RU2760605C1 - Пневматическая лабораторная установка для исследования скорости всасывания торфяной крошки - Google Patents
Пневматическая лабораторная установка для исследования скорости всасывания торфяной крошки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2760605C1 RU2760605C1 RU2020143755A RU2020143755A RU2760605C1 RU 2760605 C1 RU2760605 C1 RU 2760605C1 RU 2020143755 A RU2020143755 A RU 2020143755A RU 2020143755 A RU2020143755 A RU 2020143755A RU 2760605 C1 RU2760605 C1 RU 2760605C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frame
- peat
- experimental nozzle
- experimental
- nozzle
- Prior art date
Links
- 239000003415 peat Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 26
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 16
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000009965 tatting Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21C—MINING OR QUARRYING
- E21C49/00—Obtaining peat; Machines therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Изобретение относится к лабораторным установкам. Пневматическая лабораторная установка для исследования скорости всасывания торфяной крошки снабжена двигателем постоянного тока, приводящим во вращение крыльчатку вентилятора, спрямляющей решеткой, установленной перед вентилятором, витательной трубой с рамой, ленточным конвейером с рамой, воздуходувом, присоединенным к коллектору витательной трубы, муфтой, соединяющей экспериментальное сопло и воздуходув, которая закреплена на подвижной штанге, выполненной с возможностью поворота вокруг своей оси для установления рационального угла наклона экспериментального сопла и присоединенной к вертикальной стойке, позволяющей регулировать расстояние по вертикальной оси между экспериментальным соплом и конвейерной лентой, рамой бункера, реостатом, пультом управления, микроманометром, при этом рама витательной трубы, рама ленточного конвейера, рама бункера и вертикальная стойка жестко закреплены на общей раме установки. Технический результат - возможность исследования скорости всасывания торфяной крошки. 1 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 табл.
Description
Изобретение относится к лабораторным установкам, позволяющим проводить исследования скорости всасывания и витания торфяной крошки.
Торфяная залежь обладает разными физико-химическими свойствами, что позволяет разделить ее на три вида торфа: верховой, переходный и низинный. Каждому виду торфа соответствует своя степень разложение и влагосодержание, влияющие на плотность и удельный вес торфяных частиц.
Известна пневматическая лабораторная установка «Аэродинамическая (витательная) труба», предназначенная для изучения скорости витания сыпучих материалов (торфяной крошки и др.), представляющая собой усеченную восьмигранную пирамиду с центральным углом 8°, установленную вертикально, к верхнему основанию которой присоединен осевой вентилятор, а к нижнему основанию всасывающий коллектор, штуцер и микроманометр заполненный этиловым спиртом [Торфяные машины и комплексы./ С.Г. Солопов, Л.О. Горцакалян, Л.Н. Самсонов / М.: НЕДРА. 1973 г. с. 272].
Однако в данной витательной трубе отсутствует возможность исследования скорости всасывания торфяной крошки с поверхности расстила от параметров расположения экспериментального сопла.
Наиболее близкой по технической сущности является лабораторная пневматическая установка для изучения скорости всасывания торфяной крошки. Она представляет собой циклон с бункером, в который с подвижного лотка через экспериментальное сопло поступает торфяная крошка [Лабораторная пневматическая установка для исследования всасывания / А.Б. Горенштейна и Л.С.Кащенко / Технология добычи торфа/ выпуск XXIII, ВНИИТП.Л.-НЕДРА. 1964. с. 46].
Однако в данной лабораторной пневматической установке отсутствует возможность исследования скорости всасывания торфяной крошки с поверхности расстила торфяной залежи от параметров расположения экспериментального сопла.
Технической проблемой, на решение которой направлено изобретение, является создание пневматической лабораторной установки, позволяющей проводить исследования скорости всасывания торфяной крошки с поверхности расстила.
Техническим результатом является возможность исследования скорости всасывания торфяной крошки за счет регулирования угла установки экспериментального сопла и расстояния между ним и конвейерной лентой в пневматической лабораторной установке вследствие объединения витательной трубы и ленточного конвейера с жестким закреплением их на единой раме.
