шырып әкету (еркін қозғалыс) жылдамдығы.

Жекеленген бөлшектің еркін қозғалыс кезіндегі газдың (сұйықтың) жылдамдығын (14.8) – формулаға қабаттың ең үлкен кеңеюіндегі кеуектілік мәнін, яғни e = 1 қойып анықтайды:

(14.9)

мұнда: .

Пневмотасымалдау (Пневмотранспорт)

Газдың (сұйықтың) жылдамдығының w > w_ұ мәндерінде қатты бөлшектер аппараттан әкетіле басталады. Бұл жағдай пневмотасымалдау деп аталады.

Түйіршікті материалдарды пневматикалық тасымалдайтын қондырғылар материалдың тасымалдау бағыты (вертикалды, горизонталды, құрастырылған), дисперсті фаза бөлшектерінің концентрациясы және пневматикалық жүйедегі қысымның мәні бойынша жіктеледі. Тасымалданатын материал бөлшектрінің концентрациясы бойынша төменгі, орташа және жоғарға концентрациялы қондырғылар болады. Төменгі концентрацияның ең шегі ретінде X -тен 4 кг материала/кг дейінгі мөлшерлі массалық концентрация қабылданады. Орташа концентрация 4 ÷ 20 кг/кг аралығында, Х > 20 кг/кг ағын жоғары концентрациялы болады.

Пневмотасымалдау мен тығыз фазалы қабат арасындағы шекара массалық концентрацияның 50÷60 кг/кг аралығында болады. Ең жоғары концентрация 500÷600 кг/кг аралығында болып саналады. Қысымның мәніне байланысты пневмотасымалдау қондырғылары төмендегіше бөлінеді:

- сору әрекетті (вакуумды),

- айдау әрекетті (тегеурінді),

- құрастырылған әрекетті.

Жүйенің пневматикалық жолмен тасымалдауға жұмсалатын энергия шығыны оның кедергісіне байланысты. Ал жүйенің кедергісі тұтас G және таралатын дисперсті G_қатты фазалардың массалық шығынына тәуелді. Сондықтан екі фазалы ағынның заңдылықтарын талдау кезінде гидравликалық кедергі DР -ның G және G_қатты (сур. 14.3).

Ағынның жылдамдығы белгілі мөлшерден жоғары болған кезде пневматикалық көтеру аппаратындағы сұйытылған фазада (зона 1) тасымалдау былай сипатталады е ® 1. Бұл кезде бөлшектердің қозғалу жылдамдығы W_қатты = W – W_{айналым}. Мұндай зонада ағынның жылдамдығының азаюыне байланысты жүйенің кедергісі төмендейді. Жылдамдықтың W төмендеуі ағынның концентрациясының ұлғаюына әкеліп соғады. Бұл кезде кейбір бөлшектердің шынайы жылдамдығы W_қатты = W – W_{айналым} байланысынан кем болып қалады. Бұл процес бөлшектердің бір-бірімен соқтығысуымен және құбырдың қабырғасымен жанасқандағы тежелуімен байланыстырады. Концентрация жоғарылаған сайын бөлшектің құбыр қабырғасынан ажырауы қиындайды. Бұл кезде бөлшектердің бір-бірімен соқтығысы көбейеді.

W параметрінің ары қарай азаюы қабырғаға жақын жердегі түйіршікті материалдың концентрациясының жоғарылауына әкеліп соғады, бұл кезде жылдамдығы төмендейді. Үйкеліс күшінің жоғарылауына байланысты аз жылдамдықпен қозғалудағы тығыз сұйық фазаның гидравликалық кедергісі (зона П). Нәтижесінде қондырғының "тұншығу" процесі орын алады. Бұл кезде құбырдың биіктігі бойымен түйіршіктерден тұратын поршендер (қабаттар) пайда болады. Бұл қабаттар арқылы газ сүзіліп өтеді. Бұл жағдай ағынның түйіршікті материалмен толық қаныққанын көрсетеді. (Сурет. 14.3) сызбаның сол бөлігіндегі барлық қисық сызықтары пневматикалық тасымалдаудың құбырдың қимасының толық немесе шамалы тоғанын көрсетеді. Бұл кездегі процестің жылдамдығы ауыспалы жылдамдық болады, демек тепе-теңдік жағдай орын алады. Бұл кезде дисперсті-сақиналы режим басталады. Тұрақты тасымалдауды сипаттайтын газдың минималды жылдамдығы W_p, W_КР байланысты анықталады. Әдетте, жылдамдық W =(1,2 - 1,3) W_KР тең болады.

lgDP

 

Сур. 14.3 Пневмотасымалдау кезіндегі қысымның жұмсалуы

 

14.2. Зертханалық қондырғының сипаттамасы

Жалған сұйылатын газ (ауа) (сур.14.4.) желдеткішпен 1 тасымалдау құбырының 2 төменгі жағына орнатылған таратушы тордың 6 астынан беріледі. Түйіршікті материал шанақтан 3 шнекті қорекктендіргіш 4 жәрдемімен құбырға бағытталып беріледі. Шнек тұрақты ток қозғалтқыш 5 жәрдемімен айналады. Кернеу реттегіш 9 және приборлар 10 жәрдемімен шнектің қажетті өнімділігі қамтамасыз етіледі. Пневмотасымалдау режимінде қондырғы жабық циклмен жұмыс істейді, ол үшін материалды газдан ажырататын инерциялық ажыратқыш 7 қолданады. Инерциялы ажыратқыштың жоғары жағы тесіктері бөлшектердің өлшемімен кіші тормен жабылған болады. Түйіршікті материал ажыратқыштан 7 шанаққа 3 құбыр 8 арқылы түседі.

