0

7

1

ALEKSANDRO STULGINSKIO UNIVERSITETAS

Žemės ūkio inžinerijos fakultetas

Šilumos ir biotechnologijų inžinerijos katedra

Henrikas Novošinskas

Inžinerinių technologijų

projektavimas

Mokomoji knyga

AKADEMIJA

2012

2

UDK 629.1:631.374

Henrikas Novošinskas

Inžinerinių technologijų projektavimas

Mokomoji knyga

Recenzavo:

doc. dr. Egidijus Zvicevičius,

Šilumos ir biotechnologijų inžinerijos katedra,

dr. Aurelija Paulauskienė,

Sodininkystės ir daržininkystės katedra.

Aprobuota:

Šilumos ir biotechnologijų inžinerijos katedroje, 2012 06 15,

protokolo Nr. 11/12-18.

Agronomijos fakulteto metodinėje komisijoje, 2012-08-30,

protokolo Nr. 20(90),

Universiteto metodinėje komisijoje, 2012-08-30, protokolo

Nr. 54.

Kalbą redagavo Vita Siaurodinienė

Maketavo Aldona Bagdonienė

Viršelio dizainas Danguolė Raudonienė

© Henrikas Novošinskas, 2012

© Aleksandro Stulginskio universitetas, 2012

ISBN 978-609-449-042-2

3

Turinys

Įvadas ....................................................................................................... 5

1. Maisto žaliavų laikymo ir perdirbimo mašinų ir įrengimų

veikimo bendrieji dėsningumai ............................................................... 7

1.1. Masės, energijos ir impulso tvermės dėsniai ............................... 8

1.2. Sistemos pusiausvyros sąlygos .................................................. 10

1.3. Procesų optimizavimas .............................................................. 11

1.4. Inžinerinių technologijų fizinis modeliavimas ........................... 12

1.5. Panašumo teorija ........................................................................ 18

1.6. Matematinis modeliavimas ........................................................ 20

Kontroliniai klausimai ir kontrolinės užduotys ................................. 21

2. Mechaninių procesų projektavimo pagrindai .................................... 22

2.1. Smulkinimas .............................................................................. 22

2.1.1. Smulkinimo rodikliai ........................................................... 23

2.1.2. Medžiagos smulkinimo būdai ............................................. 24

2.1.3. Teoriniai smulkinimo pagrindai .......................................... 26

2.1.4. Valcų projektavimo pagrindai ............................................. 29

2.1.4.1. Valcai ............................................................................ 29

2.1.4.2. Valcų skersmens nustatymas ......................................... 30

2.1.4.3. Valcų našumas ............................................................... 31

2.2. Krovinių transportavimo pagrindai ............................................ 33

2.2.1. Transportuojamų krovinių charakteristikos ......................... 33

2.2.2. Transporterių našumas ........................................................ 37

2.2.3. Transporterio galia .............................................................. 38

2.2.4 Juostinių transporterių projektavimas .................................. 42

2.2.5. Grandiklinių transporterių projektavimas............................ 59

4

2.2.6. Kaušinių elevatorių projektavimo pagrindai..................... 71

2.2.7. Sraigtinių transporterių projektavimas ................................ 78

2.2.8. Pneumatinių transporterių projektavimas ......................... 84

Kontroliniai klausimai ir kontrolinės užduotys ........................... 101

3. Šiluminių procesų projektavimas .................................................... 102

3.1. Šiluminių procesų teoriniai pradmenys .................................... 102

3.1.1. Šilumos laidumas ............................................................ 102

3.1.2. Konvekciniai šilumos mainai ............................................ 106

3.1.3. Šilumos mainai spinduliavimu .......................................... 107

3.1.4. Sudėtiniai šilumos mainai ................................................. 110

3.2. Šilumokaičiai ir jų klasifikacija ............................................... 112

3.3. Šilumokaičių technologinis projektavimas .............................. 112

Kontroliniai klausimai ir kontrolinės užduotys ........................... 114

Literatūra ............................................................................................. 115

5

Įvadas

Maisto produktų gamyboje naudojami našūs ir energijai imlūs

įrengimai. Jų projektuoti ir tobulinti neįmanoma gerai nežinant įrengi-

muose veikiančių procesų.

Visi technologiniai procesai, vykstantys maisto produktų gamybo-

je, skirstomi į, hidromechaninius, mechaninius, šiluminius, difuzinius

(masės mainų) ir cheminius.

Hidromechaniniai procesai vyksta technologinėse operacijose, ku-

rių metu transportuojami skysčiai, dujos arba suspensijos ar maišomos

šios terpės. Tokių technologinių procesų greitis nusakomas hidrodina-

mikos dėsniais.

Mechaniniai procesai vyksta sąveikaujant medžiagos struktūroms,

kur molekulinės sąveikos jėgos tarp medžiagos dalelių išlaiko medžia-

gos formą, jei medžiagos neveikia jėgos sukeliančios vidinius įtempi-

mus, didesnius nei medžiagos stiprumo riba. Sąlyginai technikoje to-

kios medžiagos vadinamos kietosiomis medžiagomis. Maisto produktų

gamyboje kietosios medžiagos smulkinamos, dalijamos į atskiras frak-

cijas, transportuojamos ir maišomos.

Šiluminiai procesai vyksta kūnus šildant ir aušinant. Maisto pro-

duktų gamyboje termiškai veikiamos skystos, dujinės arba kietosios

terpės arba jų mišiniai. Šilumos mainų procesai vyksta pernešant šilumą

kondukciniu, konvekciniu arba radiaciniu būdais. Šilumos mainų grei-

tis nusakomas šilumos pernašos dėsniais. Šiluminiai procesai vyksta

produktų šildymo, aušinimo, džiovinimo, laikymo metu.

Difuziniai (masės mainų) procesai vyksta maisto produktų džiovi-

nimo ir laikymo technologijose. Masės mainų greitis paprastai nusako-

mas masės pernašos iš vienos fazės į kitą per jas skiriančius paviršius

dėsniais.

Cheminių procesų vyksmas paklūsta cheminės kinetikos dėsniams.

Tai procesai, kurių metu vyksta cheminė reakcija. Inžinerinių technolo-

gijų projektavimo kurse šie procesai beveik nenagrinėjami.

6

Šiluminių ir masės mainų procesų veikimas dažniausiai yra susijęs

tarpusavyje ir su hidromechaniniais bei mechaniniais procesais.

Visi technologiniai procesai skirstomi į nuostoviuosius (staciona-

rinius) ir dinaminius. Dinaminiuose procesuose procesus apibūdinantys

veiksniai (slėgis, šilumos srautas, jėga, energijos kiekis, temperatūra,

drėgnis, tankis ir kiti) kinta skirtingais laiko tarpsniais. Dinaminio pro-

ceso pavyzdžiai – kieto kūno įkaitimas, grūdų džiovinimas aktyviosios

ventiliacijos aruode, juostinio transporterio paleidimas, arba stabdymas,

birių medžiagų maišyklės paleidimas ir kiti. Nuostuoviuosiose proce-

suose veiksniai, apibūdinantys procesą, nekinta pakankamai ilgą laiką,

pavyzdžiui, pastovios masės įrenginio, dirbančio ceche, slėgis į cecho

grindis, pastoviu greičiu dirbančio transporterio galia, sukimo momen-

tas, šilumos srautas per sienelę esant pastoviom sienelės vidaus ir lauko

temperatūroms ir kiti.

Projektuojant maisto žaliavų perdirbimo ir laikymo inžinerinius te-

chnologinius įrengimus, kurių veikimas paremtas gamtos dėsniais, ap-

skaičiuojami įrenginių pagrindiniai technologiniai parametrai: našumas,

galia, energijos ir medžiagų sąnaudos, nustatomi mašinos ir jos sude-

damųjų dalių matmenys, parengiamos schemos ir brėžiniai.

Mokomoji knyga apima tik pačius paprasčiausius technologinius

procesus, naudojamus maisto žaliavų perdirbimo ir laikymo technologi-

jose. Knyga skirta Agronomijos fakulteto Maisto žaliavų kokybės ir

saugos studijų programų studentams, studijuojantiems Inžinerinių te-

chnologijų projektavimo kursą. Todėl, pateikdamas medžiagą, autorius

stengėsi išvengti sudėtingesnių matematinių skaičiavimų, dėl to kai

kurie dalykai knygoje išdėstyti supaprastintai, pagrindinį dėmesį ski-

riant ne formuluočių tikslumui, o proceso esmei paaiškinti.

Autorius dėkoja recenzentams už vertingas pastabas, pagerinusias

mokomosios knygos kokybę.

7

1. Maisto žaliavų laikymo ir perdirbimo

mašinų ir įrengimų veikimo bendrieji

dėsningumai

Projektuodamas maisto žaliavų perdirbimo ir laikymo įrengimus,

technologas sprendžia šiuos uždavinius:

1. Nustato technologinio proceso galutinio produkto kiekį, žinant

sunaudojamos žaliavos kiekį. Pavyzdžiui, laikant sultinguosius žemės

ūkio produktus, svarbu žinoti, kiek produkcijos liks iškraunant produk-

tus iš sandėlio. Gaminant bulvių traškučius – reikia žinoti jų išeigą.

Dažnai sprendžiamas atvirkščias uždavinys – žinant reikiamą galutinio

produkto kiekį arba srautą, nustatomas žaliavos poreikis;

2. Apskaičiuoja energijos sąnaudas;

3. Nustato optimalias technologinio proceso darbo sąlygas;

4. Apskaičiuoja technologinių įrengimų darbo parametrus: mat-

menis, darbinius plotus, tūrius, fluido judėjimo greičius ir kitus.

Šie uždaviniai sprendžiami remiantis šiais dėsniais ir principais:

1. Masės, energijos ir impulso tvermės dėsniai. Jais remiantis ap-

skaičiuojamos žaliavų, elektros energijos, šilumos sąnaudos;

2. Termodinaminės pusiausvyros dėsniai. Termodinamine pu-

siausvyra laikoma tokią sistemos būsena, kuri neveikiant išoriniams

poveikiams (nėra grynojo medžiagos ar energijos srauto) – nekinta.

Esant termodinaminei pusiausvyrai, sistemos makroskopiniai veiksniai

( temperatūra, slėgis, entropija) išlieka pastovūs pakankamai ilgą laiką.

Termodinaminė pusiausvyra apima terminę (šiluma, temperatūra), ra-

diacinę (spindulinę), mechaninę (darbas, slėgis) ir cheminę pusiausvy-

rą. Pusiausvyra pasiekiama esant tam tikroms sąlygoms. Jas žinant ga-

lima nustatyti masės ir energijos mainų (pernašos) kryptį, sklidimo in-

tensyvumą, apskaičiuoti procesą veikiančią jėgą.

3. Šilumos ir masės mainų (pernašos) dėsniai. Žinant apie projek-

tuojamame įrenginyje vykstančius šilumos ir masės mainus, galima

nustatyti ir optimizuoti projektuojamų įrengimų medžiagas ir gabaritus.

8

4. Procesų optimizavimo principas. Žinant projektuojamoje inži-

nerinėje sistemoje vykstančius pagrindinius dėsningumus, galima opti-

mizuoti technologinį procesą.

5. Modeliavimo principas. Modeliavimu galima suformuluoti in-

žinerinės sistemos valdymo ir optimizavimo metodus pagal tos siste-

mos modelio elgseną.

1.1. Masės, energijos ir impulso tvermės dėsniai

Masės tvermės dėsnis suprantamas kaip viena iš materijos tver-

mės dėsnio formuluočių. Pirmasis šį dėsnį išaiškino senovės Graikijos

filosofas Empedoklis penktame amžiuje prieš mūsų erą. Tai fizikos

dėsnis, pagal kurį masė, kaip medžiagos kiekio matas išsaugojama vi-

suose gamtiniuose procesuose, t. y. medžiagos masė nesukuriama ir ne-

sunaikinama. Šiuolaikinis mokslas yra nustatęs keletą išimčių, kur šis

dėsnis negalioja, pavyzdžiui, esant radioaktyviam medžiagų skilimui,

medžiagos masė mažėja. Šiuolaikinėje fizikoje masės tvermės dėsnis yra

dalinis energijos tvermės dėsnio atvejis. Jis veikia tik konservatyviosiose

fizikinėse sistemose, kai nėra energijos mainų su išorine aplinka.

Masės tvermės dėsnis teigia, kad uždaroje sistemoje kintant kiek-

vieno komponento masei jos bendras kiekis išlieka pastovus.

Remiantis masės tvermės dėsniu sudaroma medžiagų balanso lyg-

tis. Tarkim, technologiniame procese dalyvauja i žaliavos komponentų.

Kiekvieno technologinio komponento masė m1i. Technologinio proceso

metu iš technologinės įrangos pašalinta j komponentų, kurių kiekvieno

masė m2j. Iš įrangos pašalinami elementai : pagamintas gaminys, gamy-

bos atliekos, produkcijos ir žaliavos nuostoliai, patiriami gamybos pro-

cese. Tuomet

й

й

j

и

i

i mm1

2

1

1 , (1.1)

čia m1i – gamybos procese sunaudojamos žaliavos i–tojo komponento

masė;

m2j – pagaminto produkto, j–tojo komponento masė;

i – žaliavos komponentų skaičius;

j – pagaminto produkto, gamybos atliekų, nuostolių komponentų

skaičius.

9

Medžiagos masė periodiniuose procesuose skaičiuojama gamybos

ciklui kg, nenutrūkstanuose – laiko vienetui (kg/s, kg/h).

Turėdami medžiagos balansą galima apskaičiuoti inžinerinio įren-

ginio našumą, medžiagų sunaudojimą, žaliavų nuostolius, šalutinius

gamybos produktus. Medžiagų balanso lygtis sudaroma atskiram inži-

neriniam įrenginiui, technologinei linijai, cechui, gamyklai.

Žinant įrenginio medžiagų balanso lygtį galima apskaičiuoti te-

chnologinio proceso išeigą, t. y. gamybos proceso metu gauto naudingo

produkto ir sunaudotų žaliavų kiekių santykį %:

,1001

2 im

m (1.2)

čia m2 – gauta naudingo produkto masė (srautas) kg (kg/s);

η – gamybos proceso išeiga %.

Kitas svarbus gamybinį procesą įvertinantis rodiklis – proceso in-

tensyvumas. Tai proceso našumas, tenkantis mašinos ploto arba tūrio

(masės) vienetui. Didėjant proceso intensyvumui, mažėja gamybinis

plotas arba tūris, gamybos savikaina ir kapitaliniai įdėjimai, gerėja dar-

bo našumas.

