motor electric 7, prin

intermediul unui mecanism bielă - manivelă 8. Anasamblul sorburilor cât şi ansamblul cicloanelor şi

filtrelor de la descărcare sunt racordate la conductele rigide prin conducte flexibile.

1.3 Funcţionarea transportorului

Prin amplasarea maşinii pneumatice între cele două transportoare se asigură depresiunea necesară în transportorul ce funcţionează prin aspiraţie dar şi presiunea din transportorul ce funcţionează prin refulare. Buna funcţionare a maşinii pneumatice este asigurată de un montaj special de supape, de sens unic,

6

Fig. 2 Instalaţie de transport pneumatic mixtă. Schema de principiu

fig.3, care asigură unidirecţionarea aerului indiferent de cursa activă sau pasivă - - - - a pistoanelor.a. Încărcarea materialului de transportat se realizează cu

ajutorul sorburilor 1 şi 2 prin aspirare şi amestecare cu aerul

atmosferic. În sorb, dozajul, se efectuează în anumite limite .

Amestecul material - aer este vehiculat prin conducta de

transport 3, de diametru constant, până la intrarea în ciclonul 4.

Cum intrarea se realizează tangenţial, particulele sunt supuse

forţei centrifuge, iar aerul îşi micşorează viteza datorită creşterii

secţiunii de curgere (diametrul ciclonului 4 este cu mult mai

mare decât al conductei 3). Ca urmare particulele se separă din amestec şi cad spre dozatorul celular al

ciclonului. Aerul antrenează o parte din praful foarte fin şi pătrunde în filtrul 5 de unde, purificat, ajunge

în una din camerele pistoanelor maşii pneumatice. Praful separat, în filtru, cade în partea inferioară spre

dozatorul celular.

b. Aerul purificat este comprimat în maşina pneumatică de unde este dirijat spre acumulatorul 10.

O supapă de siguranţă protejează carcasa acumulatorului împotriva depăşirii presiunii maxime de lucru,

iar un regulator de presiune asigură presiunea constantă pentru instalaţia de transport cu funcţionare prin

refulare pe conducta 9.

În conducta 9 se dozează cu dozatoare celulare praful şi materialul colectat în filtru respectiv

ciclon şi noul amestec urmează traseul până la descărcare.

La această instalaţie descărcarea se face prin două posturi ambele fiind dotate cu câte un separator

centrifugal (ciclon) 4 şi câte un flitru 5. Aerul purificat în filtrul 5 este redat atmosferei.

3 PROIECTAREA INSTALAŢIEI

3.1 Viteza de transport a aerului

Viteza aerului se poate determina în funcţie de lungimea traseului de conducte, cu condiţia ca viteza rezultată din calcule să se încadreze în limitele 15 m / s 35 m / s.

[m / s] (1)

unde : – coeficient ce depinde de granulaţia particulelor de material;B – coeficient ce depinde de starea materialului;

- greutatea specifică a materialului transportat [N / m3] ;

- lungimea echivalentă a traseului de conducte [m].

Coeficientul se adoptă în limitele , limita inferioară fiind valabilă pentru materiale uscate prăfoase. Coeficientul se adoptă conform valorilor din tabelul 2.4.

Tabelul 1- Valorile coeficientului Granulaţia [mm] 0-1 1-10 10-20 40-80Coeficientul 10-16 16-20 20-22 22-25

Pentru instalţiile de transport cu aspiraţie termenul se neglijează, dacă lungimea nu depăşeşte 100 m.

7

Lungimea echivalentă se poate calcula cu relaţia : [m] (2)

unde: - suma porţiunilor orizontale ale conductelor [m];

- suma porţiunilor verticale ale conductelor [m] ;

- suma lungimilor echivalente ale rezistenţelor locale [m].Lungimea echivalentă a rezistenţelor locale (coturi, ramificatii) se calculează cu relaţia:

(3)

unde: - suma lungimilor coturilor;

- suma lungimilor ramificaţiilor;

numărul coturilor; - lungimea unui cot;

numărul ramificaţiilor; lungimea unei ramificaţii.

Lungimile echivalente în metri ale coturilor de 900 , în funcţie de granulaţia materialului şi de raportul între raza medie de curbură R a cotului şi diametrul interior al acestuia sunt indicate în tabelul 2.

Tabelul 2 –Lungimi echivalente în metri, ale coturilor de 90o

Granulaţia materialului

Raportul R/Dc

4 6 10 20Material prăfos 4-8 5-10 6-10 8-10Material granulat - 8-10 12-16 16-20Material mărunt - - 28-35 38-45Material mediu - - 60-80 70-90

Valorile mai mici se referă la materiale abrazive şi la viteze de transport mai mari. Pentru unghiuri ale coturilor mai mici ca 900, lungimile echivalente trebuie înmulţite cu un coeficient (M), ale cărui valori sunt prezentate în tabelul 3.

Tabelul 3 - Valorile coeficientului de corecţie a lungimii coturilor cu unghiuri mai mici de 90o.φo 15 30 45 60 70 80M 0,15 0,2 0,35 0,55 0,7 0,9

Se va calcula viteza aerului pentru zona ce funcţionează cu aspiraţie cât şi pentru zona ce funcţionează pe refulare, ţinând seama de lungimea conductelor, numărul coturilor sau ramificaţiilor pentru fiecare zonă. Se va adopta o valoare pentru raportul R/Dc în funcţie de tipul materialului transportat. Valorile rezultate din calcul trebuie saespecte inegalitatea: 15 m / s 35 m / s. Se vor rotunji la numere întregi.

