ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Анализ проблем, существующих при пневмотранспортировании цемента, показал, что для снижения расхода сжатого воздуха необходимо усовершенствовать процесс псевдоожижения транспортируемого материала, что можно организовать, используя новое мультисопловое аэрационное устройство в пневмокамерном насосе.

2. Получены выражения для определения основных параметров потока цементно-воздушной смеси, таких как скорость движения воздуха в поровых каналах; скорость движения струи воздуха, выходящей из сопла аэрационного устройства; толщина слоя цемента, в котором частицы находятся в состоянии псевдоожижения; скорость псевдоожижения; скорость входа цементно-воздушной смеси в разгрузочную трубу; объемный расход сжатого воздуха и производительность пневмокамерного насоса с учетом давления в камере насоса, диаметра сопел, диаметра разгрузочной трубы и объема камеры насоса.

3. Выполнено компьютерное моделирование движения цементно­воздушной смеси в камере насоса, учитывающее распределение скорости несущего потока воздуха, поля концентраций частиц цемента, массовые расходы фаз на входе в разгрузочную трубу, на основе которого получено выражение для определения расходной концентрации цемента в цементно­воздушной смеси.

4. Получены теоретические зависимости расхода сжатого воздуха и производительности насоса, а также система уравнений, позволяющая решать оптимизационные задачи по определению рациональных значений конструктивно-технологических параметров пневмокамерного насоса.

5. Разработана методика проведения экспериментальных исследований для процесса разгрузки пневмокамерного насоса, разработана и сконструирована экспериментальная установка с предложенным мультисопловым аэрационным устройством, подобрана контрольно­измерительная аппаратура соответствующей точности.

6. В ходе реализации трехфакторного эксперимента получены адекватные уравнения регрессии зависимостей времени разгрузки τ_r, секундной производительности G_yи расхода воздуха Q_yв зависимости от основных параметров пневмокамерного насоса, определено, что значимость основных факторов, влияющих на функции отклика распределяется следующим образом для:

- времени разгрузки τ_r- Р_изб= 42%; h_rt = 47%; h_a=10%;

- секундной производительности G_y- Р_изб= 54%; h_rt = 31%; ha = 15%;

- расхода воздуха Q_y- Р_изб= 51%; h_rt = 41% ; h_a = 8%.

7. Установлено:

а) Минимальное время разгрузки составляет τr= 6 с при минимальном значении давления: Р_изб= 1,5 атм. и расстояниях от дна камеры насоса до разгрузочной трубы h_rt ≈ 55 мм и аэрационного устройства h_a ≈ 55 мм.

б) При максимальном значении Р_изб=1,5 атм. производительность максимальна и равна G_y=8,4 кг/с, а при минимальном давлении Р_изб=0,8 атм. производительность равна G_y=7,5 кг/с, то есть при увеличении давления почти в 2 раза производительность увеличится примерно в 1,1 раза.

в) Анализ расхода воздуха при максимальной производительности G_y=8,4 кг/с и при избыточном давлении Р_изб=1,25-1,5 атм. показал, что расход воздуха изменяется в пределах Qy=26-28,7 м³/т в случае, когда аэрационное устройсво расположено на уровне разгрузочной трубы или выше на 12 мм.

8. Определены рациональные режимы работы пневмокамерного насоса для фиксированных значений избыточного давления:

- Р_изб=1,5 атм., G_y=8,4 кг/с, Q_y=27,9 м³/т, h_rt=34 мм, h_α=46 мм;

- Р_изб=0,8 атм., G_y=7,4 кг/с, Q_y=26,6 м³/т, h_rt=55 мм, h_a=46 мм,

который показал, что при увеличении давления почти в 2 раза, с 0,8 до 1,5 атм. производительность и расход увеличиваются примерно в 1,1 раза. Поэтому целесообразно использовать меньшее давление.

9. Разработана методика расчета конструктивных параметров

пневмокамерного насоса и мультисоплового аэрационного устройства, защищенного патентом РФ № 153059, которое позволяет повысить

эффективность процесса пневмотранспортирования цемента.

10. Промышленное внедрение результатов работы на ЗАО «Белгородский цемент» в виде мультисоплового аэрационного устройства для пневмокамерного насоса подтвердило эффективность применения разработанной конструкции. Установлено, что потребление сжатого воздуха сокращается на 10-12% как в лабораторной установке, так и в промышленном агрегате при одинаковой секундной производительности, а при увеличении производительности на 10% расход сжатого воздуха сокращается на 3-4%. Экономический эффект от внедрения мультисоплового аэрационного устройства в одном пневмокамерном насосе составляет 600000 руб. в год. Срок окупаемости составляет 3 месяца.

Рекомендации. Результаты теоретических и экспериментальных исследований рекомендуются для промышленного применения при транспортировании сыпучих материалов с помощью пневмокамерных насосов в различных отраслях народного хозяйства.

Перспективы дальнейшей разработки темы заключаются в дальнейшем совершенствовании процесса транспортирования сыпучих материалов с помощью пневмокамерных насосов с целью увеличения износостойкости узлов насоса и транспортного трубопровода, а также совершенствование системы подачи сжатого воздуха в камеру насоса.