Pagal energijos tvermės dėsnį, energijos kiekis arba srautas izo-

liuotoje fizikinėje sistemoje išlieka pastovus, tačiau energijos formos

gali kisti. Vadinasi, kad energija iš niekur neatsiranda ir niekur neiš-

nyksta, o vienos rūšies energija gali virsti arba būti pakeista į kitos rū-

šies energiją.

Termodinaminės sistemos vidinės energijos pokytis ΔU, atsiradęs

keičiantis sistemos būsenai, lygus išorinių jėgų atliekamo darbo A ir

sistemai suteikto šilumos kiekio Q sumai:

ΔU = Q + A . (1.3)

Termodinaminei sistemai perduotas šilumos kiekis naudojamas jos

vidinei energijai pakeisti ir sistemos darbui atlikti įveikiant išorines jė-

gas:

Q = ΔU + A. (1.4)

Remiantis energijos tvermės dėsniu, projektuojant inžinerines sis-

temas, sudaroma mašinos ar proceso energijos balanso lygtis:

,201 nQQQQ (1.5)

čia Q1 – į mašiną patenkantis šilumos srautas J/s;

10

Q0 – darbo metu išsiskiriantis šilumos srautas J/s;

Q2 – iš mašinos pašalinamas šilumos srautas J/s;

Qn – šilumos nuostoliai J/s.

Į mašiną ar įrenginį šiluma patenka per mašinos atitvaras, su kuru,

medžiagomis arba žaliavomis, kurios perdirbamos technologinio proce-

so metu. Darbui reikalinga šiluma Q0 gali būti tiekiama į mašiną arba

pagaminta mašinoje deginant kurą, ar kitais būdais. Iš mašinos pašali-

namas šilumos srautas su degimo gamybos produktais, atliekomis. Ši-

lumos nuostoliai prarandami per atitvaras, nutekėjimus ir kitur.

Energijos balanso lygtis dažniausiai sudaroma siekiant nustatyti

trūkstamą energijos kiekį ir parinkti šildymo prietaisų pajėgumus.

Impulso tvermės dėsnis gaunamas iš pirmojo termodinamikos

dėsnio, išreikšto apibrėžtam kontroliniam tūriui. Apibrėžtame tūryje

impulsas, išreikštas masės ir judėjimo greičio vektoriaus sandauga, lie-

ka pastovus.

1.2. Sistemos pusiausvyros sąlygos

Dažniausiai technologinio projektavimo objektų sistema, yra užda-

ra, vykdanti šilumos ir masės mainus su aplinka per medžiagas ir per-

tvaras arba perdirbamos medžiagos fazinius pokyčius. Tokia sistemos

būsena, kuri nekinta, yra vadinama pusiausvyra. Dažniausiai technolo-

giniai procesai vyksta sąveikaujant fazėms. Skiriama termodinaminė,

mechaninė ir cheminė pusiausvyra. Termodinaminėje pusiausvyroje,

sistemos makroskopiniai veiksniai (temperatūra, entropija) išlieka pas-

tovūs pakankamai ilgą laiką. Mechaninės pusiausvyros metu slėgis

abiejose fazes skiriančios pertvaros pusėse išlieka pastovus. Cheminės

pusiausvyros atveju skirtingose perdirbamos medžiagos fazėse chemi-

nis potencialas nesikeičia. Pusiausvyra pasiekiama esant tam tikroms

sąlygoms. Jas žinant galima nustatyti masės ir energijos mainų (perna-

šos) kryptį, sklidimo intensyvumą, apskaičiuoti procesą veikiančią jėgą.

Termodinaminės pusiausvyros sąlygos nustatomos matuojant są-

veikaujančių mašinos vietų temperatūrą. Medžiagos srautų pusiausvyra,

atsirandanti tarp sąveikaujančių medžiagos fazių, nustatoma matuojant

atskirių fazių slėgius. Dažniausiai esant pusiausvyrai tarp fazių nusisto-

vi paslankioji pusiausvyra. Jai būdinga tai, kad per fiksuotą laikotarpį iš

pirmos fazės į antrąją pereina tiek medžiagos ar šilumos, kiek iš antro-

11

sios į pirmąją. Taigi pusiausvyros metu nėra vyraujančios pokyčio (me-

džiagos, šilumos) krypties.

Pusiausvyra įvyks, jei sistemos parametrų (temperatūros, slėgio,

koncentracijos) gradientai ir nuo jų priklausantys srautai bus lygūs nuliui:

0dT ; (1.6)

0dp ; (1.7)

0id , (1.8)

čia T – temperatūra;

p – slėgis;

µi – i-tojo komponento cheminis potencialas.

Technologinio proceso metu kryptingai keičiamos procese daly-

vaujančių medžiagų savybės: medžiagos agregatinė būsena, temperatū-

ra, sudėtis, slėgis. Pakeitus bent vieną savybę, pavyzdžiui, padidinus

medžiagos temperatūrą, temperatūros kitimo metu sistema sužadinama

ir pusiausvyra išnyksta. Iš pusiausvyros išėjusioje sistemoje prasideda

pokyčiai, nukreipti ta linkme, kad sistema grįžtų į pusiausvyrą arba į

pradinę būseną.

1.3. Procesų optimizavimas

Mašinos ir įrengimai paprastai atlieka tam tikrą technologinį pro-

cesą. Maisto pramonėje – maisto produktų gamyba yra procesas. Gali-

mi keli kiekvieno proceso variantai. Inžinierius, projektuodamas te-

chnologinį procesą, ieško geriausio. Paieškos procesas vadinamas op-

timizavimu.

Paprastai technologinis procesas optimizuojamas pasirinkus tam

tikrą techninį arba technologinį sprendimą, siekaint gauti didžiausią nau-

dą. Toji „didžiausioji nauda“, išreikšta skaičiumi, yra vadinama išėjimo

parametru. Optimizavimo metu paprastai randamas didžiausias arba ma-

žiausias išėjimo parametras. Labai dažnai tam pačiam procesui optimi-

zuoti naudojami keli išėjimo parametrai, pavyzdžiui, minimali proceso

trukmė ir minimalios žaliavų sąnaudos. Yra daug būdų optimizuoti te-

chnologinį procesą, tai: nuolatinių procesų naudojimas, priešpriešinių

srautų projektavimas, turbulentinių srautų fazių paviršiuose užtikrinimas,

šilumnešio pakartotinis naudojimas, proceso modeliavimas ir modelio

optimizavimas naudojant matematinės analizės metodus ir kiti.

12

Procesai, naudojami žemės ūkio produktams perdirbti, esti peri-

odiniai, nuolatiniai arba mišrūs. Periodiniame procese visos operacijos

vyksta vienoje vietoje, bet skirtingu laiku. Į įrenginį įkraunama reikia-

mų medžiagų, vyksta procesas, po to iškraunama. Nuolatinio proceso

metu visos operacijos vyksta vienu metu, bet skirtingose vietose. Taip

pasiekiamas didesnis našumas, mažėja įrenginio lyginamosios eksploa-

tacinės sąnaudos.

Šilumos ir masės mainų procesuose šilumnešių srautai vienas kito

atžvilgiu gali judėti ta pačia kryptimį, priešpriešiais, kryžmai arba miš-

riai. Intensyviausiai šilumos ir masės mainų procesai vyksta priešprie-

šiniuose srautuose.

Didelę įtaką šilumos masės mainų procesui turi skysčių tekėjimo

režimai. Skiriami laminarinis, turbulentinis ir mišrus skysčių judėjimas.

Tyrimais įrodyta, kad optimaliausias yra toks įrengimas, kurio fazių

sąlyčio paviršiuje sudaromas turbulentinis srauto judėjimas. Tada gau-

namas didžiausias ir nuolat atnaujinamas fazių sąlyčio paviršiaus plotas

ir didžiausias šilumos ir masių srautas tarp fazių.

Daugkartinis šilumnešio panaudojimas skirtingose operacijose

naudojant rekuperatorius, šilumos siurblius ir kitas priemones taupo

energiją ir atpigina gamybą.

1.4. Inžinerinių technologijų fizinis modeliavimas

Projektuojant technologinius procesus dažnai naujiems objektams

projektuoti naudojamas objektų modeliavimo metodas, kurio metu nu-

statomos optimalios objekto parametrų reikšmės. Modeliuojama naudo-

jant fizinius arba matematinius nagrinėjamo objekto modelius.

Fizinis modelis – daug kartų padidintas arba sumažintas origina-

las. Paprastai naudojamas tada, kai modelio pagaminimas ir tyrimas yra

daug pigesnis negu originalo. Matematinis modelis – tiriamojo proceso

reiškimas matematinėmis lygtimis ir šių lygčių sprendimas.

Modelis turi adekvačiai atspindėti nagrinėjamą procesą.

Pagrindinis modeliavimo tikslas – iš anksto nustatyti, kokios bus

originalo savybės realiomis darbo sąlygomis. Tai įmanoma, jei mode-

liai atitinka šiuos reikalavimus:

13

1. Bandymai su modeliais atliekami greičiau, patogiau ir ekono-

miškiau.

2. Žinomos tapatumo (vienareikšmiškumo) taisyklės – algoritmai,

kuriais naudojantis pagal tyrimų su modeliu rezultatus galima

apskaičiuoti originalo reikšmes.

3. Modelis turi atitikti svarbiausius modeliavimo tikslus. Kiekvie-

nas modeliavimas yra dalinis, nevisiškai atitinkantis originalą.

Todėl priklausomai nuo tikslo tam pačiam objektui tirti gali bū-

ti naudojami keli modeliai.

Fizinio modeliavimo atveju vienareikšmiškumas galimas, jei mo-

deliavimas atliekamas remiantis panašumo teorija.

Panašūs procesai reiškiami tomis pačiomis diferencialinėmis lyg-

timis arba diferencialinių lygčių sistemomis.

Skiriamos šios panašumo rūšys: geometrinis, fizikinių reiškinių,

ribinių sąlygų bei proceso trukmės.

Geometrinis panašumas pasiekiamas tada, kai yra vienodos dviejų

įrenginių (originalo ir modelio) atitinkamų dydžių panašumo konstan-

tos. Tarkim, turime du įrenginius pateiktus 1.1 paveiksle: a – modelis,

b – įrenginio orginalas.

a b

1.1 pav. Fizinio modelio pavyzdys: a – panašus fizinis modelis;

b – orginalas

Jeigu modelyje ir originale nagrinėjami judantys skysčiai, tai skys-

čių judėjimas bus panašus, jei atitiks šias sąlygas:

14

k

o

m ;

k

o

m ; t

o

m kt

t ; v

o

m kv

v , (1.10)

čia ρ, μ, t, v – medžiagos tankis, dinaminė klampa, temperatūra, judė-

jimo greitis;

indeksai m – modelyje, o – originale;

kr, km, kt, kv - išvardintų fizikinių dydžių panašumo konstantos.

Proceso trukmė yra panaši, kai yra pastovus šių procesų sugreti-

namųjų etapų trukmės laikas.Tarkim, projektuojamame įrenginyje te-

chnologinis procesas vyksta keliais būdingais etapais: įkaitinimo, atšal-

dymo, išlaikymo, iškrovimo ir kitais. Proceso panašumo sąlyga:

k

oi

mi

o

m

o

m

o

m ...3

3

2

2

1

1 (1.11)

čia m1, m2, m3, mi – laiko trukmė modelio pirmajame, antrajame,

trečiajame,.. i-tajame etapuose;

o1, o2, o3, oi – laiko trukmė orginalo pirmajame, antrajame, tre-

čiajame,.. i-tajame etapuose;

k – laiko panašumo konstanta.

Žinant laiko panašumo konstantą ir laiko trukmę modelyje galima

apskaičiuoti proceso trukmę projektuojamo originalo bet kuriame įren-

ginio etape i:

.

k

mioi (1.12)

Proceso trukmės panašumas dar vadinamas homochroniškumu.

Jeigu proceso trukmės konstanta k=1, procesas yra sinchroniškas.

Panašumo kriterijai. Realiame įrenginyje dažnai tenka naudoti ke-

lias panašumo konstantas. Nustatyta, kad įvairūs procesai paprastai gali

būti aprašyti tam tikrais bedimensiais procesus apibūdinančių dydžių

santykiais, kurie panašiuose įrenginiuose turi tą pačią skaitinę reikšmę.

Tai panašumo kriterijai arba invariantai. Panašumo kriterijus įprasta

vadinti žymių mokslininkų pavardėmis ir žymėti jų pavardžių pirmo-

siomis raidėmis: Re – Reinoldso kriterijus, Ne – Niutono kriterijus ir

kt.(1.1 lentelė).

Žemės ūkio inžineriniuose procesuose panašumo kriterijai daž-

niausiai grupuojami į tris grupes: 1 – hidrodinaminių procesų panašu-

15

mo kriterijai, 2 – šiluminių procesų panašumo kriterijai, 3 – masės kai-

tos procesų panašumo kriterijai. Įrenginiuose vykstant cheminiams pro-

cesams naudojami cheminių procesų panašumo kriterijai.

1.1 lentelė. Dažniausiai naudojami panašumo kriterijai

Panašumo

kriterijai Kriterijaus simbolis Kriterijaus fizikinė reikšmė

Hidrodinaminių procesų panašumo kriterijai

Niutono

vm

F

Ne

Jėgos impulso ir judėjimo kiekio

santykis. Čia F – jėga N, - pro-

ceso trukmė s, m – masė kg, v –

srauto greitis m/s.

Eulerio

2Eu

v

p

Statinių ir dinaminių jėgų santy-

kis. Atspindi hidrostatinio slėgio

pokyčio įtaką skysčio judėji-

mui.Čia p – slėgio pokytis Pa,

ρ – skysčio tankis kg/m3.

Reinoldso

lvlv

Re

Inercijos ir klampio jėgų, veikian-

čių judančias srauto daleles, san-

tykis. Apibūdina skysčio ar dujų

judėjimo režimą. Čia l – būdingas

geometrinis dydis (pavyzdžiui,

vamzdžio, kuriame juda srautas,

skersmuo) m; μ – dinaminė klam-

pa Ns/m2; - kinematinė klampa

m2/s.

Frudo

lg

W

2

Fr Išreiškia sunkio jėgų lauko įtaką

skysčio tekėjimui. Čia g – laisvo

kritimo pagreitis m/s2; W – srauto

greitis, išreikštas kg/(m2s).

