Совершенствование процесса работы пневмосепаратора за счет рациональной подачи зерновой смеси в воздушный поток

• Автор: Тавтилов, Ильфат Шайдуллович
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 186 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Анализ существующих технологических процессов очистки зерна

1.2 Обзор пневматических сепараторов

1.2.1 Краткая классификация сепараторов.

1.2.2 Обзор питающих устройств.

1.3 Сепарирование зерновой смеси в вертикальном воздушном потоке

1.3.1 Исследование проблемы с позиции теории сепарирования

1.3.2 Параметры, характеризующие процесс сепарирования.

1.4 Основные закономерности и эффективность пневмосепарирования зерновой смеси

1.5 Основные выводы по главе и задачи
исследований.
2 ТЕОРИЯ ПРОЦЕССА ПНЕВМОСЕПАРИРОВАНИЯ ЗЕРНОВЫХ
СМЕСЕЙ В ВЕРТИКАЛЬНОМ ВОЗДУШНОМ ПОТОКЕ.
2. Разработка рациональной схемы пневмосепаратора
2.2 Математическая модель функционирования пневмосепаратора
2.3 Обоснование основных параметров пневмосепараторов
2.4 Выводы по второй главе.
3 МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Общие положения методики исследований
3.2 Экспериментальная установка
3.2.1 Описание экспериментальной установки, моделирующей процесс сепарирования.
3.2.2 Измерительные устройства, приборы и оборудование,
применяемые при исследованиях
3.3 Методика экспериментальных исследований
3.3.1 Характеристика материала, применяемого при исследованиях
3.3.2 Стандартные методики.
3.3.3 Методика собственных исследований
3.3.3.1 Оценка неравномерности поля скоростей воздушного потока
3.3.3.2 Равномерность распределения на каждом участке, обслуживающим соответствующим скатным лотком.
3.3.3.3 Определение четкости сепарирования.
3.3.3.4 Оценка равномерности распределения зернового сырья по площади поперечного сечения пневмоканала.
3.4 Методика оптимизации исследуемого объекта
3.5 Методика и программное обеспечение, для обработки
экспериментальных данных и оценки погрешности измерений
3.6 Выводы по третьей главе.
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬИЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
4.1 Результаты экспериментальных исследований и сопоставление их с расчетными.
4.1.1 Неравномерность поля скоростей воздушного потока
4.1.2 Угол подачи зерновой смеси, дальность полета ее составляющих и равномерность распределения материала по площади поперечного сечения пневмоканала
4.1.2.1 Дальность полета зерновой смеси в зависимости от угла подачи
на каждом элементарном участке поперечного сечения пневмоканала
4.1.2.2 Рациональное количество скатных лотков необходимых для равномерной подачи зерновых смесей.
4.1.2.3 Равномерность распределения зерновой смеси по площади поперечного сечения пневмоканала в зависимости от способа подачи зерновой смеси.
4.1.3 Эффективность очистки и четкость пневмосепарирования
4.2 Оптимизация процесса сепарирования зернового материала
4.2.1 Влияние параметров на процесс пневмосепарирования
4.2.2 Неравномерность зерновоздушного потока при изменении ширины пневмоканала,
4.3 Производственная проверка результатов
4.4 Выводы по четвертой главе
5 РАСЧЕТ ТЕХНИКОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ И ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОЗДУШНОГО СЕПАРАТОРА В ПРОИЗВОДСТВЕ .
5.1 Совершенствование конструкций воздушных сепараторов
5.2 Расчет экономической эффективности внедрения результатов научных исследований.
5.3 Выводы по пятой главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
Список использованных источников


Воздушный сепаратор, являющийся машиной для обработки зерновых смесей воздушным потоком, обычно состоит из питающего устройства, пневмосепарирующего канала, устройства для очистки воздуха после сепарирования и вентилятора. Принцип его работы сводится к следующему. Зерно из питающего устройства подается в вертикальный канал, в котором оно продувается восходящим воздушным потоком. При этом из зерна выделяются примеси, отличающиеся аэродинамическими свойствами. Здесь происходит отделение примесей от воздуха, которые удаляются из машины через шлюзовой или иного типа затвор очищенный воздух с помощью вентилятора направляется в атмосферу. Широкое распространение имеют также комбинированные воздушноситовые сепараторы, в которых для очистки зерна кроме воздушносепарирующего устройства имеются также сита, служащие для разделения частиц зерновой смеси по толщине и ширине. По способу поступления воздуха воздушные сепараторы разделяются на машины, в которых воздух всасывается вентилятором, в каналах и камерах этих машин давление будет ниже атмосферного, и машины в которых воздух нагнетается вентилятором, в каналах и камерах этих машин давление выше атмосферного. Воздушные сепараторы имеют разомкнутую или замкнутую систему циркуляции воздуха. Существенным достоинством воздушных сепараторов с замкнутой системой циркуляции воздуха является то, что мелкие и легкие примеси вместе с воздухом циркулируют по замкнутой системе воздухопроводов, и, следовательно, количество пыли, взвешенной в воздухе, с течением времени не увеличивается. Поэтому с их применением резко снижается воздухообмен, в производственных помещениях, в которых они установлены. В существующих воздушных сепараторах встречаются пневмосепарирующие каналы трех форм прямоугольной, цилиндрической и кольцевой. Пневмосепарирующие каналы прямоугольной формы позволяют подавать зерновую смесь равномерно по ширине и отвечают требованиям рациональной компоновки пневмосепарирующих устройств в этих машинах. Но в прямоугольных каналах длиной в несколько метров трудно обеспечить равномерную подачу зерновой смеси по длине. Также в прямоугольных каналах ряда конструкций негерметичность в местах поступления зерна обуславливает подсос воздуха и снижает эффективность очистки. Каналы цилиндрической формы применяют в основном в машинах зарубежных фирм. Машины такого типа отличаются низкой производительностью. В каналах цилиндрической формы создаются различные условия очистки, зависящие от того, в каком месте зерно пересекает канал, что снижает общий эффект сепарирования. Кольцевой канал образуется двумя вертикальными концентрично расположенными цилиндрами внутренним и наружным. Нижнее отверстие внутреннего цилиндра закрыто коническим клапаном, который удерживается в закрытом положении пружиной, действующей на клапан с помощью рычага. Верхняя часть наружного цилиндра имеет несколько больший диаметр, чем остальной цилиндр. Образующееся в верхней части расширение коллектор способствует равномерному распределению воздуха по окружности канала. Каналы кольцевой формы компактны и в них сравнительно просто достигается равномерность потока по ширине канала. Значительно труднее обеспечить в этих каналах равномерность потока по окружности, то есть длине канала, в связи с односторонним или местными отсосами воздуха. В технологических процессах пневмосепарирования крупяных культур применяются каскадные пневмосепарирующие каналы, так как предполагается обязательное двукратное пневмосепарирование. Их отличительные особенности небольшие габаритные размеры и компактность конструкции. Но по эффективности они не превосходят пневмосепарирующие каналы других типов. Качество распределения зерна в основном зависит от характера, величины подачи и засоренности зерна. Неорганизованный ввод зерновой смеси в пневмоканал приводит к существенному разбросу по сечению канала полетных траекторий, что обуславливает неравномерность зерна по поперечному сечению воздушного потока. В связи с чем возникает необходимость изучения конструкций и технологических процессов питающих устройств, чему посвящен следующий подраздел диссертации.