авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |

Теоретические основы оценки потерь сыпучих грузов и защиты окружающей среды от пылеобразования при перегрузке и хранении в портах

-- [ Страница 2 ] --

5. Ряд сыпучих грузов способны образовывать пожаро- взрывоопасные пылевоздушные смеси. Надежных методов определения норм пожаро- взрывоопасности пылей сыпучих грузов нет и требуется их разработка.

6. Существующие методы определения потерь сыпучих грузов при их

перегрузке и хранении не позволяют определять потери сыпучих грузов от пылеобразования и пылеуноса. Кроме этого, данные методы носят приближенный характер и не могут быть применимы при оценке потерь грузов и запыленности воздуха на проектной стадии разработки технологии перегрузки и хранения сыпучих грузов.

7. При обосновании способов перегрузки и хранения сыпучих грузов необходимо учитывать не только потери грузов от пылеобразования и

пылеуноса, но и негативное воздействие пыли на окружающую среду.

Во второй главе дан анализ существующих исследований процессов пылеобразования и пылеуноса, который показал, что эти исследования носят частный характер и могут быть применимы только для некоторых сыпучих навалочных грузов. Кроме этого, подходы к методам исследования в данных работах разнообразны как с точки теории подобия, так и моделирования и весьма спорны.

Разработанный метод исследований процессов пылеобразования и пылеуноса на моделях основан на методах подобия и анализа размерностей и

предусматривает использование в модельных исследованиях натурного

сыпучего груза.

Данный метод охватывает основные очаги пылеобразования, к которым относятся: работа перегрузочного оборудования; пылеунос из открытых транспортных средств во время их грузовой обработки; пылеунос с открытого склада.

Создание моделей процессов пылеобразования и пылеуноса основных очагов пыления требует выполнения общих для всех очагов пылеобразования условий геометрического подобия и равенства скоростей и направлений ветровых потоков в натуре и модели, поскольку сыпучий груз не моделируется. Поэтому значения коэффициентов масштабов подобия веса частиц груза , дисперсности груза , скорости и направления ветрового потока принимаются равными

. (1)

Кроме этого, для каждого из основных очагов пылеобразования установлены совокупности определяющих параметров, характеризующие процессы пылеобразования и пылеуноса и разработаны критериальные уравнения исследуемых процессов.

Осуществление модели процесса пылеобразования при рабо­те грейфером требует выполнения следующих условий подобия:

- деформации сыпучего груза при его зачер­пывании грейфером;

- истечения сыпучего груза при раскрытии грейфера;

- удара о преграду падающего сыпучего груза и взве­шивания частиц пыли.

Для выполнения подобия деформации сыпучего груза в модельном и натурном грейферах необходимо, чтобы скорости деформации были равны между собой, что достигается при условии

, (2)

где и - время зачерпывания груза в натурном и модельном грейферах, с.

В работах Баловнева В.И. и Мацепуро А.А. указывается, что при

моделировании процессов взаимодействия рабочих органов перегрузочных машин с сыпучим грузом, влиянием дис­персности этого груза пренебрегают при отношении объема диспергированного элемента (частицы груза) и исследуемого объема объекта (вместимость модели грейфера, бункера) более чем 10-4. Для большинства сыпучих грузов, перевозимых водным транспортом, это отношение составляет 10-6, что доказывает справедливость условия (1).

Из совокупности «» физических величин при «» величинах с основными размерностями можно получить критериев подобия. Вид критериев подобия определяется с помощью анализа размерностей, который позволяет находить критерии подобия, не имея математического описания физического явления, зная только от каких параметров оно зависит.

В соответствии с теоремой о необходимых и достаточных условиях подобия процессы истечения сыпучего груза из грейфера, удара о преграду падающего груза и взве­шивания частиц пыли можно представить в виде

, (3)

где - средняя скорость истечения груза из грейфера, м/с;

- ускорение свободного падения, м/с2;

- площадь истечения, м2;

- дисперсность сыпучего груза, м;

- время раскрытия грейфера, с;

- высота падения сыпучего груза, м.

Критерий есть не что иное, как критерий Фруда, который является основным критерием при моделировании процессов, в которых преобладают силы тяжести. Критерий характеризует геометрическое подобие систем, а критерии и - физическое подобие процессов.

Подобие процессов истечения сыпучего груза и его удара о преграду в модели и натуре при использовании натурного сыпучего груза будет

достигнуто при , так как критерий становится незначимым, то есть

вырождается. Следовательно, уравнение (3) примет вид

, . (4)

Соответствующие критериальному уравнению (4) индикаторы подобия

. (5)

Из индикаторов подобия, которые накладывают определенные ограничения на условия моделирования, устанавливаются значения коэффициентов масштабов подобия, при которых исследуемые процессы в модели и натуре будут подобны

. (6)

Аналогичным образом получены критериальные уравнения процессов пылеобразования при работе конвейерных установок и пневмотранспортных машин и пылеуноса груза из открытых транспортных средств во время их грузовой обработки и с открытых складов (см. табл. 1).