Galilėjaus

32

Fr

ReGa

lg

Tai sunkio ir klampio jėgų lauko

santykis

Archimedo 2

3 )(GaAr

ii lg

Aprašoma natūrali konvekcija dėl

komponentų tankio skirtumo. Čia

i –skystyje panardinto kūno tan-

kis kg/m3.

16

Šiluminių procesų panašumo kriterijai

Nuselto

lNu

Nusako šilumokaitos pobūdį vei-

kiant konvekcijai ir laidumui. Nu-

selto kriterijus visada didesnis už

vienetą. Čia α – šilumos atidavimo

koeficientas W/(m2K), λ – agento

šilumos laidumas W/(mK).

Bio

s

sl

Bi

Įvertina stacionarius šilumos mai-

nus tarp įkaitinto arba atšaldyto

kūno ir aplinkos. Čia ls – kieto kū-

no būdingasis matuo m, ls – kieto

kūno šilumos laidumas W/(mK).

Prandtlio

a

c

Pr

Įvertina šilumos nešiklio šiluminių

savybių įtaką šilumos mainams.

Čia c – šilumos nešiklio savitoji

šiluminė talpa, esant pastoviam

slėgiui J/(kgK), a – temperatūrinio

laidumo koeficientas m2/s.

ca

.

Furje

2Fo

l

a

Apibūdina ryšį tarp šiluminių sąly-

gų kūno aplinkoje greičio pokyčio

ir temperatūrinio lauko kitimo

greičio kūno viduje.

Pekle

a

lv PrRePe Nusako ryšį tarp šilumos perdavi-

mo konvekcija ir laidumu

Grashofo

2

23

Gr

gl Apibūdina šilumos mainų procesą

šilumos nešikliui judant dėl gravi-

tacinių ir Archimedo jėgų povei-

kio. Grashofo kriterijus – santykis

tarp Archimedo jėgos, atsirandan-

čios dėl tankio pasikeitimo nevie-

nalyčiame temperatūriniame lauke,

ir trinties jėgų tarp skysčio ar dujų

molekulių. Čia θ – temperatūrų

skirtumas tarp šilumokaičio siene-

17

lės ir šilumos nešiklio K; β – šilu-

mos nešiklio tūrinio plėtimosi koe-

ficientas 1/K. Dujų t

273

1 .

Čia t – šilumos nešiklio temperatū-

ra.

Reilėjaus a

gl

3

PrGrRa Apibūdina skysčių pokyčius atsi-

randančius dėl temperatūrinio gra-

diento ties šilumokaičio sienele.

Difuzinių procesų panašumo kriterijai

Nuselto

D

lmm

Nu Įvertina mases kaitos intensyvumą

fazių sąlytyje. Čia αm – masės ati-

davimo koeficientas m/s; D – dif-

uzijos koeficientas m2/s.

Bio

s

smm

D

l

Bi Įvertina stacionarinius masės mai-

nus tarp kūno ir aplinkos. Čia

ls – kieto kūno būdingasis matuo

m, Ds – difuzijos koeficientas m2/s.

Prandtlio DD

m

Pr Apibūdina skysčio (dujų) srauto

fizikinių savybių įtaką masės kaitai

Furje 2

Fol

Dm

Įvertina ryšį tarp difuzinių sąlygų

kūno aplinkoje greičio pokyčio ir

lauko kitimo greičio kūno viduje.

Pekle

D

lvmm

PrRePe Nusako ryšį tarp masės perdavimo

konvekcijos ir difuzijos.

Stantono

v

m

m

mm

Pe

NuSt

Turbulentinių srautų koncentracijų

ir greičių laukų panašumo charak-

teristika masių atidavimo proce-

suose.

Cheminiuose procesuose dažniausiai naudojamas Damklerio Da

kriterijus, nusakantis vykstantį cheminės reakcijos greitį, Arenijaus

(Arn) - įvertinantis temperatūros įtaką reakcijos greičiui, Margulio (Ma)

arba kontakto (Ko) – apibrėžiantis fazių lietimosi efektyvumą, Vėberio

(We) – nustatantis skysčio srauto paviršiaus įtempimo jėgų lauką ir kiti.

18

1.5. Panašumo teorija

Fizinis modeliavimas galimas tik tuomet, kai žinomos tapatumo

(vienareikšmiškumo) taisyklės – algoritmai, kuriuos taikant pagal tyri-

mų su modeliu rezultatus galima apskaičiuoti originalo reikšmes. Tai

pasiekti įmanoma tuomet, kai modeliuojant vadovaujamasi panašumo

teorija.

Panašumo teoriją sudaro trys panašumo teoremos, Bekingemo

(π teorema) ir rečiau naudojamas dimensijų analizės metodas.

Pirmoji panašumo teorema (Niutono teorema). Panašių reiški-

nių yra vienodos panašumo kriterijų reikšmės. Iš pirmosios panašumo

teoremos išplaukia, kad bandant modelius reikia išmatuoti tik dydžius,

kurie įeina į panašumo kriterijų lygtis.

Antroji panašumo teorema ( Federmano ir Bekingemo teore-

ma). Procesą apibūdinančios diferencialinės lygties sprendinį sudaro

panašumo kriterijų priklausomybės lygtis. Panašumo kriterijų priklau-

somybės lygtis dažnai vadinama panašumo, arba kriterijų, lygtimis.

Pagal antrąją panašumo teoremą, fizikinį reiškinį (procesą) apibūdinan-

čių dydžių priklausomybė gali būti išreikšta iš šių dydžių sudarytų pa-

našumo kriterijų priklausomybėmis.

Tarkim, vyksta procesas, kuriame mus dominantis dydis, įeina į

panašumo kriterijaus K1 reikšmę. Šį dar nenustatytą panašumo kriterijų

K1 vadinsime apsprendžiamuoju panašumo kriterijumi. Tarkime, šis

kriterijus priklauso nuo kriterijų K2, K3 ir K4. Tuomet pagal antrąją pa-

našumo teoremą galioja tokia priklausomybė:

4321 ,, FFFfK . (1.13)

Iš algebros kurso žinome, kad bet kokią funkcinę priklausomybę

galima išreikšti polinomu: 3

3

2

2

1

11

bbb FFFaK , (1.14)

čia a – konstanta, b1, b2, b3 – laipsnio rodikliai.

Konstanta a ir laipsnio rodikliai b1, b2, b3 randami matematiškai

apdorojant tyrimų rezultatus, gautus bandant fizikinį modelį žinomais

matematinės statistikos metodais. Lemiamojo kriterijaus reikšmė K1

pagal pirmąją panašumo teoremą originale yra ta pati.

Pavyzdžiui šiluminiuose procesuose yra žinoma, kad:

Nu = Ф (Re, Pr), (1.15)

19

čia Nu – Nuselto kriterijus; Re – Reinoldso kriterijus; Pr – Prandtlio

kriterijus.

Tuomet tiek modeliui, tiek originalui galioja ši lygybė:

21 PrReNu bbа , (1.16)

čia a – konstanta;

b1, b2, b3 – laipsnio rodikliai, randami matematiškai apdorojant

modelio tyrimų rezultatus.

Trečioji panašumo teorema (Kirpičiovo ir Guchmano teore-

ma). Panašūs tie reiškiniai, kurie reiškiami to paties tipo diferenciali-

nių lygčių sistemomis ir nusakomi panašiomis tapatumo sąlygomis.

Remiantis trečiąja panašumo teorema atsakoma į klausimą, kur gali būti

taikomi modelio bandymo rezultatai, t. y. tokiems procesams, kurių

panašios tapatumo (pradinės ir ribinės) sąlygos ir vienodi panašumo

kriterijai.

p teorema (Bekingemo teorema). Ja nustatomas minimalus pa-

našumo kriterijų skaičius. Jei bendra funkcinė lygtis jungia m fizikinių

dydžių, kurie išreikšti n skirtingomis dimensijomis, tai ši lygtis gali būti

išreikšta p = m-n panašumo kriterijais.

Iš fizikos ir šiluminės technikos kurso žinoma, kad skysčiui arba

dujoms priverstinai judant vamzdžiu, šilumos mainų procesas priklauso

nuo šių dydžių: šilumos atidavimo koeficiento tarp skysčio ir vamzdžio

α W/(m2 K), skysčio šilumos laidumo λ W/(m K), vamzdžio skersmens

d m, skysčio judėjimo greičio v m/s, skysčio tankio kg/m3, dinaminės

skysčio klampos m (N s)/m2 ir šilumos nešiklio savitosios šiluminės

talpos, esant pastoviam slėgiui c J/(kgK). Iš viso yra 7 fizikiniai dy-

džiai (m=7). Žinant, kad darbo dimensija J išreiškiamas priklausomybe

[J]=[N][m]=[kg] [m/s2][m]=[kg][(m/s)

2], o galios vienetas W išreiš-

kiamas – [W]=[J]/[s]=[kg][m2]/[s

3], gaunamos keturios skirtingos di-

mensijos naudojamos šiuose dydžiuose: kg, m, s, K, t. y. masės mata-

vimo vienetas M, ilgio matavimo vienetas L, laiko matavimo vienetas

ir temperatūros matavimo vienetas T. Tuomet n = 4.

Pagal p teoremą :

p = m-n = 7-4 = 3. (1.17)

Šilumos mainų procesas skysčiui judant vamzdžiu gali būti api-

brėžtas trimis kriterijų lygtimis. Nustatyta, kad vamzdžiu priverstinai

20

judant skysčiui (Re>104) vidutinį šilumos atidavimo koeficientą galime

apskaičiuoti taikant šią daugelio tyrinėtojų bandymais pagrįstą kriterijų

lygtį: 4.08.0 PrRe023,0Nu . (1.18)

Procesas reiškiamas trijų kriterijų lygtimi, kaip gavome pagal π te-

oremą.

1.6. Matematinis modeliavimas

Tobulėjant skaičiavimo technikai ir skaitmeninei diferencialinių

lygčių sprendimo metodikai atsirado neribotos galimybės matematiškai

modeliuoti sudėtingus technologinius procesus. Plačiau apie matematinį

modeliavimą kalbama II pakopos studijose. Čia aptarsime tik pagrindi-

nes matematinio modeliavimo sąvokas naudojamas technologiniame

projektavime.

Matematinis modeliavimas – projektuojamo proceso savybių ir

charakteristikų nustatymas, sprendžiant nagrinėjamą procesą nusakan-

čių lygčių sistemą – matematinį modelį.

Matematinis modeliavimas atliekamas šias etapais:

1. Uždavinio suformulavimas. Čia nustatomas darbo tikslas ir už-

daviniai.

2. Proceso teorinių pagrindų analizė. Nagrinėjant įvairiausius in-

formacijos šaltinius išsiaiškinami visi pagrindiniai fundamentalūs dės-

niai, nusakantys tiriamo proceso esmę.

3. Sudaromas proceso matematinis modelis.

4. Matematinio modelio algoritmizacija. Čia pagrindžiami mate-

matinio modelio sprendimo būdai.Taip pat šiame etape atliekama ma-

tematinė ir fizinė modelio analizė, kuri patvirtina, ar egzistuoja vienin-

telis modelio sprendinys.

5. Modelio parametrinis identifikavimas. Matematinio modelio

parametrais vadinami koeficientai, kurie įvertina modelio elgseną kei-

čiantis modelio aplinkos sąlygoms. Modelio parametrų skaičius optimi-

zuojamas kiekvienam atvejui. Esant per mažai parametrų, nukenčia

modeliavimo tikslumas, per daug, tokį modelį sunku panaudoti, jie la-

bai jautrūs eksperimentų paklaidoms, dažnai tarpiniuose rezultatuose

iškraipoma modelio fizikinė prasmė.

21

6. Matematinio modelio adekvatumo patikrinimas. Jo metu patik-

rinama, kiek modelio sprendinys skiriasi nuo eksperimento arba žino-

mo, patikrinto sprendinio. Paprastai lyginama naudojantis matematinės

statistikos metodais.

7. Proceso modeliavimas. Čia asmeniniu kompiuteriu modeliuo-

jamas sistemos elgesys, keičiant proceso parametrus iš anksto apibrėž-

tame tyrimų intervale.

8. Gautos informacijos analizė. Jos tikslas – matematinio modelio

rezultatų patikrinimas ir apibendrinimas.

Kontroliniai klausimai ir kontrolinės užduotys

1. Kokie uždaviniai sprendžiami projektuojant maisto žaliavų per-

dirbimo ir laikymo įrengimus?

2. Paaiškinkite medžiagos balanso lygties esmę.

3. Kokios yra termodinaminės pusiausvyros sąlygos?

4. Kada projektavimo proceso metu naudojamas fizinio modelia-

vimo metodas?

5. Į kokia grupes skirstomi panašumo kriterijai.

6. Kada tikslinga naudoti matemtinio modeliavimo motodus pro-

jektuojant maisto žaliavų perdirbimo ir laikymo įrengimus?

22

2. Mechaninių procesų projektavimo

pagrindai

Mechaniniai procesai vyksta pagal kietųjų kūnų fizikos dėsnius.

Mechaninių procesų metu dažniausiai nekinta apdorojamų medžiagų

cheminė sudėtis, tačiau keičiasi kūnų vieta (transportavimo procesai),

dalelių dydis ( smulkinimas), frakcinė sudėtis (rūšiavimas), medžiagos

dalelių pasiskirstymas (maišymas), medžiagos tankis (presavimas, gra-

nuliavimas) ir kitos medžiagų savybės, kurių pokytis įvyksta veikiant

išorinėms jėgoms.

Dalis mechaninių procesų nagrinėjami specialiuose kursuose (rū-

šiavimas, presavimas, granuliavimas). Todėl šiame skyriuje nagrinėsi-

me tik smulkinimo ir transportavimo procesus.

2.1. Smulkinimas

Tai medžiagos suardymas iki reikiamo dydžio. Dažniausiai smul-

kinamos kietosios medžiagos. Tačiau maisto pramonėje, chemijos te-

chnologijose, kompozicinių medžiagų gamyboje, naudojant specialias

technologijas smulkinamos žolių arba gelių pavidalo medžiagos.

Kietosios medžiagos smulkinamos veikiant išorinėms jėgoms.

Veikiant išorinei mechaninei apkrovai F medžiagoje atsiranda gniuž-

dymo, tempimo, lenkimo, sukimo, kirpimo įtempimai. Medžiaga suyra,

kai įtempimai medžiagoje viršija medžiagos stiprumo (trapios medžia-

gos) arba takumo ribą (plastinės medžiagos) bet kuriame medžiagos

taške.

Visi smulkinimo procesai sąlyginai skirstomi į trupinimą ir malimą

(2.1 lentelė).

23

2.1 lentelė. Smulkinimo procesų klasifikacija [16]

Eil.