Aspiraţie

;

Refulare

8

; ;

3.2 Dimensionarea conductelor

Diametrul conductelor

Buna funcţionare a unei instalaţii de transport pneumatic depinde de dozajul amestecului aer – material de transportat, caracterizat prin coeficientul de dozaj volumic notat V. Acesta se exprimă ca raportul între debitul volumic de material şi debitul volumic de aer:

(4)

unde: m - productivitatea masică a instalaţiei [t/h];Qa - debitul de aer [m3/h];m - densitatea materialului [t/m3];

- productivitatea gravimetrică a instalaţiei [N/h];

- greutatea specifică a materialului [N/m3].Alţi parametri care caracterizează amestecul aer- material sunt: coeficientul de dozaj gravimetric

notat G, precum şi coeficientul de dozaj masic notat M, care se pot determina în funcţie de coeficientul de dozaj volumic cu relaţiile:

(5)

(6)

unde: m, m- greutatea specifică, respectiv densitatea materialului;a, a- greutatea specifică, respectiv densitatea aerului;Valorile uzuale ale coeficientului de dozaj volumic se recomandă în limitele:

Debitul aerului necesar transportului se va calcula cu relaţia:

[m3/h]

(7)

Diametrul conductei se poate determina dacă se cunosc debitul şi viteza aerului, cu relaţia:

[m] (8)

unde: Qa - debitul aerului [m3/h];va - viteza aerului [m/s];

- coeficient de pierderi, .Observaţie: Se va ţine seama că pe zona cu aspiraţie cu lungimile de conducte L 1, L2, L3 şi pe

zona de refulare cu lungimile de conducte L18….. L25 debitul aerului se va lua pe jumătate faţă de valoarea calculată cu relaţia (7). Pentru lungimile de conducte L4…..L13, pe zona cu aspiraţie şi lungimile L14…..L17

pentru zona cu refulare se va lua în consideraţie valoarea calculată cu relaţia (7). Deasemenea se va ţine 9

seama de viteza aerului calculată pe cele două zone cu aspiraţie, respectiv cu refulare pentru tronsoanele indicate .

Verificarea înfundării conductelor

Pentru a evita înfundarea conductelor cu mărimile calculate anterior se determină constanta C, pentru fiecare grup de conducte cu acelaşi diametru şi aceeaşi viteză a aerului. Pentru lungimile de conducte L4…..L13, pe zona cu aspiraţie şi lungimile L14…..L17 pentru zona cu refulare, pornind de la relaţia:

(9)

Valorile rezultate din calcul trebuie sa fie mai mici decât , valoare care a fost

stabilită pe cale experimentală şi care corespunde limitei de înfundare a conductei, pentru cereale.

Dacă nu se verifică inegalitatea , se adoptă o valoare pentru C, care să respecte inegalitatea.

Utilizând relaţia (9) şi viteza aerului pe zona cu aspiraţie se recalculează diametrul conductei care va

corespunde pentru lungimile de conducte L4…..L13. Se recalculează debitul de aer :

[m3/h] (10)

unde : - aria secţiunii conductei corespunzatoare diametrului recalculat [m2];

Pentru coeficientul de dozaj gravimetric utilizat în calcule se calculează productivitatea insta-

laţiei asigurată de debitul de aer recalculat:

[kN/h] (11)

Productivitatea calculată trebuie sa fie mai mare decat cea dată prin tema proiectului.

Dacă nu se verifică aceasta condiţie se refac calculele, adoptând un alt coeficient C în limitele

care să determine creşterea diametrului conductei şi implicit al debitului aerului, care să verifice

inegalitatea . După ce s-au făcut aceste verificări se recalculează diametrul pentru conductele cu

lungimile L14…..L17 pentru zona cu refulare, utilizând în calcule debitul de aer care satisface condiţia

şi viteza aerului pe zona cu refulare. Se recalculează şi diametrele conductelor de pe zonele cu

lungimi L1, L2, L3 pe aspiraţie şi pe zona de refulare cu lungimile de conducte L18….. L25 debitul aerului se

va lua pe jumătate faţă de valoarea finală.

Viteza de regim a materialului

Viteza de regim a materialului se determina pentru fiecare zonă si grup de conducte, pe baza re-laţiei:

(12)

unde:vp - viteza de plutire [m/s]; va – viteza aerului [m/s];

10

vm – viteza materialului [m/s]; g - acceleraţia gravitatională [m/s2];Dc – diametrul conductei [m];

- factor de proporţionalitate.- factor de proporţionalitate, depinde de felul materialului transportat si de materialul conductei

(tabelul 4).

Tabelul 4 Rezultate experimentale ale factorului de proportionalitate λm*

Produsul de transportat

Materialul din care este făcut

discul

λm* Produsul de

transportatMaterialul din care este făcut

discul

λm*

Cocs Oţel călit 0,0014 Grâu, Aluminiu dur 0,0032Ø= 5 mm Oţel moale 0,0034 boabe de

cerealeCupru moale 0,0030

l=4,5mm Aluminiu dur 0,0040 Huilă Oţel călit 0,0023Cupru moale 0,0019 Ø=3-5 mm Oţel moale 0,0019

Grâu, Oţel călit 0,0032 Aluminiu dur 0,007boabe cereale

Oţel moale 0,0024 Cupru moale 0,0012

Sfere desticlă

Oţel călit 0,0025 Carbo-rund Aluminiudur

0,0360

Ø= 4 mm Oţel moale 0,0032 Ø=3-5 mm Oţel călit 0,0060Aluminiu dur 0,0051 Cuarţ Oţel moale 0,0072

Sfere de sti - Oţel moaleclă Ø=8 mm

0,0124 Ø=3-5 mm Aluminiu dur 0,0185Cupru moale 0,031

Factorul de proporţionalitate β are valoarea 1 pentru conducte verticale, ceea ce înseamnă că greutatea materialului nu acţionează pe pereţii conductei şi rezistenţa produsă este egală cu greutatea produsului. Dacă este o conductă înclinată, trebuie ca β să aibă cel puţin valoarea unde cu s-a notat unghiul de înclinare al conductei faţă de orizontală. Pentru conducte orizontale, este egal cu coeficientul de frecare la alunecarea granulelor pe perete. Se poate considera cu condiţia ca valoarea rezultată să nu fie mai mare decât coeficientul de frecare la alunecarea granulelor pe perete. Cu această ocazie se consideră că la viteze mai mari ale aerului, particulele de material sunt purtate de forţa aerului.

