Нормализация параметров сжатого воздуха для пневмоприводов горных и буровых машин при производстве геологоразведочных работ в сложных климатических условиях тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.15.14, кандидат технических наук Сыров, Сергей Викторович

• Сыров, Сергей Викторович
• кандидат технических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат технических наук Сыров, Сергей Викторович

Введение

1. Глава 1. Состояние вопроса нормализации параметров сжатого воздуха для пневмоприводов.

1.1. Методы расчета процессов в воздухопроводных сетях и пневмоприводах.

1.2. Удаление загрязнений на линии всасывания компрессора.

1.3. Удаление загрязнений на линии нагнетания компрессора.

1.4. Способы очистки сжатого воздуха.

1.4.1. Очистка воздуха путем фильтрации.

1.4.2. Инерционный способ очистки.

1.4.3. Гравитационный способ очистки.

1/4.4.Электростатический способ очистки.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Нормализация параметров сжатого воздуха для пневмоприводов горных и буровых машин при производстве геологоразведочных работ в сложных климатических условиях»

В энергетическом балансе горнопроходческих работ геологоразведочных организаций исключительно важное место принадлежит энергии сжатого воздуха.

Вопросы повышения эффективности производства и использования пневматической энергии имеют важное народнохозяйственное значение, так как повышение экономичности работы пневматических систем ( ПС ) даже на доли процента приведет к экономии электроэнергии и значительному повышению производительности геологоразведочных организаций.

Расчет и эксплуатация пневматических систем геологоразведочных организаций в настоящее время основывается на теории процессов, игнорирующей фазовые переходы в наружном и сжатом воздухе, и его состав при всех изменениях параметров принимается однофазным. Такой подход не соответствует реальным условиям производства пневматической энергии и не отражает истинную физическую сущность комплекса процессов, происходящих в пневматических системах. Воздух однофазного состава бывает непродолжительное время и на протяжении большого периода года как наружный (во время осадков и туманов), так и сжатый ( во время конденсации паров воды и масла) имеет многофазный состав (влажный воздух, вода, масло, лед, твердые отложения масла и твердые частицы коррозионного и другого происхождения).

Фазовые переходы в воздухе и его превращение в многофазную смесь являются причинами резкого снижения общей эффективности пневматических систем, выражающейся в увеличении гидравлического сопротивления воздухопроводных сетей, снижении давления и расхода воздуха для пневмоприводов и образования твердых фаз, приобретающих роль вредных примесей.

Однако, из-за отсутствия необходимых научных данных современные методы выработки сжатого воздуха не удовлетворяют этим требованиям даже на предприятиях континетальных районов страны и тем более не могут удовлетворять требованиям предприятий районов Заполярья, Северо-Востока, Дальнего Востока и Сибири, характеризующихся тяжелыми климатическими условиями, где отрицательные последствия фазовых переходов проявляются интенсивнее, еще более снижая эффективность пневматических систем и производительность горно-проходческих работ. 5

Одним из основных средств повышения надежности и долговечности пневматических систем является оптимальная очистка засасываемого и сжатого воздуха от загрязнений. Актуальность и важность очистки обуславливается тем, что загрязнения сжатого воздуха снижают долговечность пневматических устройств и аппаратов в 4 - 8 раз, а выход из строя по этой причине составляет до 85% от общего числа отказов. Кроме того, загрязнения сжатого воздуха ухудшают свойства продукции в тех видах производства, где сжатый воздух непосредственно соприкасается с продукцией.

Для очистки воздуха на входе в компрессор наряду с такими параметрами, как тонкость очистки; рабочее давление; стабильность работы; гидравлическое сопротивление и ресурс работы фильтроэлементов, необходимо учитывать тип компрессора.

Целью работы является установление закономерностей и зависимостей фазовых переходов и процессов в воздухопроводных сетях геологоразведочных организаций для разработки методов нормализации параметров сжатого воздуха, обеспечивающих повышение эффективности пневматических систем и эксплуатационных показателей пневмоприводов горно-проходческих машин.

Заключение диссертации по теме «Технология и техника геологоразведочных работ», Сыров, Сергей Викторович

Основные результаты работы:

1. Общее влагосодержание сжатого воздуха в поршневых пневматических системах складывается из обычного влагосодержания, маслосодержания и дисперсной водомасляной массы.

2. Фазовые переходы в пневматических системах на протяжении года подчиняются определенным закономерностям, заключающимися в том, что изменение фазового состава сжатого воздуха, определяемое наружными и подземными климатическими условиями, может быть циклическим или непрерывным.

3. На пути движения воздуха от компрессоров до потребителей в период конденсации может существовать до четырех фазовых зон: зоны ненасыщенного состояния воздуха, зоны конденсации, включая участки обмерзания, зоны равновесия и зоны испарения.