Nr. Proceso pavadinimas

Didžiausių gabalų ir dalelių matmenys mm

Prieš smulkinimą Po smulkinimo

Trupinimas

1 Stambusis 200-1500 50-250

2 Vidutinis 50-250 10-50

3 Smulkusis 10-50 1-10

Malimas

4 Rupusis 1-5 0,04-0,1

5 Vidutinis 0,04-0,1 0,015-0,05

6 Smulkusis 0,04-0,1 0,001-0,005

7 Labai smulkus

(koloidinis)

0,04-0,1 <0,001

2.1.1. Smulkinimo rodikliai

Medžiagos dalelių dydis smulkinimo metu kinta. Pokytis įvertina-

mas medžiagos smulkinimo laipsniu.

1. Linijinis medžiagos smulkinimo laipsnis i:

d

Di , (2.1)

čia D – vidutinis medžiagos dalelės skersmuo prieš smulkinimą m;

d – vidutinis medžiagos dalelės skersmuo po smulkinimo m.

2. Kai kada smulkinimo efektyvumas vertinamas tūrinio smulki-

nimo laipsniu a:

smV

Va , (2.2)

čia V – vidutinis medžiagos dalelės tūris prieš smulkinimą m3;

Vsm – vidutinis medžiagos dalelės tūris po smulkinimo m.

Vidutinis medžiagos dalelės skersmuo trupinimo atveju apskai-

čiuojamas kaip skersmuo rutulio, kurio tūris toks pat kaip ir smulkina-

mos arba susmulkintos dalelės. Tuomet dalelės skersmuo apskaičiuo-

jamas pagal šią formulę:

36

VD

. (2.3)

24

Tuomet tūrinis smulkinimo laipsnis a:

.

6

6 3

3

3

3

3

id

D

d

D

V

Va

sm

(2.4)

Stambių, sudėtingos formos gabalinių medžiagų gabaritai paprastai

nustatomi matuojant jų plotį b, ilgį l ir aukštį h. Tokios medžiagos vidu-

tinis skersmuo apskaičiuojamas pagal šią lygtį:

3 hlbD . (2.5)

Smulkių medžiagų gabalų vidutinis skersmuo nustatomas sijojant.

Persijota pro skirtingų sietų rinkinį medžiaga suskirstoma į skirtingo

stambumo frakcijas. Kiekvienos frakcijos vidutinis gabalų dydis:

2

21 iii

ddd

, (2.6)

čia di1 – sieto, pro kuri prabyrėjo matuojamoji frakcija i skylučių

skersmuo,

di2 – sieto, ant kurio liko matuojamoji frakcija i skylučių skersmuo.

Viso ėminio, kuris buvo tiriamas sietiniu klasifikatoriumi vidutinis

skersmuo:

ni

nnii

mmmmm

mdmdmdmdmdd

....

......

321

332211 , (2.7)

čia m1, m2, m3...mi..mn – medžiagos kiekvienos frakcijos kiekis kg;

n – frakcijų skaičius.

2.1.2. Medžiagos smulkinimo būdai

Medžiagos smulkinimo laipsnis priklauso nuo pradinių gabalų

dydžių. Mažėjant šiems gabalams susmulkinimo laipsnis didėja nuo 3

iki 1000 ir daugiau.

Pagal išorinės apkrovos pobūdį medžiaga gali būti smulkinama ją

gniuždant, trinant, veikiant smūginei apkrovai (daužant), skeliant ir

lenkiant (2.1 pav.). Ilgastiebės ir labai elastingos medžiagos ( vaistažo-

lės, žolių stiebai, šakniavaisiai) smulkinamos pjaustant.

25

a b c d e

2.1 pav. Medžiagos smulkinimo būdai: a – gniuždant, b – trinant,

c – veikiant smūginei apkrovai, d – skeliant, e – lenkiant

Veikiant išorinei apkrovai F, priklausomai nuo medžiagos smulki-

nimo būdo, medžiagoje atsiranda normaliniai ir tangentiniai įtempimai.

Kai nors viename trapių medžiagų medžiagos taške, šie įtempimai vir-

šija medžiagos stiprumo ribą σb, arba plastinių medžiagų – takumo ribą

σt, medžiaga suyra suformuodama naujus paviršius.

Įtempimai atsirandantys medžiagoje apskaičiuojami pagal šią for-

mulę:

S

F , (2.8)

čia F – jėga, veikianti smulkinamą medžiagą N,

S – medžiagos skerspjūvio plotas, kuriame atsiranda ribiniai įtem-

pimai mm2,

σ – įtempimai atsirandantys medžiagoje veikiant išorinei jėgai

F MPa.

Nėra tokio smulkintuvo, kuriame džiovinamą medžiagą veiktų

vienas smulkinimo būdas. Dažniausiai medžiaga vienu metu veikiama

keliais smulkinimo būdais. Pavyzdžiui, malant grūdus akmeninėmis

girnomis, grūdus vienu metu veikia trinties (smulkinimas trynimu) ir

gniuždymo jėgos, nes trinčiai susidaryti reikalinga normalinio spaudi-

mo jėga. Girnų atveju tai girnų sunkio jėga. Plaktukiniame malūne do-

minuoja smulkinimas smūgiu kartu su skaldymu ir lenkimu. Valcuojant

dominuoja gniuždymas ir trynimas.

26

2.1.3. Teoriniai smulkinimo pagrindai

Smulkinimas – imlus energijai procesas. Smulkinimo metu energi-

ja naudojama medžiagos molekulinės sankabos jėgoms , trinčiai maši-

nos detalėse ir kitur nugalėti. Smulkinimo energija nustatoma remiantis

dviem pagrindinėmis smulkinimo teorijomis: paviršiaus ir tūrio.

Paviršiaus teorijos pagrindą sudaro P.Ritingerio 1867 m. suformu-

luotas naujų paviršių dėsnis: medžiagai susmulkinti sunaudotas darbas

yra proporcingas naujai susidarančios smulkinamos medžiagos pavir-

šiaus dydžiui.

Tarkime, smulkinama medžiaga, kurios stiprumo riba σb MPa

(N/mm2). Veikiant išorinei jėgai F, medžiagoje susidaro įtemimai ap-

skaičiuojami pagal 2.8 lygtį. Kai įtempimai viršija medžiagos stiprumo

ribą, medžiaga deformuojasi pasislinkdama dydžiu Δl, ir suyra sufor-

muodama papildomus paviršius ΔS. Tuomet smulkinimui sunaudotas

darbas A:

.lSlFA b (2.9)

Jei

lb , (2.10)

Tai

SA . (2.11)

Tarkime, smulkinamas medžiagos kubas, kurio briaunos ilgis 1 met-

ras (2.2 pav.). Smulkinant kubą per pusę pakanka vienos smulkinimo

plokštumos. Smulkinimo metu atliekamas A J darbas, o smulkinimo metu

suformuojamas 2 m2 papildomas paviršius (ΔS=2 m

2) (2.2 pav., b).

a b c d

2.2 pav. Medžiagos kubo smulkinimas: a – smulkinamas pradinis

kubas, b – smulkinama viena plokštuma, c – smulkinama dviem plokštumo-

mis, d – smulkinama trimis plokštumomis

27

Smulkinant kubą dviem plokštumomis atitinkamai atliekamas 2A J

darbas ir suformuojamas 4 m2 papildomas paviršius. Dalijant kiekvieną

kubo briauną į dvi lygias dalis panaudosime 3 smulkinimo plokštumas,

atitinkamai sunaudojant 3A J darbo bei suformuojant 6 m2 paviršiaus.

Šiuo atveju medžiagos smulkinimo laipsnis i = 2. Jeigu kiekvieną kubo

briauną padalinsime į 3 lygias dalis, kubą padalinsime į 27 lygias dalis,

smulkinimo laipsnis padidės iki 3 (i = 3), o smulkinimui sunaudosime

6A J darbą, ir kubas bus dalijamas 6 plokštumomis.

Esant bet kokiam smulkinimo laipsniui i1, kiekvieną kubo briauną

padalinsime į i1 lygių dalių, kubą padalinsime į i13 lygių dalių, smulkini-

mo laipsnis padidės iki i1 (i = i1), o smulkinimui sunaudosime 3A(i1-1) J

darbą, ir kubas bus dalijamas 3(i1-1) plokštumomis, t.y. galios tokia

lygybė:

A1 = 3А(i1-1);

S1 = 3(i1-1). (2.12)

Esant kitam smulkinimo laipsniui i2:

A2 = 3А(i2-1);

S2 = 3(i2-1). (2.13)

Tuomet

2

1

2

1

2

1

2

1

1

1

)1(3

)1(3

S

S

i

i

iА

iА

A

A

. (2.14)

Smulkinant dideliu smulkinimo laipsniu lygtyje 2.14 esančio vie-

neto galima nepaisyti. Tuomet

2

1

2

1

2

1

i

i

S

S

A

A . (2.15)

Didžiausias paviršiaus teorijos trūkumas yra tai, kad neįvertinama

ta energija, kuri sunaudojama medžiagai deformuoti smulkinimo metu.

Tai tampa aktualu trupinant stambia gabalines medžiagas. Todėl ener-

gijai, sunaudojamai stambioms gabalinėms medžiagoms trupiniti, ap-

skaičiuoti dažnai taikomas tūrių (Kirpičiovo ir Kiko) dėsnis. Pagal jį,

energija, reikalinga sunaudoti trupinimui, gaunant panašios geometri-

nės formos medžiagos gabalus, kinta proporcingai gabalų tūriams arba

masėms:

28

2

1

2

1

2

1

m

m

V

V

A

A , (2.16)

čia A1 ir A2 – trupinimui sunaudota energija J;

V1 ir V2 – medžiagos tūriai m3;

m1 ir m2 – medžiagos masė kg.

Kirpičiovo ir Kiko dėsnis tinka tik stambiagabaritinėms medžia-

goms trupinti, kai smulkinimo laipsnis i nedidelis, nes neįvertina ener-

gijos, sunaudojamos susidarant naujiems paviršiams. Malimo proce-

sams skaičiuoti šis dėsnis netinka.

P. Rebinderis pasiūlė universaliąją teoriją. Bandymais buvo įrody-

tas šio pasiūlymo efektyvumas. Pagal ją, darbas, sunaudojamas me-

džiagai smulkinti, apskaičiuojamas pagal šią formulę:

VKSA , (2.17)

čia A – darbas, sunaudojamas medžiagai smulkinti J,

ΔS – naujai susidarę medžiagos paviršiai m2,

ΔV – medžiagos tūrio dalis, kuri buvo veikiama deformacijos

smulkinimo procese m3,

S ir K – koeficientai, nustatomi eksperimentais.

Trupinimo metu daugiausia energijos sunaudojama tūrinei defor-

macijai. Naujų paviršių susidaro nedaug, todėl dydis VK yra daug

kartų didesnis už S . Lygties narys S yra nykstamai mažas ir

jo galima nepaisyti. Tuomet visas smulkinimo darbas sunaudojamas

tūrinei deformacijai nugalėti. Tai Kirpičiovo ir Kiko dėsnio modifikuo-

ta matematinė išraiška:

VKA . (2.18)

Smulkaus malimo metu susidaro daug naujų paviršių. Todėl dydis

VK yra nykstamai mažas ir jo galima nepaisyti. Tuomet:

SA . (2.19)

Tai P. Ritingerio paviršiaus teorijos matematinė išraiška.

Taigi paviršiaus ir tūrio dėsniai yra P. Rebingerio teorijos atskiri

atvejai.

29

2.1.4. Valcų projektavimo pagrindai

2.1.4.1. Valcai

Valciniai trupintuvai plačiausiai naudojami ruošiant maistinius

aukščiausios kokybės miltus. Tai patikimi, nesudėtingi, betriukšmiai,

našūs įrenginiai, plačiai naudojami plastiškoms, nelabai kietoms me-

džiagoms smulkinti.

Valciniame trupintuve medžiaga smulkinama traukiant ją į mažė-

jantį tarpą, susidarantį tarp dviejų priešingomis kryptimis besisukančių

volų (2.3 pav.).

a b

2.3 pav. Valcai: a – technologinė schema, b – skaičiuojamoji schema

Nuo tarpo tarp valcų volų b dydžio priklauso smulkinimo laipsnis.

Kuo šis tarpas mažesnis, tuo smulkiau susmulkinama medžiaga. Todėl

šis tarpas reguliuojamas. Valcų volai gaminami glotnūs, rifliuoti, danty-

ti, skylėti ir kitokie.

Smulkinama medžiaga į tarpą tarp valco volų įtraukiama veikiant

trinties jėgoms. Todėl valcai gali smulkinti drėgnas, plastiškas ir sausas

medžiagas.

Lygiais volais valciniai trupintuvai gali į tarpą tarp volų įtraukti

medžiagas, kurių skersmuo 20 ir daugiau kartų mažesnis negu valcų

volų skersmuo. Todėl valcų volai gaminami nuo 0,2 iki 1,5 metro

skersmens. Volo ilgis sudaro 0,4–1 jo skersmens dalį.

Valcinio trupintuvo smulkinimo laipsnis priklauso nuo smulkina-

mos medžiagos savybių, volų dydžio ir konstrukcijos. Lygių volų

30

smulkinimo laipsnis nebūna didesnis kaip 3–5, rifliuotų – iki 15. Todėl

norint, kad smulkinimo kokybė būtų gera, valciniai trupintuvai šiuolai-

kiniuose malūnuose jungiami į grupes, smulkinimą derinant su sijojimu

ir pakartotiniu smulkinimu.

2.1.4.2. Valcų skersmens nustatymas

Besisukant valcų volams priešinga kryptimi virš volų esanti me-

džiagos masė spaudžia medžiagos dalelę jėga Fp kabinimo taškuose A

ir A1 normalės kryptimi (2.3 b pav. AO).

Tokia pačia jėga valcai veikia smukinamąją medžiagos dalelę (at-

karpa AB). Vertikali šios jėgos dedamoji yra jėga Fk, kuri kelia me-

džiagos dalelę į viršų. Iš trikampio ABC išplaukia, kad

Fk = Fp·sinα. (2.20)

Besisukant valcų volams tarp valcų ir medžiagos daleles atsiranda

trinties jėga Ftr, kuri bando įtraukti medžiagos dalelę į tarpą tarp valcų:

Ftr= Fp·f, (2.21)

čia f – trinties koeficientas tarp valcų volų ir medžiagos dalelės;

Fp – valcus veikianti normalinio spaudimo jėga N.

