Герц Е.В. - Пневматические устройства и системы в машиностроении - 1981 (1053454), страница 74
Текст из файла (страница 74)
Поэтому полная очистка сжатого воздуха, связанная с значительными затратами, в большинстве случаев экономически нецелесообразна. Требования к очистке воздуха зависят от конструктивного исполнения и материала элементов систем управления и механизмов, размеров и точности, величины зазоров н от. верстий, оттребований к надежности и долговечности, от эксплуатационных условий и характера воздействня загрязнений. Установлено, что интенсивность износа устройств тем выше, чем выше твердость частиц, а увеличение твердости и пористости трущихся поверхностей повышшот износостойкость, Абразивный износ и заклиннвание могут быть значительно сии>кепи, если размер твердых частиц, поступающих в устройства с воздухом, не превышает 3/4 величины наименыпего зазора трущихся пар [131.
Примерные величины зазоров подвижных деталей различных устройств даны в табл. 12.2, Определение степени осушки сжатого воздуха на основных участках промышленных сястем. Степень осушки сжатого воздуха зависит от чувствительности конкретных устройств к содержанию влаги. К группе устройств, для которых не требуется строгая регламентация содержания влаги в жидком состоянии, отно- Збб Таблица 12,2 Прммзриыс зслячзяы зззараз яадзмыиых деталей пневматических усграйстз Трущиеся пары Зазор, мям Устройства Чо — ЗО 1ОΠ— 500 Шток — втулка Поршень — гильза Пясзмаяяляялры Пзсзмалзягзгслз: шябсрзыс (алзсгяячзгыс! 15 — 10 100 — 150 10О-200 Ш вЂ” Чо Чо — 60 5..25 1 — 2 Ротор — баяазай диск Ротор — сглтар Лопатка -- азз Шсстсряя — боковой диск Шестерня — сгзгар Паршсяь — гяльзз Рагар — рзсарсдслягсльяый диск шссчзрзяяые яаршлззыз Пяззмарзсарсдзлигсля; с аласязм залатяияам с аялзлдрячссяям залагзяяам с уалагясиясм зл счет зазоров с Ммлямдрмчсскмм залатяяяам с мягкими уалагясяяямн Залстяяк — асяаззмзс Залатммя — втулка 2 — 5 1,5 — 5 5О- 1О0 3 ал а та я я — зтул я з где Тз и Т» — температура сжатого воздуха соответственно в начале трубопровода н нз расчетном участке; Тл — температура окружающей среды, х — длина трубопровода от начала до расчетного участка; ср — удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении; Π— расход свободного воздуха, протекающего по трубопроводу; ых и аз — коэффициенты теплоотдачн от сжатого воздуха 12 е.
в. Герц я др 357 сятся коммуникации систем, емкости, оборудование силовых приводов мембранного типа и сильфонные устройства, имеющие надежное антикоррозийное покрытие, в которых трущиеся поверхности непосредственно со сжатым воздухом не. соприкасаются. Содержание жидкой влаги в сжатом воздухе рекомендуется ограничивать для пневмооборудования систем механизации и автоматизации производственных процессов гцилиндров, моторов и аппаратуры).
Не допускается содержание жидкой влаги в сжатом воздухе, используемом для питания пневматических систем управления с повышенными требованиями к надежности для станков, прессов, автоматических линий и других устройств; пневматических приборов и средств автоматизации, на которые расяростраияются требования ГОСТ 11882 — 73,' систем, работающих прн мннусовых температурах окружающей среды. Для этой группы устойств должна быть исключена возможность конденсации паров воды и масла.
словием исключения конденсации является ненасыщенность сжатого воздуха парами воды и масла. Существенное влияние на выбор степени осушки оказывает изменение термодинамических параметров сжатого воздуха. Зная действительное значение термодинамических параметров, можно установить возможность процесса конденсации, количесгво конденсата и требуемую степень осушки.
Трубопроводы В магистральных трубопроводах скорость потока воздуха относительно невелика (от 6 до!8 ы10), следовательно, изменение температуры происходит в основном из-за теплообмена с окружа1ощей средой. Обычно температура сжатого воздуха нз выходе из компрессорной выше, чем температура окружающей среды, что приводит к охлаждению его и конденсации влаги. Для металлических трубопроводов без теплоизоляции понижение температуры на заданной длняе без учета влияния на теплоотдачу загрязнений теплопередающей поверхности можно определить из формулы Ряс. 12.3.