Pe baza consideraţiilor făcute pentru conducte orizontale, se poate scrie pentru conducte oblice:

(13)

sau(14)

unde: μm reprezintă coeficientul de frecare în cazul alunecării la perete.

3.3 Căderile de presiune în lungul traseului

Se vor calcula căderile de presiune separat pentru cele doua zone (aspiraţie si refulare) si in final se vor însuma pentru a determina căderea de presiune totală.

-Căderea de presiune statică - Căderea de presiune statică se produce datorită frecării amestecului aer material cu peretele

conductei. Pentru calcul se utilizează relaţia :

(15)

unde: - coeficient de rezistenţă la transportul amestecului aer-material;- greutatea specifică a aerului [N/m3];

va – viteza aerului [m/s];Dc – diametrul conductei [m];

11

Fig.4 Variaţia valorilor experimentale ale lui K1, la transportul grâului, pentru diferite viteze de transport va şi diametre de conducte.

g – acceleraţia gravitaţională [m/s2];Lech – lungimea echivalentă a porţiunii drepte de conductă cu diametrul Dc inclusiv a coturilor [m];

- coeficient de dozaj gravimetric.(16)

unde: - coeficient de rezistenţă la deplasarea aerului, similar cu coeficientul de frecare pentru aer la trecerea prin conductă, care se calculează cu relaţia:

(17)

Mărimea rugozităţii absolute , necesară pentru determinarea coeficientului de rugozitate k (relaţia 18) se dă în tabelul 5.

Starea interioară a conductei este caracterizată de coeficientul de rugozitate relativă k, ce se exprimă ca raportul între rugozitatea absolută şi diametrul conductei Dc.

(18)

Coeficientul k1 din relaţia (16) se determină din figura 4, pentru grâu sau boabe de cereale, sau din tabelul 6 , pentru diferite materiale. Pentru materiale care nu sunt cuprinse în tabel se pot adopta valori k1

orientativ asimiland duritaţile şi dimensiunile materialelor respective cu cele prezentate în tabel.

Tabelul 5– Mărimea rugozităţii absolute pentru diverse conducte.Grupa de conducte δ[mm]

Conducte noi de oţel 0,03-0,05Conducte de oţel întrebuinţate (ruginite) 0,1-0,3 Conducte vechi, sudate sau trase din oţel, bine montate, tehnic netede, destinate pentru abur, supuse coroziunii.

0,2-0,5

Conducte pentru aer comprimat 0,8Conducte vechi, nituite sau de fontă, pentru apă sau gaze umede 0,85Conducte vechi, puternic corodate 1,5-3Valoare medie pentru conducte de transport 0,5-1Valoare medie pentru conducte de apă 0,4-1,5Conducte noi, nituite sau de fontă, pentru apă sau gaze umede 0,5Conducte de apă cu grad mare de rugină şi pentru gaz de cocs ruginite 1-3Conducte noi sudate sau trase din oţel bine montate, tehnic netede, destinate pentru abur, supuse coroziunii.

0,15-0,1

Conducte noi de fontă noi 0,1-0,4 Conducte de fontă întrebuinţate (ruginite) 1-1,5Conducte de fontă întrebuinţate uşor până la un grad mare de ruginire 1,5-3

a- Conductă care are diametrul Dc = 420 mmb- Conductă care are diametrul Dc = 295 mmc- Conductă care are diametrul Dc = 113 mmd- Conductă care are diametrul Dc = 46mm

Valorile recomandate pentru k1 sunt valabile atât pentru conducta orizontală cât şi pentru cea verticală, deşi în anumite lucrări se afirmă că valoarea lui k1 este mai micaă pentru conducte verticale.Determinarea experimentală a coeficientului k1 pentru un mare număr de materiale a permis următoarele concluzii:-pentru domeniul de funcţionare caracterizat prin viteza aerului mai mare de 15 m/s (repartizarea materialului în conductă este uniformă, materialul este transportat în stare de

12

suspensie), coeficientul k1 este constant pentru un material şi un diametru de conducte date, fiind independent de viteza aerului si concentratia amestecului;- valoarea coeficientului k1 depinde de proprietaţile fizice ale materialului transportat, de duritatea materialului din care este făcută conducta, de asperitătile conductei, factori care influentează şi coeficientul de frecare la alunecarea uscată a materialului pe o suprafaţă.

Tabelul 6 Valori experimentale ale coeficientului k1Nr.crt

Materialul transportat Dc

mmk1 pentru viteza aerului va=16-35 m/s

16 20 22 25 351 Grâu 46 0,21 0,14 - 0,1 0,09

95 - - 0,216 - -113 0,44 0,3 - 0,23 0,18295 - 1,00 0,85 0,75 -420 1,55 1,35 - 1,2 1,1

2 Cenuşă dmed=0,142mm 41 0,2 - 0,2 - -3 Cenuşă dmed=0,82mm 41 1,15 - 1,15 - -4 Cenuşă dmed=1mm 41 - 1,2 - - -5 Cenuşă dmed=1,5mm 41 - 1,35 - - -6 Cenuşă dmed=2mm 41 - 1,45 - - -7 Bumbac brut 480 - 1,5 1,06 - -8 Rocă d=0-80mm, vp=15-20m/s

vm/va=0,6, conducta l~115m150 - - - - 0,11-

0,1539 Nisip d=0,5-0,75mm

(conductă de cupru)50 - - - - 1,6

10 Bile de sticlă şi orice material comparabil ca duritate d=2mm

50 0,52 - - - -

Căderea de presiune statică -[N/m2] (19)

Pe baza celor prezentate se pot face calculele pentru cele două zone, fiecare termen al relaţiilor (19) şi (20) se calculează cu relaţia (15), utilizând precizările de mai jos.