Horizontali trinties jėgos dedamoji (schemoje neparodyta) kom-

pensuojama kito valco tokio paties dydžio, bet priešingos krypties jėga.

Vertikalioji trinties jėgos dedamoji Ftrv bando įtraukti smulkinamąją

medžiagą į tarpą tarp valcų volų. Iš trikampio ABC išplaukia, kad

Ftrv= Ftr·cosα = Fp·f·cosα. (2.22)

Medžiagos dalelė bus įtraukta į tarpą tarp valcų volų, jei ji atitiko

šią sąlygą:

2·Fk < 2·Ftrv. (2.23)

Dvejetas 2.23 lygtyje atsiranda įvertinant antrąjį valcų volą, kurį

veikia tokios pačios jėgos. Tuomet

Fp·sinα < Fp·f·cosα. (2.24)

Žinant, kad

tgα = sinα/cosα, (2.25)

gauname

tgα < f. (2.26)

31

Trinties koefientas f:

f = tgφ, (2.27)

čia φ – trinties kampas tarp valcų volų ir medžiagos dalelės.

Tuomet norint, kad smulkinamos medžiagos dalelė būtų įtraukta į

tarpą tarp valcų volų, ji turi atitikti šią sąlygą:

α < φ. (2.28)

Smulkinant sausas medžiagas ir esant lygiam plieniniam volui trin-

ties koeficientas f = 0,3, kas atitinka trinties kampą φ = 32o. Smulkinant

drėgnas ir plastiškas medžiagas f = 0,45, o trinties kampas φ = 48o. Ka-

binimo kampas α turi būti ne didesnis už šias reikšmes.

Kabinimo kampas priklauso nuo smulkinamos medžiagos dalelės

dydžio ir valcų volų skersmens. Kaip matyti iš 2.3 paveikslo, atstumas

tarp ašių OO1 gali būti išreikštas šia lygtimi:

OO1= D+b = D·cosα+d·cosα, (2.29)

čia D – valcų volų skersmuo;

d – medžiagos dalelės skersmuo;

α – kabinimo kampas;

b – tarpas tarp valcų volų.

Įvertinus 2.28 sąlygą, gauname:

D ≥ (dcosφ-b)/(1-cosφ). (2.30)

Lygiuose valcuose volai paprastai gaminami 20 ir daugiau kartų

didesni už smulkinamos medžiagos dalelės skersmenį.

2.1.4.3. Valcų našumas

Per vieną valcų apsisukimą iš tarpo tarp valcų išbyra medžiagos

tūris m3:

,blDV (2.31)

čia D – valcų volų skersmuo m;

l – valcų volų ilgis m;

b – tarpas tarp valcų m.

Jeigu valcai per minutę apsisuka n kartų, o smulkinamos medžia-

gos tankis r (kg/m3 ), tai valcų našumas (kg/h):

32

,60 blDnQ (2.32)

čia n – valcų volų sukimosi dažnis aps/min,

μ – purumo koeficientas, įvertinantis medžiagos tūrio padidėjimą

po valcų. Malant grūdus purumo koeficientas pasirenkamas 0,2–0,3.

Kuo didesnis valcų būgnų sukimosi dažnis, tuo didesnis valcų na-

šumas. Tačiau esant labai dideliam sukimosi dažniui valcų volai prade-

da neleistinai vibruoti. Todėl maksimaliam leistinam valcų volų suki-

mosi dažniui apskaičiuoti taikoma modifikuota L. Levensono formulė:

Dd

fn

6170max

, (2.33)

čia f – smulkinamos medžiagos trinties koeficientas į volo paviršių,

d – susmulkintų gabaliukų vidutinis skersmuo m;

D – valcų volų skersmuo m;

ρ – medžiagos tankis kg/m3.

Realus valcų volų sukimosi dažnis yra 1,5–2 kartus mažesnis už

paskaičiuotą. Tada valcų volai mažiau dyla. Valcų volų paviršiaus lini-

jinis greitis parenkamas nuo 1–2 m/s smulkinant kietas medžiagas iki

6–7 m/s smulkinant plastiškas, minkštas medžiagas.

Valcų galia apskaičiuojama pagal šią formulę:

vlyg QpP , (2.34)

čia plyg – lyginamosios energijos sąnaudos, priklausančios nuo valcų

tipo bei smulkinamos medžiagos savybių kW/(m3/h);

Qv – valcų tūrinis našumas m3/h.

QQv , (2.35)

čia Q – valcų našumas kg/h;

ρ – medžiagos tankis kg/m3.

Lyginamosios energijos sąnaudos valcams su lygiais volais trupi-

nant sausas ir stiprias medžiagas yra 1,5–3 kW/(m3/h), plastiškas me-

džiagas (gipsą, kreidą, grūdus) – 0,75–1,35 kW/(m3/h).

Smulkinant briaunuotas valcais lyginamosios energijos sąnaudos

1,4–1,6 karto didesnės.

33

2.2. Krovinių transportavimo pagrindai

Maisto pramonėje ir žemės ūkyje transportuojami birūs, vienetiniai

ir skysti bei dujiniai kroviniai. Smulkūs kroviniai sustambinami juos

sudedant į krovinių vienetą, paletes, konteinerius, paketus, ryšulius.

Transportavimo mašinos skirstomos pagal konstrukciją, pagal vei-

kimo principą, pagal krovinio judėjimą, paskirtį, energijos šaltinį. Jos

gali būti savarankiškos (pernešamos, pervežamos ir stacionarios) ir

įmontuotos į kitas sudėtingas mašinas.

Pagal veikimo principą biriems kroviniams transportuoti skirti

įrengimai skirstomi į transporterius su lanksčiu traukos elementu ir

transporterius be lankstaus traukos elemento. Transporteriuose su

lanksčiu traukos elementu kroviniai iš vienos vietos į kitą perkeliami

judančia juosta (juostiniai transporteriai, juostiniai kaušiniai elevatoriai)

arba grandine traukiamu darbo įrankiu (grandikliu, kaušeliu) (grandik-

liniai transporteriai, grandininiai kaušiniai elevatoriai ir kiti). Transpor-

teriuose be lankstaus traukos elemento medžiaga pernešama Archimedo

sraigtu – sraigtiniuose transporteriuose arba fluido srautu – pneumati-

niuose arba hidrauliniuose transporteriuose.

Projektuojamų transportavimo įrenginių tipas, jų konstrukciniai

rodikliai priklauso nuo transportuojamų krovinių fizinių ir mechaninių

savybių bei krovinių srauto.

2.2.1. Transportuojamų krovinių charakteristikos

Daugelio krovinių fizikinės savybės labai priklauso nuo jų drėgnio.

Augalinės kilmės krovinių drėgnį derliaus nuėmimo metu lemia tuo

metu vyraujančios gamtinės sąlygos, rūšis, veislė, branda. Sandėliuo-

jamų organinių medžiagų drėgnį lemia supančios aplinkos gamtinės

sąlygos, kadangi visos organinės medžiagos pasižymi higroskopišku-

mu. Medžiagos higroskopiškumas – galimybė drėkti bei džiūti – yra

viena iš svarbiausių savybių, darančių įtaką ir kitų medžiagos fizikinių

savybių kaitai. Perdirbimo technologijose krovinių savybės gali iš es-

mės keistis.

Birius krovinius (grūdus, šakniavaisius, vaisius, daržoves, trąšas,

žemes, smėlį ir kt.) apibūdina tankis, sudėtis, laisvojo byrėjimo kampas

(vidaus trinties kampas), kuris yra skirtingas ramybės būklėje ir judant,

34

trinties koeficientas (ramybės būklėje ir judant), drėgnis, lipnumas, su-

sigulėjimas, abrazyvumas, dulkėtumas.

Vienetinius krovinius apibūdina vieneto masė, matmenys, forma,

paviršių savybės, pažeidžiamumas, temperatūra. Prie vienetinių krovi-

nių priskiriami ir supakuoti gaminiai, nors patys savaime jie būtų birūs

ar skysti.

Skystus krovinius apibūdina tankis, klampumas, lipnumas, polin-

kis susisluoksniuoti, užšalimo temperatūra.

Dujinius krovinius apibūdina slėgis, tankis, temperatūra, agresy-

vumas.

Transportavimo mašinų darbinių elementų matmenys priklauso

nuo transportuojamų krovinių dalelių matmenų. Birūs kroviniai pagal

dalelių matmenis skirstomi į šešias grupes: dulkantys, kai dalelių di-

džiausias matmuo amaks ≤ 0,05 mm; miltiniai, kai amaks = 0,05–0,5 mm;

grūdiniai, kai amaks = 0,5–10 mm, smulkūs, kai amaks = 10–60 mm; vidu-

tinio rupumo, kai amaks = 60–160 mm, ir gabaliniai, kai amaks > 160 mm.

Birūs kroviniai dar charakterizuojami rupumo koeficientu

k = amaks / amin , čia amaks ir amin – didžiausios ir mažiausios dalelės mat-

muo. Kai k ne didesnis kaip 2,5, krovinys rūšiuotas ir jis apibūdinamas

vidutiniu dalelių matmeniu a = 0,5 (amaks + amin). Kitais atvejais – kro-

vinys nerūšiuotas. Žemės ūkio kroviniai – grūdai, daržovės dažniausiai

būna nevienarūšiai, o užteršti augalinės arba mineralinės kilmės prie-

maišomis, kurių savybės labai skiriasi nuo pagrindinės kultūros, tai turi

įtakos ir bendros krovinio masės savybėms. Pavyzdžiui nuimamos dar-

žovės yra ne tik skirtingų matmenų, bet ir užterštos žemėmis ir lapų

liekanomis, nuimamų javų sėklos – nevalyti nedžiovinti grūdai, būna ne

tik didelio drėgnio, bet ir užteršti kitų augalų sėklomis, šiaudų ir varpų

liekanomis. Bendroje krovinio masėje esančios priemaišos ir perteklinis

drėgnis keičia ne tik krovinio savybes, bet ir trikdo normalų transporta-

vimo ir technologinių įrengimų darbą. Tokius produktus tenka valyti,

rūšiuoti, džiovinti. Perteklinis grūdinių kultūrų drėgnis > 14 % , o alie-

jinių kultūrų – rapsų > 8 % esmingai keičia sėklų birumą, vidaus trinties

kampą, sėklos linkusios susigulėti. Dėl drėgnų sėklų sampile intensyviai

besivystančių biocheminių ir mikrobiologinių procesų sėklos dar der-

liaus nuėmimo kombaino bunkeryje pradeda kaisti, drėkti.

Pagal tankį kroviniai skirstomi į keturias grupes: lengvi

(ρ < 600 kg/m3), vidutinio sunkumo (ρ = 600–1100 kg/m

3), sunkūs

35

(ρ = 1100–2000 kg/m3 ) ir labai sunkūs (ρ > 2000 kg/m

3). Krovinių

tankis didėja juos presuojant: šieno, šiaudų – 150–400 %, šienai-

nio – 70–250 %.

Kai kurių krovinių charakteristikos pateikiamos 2.2 lentelėje.

2.2 lentelė. Biriųjų krovinių charakteristikos [17]

Birių krovinių charakteristikos

Krovinys Tankis ρ

kg/m3

Laisvojo

byrėjimo

kampas

laipsn.

Trinties koeficientas f ramybėje,

tarp medžiagos ir paviršiaus

paklotas iš

plieno medžio gumos

GRŪDAI IR JŲ

PRODUKTAI:

Kviečiai 700–830 35 0,50 0,54 0,57

Rugiai 680–790 35 0,58 0,62 0.66

Miežiai 650–750 35 0.58 0,62 0,66 Avižos 400–500 35 0,58 0,68 0,55

Žirniai 800–820 25 0,25 0,27 0,36

Kukurūzai 700–750 35 0,58 0,62 0,66 Miežiai 450–640 57 0,65 0,70 0,75

Komb. pašarai 490–770 57 0,65 0,70 0,75

Sėlenos 490–770 65 1,44 - 1,20 DARŽOVĖS:

Runkeliai 570–700 45 0,48 0,53 0,74

Bulvės 640–770 35 0,51 0,55 0,58

Morkos 500–600 - - -

Kopūstai 200–320 - - - -

Agurkai 530–620 - - - -

KITI KROVINIAI:

Presuotas šienas 270–290 - 0,25 0,33 0,40

Šienas, šiaudai 60–120 - 0,31 0,33 0.35

Silosas 600–800 - 0.48 0,53 0,75

Javų pėdai 80–120 - - - -

Mėšlas 600–800 72 1,68 1,80 1,90 Durpės 290–500 45 0,75 0,80 0,80

Druska, trąšos 750–850 35 0,49 - 0,63 Drėgnas smėlis 1500–1700 35 0,65 0,56

Pastabos:

1. Laisvojo byrėjimo kampas (vidaus trinties kampas), judant ‘ = 0,4– 0,7) .

2. Trinties koeficientas judant f‘ = (0,7–0,9)f.

36

Transportuojant ir nuimant žemės ūkio kultūras, jas perkraunant,

kroviniai patiria smūgius ir nemaža jų dalis pažeidžiama. Ypač jautrios

pažeidimams daržovės, nes dėl to jos netenka prekines išvaizdos, san-

dėliuojant blogai laikosi. Todėl ribojami jų kritimo aukščiai. Ribiniai

kai kurių daržovių laisvojo kritimo aukščiai nurodyti 2.3 lentelėje.

Siekiant išvengti žymesnių transportuojamų produktų pažeidimų,

transportavimo įrengimų darbinių dalių susilietimo su daržovėmis re-

komenduojamas ne didesnis kaip 0,65–2,20 m/s greitis ir tik išimti-

niais atvejais leidžiamas iki 4 m/s.

2.3 lentelė. Leistini daržovių kritimo aukščiai [17]

Pagrindas Aukštis m

Bulvės Runkeliai Morkos Kopūstai

Skarda

Medis

Medinės grotelės

Guma

Daržovės

Dirva

0,30–0,40

0,25–0,50

0,15–0,25

0,50–0,75

1,00–1,25

2,00

0,60–0,90

0,4– 0,75

0,25–0,40

0,75–1,00

0,65–1,00

2,00

0,10–0,30

0,25–0,35

0,20–0,25

0,25–0,40

0,25–0,50

2,00

0,15–0,25

0,15–0,25

0,10–0,15

0,50–0,75

0,75–1,00

0,75–1,00

Įvairių žemės ūkyje transportuojamų krovinių aerodinaminiai

duomenys yra skirtingi, todėl ir oro judėjimo greičiai pneumatinių

transporterių vamzdynuose turi būti skirtingi ir didesni nei transpor-

tuojamų dalelių kritiniai greičiai.

