автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Изыскание средств снижения запыленности аспирационного воздуха при перегрузках сыпучих материалов

кшворожкия горшрудош институт 2 1 ¡¡¡он 1993 (кгш)

На правах рукописи

ЗАВЕРТАЙЛО Иван Антонович

ИЗЫСКАНИЕ СРВДСТВ СНИЖЕНИЯ ЗЛШШЕННОСТИ АСПИРАЩОННОГО ВОЗДУХА ПГО ПЕРЕГРУЗКАХ СЫПУЧИХ МАТЕИШЮВ '

Специальность - 05.26.01 Охрана труда и пожарная безопасность

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Кривой Рог - 1993

с )

Работа выполнена в Украинском государственном научно-иссле довательском институте безопасности труда и экологии в горноруд ной и металлургической промышленности (НИИ.ГТГ)

Научный руководитель кандидат технических наук,

старший научный сотрудник ЛОГАЧЕВ И.Н.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор БЕРЫЛ1ЕВИЧ П.В,

кандидат технических наук,

старший научный сотрудник ШВИДКИИ Н.И.

Ведущее предприятие: институт"Маханобрчермет"

Защита диссертации состоится 19ЭЗ г.

в /Ь час. на заседании специализированного совета ¿-06В.II. при Криворожском горнорудном институте по адресу:

324030 г.Кривой Рог, ул. XXII партсьезда, II.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института

Автореферат разослан /У' _ 1993 г.

Ученый секретарь ___

специализированного совета

\47ГГ^> ФАУС'ШВ Г.Т.

ОБДАй ХАРАКГЕВЮТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Важность проблемы защиты окружающей среды от загрязнения давно уде переросла интересы одного государства и стала международной. Продиктовано это бь'-тро прогрессирующим ухудшением состояния биосферы, в том числе воздушной среды. Сегодня настоятельно требуется проводить последовательную линию на радикальные изменения в сфере использования природных ресурсов, сырья, материалов и топлива на всех стадиях -от добычи и комплексной переработки до получения готовой продукции. Эти изменения, в частности, должны быть направлены на снижение загрязнения окружающего воздуха вентиляционными и технологическими выбросами, обеспечение здоровых санитарно-гигиенических условий труда. В свете этих требований одними из валшых являются проблемы надежной локализации пылевыделенкй и одновременно сокращения потерь сыпучих материалов при аспирации технологического оборудования на фабриках и в цехах горных предприятий - железорудных горно-обогатительных и цзментно-горных комбинатов.

Интенсивными и наиболее распространенными источниками ек~ деления пыли на этих предприятиях являются конвейерные перег-руэочныа узлы сыпучих материалов, причем особенно высокими да-левыделениями характеризуется места загрузки ленточных конвейеров. Необходимым условием эффективной локализации пылевыделений с помощью аспирации является устройство в местах пнлеобразова-ния вентилируемых укрытий. Однако при отсосе воздуха из укрытия в аспирапионну» сеть уносится и, в большинстве случаев, теряется безвозвратно значительное количество ценного пылевидного материала.

К настоящему времени разработаны метода расчета требуемых объемов аспирации, многочисленные конструкции аипирациэнкьгх укрытий. Имеете с тем отсутствуют надежна средства снижения уноса пылевидного материала в аспирапионную сеть, обеспечивающие возврат уловленной пыли в технологический процесс. Ь связи с отим снижение запыленности воздуха, удаляемого местными отсосами из укрытий конвейеров, является з&гкой и актуальной задачей."

Цель г,абсты - разработка средссч е^кти.нной локалнеаци;-

пылевыделеннЯ при минимальных потерях транспортируемых сыпучих материалов путем применения сухих методов снижения начальной концентрации пили, и аспприруемом воздухе.

Идея работы заключается б интенсификации сухого осажденш пыли в аепирацнонных укрытиях за счет совокупного использована инерционных, магнитных и гравитационных сил для процессов отде ления пылевых частиц от воздуха, удаляемого из укрытий.

