автореферат диссертации по , 05.06.01, диссертация на тему:Обоснование параметров и разработка эффективных двухступенчатых криволинейных жалюзийных пылеотделителей для зерноочистительных машин сельскохозяйственных предприятий

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ РАСЧЕТА ПЫЛЕОТДЕЛИТЕЛЕЙ

1.1. Обзор методов определения характеристик воздушных потоков и легких примесей зерна

1.2. Разработка методики определения рационального расположения точечных источников пыли на здании предприятий и требуемой эффективности пыле отделит елей.

1.3. Определение количественных и качественных характеристик легких примесей, вццеляемых в процессе обработки зерна

1.4. Определение рационального взаимного расположения точечных источников пыли на здании сельскохозяйственных предприятий и требуемой общей эффективности пыле отделителей.

1.5. Выводы.

2. ОБЗОР И ВЫБОР ТША ПЫЛЕОТДЕЛИТЕЛЕЙ.

2.1. Основные типы пылеотделителей

2.2. Технико-экономический анализ и выбор типа пылеотделителей.

2.3. Выводы.

3. АНАЛИТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ ПЫЛЕОТДЕЛИТЕЛЕЙ

3.1. Математическое модел1фование траекторий движения частиц примесей в каналах пылеотделителей

3.2. Выбор и обоснование схемы пылеотделителей

3.3. Выводы.

4. ЭКСПЕРШЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ДВУХСТУПЕНЧАТЫХ КРИВОЛИНЕЙНЫХ ЖАЛЮЗИЙ

НЫХ ПЫЛЕОТДЕЛИТЕЛЕЙ.

4.1. Выбор объектов исследований.

4.2. Программа и планирование экспериментов

4.3. Определение параметров оптимизации пылеотде-лителей и интервалов варьирования, влияющих на них факторов.

4.4. Методика расчета и построения пылеотделителей.

4.5. Стенд для исследований пылеотделителей

4.6. Методика проведения экспериментов.

4.7. Определение структуры воздушных потоков в каналах пылеотделителей.

4.8. Исследование и оптимизация параметров пылеотделителей

4.9. Методика уточненного расчета требуемой эффективности пылеотделителей.

4.10. Методика определения оптимальных параметров, расчет и построение пылеотделителей

4.11. Выводы.

5. ИСПЫТАНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДВУХСТУПЕНЧАТЫХ КРИВОЛИНЕЙНЫХ ЖАЛЮЗИЙНЫХ ПЫЛЕОТДЕЛИТЕЛЕЙ НА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ.

5.1. Расчет параметров вентиляционных установок

5.2. Испытание пылеотделителей в составе вентиляционных установок сельскохозяйственных предприятий

5.3. Выбор баз для сравнения и их испытание на сельскохозяйственных предприятиях

5.4. Обоснование целесообразности производства и использования двухступенчатых криволинейных калгозяВннх пылеотделителей.

5.5. Выводы.

6. ОСНОВНЫЕ вывода.