Поставленная проблема решается и технический результат достигается тем, что пневматическая лабораторная установка для исследования скорости всасывания торфяной крошки, содержащая экспериментальное сопло и бункер, дополнительно снабжена двигателем постоянного тока, приводящим во вращение крыльчатку вентилятора, спрямляющей решеткой установленной перед вентилятором, витательной трубой с рамой, ленточным конвейером с рамой, воздуходувом, присоединенным к коллектору витательной трубы, муфтой, соединяющей экспериментальное сопло и воздуходув, которая закреплена на подвижной штанге, выполненной с возможностью поворота вокруг своей оси для установления рационального угла наклона экспериментального сопла, и присоединенной к вертикальной стойке, позволяющей регулировать расстояние по вертикальной оси между экспериментальным соплом и конвейерной лентой, рамой бункера, реостатом, пультом управления, микроманометром, при этом рама витательной трубы, рама ленточного конвейера, рама бункера и вертикальная стойка жестко закреплены на общей раме установки. При этом воздуходув установки выполнен из герметичной алюминевой гофрированной трубы.
Пневматическая лабораторная установка для исследования скорости всасывания торфяной крошки иллюстрируется следующими графическими материалами: на фиг. 1 представлен общий вид пневматической лабораторной установки для исследования скорости всасывания торфяной крошки, на фиг. 2 показана фиксация начального положения экспериментального сопла, на фиг. 3 представлен вариант замера скорости воздушного потока, на фиг. 4.показано присоединение микроманометра к коллектору витательной трубы (А-А), а также взаимное расположение на пульте управления выключателей двигателя постоянного тока, мотора-редуктора, реостата регулирования постоянного напряжения и микроманометра (Б-Б), на фиг. 5 показано взаимное расположение бункера с торфяной крошкой и ленточным конвейером, на фиг. 6 продемонстрировано проведение опыта по исследованию скорости всасывания торфяной крошки.
Пневматическая лабораторная установка для исследования скорости всасывания торфяной крошки состоит из двигателя постоянного тока 1, вентилятора 2, спрямляющей решетки 3, витательной трубы 4, воздуходува 5, выполненного из алюминиевой гофрированной трубы, экспериментального сопла 6, вертикальной стойки 7, подвижной штанги 8, ленточного конвейера 9 с лентой из двухслойного прорезиненного брезента, бункера 10 с подготовленной торфяной крошкой 11, стола 12, на котором установлен пульт управления 13, анемометра 14, микроманометра 15, рамы витательной трубы 16, рамы 17 ленточного конвейера 9, рамы 18 бункера 10 и вертикальной стойки 7, которые жестко закреплены на общей раме установки 19.
Пневматическая лабораторная установка для исследования скорости всасывания торфяной крошки работает следующим образом (фиг. 1). Перед началом исследования задают положение экспериментального сопла 6, т.е. расстояние и угол наклона между ним и поверхностью конвейерной ленты 20 (фиг. 2). Расстояние между экспериментальным соплом 6 и поверхностью конвейерной ленты 20 определяют с помощью калибровки, где в качестве эталона используют древесные бруски 21, соответствующие диаметру фракций торфяной крошки 11. Выбор деревянных брусков обусловлен простотой изготовления. После фиксации положения экспериментального сопла 6 деревянный брус 21 убирают.
Исследуемый угол наклона экспериментального сопла устанавливают подвижной штангой 8, присоединенной к вертикальной стойке 7, выполненной с возможностью угла поворота вокруг своей оси, к которой прикреплена муфта 22, соединяющая экспериментальное сопло 6 и воздуходув 5, выполненный из герметичной алюминиевой гофрированной трубы с низким коэффициентом аэродинамических потерь, присоединенный к коллектору 23 витательной трубы 4. Угол наклона экспериментального сопла 6 замеряют с помощью транспортирной шкалы 24 с точностью до 0,1° и вертикального отвеса 25, выполняющего роль стрелки.