Научные положения;

- величина инерционного захвата пылевых частиц пластинами установленными нормально к плоскому потенциальному потоку, зависит от числа Стокса и определяется при известном гидродпнами ческом поле расчетом критических траекторий частиц , либо расчетом расхода частиц, пересекающих граничные линии тока или прямолинейные границы течения;

- коэффициент инерционного захвата при обтекании запыленного воздуха решетки плоских пластин пьпле, чем для одиночной пластины тех ке размеров;

- при прочих равных утопиях решетка плоских магнитов со знакочередующимися фиктивными магнитными зарядами в области нг текания запыленного воздушного потока обладает лучшими силовыми характеристиками по сравнению с решеткой магнитов при одно£ направленности полюсов - напряженность поля -и силовая функция в первом случае кьпш ни порядок.

Достоверность научных положении, выводов и рекомендаций обоснована использованием классических закономерностей сепарации частиц при обтекаы.м: препятствий запыленным воздухом для теоретического обоснования процессов инерционного осаждения частиц пыли на решетке пластин и решетке плоских магнитов; пр менением апробированных методов теоретического анализа с использованием общепринятых допущений; результатами лаборатории исследований с использованием современных методик и кснтрольн измерительной аппаратуры; широкой проверкой полученных рззуль татов в про изводе .'яунних условиях, а такгхе сопоставлением их с данными других авторов.

Научная новизна т>зботы:

- впервые оценен инерционный захват пылевых частиц ресет. кой плоских пластин при потенциально?,; обтекании ее запыленные воздухом;

- найдено методом суперпозиции аналитическое описание п

нитного ноля решетки из плоских магнитов при различной ориентации их полюсов, что позволило оценить влияние магнитных сил на процесс отделения частиц пыли из воздушного потока при его на-тэкании на магнитную решетку;

- раскрыть: закономерности аэродинамических и пылевых процессов, протекающих з яылзприемнике - сепараторе и построены аналитический соотношения, описывающие поле скоростей и пофрак-ционную степень очистки аспирируемого воздух"..

Практическая ценность работы заключается в разработке для узлор загрузки ленточных конвейеров сыпучими материалами с заметными парамагнитными сройстраггл новой конструкции сухого укрытия - пылеуловителя с использованием розетки плоских магнитов, а для материалов, но обладающих кагнитньыи свойствами, - пыле-приэкника-сепаратора, применение которых позволяет значительно снизить начальную концентрации пили к аспирпруемом воздухе.

Реализация работы. Разработанные з диссертации сухие укрытия-пылеуловители внедрены и прошли промышленные испытания на фабриках окомкования Северного, Ссколояскэ-Сарбайского и Лебединского Р-'Ков, Криво рококом пзментно-горном комбинате, суриковом заводе, шахты "ГзардоПскал".

Апробация работу. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на 3-й Республиканской научной конференции "Проблемы гигиены, физиологии труда и профпаталогии в черной металлургии в условиях научно-технического прогресса" (г,Кривой Рог, КьО г.), научно-тех71Ической конференции КГРП (г.Кривой Рог, 13Ы г.), ;сесоюзном научно-практическом семинаре "Горная промышленность и окружающая среда" (г.Челябинск, ИЪЗ г.), заседаниях научно-технического совета ПШЬТГ (г.Криво« Рог, КЬо, 1932 г.г.).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 6 статей, получено два авторских свидетельства.

Сбъем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глап и заключения, содержит 178 страниц машинописного текста, 40 рисунков, 1и таблиц, список использованных источников из VI наименования приложений".

ос;;оо:)!..:; с^'де^шн ракли

Процесс удаления запуленного воздуха из аспирационного учрыти." с пельп обеспечения в нзм нормируомого разрежения соп-ргя-эуда-лся уносом пыловилного материала в аспирацпонную сеть.

Выполненный анализ показал, что наибольший удельный унос материала характерен для оборудования фабрик окомкования - грохотов, барабанных охладителей, узлов разгрузки обжиговых машин, молотковых дробилок и мост загрузки конвейеров, достигая 0,2-6,6 кг/т-ч

Учитывая большое распространенно конвейерных перегрузочных узлов, разработка средств снижения запыленности воздуха, удаляемого из аспирационных укрытий, в первую очередь, необходима для мест загрузки конвейеров.