4. При течении сжатого воздуха по реальному трубопроводу интенсивность теплообмена по мере снижения температуры воздуха уменьшается. Поэтому соотношение между изменением температуры воздуха и потерей давления на единице длины трубопровода непрерывно меняется.

5. В магистральных трубопроводах скорость потока воздуха относительно невелика, следовательно, изменение температуры происходит из-за теплообмена с окружающей средой. Температура сжатого воздуха на выходе из компрессора выше, чем температура окружающей среды, что приводит к охлаждению и конденсации влаги и масла.

6. Показано, что существующие способы и устройства производства и поддержания нормированных параметров сжатого воздуха не обеспечивают эффективную работу пневмоприводов из-за отсутствия учета особенности эксплуатации горноразведочных машин.

7. Получено аналитическое уравнение (3.13) для определения средней температуры сжатого воздуха при его движении по внешней сети воздухопроводов в зависимости от его параметров, массового количества и удельной теплоемкости воздуха.

150

8. Разработана математическая модель (3.46) для определения общего К.П.Д. пневматических систем, учитывающая работу компрессора, воздухопроводной сети и приемников пневмоэнергии.

9. Предложены аналитические зависимости конечного давления, потерь давления и количества воздуха в зависимости от протяженности и угла наклона воздухопроводов, температуры сжатого воздуха и окружающей среды.

10. Разработаны методы нормализации параметров сжатого воздуха, обеспечивающие повышение эффективности пневматических систем и эксплуатационные показатели пневмоприводов горнопроходческих машин.

11. Предложена методика расчета на ЭВМ пневматичексих систем с учетом фазовых переходов и процессов в воздухопроводных сетях геологоразведочных организаций, работающих в сложных климатических условиях.

12. Маслоотделители, построенные на использовании принципа капиллярной конденсации, обеспечивают улавливание паров масла и, при необходимости тонкой очистки воздуха, могут быть использованы в качестве третьей ступени очистки воздуха.

13. Наиболее эффективными для очистки сжатого воздуха от масла винтовых компрессоров являются коалесцентные фильтры, которые могут устанавливаться на компрессорной станции при непосредственной близости от нее в качестве второй ступени очистки воздуха.

14. Малогабаритный фильтр-влагоотделитель 'Тигрон", предназначенный для очистки и осушки сжатого воздуха, выгодно отличается от аналогов простой конструкцией, малой металлоемкостью, быстрой регенерацией и возможностью модульной сборки с целью варьирования пропускной способности в геологоразведочных условиях.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Сыров, Сергей Викторович, 2000 год

1. Абдурашидов С.А., Тупиченков A.A., Вершинин И.М., Тененгольц С.М., Насосы и компрессоры. ссНедра", М., 1974 г, 293 с.

2. Агафонов A.B. Увеличение производительности поршневых компрессоров геологоразведочных партий, работающих в высокогорных условиях, методом резонансно-механическим наддувом. М., Канд. диссертация. 1971 г.

3. Алексеев В.В., Брюховецкий О.С. Горная механика. "Недра ", М., 1995 г.

4. Алексеев В.В. Оптимизация работы пневматического оборудования в условиях геологоразведочных организаций. М., 1978 г, 205 с.

5. Андронов Б.Е. К определению масляного аэрозоля в воздухе. В кн. "Научные работы институтов охраны труда ВЦСПС", вып. 44. М., 1966 г.

6. Алексеев В.В. Стационарные машины. М., "Недра", 1989 г.

7. Алексеев В.В. Рудничные насосные, вентиляторные и пневматические установки. М., "Недра", 1983 г, 381 с.

8. Альтшуль А. Д. Гидравлические потери в трубопроводах. M-JI. "Госэнергоиздат", 1963 г.

9. Ананичев К.В. Проблемы окружающей среды, энергии, природных ресурсов. М.: Прогресс. 1974 г.

10. Баранников Н.М. Повышение эффективности рудничных компрессорных станций. "Недра", М., 1972 г, 172 с.

11. Борисенко К.С. Пневматические двигатели горных машин. "Углетехиздат", 1958 г.

12. Белоконь Н.И. Термодинамика. М-Л. Госэнергоиздат, 1954 г., 373 с.

13. Белов C.B. Пористые материалы в машиностроении. 2-е издание., доп. и перераб. - М.: Машиностроение, 1981 г., 247 с.

14. Борохович А.И., Носырев Б.А. Испытание и наладка поршневых компрессоров. М: Металлургиздат, 1954 г, 147 с.

15. Байбаков Ф.Б., Головин Ю.А., Мордовии В.В., Фильтрующее устройство A.c. № 946601, СССР, заявл. 01.12.80, опубл. в Б.И. 1982 г. № 28, МКИ В 01D 35/02. См. также РЖ "Химия", 1983 г., ч 2, 11И177П.

