УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА

Полезная модель относится к области измерений, а именно к измерению скорости движения мелкодисперсных частиц твердого топлива.
Известна установка для исследования прочности твердого топлива в процессе горения [1]. Установка состоит из нагревательного устройства с устройством для измерения температуры и времени, приемного устройства, барабана с отверстиями в стенках, весов для измерения массы топлива в процессе горения, устройства для регулирования температурного режима, нагружающим устройством. Недостатками данной установки является невозможность измерения давления, невозможность дозирования сыпучих материалов и малая высота установки не позволяет более точно измерить падение давления.
Известна установка для определения прочности твердого топлива [2], состоящая из нагревательного устройства с устройством для измерения температуры и времени, приемного устройства, барабана, мерной тары, весов для измерения массы топлива в процессе горения, устройства для регулирования температурного режима, например, заслонки и вентилятора, нагружающего устройства, выполненного, например, в виде дисков для нагружения слоя топлива в процессе горения, устанавливаемых на оси установленного вертикально барабана, мерной тары расположенной на подвесках между засыпным устройством и весами, установленными на платформе установки, подвеска мерной тары снабжена эксцентриковыми устройствами для подъема и опускания тары на высоту хода эксцентрика, обеспечивающего плавное опускание на платформу. Недостатками данной установки является невозможность измерения давления, невозможность дозирования сыпучих материалов, малая высота установки не позволяет более точно измерить падение давления и невозможность наблюдения за ходом работы установки.
Известна установка для определения прочности твердого топлива в процессе горения [3], состоящая из нагревательного устройства с устройством для измерения температуры и времени, корпуса установки с приемным устройством, установленного вертикально барабана, мерной тары, весов для измерения массы топлива в процессе горения, устройства для регулирования температурного режима, например, заслонки вентилятора, нагружающего устройства в процессе горения, выполненного, например, в виде дисков, устанавливаемых на оси барабана поверх него, дополнительно содержит толкатель и полозья для перемещения корпуса для последующего загружения в мерную тару кусков твердого топлива. Недостатками данной установки является невозможность измерения давления, невозможность дозирования сыпучих материалов, малая высота установки не позволяет более точно измерить падение давления и невозможность наблюдения за ходом работы установки.
Наиболее близкой является установка, описанная в [4].
Установка состоит из нагревательного устройства с устройством для измерения температуры и времени, приемного устройства, барабана, весов для измерения массы топлива в процессе горения, устройства для регулирования температурного режима, дополнительно снабжена установленной вертикально параллельно оси установки линейкой для измерения оседания топлива в процессе горения и нагружающим устройством. Основным недостатком является малая высота цилиндрического корпуса, невозможность наблюдать процесс плавки, а также невозможность определения изменения давления газа при работе установки.
Задачей полезной модели является обеспечение возможности измерения скорости движения мелкодисперсных частиц твердого топлива за счет определения изменения давления газа.
Для этого установка для измерения скорости движения мелкодисперсных частиц твердого топлива, состоящая из устройства для измерения времени, прозрачного барабана и установленных в нем решеток, пылеулавливающего зонта, трубы подвода воздуха, устройства для подачи сжатого воздуха, например, вентилятора, дополнительно снабжена питателем-дозатором и U-образными манометрами для измерения изменения давления газа.
На чертеже показана заявляемая установка.
Установка состоит из прозрачного цилиндрического корпуса 1, который устанавливается на опору 2, из колосниковой решетки 3, верхней решетки 4 и зонта 5. Установка, снабжена трубопроводом для подачи воздуха 6, питатель-дозатором мелкодисперсного топлива 7, шлангами противодавления 8, вентилятором 9, U-образным манометром входного давления 10 и U-образным манометром выходного давления 11.
Установка работает следующим образом. В корпус 1 загружают куски антрацита и кокса. В питатель-дозатор 7 засыпаются мелкодисперсные частицы твердого топлива. Включается вентилятор 9 для подачи воздуха по трубопроводу 6 и в шланги противодавления бункеров 8. Скорость расхода частиц топлива в питателе-дозаторе 7 регулируется. Частицы топлива вместе с потоками воздуха перемещаются в корпус установки 1, проходя через решетку 3 затем через слой топлива и после выходят через верхнюю решетку 4 в зонт 5. При работе установки замеряется входное и выходное давление без пыли при помощи U-образных манометров 10 и 11, затем с добавлением пыли.
Скорость движения мелкодисперсных частиц определяется по формулам, приведенными в работе [6]:
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
о.пр
о
кз
в
ст
э
Т
где V - скорость несущего газового потока; V - относительная предельная скорость частиц; V - скорость газа в пустой шахте при нормальных условиях; Н - высота кислородной зоны; ε - порозность слоя топлива; V - скорость витания частиц; К - критерий, учитывающий взаимодействие частиц со стенкой канала и их столкновение с кусками топлива; d - эквивалентный диаметр частицы; ρ, ρ - плотность твердой частицы и газа;  - эффективный коэффициент аэродинамического сопротивления.
г
общ
По изменению ΔP и ΔP входного и выходного падения давления в процессе эксплуатации установки и по формулам (1-7) определяют скорость движения частиц в слое топлива. Заявляемая установка позволяет определять скорость движения мелкодисперсных частиц в слое твердого топлива.
Источники информации
1. Патент РФ №96963, заявка №2010110764.
2. Патент РФ №102386, заявка №2010140641.
3. Патент РФ №106953, заявка №2010148931.
4. Патент РФ №99616, заявка №2010110765.
5. Патент РФ №159268, заявка №2015120404.
6. Долгополов А.Е., Мамедов P.O., Селянин И.Ф. Физико-механический анализ и расчет скорости движения дисперсных частиц в кислородной зоне шахтной печи.