Институт материаловедения и металлургии, ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б. Н. Ельцина», г. Екатеринбург

Шишкин С. Ф., доцент, e-mail: shsf@planet-a.ru

Мальцев В. А., директор

Катаев А. В., старший преподаватель

Шишкин А. С., доцент

На кафедре ОАСП УрФУ им. первого Президента России Б. Н. Ельцина накоплен большой опыт разработки и внедрения систем пневмотранспорта плотного слоя. Созданы методы расчета и внедрено >130 линий пневмотранспорта плотного слоя на заводах отечественных и зарубежных компаний. Разработаны два варианта конструкции систем пневмотранспорта плотного слоя посредством дополнительной установки специальной аэрационной трубы, которая имеет отверстия небольшого диаметра, расположенные с некоторым шагом. В первом случае аэрационную трубу размещают внутри транспортной трубы, во втором — снаружи. Подвод сжатого воздуха к аэрационной и транспортной трубам осуществляют раздельно. Такая конструкция дает возможность поддерживать устойчивый режим движения двухфазного потока при небольшой скорости и высокой концентрации. Традиционные методы расчета процессов пневмотранспорта не позволяют определить локальные параметры двухфазного потока по длине транспортной трубы. Поэтому предложен новый метод расчета на базе газодинамических функций и получена система дифференциальных уравнений, описывающая движение двухфазного потока. Систему нелинейных дифференциальных уравнений необходимо решать для отдельных участков с соответствующими граничными условиями. Параметры двухфазного потока в начале каждого участка должны быть равны данным в конце предыдущего участка. Приведены расчетные зависимости для определения расхода воздуха через отверстия аэрационной трубы, с помощью которых можно получить необходимый диаметр и число отверстий на отдельных участках пневмотранспортного тракта. Системы пневмотранспорта плотного слоя снабжены надежной автоматикой со степенью защиты IP65. Управление осуществляют на базе программируемого логического контроллера по программам, разработанным специалистами кафедры. На многих заводах локальные системы автоматики интегрированы с помощью SCADA-программ в систему АСУТП верхнего уровня. Как показал опыт внедрения, основные преимущества — снижение удельного расхода сжатого воздуха в 2–4 раза; увеличение производительности в 2–3 раза; уменьшение скорости воздушного потока 2–4 раза и, как следствие, снижение износа транспортного трубопровода; исключение образования пробок и повышение надежности.

1. Разумов И. М. Псевдоожижение и пневмотранспорт сыпучих материалов. — М. : Химия, 1972. — 240 с.
2. Клячко Л. С., Одельский Э. Х., Хрусталев Б. М. Пневмотранспорт сыпучих материалов. — Минск : Наука и техника, 1983. — 216 с.
3. Шишкин С. Ф., Шишкин А. С. Движение двухфазного потока в трубе постоянного сечения // Физико-химия и технология оксидно-силикатных материалов : матер. междунар. науч.-техн. конф. — Екатеринбург, 2000. — 251 с.
4. Шишкин С. Ф., Гаврилюк Д. Н., Калинкин А. Н. Расчет пневмотранспорта на горизонтальных участках // Вестник УГТУ–УПИ. Строительство и образование. 2004. № 14. С. 183–187.
5. Шишкин С. Ф., Гаврилюк Д. Н. Расчет процесса пневмотранспорта дисперсного материала с помощью газодинамических функций // Механика и процессы управления : тр. XXXIV Уральского семинара. — Екатеринбург, 2004. С. 198–204.
6. Абрамович Г. Н. Прикладная газовая динамика : учеб. руководство для втузов : в 2 ч. — 5-е изд., перераб. и доп. — М. : Наука, 1991. — 600 с.