Витательная труба 4 представляет собой усеченную восьмигранную пирамиду (А-А) с центральный углом 8°, обеспечивающим минимальное аэродинамическое сопротивление и безвихревое движение расширяющегося потока воздуха (фиг. 1). Из бункера 10 подготовленную торфяную крошку 11 фракцией до 25 мм подают на край конвейерной ленты 20, создавая слой, не превышающий 25 мм. Использование торфяной крошки фракцией до 25 мм обусловлено тем, что при размере более 25 мм такая крошка является засоренностью (ГОСТ 51213-98).
В центр живого сечения 26 экспериментального сопла 6 помещают анемометр 14, ориентированный по направлению воздушного потока (фиг. 3). Анемометр 14 с помощью кронштейна прикреплен к вертикальной штанге 7.
Одновременно с ним к коллектору 23 витательной трубы 4 подключают микроманометр 15 при помощи гибкого шланга 27 прикрепленного к штуцеру 28 кольцевого трубопровода 29, установленного вокруг коллектора 23 и соединенного с ним ортогонально расположенными четырьмя патрубками 30 необходимыми для уравнивания показаний давления и замеряют недостаток избыточного давления до атмосферного (фиг. 4, Д-Д), для дальнейшего вычисления скорости всасывания.
С помощью пульта управления 13, расположенного на столе 12, включают двигатель постоянного тока 1 витательной трубы 4, приводящий во вращение крыльчатку вентилятора 2. Число оборотов до 3000 об/мин обеспечивает рациональную скорость воздушного потока для отслеживания, а свыше 3000 об/мин скорость воздушного потока возрастает и затрудняет отслеживание захвата исследуемых торфяных частиц в экспериментальное сопло.
На пульте управления 13 реостатом 32 регулируют падение напряжение, влияющее на скорость всасывания экспериментального сопла (фиг. 4 Е-Е). Перед вентилятором 2 установлена спрямляющая решетка 3, необходимая для организации ламинарного режима движения воздушной смеси через витательную трубу 4. После установления постоянной скорости воздушного потока, перед запуском ленточного конвейера 9, анемометр 14 убирают из центра живого сечения 26 экспериментального сопла 6. На пульте управления включают двигатель постоянного тока 31 с числом оборотов до 10 об/мин, позволяющий наблюдать за процессом всасывания торфяной крошки 11, соединенный с ведущим барабаном 33 ленточного конвейера 9. Таким образом, запускают ленточный конвейер 9, представляющий собой конвейерную ленту 20 из двухслойного прорезиненного брезента, натянутую между ведущим 33 и натяжным ведомым 34 барабанами и опорными роликами 35, и двигателем постоянного тока 31 (фиг. 5).
Движение конвейерной ленты 20 направлено навстречу экспериментальному соплу 6. При приближении торфяной крошки 11 к экспериментальному соплу 6 происходит засасывание торфяной крошки 11 в витательную трубу 4 через воздуходув 5. Расстояние удаления от нижней кромки экспериментального сопла 6 замеряют с помощью шкалы 36 с точностью до 0,1 мм, установленной на раме ленточного конвейера 17. Нулевую отметку фиксируют струной 37 на отметке 0,12 мм, установленной колковым механизмом 38, прикрепленным к шкале 36, соответствующей границе живого сечения 26 экспериментального сопла 6 (фиг. 6). Полученные измерения заносят в сводную таблицу, получая данные об активной зоне всасывающего факела (таблица 1).
В таблице 1 представлены данные исследования скорости воздушного потока в зависимости от угла наклона экспериментального сопла и расстояния между ним и конвейерной лентой. Представлены данные первых трех измерений и последнего измерения расстояния между экспериментальным соплом и конвейерной лентой.
На основе полученных результатов определяют рациональное положение экспериментального сопла для возникновения максимальной активной зоны всасывающего факела.
Для определения скорости всасывания торфяной крошки используют уравнение неразрывности (1), где за известную величину используют скорость всасывания на входе в коллектор витательной трубы.
где υк - скорость всасывания на входе в коллектор витательной трубы, Sk - площадь живого сечения коллектора витательной трубы, равная 63,5 см; υc - скорость воздушного потока в экспериментальном сопле, Sc - площадь живого сечения экспериментального сопла.
