Энергосбережение при пневмотранспорте сыпучих материалов камерными насосами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.04, кандидат наук Родионов, Геннадий Александрович

• Родионов, Геннадий Александрович
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Родионов, Геннадий Александрович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ДИСПЕРСНЫХ

МАТЕРИАЛОВ (обзор научно-технической литературы)

1.1 Характеристика транспортирующего агента

1.2 Характеристика транспортируемого материала

1.3 Характеристика потока воздух-сыпучий материал

1.4 Устройство пневмотранспортных установок

1.5 Конструкции пневмокамерных насосов

1.6 Описание работы пневмокамерного насоса

1.7 Обзор физических и математических моделей двухфазных потоков

1.8 Энергосбережение в системах пневмотранспорта

1.9 Выводы по главе 1

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ

КАМЕРНЫХ НАСОСОВ

2.1 Экспериментальное исследование работы камерного насоса «Монжус» марки НО-324МА

2.1.1 Общая характеристика камерного насоса «Монжус» марки НО-324МА

2.1.2 Характеристика сыпучего материала

2.1.3 Описание эксперимента

2.1.4 Обработка экспериментальных данных

2.2 Экспериментальное исследование работы камерного насоса марки «ветсо»

2.2.1 Общая характеристика камерного насоса марки «Сешсо»

2.2.2 Характеристика сыпучего материала

2.2.3 Описание эксперимента

2.2.4 Обработка экспериментальных данных

2.3 Выводы по главе 2

ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДВИЖЕНИЯ ДВУХФАЗНЫХ

ПОТОКОВ В КАМЕРНЫХ НАСОСАХ

3.1 Описание объекта исследования

3.2 Математическая модель двухфазных потоков

3.3 Проверка адекватности математической модели

3.3.1 Расчет движения двухфазного потока в трубе с поворотом на 90 градусов

3.3.2 Математическое моделирование работы камерного насоса марки «Монжус»

3.3.3 Математическое моделирование работы камерного насоса марки «Gemco»

3.4 Выводы по главе 3

ГЛАВА 4. ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

КАМЕРНЫХ НАСОСОВ

4.1 Исходные данные для расчета

4.1.1 Камерный насос марки «Монжус»

4.1.2 Камерный насос марки «Gemco»

4.2 Повышение энергетической эффективности камерных насосов за счет увеличения температуры сжатого воздуха

4.2.1 Повышение энергетической эффективности камерного насоса марки «Gemco»

4.2.2 Повышение энергетической эффективности камерного насоса марки «Монжус»

4.3 Зависимость энергетической эффективности камерных насосов от

размера частиц твердого материала

4.4 Зависимость производительности камерных насосов от размера выходного патрубка

4.5 Повышение энергетической эффективности камерного насоса за счет реконструкции системы воздухоподачи и удаления двухфазной смеси

4.6 Оценка экономического эффекта от реконструкции камерного насоса

марки «Монжус»

4.7 Выводы по главе 4

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПЕРЕЧЕНЬ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Энергосбережение при пневмотранспорте сыпучих материалов камерными насосами»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Экономия и повышение эффективности использования энергетических ресурсов входят в число восьми приоритетных направлений политики Российской Федерации, утвержденных Указом Президента РФ от 7 июля 2011 г. N 899 "Об утверждении приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в Российской Федерации и перечня критических технологий Российской Федерации". Основными потребителями ТЭР являются промышленные предприятия. Реализация технологического процесса во многих отраслях промышленности требует перемещения больших объемов сыпучих материалов. При этом на долю пневмотранспорта приходится около 30% объема всех работ по транспортировке сыпучих грузов. Системы пневмотранспорта имеют ряд преимуществ по сравнению с традиционными средствами транспортировки сыпучих материалов: компактность, возможность полной автоматизации, высокие гигиенические показатели, способность одновременно с транспортированием материала изменять его состояние (сушка, увлажнение и т.д.), простота обслуживания. Однако, системы пневмотранспорта обладают самыми высокими затратами энергии на тонну перемещаемого материала. В некоторых случаях данный показатель превышает энергетические затраты традиционных видов транспорта в 10-15 раз. Высокое удельное энергопотребление часто связано с ошибками на этапе проектирования установок, поскольку существующие инженерные методики расчета пневмотранспортных установок (ПТУ) не учитывают специфику различных отраслей промышленности, что приводит к снижению энергетической эффективности ПТУ. Поэтому в настоящее время актуальной является проблема повышения энергетической эффективности систем пневмотранспорта при транспортировке сыпучих веществ.

Объект исследования. Системы пневмотранспорта мелкодисперсных сыпучих материалов с камерными насосами на промышленных предприятиях.

.Предмет исследования. Гидродинамика и процессы теплообмена в двухфазных потоках типа газ-твердое тело.

Целью диссертационной работы является повышение энергетической эффективности действующих и проектируемых систем пневмотранспорта с камерными насосами на основе математического моделирования процессов гидродинамики и теплообмена в двухфазных потоках.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

1. Проведен анализ методов расчета систем пневмотранспорта с камерными насосами (КН).

2. Выбран программно-вычислительный комплекс (ПВК), для реализации математической модели перемещения сыпучих материалов.

3. Разработана трехмерная математическая модель нестационарных процессов гидродинамики и теплообмена двухфазных потоков в камерных насосах марки «Монжус» и марки «Gemco», учитывающая изменение физических свойств воздуха.

4. Проведены промышленные эксперименты для получения данных о режимных параметрах работы пневмокамерных насосов.

5. Проверена адекватность математической модели путем сравнения результатов моделирования с результатами промышленных экспериментов.

6. Получены при помощи математического моделирования зависимости производительности пневмокамерного насоса от температуры и расхода сжатого воздуха, размера частиц, диаметра выходного патрубка.

7. Разработаны рекомендации по повышению энергетической эффективности камерных насосов.

Методы исследования. В диссертационной работе использованы экспериментальные и расчетные методы исследования. В качестве расчетного метода применено математическое моделирование процессов, протекающих в системах пневмотранспорта, с реализацией на персональном компьютере при помощи программно-вычислительного комплекса ANSYS Fluent. Экспериментальное исследование систем выполнено на промышленных установках ОАО «Кранэкс» (г. Иваново) и ОАО "Бонолит - Строительные решения» (г. Старая Купавна, Московская обл.).

Обоснование соответствия диссертации паспорту научной специальности 05.14.04 — «Промышленная теплоэнергетика».

Соответствие диссертации формуле специальности

В соответствии с формулой специальности 05.14.04 — «Промышленная теплоэнергетика», «объединяющей исследования, по совершенствованию промышленных теплоэнергетических систем..., поиску структур и принципов действия теплотехнического оборудования, которое обеспечивает сбережение энергетических ресурсов», в диссертационной работе рассмотрены вопросы снижения потребления ТЭР при обеспечении заданной производительности в системах пневмотранспорта сыпучих материалов за счет изменения термодинамических параметров воздуха и конструкции пневмонасосов.