16. Белов C.B., Павлихин Г.П. Кириков О.В., Домащенко A.B., Матвеев A.B., Стенд для исследования характеристик пористых фильтроэлементов. 77 Каталог "Машины. Приборы. Стенды". - М., Внешторгиздат, 1982 г. № 8.

17. Белов C.B., Спиридонов B.C., Приходько Н.Г., Комм Г.Н., Очистка сжатых газов от твердых примесей пористыми сетчатыми металлами. Изв. вузов "Машиностроение", 1985 г., № 1, 45 -50 с.

18. Брунауэр С. Адсобция газов и паров. -М.: "Мир", 1948 г., 849 с.

19. Борисенко К.С., Брушенский А.Г., Дулин В.Г., Горная механика М.: "Недра", 1962 г.

20. Великий М.И., Чернокос А.И., Вайман С.З., Техника бурения скважин комбинированными способами. -М.: "Недра", 1977 г., 3 с.

21. Выбор и расчет распределительной аппаратуры для пневматическиз систем управления станков манипуляторов и других машин. М. 1977 г.

22. Выбор и расчет рациональных схем удаления влаги в пневмосистемах. М. "ВНИИТЭМР",1986 г.

23. Выбор, расчет и эксплуатация оборудования пневматических приводов системы управления стояков, прессов и других машин.Отрослевые руководящие материалы.М. "НИИМАШ", 1969 г.

24. Еланчик Г.М. Рудничные турбомашины. т. 2,2. М. ОНТИ, 1938 г.

25. Гарбуз Д.Л. Рудничные пневматические установки. М. "Госгортехиздат", 1960 г., 360 с.

26. Герц Е.В., Крейнин Г.В. Расчет пневмоприводов. -М., "Машиностроение", 1986 г., 271 с.

27. Гланц A.A., Алексеев В.В. Справочник механика геологоразведочных работ. М., "Недра",1987 г.

28. Глуховецкий Д.И. Технико-экономический расчет рудничных пневматических cejei|. Диссертация.

29. Герасименко Г.П. Комплексное использование пневматической энергии при отраб^тк^iглубоких месторождений. М., "Недра", 1971 г.

30. Герман А.П. Применение сжатого воздуха в горном деле. М-Л., Грозный-Новосибирск, "Госгоргеолнефтеиздат", 1953 г., 152 с.

31. Герц Е.В., Крейнин Г.В. Динамика пневматических приводов машин-автоматов. М., "Машиностроение", 1964 г.

32. Горбис З.Р. Теплообмен и гидромеханика дисперсных сквозных потоков. М., "Энергия", 1970 г., 424 с.

33. Гербер Г., Эрк С., Грикуль У. Основы учения о теплообмене. М.: Издательство иностр. Лит., 1957 г., 608 с.

34. Герц Е.В. К расчету пневматического поршневого устройства с золотниковым распределением. Изв. АН СССР, ОТН; 1955 г., № 1.

35. Гинзбург И.П. Установившееся истечение газа из сосудов при наличии трения и местных сопротивлений. "Вестник ЛГУ, сер. Математика, физика и химия", 1955 г., № 5, вып. 2.

36. Дядькин Ю.Д. Основы горной теплофизики для шахт и рудников. М.: "Недра", 1968 г., 423 с.

37. Дядькин Ю.Д. Методика теплового расчета шахт и рудников в сложных условиях. Новосибирск. Наука, 1973 г., 5, 92-103 с.

38. Докукин A.B. Применение сжатого воздуха в горной промышленности. М., 'Тосгортехиздат", 1972 г., 348 с.

39. Дегтярев В.И. Повышение эффективности пневматичеких установок угольных шахт. Докторская диссертация. 1989 г., г. Свердловск.

40. Двухфазные моно- и полидисперсные течение газа с частицами. Под ред. Стерлина Л.Е. -М.: "Машиностроение", 1980 г., 172 г.

41. Закиров Д.Г. Влияние отложений в холодильниках компрессоров на процесс теплообмена. Изв. вузов Горный. 1987 г., № 11.

42. Ильичев A.C. Собрание трудов, т. 1. Рудничные пневматические установки. М., "Углетехиздат", 1954 г., 428 с.

43. Ильин A.A. Определение потерь от охлаждения воздухопровода. "Кодыма", 1943 г., № 4.

44. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М,- Л., "Госэнергоиздат", 1960 г.

45. Исаеев И.А. Новая формула для определения коэффициента гидравлического сопротивления круглой трубы. "Нефтяное хозяйство", 1951 г., № 1.

46. Ито Дзюндзи. Фильтроосушительное устройство для компрессоров. Пат. № 54-43226, Япония, заявл. 09.08.76, опубл. 19.12.79., МКИ В 04 с 5/00. См. также РЖ, 1980, 12.61.276П.

47. Киселев В.И. Горная механика. М., "Госгортехиздат", 1961 г., 468 с.

