ПРОБЛЕМА ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ХЛОПКА НА ПНЕВМОТРАНСПОРТЕ

АННОТАЦИЯ

В статье исследуется начальная устойчивость хлопка к столкновению при воздушной транспортировке хлопка. В основном были проанализированы типы устья воздушной трубы, скорость воздуха и хлопка в ней, сопротивление и зоны повреждения хлопка-сырца. По результатам анализа были сделаны соответствующие выводы.

ABSTRACT

The article investigates the initial resistance of cotton to collision during air transportation of cotton. Basically, the types of the mouth of the air pipe, the speed of air and cotton in it, the resistance and damage zones of raw cotton were analyzed. According to the results of the analysis, the corresponding conclusions were drawn.

Ключевые слова: Воздушная труба, первая площадь столкновения хлопка, устье воздушной трубы, скорость воздуха и хлопка, сопротивление, лемнискат, динамикообразная труба.

Keywords: Air pipe, first cotton impact area, air pipe mouth, air and cotton velocity, resistance, lemniscate, dynamic pipe.

Известно, что пневмотранспорт широко используется на хлопкоперерабатывающих предприятиях для транспортировки хлопка. Этот процесс имеет ряд преимуществ перед механической транспортировкой хлопка: сокращение времени транспортировки, меньшее повреждение семян и волокон, удаление крупных и мелких загрязнений [1].

При транспортировке хлопка пневмотранспортом выбирают трубы диаметром от 400 мм до 450 мм. Это зависит от расстояния транспортировки хлопка. Длина трубопровода на территории джина может достигать 200-250 метров. Устройство пневмотранспорта состоит из переносных труб переменной длины диаметром 400 мм, каменщика, неподвижных труб фиксированной длины диаметром 450 мм, сепаратора, центробежного вентилятора и устройства для очистки атмосферных отходов.

В разных частях пневмотранспорта объем и скорость хлопка и воздуха неодинаковы: в трубе (1), в оболочке (2), в сепараторе (3), в вентиляторе (4), в пылесборнике (5). (рис.1)

Рис.1. Устройство воздушного транспорта на хлопкоочистительных заводах

Оборудование для механической подачи хлопка в трубу 1; Рабочая труба 2; 3-й камень; 4-сепаратор 5-всасывающий воздуховод 6-вентилятор; 7-й вытяжной воздуховод; 8-циклон; 9 пылекамера (I - хлопкопрядильный комбинат, II - производственный цех).

Движение (объем) воздуха в трубопроводе определяется в пересчете на 1 кубический метр в секунду. При этом площадь поперечного сечения трубы диаметром 400 мм равна 40 000 π мм². Если скорость воздуха V = 1 м/сек, то расход воздуха равен 0,04 π м³/сек.

Движение воздуха и хлопка в трубопроводе почти одинаково, за исключением начальной скорости хлопка. При условии, что отношение хлопка к воздуху равно Х/В, пневмотранспорт может транспортировать 12-15 тонн хлопка на расстояние 150 метров.

где: В – общий объем воздуха;

Х – объем хлопка.

В трубе диаметром 400 мм объем одного только воздуха составляет 600 м³ на расстоянии 150 м.

В зависимости от веса хлопкового входа (входа) воздушной трубы будет варьироваться и объем хлопка, попадающего в трубу. В этом плане мы видим работы многих ученых нашей страны, в том числе Р.Мурадова, Х.Ахмеджоджаева, О.Саримсакова, О.Маматкулова.

В обычных трубах диаметром 400 мм в нижней части (ребре) образуется воздушный змеевик, поскольку вход прямой (рис. 2).

Рисунок 2. Вытягивание хлопка в простую трубку. 1 кусок хлопка, 2 трубки, 3 размера рулона (h)

В результате снижается способность воздуховода тянуть хлопок. Скорость воздуха изменяется обратно пропорционально образованной из него обмотке.

В следующей таблице показаны степени повреждения хлопка в результате скорости и сопротивления воздуха в обычной трубе.

Таблица 1.

Степени повреждения хлопка в результате скорости и сопротивления воздуха в обычной трубе

Форма, в которой раструблена входная часть трубы, намного меньше размера формируемой обмотки по сравнению с обычной трубой. Это зависит от степени угла в формировании трубы и динамика. (Рисунок 3)

Рисунок 3. Вытягивание хлопка в трубку. 1-кусок хлопка, 2-труба, 3-размер воздушного круга (h), 4-угол формирования динамика

В следующей таблице показаны степени повреждения хлопка в результате скорости и сопротивления воздуха в трубке динамика.

Таблица 2.

Степени повреждения хлопка в результате скорости и сопротивления воздуха в трубке динамика

В трубах с лемнискатным входом достигается максимальное количество хлопка, попадающего в трубу. (Рисунок 4). При этом воздушный змеевик на устье трубы практически не наблюдается.

Рисунок 4. Вытягивание хлопка в трубку в форме лемниската. 1-кусок хлопка, 2-трубка, 3-изогнутая горловина трубки

В следующей таблице показаны степени повреждения хлопка в результате скорости и сопротивления воздуха в трубе в форме лемнискаты.

Таблица 3.