Большой вклад, ч реяение вопроса эффективной аспирации конвейерных перегрузок внесли ученые С.Е.Бутаков, А.М.Гервасьев, А.В.Шелекетин, М.Т,Камышенко, О.Д.Нейков, И.!!.Логачев, В.А.Мин-ко, В.Д.Олифер и др. Ими разработаны методы расчета требуемых объемов аспирации, многочисленные конструкции укрытий.

■ Накоплен также определенный опыт по созданию средств снижения унсса пылевидного материала в аспирационную сеть, позволяющий сформулировать следующие основные требования, которым должны отвечать эти средства. Во-первых, они должны потреблять минимальное количество энергии от внешних источников или вообще обходиться без них. Во-вторых, процесс улавливания пыли должен обеспечивать возможность возврата ее в технологический процесс с помощью простых устройств. И, наконец, средства снижения уноса должны иметь достаточную эффективность пылезадержания при минимальных трудозатратах на обслуживание.

С учетом изложенных требований наиболее целесообразным для снижения уноса материала является применение сухих укрытий-пылеуловителей, позволяющих осуществлять возврат уловленного продукта в технологический процесс. Разработка таких укрытий, выбор их параметров до настоящего времени ведется чисто опытным путем, тогда как несомненно аналитическое изучение процессов, происходящих в укрытиях-цылеулсвителя, позволило найти оптимальные решения. Совершенно недостаточное внимание уделяется инерционным и, особенно, магнитным силам, хотя на рудоперерабатывакцих фабриках преобладая? парамагнитные пыли (железкой рудь:, концентрата, агломерата и окапглей).,

з на;т;яЩ£.й рабсте в сос-ттетствии с '/.злоненным ре'л^отся задач-'.:

- исследование саюкоучрнэоте?. ;:кя:.ц::с иного ссшадензд час-"¡:ц гг-сли лр;; нате-кгн;:;: з.чпь.'ленног: в;?".":-:-и гр-лотку пластин;

- изучение магнитных свойств пылей сыпучих материалов, перерабатываемых на рудоподготовительных фабриках,и исследование фоцессов очистки воздуха от парамагнитных частиц при обтекании решетки плоских магнитов;

- разработка конструкции аспирациснного пылеприемника для /крытия места загрузки ленточного конвейера с высокой степенью зсахцения, независимо от ее магнитных сзойс1в;

- осуществление промышленной проверки разработанных средств снижения уноса материала.

.'¡спользосание простейших ре-леток для предварительного от-целешш пули от воздуха непосредственно в аспирационных укрытиях требует углубленного анализа процесса инерционного осалдения пылевых частиц. Применение известных экспериментальных данных по степени гтылезадержания решеток из уголков, полутруб и пластин невозыошю, поскольку эти данные получены для условий относительно высоких скоростей воздуха. Несмотря на обширную библиографии по описанию гидродинамического поля решетки, нам не удалось использовать готогые решения в виду их громоздкости и противоречивости. Поэтому выполнено аналитическое решение для простейшего случая потенциального обтекания плоской решетки и сопоставление результатов этого решения с данными специально про веденных э ксг.ерименто в.

Методом конформных отображений было найдено голе скоростей однорядноЛ реаетки

1£Х = Ж. ■,/, . Л

(I)

(2)

Л=аг+ ы-т]6; /тг » он ;

где 3}/- ::;аг решетки, пластины, м; 2 ¿^ - ширина пластины, м.

Ькспер::мэнтальнь:е исследования шля скоростей в зоне набегания патока на выступ Е! сотой = С, о* 0,9 о канале показали удорлетмрлтельну?) сходимость опытных и расчетных скорос-

тей как е колич-зственг.см, так и в качественных отношениях. Так продольная составляющая вектора скорости по линиям

0,9 > У/^ > 0,3 увеличивается от нуля дс некоторого экстремального значения и затем начинает асимптотически приближаться к скорости неЕозмущенкого потока (рис. I). Отклонение замеренных величин от расчетных состасллло - 1Ш к не превышало точности эксперимента.

Для определения коэффициента захвата плоской решетки в найденном гидродинамическом поле и исследовалось уравнение динамики аэрозольной среды

й(ггг) ,

(3)

где - вектор безразмещоГ; скорости пылевых частиц; (I -- вектор безразмерной скорости воздушного потока;

- вектор приведенной массовой силы, ганный

- число Стокса, равное

Рис.