Oro srauto kritinis greitis – tai toks greitis vertikaliame vamzdyje,

kai transportuojamo krovinio dalelės dėl jas veikiančio oro srauto jėgos

„pakibs“ oro sraute. Keičiantis dalelės (grūdo) padėčiai oro srauto kryp-

ties atžvilgiu ir oro srauto turbulencijos, dalelės „plaukios“ oro sraute.

Oro srauto kritiniai greičiai nurodyti 2.4 lentelėje.

2.4 lentelė. Dažniausiai oro srautu transportuojamų krovinių, oro

srauto kritiniai greičiai [19]

Krovinio pavadinimas vk m/s Krovinio pavadinimas vk m/s

Kviečiai, miežiai 9,0–11,5 Miltai, pjuvenos 7,5–8.1 Rugiai, avižos 8,0–10,0 Šiaudai 6,4– 8,7 Žirniai, vikiai 14,0–17,0 Pelai 0,67–3,1

Pupos, kukurūzai 12,5–14,0 Silosas 8,0–20,0 Linų sėklos, cementas 5,2–5,3 Šiaudų pjaustinys 3,5–4,25

Soja, smėlis, trąšos 17,0–20,0 Saulėgrąžos, grikiai 7,0-8,6

37

Transportuojamų skrajumo fazėje krovinių kritinis oro srauto

greitis priklauso nuo dalelių drėgnio. Didėjant medžiagos drėgnu-

mui didėja ir kritinis greitis.

2.2.2. Transporterių našumas

Bet kokios konstrukcijos transporterio našumas gali būti taip ap-

skaičiuojamas:

Q = q v kg/s (2.36)

arba

Q = 3,6 q v t/h, (2.37)

čia q – transportuojamo krovinio masė transporterio viename bėgi-

niame metre kg/m;

v – krovinio transportavimo greitis m/s.

Transportuojant juostiniu transporteriu,

q = Aρ kg/m, (2.38)

čia A – transportuojamo krovinio srauto skerspjūvio plotas m2;

ρ – transportuojamo krovinio supylimo tankis kg/m3.

Transportuojant vamzdžiais,

q = ψ A0 ρ kg/m, (2.39)

čia A0 – transportuojamo krovinio srauto skerspjūvio plotas m2;

ψ – vamzdžio skerspjūvio užpildymo koeficientas.

Transportuojant kaušais,

q = ψ i ρ/ a kg/m, (2.40)

čia i – kaušo talpa l;

a – kaušų išdėstymo žingsnis m;

ψ - kaušų užpildymo koeficientas.

Transportuojamo krovinio masė viename sraigtinio transporterio

metre (kg/m) apskaičiuojama taip:

q = (πD2/4) ρψ c, (2.41)

čia D – sraigto skersmuo m;

ρ – transportuojamos medžiagos tankis kg/m3;

ψ – užpildymo koeficientas;

c – koeficientas įvertinantis transporterio polinkį. Kai polinkio

kampas β kinta nuo 0 iki 90º, c = 1–0,3. Grūdų užpildymo koeficientas

ψ = 0,3–0,4, grūdams, trąšų – 0,5.

38

Transportuojant vienetinius krovinius

q = m / a kg/m, (2.42)

čia m – krovinio vieneto masė kg;

a – atstumas tarp gretimų krovinių m.

2.2.3. Transporterio galia

Transporterių su lanksčiu traukos elementu kroviniui transportuoti

reikiamas skaičiuotinas galingumas Psk apskaičiuojamas pagal formulę:

Psk = (Σ W· v)/η kW, (2.43)

čia Σ W – pasipriešinimų judėjimui transporterio kontūre suma kN;

η – pavaros naudingumo koeficientas;

v – krovinio judėjimo greitis m/s.

Pasipriešinimo judėjimui nugalėti energija paprastai gaunama iš

variklio. Energija, reikalinga kroviniui pernešti, sunaudojama naudin-

gam darbui (pasipriešinimams kylantiems dėl aukščio pasikeitimo) ir

trinties pasipriešinimams nugalėti. Transportuojant krovinį horizontalia

kryptimi visa energija sunaudojama trinties pasipriešinimams nugalėti,

taip vadinamiesiems žalingiems pasipriešinimams.

Apskaičiuojame kroviniu apkrautos juostos pasipriešinimus judė-

jimui, kai juosta pastoviu greičiu v slenka lygiu pasvirusiu pagrindu.

2.4 pav. Skaičiavimo schema, kai apkrautas traukos elementas

slenka lygiu pasvirusiu pagrindu: β – pagrindo pasvyrimo kampas;

q – transportuojamo krovinio masė, viename transporterio metre kg/m;

qj – traukos elemento (juostos, grandinės, judančio strypo) vieno metro masė

kg/m; g = 9.81 m/s2.

39

Pasipriešinimai juostos judėjimui W N apskaičiuojami šia lygti-

mi:

W = ( ± Wn +Wž) L, (2.44)

čia Wn – naudingi pasipriešinimai (pasipriešinimai juostos judėjimui

dėl aukščio pasikeitimo);

Wž – žalingi pasipriešinimai (pasipriešinimai juostos judėjimui dėl

trinties tarp juostos ir pagrindo paviršių);

L – transportavimo atstumas m. + – pliuso ženklas žymimas tuo-

met, kai juosta slenka lygiu pasvirusiu pagrindu į viršų, o - – minuso

ženklas žymimas tuomet, kai juosta slenka lygiu pasvirusiu pagrindu

žemyn.

Wn = g ( q + qj ) sin β , (2.45)

Wž = g ( q + qj) f cos β, (2.46)

čia f – trinties koeficientas tarp juostos ir pagrindo.

Praktiniuose skaičiavimuose vietoje fizikinio trinties koeficiento f

taikomas pasipriešinimo koeficientas ωp, įvertinantis besitrinančių pavir-

šių savybes ir transportavimo įrengimų darbo aplinkos sąlygas. Apytiks-

liai f ≈ ωp. Gumuotai juostai judant plieno paviršiumi ωp = 0,35–0,6, me-

džiu – ωp = 0,4–0,7.

Gautos naudingų Wn ir žalingų Wž pasipriešinimų išraiškos įrašo-

mos į 2.44 lygtį ir vietoje trinties koeficiento taikomas pasipriešinimo

koeficients ωp:

W = g ( q + qj ) ( ± sin β + ωp cos β) L. (2.47)

Apskaičiuojant pasipriešinimus traukos elemento judėjimui tuščio-

je šakoje, pasirenkama, kad q = 0.

Apskaičiuojant pasipriešinimus traukos elemento judėjimui hori-

zontalioje transporterio atkarpoje β = 0.

Jeigu traukos elementas (juosta, grandinė arba strypas) juda palai-

kančiaisiais ritinėliais arba žvaigždutėmis, skaičiuojant traukos pasi-

priešinimą reikia įvertinti besisukančių dalių masę ir jų sukeliamą trintį

tarp besisukančių dalių ir juostos bei trintį palaikančiųjų ritinėlių guo-

liuose (2.5 pav.)

40

2.5 pav. Traukos pasipriešinimo judėjimui skaičiavimo schema,

kai apkrautas traukos elementas palaikomas ritinėliais arba žvaigždu-

tėmis: β – transporterio analizuojamos atkarpos pasvirimo kampas; qr – riti-

nėlių (žvaigždučių) besisukančių dalių masė tenkanti vienam transporterio

metrui kg/m; kiti žymėjimai kaip ir 2.4 paveiksle

Naudingi pasipriešinimai apskaičiuojami taip pat kaip ir pirmuoju

atveju, 2.45 lygtimi.

Žalingi pasipriešinimai apskaičiuojami šia lygtimi:

Wž = g ( q + qj + q

r.d.) ω

r.d cos β, (2.48)

čia qr.d.

– ritinėlių (žvaigždučių) besisukančių dalių masė tenkanti

vienam transporterio metrui kg/m, darbinėje juostos šakoje, fr.d.

– rie-

dėjimo trinties koeficientas, darbinėje traukos elemento šakoje.

Praktiniuose skaičiavimuose vietoje fizikinio riedėjimo trinties

koeficiento fr.d.

taikomas pasipriešinimo koeficientas ωr.d., įvertinantis

pasipriešinimus juostos palaikančiųjų ritinėlių guoliuose ir transporterio

darbo ir aptarnavimo sąlygas. Pasirenkama f r.d.

≈ ωr.d.

Apskaičiuojant pasipriešinimus juostos judėjimui tuščioje šakoje

pasirenkama, kad q = 0.

Apskaičiuojant pasipriešinimus juostos judėjimui horizontalioje

transporterio atkarpoje β = 0.

41

Juostai (grandinei) apeinant būgną arba žvaigždutę reikia papildo-

mos jėgos juostos (grandinės) lenkimui (2.6 pav).

2.6 pav. Vietinių pasipriešinimų skaičiavimo schema: Fnub – nubė-

gančios nuo būgno juostos šakos įtempimo jėga; Fužb – užbėgančios ant būgno

juostos šakos įtempimo jėga

Nubėgančios nuo būgno (žvaigždutės) traukos elemento įtempimo

jėga priklauso nuo užbėgančios ant būgno (žvaigždutės) traukos ele-

mento įtempimo jėgos dydžio ir vietinių pasipriešinimų apeinant būgną

ar žvaigždutę:

Fnub = Fužb + Wv , (2.49)

čia Wv – vietiniai pasipriešinimai traukos elementui apeinant būgną ar

žvaigždutę.

Tuomet

Fnub = Fužb ·Kp , (2.50)

čia Kp – koeficientas, įvertinantis vietinius pasipriešinimus, tenkančius

traukos elemento sulenkimui ir ištiesinimui, trinties nuostoliams būgno

arba žvaigždutės guoliuose.

Jis priklauso nuo būgno gaubimo kampo ir būgno guolių. Kai juos-

ta gaubia būgną (90–180)° kampu, o būgno veleno atramose sumontuo-

ti riedėjimo guoliai, rekomenduojamos reikšmės Kp = 1,06–1,09.

Vietiniai pasipriešinimai transporterio apkrovimo vietoje Wu nau-

dojami krovinio inercijos jėgoms nugalėti, įgreitinant krovinio daleles

iki transportinio greičio:

Wu = (v2-v0

2) q g /2, (2.51)

čia v – krovinio transportavimo greitis m/s;

v0 – kovinio, patenkančio ant transporterio, greičio dedamoji, su-

tampanti su transportavimo kryptimi m/s.

42

2.2.4 Juostinių transporterių projektavimas

Klasifikacija. Juostiniai transporteriai su lygia juosta skirti bi-

rioms medžiagoms ir mažagabaričiams kroviniams transportuoti hori-

zontalia kryptimi arba kampu, mažesniu kaip trinties kampas tarp juos-

tos ir krovinio paviršiaus.

Tai paprastos konstrukcijos, mažo energijos imlumo, tyliai dirban-

tys įrengimai. Jais galima transportuoti dideliais atstumais, galimi dideli

našumai.

Šiuos transporterius sudaro: juosta – tai nešantis ir traukos elemen-

tas, atraminiai ir palaikomieji ritinėliai, varantysis būgnas, juostos

įtempimo mechanizmas su įtempimo būgnu, krovinio užkrovimo ir nu-

metimo įrengimai, rėmas, esant reikalui - nukreipimo būgnai, juostos

valytuvai, polinkio keitimo mechanizmas, ilgio keitimo mechanizmas,

sukimosi krypties ribotuvai (2.7 ir 2.8 pav.).

Pagal naudojimo pobūdį juostiniai transporteriai skirstomi į stacio-

narius ir kilnojamus arba įmontuotus į kitas sudėtingas mašinas. Trans-

porteriai būna horizontalūs ir pasvirę. Transporterių su lygia juosta

maksimalus pasvirimo kampas 0,17 radiano mažesnis už transportuo-

jamo krovinio laisvo byrėjimo kampą.

2.7 pav. Juostinio transporterio bendras vaizdas: 1 – juosta; 2 –

perstumiamas nukrovimo vežimėlis; 3 – nukreipiantysis būgnas; 4 – va-

rantysis būgnas; 5 – transporterio pavara; 6 – transporterio rėmas; 7 – tuščią

juostos šaką palaikantieji ritinėliai; 8 – darbinę juostos šaką palaikantieji

ritinėliai; 9 – sraigtinis juostos įtempimo mechanizmas [4]

43

2.8 pav. Grūdų sandėlio užkrovimo juostiniu transporteriu schema: 1 – įtempimo būgnas; 2 – užkrovimo įtaisas; 3 – juosta; 4 – darbinės ša-

kos palaikantieji ritinėliai; 5 – nukrovimo vežimėlis; 6 – varantysis būgnas;

7 – transporterio pavara; 8 – tuščios šakos palaikantieji ritinėliai; 9 – juostos

įtempimo įrenginys; lt – atstumas tarp tuščios juostos palaikomųjų ritinėlių

Projektuojant juostinius transporterius nustatoma: koks galimas

transportuojamas krovinys; transporterio našumas, juostos judėjimo

greitis, juostos plotis, būgnų skersmenys, juostos įtempimo mechaniz-

mo eiga, elektros variklio galia, matmenys, transporterio masė.

Transporterių juosta. Brangiausia ir svarbiausia juostinio trans-

porterio detalė yra transporterio juosta. Ja pernešami kroviniai, trans-

porterio juosta veikiama didžiausių apkrovų, ji amortizuoja perkrovas,

užtikrindama sklandų ir betriukšmė transporterio darbą.

Plačiausiai naudojamos bendros paskirties gumos juostos, skirtos

dirbti aplinkoje, kur oro temperatūra svyruoja nuo -45 iki +60°C.

Juostą sudaro guma sujungtas karkasas. Karkasas susideda iš ke-

leto sluoksnių sintetinio ar kombinuoto audinio arba plieninių lynų.

Kombinuotas audinys audžiamas iš medvilninių (75 %) ir lafsaninių

(28 %) siūlų. Sintetinio audinio pagrindą sudaro kapronas.

Siekiant apsaugoti audinį nuo drėgmės mechaninio poveikio,

juosta padengiama apsauginiu gumos sluoksniu, kurio storis priklauso

nuo juostos tipo ir paskirties.

Svarbiausia juostos techninė charakteristika yra jos stiprumo ri-

ba (2.5 lentelė). Juostos tipas paprastai parenkamas pagal juostos pa-

skirtį. Abrazyvinėms ir stambiagabalinėms medžiagoms transportuoti

9

1

2

4

3

5

8

7

6

lt

44

naudojamos stipresnės (storesniu gumos sluoksniu juostos darbinėje

dalyje) juostos (2.6 – 2.9 lentelės).