48. Кобелев Н.С. Сохранение скважин от оттаивания в условиях вечной мерзлоты плешки. Тула, 1983 г., кн. мех. гор. работ на угольных шахтах.

49. Курчагин М.В., Мезенцев А.П. Экономия тепловой и электрической энергии в поршневых компрессорах. JL, "Энергоатомиздат", 1985 г.

50. Кобелев Н.С. Методы и средства повышения эффективности производства сжатого воздуха нормированных параметров для горных машин на открытых горных и геологоразведочных работах. М.: 1995 г., Докторская диссертация.

51. Курчавин В.М., Мезенцев A.M. Экономия тепловой и электрической энергии поршневых компрессоров. -М., Машиностроение, 1985 г., 80 с.

52. Кривошеин Б.Л., Новоковский В.Н., Радченко В.П. Математическое моделирование теплового взаимодействия магистральных газопроводов большого диаметра с окружающей средой. Изв. АН ССР. Энергия и транспорт. 1975 г., № 1, 122 130 с.

53. Костронов А.Г., Федорова Н.Е., Чернышев Л.И., Порошковая металлургия, 1981 г., № 11, 21 -24 с.

54. Косторнов А.Г., Галстян Л.Г. Порошковая металлургия, 1983 г., № 5, 34 - 40 с.

55. Косторнов А.Г., Галстян Л.Г. Порошковая металлургия, 1983 г., № 6, 51 - 56 с.

56. Косторнов А.Г., Галстян Л.Г., Федорова Н Е. Порошковая металлургия, 1983 г., № 5, 61 -67 с.

57. Кабаков А.Н. Разработка научных основ совершенствования выработки сжатого воздуха повышенного давления для рудников и шахт. Докторская диссертация. 1985 г., г.Новосибирск.

58. Карабин А.И. Сжатый воздух. М.: Изд-во "Машиностроение", 1964 г., Д1 / 97981; М2 / К210; 6215 / К210.

59. Козловский Е.А., Питерский В.М. Справочник инженера по бурению геологоразведочных скважин. М., "Недра", 1984 г.

60. Кирилин В.А., Сычев Б.В., Шейндлин А.Е. Техническая термодинамика. М., "Энергия", • 1980 г., 500 с.

61. Козьмин Ф.К. Рудничные воздухопроводы. "Госгортехиздат", 1959 г.

62. Кутателадзе С.С. Гидродинамика газожидкостных систем. М.: 'Энергия", 1976 г., 296 с.

63. Конаков П.К. Новая формула для коэффициента сопротивления гладких труб. ДАН СССР, Новая серия, т. 1, № 7, 1946 г.

64. Кусницин Г.И. Пневматические двигатели горных машин и механизмов. М., "Углетехиздат", 1959 г.

65. Крон Г., Крон Т. Справочник по математике. М., "Наука", 1970 г.

66. Лаптев А.М., Овчинников А.Г., Синельников Ю.И. Пористые листы и оболочки из проволок и проволочных сеток за рубежом. 1976 г., сер. 9, вып. 1, 10 с.

67. Лобачев Б.Н. Расчет воздухопроводов. Госстройиздат., УССР, 1959 г.

68. Мурзин В.А., Цейтлин Ю.А. Расчет пневматических сетей шахт. М.,"Недра",1971 г., 105 с.

69. Мурзин В.А., Цейтлин Ю.А. Рудничные пневматические установки. М.,"Недра",1965 г., 316 с.

70. Мухачев Г.А. Внутренняя энергия, энтальпия и теплоемкость парогазовой смеси при наличии фазовых превращений. Казань., Труды КАИ, 1963., вып. 76, 43-49 с.

71. Мэркс И., Юнгниц Г. Горная механика.,"Углетехиздат", 1957 г.

72. Магурдунов A.M. Разведочное бурение с продувкой забоя воздухом. М., ./'Недра", 1970 с.

73. Михайлов Г.С., Жуков A.B., Егин Б.Л. Влияние климатических факторов на работу карьерного оборудования. В кн. .,"Проблемы работы карьеров севера", М.: .,"Недра", 1968 г., 58-68 с.

74. Михиневич A.A. Математическое моделирование массо и теплообмена при конденсации. г.Минск.: "Наука и техника", 1982 г., 216 с.

75. Очистка сжатого воздуха для пневматических систем. Руководящие материалы. НИИ Информации по машиностроению. М. 1973 г.

76. Морозов Е.И., Новиков Е.П., Павлов H.A., Помазан O.K., Эксплуатация шахтных винтовых компрессоров. М., "Недра", 1976 г., 104 с.

77. Михеев И.А., Михеева ИМ. Основы теплопередачи. М., 'Энергия", 1977 г.

78. Матвеев М.А. Падение температуры сжатого воздуха в рудничных воздухопроводах. 'Торный журнал", 1951 г., № 4.