Соответствие диссертации области исследования специальности

Отраженные в диссертационной работе основные научные положения соответствуют пункту 1 «Разработка научных основ сбережения энергетических ресурсов в промышленных теплоэнергетических устройствах и использующих тепло системах и установках» и пункту 3 «Теоретические и экспериментальные исследования процессов тепло- и массопереноса в тепловых системах и установках, использующих тепло». Совершенствование методов расчета ... установок с целью улучшения их технико-экономических характеристик, экономии энергетических ресурсов» области исследования специальности 05.14.04 - «Промышленная теплоэнергетика». В диссертации разработана математическая трехмерная модель работы системы пневмотранспорта при помощи САЕ-системы, позволяющая рассчитывать расход воздуха на перемещение заданного количества сыпучего материала в зависимости от параметров подаваемого сжатого воздуха и конструктивных особенностей оборудования. Выполнены теоретические и экспериментальные исследования систем пневмотранспорта.

Научная новизна:

1. Разработана математическая модель гидродинамики и теплообмена для двухфазных потоков в рабочем пространстве камерного насоса, которая

учитывает нестационарность работы пневмотранспортных установок, взаимодействие газовой и твердой фаз, взаимодействие фаз со стенкой, изменение концентрации и размеров частиц, зависимость термодинамических свойств воздуха от давления и температуры.

2. Впервые получены данные об изменении режимных параметров (поля скорости, давления, температуры и концентрации) в рабочем пространстве камерных насосов марки «Монжус» и марки «ветсо» в процессе их разгрузки.

3. Получена новая информация о влиянии термодинамических параметров транспортирующей среды на работу пневмокамерного насоса. Установлено, что в процессе разгрузки камерного насоса давление и температура сжатого воздуха изменяются в широких пределах, что существенно влияет на производительность камерного насоса.

4. В рабочем пространстве камерного насоса марки «Монжус» реализованы новые гидродинамические режимы с повышенным уровнем турбулентности за счет изменения конструкции его внутренних элементов.

Практическая ценность.

1. Разработаны практические рекомендации по повышению энергетической эффективности функционирования систем пневмотранспорта с камерными насосами за счет изменения термодинамических параметров энергоносителя и конструкции пневмонасосов.

2. Получена зависимость производительности пневмотранспортной установки от температуры сжатого воздуха, которая может быть использована при проектировании новых систем пневмотранспорта и реконструкции существующих.

3. Даны практические рекомендации по повышению энергетической эффективности работы ПТУ для ОАО «Кранэкс» (г. Иваново), ОАО «Бонолит -Строительные решения» (г. Старая Купавна, Московская обл.)

4. Выполнена реконструкция камерного насоса «Монжус» НО-324МА, позволяющая повысить его производительность по сравнению с базовым

вариантом исполнения. Решение о выдаче патента №2014133622/11(054288) от 10.10.2014 г.

Реализация результатов

Результаты диссертационной работы рекомендованы к использованию на промышленных предприятиях с системами пневмотранспорта сыпучих материалов, а также переданы ОАО «Кранэкс» (г. Иваново) и ряду заинтересованных организаций. Модернизированная конструкция пневмокамерного насоса внедрена на ОАО "Бонолит - Строительные решения» (г. Старая Купавна, Московская обл.)

Достоверность и обоснованность результатов подтверждается использованием апробированных методов математического моделирования; совпадением результатов расчета показателей работы оборудования ПТУ и экспериментальных данных в пределах допустимой погрешности; сопоставлением результатов математического моделирования с экспериментальными данными других авторов; использованием результатов экспериментов, полученных в условиях промышленной эксплуатации оборудования с использованием стандартизированных методов и средств измерения.

Личный вклад автора

Все результаты диссертационной работы получены автором лично под руководством научного руководителя.

Автор защищает:

1. математическую модель функционирования систем пневмотранспорта сыпучих материалов с камерными насосами, основанную на осредненных уравнениях переноса энергии и импульса;

2. новую конструкцию пневмокамерного насоса, позволяющую повысить энергетическую эффективность и надежность работы системы пневмотранспорта.

3. зависимость эффективности работы пневмотранспортной системы с камерными насосами от термодинамических параметров транспортирующего агента.

Апробация работы.

Основные положения и результаты диссертационной работы опубликованы и обсуждались:

- на 12 международных конференциях: VI, VII и VIII Международной научно-практической конференции «Повышение эффективности энергетического оборудования» (г. Иваново, 2011; г. Санкт-Петербург, 2012; г. Москва, 2013); XIX и XX Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (г. Москва, 2013 и 2014); VIII и IX Международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных "Энергия" (г. Иваново, 2013 и 2014); Международной научно-технической конференции "Состояние и перспективы развития электротехнологии» XV, XVI и XVII Бенардосовские чтения (г. Иваново, 2009, 2011 и 2013); V международной школе-семинаре молодых ученых и специалистов «Энергосбережение - теория и практика» (г. Москва, 2010);

- на двух всероссийских конференциях: XIX Всероссийской научно-технической конференции «Энергетика: Эффективность, надежность, безопасность (г. Томск, 2013); III Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых "Теплотехника и информатика в образовании, науке и производстве" (ТИМ'2014, г. Екатеринбург, 2014); Национальном конгрессе по энергетике (г. Казань, 2014).

- на двух региональных научно-технических конференциях: V и VII Региональной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Энергия» (г. Иваново, 2010 и 2012);

- на отчетных конференциях молодых ученых ИГЭУ «Энергия инновации» и научно-практических семинарах кафедры «Теоретические основы теплотехники» ИГЭУ (Иваново, ИГЭУ, 2009 - 2014).

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, двух приложений и содержит 163 страницы основного текста, включая иллюстративный материал.

ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ (обзор научно-технической литературы)

1.1 Характеристика транспортирующего агента

Отличительной особенностью пневмотранспортных установок (ПТУ) по сравнению с прочими механическими средствами перемещения материалов является то обстоятельство, что несущим элементом, под действием которого осуществляется процесс транспортирования, служит воздух. Принцип действия этих устройств основан на перемещении твердых частиц кинетической энергией воздушной струи, движущейся с определенной скоростью [14]. Причиной широкого распространения сжатого воздуха, как энергоносителя, являются его свойства: упругость, прозрачность, безвредность, негорючесть, неспособность к конденсации, быстрая передача давления и неограниченный запас в природе [73]. Однако производство сжатого воздуха - процесс энергозатратный, так как требует значительного количества энергии на привод компрессоров. На промышленных предприятиях расход электрической энергии на выработку сжатого воздуха достигает 20 - 30% от общего потребления электрической энергии [73].

1.2 Характеристика транспортируемого материала

В промышленности наиболее широкое распространение получили пневмотранспортные установки для перемещения песка, цемента, извести, гипса и других сыпучих материалов.

На процесс транспортирования и складской переработки влияют характерные свойства сыпучих материалов: размер частиц, плотность, насыпная плотность, коэффициент внутреннего трения, коэффициент трения о твердые несущие поверхности, угол естественного откоса, влажность, подвижность, связность частиц, слеживаемость, абразивность и их форма.

Для пневмотранспорта принимаются, как правило, полидисперсные материалы с максимальным размером частиц не превышающим 10 мм. В механике насыпных грузов принята следующая классификация частиц [30, 51]: крупнозернистые (2 < с1 < 10 мм); мелкозернистые (0,5 < с1 < 2,0 мм); порошкообразные (0,05 < с1 < 0,5 мм) и пылевидные (й? < 0,05 мм).