Skaičiuojant juostų stiprumą pasirenkama, kad traukos jėgą per-

duoda tik juostos audinys.

2.5 lentelė. Gumuotos juostos charakteristikos

Juostos

tipas

Guma

Paskirtis Stiprumo

klasė

Stiprumo riba

tempiant MPa

1 A; B 25; 20 Abrazyvinėms stambiagabalinėms me-

džiagoms (a< 500 mm) transportuoti

2 B; D; C 20; 15; 10 Įvairioms birioms mažagabalinėms me-

džiagoms (a < 150 mm) transportuoti

3 D; C 15; 10 Mažai abrazyvioms, birioms ar mažagaba-

linėms medžiagoms (a<80 mm) transpor-

tuoti sausoje aplinkoje 4 C 10 Birioms, abrazyvinėms ir mažagabalinėms

medžiagoms (a<80 mm) transportuoti.

2.6 lentelė. Gumuoto audinio sluoksnių skaičius z

Plotis

mm

Juostos tipas

1 2 3 4

Sluoksnio nominalinis stiprumas N/mm

400 300 200 200 150 100 55 100 55 100 55

300.400 - - - - - - - - - - -

500 - - - - - 3 3–5 - 3–5 1–2 1–2

650 - - - - 3–4 3–5 3–6 3–4 3–6 - -

800 - - 2–6 3–6 3–6 3–6 3–8 3–5 3–8 - -

1000 - 3–6 4–6 - - - - 3–6 - - -

1200 3–6 - - 4–7 - - - - - - -

1400 4–7 4–6 - 5–8 5–8 4–8 4–8 4–6 4–8 - -

1600 4–8 - - - - - - - - - -

2000 – 5–8 - - - - - - - - -

45

2.7 lentelė. Maksimali leistina vieno gumuoto audinio sluoksnio

lyginamoji apkrova[K]sl N/mm

Transporterio

polinkio

kampas

Sluoksnių

skaičius z

[K]sl kai sluoksnio nominalinis stiprumas N/mm

400 300 200 150 100 55

10°

> 10°

5

5

5

5

50

45

45

40

36

32

32

30

25

22

22

20

18

16

16

15

12

11

11

10

17

6

6

5,5

2.8 lentelė. Gumuoto audinio sluoksnio storis δ mm

Sluoksnio no-

minalinis

stiprumas

N/mm

Sintetinis audinys Kombinuotas audinys

400

300

200

150

100

55

2,0

1,9

1,4

1,3

1,2

-

-

-

-

1.9; 1.6*

1.6; 1.3 *

1.15

Pastaba: * – negumuoto audinio sluoksnio storis.

2.9 lentelė. Juostų išorinių (apsauginių) gumos sluoksnių storis mm

Juostos tipas Darbinės pusės apsauginio sluoksnio storis

Gumos stiprumo klasė

A B C D

1

2

3

4

6; 4,5

-

-

-

8; 6; 4,5

8; 6; 4,5; 3

-

-

-

6; 4,5; 3

2

-

-

3

3; 2

3; 2; 1

Atraminės pusės apsauginio sluoksnio storis 2 , kai 1 3, 2 = 1 ir

kai 1 4,5, 2 = 2.

Pastaba. Juosta 3 neturi atraminės pusės apsauginio sluoksnio.

Maisto perdirbimo pramonėje dažnai naudojamos tinklinės trans-

porterių juostos. Jos gaminamos iš nerūdijančio plieno vielos (gali būti

ir spec. plieno, pvz., karščiui atsparaus) ir yra naudojamos įvai-

riems produktams pervežti. Dažnai tinklinės juostos yra naudojamos

46

tokiose užduotyse, kai vežamą produktą reikia apiberti ar apipilti kita

medžiaga, pvz., džiūvėsėliais arba šokoladu, taip pat kai vykdomos

produktų džiovinimo ar apipūtimo funkcijos ir norima turėti kuo atvi-

resnę transporterinę juostą. Tai brangios juostos.

Transporterio juostos vieno metro masė qj kg/m apskaičiuojama

pagal šią formulę:

q j= ρB, (2.52)

čia ρ – juostos tankis (ρ ≈ 1100) kg/m3;

B – juostos plotis m;

– bendras juostos storis m.

= + 1+ 2, (2.53)

čia z – gumuoto audinio sluoksnių skaičius (žr. 2.6 lentelę);

– gumuoto audinio sluoksnio storis (žr. 2.8 lent.);

1 – darbinės pusės apsauginio sluoksnio storis;

2 – atraminės pusės apsauginio sluoksnio storis (žr. 2.9 lent.).

Juostiniuose transporteriuose su dideliu polinkio kampu naudo-

jamos specialios juostos, kurių darbinėje pusėje tam tikru žingsniu tvir-

tinamos lystelės arba juostos darbinis paviršius daromas rifliuotas.

Brėžiniuose transporterio juostos specifikacijų lentelėse pažymi-

mos užrašant žodį „Juosta“ bei nurodant juostos tipą, plotį mm, audi-

nio sluoksnio markę, darbinės pusės juostos apsauginio sluoksnio sto-

rį mm, atraminės pusės juostos apsauginio sluoksnio storį mm ir juos-

tos gumos stiprumo klasę. Tarkime, pasirinkome juostą, kuri yra ben-

dros paskirties antro tipo, 800 mm pločio, aštuonių kaprono audinio

sluoksnių TK-100, darbinės pusės apsauginio sluoksnio storis 4,5 mm,

atraminės – 2 mm, guma B stiprumo klasės. Specifikacijų lentelėje

juosta žymima taip: Juosta 2-800-8-TK-100-4,5-2- B .

Juostą palaikančiosios detalės. Transporterių juostos paprastai

remiasi į palaikančiuosius ritinėlius. Stacionariniuose transporteriuose

kartais juosta remiasi į paklotą, t. y. metalo ar medžio lataką. Palaikan-

tieji ritinėliai gaminami iš plieno arba ketaus, kai kuriuose transporte-

riuose jie dengiami guma ar plastiku, kad prie jų paviršiaus mažiau

liptų transportuojamas krovinys. Paprastai juosta palaikantieji ritinėliai

montuojami ant nesisukančių ašelių, o jų atramose naudojami uždarieji

riedėjimo guoliai.

47

Rekomenduojamas palaikančiųjų ritinėlių skaičius atramoje pa-

teiktas 2.10 lentelėje.

2.10 lentelė. Rekomenduojamas ritinėlių skaičius atramoje

Juostos plotis mm Ritinėlių skaičius atramoje

Darbinės šakos Tuščios šakos

300

400-500

650

1

2 arba 3

3

1

1

1 arba 2

Juostą palaikančiųjų ritinėlių matmenys parenkami pagal juostos

plotį, transportuojamo krovinio tankį bei juostos judėjimo greitį. Kai

kurie palaikančiųjų ritinėlių parametrai pateikti 2.11 lentelėje.

2.11 lentelė. Pagrindiniai palaikančiųjų ritinėlių parametrai (žr. 2.9

pav.)

Juostos

plotis

mm

Ritinėlių skersmuo

D mm

Ritinėlių ilgis mm Šoninių ritinėlių

polinkio kampas °

l l1 l2 α1 α

300 63 400 - - - - 400 63;83;102;108 500 160 - 10*;20;30 -

500 ” 600 200 - (45;60)**

650 „ 750 250 - 10 800 63;83;89;102;108;127; 950 315 465

133;152;159;194;219;245 1000 „ 1150 380 600 10*;20;30;45

1200 83;89;102;108;127;133: 1140 465 670

152;159;194;239;245 1400 „ 1600 530 750

1600 „ 1800 600 900

1800 „ 2000 670 1000

2000 „ 2200 750 1150

Pastabos. 1. Parenkant ritinėlių skersmenį, atsižvelgiama į trans-

portuojamo krovinio tankį. Lentelėje nurodyti didžiausi skersmenys, pasiren-

kami, kai ρ > 2 t/m3.

2. * – kampas α1=10° naudojamas pereinamose atramose prieš lygius

būgnus.

3. ** – kampai α2 = 45° ir 60° pasrenkami transportuojant grūdus arba jų

perdirbimo produktus.

48

Palaikančiųjų ritinėlių išdėstymas pateiktas 2.9 pav.

2.9 pav. Palaikančiųjų ritinėlių išdėstymo schema: D – atraminio ri-

tinėlio skersmuo, B – juostos plotis, l – ritinėlio ilgis, α – šoninių ritinėlių ašies

polinkio kampas

Atstumas tarp palaikomųjų ritinėlių (atramų) darbinėje juostos ša-

koje priklauso nuo transportuojamo krovinio tankio ir juostos pločio

(2.12 lentelė).

2.12 lentelė. Rekomenduojamas palaikančiųjų ritinėlių išdėstymo

žingsnis ld (mm)

Krovinio

tankis kg/m3

Žingsnis 1d , kai juostos plotis B mm

400;500 650; 800 1000;1200 1400;1600 2000

< 1000

1000–2000

1500

1400

1400

1300

1300

1200

1200

1100

1100

1000

Krovinio pakrovimo zonoje rekomenduojamas atramų išdėstymo

žingsnis ld mažinamas dvigubai. Atstumas tarp tuščiosios juostos šakos

palaikančiųjų ritinėlių lt ( lt = 2 ld). Transportuojant sunkius vienetinius

krovinius, kurių masė > 20 kg, atstumas tarp atramų daromas mažesnis

nei pusė transportuojamo krovinio ilgio. Transportuojant lengvus viene-

tinius krovinius (< 20 kg.) ld = 1000-1400 mm.

Išgaubtose transporterio atkarpose atraminių ritinėlių išdėstymo

žingsnis daromas mažesnis nei tiesioje dalyje ldiš 0,5 ld , t. y. taip, kad

išilginis juostos polinkis ties kiekviena atrama neviršytų 3–5°. Reko-

menduojamas transporterio išgaubimo spindulys R ≈ 12B.

Įgaubtose atkarpose transporteris dirba gerai, kai juosta remiasi į

visas atramas, išdėstytas žingsniu ldįg. = ld. Tai pasieksime, kai įgaubi-

mo spindulys yra pakankamai didelis.

1

B

l

1 l

1

D

D

l

2

B l

B

D

49

Palaikančiųjų ritinėlių besisukančių dalių masė kg pytiksliai nu-

statoma pagal šią empirinę formulę;

mr ≈[Am+Cm(B-0,4)]D2 10

-4 , (2.54)

čia B – juostos plotis m;

D – ritinėlio skersmuo mm;

Am ir Cm – empiriniai koeficientai.

Plokščios juostos ritinėlių Am= 6, Cm= 14; lovinio profilio juos-

tos: lengvų ritinėlių Am = 8, Cm= 9; vidutinių Am= 10, Cm= 10, sunkių

Am = 15, Cm = 12.

Palaikančiųjų ritinėlių besisukančių dalių masė viename metre

apskaičiuojama taip :

darbinėje šakoje qrd = mr / 1d kg/m; (2.55)

tuščioje šakoje qr t = mr /l t kg/m. (2.56)

Būgnai. Būgnai skirstomi į varančiuosius ir kreipiančiuosius.

Būgno skersmuo Db mm priklauso nuo paskirties, juostos tipo ir ne-

šančio audinio sluoksnių skaičiaus joje.

Db= KaKbz, (2.57)

čia Ka – koeficientas, įvertinantis juostos tipą ir audinio stiprumą

(2.13 lentelė). Siauroms juostoms pasirenkamos mažesnės koeficiento

reikšmės;

Kb – koeficientas, įvertinantis būgno paskirtį: varančiųjų būgnų

Kb = 1; įtempimo būgnų Kb = 0,8; kreipiančiųjų būgnų Kb = 0,5;

z – darbinių sluoksnių skaičius juostoje.

2.13 lentelė. Koeficiento Ka priklausomybė nuo juostos audinio

stiprumo

Audinio

stiprumas N / m m 55 100 150 200 300 400

Ka N/mm 125–

140

141–

161

161–

170

171–

180

181–

190

191–

200

Apskaičiuotas būgno skersmuo parenkamas iš standartinių skers-

menų eilės: 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1400,

1600, 2000, 2500 .

50

Būgno ilgis priklauso nuo juostos pločio. 300–650 mm pločio

juostoms būgnai parenkami 100 mm, 800–1000 mm pločio juostoms –

150 mm, o 1200–2000 mm – 200 mm platesni už juostą.

Juostos centravimui gerinti būgnai daromi išgaubti. Išgaubimo dy-

dis ∆d priklauso nuo būgno skersmens, kai skersmuo Db – 500 mm

(∆d – 3 mm) ir kai Db – 2000 mm (∆d = 11mm).

Sukibimas tarp būgno ir juostos paviršiaus priklauso nuo besitri-

nančių medžiagų bei aplinkos sąlygų (2.14 lentelė).

2.14 lentelė. Sukibimo koeficientas tarp būgno paviršiaus ir gu-

muotos juostos

Būgno paviršiaus

medžiaga Aplinka

Sukibimo koeficientas

fx

Plienas, ketus Labai drėgna 0,10

Drėgna 0,20

Sausa 0,30

Medis, guma

(padengtas būgnas)

Labai drėgna 0,15

Drėgna 0,25

Sausa 0,40

Būgnų parinkimas įvertinamas nustatant lyginamąjį juostos spau-

dimą p į būgną

p = 360

( ) [ ]užb nub

b

F F pBD

, (2.58)

čia α – būgno gaubimo kampas juosta laipsniais,

B – juostos plotis,

Fužb; Fnub – užbėgančios ir nubėgančios juostos šakų įrąžos N.

Leistinas lyginamasis gumuotos juostos spaudimas [p] = 0,2–

0,3 MPa.

Juostos įtempimo įtaisas. Juostoms įtempti naudojami sraigti-

niai ir svoriniai įtempimo įtaisai. Sraigtiniai – pervežamuose ir trum-

puose iki 40 m ilgio stacionariniuose transporteriuose. Įtempimo me-

chanizmo apkrova nustatoma pagal formulę:

0( )užb nubF K F F F , (2.59)

51

čia K = 1,1 – koeficientas, įvertinantis galimus papikdomus pasiprie-

šinimus;

Fužb; Fnub – juostos šakų įrąžos;

F0 – trinties jėga, kylanti tarp įtempimo mechanizmo besitrinančių

paviršių.

F0 = m g f, čia g – laisvo kritimo pagreitis 9,81 m/s2;

m – įtempimo mechanizmo judamos dalies masė kg;

f – trinties koeficientas.