Нзмскскяс тояпервтуры сжатого воздуха по длявв трубопРовода пря м = 20 м/с1 м 01 р 1 = О 7 Мцв Х Ззе Вт/гм К]' =. 21 . 49 мм Уабзмча 12.3 2,0 Тзчсязс воздуся 12 лв О 019 — Х т Турбулентное течение ваз. духа в труба в области крятеряя це = 1 1О'об 1пз Турбулентное тсчсяяс воздуха вдоль труб в абаз«тя Цс = 1 ° 1Оч З,191 О 90 ЗО 120 1бз 200 290 200 О!7 — в( зн) ! Лзыяязркас течение возду- ха вдоль труб Папсрсчвае омывзяяс трубопроводов пря угле атаки 9О' в абзвств Цс = 1 1О'я.2 ° 10' Т, =- Т, [1 — —,( — '' — 1)~, где р, н Т, — давление и температура сжатога воздуха перед сужением; рз и Т,— давление и температура сжатого воздуха на выходе из сужения; и — коэффициент сопротивления.
На некотором расстоянии от сопротивления скорость потока в трубопроводе падает до значений, близких к скорости потока перед сопротивлением, а температура воздуха возрастает, приближаясь к первоначальной. Повышение температуры воздуха при уменыпении давления приводит к испарению сконденсированной влаги и уменьшению относительной влажности. При течении воздуха через капилляры происходит дросселиравание (мятые). Температура воздуха за сопротивлением при драсселировании Тспзаосрсдзчз горязавтзлькык труб в спакоаяам воздуха з~ ан 1 Т, = Та+ се (р.
— рз). Для диапазона давления и температуры систем промышленных предприятий можно принимать а = 1,6 —: 2,5 К7МПа. В длинных капиллярах из-эа значительнага влияния сил трения и теплообмена с окружающей средой температуру воздуха на выходе из капилляра можно принимать равной температуре окружаю1цей среды Конденсация влаги в этом случае может произойти, если температура окружающей среды ниже температуры сжатого воздух* на входе в капилляр Тв с., Т,. Пневмодвигатели. Конденсация паров воды и масла в двигателях (цилиндрах н моторах) возможна в полости выхлопа при расширении воздуха в период истечения его в атмосферу н в рабочей полости вследствие быстрого переме1цения поршня при отсеченной или задросселираванной подаче воздуха в рабочую полость.
Определение термодннамических параметров воздуха в полостях двигателей представляет достаточно сложную задачу, Для приближенных расчетов можно использовать уравнения политропическага расширения при следующих значениях показателя политропы и: для цилиндров и мембранных камер и =- 1,25 —:1,38; для поршневых и шестеренных моторов и = 1,26 —: 1,36; для шибсрных (лопастых) матеров и = 1,22.
1,32. При работе моторов на полных оборотах и цилиндров со свободным выхлопом процесс расширении воздуха при истечении приближается к аднабатическому и значение показателя политропы принимают равным й. При малых скоростях 12з 359 358 Фармузы дз» апрсдсасяяя козффицнвятов теплоатдзчя П р н м с ч з я я с. Лв — казффяцяскт тспваоравадааств воздуха; т — ка ффкцясят кянсмзтячсскаа вязкости воздуха; и„ вЂ” скорость тачсяяя смзтага ваз. дузз; и, — скорость тс1сяяя окрумзющсго «аздухз1 и — ускарсяяс свободного пздсяяя.
котенке и от стенки к окружающему воздуху; Нт н Нн — внутренний и наружный диаметры трубопровода. Коэффициенты теплоотдачи можно определить по обобщенным зависимостям, приведенным в работах Л. Шака (табл. !2.3). При течении сжатого воздуха в нагнетательных трубопроводах со скоростью потока шл ( 50 и!с, что имеет место при подаче воздуха к потребителям с непрерывным расходом (моторам, ручному инструменту, вибратором и т. д.), характер термодинампческого процесса аналогичен рассмотренному выше для магистральных трубопроводов.