Плотность материала значительно влияет на параметры пневмотранспортировки, т.к. чем тяжелее частицы, тем больше затраты энергии на их перемещение [44]. Истинная плотность частиц может быть определена пикнометрическим способом согласно ГОСТ 25732-88 [28]. В качестве пикнометрических жидкостей выбирают жидкости, которые хорошо смачивают материал, но при этом не вступают с ним в химическую реакцию. Насыпную плотность дисперсных материалов определяют с помощью мерного сосуда известного объема. Различают плотность при свободной засыпке и уплотненную плотность, которая формируется при расположении на свободной поверхности материала грузов различной массы [44].

Коэффициенты внутреннего и внешнего трения влияют на подвижность частиц материала и на угол его естественного откоса.

Влажность для большинства строительных материалов не должна превышать 1% по массе, так как содержание влаги в сыпучем материале может привести к его слеживанию. В зимний период строительные материалы при содержании влаги более 4% подвержены смерзанию частиц между собой.

Абразивность — свойство материалов истирать соприкасающиеся с ними элементы транспортных узлов установки. Абразивность определяется как свойствами самого строительного материала, так и скоростью его движения, направлением вектора скорости относительно ограждающих конструкций, от материала узлов транспортной системы. Массовые строительные материалы, перемещаемые посредством пневмотранспорта (песок, зола, цемент), обладают значительным абразивным эффектом. Наиболее подвержены износу поворотные участки трубопроводов в пневмоустановках нагнетательного действия.

Важной комплексной характеристикой подлежащих

пневмотранспортировке материалов является их сыпучесть. Данный критерий определяет способность материала к транспортировке во взвешенном состоянии. Многочисленными опытами установлено [51], что сыпучесть зависит от влажности материала, размера, формы и состояния поверхности частиц, плотности, порозности и температуры. При этом наблюдается сложная зависимость сыпучести от каждого из перечисленных факторов, которые взаимно влияют друг на друга. Можно выделить три основных показателя, определяющих сыпучесть: сопротивление первоначальному сдвигу, угол естественного откоса и время истечения порции материала из стандартной воронки Меринга [51]. Методики экспериментального определения этих трех показателей сыпучести приведены в публикациях по механики насыпных грузов [40, 41].

Существенное влияние на процесс пневмотранспортировки оказывает форма частиц [41]. При прочих равных условиях скорость транспортирования частиц неправильной формы выше, поэтому учет в расчетных методиках несферичности частиц является еще одной задачей теории пневмотранспорта [30,51].

1.3 Характеристика потока воздух-сыпучий материал

Выбор параметров, характеризующих перемещение двухфазной смеси материал-воздух, в первую очередь, зависит от направления движения потока в поле тяготения Земли.

Для систем пневмотранспорта с горизонтальным направлением перемещения потока материала основным критерием является равномерность заполнения поперечного сечения пневмопровода. Распределение материала по сечению транспортной коммуникации зависит от диаметра и состояния поверхности частиц перемещаемого материала, шероховатости внутренней поверхности материалопровода, ее положения в пространстве, расстояния от узла ввода материала до рассматриваемого участка и главное от скорости

транспортирующего воздуха [131]. Фазовая диаграмма состояния двухфазного потока в горизонтальном пневматическом трубопроводе приведена на рисунке 1.1

[131].

Скорое 1ь газа, м/с

Рисунок 1.1 - Диаграмма состояния двухфазного потока в горизонтальной трубе [131]: I - чистый газ, II - фильтрация газа через материал (скорость материала равна нулю), со - массовая концентрация смеси, зона А - движение потока в виде взвеси, зона В -движение потока с осаждением материала (дюны, ленты и т.д.), зоны С, Б, Е -сплошной поток (высокая вероятность завала материала1)

В работе [113] приведена аналогичная диаграмма зависимости потери давления от скорости и концентрации потока (рисунок 1.2). Однако, в работе [113] выделено больше режимов течения двухфазного потока: поршневое течение, движущийся плотный слой с нестабильными дюнами, поток со

1 «завал материала» - аварийный режим в системе пневмотранспорта, возникающий в результате появления пробок из уплотненного материала, который приводит к полной остановке системы

стандартным распределением частиц, поток с развитыми кластерами твердого материала, поток с развивающимися кластерами твердого материала.

Скорость газа

Рисунок 1.2 - Зависимость потерь давления от скорости потока и массы твердых частиц

в потоке для горизонтальной трубы [113]

В системах пневмотранспорта с вертикальным направлением перемещения потока материала основной характеристикой двухфазного потока является концентрация твердой фазы. При высокой концентрации твердой фазы (0,15-0,2 м воздуха/м материала) взаимосвязь между частицами очень высока, поэтому скорость витания частиц рассчитывается как средняя для всего потока. При низкой концентрации твердой фазы (до 0,4-0,5 м3 воздуха/м3 материала) взаимосвязью между частицами можно пренебречь и расчет скорости витания транспортируемых частиц выполняется аналогично расчету витания одной частицы в неограниченном пространстве [113, 131].

Скоростью витания - скорость воздушного потока, при которой частица, помещенная в этот поток, находится в относительном равновесии (сила тяжести

Поток с развитыми кластерами материапа

Минимапьное давление

частицы уравновешивается аэродинамической силой). Она зависит как от физических свойств частиц, так и от концентрации материала и параметров воздушного потока.

Зависимости для определения скорости витания одиночных частиц, а также скорости витания частиц при высоких концентрациях представлены в ряде работ [1,3, 6, 16, 17, 23, 26, 33,47, 58, 72, 77, 89, 90,104, 111, 112, 124, 125, 126, 128, 130, 134].

Процессы, протекающие при транспортировке материала в вертикальном трубопроводе аналогичны тем, что протекают на горизонтальных участках систем пневмотранспорта. Немецким исследователем Виртом [136] выделено четыре режима движения системы материал-воздух на вертикальном участке материалопровода (рисунок 1.3).

При достаточных скоростях транспортного агента (режим а) твердые частицы распределяются равномерно по сечению трубы. Аналогично движению смеси по горизонтальному участку частицы имеют компоненту скорости, перпендикулярную направлению потока, которая формируется за счет ударов частиц о стенку трубы (при транспортировке крупнозернистого материала), либо за счет турбулентности рабочего газа (при транспортировке мелких частиц).

При снижении скорости несущего потока происходит образование участков скопления материала сначала в виде лент (режим б), а затем и труднопроходимых узлов (режим в).

В случае снижения скорости потока ниже скорости витания одной частицы наступает частичная блокировка материалопровода (режим г).

На рисунке 1.4 приведена фазовая диаграмма для потока воздух-материал на вертикальном участке пневмопровода [136].

Пограничная кривая 1 показывает потерю давления при движении в трубе чистого газа, пограничная крива За характеризует потери давления при неподвижном слое твердых частиц.

О О о о

а б в г

Рисунок 1.3 - Состояние газовзвеси при вертикальной транспортировке снизу вверх: а - свободный унос (взвешенный пневмотранспорт); б - образование лент; в -образование дюн; г - образование перемычек (частичная блокировка)

Перемещение твердых частиц возможно лишь в области, ограниченной кривыми ЗЬ, 5, б и 1. Кривая 6 показывает скорость витания отдельных частиц, а кривая 5 — потери давления в кипящем слое. Линия ЗЬ характеризует изменение градиента давления в зависимости от скорости газа в случае, если кипящий слой после точки 4 по каким-либо причинам не образуется.