79. Миняев Ю.Н. Исследование охлаждения и осушения сжатого воздуха рудничных компрессорных установок. Кондидатская диссертация. 1972 г., 147 с.

80. Моисеев Л.Л. Перспективы развития компрессорного хозяйства глубоких шахт. "Научные труды КузПи", 1969 г., № \зг 65-68 с.

81. Моисеев JI.JI. Оптимизация режимов работы компрессорных станций горных предприятий. Докторская диссертация, г.Новосибирск.

82. Мурин Г. А. Гидравлические сопротивления стальных труб. "Известия", БТИ, № 10, 1948 г.

83. Напалков Г.Н. Тепломассоперенос в условиях образования инея. М.: "Машиностроение", 1983 г.

84. Парфенов В.Н. Исследование и совершенствование систем охлаждения компрессорных установок горных предприятий. Кандидатская диссертация, г.Кемерово, 1982 г.

85. Правила 28 64 измерения расхода жидкости, газов и паров стандартными диафрагмами и соплами. М., Изд-во стандартов, 1965 г., 147 с.

86. Правила устройства и безопасной эксплуатации стационарных компрессорных установок воздухопроводов и газопроводов. М.: "Металлургиздат", 1983 г., 81с.

87. Потакин Ю.А., Демиденко В.М. Газовый фильтр. А.с. № 952291, СССР, заявл. 15.08.80 г., опубл. в Б.И. 1982 г., № 31, МКИ В 01 D 45/06. См. также РЖ "Химическое, нефтеперерабатывающее и полимерное машиностроение", 1983 г., 6.47.44 П.

88. Петин Ю.М. и др. Определение содержания паров масла в сжатых газах. Химия и технология топлив и масел. 1972 г., № 5, 57-59 с.

89. Повышение эффективности шахтных пневматических установок ( Руководящий технический материал РТМ 0704007 86). г.Донецк, 1987 г. ВНИГМ им. М.М.Федорова.

90. Рыбин А.И. Исследования количественных и качественных потерь в рудничных пневмосетях. "Горный журнал", 1962 г., № 8, 70 с.

91. Расчет и проектирование системы трубопроводов. Под ред. АГ.Камерштейна, Изд-во Нефтяной и горно-топливной литературы, 1961 г.

92. Сорокин В.К., Шмелев Л.С. Применение пористой коррозионностойкой стали для фильтровальных перегородок. Химическое и нефтяное машиностроение, 1984 г., 12.47.110.

93. Соколова Е.Г., Полякова А.С., Борисов И.К., Исаев Ф.А. Оценка фильтрационных характеристик жлементов из пористого металлопроката ПНС и ЛП. Химическая промышленность. 1982 г., № 6, 364 - 366. См. также РЖ "Химия", 1982 г., ч. II2И537.

94. Справочник химика. Т. 1. М. Изд-во "Химия", 1966 г.

95. Справочник по пыле- и золоулавливанию. Под ред. Русланова А.А. М.: " Энергоиздат ", 1958 г.

96. Симонович Б.С. Пористые воздушные фильтры. М.: " Госстройиздат ", 1958 г.

97. Савицкая Н.Ш., Вальдберг А.Ю., Тарат Э.В. Влияние удельной энтропии газ-жидкость на конечное влагосодержание газа в контактных теплообменниках. Инженерно-физический журнал. 1979 г., Т. 34, № 2, 353-356 с.

98. Серпинова Е.И. Промышленная адсорбция газов и паров. М.: Высшая школа. 1969 г., 388 с.

99. Справочник по пыле- и золоулавливанию. Под общей ред. А.А.Русанова. М.: Энергоатомиздат. 1983 г. 312 с.

100. Смородин С.С. Рудничные воздухопроводные сети. М., " Госстройиздат ", 1963 г.

101. Тимофеев А.Н. и др. Газохроматическое определение давления насыщенных паров пластических смазок / Химия и технология топлив и масел. 1982 г., № 12, 35-36 с.

102. Тавастшерна Р.И. Изготовление и монтаж технологических трубопроводов. М., "Высшая школа", 1967 г.

103. Смородин С.С., Верстаков Г.В. Шахтные стационарные машины и установки. М., "Недра", 1975 г., 280 с.

104. Трубопроводная арматура с автоматическим управлением. Справочник. Под ред. С.И.Косых., JL: "Машиностроение", 1982 г., 317 с.

105. Типовая методика определения экономической эффективности капитальных вложений. М., 'Экономика", 1969 г.

106. Таршиш М.С. Контроль гидравлических сопротивлений. М., Машиностроение., 1966 г.

107. Ушаков В.И. Теория процессов в воздухопроводных сетях рудников и шахт и нормализация параметров воздуха для пневмоприводов горных машин. Докторская диссертация, 1983 г., г.Москва.

108. Ушаков В.И. Повышение эффективности компрессорных установок и пневмоприводов горных машин на предприятиях цветной металлургии. М., ЦНИИцветмет экономики и информации, 1985 г., 49 с.