Продовольственная программа СССР на период до 1990 года предусматривает ускоренное и устойчивое наращивание производства зерна в одиннадцатой пятилетке до 238..243 млн.т/год и в двенадцатой пятилетке 250...255 млн. т/год [I] В материалах первой сессии Верховного Совета СССР одиннадцатого созыва [2] и ХХУ1 съезда КПСС [3] указывалось на необходимость выполнения следующих условий: наращивать усилия по укреплению материально-технической базы сельского хозяйства; наладить производство зерноочистительных агрегатов и зерноочистительно-сушильных комплексов высокой производительности; улучшить очистку отходящих газов от примесей; увеличить выпуск высокоэффективных газопылеулавливающих аппаратов. Повышенное содержание мелких фракций легких примесей зерна (зерновой пыли) в воздухе рабочих зон может привести к таким заболеваниям как бронхит, рак легких, катар верхних дыхательных путей, острые и хронические отравления, аллергия и т.п. Поэтому в первые же годы существования Советской власти на предприятиях элеваторного и мукомольного хозяйства были разработаны обоснованные в гигиеническом отношении нормативы, отраженные в государственных стаццартах, технических условиях и т.п. В I9I8 г, за подписью В.И.Ленина был издан декрет об организации инспекции труда, которая должна была осуществлять надзор за состоянием вентиляционных установок предприятий [4]. На зерноочистительных и зерноочистительно-сушильных сельскохозяйственных предприятиях [5] отделители применяются для улавливания легких приглесей, ввделяемых в пневмосепарирующих каналах зерноочистительных машин в процессе очистки, при сушке, охлаждении и транспортировке зерна. Пневмосепарирующие каналы, отделители, вентиляторы, воздуховоды и точечные источники пыли входят в состав вентиляционных установок предприятий. Неуловленные отделителями примеси через точечные источники выводятся в атмосферу и рассеиваются по прилегающей к предприятиям территории, создавая дополнительные концентрации пыли как внутри, так и снаружи зданий. В настоящее время в сельском хозяйстве эксплуатируется более 50 тысяч предприятий для послеуборочной обработки зерна. Продовольственной программой [Ij предусматриваются разработка и внедрение новых высокопроизводительных зерноочистительных агрегатов и зерноочистительно-сушильных комплексов производительностью 25, 50 и 100 т/ч, а также проведение работ по реконструкции существующих предприятий добавлением высокопроизводительных отделений приема зернового вороха и хранилищ для временного хранения зерна. Планируется, что в хозяйствах нашей страны к 1990 году общее количество предприятий для послеуборочной обработки зерна превысит 100 тыс.шт. При разработке и реконструкции агрегатов и комплексов необходимо руководствоваться "Нормами технологического проектирования предприятий послеуборочной обработки и хранения продовольственного, фуражного зерна и семян зерновых, зернобобовых, масличных культур и трав" [б] нормативными документами, государственными стандартами, санитарными нормами и т.п. Санитарные нормы ОН 245-71 [7] устанавливают предельно допустимые концентрации зерновой пыли в рабочих зонах и в местах

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Установлено, что общая эффективность выделения примесей из воздушных потоков пылеотделителями, применяемыми на агрегатах и комплексах не более 89$. Низкая эффективность пылеотделителей и нерациональное расположение точечных источников пыли на здании предприятий приводят к увеличению зерновой пыли в пределах территории, превышающему установленные санитарными нормами величины.

2. Разработана методика расчета рационального взаимного расположения точечных источников пыли и требуемой общей эффективности выделения примесей из воздушных потоков. Предварительный расчет показал, что наибольшую требуемую общзю эффективность должны обеспечить пылеуловители зерноочистительных отделений агрегатов ЗАВ-20 и комплексов КЗС-20Б.

3. Обоснована целесообразность применения на агрегатах и комплексах криволинейных жалюзийных пылеотделителей, которые надежны в эксплуатации, имеют высокую удельную пропускную способность, низкую стоимость, небольшие размеры, позволяющие размещать их на зерноочистительных машинах.

4. Разработана математическая модель движения частиц примесей в криволинейных жалюзийных каналах. Результаты теоретических исследований траекторий движения частиц примесей в криволинейных каналах удовлетворительно совпадают с экспериментальными данными.

5. Создана конструкция и обоснована целесообразность применения двухступенчатых криволинейных жалюзийных пылеотделителей.

6. Обоснованы три схемы двухступенчатых криволинейных жалюзийных пылеотделителей с учетом требуемой эффективности выделения примесей из воздушных потоков и стоимостных показателей.

7. Определены с использованием статистических методов планирования экспериментов зависимости изменения расчетной общей эффективности и сопротивления пылеотделителей от существенно влияющих факторов, позволившие оптимизировать их параметры.

8. Установлена фракционная эффективность двухступенчатых криволинейных жалюзийных пылеотделителей при их оптимальных параметрах.

9. Разработана методика расчета оптимальных параметров двухступенчатых криволинейных жалюзийных пылеотделителей для зерно очис тит ельных ма шин.

10. Проведен уточненный расчет требуемой эффективности выделения примесей частиц фракции 0-20 мкм, создающих в основном повышенные концентраций пыли в пределах территории предприятий.

11. Установлено, что применительно к агрегатам ЗАВ-20А уточненная расчетная общая эффективность двухступенчатых криволинейных жалюзийных пылеотделителей, обеспечивающих снижение максимальных суммарных концентраций зерновой пыли в пределах территории до ПДК и 30$ от ПДК, составляет соответственно 94,5 и 98,2$.