Aspiraţie

(20)

;

; ; ;

; ;

Refulare

(21)

;

13

; ; ;

; ;

- Căderea de presiune datorită diferenţei de nivel -

[N/m2] (22)

Fiecare termen al relaţiei (22) se calculează cu relaţia (23):[N/m2] (23)

unde:

- greutatea specifică a aerului, =(0,08-0,1) 102 N/m3- pentru instalaţii sau zone din instalaţie

ce funcţionează cu aspiraţie; =(0,16-0,2) 102 N/m3 pentru instalaţii sau zone din instalaţie ce

funcţionează cu refulare;- - suma lungimilor tronsoanelor verticale cu acelaşi diametru (în calcule se vor considera

cu valori pozitive lungimile conductelor pe care fluxul este ascendent şi cu valori negative, lungimile de conductă pe care fluxul este descendent); Aspiraţie

[m]

Refulare [m]

- Căderea de presiune dinamică, datorită accelerării amestecului aer-material -

[N/m2] (24)

Fiecare termen al relaţiei (24) se calculează cu relaţia (25):

[N/m2] (25)

unde: kd =0,25…0,29, coeficient ce ţine seama de faptul că viteza materialului este mai mică decât a aerului (valorile mai mici se iau pentru materialele pulverulente, cele mai mari pentru materiale granulare sau în bucaţi).

– Căderea de presiune datorită rezistenţelor locale 14

[N/m2] (26)

Fiecare termen al relaţiei (26) se calculează cu relaţia (27):

[N/m2] (27)

unde: - suma rezistenţelor locale, care depind de coturi, modificări de secţiune pe zona cu aspiraţie, respectiv refulare;

- viteza aerului pe zona cu aspiraţie, respectiv refulare.

Valoarea coeficientului pentru coturi la 90o se adoptă din tabelul 7, în funcţie de raportul R/Dc, cotul fiind neted.

Tabelul 7- Valoarea coeficientului pentru coturi la 90o

R/Dc 2 3 4 5 6 10 200,30 0,27 0,23 0,21 0,18 0,20 0,20

Pentru curbe la : 60o, =0,80 45o, =0,65 30o, =0,45 15o, =0,20

Pentru ramificaţia la 30o, , iar pentru ramificaţia la 120o, .

Pentru coturile cu unghi de 120o, coeficientul de rezistenţă locală , cu

valorile din tabelul 7, pentru raportul R/Dc adoptat.

– Căderea de presiune datorită rezistenţelor locale din alimentator;

Căderea de presiune datorită rezistenţelor locale din dispozitivele de alimentare se poate calcula cu relatia (28) în funcţie de coeficientul de rezistenţa locală a tipului de alimentator, sau se adoptă în limitele (0,2…0,5)105 N/m2.

(28)

Pentru cazul când materialul se introduce printr-un ştuţ perpendicular pe axa conductei, ξ = 0,552 stabilit experimental. Se admite că influenţa materialului se poate neglija, datorită vitezei reduse pe care o are în această zonă. Pentru sorb se admite ( pentru zona cu aspiraţie), iar pentru alimntatorul celular din zona de refulare se admite .

(29)

- Căderea de presiune datorită rezistenţelor în separator - :Căderea de presiune datorită rezistenţelor în separator se poate calcula cu relatia:

15

din valorile precedente stabilitepentru coturi la 90o şi diferite rapoarte R/Dc

[N/m2] (30)

unde: - coeficient de pierdere de presiune, = 1,5-2,5 ( se adoptă =2);

- viteza aerului în m / s, după cum zona este cu aspiraţie sau refulare.

[N/m2] (31)

Căderea de presiune datorită rezistenţelor în ciclon -

Căderea de presiune datorită rezistenţelor în ciclon se poate calcula cu relaţia:

[N/m2] (32)

unde: - coeficient de pierdere de presiune, = 1,5-3 ( se adoptă =2,75);

- viteza aerului în m / s, după cum zona este cu aspiraţie sau refulare.

[N/m2] (33)

- Căderea de presiune datorită rezistenţelor în filtru , care se recomandă pe baze

experimentale, =590-785 N / m2 ( se adoptă = 600 N / m2).

Deoarece pe aspiratie funcţionează un filtru, iar pe refulare sunt două filtre, căderea de presiune totală în filtre pentru toată instalaţia se adoptă:

[N/m2] (34)

3.4 Căderea de presiune totală

Ţinând seama şi de pierderile de presiune neprevăzute, se introduce un coeficient de pierderi

=1,1-1,25, astfel încât căderea de presiune totală reală devine:

[N/m2] (35)

3.6 Dimensionarea principalelor echipamenteInstalaţia se compune din următoarele echipamente:- maşina pneumatică: un compresor,care se află situat între cele două transportoare pneumatice;-dispozitive de alimentare;- dispozitive de separare: separatoare şi cicloane;- dispozitive de filtrare ;- un sistem de conducte tubulare cu coturile, ramificaţiile şi racordurile necesare.

3.6.1 Maşina pneumatică

Maşina pneumatică este cu pistoane. Această categorie de maşini se utilizează în instalaţiile de transport pneumatic, ca pompe de vacuum sau compresoare. Avantajul maşinilor pneumatice cu piston

16

Fig. 5 Compresor cu piston cu o singură treaptă de comprimare.

constă în independenţa productivităţii lor de pierderile de presiune din reţea. Ele se utilizează, în principal, în instalaţiile de transport pneumatic cu refulare. In cazul utilizării lor în instalaţiile pneumatice cu absorbţie, trebuie asigurată curăţirea aerului de impurităţi, pentru a evita uzura cilindrului.