При расходе твердых частиц т>0 в секторе а — взвешенный пневмотранспорт, в секторе Ь - транспортировка лентами, в секторе с -перемещение материала с частичной блокировкой. Кривую 2 автор [136] называет стопорной границей. При достаточно низкой скорости газа создаются условия для транспортирования материала в псевдоожиженном состоянии сектор ((Г).

Дальнейшее понижение скорости приводит к состоянию, когда материал при высоком градиентном давлении перемещается вверх в виде пробок. Данный режим иначе называют «пневмомеханической транспортировкой (сектор е).

Рисунок 1.4 — Зависимость потерь давления от скорости и концентрации твердой фазы

при вертикальном движении потока

Приведенные выше диаграммы (рисунки 1.1, 1.2, 1.4) устанавливают взаимосвязь между потерей давления газа на единицу длины прямолинейного трубопровода и скоростью газа, отнесенной к полному проходному сечению канала, при постоянной загрузке материала. Однако данные зависимости не учитывают многие режимные и конструктивные факторы: температуру газа, размер частиц, их форму, конструктивные особенности трубопроводов, наличие местных сопротивлений — и поэтому не могут быть использованы для выбора оптимальных режимов и параметров транспортировки в реальных условиях.

1.4 Устройство пневмотранспортных установок

Тип системы пневмотранспорта определяется типом пневмонасоса, как основного элемента системы. Существуют пневмонасосы:

1. пневмовинтовые;

2. пневмокамерные;

3. пневмопушки;

4. эрлифты и пневмоподъемники;

5. струйные;

6. аэрожелоба.

Приведем основные достоинства и недостатки указанных типов пневмонасосов.

Пневмовинтовые насосы (ТСВЩ. Конструкция ПВН состоит из: приемной камеры, смесительной камеры с обратным грузовым клапаном, напорного быстроходного шнека с приводом от электродвигателя, броневой гильзы, коллектора для подвода сжатого воздуха. Подача материала осуществляется при помощи винтов и сжатого воздуха.

Из загрузочного бункера вяжущий материал под действием сил гравитации перемещается в приемную камеру насоса. Из приемной камеры материал подается быстровращающимся напорным шнеком в смесительную камеру, куда поступает через форсунки сжатый воздух. В смесительной камере материал разрыхляется и транспортируется в потоке сжатого воздуха по трубопроводу к месту назначения [9]. Производительность систем с ПВН может достигать 400 т/ч, а дальность подачи материала до 1,5 км.

Достоинства:

1) работа на низком и среднем давлении (Р = 1,5 - 3 атм), и, как следствие, возможность частичной загрузки;

2) отсутствует необходимость установки ресиверов;

3) непрерывная транспортировка материала;

4) устойчивость к ударам давления.

Недостатки:

1) высокий абразивный износ элементов насоса и материалопроводов;

2) затраты электроэнергии на привод шнека;

3) высокие удельные затраты сжатого воздуха.

Пневмокамерные насосы (ПКН). Действие насоса основано на вытеснении материала энергией сжатого воздуха, подаваемого в камеру насоса под давлением [35]. Несмотря на общий принцип работы, в данном классе выделяют пневмокамерные насосы (НПА, НКЦ, ПН) и монжусы (ТА, НО). Основными отличиями пневмокамерных насосов от монжусов являются: существенно меньшие габариты по высоте; отсутствие необходимости регистрации в Ростехнадзоре из-за меньшего объема (до 1 м ); отсутствие движущихся механизмов внутри камеры. Производительность систем с ПКН достигает 150 т/ч (по некоторым данным [37] до 800 т/ч), а дальность и высота подачи - до 3,5 км и до 50 м соответственно.

Достоинства:

1) надежность;

2) возможность частичной загрузки;

3) низкий абразивный износ элементов оборудования;

4) возможность полной автоматизации;

5) низкие расходы на техобслуживание.

Недостатки:

1) работа под высоким давлением и необходимость регистрации в Ростехнадзоре (для монжусов);

2) необходимость столба материала для загрузки камеры;

3) необходимость установки ресиверов для поддержания постоянного давления;

4) импульсный режим работы.

Пнвмопушки (пневмоимпульсные насосы). Принцип работы основан на перемещении материала в фазе плотного слоя порциями, посредствам действия

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Родионов, Геннадий Александрович, 2014 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абрамович, Г.Н. Прикладная газовая динамика. / Г.Н.Абрамович. - М.: Наука, 1991.-600 с.

2. Арутюнов, В.А. Математическое моделирование работы промышленных печей / В.А. Арутюнов, В.В. Бухмиров, С.А. Крупенников. - М.: Металлургия, 1990. - 239 с.

3. Бабуха, Г.Л. Взаимодействие частиц полидисперсного материала в двухфазных потоках / Г.Л. Бабуха, A.A. Шрайбер. - Киев: Наукова думка, 1971. -169 с.

4. Баренблатт, Г.И. О движении взвешенных частиц в турбулентном потоке / Г.И. Баренблатт // Прикладная мат. и мех. - 1953, т. 17, С.261-274.

5. Барский, М.Д. Пневмотранспорт, пылеулавливание и сепарация / М.Д. Барский, Б.С. Дроздов, В.И. Павлов. - Свердловск: Изд-во УПИ, 1979. - 95 с.

6. Батурин, В.В. Отопление, вентиляция и газоснабжение/ В.В. Батурин.- М.: Госстройиздат, 1959. - 135 с.

7. Белик, Н.П. Расчет процесса опорожнения газовой емкости / Н.П. Белик, Н.М. Беляев, Г.С. Шандоров // Инженерно-физический журнал. - 1964, том VII, №9. С.25-29.

8. Беспалов, В.И. Исследование пневмотранспорта щепы на разгонных участках трубопровода / В.И. Беспалов // Дисс. к.т.н. - М.: Химки, 1976. - 152с.

9. Борщевский, А. А. Механическое оборудование для производства строительных материалов и изделий: учебник для вузов / А. А. Борщевский. - М.: Высш. школа, 1987. - 367 с.

10. Броунштейн, Б.И. Метод расчета потери напора в промышленных пневмодъемниках / Б.И. Броунштейн // Труды гос. ин-та прикладной химии. - М.: госхимиздат, 160, вып. 46. - С. 274 - 284.

11. Буевич, Ю.А. Газораспределение в высоком зернистом слое при вдуве системы плоских струй / Ю.А. Буевич, H.A. Колесникова, А.Н. Цетович // Инженерно-физический журнал. - 1976, том XXX, №4. - С.424-431.

12. Буевич, Ю.А. Гидродинамическая модель дисперсных систем // Прикл. мат. и мех. - 1969, т.ЗЗ. - С.482-494.

13. Буевич, Ю.А. Струйное псевдоожижение / Ю.А. Буевич, Г.А. Минаев. - М.: Химия, 1984. - 136 с.