109. Ушаков В.И. Улучшение эксплуатационных показателей пневматических машин на -предприятиях цветной металлургии. М., ЦНИИцветмет экономики и информации, 1987 г., 47 с.

110. Ушаков В.И. Теория процессов в воздухопроводных сетях рудников и шахт и нормализация параметров воздуха для пневмоприводов горных машин. Автореферат докторской диссертации. М.: МГИ, 1983 г., 34 с.

111. Ушаков В.И. определение критических параметров двухфазных потоков в пневмосетях. Изв. вузов. Горный журнал, 1979 г., № 10, 96-99 с.

112. Ушаков В.И. Выбор параметров наружного воздуха для систем кондиционирования воздуха. Изв. вузов. Строительство и архитектура, 1978 г., № 6, 119-121 с.

113. Ушаков В.И. О распределении отработанного смазочного масла по элементам компрессорных установок. Химия и технология топлив и масел, 1976 г., № 10, 47-49 с.

114. Ушаков В.И., Кобелев Н.С. К определению работы сжатого воздуха при наличии конденсированных фаз. Изв. вузов. Горный журнал, 1980 г., № 7, 83-85 с.

115. Ужов В.Н., Мячков Б.И. Очистка промышленных газов фильтрами. М., Изд-во "Химия", 1970 г.

116. Устройство для генерации монодисперсных аэрозолей / Т.В.Колобашкина, И.Н.Леонов, Л.А.Нейман, Б.ИПопов. A.c. СССР, № 876182, заявл. 18.01.80, опубл. в Б.И. 1981, № 40, МКИ В 05 В 5/02. См. также РЖ "Химия", 1982 г., ч. II, 18И152П.

117. Френкель М.И. Поршневые компрессоры. Л., "Машиностроение", 1969 г., 743 с.

118. Федоров М.М. Избранные труды. T. II, Изд. АН УССР, 1960 г.

119. Фролов Ю.Г. Курс колоидной химии. Химия. М.: 1982 г., 136 с.

120. Фролов П.П. Справочное руководство по компрессорному хозяйству. М.: Госгортехиздат, 1963 г., 195 с.

121. Хаджиков Р.Н. Горная механика, М., "Недра", 1982 г., 422 с.

122. Хлумский В. Поршневые компрессоры. М., "Машиностроение", 1962 г., 403 с.

123. Фиксен В.И. Центробежные роторные воздухоочистители для автомобильных двигателей. М.: НАМИ, 1964 г., 111 с.

124. Хомицевич К.И. Рудничные пневматические установки. Изд-во Харьковского университета, 1960 г., 324 с.

125. Хикс И. Основные принципы планирования эксперимента. М., "Мир", 1967 г.

126. Хайрулин С.А. Исследование и определение местных сопротивлений в элементах гидросистемы горных машин на этапе проектирования. М., Канд. Диссертация, 1993 г.

127. Цейтлин Ю.А., Стефанович В.И. Расходные характеристики некоторых машин с пневмоприводом. Изв. ДГИ, т. XIII, М., "Недра", 1969 г.

128. Ходанович И.Е., Кривошеин Б.Л. Тепловые режимы магистральных газопроводов. М.: Недра, 1971 г.

129. Цейтлин Ю.А. Вопросы теории и расчета сложных пневматических сетей угольных шахт. Докт. Диссертация, 1969 г.

130. Цейтлин Ю.А. Установка для кондиционирования воздуха в шахтах. М.: Недра, 1974 г., 168 с.

131. Чарный И. А. Неустановившееся движение реальной жидкости в трубопроводах. М., "Гостехтеориздат", 1951 г., 218 с.

132. Черкасский В.М. Насосы, вентиляторы, компрессоры. М., "Энергия", 1977 г., 423 с.

133. Черепенников A.A. Химия воздушной среды. Л., Изд-во литературы по строительству, 1971 г.

134. Черкасский В.М., Романов Т.М., Кауль P.A. Насосы, компрессоры, вентиляторы. М., 'Энергия", 304 с.

135. Шербань А.И., Кремнев O.A. Научные основы расчета регулирования теплового режима глубоких шахт. К.: АН УССР, 1972 г., 112 с.

136. Шерстюк А.Н. Насосы, компрессоры, вентиляторы. М., "Высшая школа", 1972 г., 380 с.

137. Шемаханов М.М. Основы термодинамики и кондиционирования рудничной атмосферы. М.: Недра, 1974 г., 205 с.

138. Шоле В. Техническая термодинамика. Т. I, ОНТИ, 1935.

139. Шифрисон Б.Л. Основной расчет тепловых сетей. "Стройиздат", 1940 г.

140. Шибряев Б.Ф. Пористые проницаемые спеченые материалы. М.: Металлургия, 1982 г., 168 с.