я-

й5 i X/ff

I. Изменение составляющих вектора скорости воздуха при обтекании ре-щетки пластин ( « 0,9)

Dj - плотность час-2.

(Хэ- эквивалентный дкамотр частицы, тицы, кг/м3; £ - вектор ускорения свободного падения, м/с'';

- отношение плотности воздуха к плотности частицы; £ ~ ^ ншлическкй коэффициент вязкости среды, Н*с/м ; / - характер ный размер, м; - скорость невозмущенного потока, м/с.

Численное решение уравнения динамики (3) с учетом (I) и (2) показало, что с увеличением числа Стокса на поведение пылевых частиц все меньше сказывается сносящее действие воздушного потока. Траектория крупных частиц практически прямолинейна к зависит существенно от начального полонеипя частицы, С уменьшением крупности часхиц (при И £ I) роль начальных ус-

ловий оказывается меньше. Под воздействием сил сопротивления среды траектория частиц все больае искривляется и для мелких частиц практически совпадает с линиями тока воздуха. Б этом случав нахождение критических траекторий численны:.«, интегрированием уравнения (3) вызывает большие затруднения - значительно возрастает время счета. Поэтому предпочтительно использовать приближенные методы. В частности для мелких частиц з непосредственной близости от пластины вместо уравнения (3) можем записать

х л/Щ^-т)

а коэффициент инерционного захвата будет / *

О

Для крупных частиц ( при И > I)

/ 0 X '

{е* и-и i ¿¿х-

Анализ полученных результатов показал, что величина коэффициента захвата, определенная приближенными соотношениями (4) и (о) ниже величин найденных классическим методом - методом определения критических траектории. С практической точки зрения приближенные методы предпочтительней, поскольку они дают некоторый запас. Значения коэффициента ¿г для характерных случаев приведены в табл. I.

Таблица I

Инерционный захват решетки плоских пластин

н

| Коэффициент £ при равном

! 0,1 ! 0^2 0~4 1 0^6 ! 0^8 ! О^Г

0,3 0,494 0,473 0,390 0,254 0,098 0,028

I С.5С0 0,498 0,491 0,460 0,474 0,470

0 С,с64 С ,ЬЬ;5 0,ЬВ6 0,Ь77 0,8!Й 0,830

10 С,Ь?'1 0,Ь97 0,904 0,С97 0,876 0,842

50 0,ьг'й 0,906 0,220 0,915 0,Ь90 0,862

100 0,0-77 0,907 0,221 0,У17 0,892 0,853

и

Инерционное осагдение шли на решетке пластин может быть существенно увеличено при намагничивании пластины.

Результаты сравнительных измерений поызывает, что магнитные характеристики кускового железорудного сырья и соответству] щих шлей существенно отличаются. Имеющиеся многочисленные дан ные по магнитным свойствам руд не могут быть перенесены на руд ные шли и потому необходимо проведение специальных исследований. Исследования методом Гуи пылей горнорудных предприятий по казали, что они обладают заметными парамагнитными свойствами и по магнитным характеристикам их можно разделить на две группы: первая группа - диамагнитные пыли, намагничиваются против направления напряженности поля и уменьшают его - ото пыли кокс бентонита, кварцита;

вторая - парамагнитные пыли, намагничиваются по направлен напряженности поля и усиливают его - это шли железной руда, окатышей.

.Магнитное иоле решетки плоских магнитов может быть найде1 методом суперпозиции, рассматривая каждьтй элемент магнита длиной как точечный диполь с фиктивными магнитными заряд! ми -¿>¿¿5' и &&& (где (3 - плотность фиктивного магшг ного заряда, равная для пластины из феррита бария (3 =0,33 Тл). Так для решетки, установленной симметрично относительно оси (причем южные полоса магнитов направлены в сторону положительного направления оси ¿РЯ?) имеем

, и-п., ... + ---агсй?-*-——-У (о)

где , Еу - проекции ьс-ктора напряженности магнитного пс ля; /2 _ число пластин; & - толщина магнитной пластины; .уУр - удельная магнитная проницаемость воздуха; координаты точки ¿Г и I/ и размеры пластины ¿}г л £г безразмар-

цц - отнесены к ¡лагу пластин в решетка // .