Compresorul cu piston se compune dintr-un cilindru în care se află un piston acţionat în mişcare alternativă de către un mecanism bielă manivelă. El se caracterizează prin faptul că volumul spaţiului creat de piston în cursa de aspiraţie este constant la fiecare cursă, dar volumul aerului aspirat depinde de mărimea spaţiului vătămător, precum şi de calitatea supapelor. In funcţie de rolul pe care - l au supapele pot fi de aspiraţie sau de refulare. Aerul aspirat este comprimat de piston până la atingerea presiunii din recipient sau din conducta de refulare, când supapa de refulare se deschide, de obicei automat şi aerul comprimat este refulat din cilindru.

Din punct de vedere teoretic, presiunea finală nu este limitată decât de mărimea spaţiului vătămător. In cazul limită, pentru anumite valori ale presiunii de refulare şi ale mărimii spaţiului vătămător, compresorul încetează să mai aspire aer şi deci să mai debiteze.

Datorită faptului că sunt prevăzute cu un mecanism bielă manivelă, compresoarele cu piston dezvoltă forţe de inerţie neechilibrate care sunt transmise fundaţiei pe care sunt montate. Totuşi, prin construirea unor compresoare cu mai mulţi cilindri, se pot reduce forţele neechilibrate, ceea ce permite mărirea turaţiei şi realizarea unor compresoare cu gabarite reduse.

De obicei compresoarele se construiesc cu un etaj pentru presiuni de refulare până la 3,5.105 N / m2; cu două etaje până la 15. 105 N / m2; cu trei etaje până la 107 N / m2.

Un compresor cu piston cu o singură treaptă de comprimare, are schema de principiu din figura 5 (varianta “a” monocilindric, varianta “b” cu doi cilindri în linie). In cilindrul 1 se deplasează rectiliniu alternativ pistonul 2, acţionat prin intermediul tijei sale 3 de arborele cotit 4 acţionat de un motor electric sau cu ardere internă. Aerul este aspirat din conducta de aspiraţie 9, la cursa în jos a pistonului, prin supapa de aspiraţie 5 şi refulat în conducta de refulare10, la cursa în sus a acestuia, prin supapa de refulare 6. Arborele este cuplat la motor direct sau prin intermediul transmisiei prin curele 7. Răcirea cilindrului, care se încălzeşte în timpul funcţionării, se face cu aer, carcasa fiind prevăzută în acest scop cu aripioare de răcire (varianta “a”), sau prin circularea apei prin cămăşi de răcire (varianta “b”). Pe conducta de aspiraţie se găseşte un filtru, în scopul curăţirii aerului de impurităţi, iar conducta de refulare evacuează aerul într-un rezervor, prevăzut cu reglare de debit, care asigură uniformitatea debitului de aer la utilizare.

In figura 6 este prezentată o masină pneumatică cu pistoane. Caracteristicile tehnice sunt prezentate în tabelul 8, iar dimensiunile de gabarit în tabelul 9.

17

Fig. 6 Maşină pneumatică cu pistoane

Productivitatea (debitul) maşinii pneumatice se determină pe baza relaţiei:

[m3/min] (36)

unde: - aria pistonului [m2];

- cursa pistonului [m];

n – turaţia arborelui [rot/min];- numărul cilindrilor;

- coeficientul alimentării, =0,85-0,93.

Puterea motorului electric pentru acţionarea maşinii pneumatice se determină cu relaţia:

[kW] (37)

unde: - presiunea absolută la absorbţie [at]; 1at=105 N/m2;- presiunea absolută la comprimare [at];- debitul de aer necesar [m3/min];- randamentul pompei;- randamentul mecanic.

Volumul colectorului de aer comprimat, aflat între maşina pneumatică şi reţea se calculează cu relaţia:

(38)

unde: - gradul de neuniformitate al presiunilor, =0,005-0,01;- turaţia arborelui maşinii pneumatice [rot/min];- indicatorul adiabatei;

- debitul de aer [m3/min].

Tabelul 8 Caracteristici tehnice ale maşinilor pneumatice cu pistoaneTipul pompei

Productivitatea la absorbţie [m3/min.]

Vacuum normal

%

Vacuummaxim

%

Turaţia arborelui[rot/min

Puterea motorului

[kW]

Productivitatea la refulare [m3/min.]

Presiunea creată

[at]

Consu-mul de apă [dm3/min]

PMK-1 0,15 80 90 1450 4,5

0 1,0

100,6 0,81,0 1,5

PMK-2

0,1 90

92 1450 10

0 1,4

200,6 801,4 60 2,0 1,01,9 40 2,8 0,83,3 0 3,8 0,51,0 90 0 2,1

18

PMK-3 97 960 28 60

2,0 80 9,0 14,5 60 10,0 0,86,8 40 10,9 0,5

11,5 0 10,9 0,5

PMK-4

2,0 90

96 720 70

0 2,1

1005,0 80 16,0 1,0

11,0 60 20,0 0,817,5 40 26,0 0,527 0

Tabelul 9. Dimensiuni de gabarit ale masinilor pneumatice cu pistoaneMarca A B C E F G H KPMK-1 320 255 575 - 190 270 - 128PMK-2 385 320 705 - 390 400 - 128PMK-3 630 535 1215 465 430 520 950 130PMK-4 905 740 1645 540 730 875 950 163

Marca L M/S N O P R T D manşon aspiraţie

PMK-1 - -/190 200 300 416 - - 65PMK-2 - -/190 200 300 416 - - 65PMK-3 230 490/- 300 430 500 900 650 125PMK-4 300 655/- 425 580 680 1000 650 170

Alegerea motorului electric

După ce se calculează puterea necesară acţionarii se alege din tabelul 10 un motor electric cu o

putere nominală mai mare sau cel puţin egală cu cea calculată ( ). Motorul ales este din seria

unitară de motoare asincrone trifazate cu rotorul în scurt circuit, de uz general , simbolizată prin grupul de litere ASI, a căror accepţie este următoarea:

A – motor asincron trifazat;S – rotor în scurt circuit;I – constructie închisă (capsulată).Forma constructivă a motorului electric, în varianta construcţie cu tălpi, este prezentată în figura7;

în tabelul 10 fiind prezentate caracteristicile tehnice, iar în tabelul 11, dimensiunile de gabarit.