Скорость воздуха на уровне штуцера коллектора вычисляют по динамическому давлению в коллекторе(2):
где υк - скорость воздуха в коллекторе; Рк - динамическое давление в коллекторе; Па; ρв - плотность воздуха, равная 1,2 кг/м3.
Динамическое давление в коллекторе вычисляется с учетом показаний микроманометра Рк, Па (3):
где hk - показания микроманометра (высота столба спирта в трубке микроманометра), мм; g - ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с; ρс - плотность этилового спирта, равная 0,7893 г/см; Δ - поправочный коэффициент на атмосферное давление и температуру Км - тариировочный коэффициент микроманометра; Kк - тарировочный коэффициент коллектора, равный 0,1; γ - угол наклона трубки микроманометра к горизонту, °.
Поправочный коэффициент на атмосферное давление и температуру Δ вычисляют по формуле (4):
где t - температура окружающего воздуха в момент измерений, °С; В - давление воздуха, мм. рт.ст., измеряемое по барометру.
Поправочный коэффициент Kпм представляет собой произведение татрировочного коэффициента микроманометра, плотности спирта и синуса угла установки трубки микроманометра, отмечаемый на шкале фиксации наклона трубки микроманометра (5):
Так как расход воздуха Q, проходящий через коллектор витательной трубы и экспериментального сопла одинаковый, зная скорость на входе в коллектор витательной трубы υk и его площадь Sk, определяют скорость потока в сечении экспериментального сопла в момент засасывания торфяной крошки через уравнение (1) υc, м/с (6):
В таблице 2 представлены расчетные данные исследования скорости всасывания в зависимости от угла наклона экспериментального сопла и расстояния между ним и конвейерной лентой. Представлены данные изменения динамического давления в коллекторе и скорости всасывания в сечении коллектора и экспериментального сопла.
Таким образом, опытным путем определяют скорость всасывания торфяной крошки, поступающей в витательную трубу через экспериментальное сопло.
Пневматическая лабораторная установка для исследования скорости всасывания торфяной крошки полностью сконструирована и введена в эксплуатацию на кафедре «Технологические машины и оборудование» Тверского государственного технического университета.
Claims (2)
1. Пневматическая лабораторная установка для исследования скорости всасывания торфяной крошки, содержащая экспериментальное сопло и бункер, отличающаяся тем, что установка снабжена двигателем постоянного тока, приводящим во вращение крыльчатку вентилятора, спрямляющей решеткой, установленной перед вентилятором, витательной трубой с рамой, ленточным конвейером с рамой, воздуходувом, присоединенным к коллектору витательной трубы, муфтой, соединяющей экспериментальное сопло и воздуходув, которая закреплена на подвижной штанге, выполненной с возможностью поворота вокруг своей оси для установления рационального угла наклона экспериментального сопла и присоединенной к вертикальной стойке, позволяющей регулировать расстояние по вертикальной оси между экспериментальным соплом и конвейерной лентой, рамой бункера, реостатом, пультом управления, микроманометром, при этом рама витательной трубы, рама ленточного конвейера, рама бункера и вертикальная стойка жестко закреплены на общей раме установки.