12. Уменьшены максимальные концентрации пыли на территорий агрегатов ЗАВ-20А, создаваемые их точечными источниками, до норм, соответствующих установленным требованиям.

13. Ожидаемый экономический эффект от внедрения двухступенчатых криволинейных жалюзийных пылеотделителей на агрегатах

ЗАВ-2OA, ЗАВ-25, комплексах КЗС-25Б, КЗС-25Ш и др. превысит 4 млн.руб/год.

1. Продовольственная программа СССР на период до 1990 г. и меры по ее реализации: Материалы майского Пленума ЦК КПСС 1982г. М.: Политиздат, 1984. - III с.

2. Заявление Совета Министров СССР о его предстоящей деятельности: Материалы первой сессии Верховного Совета СССР одиннадцатого созыва. ГазетапПравд£', 1984, 13 апреля, с. 4.

3. Основные направления экономического и социального развития CCGP на I98I-I985 годы и на период до 1990 года. М.: Политиздат, 1981. - 95 с.

4. Пальцев B.C. Усовершенствование мельничных вентиляционных установок. М.: Заготиздат, 1954. - 204 с.

5. Кожуховский И.Е. Зерноочистительные машины. Конструкции, расчет и проектирование. 2-е изд. перераб. - М.: Машиностроение, 1974. - 200 с.

6. СН 245-71. Санитарные нормы проектфования промышленных предприятий. Взамен СН 245-63; Введ. 1.1У.1972. - М.: Стройиздат, 1972. - 97 с.

7. Материалы Пленума Центрального Комитета КПСС, 26-27 декабря 1983 г. М.: Политиздат, 1983. - 31 с.

8. Справочник по пыле и золоулавливанию / М.И.Биргер, А.В.Вальдберг, Б.И.Мягков и др. . Под общей редакцией А.А.Русанова. - М.: Энергия, 1975. - 296 с.

9. ТУ 23.2.585-80. Технические условия на системы централизованные воздушные и аспирационные. Взамен ТУ 23.2.585-72; Введ.Ю.08.80. - 55 с. - Группа Г-94.

10. Вентиляционные установки зерноперерабатывающих предприятий. Под редакцией профессора А.М.Дзядзио. 3-е изд. пе-рераб. - М.: Колос, 1974. - 399 с.

11. Коузов П.А., Иофинов Г.А. 1$циная методика сравнительных испытаний пылеуловителей для очистки вентиляционного воздуха. ВНИИОТ. Л; 1967. - 103 с.

12. Шторм Р. Теория вероятностей, математическая статистика, статистический контроль качества. Перевод с немецкого Н.Н. и М.Г. Федоровых. Под редакцией Н.С.Райбмана. М.: Мщ>, 1970. - 368 с.

13. Коузов П.А. Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельченных материалов. 2-е изд., испр.-Л.: Химия, 1974. - 279 с.

14. Гордон Г.М., Пейсахов И.Л. Контроль пылеулавливающих установок. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1973. - 384 с.

15. Требования безопасности к стационарным зерноочистительным агрегатам и зерноочистительно-сушильным комплексам. Введ. 01.03.77. ВНИИОТСХ. Орел, 1977. - 41 с.

16. Сборник нормативов для определения оптовых цен на новые и модернизованные сельскохозяйственные машины на всех стадиях их создания и внедрения. Минсельхозмаш. Введ. 01.03.82.-М., 1982. 37 с.

17. Навроцкий В.К. Гигиена труда. Учебник для сан.-гигиен, фак.мед.ин-тов. . Изд. 2-е. М.: Медицина, 1974. - 439 с.

18. Руководство по расчету загрязнения воздуха на промышленных площадках. М.; Стройиздат, 1977. - 74 с.

19. Эльтерман В.М. Вентиляция химических производств. -М.: Химия, 1971. 239 с.

20. Указания по расчету рассеивания в атмосфере вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОН 369-74. М.: Стройиздат, 1975. - 40 с.

21. А.с. 494658 (СССР). Устройство для автоматического определения удельного веса жидких и сыпучих материалов / ВНИИ сельхоз. машин. (ВИСХОМ); авт. изобретен. В.Д.Шеповалов,

22. А.Г.Пузанков, А.М.Седов. Заявл. 30.07.73, № 1955582/30-15; Опубл. в Б.И., 1975, № 45.