19

Fig. 7 Motor electric seria ASI cu fixare pe tălpi

Tabelul 10 Motoare electrice asincrone cu rotor în scurtcircuit. Caracteristici tehnice.

2p = 2 n = 3000rot/min (turaţie de sincronism)Tip motor Putere no –

minală

[kW]

Turaţie no-minală

[rot/min]

Moment de giraţie

[N·m2]

Masa

[kg]

ASI 71-14-2 0,37 2700 1,9 2,2 0,025 6,3ASI 71-14-2 0,55 2700 1,9 2,2 0,0239 7ASI 80-19-2 0,75 2750 1,9 2,2 0,0364 11,3ASI 80-19-2 1,1 2750 2 2,2 0,0465 12

ASI 90S-24-2 1,5 2820 2 2,2 0,12 19,5ASI 90L-24-2 2,2 2780 2 2,2 0,15 22,5

ASI 100L-28-2 3 2850 2,2 2,4 0,3 29ASI 112M-28-2 4 2910 2,2 2,4 0,37 39ASI 132S-38-2 5,5 2890 2 2,2 0,58 54ASI 132S-38-2 7,5 2890 2 2,2 0,77 61ASI 160M-42-2 11 2930 1,8 2,2 1,82 100ASI 160M-42-2 15 2930 1,8 2,2 2,62 114ASI 160L-42-2 18,5 2930 1,8 2,2 4,61 126ASI 180M-48-2 22 2940 1,8 2,2 3,74 156ASI 200L-55-2 30 2940 1,8 2,2 7,99 206ASI 200L-55-2 37 2920 1,8 2,2 9,09 230ASI 225M-55-2 45 2930 2,3 2,5 14 385ASI250M-60-2 55 2930 2,3 2,5 16 420ASI 280S-65-2 75 2950 2,2 2,4 28 550ASI 280M-65-2 90 2950 2,1 2,3 31 620

p=4 n = 1500 rot/min (turaţie de sincronism)Tip motor Putere no

–minală

[kW]

Turaţie no-minală

[rot/min]

Moment de giraţie

[N·m2]

Masa

[kg]

1 2 3 4 5 6 7ASI 71-14-4 0,25 1350 1,6 2 0,0336 6,3ASI 71-14-4 0,37 1350 1,6 2 0,0451 7,5ASI 80-19-4 0,55 1350 1,8 2 0,0569 10,1ASI 80-19-4 0,75 1350 1,8 2,2 0,0569 12,2ASI 90S-24-4 1,1 1390 2 2,2 0,125 19

1 2 3 4 5 6 7ASI 90L-24-4 1,5 1425 2 2,2 0,230 22ASI 100L-28-4 2,2 1420 2,2 2,4 0,280 27ASI 100L-28-4 3 1420 2,2 2,4 0,420 32ASI 112M-28-4 4 1425 2,2 2,4 0,520 42ASI 132S-38-4 5,5 1440 2 2,2 1,150 59,5ASI 132M-38-4 7,5 1435 2 2,2 1,470 72ASI 160M-42-4 11 1440 2 2,2 3,140 103ASI 160L-42-4 15 1440 2 2,2 4,110 140ASI180M-48-4 18,5 1460 1,8 2,2 4,312 137ASI 180L -48-4 22 1460 1,8 2,2 4,340 156ASI 200L-55-4 30 1460 2,5 2,2 8,70 216ASI 225S-60-4 37 1465 2,5 2,7 23 365ASI 225M-60-4 45 1465 2,6 2,7 26 385ASI250M-65-4 55 1465 2,6 2,8 31 420ASI 280S-75-4 75 1470 2,5 2,7 53 590

20

ASI 280M-75-4 90 1470 2,5 2,7 64 660

2p = 6 n = 1000 rot/min (turaţie de sincronism)Tip motor Putere no –

minală

[kW]

Turaţie no-minală

[rot/min]

Moment de giraţie

[N·m2]

Masa

[kg]

ASI 80-19-6 0,37 890 1,6 2 0,067 10,6ASI 80-19-6 0,55 900 1,7 2 0,084 12,3ASI 90S-24-6 0,75 940 1,8 2 0,23 19ASI 90L-24-6 1,1 940 2 2,2 0,28 22,5ASI 100L-28-6 1,5 930 2 2,2 0,74 31ASI 112M-28-6 2,2 945 2 2,2 0,93 40ASI 132S-38-6 3 955 1,8 2 1,57 61ASI 132M-38-6 4 960 1,8 2 1,93 72ASI 132M-38-6 5,5 960 1,8 2 2,06 74ASI 160M-42-6 7,5 960 1,8 2 4,47 110ASI 160L-42-6 11 960 1,6 2 6,13 115ASI 180L-48-6 15 960 1,6 2 5,82 144ASI 200L-55-6 18,5 970 1,6 2 10,4 169ASI 200L-55-6 22 970 1,6 2 10,2 186ASI 225M-60-6 30 975 2,4 2,6 40 360ASI250M-65-6 37 975 2,6 2,8 48 430ASI280S-75-6 45 980 2,4 2,6 72 500ASI280M-75-6 55 980 2,4 2,6 91 580ASI315S-80-6 75 980 2,2 2,4 123 690