Представляло интерес проанализировать как изменится в количественном отношении магнитное поле, если изменить направлении магнитных полюсов. Например, изменив через одну пластину направление полюсов на противоположное. При этом напряжогчость полл по сравнению с напряженностью обычной решетки в области у к ¿Ьг.

0,а и 0 X ^ 0,5 больше в 9,2- 13 раз для Е'// ч в 1,2- 10 раз для Ж $ , а силовая функция болыпе в 2-10 раз для У^» и в 4- 100 раз для /3/ . Несомненно, что с точки зрения интенсификации процесса выделения парамагнитных частиц из потока предпочтительнее применять схему плоских магнитов с чередующимся расположением полюсов.

Сравнение аналитически полученных результатов с экспериментальными исследованиями напряженности поля решетки пластин, каждая из которой состояла из 5 ферритобариеЕых элементов размером Ь0хб0х12 мм, показало хорошую сходимость расчетных данных о измерэиным'л величинами.

Динамика пылевой частицы в магнитной решетке описывается тем же уравнением (3), линь в правой части появится дополнительный вектор

где Т - число, характеризующее магнитные параметры частицы и решетки „

Т--^—. / О 1£

¿Л* < ' О)

3? - магнитная восприимчивость пылевой частицы, мэ/кг;

- скорость невозмущенного воздушного потока, м/с; безразмерный вектор магнитной силы.

Коэффициент захвата магнитной релетки, найденный тем же путем, что и при чисто инерционном осаждении, равен

£ ~ 1х.ТТ(,-гг, гп

где вспомогательная функция, определяемая

по номограмме.

Степень очистки воздуха 01 пили при прохождении его через решетку магнитов определяете« очевидным соотношением

Апробация полученных результатов была осуществлена на полупромышленной установке. Через магнитную решетку, установленную в аспирационном укрытии места загрузки ленточного конвейера, пропускали запыленный воздух со скорость» = 7 м/с и концентрацией 0,6 г/м3. Сродное число Стокса (при медианном диа метре шли = 40 мк, У = 4000 кг/м3) составляло И ~ 1,05 Для однорядной решетки коэффициент чисто инерционного осаждения (при - 0,5) в соответствии с табл. »0,49-0,5 = = 0,245 ; для двухрядной & )'г = 0,43. Экспериментальные исследования показали, что для элемента двухрядной магнитной решетки & =0,5. Такой же результат был получен и на перегрузке обоженных окатышей. Двухрядная решетка была установлена мекду желобом и ыспирациош-шм патрубком. При запыленности воздуха в укрытии перед решеткой 500 мг/м3, поело решетки составляла 270 мг/м3.

Таким образом, сравнительно простыми устройствами моино в укрытии снизить запыленность отсасываемого Еоздуха не менее чо! в два раза. В процессе работы магнитная решетка будет зарастат! пылевыми частицами и мелкими частицами транспортируемого материала. За счет транспортируемого материала будет осуществляться регенерация лишь нижней *-^сти решетки и сопротивление ее мо жет увеличиться настолько, что в области перед решеткой возник нет избыточное давление запыленного воздуха. Поэтому решетку необходимо устанавливать вокруг загрузочного келоба, зарастание ее пылью при такой схеме установки будет играть положитель ную роль, так как снизится объем эжоктируекого по пелобу возду >:а и увеличится степень его очистки от пыли.

Для немагнитных пылей был разработан аспирационный пыле-прпемник-сеператор (в дальнейшем сепаратор) с центробежной зоной сепарации, расположенной в вертикальной плоскости (а.с. ,1:"г 996249), принципиальная схема ко торт го изображена на рис. <' Загашенный поток отсась'.гзкзмого воздуха при работе сепаратора поступает в конфузорную камеру I, в которой разгоняемся и направляется далее в гнЗфузорнуя камеру 2, где са счет деЛствия главна образом, центре с;:;: ;; с::.-;.: тихости происходит

сепарапдя пклеыг* ч«миц из Еозг.у^н-го юг:: кг. А-дгяснння пыл

Рис.