23. Никитин B.C. К вопросу о заносе примесей в подветренную зону промышленных зданий. В кн.: Научные работы институтов охраны труда ВЦСПС. Вып. 45. - М., 1967, с.8-12.

24. Малис А.Я., Демидов А.Р. Машины для очистки зерна воздушным потоком. М.: Машгиз, 1962. - 176 с.

25. Кожуховский И.Е., Павловский Г.Т. Механизация очистки и сушки зерна. 2-е изд., перераб. - М.: Колос, 1968. - 439 с.

26. Арабажи И.И. Применение циклонов для очистки парогазовой смеси от пыли на участке с твердым теплоносителем.

27. В сб.: Вопросы техн.и эк.пром. полукоксования горючих сланцев.-М., 1959.

28. Дерринг И.С. Исследование работы модели прямоточного циклона с верхним подводом газа .-В кн.: Научные записки Одесского политехнического института .-Одесса, 1961, $ 31, с.27-33.

29. Рыбин В.Р. Циклон с обратным конусом. В сб.Научные труды институтов охраны труда ВЦСПС. - М., 1962, № 5, с.32-39.

30. Павловский Г.Т., Птицын С.Д. Очистка, сушка и активное вентилирование зерна. М.: Высшая школа, 1968. - 222 с.

31. SeuttcAe fiemoltaUbcfa (RepuS&A. (FatentbcArift 2//52. ftieAAviftaSbcAeide г / WbCfy any, с(a пдЛесл tic A. din meSc/e /ар2. fiezem&et /956, Uag. dexsflubpaie det (Rttevt&cAiift; /4.dlpti6 /96/, K£. 50e 3/10

32. A.c. 827181 (СССР). Циклон для очистки потока газа от пыли./ авт.изобрет. А.В.Махортов. Заявл. 03.01.792723046/23-26, опубл. в Б.И. 1981, № 17.

33. А.с. 939098 (СССР). Циклон / авт.изобрет. Г.Ф.Козориз.-Заявл. 19.05.80 Jg 2945500/23-26.-Опубл. в Б.И. 1982, В 24.

34. ШМ.~dinmetdetQCj.: J, d/upust /960, paSetop: 26. jSvemSet 1962, Кб. 50 e s//o

35. А.с. 188283 (СССР). Конический циклон / авт.изобрет. М.М.Зайцев, Н.С.Тимофеев, А.Ю.Вальдберг. Заявл. 30.06.62,785009/23-4.-Опубл. в Б.И., 1966, В 21.

36. А.с. 236231 (СССР). Циклон для очистки газа от пыли/ Новотроицкий завод хромовых соединений; авт.изобрет. Г.И.Лид-ман, В.И.Самойлов. Заявл. 11.09.67, № 1185316/23-26—Опубл. в Б.И., 1969, № 6.

37. А.с. 994019 (СССР). Циклон / авт.изобрет. Н.В.Кислов, В.В.Шавель, В.Т.Васильев и П.В.Цыбуленко. Заявл. II.07.79,2795645/23-26.-Опубл. в Б.И., 1983, Je 5.

38. Давиденко А.Н., Кутепов A.M., Плановский А.Н. Исследование сепарации вторичного пара при совместной работе циклонного и жалюзийного сепараторов. Химическое и нефтяное машиностроение, 1967, № 3, с.22-24.

39. OcixooLKUid Tledetfend N&8307. l^Qv^/iawex wot, fiet Qfac&eLcLen <тп o-asie of irfouSate dee&j£>ь uil даььеп dampen /Нахху, £)mn 8vqti6- tfarwtcye N190 41ZJl/ed., crigedievd 31 augubiub /954, Uitpepeven 16jum 1358 91. K£a ьье 12е2в.

40. United 6Ыед fbtent Ojjjice N3342024. cot-facto t аррагаШ / Кагб of. lt/ебШп- ТПаг./, 1965, Patented Sept. 19, 1967, Сб. 55-443

41. А.с. 379289 (СССР). Центробежно-инерционный пылеотде-литель / Львовск. ордена Ленина политех.ин-т; авт.изобрет.

42. А. И .Чернявский, Г.А.Аксельруд, В.А.Сорока. Заявл. 27.01.71, J6 1615903/23-26; Опубл. в Б.И., 1973, № 20.