Степени повреждения хлопка в результате скорости и сопротивления воздуха в трубе в форме лемнискаты

Следующей точкой столкновения хлопка и воздушного потока являются эти оболочки, в которых хлопок и воздух меняют направление на определенной угловой оси. В результате хлопок ударяется и трется о стенки трубы. В результате происходит повреждение семян и волокон.

Для уменьшения повреждения семени и волокна угол поворота оболочек частично достигался за счет установки на них дополнительного оборудования. Многие ученые проводили исследования на эту тему. Хлопок очень пористый материал, 90% его массы составляет воздух. Пористость хлопка характеризуется следующим соотношением [2]:

где  — объем воздуха, занимаемый порами;  – общий объем, занимаемый материалом, включая пустоты.

Воздухопроницаемость слоя хлопка-сырца характеризуется:

где:  – пористость хлопка,  – перепад давления,  – линейная плотность,  – динамический коэффициент,  – длина дроссельного канала,  – плотность волокна в кг/м³.

По данным Г. И. Мирошниченко, по физико-механическим свойствам хлопка-сырца средняя массовая плотность составляет 61 кг/м³, пористость рассчитывается по формуле ,

коэффициент пористости равна [3]

  кг/м³

Плотность хлопка в трубке в период движения будет меняться в зависимости от изменения объема трубки. (Рисунок 5)

Рисунок 5. Пневматическая транспортная прямая труба. р₁,р₂ - направление хлопка, А₁,А₂ - разные диаметры трубы, v₁∆t=s₁,v₁∆t=s₁ - интервал ускорения хлопка в момент времени t,  - линия хлопка

Чем больше диаметр кусочка ваты, тем больше скорость его кончика. Плотность воздуха 1,2 кг/м³ при нормальном атмосферном давлении [4]. Давление теряется в результате трения ваты о стенки трубы, ударов и закручивания. Потеря давления в трубе длиной один метр определяется по следующей формуле:

где: - коэффициент трения; - диаметр трубы; - плотность воздуха; - скорость воздуха.

На изгибах трубы (оболочки) повреждение семян достигает 70-80 % при ударе хлопка, движущегося со скоростью 50 м/с, о неподвижную стальную поверхность под углом 75-90°. Чем выше скорость транспортировки и больше угол встречи материала со стенкой трубопровода, тем больше и повреждаемость семян [5].

Поскольку наиболее эффективный угол изгиба трубы на пневмотранспорте составляет 90-120 градусов, рекомендуется использовать эти размеры при повороте трубы в другую направлению. Рисунок 6.

а)                                           б)

Рисунок 6. Формы оболочка а) 90⁰ ли и б) 120⁰ ли.

Были проведены многочисленные исследования по снижению повреждения хлопка при его прохождении через оболочки. Одно из исследований, признанное в них эффективным [6], рассматривало 7-кратное снижение повреждения семян при прямом воздействии движущегося хлопчатника.

Анализируя результаты исследования, получаем следующие показатели. (таблица)

Таблица 4.

Показатели

Подводя итог вышеизложенным исследованиям, можно выделить части системы транспортировки хлопка-сырца пневмотранспортом. У нас есть выбор, чтобы уменьшить общий уровень повреждения хлопка-сырца. В зависимости от длины системы и количества витков следует определить форму входа трубы, количество обечаек, угол изгиба. В результате степень повреждения хлопка-сырца, проходящего через систему, сводится к минимуму.

Список литературы:

1. Саримсаков О.Ш., Мурадов Р., Марданов Б. Исследование процесса подачи и движения частиц хлопка в трубопроводе пневмотранспорта. - Деп. УзНИИНТИ, № 1743 Уз. 1992.
2. Саримсаков О.Ш., Мурадов Р. Совершенствование процесса подачи хлопка в пневмотранспорт. // Ж. Хлопковая промышленность, №3, 1992. С. 110-112.
3. Марданов Б., Мурадов Р., Саримсаков О.Ш. О работе узла разравнивания питателя. -Деп в УзНИИНТИ. 1992, №1746-Уз.
4. Мурадов Р., Саримсаков О. Ш. О потере давления на разгон частиц в процессе пневмотранспортировки - Деп в УзНИИНТИ, 1992. № 1745 –Уз.
5. Саримсаков О. Ш., Мурадов Р., Кадирходжаев С. Х., Саидахмедов С. Передвижной пневмомеханический питатель. // А.С. №1694727. Бюл.№44 1991.
6. А.Бурханов. Совершенствование рабочих элементов пневмотранспортной системы с целью сохранения природных свойств сеян перерабатываемого хлопка. Дисс. 1987.
7. Справочник по первичной обработке хлопка. Под общей редакцией профессора Максудова И.Т. «ХЛОПКОПРОМ». 1994.
8. Г.И.  Мирошниченко. О  некоторых  физико-механических  свойствах  хлопка-сырца. Дисс.канд.техн.наук.-Ташкент, 1956.
9. Ғ.Ж.Жабборов, Т.У.Отаметов,А.Хамидов. Чигитли пахтани қайта ишлаш технологияси. Тошкент. “Ўқитувчи”. 1987.
10. Р.Мурадов. Пахтани ҳаво ёрдамида ташувчи қурилма самарадорлигини ошириш асослари. «Фан». Тошкент-2014.
11. Файзиев Р.Р., Азимов Х.О. Исследование повреждаемости семян при пневмотранспортировке хлопка-сырца. // Ж. Хлопковая промышленность, 1976, №2, С.6-7.