Принципиальная схема телеприемника-сепаратора

з дальнейшем накапливается в бункера 3 и через пылевыпускное ¡тварстие возвращается на рабочую ветвь конвейера, Воздушный таток с оставшейся пылью удаляется через аспирациошшй воздухо-

приемиик равномерного всасывания 4, имеющи" щель по всей длине патрубка, заключенной в кожухе сепаратора. Конфу-эорная и диффузонная камеры разделяются жесткой перегородкой о. С целью уменьшения вихреобразования, а, следовательно аэродинамического сопротивления, образующая кожуха сепаратора 6 выполнена по одной из линий тока, представляющей собой лога' рифмическую спираль. Такая форт кожуха позволяет также интенсифицировать процесс сепарации пыли в диффузорной камеро за счет увеличения кривизны образующей в направлении движения шлевоадушного потока.

Для установления эффективности центробешой сепарации пыли необходимо было экспериментально изучить аэродинамику сепаратора и найти поля скоростей воздушного потока в обеих его камерах. В корпусе сепаратора при его работе, благодаря воздухо-приемнику равномерного всасывания, имеет место двухмеркмЗ воздушный поток. 3 связи с этим аэродинамические исследования выполнялись на плоской модели, Эксперименты проводились на чистом воздухе, предполагая при этом, что бункер для уловленной пыли работает в режиме под "завалом". При проведении экспериментов для фиксированных точек определялись с помощью трзхка-нального цилиндрического зонда направления векторов скорости нулевым способом и их модули. Замерные пункты располагались по радиусам-векторам. Угол между двумя соседними радиусами во всех случаях был равен 1о°, Помимо измерения полной скорости воздуха V в каждой точке вы'гнслялксь тангенциальная Уу и радиальная Ь"г составляющие скорости.

Анализ полученных данных показал, что изменение по радиусу составляющих скорости дпикония воздуха в инфузорной и ди|-ФузорноП камера;; имеет разлитый характер. Поэтому сип неги-

ческая обработка экспериментальных данных велась отдельно для каждой камеры. Наибольший '-чтерес в днффузорной камере представляет прямоточная область, в которой непосредственно происходит выделение пыли из воздушного потока. В результате обработки опытных данных получены следующие эмпирические зависимости

конфузорная камера (0 < У 1,309; 0 ^ р 1,14)

. л. * Ш>;

огтах

У $ г vv

прямоточная камера диффузорной камеры (1,309 3,14;

1,14 <j< 2'2)

/Р

^ - ~/J iv, \ f/.to-P.s/A

if,rar

= е ^ , (id «

фег^-рМЫ (21)

В приведенных зависимостях приняты следующие обозначения: У - радиус-вектор образующей кожуха сепаратора, м; Г - текущий радиус, м; 9 - полярный угол, рад; -1/0 - средняя ^^ скорость воздуха во всасывающем сечении сепаратора, м/с; ,

макс;;,;а;;ьш.е для Ка;едой пары значений у и у3 составляющие скорости воздуха, м/с; £ - длина всасывающего сечения сепаратора, м; 2 - длина дуги логарифмической спирали, м.

Дяп расчета траекторий пылегых частиц в сепараторе запишем исходные дифференциальные ураькенкя движения в декартовой системе координат, предполагая сто::совскиГ; ре:-::им обтекания час-

= М^-ЗЯ^/Ъ ^г -Ч>)~(22)

= -Я/к^М^ЗЯ tybd^Uy -r&J- /г/^еол Й Ш)

dr

dit

=

(24)

dt

(25)

где т - масса частицы, кг; г- радиальная составляющая скорости движения частицы, м/с; № ~ угловая скорость частицы, рад/с; р - кинематическая вязкость воздуха, м^/с; уО, - плотность воздуха,-кг/м3; ¿¿^ , ¿/^- соответственно радиальная и тангенциальная составлявшие скорости воздуха,м/с.

Решение системы уравнений (22)-(25) выполнено методом Рун-ге-Кутта на вычислительном комплексе "искра 1256" при однородных начальных условиях. Б результате решения найдены траектории движения частиц пыли различной крупности. Степень осаждения пыли данной фракции в сепараторах определялась нахождением критических траекторий движения частиц. При этом предполагается, что частица пыли, достигнув ограждения сепаратора, не вовлекается повторно в воздушный поток. Результаты расчета для пыли бентонита приведены на графике (рис. 3), из которого видно, что в сепараторе осаждается достаточно крупная пыль. Частицы с диаметром менее 25 мкм практически не улавливается. В сравнении узком интервале крупности 25-45 мкм происходит резкий рост величины ¿Тур.,-причем частицы пыли размером 45 мкм и более задерживаются полностью.

