Розрахунок пневмосистем сміттєвидалення

Вихідними параметрами при розрахунку пневмотранспортних установок для видалення ТПВ є: внутрішній діаметр транспортного трубопроводу, обумовлений умовами незасорюючесті (діаметр сміттєпроводу 350...450 мм); діаметр, що рекомендується, 400...600 мм; добова продуктивність установки, що залежить від числа жителів, що обслуговуються, і середніх норм накопичення ТПВ; механічний-фізико-механічні характеристики відходів (щільність, вологість, морфологічний-фракційно-морфологічний склад і т.д.); план і профіль траси транспортного трубопроводу.

У результаті розрахунку необхідно визначити: витрата транспортуючого повітря; утрати тиску в пневмосеті; потужність приводу побудників тяги; тривалість безупинної роботи пневмосистеми в добу; тип устаткування (побудники тяги, циклони, фільтри, арматура і т.д.).

Витрата транспортуючого повітря Q_в, м³/год, визначають по формулі:

Q_в= F_н V_н,

де F_н - площа перетину транспортного трубопроводу під сміттєприємними клапанами, м²;

V_н - швидкість повітря на початку транспортного трубопроводу під сміттєприємними клапанами, м/с.

Необхідна швидкість транспортуючого повітря зростає при збільшенні діаметра транспортного трубопроводу:

  Діаметр трубопроводу, мм                Швидкість повітря, м/с

                     450                                             24...27

                     500                                             26...30

                     600                                             28...32

 

Великі значення швидкості в межах кожного діаметра трубопроводів відповідають відходам з великим змістом важких фракцій (камені, скло, метал). Побудників тяги (вакуум турбін) вибирають на підставі розрахунку втрат напору для найбільш протяжної траси транспортних трубопроводів.

Загальні втрати тиску в пневмосистемі Роб рівні:

            Роб = Р_вак + Р_нап,

Де Р_вак - втрати у вакуумній лінії від повітряно забірного клапана до вакуум турбін, Па;

Р_нап - втрати в напірній лінії вакуум турбін, Па.

Втрати у вакуумній лінії складаються з утрат тиску на рух чистого повітря у повітротоках і елементах устаткування на розрахунковій ділянці траси і втрат тиску на рух аеросуміші:

                     Р_вак = Р_в + Р_см.

Утрати на рух аеросуміші:

                     Р_см = Р_р + Р_тр + Р_м + Р_п, де

Р_{р -} утрати на розгін аеросуміші, Па;

Р_тр - утрати на тертя при русі аеросуміші, Па;

Р_м - на втрати в місцевих опорах (коліна, клапани, перемикачі і т.д.), Па; Р_п - утрати на підйом аеросуміші, Па.

Утрати тиску на розгін аеросуміші визначають з умови, що швидкість руху основної маси ТПВ складає в середньому 70% швидкості транспортуючого повітря, Па:

Р_р = (V^2/2) (1+0.5), де

, V - щільність і швидкість повітря на розглянутій ділянці траси, кг/м³ і м/с;

- умовна масова концентрація аеросуміші.

Утрати тиску на тертя при русі аеросуміші в транспортному трубопроводі, Па, визначають по формулі:

Р_тр = Р_в (1 + К) = (1+ К)(  V^2/2d),

К - досвідчений коефіцієнт, що залежить від властивостей ТПВ і характеристики траси; при розрахунках централізованих вакуумних пневмосистем К=1...1.5;

Р_в - утрати тиску на рух чистого повітря в тім же трубопроводі, Па; - коефіцієнт опору трубопроводу, дорівнює 0.018...0.022;

, d - відповідно довжина і діаметр трубопроводу, м; 

       ,, V_н - щільність (кг/м³) і швидкість (м/с) повітря на початку трубопроводу.

Утрати тиску в місцях опору, Па, визначають по формулі:

                     Р_м =  (V^2/2)(1 + К), де

- коефіцієнт місцевого опору;

V - відповідно щільність, кг/м³ і швидкість, м/с повітря на ділянці місцевого опору.

Підйом аеросуміші необхідний наприкінці траси трубопроводів перед прийомним бункером, розташованим на ЗП.

Утрати тиску на підйом аеросуміші, Па, визначають по формулі:

                     Р_п = 1 + V_к/(V_к - _{кручений}) _кН, де

V_к - швидкість повітря наприкінці транспортного трубопроводу, м/с;  

_{кручена} - швидкість витання маси твердих компонентів ТПВ, м/с;

_до - щільність повітря наприкінці трубопроводу, кг/м³;

Н - висота підйому аеросуміші, м.

Умовну концентрацію аеросуміші визначають по формулі:

                     = А_м V_н/(F_нV_н t _н), де

t - тривалість роботи сміттеприємного клапана, с.

Потужність приводу вакуум турбін N, кВт, визначають по формулі:

                     N = GL/102 _{в ін}, де

G - масова витрата транспортуючого повітря, кг/з;

L - питома робота стиску повітря у вакуум турбінах, кг м/кг;

_в і _ін  - коефіцієнти корисної дії відповідно вакуум турбін вакуум приводу.

Питому роботу стиску повітря у вакуум турбінах (при адіабатичному стиску) кг м/кг, визначають по формулі:

 

 

де до - показник адіабати, рівний 1.4;

 R - газова постійна, рівна -29.27;

Т_вх - температура повітря на вході вакуум турбін, К;

Р_вх і Р_вых - абсолютний тиск повітря на вході і виході вакуум турбін.

При виборі вакуум турбін для пневмосистем сміттевидалення віддають перевагу варіанту установки декількох машин (звичайно 3...4) з обов'язковим підключенням однієї запасної машини для гарячого резерву.

Тривалість безупинної роботи пневмосистеми Т при видаленні ТПВ складе

                               Т = А _м/(3600G_в)К_з, де

А - число жителів у районі, що обслуговується;

Кз - коефіцієнт запасу, що враховує нерівномірність роботи пневмосистеми.

Для пневмосистем, що обслуговують 15...20 тис. жителів, К_з = 1.2...1.4, для 40...60тис. жителів К_з = 1.5...2.

 

Лекція №9

КРИТЕРІЇ ВИБОРУ МЕТОДУ І РОЗМІЩЕННЯ СПОРУДЖЕНЬ

ЗНЕШКОДЖЕННЯ Й УТИЛІЗАЦІЇ ТПВ

Напрямок наукової розробки і наступного вибору методу знешкодження і переробки ТПВ для конкретного міста визначається необхідністю в першу чергу оптимального рішення проблем охорони навколишнього середовища і здоров'я населення, а також економічної ефективності, раціонального використання земельних ресурсів. Необхідний облік кліматичних, географічних, містобудівних умов і чисельність населення, що обслуговується.