14. Быков, B.C. Пневмотранспортные установки / В. С. Быков, А. К. Скворцов. -Воронеж: ВГАУ, 2002. - 163 с.

15. Вахмянин, Н.С Пневматический транспорт ингредиентов резиновых смесей/ / Н.С. Вахмятин, В.А. Шваб, Г.Г. Гайнутдинов, В.А. Смолвик // Каучук и резина. -1965, № Ю. -С.15-19.

16. Вахрамеев, И.И. Процесс взвешивания твердых частиц при пневмотранспорте / И.И. Вахрамеев // Горный журнал. - №2. 1970. - С. 107-144.

17. Вдовенко, О.П. Пневматический транспорт на предприятиях химической промышленности / О.П. Вдовенко.- М.: Машиностроение, 1986. - 136 с.

18. Великанов, М.А. Движение наносов / М.А. Великанов.- М.: Речиздат, 1948. -135 с.

19. Велыпоф, Г. Пневматический транспорт при высокой концентрации материала / Г. Вельшов.- М.: Колос, 1964. - 160 с.

20. Волков, К.Н. Двухуровневое моделирование внутренних двухфазных течений / К. Н. Волков, В. Н. Емельянов, Е. Л. Рябова // Матем. моделирование. -2001, т. 13, №7.-С. 44-48.

21. Воробьев, A.A. Пневмотранспортные установки: справочник / A.A. Воробьев.

- Л.: Машиностроение, 1969. - 198 с.

22. Воронин, Ю.Б. Пневмотранспорт измельченной древесины. - М: Лесная промышленность, 1977. - 207 с.

23. Генералов, М.Б. Механика твердых дисперсных сред в процессах химической технологии / М.Б. Генералов. - Калуга: Издательство Н. Бочкаревой, 2002. - 592 с.

24. Глебов, Г.А. Расчет процесса наполнения емкости сжатым газом / Г.А.Глебов, А.П. Козлов // Инженерно-физический журнал. - 1984, том XLVI, №4.

- С.696-697.

25. Глебов, Г.А. Экспериментальное исследование процесса наполнения емкости сжатым газом / Г.А. Глебов, А.П. Козлов // Инженерно-физический журнал. -1984, том XLVI, №4. - С.555-557.

26. Горбис, З.Р., Жидко В.И„ Зелинский Г.С. Исследование аэродинамики кипящего слоя зерна / З.Р. Горбис, В.И. Жидко, Г.С. Зелинский // ИЗБ.Вузов, Пищевая технология. -1971, № 2. - С.110-115.

27. Горбис, З.Р. Теплообмен и гидромеханика дисперсных сквозных потоков / З.Р. Горбис. - М.: Энергия, 1970. - 425 с.

28. ГОСТ 25732-88 «Руды железные и марганцевые, концентраты, агломераты и окатыши. Методы определения истинной, объемной, насыпной плотности и пористости»

29. Гупало, Ю.П. Исследования по механике и теплообмену дисперсных систем / Ю.П. Гупало. - М.:Докт.дисс., 1974.

30. Давыдов, С.Я. Энергосберегающее оборудование для транспортировки сыпучих материалов: исследование, разработка, производство / С.Я. Давыдов. -Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2007. - 317 с.

31. Дзядзио, A.M. Потери давления при движении двухфазных потоков на пищевых предприятиях / A.M. Дзядзио, Г.Ф. Костюк // Изв. ВУЗов. Пищевая технология. - 1971, № 5. - С. 153-157.

32. Дзядзио, A.M. Пневматический транспорт на зерноперерабатывающих предприятиях / A.M. Дзядзио, Л.И. Кремер. - М.: Колос, 1967. - 296 с.

33. Догин, М.Е. Расчет сопротивления разгонного участка при пневмотранспорте / М.Е. Догин, А.И. Карпов // Инженерно-физический журнал. - 1961, том IV, №7. -С.47-51.

34. Дроздов, Б.С. Исследование условий рациональной организации процессов трубопроводного пневматического транспорта порошкообразных материалов. -Свердловск: Канд.дисс, 1979. - 136 с.

35. Дуда, В. Цемент / В. Дуда; Пер. с нем. Е. Ш. Фельдмана. - М.: Стройиздат, 1981.-464 с.

36. Дюнин, A.K. Основы механики многокомпонентных потоков - А.К. Дюнин, Ю.Т. Борщевский, H.A. Яковлев.-Новосибирск: СО АН СССР, 1965.

37. Евтюков, С.А. Пневмотранспортное оборудование в строительной индустрии и строительстве / С.А. Евтюков, М.М. Шапуно. - в С-Пб.: ДНК, 2005. - 360 с.

38. Жихарев, Е.А. Измерение скорости движения частиц сыпучих материалов в трубопроводах пневматического транспорта // ИФЖ. - 1959, т. И, № 2. --С. 25-31.

39. Заборсин, А.Ф. Пневмотранспорт сахара в пищевой промышленности / А.Ф. Заборсин. - М.: Пищевая промышленность, 1979. - 280 с.

40. Зенков, P.JL Машины непрерывного транспорта: учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. / Р. JT. Зенков, И. И. Ивашков, JI. Н. Колобов. - М.: Машиностроение, 1987. - 432 с.

41. Зенков, P.JI. Механика насыпных грузов / P.JI. Зенков.

- М.: Машиностроение, 1964. - 251 с.

42. Зуев, Ф.Г. Пневматическое транспортирование на зерноперерабатывающих предприятиях / Ф.Г. Зуев. - М.: Колос, 1976. - 344 с.

43. Казанцев, В.В. Исследование пневмотранспорта в плотной фазе порошковых материалов по горизонтальных транспортным трубопроводам / В.В. Казанцев. -Л.: Канд. дисс, 1978.

44. Калинушкин, М.П. Пневматический транспорт в строительстве / М.П. Калинушкин, З.Э. Орловский, И.С.Сегаль. - М.: Госстройиздат, 1961. -

- 162 с.

45. Карлинский, З.И. Параметры и режимы работы пневмокапсульных установок для измельченной древесины / З.И. Карлинский // Дисс. д.т.н. - М: МЛТИ, 1990. -389 с.

46. Карлинский, З.И. Энергоемкость пневмотранспортных систем: новый взгляд на проблему / З.И. Карлинский, В.А. Шилков // Вестник Московского государственного университета леса - Лесной вестник. - М: Московский государственный университет леса, 1999, №1. - С. 97-101.

47. Карпов, А.И. К вопросу о скоростях частиц при пневмотранспорте / А.И. Карпов // Научные труды ТЭМИИЖТ. - 1960, т. 29. - С. 204-213.

48. Костюк, Г.Ф. Изменение скорости витания частицы в стесненных условиях / Г.Ф. Костюк// Изв. ВУЗов. - 1968, т. III, № 2. - С. 167-172.

49. Костюк, Г.Ф. О скорости свободного витания частицы при изменении физических свойств жидкости / Г.Ф, Костюк // Изв. ВУЗов. Пищевая технология. -1968, №3.-С. 164-165.

50. Кузнецов, Ю.М. Камерный питатель для процессов инжекционной металлургии / Ю.М. Кузнецов. - М.: ИНТЕМЕТ ИНЖИНИРИНГ, 2000. --57 с.