Обозначения величин, принятые в табл. 1:

- скорость струи груза на выходе с грузовой ветви конвейера или пневмоустановки, м/с;

- поперечное сечение, соответственно, груза на грузовой ветви конвейера или трубопровода пневмоустановки, м2;

- время работы конвейера или пневмоустановки, с;

- конечная скорость струи груза, м/с;

- скорость струи груза на выходе из трубы, м/с;

- диаметр вертикальной или круто наклонной трубы, м;

- угол наклоны трубы к вертикали, рад.;

- количество унесенного груза, соответственно, из открытого трюма судна, полувагона и с открытого склада, кг/с;

- скорость ветрового потока, м/с;

- направление ветрового потока, рад.;

- вес частицы груза, Н;

- длина и ширина открытого трюма судна, м;

- расстояние от поверхности груза до комингса трюма судна, м;

- расстояние от комингса трюма судна до верхней кромки причальной стенки, м;

- длина и ширина полувагона, м;

- расстояние от поверхности груза до верхней кромки полувагона, м;

- длина, ширина и высота штабеля открытого склада, м;

- время грузовой обработки транспортного средства, с;

- время ветрового воздействия на открытый склад, с.

Таким образом, разработанный метод исследования процессов пылеобразования и пылеуноса при перегрузке и хранении сыпучих грузов

позволяет обеспечить методически исследования на моделях данных процессов и по результатам этих исследований еще на проектной стадии разработки технологии перегрузочных процессов дает возможность:

- спрогнозировать количественные и качественные характеристики пылевых выбросов (потери сыпучего груза от пылеобразования и пылеуноса

и запыленность воздуха);

- оценить негативное влияние перегрузочного процесса на окружающую

среду;

- определить технико-экономические показатели перегрузочного процесса с учетом потерь сыпучего груза от пылеобразования и пылеуноса;

- обосновывать технологические нормы перегрузочного процесса, при которых будут соблюдаться экологические ограничения по запыленности

воздуха;

Таблица 1 - Критериальные уравнения и значения коэффициентов масштабов подобия

Процессы пылеобразования и пылеуноса Критериальные уравнения Коэффициенты масштабов подобия
Пылеобразование при работе конвейерных установок и пневмотранспортных машин а) без вертикальных труб
б) с вертикальными или круто наклонными трубами
Пылеунос из открытого трюма судна
Пылеунос из полувагона
Пылеунос с открытого склада ;

- выявить необходимость применения или не применения инженерных средств защиты окружающей среды от пыли и исследовать их эффективность на моделях;

- установить величину линейного масштабного коэффициента , при которой модель будет адекватна натуре.

В третьей главе приведены разработанные методики определения потерь сыпучих грузов от пылеобразования и пылеуноса и запыленности воздуха с учетом основных очагов пылеобразования, которые оказывают существенное влияние на величину потерь грузов и состояние воздушной среды.

Данные методики включают в себя:

- анализ разрабатываемой или существующей технологии перегрузочного процесса и способа хранения сыпучего груза;

- построение моделей перегрузочного оборудования, транспортных средств и открытых складов;

- модельные исследования основных процессов пылеобразования и пылеуноса с учетом реальных значений скоростей и направлений ветровых потоков, которые имеют место на территории порта или причала, где планируется осуществлять или осуществляется технологический процесс перегрузки и хранения сыпучего груза;

- определение потерь сыпучих грузов от пылеобразования и пылеуноса по результатам модельных исследований для натурного технологического процесса их перегрузки и хранения;

- определение запыленности воздуха от пылеобразования и пылеуноса сыпучих грузов для вновь разрабатываемой технологии по результатам модельных исследований, а для существующих технологических процессов по результатам натурных исследований.

При анализе как вновь разрабатываемой, так и существующей технологии перегрузочного процесса и хранения сыпучего груза определяют или

фиксируют:

- физико-механические и эксплуатационные характеристики сыпучего груза;

- величины грузооборотов по прибытию и отправлению, значения

коэффициента прохождения груза через склад;

- тип перегрузочных машин, включенных в перегрузочную линию, их

производительности и характеристики грузозахватных устройств;

- тип и характеристики транспортных средств (геометрические параметры, грузоподъемность);

- способ хранения (закрытые или открытые склады) сыпучих грузов, функции открытых складов (оперативный или накопительный склад), размеры (длина, ширина, высота) штабелей открытых складов по месяцам навигационного и межнавигационного периодов и форму поперечного сечения штабеля (треугольный, обелисковый);

- основные очаги пылеобразования и пылеуноса;

- величины преобладающих скоростей и направлений ветровых потоков, где планируется расположить или располагается порт или грузовой причал.

Построение моделей перегрузочного оборудования, транспортных средств и открытых складов производят с учетом обоснованных в четвертой главе значений линейных масштабных коэффициентов .

Величины преобладающих скоростей и направлений ветровых потоков на территории, где планируется расположить или располагается порт или грузовой причал, принимаются по статистическим данным местных метеослужб.

Общие потери (т) сыпучих грузов от пылеобразования и пылеуноса

предлагается определять по выражению

, (7)

где - потери груза от пылеобразования и пылеуноса при работе -того типа перегрузочного оборудования, т;

- потери груза от пылеуноса при открытых трюмах судов и полувагонах во время их грузовой обработки, т;

- потери груза от пылеуноса при воздействии ветровых потоков на штабель открытого склада, т.

Запыленность воздуха (мг/м3) в зоне перегрузочных работ и расположения открытого склада определяется по формуле

, (8)

где - запыленность воздуха при работе того типа перегрузочного оборудования, мг/м3;

- запыленность воздуха от пылеуноса груза из транспортных средств во время их грузовой обработки, мг/м3;

- запыленность воздуха в результате пылеуноса груза при

воздействии ветровых потоков на штабель открытого склада, мг/м3.

Потери груза от пылеобразования и пылеуноса при работе -того типа перегрузочного оборудования на грузовой обработке транспортных средств рекомендуется определять по формулам:

- при работе грейферных кранов и перегружателей ()

; (9)

- при работе конвейерных установок ()

; (10)

- при работе других видов машин непрерывного транспорта ()

, (11)


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.