В выхлопных трубопроводах промышленных систем процесс истечения воздуха в атмосферу из устройств с непрерывным расходом при надкритическом режиме приводит к значительному понижению температуры и ковдеисации влаги, а в определенных условиях может вызнать обмерзание выхчапных отверстий. При этом температура воздуха на участке непосредственного выхлопа в атмосферу может быть приближенно определена по формуле Т = 0,84 Т, при докритическом режиме истечения и Т = Т, ( — з) при вадкритическом режиме, где Т, и р,— / рз Рг температура, К, и давление сжатого воздуха в трубопроводе; ра — давление атмосферы. Следует отметить, что фактическая температура воздуха всегда будет несколько выше расчетной.
На рис. 12.3 представлены графики изменения температуры сжатого воздуха по длине трубопроводов. Местные сопротивления. Прн малых перепадах давления, чта характерно для большинства сопротивлений пневматических устройств, температуру на входе и на выходе можно принять одинаковой. В ряде устройств (редукциониые клапаны, дроссельные отверстия) иэ-за значительного расширения газа на выходе температура и конденсации влаги. Температуру воздуха на выходе из по формуле его резко падает, что может привести сужения можно определить приближенно 4,'О о Зффеюпилность Очистки. Для устройств очистки этот параметр принято ха- рактеризовать коэффициентом очистяи, определяемым по формуле [й) -25 1 Ч - — ~„)йг!Ф! (бб 5.'Ы -)00 -)00 -)25 -!50 005 0)5 025 055 р,ияа А -)50 ООО ООО О)2 О)бр,иаа а) у,г 0 -25 -50 унс.
12.4. Измснсннс температуры сжатого воздуха н полости выхлопв пневматических устройств в зввнснмостн от степени рвсшнрсннн ого прн начальном вбсолмтвом дввленин и 10' пв! а — 2,4; б — 3; с — 7,3 н прн пока. звтсллх полнтэопм; ! — л = 1,1; У вЂ” и = 1,2; а — Л = 1,3; 4 — Л = = 1,4 -)ОО ")25 "450 005 п)5 025 оз5 о45055р,мпа О) перемещения поршней цилиндров и вращения моторов процесс происхо ит с 3- м т 1ым влиянием теплообмена с окружающей средой, поэтому при определении Е! температуры показатель политропы принимают ниже указанных средйих значений.
Для цилиндров н пневмомоторов минимальную температуру воздуха в выхлопной полости можно определить по формуле л-1 То зм Т„( Р' ) " Рч где р„— абсолютное давление в выхлопной полости. Для цилиндров периодического действия, когда время между срабатываниями достаточно велико, значения температуры и давления воздуха в полости цилиндра до истечения принимают равными значеяиям в подводящей магистрали Тг =- Тзн рх = рм [3), Лбсолютное давление р, рекомендуется принимать в пределах О,!5 — 0,25 МПа с учетом характера изменения нагрузки, сопротивления линии выхлопа и подвода. Дросселнрование на выхлопе и высокие скорости движения поршня увеличивают рв. Для моторов в зависимости от режимов работы, пропускной способности подводящей и выхлопной линий абсолютное давление в полости до начала истечения принимают р! =- (0,7 —: Ц рч, в конце процесса расширения рв= — 0,16 —:0,28 МПа.
Температура в полости расширения Т, = Тм. Температуру в полости выхлопа можно определить также с помощью графиков, показанных на рис. !2.4. Способы очистки сжатого воздуха. В промышленности для очистки сжатого воздуха нашли прнменение силовые поля, фильтрация и осушка. В схемах и устройствах очистки часто последонательно используют несколько способов очистк . Об асть применения этих способов и их эффективность для промышленной очистки воздуха определяются характеристиками очистных устройств, реализованных на указанных способах.
Поэтому перед рассмотрением основных способов очистки воздуха приведем основные понятия о важнейших параметрах очистных устройств. 360 гДе 7)лз) — фРакпнонный коэффиЦиент очистки, опРеДелаемый отношением массы утовленных',загрязнений данной фракции к общему количеству, внесенному со сжатым воздухом в очистное устройство за это же время; Ф! — содержание частиц задзнных фракций по мэссе на входе в очистное устройство, % . Из-за сложности определения действительного значения дисперсного состава загрязнений в сжатом воздухе и фракционного коэффициента очистки возникзет необходимость выражать эффективность очистки косвенными параметрами: для устройств очистки с применением силовых полей — чинимальныч диаметром задерживаемых частиц; для устройств очистки фильтрующего типа — нол1инальной н абсолютной тонкостями фильтрации.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