51. Кузнецов, Ю.М. Пневмотранспорт: теория и практика / Ю.М. Кузнецов. -

- Екатеринбург: УрО РАН, 2005. - 62 с.

52. Кузьмин, A.B. Справочник по расчетам механизмов подъемно-транспортных машин / A.B. Кузьмин, Ф.П. Марон. - Минск, 1977. - 271 с.

53. Куний, Д. Промышленное псевдоожижение / Д. Куний. - М.: Химия, 1976. -

- 446 с.

54. Курочкина, М.И. Процессы и аппараты химической промышленности / М.И. Курочкина, Ю.Я. Моджерин, П.Г. Романов. - М.: Химия, 1989. - 559 с.

55. Ларионов, В.А. Пневмотранспорт измельченной древесины с переменным расходом воздуха / В.А. Ларионов. - М.: Лесная промышленность, 1977. - 119 с.

56. Лева, М. Псевдоожижение / М.Лева. - М.: Гостоптехиздат, 1961. - 400 с.

57. Левич, В.Г. Кинетическая теория псевдоожиженного состояния / В.Г. Левич, В.П. Мясников // Хим. пром. - 1966, № 6. - С. 404-408.

58. Логачев, И.Н. Аэродинамические основы аспирации / И.Н. Логачев, К.И. Логачев. - С-Пб.: Химиздат, 2005. - 659 с.

59. Лойцянский, Л.Г. Механика жидкости и газа / Л.Г. Лойцянский. - М.: Наука, 1970.-904 с.

60. Лунькин, Ю.П. Вывод уравнений динамики газовзвеси на основе кинетической теории / Ю.П. Лунькин, В.Ф. Мымрин // Молекулярная

газодинамика: межвузовский сборник. Аэродинамика разреженных газов; вып. 10.

- Д.: Изд-во Ленинградского университета, 1980. - С. 103-117.

61. Максимчук, Б.М. Исследование скорости движения зерновых продуктов при вертикальном пневмотранспортировании / Б.М. Максиманчук, A.C. Кеммер // Изв. ВУЗов. Пищевая технология. - 1965, № 6. - С. 85-90.

62. Малевич, И.П. Транспортировка и складирование порошкообразных строительных материалов / И.П. Малевич, B.C. Серяков, A.B. Мишин. - М.: Строиздат, 1984. - 184 с.

63. Малис, А.Я. Пневматический транспорт сыпучих материалов при высоких концентрациях / А.Я. Малис. - М.: Машиностроение, 1969. - 177 с.

64. Мамошин, А.Е. Классификация, псевдоожижение и пневмотранспорт сыпучих материалов / А.Е. Мамошин. - Екатеринбург.: АМБ. 2004. - 121с.

65. Матвеев, А.И. Современные пневмокамерные насосы для транспортирования цемента и других пылевидных материалов. / А.И. Матвеев. - М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1969. - 53 с.

66. Микольский, Ю.Н. Пневматический транспорт в производстве строительных материалов / Ю.Н. Микольский. - Киев: Госстройиздат УССР, 1962. - 102 с.

67. Морозов, И.И. Приближенный расчет процесса опорожнения газовой емкости / И.И. Морозов // Инженерно-физический журнал. - 1959, том II, №12. -С.73-76.

68. Неужил, Л. Влияние решетки на неравномерность псевдоожиженного слоя / Л. Неужил, Б. Майргофер, Г.К. Сурис // Журнал прикладной химии. - 1976, №10. -С.2266-2273.

69. Нигматулин, Р.И. Основы механики гетерогенных сред / Р.И. Нигматулин. --М.: Наука, 1978.-366 с.

70. Островский, Г.М. Анализ работы камерного питателя пневмотранспортнои установки с подачей газа в пространство над материалом / Г.М. Островский, В.Н. Соколов, A.M. Меньшиков // Журнал прикладной химии. - 1977, №4. -

- С. 826-829.

71. Островский, Г.М. Пневматический транспорт сыпучих материалов в химической промышленности / Г.М. Островский. - Л.: Химия, 1984. - 100 с.

72. Пальцев, B.C. Исследование вертикальных материалопроводов при пневматическом транспортировании продуктов размола зерна / B.C. Пальцев // Труды ВНИИЗ. - 1957, вып. 32. - С.5-23.

73. Парамонов, A.M. Системы воздухоснабжения предприятий / A.M. Парамонов, А.П. Стариков. - М.: Лань, 2011. - 160 с.

74. Подборский, Л.Е. Машины для разгрузки и транспорта порошкообразных материалов / Л.Е. Подборский, В.К. Ильгисонис. - М.; Л.: Машгиз, 1961. -

- 191 с.

75. Потураев, В.Н. Вибрационно-пневматическое транспортирование сыпучих материалов / В.Н. Потураев, Б.В. Пономарев. - Киев.: Наукова думка, 1989. -

- 248 с.

76. Приказ Министерства энергетики РФ от 19 апреля 2010 г. N 182 "Об утверждении требований к энергетическому паспорту, составленному по результатам обязательного энергетического обследования, и энергетическому паспорту, составленному на основании проектной документации, и правил направления копии энергетического паспорта, составленного по результатам обязательного энергетического обследования" / Зарегистрировано в Минюсте РФ 7 июня 2010 г. Регистрационный N 17498.

77. Разумов, И.М. Псевдоожижение и пневмотранспорт сыпучих материалов / И.М. Разумов. - М.: Химия, 1972. - 238 с.

78. Репп, K.P. Исследование гидравлических сопротивлений колен и отводов при пневмотранспорте зерна и зернистых материалов / K.P. Репп.

- Барнаул: Канд.дисс., 1971.

79. Ривкин, М.Б. К расчету пневмотранспорта пылевидных и порошкообразных материалов в плотной фазе по вертикали / М.Б. Ривкин // Тр. Проектн.-констр. и науч.-исслед. ин-та мор. транспорта. - 1966, вып. 10. - С. 87-96.

80. Ривкин, М.Б. Применение теории двухфазного псевдоожижения к пневмотранспорту в плотной фазе / М.Б. Ривкин // ИФЖ., т. XI, 1966, № 1. -

- С. 68-73.

81. Ривкин, М.Б. Скольжение фаз при пневмотранспорте в плотной фазе / М.Б. Ривкин, Б.А, Сорочинский //ИФЖ. - 1971, т.20, №1. - С. 1072-1074.

82. Родионов, Г.А. Система пневмотранспорта как объект исследования / Г.А. Родионов, В.В. Бухмиров // Вестник Череповецкого государственного университета. - 2013. - Череповец: ФГБОУ ВПО «Череповецкий государственный университет». - №1. — С.20 - 25.

83. Саламаха, В.И. Исследование процесса вертикального пневмотранспортирования зернистых материалов в зависимости от концентрации: Автореф. канд.техн. наук / В.И. Саламаха. - Одесса, 1982.

- С.-21.

84. Седов Л.И. Механика сплошной среды / Л.И. Седов. - М.: Наука.

85. Слезкин, H.A. Дифференциальные уравнения движения пульпы / H.A. Слезкин // Докл. АН СССР. - 1952, т. 36, № 2. - С. 235-237.