2p = 8 n = 750 rot/min (turaţie de sincronism)Tip motor Putere no –

minală

[kW]

Turaţie no-minală

[rot/min]

Moment de giraţie

[N·m2]

Masa

[kg]

1 2 3 4 5 6 7ASI 100L-28-8 0,75 705 1,7 2 0,31 23ASI 100L-28-8 1,1 705 1,7 2 0,74 35ASI 112M-28-8 1,5 705 1,7 2 0,73 39ASI 132S-38-8 2,2 710 1,7 2 1,92 60

1 2 3 4 5 6 7ASI 132M-38-8 3 710 1,7 2 2,39 71ASI 160M-42-8 4 720 1,7 2 4,66 89ASI 160M-42-8 5,5 708 1,7 2 4,66 97ASI 160L-42-8 7,5 708 1,6 2 6,88 121ASI 180L-48-8 11 720 1,6 2 6,91 146ASI 200L-55-8 15 720 1,6 2 11,22 184ASI 225S-60-8 18,5 730 2 2,2 36 340ASI 225M-60-8 22 730 2,2 2,4 40 360ASI 250M-65-8 30 730 2,2 2,4 48 430ASI 280S-75-8 37 730 2,2 2,4 91 570ASI 280M-75-8 45 730 2,3 2,5 101 625ASI 315S-80-8 55 730 2,3 2,5 123 690

Tabelul 11Dimensiuni de gabarit ale motoarelor electrice21

Ga-barit A AA AB B BB D E H HD K L

80 19 125 40 165 100 140 19 40 80 - 9 26390S24 140 50 190 100 132 24 50 90 - 8 30390L24 140 50 190 125 151 24 50 90 - 8 328100L28 160 52 212 140 130 28 60 100 - 10 370112M28 190 55 245 140 180 28 60 112 - 10 388132S38 216 68 278 140 192 38 80 132 305 10 452132M38 216 52 278 178 230 38 80 132 305 10 490160M42 254 70 324 210 260 42 110 160 372 14 608160L42 254 70 324 254 304 42 110 160 372 14 640180M48 279 70 349 241 300 48 110 180 403 14 642180L48 279 70 349 279 358 48 110 180 403 14 680200L55 318 75 393 305 360 55 110 200 457 18 760225S55 356 100 440 286 430 55 110 225 560 19 835225S60 356 100 440 286 430 60 140 225 560 19 865225M55 358 100 440 311 430 55 110 225 560 19 835225M60 356 100 440 311 430 60 140 225 560 19 865250M60 406 95 490 349 485 60 140 250 590 24 895250M65 408 95 490 349 485 65 140 250 590 24 895

3.6.2 Dispozitive de alimentare

In zona de aspiraţie se folosesc două ajutaje tip sorb pentru captarea produselor, iar în zona ce funcţioneaza prin refulare alimentarea conductei se face cu ajutorul unui alimentator dozator celular.

Ajutaje pentru captarea produselor

In figura 8a se prezintă un ajutaj executat din două conducte cu diametre diferite. Conducta interioara cu lamelele de dirijare 1, este coaxială cu conducta exterioară 2, pe care este sudat mânerul 3 care serveşte pentru a uşura afundarea în grămada de material şi manevrarea sa. Consumul suplimentar de aer se reglează cu ajutorul brăţării 5. Se comandă o oarecare mărime a deschiderii şi legătura dintre conducte, schimbându-se astfel secţiunea activă pentru trecerea completă a aerului. Reglarea cantitătii de aer se poate face deasemenea schimbând distanţa “e” dintre capetele celor două conducte. Acest lucru se realizează cu ajutorul şuruburilor 6. In partea de jos a conductei exterioare ajutajul este prevăzut cu un grilaj, pentru ca în ajutaj să nu intre bucăţi mari de material.

In timpul funţionării instalaţiei în interiorul ajutajului se produce vacuum si aerul pătrunde în conducte. La pătrunderea ajutajului în gramada de material, aerul poate trece prin spaţiul dintre particulele de material şi prin fanta inelară a ajutajului.

Pentru absorbţia materialului din locuri greu accesibile şi din magaziile de nave se folosesc ajutaje unghiulare, figura 8b.

In figura 8c se prezintă un ajutaj folosit la instalaţiile pneumatice plutitoare, utilizate pentru descărcarea produselor, care au tuburi verticale telescopice.

La unele transbordoare plutitoare se folosesc ajutajele monotubulare, figura 8d.

Diametrul tubului interior al ajutajului se determina pe baza relaţiei:

[m] (39)

unde:22

- viteza aerului în interiorul conductei ajutajului [m/s];

- greutatea specifică a aerului [N/m3];

- numărul dispozitivelor ( conductelor de alimentare) care lucrează în paralel;

- productivitatea tehnică a instalaţiei [KN/h];

- coeficient de dozaj.

Diametrul conductei exterioare se determină din condiţia egalităţii ariilor secţiunii conductei

interioare şi al secţiunii inelare dintre conducte.

[m] (40)unde: - grosimea peretelui conductei interioare.

Inălţimea ajutajului se ia de obicei 900-1000 mm.Orientativ, căderea de presiune în ajutaj se calculeaza cu relaţia:

[N/m2]

(41)

unde: - coeficient de rezistenţă locală la trecerea aerului curat, =1,6-1,8;

-m coeficient de rezistenţă, pentru grâu, cereale în general =0,5-0,6.

In conductele verticale de dirijare a aerului, ale instalaţiilor de absorbţie, din intreprinderile de morărit, pentru transportul pneumatic interior se adoptă ajutaje a căror formă constructivă corespunde figurii 9. In partea superioară tubul interior are un orificiu (canal) destinat pentru suflarea conductei de dirijarea materialului, când aceasta se înfundă. In aceel loc unde se execută canalul se pune un colier a carui rotire îl poate închide. In timpul funcţionării ajutajului colierul acoperă orificiile tubului.