о

о.,.,

10 го зо ¿/о 5ù а, ним

3. Расчетная фракционная эффективность телеприемника-сепаратора

Экспериментальные исследования объективности осшкдения пыли в сепараторе выполнены я лабораторных условиях на аспирациоь ном полупромышленном стенде. В опытах варьировались высота.щели ¡1 в мести входа пылавоздушного потока в диффузорную камеру, для каждого значения которой замерялись объем отсасываемого воздуха , содержание пыли в воздухе до ¿у и после Сг сепаратора, коэффициент местного сопротивления сепаратора . В каздой серии опытов определялся также дисперсный состав пыли, поступающей в сепаратор. Результаты экспериментов приведены в таОл. 2.

Таблица 2

Результаты лаоораторных исследований эффективности пылеприемника-сепаратора

А м ! t 1 ! 1 М3/ч ! ! I ! ! ! i ! •5* I 1 1 ! «fr. м/с 'Количество пыли, ! г/ч > 4 !Общая степень ¡улавливания, £

!до сепа-Iратора ! -¡после ! сепаратора 1 !расчет-¡факти-!ная !чепкая ! \ 1 !

0,03 500 3,1 0,29 23,0 8,7 0,55 0,62

0,035 500 3,1 0,29 2ъ,0 13,4 0,40 0,62

0,04 4Ь0 3,1 0,2с 33,6 11,4 0,1X5 0,6С

0,05 l'bO 2,У 0,74 460,0 124,0 0,61 0,7:

0,1 1210 2,6 1,02 3üb,0 166,0 0,71 0,6С

Фактическая степень улавливания, как видно из денных табл. 2, во всех случаях несколько ьыае расчетной. Объясняется ото тем, что при расчете степени улавливания не учитывается осаждение частиц пыли в бункере и на перегородке мезду кам< рами сепаратора.

Промышленные испытания пылег.риемника-сепаратора, проведе] ные в корпусах иихтопоцготош: фабр;:!: экомкэваннл л^бединско го и Ссколсвско-Сарбайскогз Г1Ксв, а на других горных

предприятиях, показал::, что унос п>.\г.:: в аспксацконнуп сеть в всех случаях стабильно снимь:: не ме-х'е чзм I- 2 рай а.

ЗАКЛЮЧЕН Vi И

ti диссертационной работе дано новое решение актуальной для горных предприятий задачи снижения запыленност;- воздуха, уда-пяеного местными отсосами из укрытий конвейеров, что позволяет сократить потери транспортируемых: сыпучих материалов при эффективной локализации пылевыделений.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. Выполнено теоретическое описание с помощью уравнений динамики аэрозольной жидкости процесса сепарации частиц при обтекании препятствий запыленным воздухом. Установлено, что величина инерционного захвата пылевых часшц пластиками зависит от числа Стокса и определяется при известном гидродинамическом пале расчетом критических траекторий частиц, либо расчетом расхода частиц, перетекающих граничные линии тока или прямолинейные границы течения.

2. Показано, что гидродинамическое поло плоской решетки мояет быть найдено методом конформных отображении. Сопоставление теоретически найденных лектора скорости воз,духа с замеренными величинами показало удовлетворительную сходимость в области натеканил на рещетку.

3. Установлено, что коэффициент инерционного захвата для решетки пластин выло, чем дли одиночной пластины. Объясняется ото большой искривленностью линий тока при сСтегамки воздухом решетки пластин.

4. ;!апштные хараксгоистигг:: куого^ого келеоорудкого сырья и соответствующих пылай существенно оглкчмстся. Изуч-гки магнитные свсйства пыле:"; сютупах материалов, ебрнл-жцяхся в аожологических процессах рудо по цгото вит еды::«; фабрик,

.е. На основании проведенных ,izcmv;ji-tmv'i по кз сайг, что при прочих равных условиях рещетки плоек:*.;: магнг.то!» со ыи-.кпче-ро-дувер^ися Сикгкены.:;! r.?.rmvw?.r.i зееггд^мп в селаотп натэкания ойладсв? лучиими c:u.o:<ts«i характс; но": .-псами по ераызк;^ с ге-

.а магшггов пг.к одно;! напрзшиягэст:: полнееs.