86. Смирнов, В.Д. Наполнение и опорожнение сосудов ограниченной емкости сжимаемым газом при постоянном и переменном объеме сосуда / В.Д. Смирнов // Инженерно-физический журнал. - 1965, том VIII, №3. -

- С.349-357.

87. Снегирёв, АЛО. Высокопроизводительные вычисления в технической физике. Численное моделирование турбулентных течений: учеб. пособие / А.Ю. Снегирев. - СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2009. - 143 с.

88. Спиваковский, А.О. Транспортирующие машины / А.О. Спиваковский, В.К. Дьячков. - М.: Машиностроение, 1983. - 487с.

89. Стельмах, Г.П. Приближенный расчет скорости частички, находящейся во взвешенном состоянии / Г.П. Стельмах // Инженерно-физический журнал. -

- 1959, том II, №10. - С.72-75.

90. Степочкин, Б. Ф. Определение скорости витания частиц произвольнойи формы / Б.Ф. Степочкин // Теплоэнергетика. - 1960, №5. - С.466-469.

91. Тамарин, A.M. Изучение закономерностей движения дисперсного материала в псевдоожиженном слое / А.М, Тамарин, И.З. Мац, Г.Г. Тюхай // Тепло- и массоперенос. - 1968, т. 4. - Минск: Наука и техника. - С. 194-207.

92. Телетов, С.Г. Вопросы гидродинамики двухфазных систем / С.Г. Телетов // Вести. МГУ, серия мат.мех.астрон.физ.хим. - 1958, вып. 2. - С. 105-112.

93. Телетов, С.Г. Уравнения гидродинамики двухфазных жидкостей / С.Г. Телетов // Докл. АН СССР. - 1945, т. 50. - С. 99-106.

94. Тетеревков, А.И. Оборудование заводов неорганических веществ и основы проектирования / А.И. Тетеревков, В.В. Печковский. - Минск: Высшая школа, 1981.-335 с.

95. Тодес, О.М. Движение и перемешивание частиц твердой фазы / О.М. Тодес, А.Е. Бондарева, М.Б. Гринбаум // Хим. пром. - 1966, № 6. - С. 408-413.

96. Указ Президента РФ от 7 июля 2011 г. N 899 "Об утверждении приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в Российской Федерации и перечня критических технологий Российской Федерации". - М.: Кремль, 2011.

97. Урбан, Я. Пневматический транспорт / Я.Урбан; под. ред. JI.M. Шведова. -- М.: Машиностроение, 1967. - 253 с.

98. Федеральный закон от 3 апреля 1996 г. N 28-ФЗ "Об энергосбережении" (с изменениями от 5 апреля 2003 г.). Принят Государственной Думой 13 марта 1996 года. Одобрен Советом Федерации 20 марта 1996 года.

99. Федеральный закон Российской Федерации от 23 ноября 2009 г. N 261-ФЗ "Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации ". Принят Государственной Думой 11 ноября 2009 года. Одобрен Советом Федерации 18 ноября 2009 года.

100. Франкль, Ф.И. К теории движения взвешенных наносов / Ф.И. Франкль // Докл. АН СССР. - 1953, т. 92, № 2. - С. 247-250.

101. Франкль, Ф.И. К теории движения жидкости со взвешенными частицами / Ф.И. Франкль //Докл. АН СССР. - 1955, т. 102, № 5. . с. 901-906.

102. Франкль, Ф.И. О системе уравнений движения взвешенных потоков / Ф.И. Френкль // Сб. "Исследование максимального стока, волнового воздействия и движения наносов", АН СССР.- 1960. - С. 85-91.

103. Цибаров, В.А., Кравцов Г.М., Проводенко О.П. О кинетической модели газовзвеси / В.А. Цибаров, Г.М. Кравцов, О.П. Проводенко // Численные методы механики сплошной среды. - 1978, т.9. - С. 131-139.

104. Чукин, В.В. Аэродинамика подвижного и неподвижного слоев при высоких скоростях фильтрации / В.В. Чукин, Р.Ф. Кузнецов // Инженерно-физический журнал. - 1966, том X. №5. - С.638-643.

105. Шваб, A.B. Теоретические исследования течений сжимаемой двухфазной среды непрерывной и поршневой структуры и механизма сопротивления при турбулентном течении применительно к проблемам пневмотранспорта / A.B. Шваб. - Томск: Дисс.канд.физ.мат.наук, 1976.

106. Шилкин, И.Ю. Нагнетательный пневмотранспорт муки потоками высокой концентрации: автореф. дис. канд. тех. наук: 05.18.12 / И.Ю. Шилкин. - М., 1983.

107. Шишкин, С.Ф. Модернизация пневмокамерных насосов / С.Ф. Шишкин, A.B. Катаев, Д.Н. Гаврилюк // Строительство и образование:сб. научн. тр. Екатеринбург. - 2004, №11 (41). - С. 153-155.

108. Шишкин, С.Ф. Реконструкция системы пневмотранспорта глинозема / С.Ф.Шишкин, Д.Н. Гаврилюк, А.С.Катаев // Огнеупоры и техническая керамика. -2008, №7. - С.37-40.

109. Шишкин, С.Ф. Сокращение затрат энергии на пневмотранспорт порошков / С.Ф. Шишкин, A.B. Катаев, Д.Н. Гаврилюк, A.B. Трошин // Энерго- и ресурсосбережение. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: сб. научн. тр. Екатеринбург. - 2004. - С. 107—110.

110. ANSYS FLUENT User's Guide. Software Release Version 14. - 2011. - 2498 p.

111. Beal, S.K. Deposition of polydisperse aerosols in turbulent flow / S.K. Beal // Journal of Atmosphere Environment. - 1970, Vol. 4, № 4. - p. 439-441.

112. Broadkey, J.A. A Mathematical model for deposition from turbulent flows / J.A. Broadkey, R.I. Vachon, D. Dyer, H.A. Zallen // American Society of Mechanical Engineers. - 1968, Vol. 90, № 1. - p. 164-170.

113. Chandana, Ratnayake A Comprehensive Scaling Up Technique for Pneumatic Transport Systems / Ratnayake Chandana. - Norwegian University of Science and Technology, 2005. - 279 s.

114. Ergun, E. Fluid flow through packed Columns / E. Ergun // Chem. Eng. Progr. -

- 1952, s. 48.

115. Gunn, DJ. Transfer of Heat or Mass to Particles in Fixed and Fluidized Beds / D. J. Gunn. - Int. J. Heat Mass Transfer, 21:467 - 476, 1978.

116. Gidaspow, D. Multiphase Flow and Fluidization / D. Gidaspow // Academic Press. -Boston, 1994.

117. Gidaspow,D. Hydrodynamics of Circulating Fluidized Beds, Kinetic Theory Approach. / D. Gidaspow, R. Bezburuah, and J. Ding // In Fluidization VII, Proceedings of the 7th Engineering Foundation Conference on Fluidization. - 1992, P. 75 - 82.

118. Klinzing, G.E. Pneumatic Conveying of solid / G.E. Klinzing, F. Rizk, F. Marcus, L.S. Leugh // Powder technology series. A theoretical and practical approach. -

- 1997.- 186 p.

119. Ma, D. A Thermodynamical Formulation for Dispersed Multiphase Turbulent Flows / D. Ma and G. Ahmadi // Int. J. Multiphase Flow, 16:323-351, 1990.