Căderea de presiune în cazul acestui tip de ajutaj se poate determina cu relaţia:

[N/m2](42)

unde: - coeficient de rezistenţă locală, =0,7;

- viteza aerului în interiorul conductei ajutajului [m/s];

- greutatea specifică a aerului [N/m3].

23a)Ajutaj drept: 1-lamele, 2-conductă, 3- mânere, 4- ori- ficii, 5- colier (bridă), 6- şurub, 7- piuliţă.

b)Ajutaj unghiular: 1- grătar sită

24

c)Ajutaj folosit la transbordarea din nave

1-conductă, 2-grătar (sită), 3-cameră inelară, 4-clapetă pentru reglarea cantitţii de aer care intră.

d)Ajutaj cu o singură

conductă

Fig. 8 Ajutaje pentru captarea produselor

Fig. 10 Variante constructive de rotoare.

Tabelul 12 Dimensiunile de bază pentru ajutajul din Figura 9Tip D D1 D2 C H E B A Masa Kg

I

60 93 187,8 145 364 128 216 111,8 9,3570 103 187,8 145 364 128 216 111,8 9,6876 109 187,8 145 364 128 216 111,8 9,783 115 187,8 145 364 128 216 111,8 9,9389 121 187,8 145 364 128 216 111,8 10,2995 128 187,8 145 364 128 216 111,8 10,3

II

102 151 237,8 195 408 152 260 120,3 14,08104 156 237,8 195 408 152 260 120,3 14,38114 162 237,8 195 408 152 260 120,3 14,35120 168 237,8 195 408 152 260 120,3 14,48

III

127 190 307,8 265 468 188 320 133,8 20,6133 195 307,8 265 468 188 320 133,8 21,33146 206 307,8 265 468 188 320 133,8 22,46159 219 307,8 265 468 188 320 133,8 23,11

IV

168 240 412,8 370 530 240 322 150,8 32,6180 258 412,8 370 530 240 322 150,8 32,2194 272 412,8 370 530 240 322 150,8 36219 300 412,8 370 530 240 322 150,8 36

3.6.3 Maşini pneumatice

Turbosuflante

Turbosuflantele sunt maşini pneumatice cu rotoare cu palete, ce fac parte din categoria maşinilor în care curentul de aer este lovit de rotorul cu palete. Utilajul se compune din mai multe rotoare cu palete individuale, montate pe acelaşi arbore plasat într-un stator de construcţie specială. La rotirea rotorului, curentul de aer este accelerat şi admis într-un canal în care aerul se comprimă puţin şi trece la următorul rotor, unde procesul este repetat. Maşinile centrifuge cu mai multe trepte se împart în mai multe categorii în funcţie de presiunea pe care o dezvoltă:

- turbosuflante, ce dezvoltă o presiune de la 0,1 …3 at , 1at =105 N/m2;- turbocompresoare, ce dezvoltă o presiune mai mare de 3 at.De obicei turbosuflantele au un numar de 1…4 trepte, iar turbocompresoarele au 5….16 trepte.

Turbosuflantele folosite pentru a crea vacuum se numesc exhaustoare sau turbopompe. La turbosuflante, paletele sunt

25

Fig. 9 Ajutaj pentru conducte verticale

îndoite la capete (fig.10), ceea ce determină creşterea presiunii în rotorul cu palete, nu şi în canale, unde transformarea energiei se produce cu mari pierderi datorită consumului pentru învingerea forţelor de frecare. Paletele de această formă asigură un randament superior.

In figura 11 este prezentată o secţiune printr-o turbosuflantă cu trei trepte. In timpul antrenării rotorului, aerul pătrunde prin orificiul 1, în spaţiul 2 dintre paletele rotorului şi sub acţiunea forţei centrifuge este împins către periferie. Din rotor aerul este eliminat în difuzorul 3, care uneori se execută cu palete de dirijare. Din difuzor aerul pătrunde în zona de întoarcere 4, ale cărei palete servesc pentru schimbarea cu 1800 a direcţiei curentului de aer, asigurând astfel intrarea aerului în rotorul treptei următoare. Trecând astfel prin trei nivele de lucru, aerul este eliminat din maşină prin gura de evacuare 5. Presiunea axială se echilibrează (egalizează) cu ajutorul pistonului de descărcare 6, montat după ultimul rotor, în direcţia de deplasare a aerului prin maşină. Din dreapta pistonului acţionează aerul comprimat în ultima treaptă, iar cavitatea din stânga pistonului este legată printr-o conductă cu orificiul de admisie 1.

La trecerea aerului din treaptă în treaptă, volumul aerului se micşorează, astfel dimensiunile rotorului cu palete nu sunt aceleaşi. Rotorul turbosuflantei se execută din oţeluri de aliere. Pentru a se evita scurgerea aerului între trepte în locul unde părţile care se mişcă vin în contact cu cele care nu se mişcă, se realizează etanşări tip labirint. Lagărele turbosuflantei sunt unse cu ajutorul unor inele de ungere sau cu ajutorul unei pompe. Pentru a se evita uzura rapidă a părţilor componente, aerul trebuie să fie foarte bine curăţat de impurităţi.

In figura 12 este prezentata o vedere generala de montaj a unei turbosuflante cu un rotor (TB-150-1,12) iar în tabelul 10 sunt prezentate caracteristici tehnice ale turbosuflantelor utilizate în instalaţiile de transport pneumatic a cerealelor.

26

Fig. 11 Turbosuflanta cu trei trepte

Fig. 12 Turbosuflanta TB-150-1,12. Vedere generală.

27