141. Шмелев Л.С., Белов М.А., Павлихин Г.П. и др. Вестник машиностроения, 1982 г., № 10, 41 с.

142. Щерба В.Е., Баинов М.А. Исследование процесса сжатия поршневого компрессора с двухфазным рабочим телом. Изв. вузов. Машиностроение, № 11, 1986 г.

143. Шевелев Ф.А. Исследование основных гидравлических закономерностей турбулентного движения в трубах. "Стройиздат", 1953 г.

144. Юшин В.В. горношахтные стационарные установки, г. Днепропетровск, 1978 г.160

145. Эккерт Б.Р. Осевые и центробежные компрессоры. M.-JI: 1959 г., 379 с.

146. Эберлин ДА. Локализация влаги сжатого воздуха в компрессорных установках. Промышленная энергетика, 1947 г., 27-20 с.

147. Ярмоленко Г.З. Пневматический привод горных машин. М., <сНедра", 1968 г., 325 с.

148. Ярмоленко Г.З. Пневматические турбины и струйные аппараты горных машин. М., "Недра", 1977 г.

149. Ямковский Г.Т. Изыскание возможности применения высокого давления воздуха при перфораторном бурении. Сб. трудов НИГРИ, № 1, М., "Металлургиздат", 1957 г.

150. Ярцев В.А., Рожнова В.К., Мингалев В.П. Энергоемкость процесса закрутки потока в центробежных пылеулавливающих аппаратах .Изв. вузов. Горный журнал, № 1, 1991 г., 6163 с.

151. Методика расчета пневматических установок геологоразведочных организаций

152. Методы расчета пневматических сетей.

153. Существует несколько методов приближенного расчета пневмосети, из которых наиболее распространенными являются методы, предложенные акад. М.М.Федоровым 120. и акад. А.П.Германом [32].

154. АР1 = 61 • Рт ■ . 0~5, МПа (1).где: <5/ принятая удельная потеря давления в пневмосети;

155. Рщ начальное давление воздуха на участке, МПа.

156. Выражая аналогично начальное давление для всех участков, соединяющих рассчитываемый участок с компрессорной станцией, получим:

157. Рт=Рн( 1-^1X1-^2).0-4-1), (2).где: ;. ¿>,1 потери давления на соответствующих участках, выраженные вдолях начального давления этих участков.

158. Определение расхода воздуха в отдельных пунктах потребления.

159. Величина расхода сжатого воздуха для какого-либо пункта потребления может быть определена по формуле:00 ку^д1^кпк0к3кд, м3/мин (3).-1где: к у = 1,15-4,20 коэффициент, учитывающий утечки сжатого воздуха враспределительной сети;

160. Определение утечек воздуха из пневматической сети.

161. Величина утечек сжатого воздуха зависит в основном от протяженности и состояния участка трубопровода, а также от давления воздуха в нем.

162. При расчетах пользуются эмпирическими приближенными формулами 71.1. А¥ = к-Ь-Рср, (4).где: к коэффициент, зависящий от материала прокладок, длины звеньев, диаметра трубопровода, количества арматуры на участке и др.;

163. Ь длина участка трубопровода;

164. Рср среднее избыточное давление воздуха в трубопроводе, МПа.

165. Ь-Рср 1,0-0,5 1,0-0,5 КМ-МПа

166. Утечки в местах присоединения потребителей к распределительной сети обычно учитываются увеличением расхода сжатого воздуха механизмами на 15 20 % 88.

167. Расчет простого участка пневмосети.

168. Простым участком пневматической сети называется участок, не имеющий ответвлений, расход воздуха в любом сечении которого одинаков (если пренебречь изменением расхода за счет утечек).

169. Д = (0,050 ч- 0,065) = (0,85 н- 1Д0) , (6).где: V расход сжатого воздуха на участке, приведенном к условиям окружающей среды, м /мин;

170. Тср средняя абсолютная температура сжатого воздуха на участке, °К; Рср - среднее абсолютное давление сжатого воздуха на участке, МПа;

171. Pep ~ средняя плотность сжатого воздуха на участке, кг/ м3.

172. Ун расход воздуха в начальном сечении участка, м /мин.

173. Изменение температуры воздуха, движущегося по трубопроводу, выражается известной формулой В.Г.Шухова 84., тогда средняя температура сжатого воздуха на участке трубопровода определяется, рис. 1.1.:1. Сп-С -алДггЫСО

174. Тср=Т0+(Тн-Т0)-^—г( 1-е Р ), (8).алДиЬгде: Т0 абсолютная температура среды, окружающей трубопровод;

175. Ти начальная абсолютная температура воздуха в трубопроводе;

176. Ср теплоемкость воздуха при постоянном давлении Дж/(кг • град), табл.2.2;в массовый расход воздуха в трубопроводе, кг/мин;

177. Дн наружный диаметр трубопровода, м;а коэффициент теплопередачи от воздуха к окружающей среде, табл.2.2;1. Ь длина трубопровода, м.