6. Разработана для ьелираттаг.го укрепе: teeсг:г. зяг^узки ледао'-зиго конвейер-* иорел кенгг-ругг::;» гл.лепгае'!кика с ¡,о:ьро-бет!«оК зоной освя-.зиия п риечошгЯ :;о-сд с:;рее=лен/.л его геометрических napav.'npon. пузь

в сухом вмде, которая непрерывно возвращается непосредственно п технологический процесс.

7. На основании выполненных эксперимент--льных и теоретических исследований найдены критические траектории движения частиц и определена фракционная эффективность сепаратора. Установлено, что частицы размером менее 26 мкм практически не улавливаются. о интервале крупности 25-4Ö мкм степень осаздения резко возрастает, при этом частицы пыли размером более 45 мкм улавливаются полностью.

Ь. Использование на практике магнитной решетки, устанавливаемой б укрытии между желобом и аспирационным телеприемником или гвллеприемника-сепаратора позволяет более чем в 2 раза снизить унос пылевидного материала в аслирационную сеть и одновременно обеспечить социальный эффект, выражающийся в улучшении санитарно-гигиенических условий труда'рабочих рудоподго-тогительных фабрик.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. A.C. Ö30I00 СССР. Аспнрационное укрытие пункта перегрузки сыпучих материалов. / И.К.Логачев, И.А.Завертайло. - Опубл в Б.Ii., 1976, tf 35.

2. ЗаЕертайло 'A.A. Пути снижения начальной концентрации пыли в местных отсосах перегрузочных узлов // Проблемы гигиены, физиологии труда и профпатологйи в черной металлургии в условиях научно-технического прогресса: Тезисы докл. 3-й республиканской научн.конф. - Кривой Рог, 19Ь0, - С, 26-2а.

3. Черненко Л.М., Завэртайло И,А. К вопросу снижения начальной концентрации пыли в аспирируемом воздухе // Борьба с опасными и вредными производственными факторами в горнорудной промышленности: Тр. ВНИИ без-сти тр. в горноруд.пром-сти, - М.: Недра, 1981. - С. 66-69.

4. Снижение запыленности воздуха, отсасываемого из укрытий перегрузочных узлов / И.Н.Логачев, С.И.Задорожний, И,А.Завэртайло, Л.М.Черненко. Б кн.: Защита рабочих горнорудной пра-мышенности от производственных опасностей и вредностей; Тр, ВНИИ без-сти тр. в горно руД~. пром-сти, - М.: Недра, 19ЬЗ, -

С.63-65.

Ь. Интенсификация осаждения пыли в аспирационном укрытии

' И.Н.Логачев, А.М.Голышев, И.А.Завертайло, В.И.Улхонцев. В кн.: Ърная промышленность и окружающая среда: Тез. докл. научно-практ. .'вминара. - Челябинск, ВНШЮСуголь, I9B3. - С,29.

6. A.C. 99В249 СССР, Аспирационноа устройство ленточного сонвейера / И.А.Завертайло. - Опубл. в Б.И., I9ö3, 7.

7. Комплекс средств снижения уноса материала в аспирацион-1ую сеть / Л.М.Черненко, И.Н.Логачев, А.М.Голышев, Г.В.Сллсарен-га, И.А.Завертайло. - Инф. листок о научно-техн.достижении: FB4-396. - Запорожье, Запорожск. ЦЩИ, I9Ö4.

В. Уменьшение концентрации пыли в отсасываемом воздухе при аспирации узлов перегрузки сыпучих материалов / И.И.Логачев, А.М.Гольшев, Л.М.Черненко, И.А.Завертайло // Промышленность строительных материалов. Сер. 7. Промышленность нерудных и нема-галлорудных материалов: Экспресс-информация. - М., ВШ1ИЭСМ, 19Ь6. - Вып. 10. - 0,9-11,

г. КРИВОЙ РОГ, ул. ХЭД ПАНГСЪЕЗДА, II. РГП КГИ1, ЗАК. Js 98 ТИР. 100 ЭКЗ., 1993 г.