120. Mills, D. Handbook of Pneumatic Conveying Engineering / D.Mills, M.G. Jones, V.K. Agarwal // Marcel Dekker, Inc. - 2004. - 695 p.

121.Moaveni, S. Finite Element Analysis Theory and Application with ANSYS. -2008. - 880 s.

122. Muscelknautz, E. Auslegung pneumatischer forderanlagen / E. Muscelknautz, H. Wojahn // Chemil - Ing. Tech. - 46, Iahrg., 1974, r.6. - s. 223-272

123. Ogawa, S. On the Equation of Fully Fluidized Granular Materials / S. Ogawa, A. Umemura, and N. Oshima // J. Appl. Math. Phys., 31:483, 1980.

124. Okuyama, K. Turbulent coagulation of aerosols in a pipe flow / K. Okuyama, Y. Konsaka, T. Yoshida // Journal of Aerosol Science. - 1978, Vol. 9, №5. - p. 399-410.

125. Owen, P. Dust deposition from a turbulent airsteam / P.Owen // In: Aerodynamic capture of particles, Edition by E.G. Richardson. London. New York. - 1960. - p. 8-25.

126. Owen, P.R. Pneumatic transport / P.R. Owen // Journal of Fluid Mechanics. 1969, Vol. 39, part 2. - p. 407-432.

127. Pai, S.I. Fundamental equations of a mixture of a gas and small spherical solids particles from simple kinetic theory / S.I. Pai // Rev. Roum., Sei. Tech. -- Bucarest, 1974. - p. 605-621.

128. Rouhianen, P.O. On the deposition of small particles from turbulent streams / P.O. Rouhianen// American Society of Mechanical Engineers. - 1970, Vol. 92, №1. --p. 169-177.

129. Schaeffer, D.G. Instability in the Evolution Equations Describing Incompressible Granular Flow / D. G. Schaeffer // J. Diff. Eq., 66:19-50, 1987.

130. Shizgal, B. The flow of suspension through tube / B. Shizgal, A. Goldsmith, S.G. Mason // Journal of Chemical Engineering. - 1965, Vol. 43, № 1. - p. 97-101.

131. Siegel, W. Enwicklungsstand der pneumatischen Förderung / W. Siegel // Die Mühle + Mischfuttertechnik. - 1977, Bd. 20. - S. 291 - 296.

132. Syamlal, M. Computer Simulation of Bubbles in a Fluidized Bed / M. Syamlal, T. J. O'Brien//AIChE Symp. Series, 85:22 - 31, 1989.

133. Syamlal, M. MFIX Documentation: Volume 1, Theory Guide / M. Syamlal, W. Rogers, and T. J. O'Brien // National Technical Information Service. - Springfield, VA, 1993. DOE/METC-9411004, NTIS/DE9400087

134. Wakstein C. A simple picture of turbulent two-phase pipe flow / C. Wakstein // Journal of Aerosol Science.- 1970, Vol. 1, № 1. - p. 69-74.

135. Wen, C.-Y. Mechanics of Fluidization / C.-Y. Wen, Y. H. Yu // Chem. Eng. Prog. Symp. Series, 62:100-111, 1966.

136. Wirth, K.E. Die Grundlagen der pneumatischen Förderung/ K.E. Wirth // Chem. Ing. Tech. - 1983, Bd 55, N2. - S. 110-122.

137. Zongming Liu, Guangbin Duan and Kun Wang. Numerical Simulation of Dense Phase Pneumatic Conveying in Long-Distance Pipe / Liu Zongming, Duan Guangbin, Wang Kun // Computational Simulations and Applications, Dr. Jianping Zhu (Ed.), 2011, ISBN: 978-953-307-430-6, InTech, Available from: http://www.intechopen.com/books/computational-simulations-andapplications/ numerical-simulation-of-dense-phase-pneumatic- conveying-in-long-distance-pipe

138. Formisani B, Girimonte R, Mancuso L. Analysis of the fluidizationprocess of particle beds at high temperature. Chem Eng Sci 53:951-962, 1998.

139. Mii T, Yoshida K, Kunii D. Temperature effects on the characteristics of fluidized beds. J Chem Eng Japan 6:100-102,1973.

140. Wiman J, Almstedt AE. Aerodynamics and heat transfer in a pressurized fluidized bed: Influence of pressure, fluidization velocity, particle size and tube geometry. Chem Eng Sci 52:2677-2696, 1997

141. Wu SY, Baeyens J. Effect of the operating temperature on the minimum fluidization velocity. Powder Tech 67:217- 220, 1991.

142. Yang WC, Chitester DC, Kornosky RM, Keairns DL. A generalized methodology for estimating minimum fluidization velocity at elevated pressure and temperature. IChE J 31:1086-1092,1985

ПЕРЕЧЕНЬ ОБОЗНАЧЕНИЙ

А - коэффициент уравнения;

а0 - скорость звука в чистом, незапыленном воздухе, м/с;

Сх - коэффициент лобового сопротивления частиц неправильной формы;

£) - диаметр материалопровода, м;

<4 - эквивалентный диаметр материалопровода, м;

F - площадь поперечного сечения трубопровода, м ;

- площадь боковой поверхности материалопровода, м2; Еп - сила, Н;

л

g - ускорение свободного падения, м/с ;

С/- расход несущей среды, кг/с;

С, - расход твердого компонента, кг/с;

к - энтальпия газа, Дж/кг;

Ь - длина материалопровода, м;

р - давление, Па;

Ар - потери давления, Па;

Я - удельная газовая постоянная, Дж/(кг-К);

- площадь поверхности раздела фаз, м ; Т- температура, °С, К;

/ - время, с;

о

V- объем, м ;

- средняя скорость смеси, м/с; "иу-скорость несущей среды, м/с;

-скорость твердой фазы, м/с; ж,, о - начальная скорость твердой фазы, м/с; Щвит - скорость витания, м/с. х,у, г - координаты, м;

2 О

а - коэффициент теплоотдачи,

Вт/(м • С);

у - порозность;

л л

Уi - объемная концентрация компонента, м /м ; X - коэффициент сопротивления трению при движении смеси;

Xf- коэффициент сопротивления трению при несущей среды;

- коэффициент сопротивления трению при движении твердого компонента;

ц - расходная весовая концентрация, кг/кг; /л3 -насыпная вязкость твердой фазы

Vf- коэффициент кинематической вязкости несущей среды, м/с ;

- объемная вязкость твердой фазы

0Б - температура на поверхности частицы, К; &о - средняя температура частицы, К;

•у

рсм - плотность смеси, кг/м ; рф- эффективная плотность; Pf- плотность несущей среды, кг/м3; р8 - плотность твердой фазы, кг/м3; а - среднее квадратичное отклонение; т - тензор напряжений, Н/м2;

Яе =-- критерий Рейнольдса;

V

Кевит ~ *ви'П— " критерий Рейнольдса при скорости витания; V

Индексы:

5 - твердый компонент;/- газ, несущая среда; вит - витание; см - смесь

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ

КН (ПКН) - камерный насос (пневмокамерный насос); ПК - персональный компьютер; ПТУ - пневмотранспортная установка.