Жалған сұйылу қабатының биіктігін деңгей көрсеткіші арқылы өлшейді. Қабаттың гидравликалық кедергісін және тасымалдау құбырының 2 биіктігі бойынша қысымдар айырмасы дифференциалдық манометрмен 12 өлшенеді. Ауа мөлшері шибері 11 жәрдемімен реттеледі. Ауаның мөлшерін өлшеу үшін Пито түтігі 16 қолданады.

Қондырғының негізгі параметрлері.

Желдеткіш:

Қоректендіргіш жетегінің қозғалтқышы (двигатель):

Түйіршікті материал: полистирол гранулалары d =0,0025 м.

Тасымалдау құбырының диаметрі: D = 0,1 м.

Полистирол грануласының тығыздығы: ρ_қ = 1500кг/ м³

Жалған сұйылу аймағының биіктігі: Н₁ = 0,5 м.

Жалған сұйылу аймағының биіктігі: Н₂ = 1,5 м

14.3. Тәжірибені орындау тәсілі

Тәжірибе № I. Жұмысты бастаудан алдын қабаттың биіктігін көрсететін деңгей көрсеткіш 15 оқытушының берген биіктігіне қою керек және кернеу реттегішінің 9 шеткі сол жағдайында тұрғаның тексеру керек. Сосын электр қозғалтқышты 5 токқа қосып, реттегіш 9 жәрдемімен шнектің айналу санының біртіндеп көбеюін және түйіршікті материалдың құбырға 2 түсуін қамтамасыз етеді. Түйіршікті бөлшектердің биіктігінің деңгей көрсеткішіндегі 15 оқытушының берген биіктігімен бірдей болғанда электр қозғалтқышты 5 тоқтатып, кернеу реттегішті 9 бастапқы қалпына қайта қояды.

Қабаттағы бөлшектің массасын М_қ анықтайды. М_қ анықтау үшін, берілген биіктіктегі Н_с сыйымдылығы 1л, ал диаметрі транспортты құбырдың диаметріне тең болатын өлшеуіш ыдыс қолданады. Ыдысты түршікті материалмен толтырғанға дейінгі және кейінгі шамасы өлшенеді. Мс өлшеуіштегі бөлшектің массасын өлшеміне қарай анықтайды. Осыдан,

 

Қабаттағы бөлшектің массасын анықтап болған соң, вентиль 13 жабылып, вентиль 14 ашылады да, манометр 12 жалған сұйылу аймағына қосылады. Шибер 11 жабық күйінде желдеткіш 1 жұмысқа қосылады.

Жұмыстың осы бөлігінің мақсатына байланысты, бөлшектер қабатынан өтетін ауаның мөлшері шибердің 11 біртіндеп ашылуы арқылы біртіндеп ашылуы арқылы біртіндеп көбейтіледі. Шибердің 11 әрбір жағдайына сәйкес ауаның мөлшері дифманометр 17, қабаттың гидравликалық кедергісі дифманометр 12, ал қабаттың биіктігі деңгей көрсеткіші 15 арқылы өлшенеді. Әсіресе Dр = f(w) байланысындағы В нүктесіне (жалған сұйылудың басталуы) және С нүктесіне (ұшырып әкету) жақын аралық ұқыптылықпен зерттелуі керек. Өлшенген шамалардың мәнін 14.1. кестесіне енгізу керек.

 

Тәжірибе № 2. Жұмысты дайындау этапының құрамына кіретіндер:

1 – түйіршікті материалды жалған сұйылу зонасынын аймағынан алып кету. Ол үшін газды ағынның жылдамдығын бөлшектердің шарықтап ұшу жылдамдығынан 1,5 -2 есе көбейту;

2 – манометрді 12 пневматикалық тасымалдау зонасына (аймағына) қосу. Ол үшін вентилді 14 жауып және вентилді 13 ашу керек;

3 - регулятор (реттегіш) 9 көмегімен шекті қоректенуші тетік (питатель) двигателіндегі берілген кернеуді реттеу. Кернеудің мөлшері пневматикалық көтергіштің түйіршікті материал бойынша алынған өнімділігін анықтайды. Өнімділіктің тура (дәлме-дәл) мөлшері салмақтық әдіспен қоректенуші (питателді) іске қосқаннан кейін 3-5 мин өткен соң анықтайды. Бұл уақыт жүйенің жұмысы тұрақталу үшін қажет. Егер түйіршікті тасымалдау сипаты тұрақталған болса пневматикалық көтергіште материал жиналып қалмайды. Тасымалдау процесі тұрақталған жағдайда өлшеуіш сосудты (ыдысты) 8 кесілген жеріне тосып, ыдысты материал түйіршіктерімен толтырады. Салмақтың қосылуы және уақыттың мөлшері бойынша G_қатты (кг/с) анықтайды.