43. Smith Gog£ia S.%. mecfianibm of Дера -tatcon in tAe iouvet-type duat iepatotox.-Уп: fvaubaction of tfie tfAjUg, йебгиагу, 1956, nam бег 21 pp. 389-399.

44. Батлук В.А. Исследование процесса пылеулавливания с помощью жалюзийного инерционного пылеуловителя нового типа. -Дис. к-та техн. наук. Львов, 1973, - 148 с.

45. Отопление и вентиляция. В 2-х частях. Под общ.редакцией В.Н.Богословского. Часть 2. Вентиляция. М.: Стройиздат, 1976. - 439 с.

46. Прейскурант 29-13-01. Оптовые пены на машины и оборудование для мельнично-элеваторной промышленности и запасные части к ним. Введ. 01.01.82. - М.: Полиграфист, 1981. - 123 с.

47. Прейскурант 21-03. Оптовые пены на машины сельскохозяйственные. Введ. 01.01.82. - М.: Прейскурантиздат, 1981. -508 с.

48. Прейскурант 24-03. Оптовые цены на оборудование продовольственное. -Введ. 01.01.82. -М.: Транспорт, 1981. -623 с.

49. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1975. - 559 с.

50. Фабрикант Н.Я. Аэродинамика. Часть I. М.-Л.: Гостех-издат, 1949. - 624 с.

51. Ушаков С.Г., Зверев Н.И. Инерционная сепарация пыли. -М.: Энергия, 1974. 168 с.

52. Шфумов А.И. Аэродинамические основы инерционной сепарации. Под ред. проф. Н.Я.Фабриканта. М.: Госстройиздат, 1961. - 124 с.

53. Маслов В.Е., Лебедев В.Д., Ушаков С.Г. О влиянии начальной скорости аэрозоля на траекторию его движения в криволинейном газовом потоке. Инженерно-физический журнал, 1968,т.15, № з, с.450-454.

54. Гармаш Н.Т. Теоретические основы одного из видов безрешетной сепарации мелкого зернового вороха. Сельхозмашина, 1956, £ 12, с.4-9.

55. Нелгобов А.И., Ветров Е.Ф. Пневмосепариругощие системы сельскохозяйственных машин. М.: Машиностроение, 1977. - 190 с.

56. Маслов В.Е., Лебедев В.Д. Исследование влияния гравитационной силы на движение аэрозоля в криволинейном газовом потоке. Инженерно-физический журнал, 1970, т.18, № I, с .5963.

57. Демский А.Б. Комплектные зерноперерабатывающие установки. -М.: Колос, 1978. 256 с.

58. Демский А.В., Веденьев В.Ф. Основные направления совершенствования пневмосепарзфующего зерноочистительного оборудования. М.: ЦНИИГЭШЕегпищемаш, 1976. - 73 с.

59. Налимов В.В., Чернова Н.А. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. М.: Наука, 1965. -340 с.

60. Хартман К., Лецкий Э., Шефер В. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов. Перевод с немецкого Фомина Г.А. и Лецкой Н.С. Под редакцией к-та техн.наук Лецкого Э.К. М.: Мир, 1977. - 552 с.

61. Кацева Р.З. Исследование процесса питания зерноочистительных машин в поточной линии. Дис. к-та техн.наук. -Челябинск, 1972.

62. Ревенко Н.А. Исследование ленточного питателя для подачи трудносыпучих материалов. Труды ВИСХОМ, 1976, вып.13, с.70-77.

63. Мельников С.В., АлешкинВ.Р., Рощин П.М. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов. -2-е изд., перераб. Л.: Колос, 1980. - 168 с.

64. Венецкий И.Г., Венецкая В.И. Основные математико-статистические понятия и формулы в экономическом анализе. Справочник. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Статистика, 1979. -447 с.

65. Калинушкин М.П. Вентиляционные установки. 7-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1979. - 223 с.

66. Методика определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. М.; ВНИИПИ, 1983. - 149 с.

67. Прейскурант 23-08. Оптовые цены на оборудование для кондиционирования воздуха и вентиляции. Введ. 01.01.82. -М.: Прейскурантиздат, 1981. - 145 с.

68. Прейскурант 15-01. Оптовые цены на машины электрические средней и малой мощности. Введ. 01.01.82 - М.: Прейскурантиздат, 1980. - 332 с.