2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что воздуходув выполнен из герметичной алюминиевой гофрированной трубы.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020143755A RU2760605C1 (ru) | 2020-12-28 | 2020-12-28 | Пневматическая лабораторная установка для исследования скорости всасывания торфяной крошки |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020143755A RU2760605C1 (ru) | 2020-12-28 | 2020-12-28 | Пневматическая лабораторная установка для исследования скорости всасывания торфяной крошки |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2760605C1 true RU2760605C1 (ru) | 2021-11-29 |
Family
ID=79173948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020143755A RU2760605C1 (ru) | 2020-12-28 | 2020-12-28 | Пневматическая лабораторная установка для исследования скорости всасывания торфяной крошки |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2760605C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2792401C1 (ru) * | 2022-07-18 | 2023-03-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Стенд для определения скорости витания сыпучих материалов |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4738036A (en) * | 1986-01-20 | 1988-04-19 | Bernard Belanger | Peat harvester with automatically adjustable suction heads |
| RU2009324C1 (ru) * | 1991-02-07 | 1994-03-15 | Всесоюзный научно-исследовательский институт торфяной промышленности | Сопло пневматической торфоуборочной машины |
| RU2185512C1 (ru) * | 2001-04-11 | 2002-07-20 | Тверской государственный технический университет | Сопло пневматической торфоуборочной машины |
-
2020
- 2020-12-28 RU RU2020143755A patent/RU2760605C1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4738036A (en) * | 1986-01-20 | 1988-04-19 | Bernard Belanger | Peat harvester with automatically adjustable suction heads |
| RU2009324C1 (ru) * | 1991-02-07 | 1994-03-15 | Всесоюзный научно-исследовательский институт торфяной промышленности | Сопло пневматической торфоуборочной машины |
| RU2185512C1 (ru) * | 2001-04-11 | 2002-07-20 | Тверской государственный технический университет | Сопло пневматической торфоуборочной машины |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Лабораторная пневматическая установка для исследования всасывания, А.Б. Горенштейна и Л.С. Кащенко, Технология добычи торфа, выпуск XXIII, ВНИИТП, Л., НЕДРА, 1964, с. 46. * |
| Лабораторная пневматическая установка для исследования всасывания, А.Б. Горенштейна и Л.С. Кащенко, Технология добычи торфа, выпуск XXIII, ВНИИТП, Л., НЕДРА, 1964, с. 46. С.Г. СОЛОПОВ и др., Торфяные машины и комплексы, М., НЕДРА, 1973, с. 272. * |
| С.Г. СОЛОПОВ и др., Торфяные машины и комплексы, М., НЕДРА, 1973, с. 272. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2792401C1 (ru) * | 2022-07-18 | 2023-03-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Стенд для определения скорости витания сыпучих материалов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2352982B1 (en) | Method for measuring dust concentration in flowing gas and device for measuring dust concentration in flowing gas | |
| CN206248090U (zh) | 一种道路桥梁施工测量装置 | |
| RU2760605C1 (ru) | Пневматическая лабораторная установка для исследования скорости всасывания торфяной крошки | |
| JPS5912977B2 (ja) | 刻みたばこのような微片材料の密度の連続測定装置 | |
| CN109596519A (zh) | 一种喷射混凝土时变粘附力测量装置及测量方法 | |
| CN107576471A (zh) | 一种用于风洞内采集风速且可垂直调节多点观测的水平风速仪支架 | |
| CN209432682U (zh) | 一种喷射混凝土时变粘附力测量装置 | |
| CN108287128A (zh) | 一种岩土干湿循环渗透率测量系统及其方法 | |
| CN106157785A (zh) | 一种多功能铁路隧道火灾实验平台 | |
| CN109658802A (zh) | 一种综合管廊火灾实验平台系统与实验方法 | |
| Roulleau et al. | Study of evaporation and instability of charged water droplets | |
| CN206503615U (zh) | 基于自然通风器的隧道通风效果模拟检测系统 | |
| CN109655329A (zh) | 一种参数可调的喷射混凝土射流测试装置及方法 | |
| CN107328549A (zh) | 一种快速测定风场跨向相关性的测架装置 | |
| CN207703440U (zh) | 喷头高度可调的航空植保风洞实验台 | |
| Cenkowski et al. | Airflow patterns in a mixed-flow dryer | |
| CN209432637U (zh) | 一种参数可调的喷射混凝土射流测试装置 | |
| CN2558972Y (zh) | 一种可自由调整高度与斜度的支架 | |
| CN112945516B (zh) | 管道高速列车气动热试验装置及其设计方法 | |
| CN113815513B (zh) | 一种车载可变入射角飞行器桨翼气动耦合测试系统 | |
| Maghirang et al. | Evaluation of a freely rotating impeller to measure fan airflow rates in livestock buildings | |
| CN107367312A (zh) | 一种空气流量计测试方法 | |
| CN210533919U (zh) | 一种建筑涂覆材料吸水性能测试装置 | |
| SU445874A1 (ru) | Аэродинамическа установка | |
| CN106017858A (zh) | 一种用于除冰防冰液空气动力学性能的风道测试系统 |