Егер тасымалдағыш құбырда материал жиналып қалса, онда газ ағынының жылдамдығын тасымалдау процесі тұрақталғанға дейін көбейту керек. Аталған әрекеттерді (операцияларды) орындап болған соң тәжірибенің негізгі бөлігіне өту керек. Бұл кез екі компонентті ағынның заңдылықтарын анықтау керек.

Критикалық нүктесін К (сур.14.3) тасымалдаушы агенттің жылдамдығын азайту әдісімен анықтайды. Бұл кезде жүйенің гидравликалық кедергісі алғашында минималды мәніне дейін кемиді. Кейіннен құбырдың қабырғасының айналасында тығыз фазаның пайда болуымен байланысты гидравликалық кедергі тез жоғарылайды. Газдың жылдамдығын поршенді режим пайда болғанға (пневматикалық көтергіш тұншығуға) дейін төмендетуді жүргізеді.

Осыдан кейін жүйені тұрақталған режимге қайтару керек. Ол үшін жоғарыда аталған режимдерге өту қажет, газдың шығынын жоғарылату керек. Тура және кері тәжірибе серияларындағы ауа шығындарының мәнін және оған сәйкес гидравликалық кедергілердің өлшемдерін 14.2 кестеге жазу керек.

Тәжірибелерді аяқтаған соң двигателді (қозғалтқыш) 5 және желдеткіш 1 жұмысын тоқтату керек. Шиберді 11, регуляторды (реттегіш) 9 алғашқы жағдайына келтіру керек.

14.4. Тәжірибелік мәліметтерді өңдеу

1. Жалған сұйылу қабатының гидродинамикасы.

14.1. кестеге ауаның жылдамдықтарының және жалған сұйылу қабатының кеуектілігінің мәндері енгізіледі.

Ауаның ең үлкен жылдамдығы мына формуламен анықталады:

(14.5) теңдіктен төмендегіні аламыз

e = (Н - Н_о)/Н + (Н_о/Н) e₀

Жалған сұйылудың басталуына сәйкес қабаттың минималды кеуектілігі e₀, төмендегі теңдік бойынша анықталады:

По данным табл.14.1. кестедегі мәліметтер бойынша DР және e газдың ағындық жылдамдығына W байланыстарын график тұрғызады (сур.14.1 и сур.14.2). Жалған сұйылу және ұшырып әкету жылдамдықтарын анықтайды. Анықталған жылдамдықтарыдың мәнін (14.7) және (14.9) теңдіктерімен есептелініп анықталған мәндермен салыстырылады.

Листинг есептеу бағдарламасы арқылы есептелген жылдамдықтар W_ЖС және W_Ұ қосымшада көрсетілген. Эксперимент және есептеу жолымен алынған нәтижелерінің айырмашылығын түсіндіру керек.

кесте 14.1

Н0 = м, Мқ = кг
№№ тәжірибе	17 дифманометрдің көрсеткіші DPж, мм су.бағ.	Ауаның жылдамдығы W, м/с	12 дифманометрдің көрсеткіші DP, мм су.бағ.	Қабаттың биіктігі H, м	Қабаттың кеуектілігі e

3. Пневмотранспорт

кесте 14.2

	W¯	W­
№№ тәжірибе
W, м/с
lgW
DP, мм су.бағ.
lg(DP)

14.2 кестесінің мәліметтері lg(DР) = f(lgW) тәуелдіктегі графигін тұрғызу үшін керек. Графиктен тығыз және араласқан фазадағы пневмотасымалдаушының шектелуін табады. Сонымен қатар дисперсті-сақиналы режимнің құралуының басталуының шектік жылдамдықтары анықталады.

Транспортирлеуші агенттің жұмыс жылдамдығы анықталады:

W_Р = (l,2 - l,3)W_KР

Биіктік бойынша ауаның массалық шығымын төмендегі теңдікпен анықталады:

G = W_Р 0,785 D²r

Ағындағы дисперсті фазаның бөлшектерінің концентрациясын табу керек:

 

содан кейін араласатын материалдың концентрациясы бойынша топтастырады.

 

14.6. Бақылау сұрақтары

1. Жалған сұйылу және пневмотасымалдау деген не?

2. Жалған сұйылу қабатының кеуектілігі деген не? Оның жалған сұйылу жылдамдығы арасындағы байланыс қандай?

3. Жалған сұйылу қисық сызығын сызып түсіндіріңіз?

4. Ұшырып әкету жылдамдығы қалай анықталады?

5. Бөлшектердің пнемотасымалдауы қандай жағдайда басталады?