178. Подставляя значения постоянных величин и принимая р0 = 1,16 кг/м-\ 1 = 0,021/ получаем:1. Д = 5'|v2l т1,39-10 -(10).1. ЬРрсргде: V объемный минутный расход воздуха на участке, определяемый по (7),-зм /мин;

179. РП+АР/2 3 р ср — —- средняя плотность воздуха на участке, кг/ м ;1. R^cp

180. АР потеря давления на участке, Па; Рп - давление сжатого воздуха у потребителя, Па; R - газовая постоянная воздуха, R=287 Дж/(кг град); Ьр = (1,05-4,10) L - расчетная длина трубопровода.

181. По рассчитанной длине принимается стандартный диаметр трубопровода ГОСТ-8732-78.

182. Расчет сложной пневматической сети.

183. Расчет воздухопроводов по методу М.М.Федорова производится в направлении от компрессорной станции к потребителям. Потери давления воздуха принимаются в процентах на единицу длины воздухопровода от давления в начале расчетного участка.

184. В этом методе расчет трубопроводов ведется в направлении от потребителей к компрессорной станции при условии одинакового давления на всех концах трубопроводов.

185. Следовательно, для расчетов сложной пневматической сети рекомендуется метод акад. А.П.Германа с уточнениями, внесенными в расчетные формулы.

186. Расчет сложной пневматической сети осуществляется в следующем порядке 32.:

187. Вычерчивают схему пневмосети с указанием количества, типа потребителей сжатого воздуха во всех пунктах и длины отдельных участков.

188. Принимают величину давления в удаленном и максимально нагруженном пункте потребления Рп > 0,6 МПа.

189. Определяется период наибольшей нагрузки пневматической сети, расход воздуха на участке рассчитывается по формуле (7), расход воздуха потребителями по уравнению (3).

190. По величине наивыгоднейшей скорости определяется расчетный диаметр участков, соединяющих наиболее удаленный пункт потребления с компрессорной станцией, по формуле (6) и по ГОСТ-8732-78 принимают стандартные диаметры труб.

191. Находятся давления на конечном участке трубопроводагде: Рп давление сжатого воздуха у приемника пневмоэнергии, Па;

192. Рк давление на конце расчетного участка по направлению к компрессорной станции, Па;11..

193. Л = ' коэффициент сопротивления трубопровода.до,з

194. Определяют потери давления АР на участках пневмосети

195. Для практических целей можно воспользоваться более простой формулой1. ЯС2Ьр

196. Формула (12) используется для определения диаметра трубопровода по заданной потере давления.

197. Диаметры простых ответвлений определяют по формуле (10), по рассчитанной величине определяют стандартный диаметр трубопровода по ГОСТ-8732-78, табл.2.1.

198. Потери давления и диаметры остальных участков ответвления определяются по величине давления в начальном и конечном сечении их или по удельным потерям давления по уравнению (1).

199. При эксплуатации пневматической сети должны соблюдаться требования, предъявляемые к сосудам и трубопроводам, работающим под давлением.

200. Частично осушение сжатого воздуха происходит в промежуточных и концевых воздухоохладителях компрессоров, однако, большое количество влаги попадает в пневматическую сеть.

201. Для иллюстрации этого рассчитаем количество конденсата, выделяющегося в воздухоохладителях компрессора и сети пневматической установки, работающих при следующих условиях (рис. 1.2):м13..

202. Расчет пневмосети с учетом тепловлажностных характеристик воздуха.1. РвТзоздух

203. Рис. 1.2. Схема охлаждения воздуха в компрессорной станции.1 цилиндр первой ступени компрессора;2 промежуточный холодильник;3 цилиндр второй ступени компрессора;4 концевой холодильник;

204. Р1Т1 соответственно, давление и абсолютная температура засасываемого воздуха; Р2Т2 - соответственно, давление и абсолютная температура после промежуточного холодильника;

205. Р3Т3 соответственно, давление и абсолютная температура после концевого холодильника.

206. Производительность компрессора, Ук=30 м /мин.

207. Температура засасываемого воздуха 7\=300 К.

208. Абсолютное давление засасываемого воздуха Р\ =0,1 МПа.

209. Относительная влажность засасываемого воздуха ^1=0,8.

210. Абсолютное давление воздуха в промежуточном воздухоохладителе Р2 =0,33 МПа.

211. Температура воздуха после промежуточного воздухоохладителя Г2 =3 Ю К.

212. Абсолютное давление воздуха на выходе из компрессора Р^ =0,7 МПа.

213. Температура воздуха после концевого воздухоохладителя 7'з =320 К.

214. Абсолютное давление воздуха у потребителей =0,5 МПа.

215. Температура воздуха у потребителей =293 К.