Įtempimo mechanizmas turi užtikrinti, kad juostos įlinkis neviršytu

leistinos reikšmės [y] max = (0,0125-0,025)ld.

Transporteriams su gumuotomis juostomis įtempimo mechanizmo

eiga S (m) nustatoma pagal formulę:

S = (1-2)B+0,002L, (2.60)

čia B – juostos plotis m;

L – transporterio ilgis m.

Įtempimo mechanizmo detalės projektuojamos remiantis žinomo-

mis mašinų elementų stiprumo lygtimis.

Krovinio užkrovimo ir iškrovimo mechanizmai. Krovinio už-

krovimo metu birios medžiagos patenka ant transporterio juostos kitu

greičiu, nei juda juosta. Siekiant apsaugoti transportuojamą medžiagą

nuo nubyrėjimo užkrovimo vietoje naudojamas nukreipimo lovelis. Jis

taip pat padeda suformuoti reikiamo skerspjūvio birių medžiagų srautą.

Lovelio sienelių polinkio kampas α turi būti 10–15° didesnis nei

trinties kampas tarp sienelių ir transportuojamos medžiagos. Nukreipi-

mo lovelio ilgis priklauso nuo juostos judėjimo greičio. Būtina, kad per

lovelio ilgį krovinio ir juostos greitis išsilygintų. Paprastai lovelio ilgis

pasirenkamas 11 = 1,25–2,0 m, aukštis h ≈ (0,3–0,5)B, lovelio plotis

pradžioje B1 ≈ 0,5B, pabaigoje B2 ≈ 0,6B, čia B – juostos plotis.

Vienetiniai kroviniai ant juostos nukreipiami ritininiais nukreiptu-

vais arba tiekiami tiesiog ant juostos.

Krovinys nuo transporterio juostos nubyra per galinį būgną trans-

portavimo kelyje plūginiais skydelio pavidalo nužertuvais arba būgni-

niais nukrautuvais (2.10 pav).

52

a b c

2.10 pav. Juostinio transporterio nukrovimo schemos: β – plūginio

nužertuvo pastatymo kampas; a – plūginis nužertuvas; b - nukrovimas per ga-

linį būgną; c – nukrovimo vežimėlis

Kad krovinys nesikauptų prieš plūginius nužertuvus, jų pastatymo

kampas tarp juostos judėjimo krypties ir skydinio nužertuvo turi būti

mažesnis nei 0,5 – . Čia – trinties kampas tarp transportuojamo

krovinio ir nužertumo skydelio.

Krintančių biraus krovinio dalelių trajektorijos koordinatės ap-

skaičiuojamos taip:

x = v t i r y = 0,5gt2, (2.61)

čia v – juostos judėjimo greitis m/s;

t – kritimo laikas s;

x – koordinatė, kurios kryptis sutampa su būgno liestine, krovi-

nio atsiskyrimo taške;

y – vertikali koordinatė;

g – laisvojo kritimo pagreitis m/s2.

Krentančių birių medžiagų nukreipimo latakas projektuojamas

taip, kad krovinio srautas neatsimuštų į latako sieneles.

Juostos pločio nustatymas. Transportuojant birias medžiagas

juostos plotis B (m) apskaičiuojamas taip [18]:

1,1 0,06Q

BKK

, (2.62)

čia Q – transporterio našumas t/h;

v – juostos greitis m/s;

ρ – transportuojamos medžiagos tankis t/m3;

K – koeficientas, įvertinantis transportuojamos medžiagos natū-

ralaus byrėjimo kampą (žr. 2.15 lent.),

53

K – koeficientas, įvertinantis transporterio polinkį (žr. 2.16 lent.).

Transportuojant birias gabalines medžiagas nerūšiuoto krovinio

B 2,5 a‘ + 0,2, rūšiuoto krovinio B 3,5 a

‘ + 0,2,

čia a' – gabalo didžiausias matmuo m.

Transportuojant vienetinius krovinius

B b + (0,05-0,1),

čia b – didžiausias transportuojamo krovinio matmuo m.

2.15 lentelė. Koeficiento K reikšmės

Juostos forma

Palaikomųjų

ritinėlių polin-

kio kampas

Laisvojo byrėjimo

kampas j judėjime deg.

15 20

Plokščia – 240 325

Lovinė (palaikoma dviem ritinėliais) 15

20

450

470

535

550

Lovinė (palaikoma trimis ritinėliais) 30

36

550

585

625

655

2.16 lentelė. Koeficiento K reikšmės

Transporterio polinkio

kampas deg. K

Transporterio polinkio

kampas deg. K

iki 10

12

14

1

0,97

0,95

16

18

20

0,92

0,89

0,85

Pagal apskaičiuotą juostos plotį parenkama standartinė juosta,

juostos sluoksnių skaičius ir stiprumo riba.

Lyginamasis juostos darbinės šakos apkrovimas q kg/m:

q = Q/3,6v. (2.63)

Rekomenduojami juostos judėjimo greičiai v transportuojant : grū-

dus – iki 4,5 m/s, šakniavaisius, šiaudus bei vienetinius krovinius –

iki 1,5m/s, miltus – iki 1,25 m/s, mineralines trąšas, smėlį – iki 3 m/s.

Pasipriešinimai juostos judėjimui. Skaičiuojami norint patikrinti

juostos stiprumą ir nustatyti transporterio sukti reikiamą galią. Sudaro-

ma transporterio skaičiuojamoji schema, kurioje pasižymimas varoma-

54

sis būgnas schemoje dalį jo užštrichuojant. Skaičiavimo schemoje nu-

rodomi transporterio posvyrio kampai, kontūras suskirstomas į charak-

teringas atkarpas, pažymimi jas skiriantys taškai, pradedant nuo varan-

čiojo būgno nubėgančios šakos. Pažymimi atstumai tarp tų taškų. Skai-

čiuojami pasipriešinimai tarp taškų apėjimo apie kontūrą metodu pagal

metodiką, pateiktą 2.2.3 skyriuje.

Juostai apgaubiant įtempiamąjį ar nukreipiamąjį būgną, pasiprieši-

nimai dėl trinties guoliuose ir juostos standumo įvertinami koeficientu

Kp. Fnub = Fužb Kp, kai būgno gaubimo kampas α < 90°, Kp = 1,03;

α = 90°, Kp = 1,04; α 180°, Kp = 1,07.

Pasipriešinimai juostos apkrovimo vietoje:

Wu = Wu' + Wu", (2.64)

čia Wu' – pasipriešinimas dėl juostos trinties į apkrovimo latako sieneles;

Wu"– pasipriešinimas dėl krovinio inercijos.

Wu' ≈ 50 I1, (2.65)

čia 11 – apkrovimo latako ilgis m.

Wu" ≈ 0,1 (v2 –vk

2) q g, (2.66)

čia vk – krovinio greičio dedamoji m/s, sutampanti su juostos judė-

jimo kryptimi;

g – laisvojo kritimo pagreitis m/s2;

v – juostos judėjimo greitis m/s;

q – krovinio masė viename transporterio ilgio metre kg/m.

Pasipriešinimai juostos nukrovimo vietoje, kai krovinys nuže-

riamas plūginiu nužertuvu:

Wpn ≈ (27–36)qB, (2.67)

čia B – juostos plotis m.

Kai juosta nukraunama dviejų būgnu nukrautuvu, juostos įtem-

pimas, praėjus nukrovimo būgnus, apskaičiuojamas pagal šią lygtį:

2[ ( ) ] ,nub užb j pF F q q gh K (2.68)

čia h – juostos su kroviniu pakilimo aukštis, praeinant nukrovimo

vežimėlį m;

Kp – koeficientas, įvertinantis būgnų gaubimą.

Juostą nukraunant per galinį būgną papildomų pasipriešinimo jėgų

juostos judėjimui nebūna.

55

Juostos valytuvo pasipriešinimai: grandiklinio valytuvo Wv = 300–

500 N/m, valant besisukančiu šepečiu Wv = 150–250 N/m.

Pasipriešinimai juostai judant lygiu pagrindu apskaičiuojami pagal

šią lygtį:

WP = (q +qj) (f cos ± sin) g L , (2.69)

čia L – analizuojamos transporterio atkarpos ilgis (tai prilyginama

transporterio ilgiui, kai transporterio polinkis visame ilgyje yra vieno-

das) m;

– transporterio arba transporterio analizuojamos atkarpos polin-

kio kampas;

f – trinties koeficientas tarp pagrindo ir gumuotos juostos; plieni-

nio pagrindo f = 0,35–0,60, medinio f = 0,4–0,7. Minuso ženklas for-

mulėje žymimas, juostai slenkant pasvirusiu pagrindu žemyn. Tuščio-

sios transporterio šakos q = 0.

Pasipriešinimai juostai judant palaikančiaisiais ritinėliais:

Wr= [(q + qj + qrd) wr cos ± (q + qj ) sin] g L , (2.70)

čia qrd – palaikančiųjų ritinėlių besisukančių dalių masė viename met-

re (žr.2.55 ir 2.56 lygtis);

wr – pasipriešinimo judėjimui koeficientas, pasirenkamas 2.17 len-

telėje. Pasirenkame, kad tuščiosios transporterio šakos qrt= 0 ir q = 0.

2.17 lentelė. Pasipriešinimo judėjimui koeficiento wr reikšmės

Guolių

tipas Darbo sąlygų charakteristika

wr atramoms

Lygios

juostos

Lovinės

juostos

Riedėjimo

Slydimo

Geros. Švarios, sausos, apšildomos pa-

talpos, patogus aptarnavimas.

Vidutinės. Apšildomos, dulkėtos arba

drėgnos patalpos, patogus aptarnavimas.

Sunkios. Neapšildomos, drėgnos, dulkėtos

patalpos, nepatogus aptarnavimas.

Labai sunkios. Veikia visi neigiami fakto-

riai. Sunkus aptarnavimas, nėra apšvietimo.

Vidutinės.

0,018

0,02

0,03

0,04

0,06

0,02

0,02

5

0,04

0,06

0,07

Transporteriui dirbant žemoje temperatūroje (t -20°C) lentelėje nurodytos

wr reikšmės didinamos 40 %

56

Rekomenduojamа juostinio transporterio projektavimo meto-

dika. Žinant mechanizuojamų procesų technologinę schemą ir transpor-

terio vietą joje, nustatomas projektuojamo transporterio našumas, kuris

derinamas su technologinės linijos našumu. Išanalizuojamas transpor-

tuojamas krovinys , nustatant jo fizines mechanines savybės ir galimą

jų kitimą, darbo sąlygas, aptariami ir pagrindžiami transporterio sche-

mos variantai, parenkamos varančiojo ir įtempimo būgnų vietos ben-

droje transporterio schemoje, energijos šaltinis. Sudaroma transporterio

skaičiavimo schemą, varomasis būgnas, schemoje pažymimas, dalį jo

užbrūkšniuojant. Skaičiavimo schemoje nurodomi transporterio posvy-

rio kampai, o kontūras suskirstomas į būdingąsias atkarpas, pažymint

jas skiriančius taškus, pradedant nuo varančiojo būgno nubėgančios

šakos. Pažymimi atstumai tarp tų taškų. Tolesniuose skaičiavimuose,

indekso skaičius reiškia transporterio juostos tašką, kuriam priskiriama

reikšmė. Juostinio transporterio schema ir juostos ir transporterio juos-

tos įtempimo epiūra parodyta 2.11 paveiksle.

2.11 pav. Juostinio transporterio schema ir juostos įtempimo epiū-

ra: l – transporterio būdingąsias atkarpos ilgis; β – transporterio pasvirusios

dalies polinkio kampas; α – būgno gaubimo juosta kampas; v – juostos judė-

jimo greitis m/s; Fmin – juostos minimalus įtempimas; w – pasipriešinimai

juostos judėjimui

1 2 3

4

5 6

7 8 9

L5;6

L6;

7

v

L1;3

L3;4cos

6’ 7’

8’

9’

L1;2 L3;4 L5;6 L6;7 L8;9

1’ 2’

3’

4’

5’

Fnub

W

W

57

Transporterio pagrindinius parametrus rekomenduojama projek-

tuoti tokiu nuoseklumu:

1. Apskaičiuojamas juostos plotis ir preliminariai parenkama

juosta. Jeigu tolesniuose skaičiavimuose pasirodys, kad pasirinktos

juostos stiprumas yra nepakankamas, pasirinkimą reikia patikslinti, ta-

čiau visų skaičiavimų nekartoti.

2. Apskaičiuojami transporterio varančiojo ir įtempimo būgnų

skersmenys, pagal tai parenkami varantysis būgnas ir įtempimo būgnai.

3. Apskaičiuojame pasipriešinimus juostos judėjimui, apėjimo

apie kontūrą metodu, nustatant juostos įtempimą visų atkarpų būdin-

guosiuose taškuose.

F1= Fnub;

F2 = F1+W1-2 ;

F3 - F2 Kp ;

F4= F3 + W3-4 ;

F5 = F4KP ;

F6 = F5 + W4 ;

F7 - F6 + W6-7;

F8 =F7 + F6 KP ;

F9 = F8 + W8-9 ;

F9 = Fužb.

Juostos judėjimo pasipriešinimai transporterio charakteringose at-

karpose W apskaičiuojami pagal 2.2.3 skyrelyje išdėstytą metodiką.

Įrašius konkrečias reikšmes, randama užbėgančiosios juostos ša-

kos įrąža:

Fužb= Fnub+ W , (2.71)

čia W – juostos judėjimo visų pasipriešinimų suma.

Kad juosta neprabuksuotų ant varančiojo būgno, ji turi atitikti Ei-

lerio sąlygą:

,eFF nubužb (2.72)

čia μ – trinties koeficientas tarp juostos ir būgno paviršių (žr. 3.11 lent.);

α – būgno gaubimo kampas radianais.

Išsprendus (2.71) ir (2.72) lygčių sistemą, nustatomas nubėgančios

nuo varomojo būgno šakos įtempimas, o pridedant pasipriešinimus kiek-

vienoje transporterio atkarpoje, randamas juostos įtempimas visuose

charakteringuose taškuose.

58

Braižoma juostos įtempimo epiūra, pažymėtuose taškuose pagal

mastelį atidėdami charakteringų taškų ilgius ir apskaičiuotas juostą

veikiančias jėgų reikšmes (žr. 2.11 pav.).

4. Nustatomas juostos minimalus įtempimas darbinėje šakoje.

Faktiškas juostos įlinkis apskaičiuojamas pagal šią lygtį:

2

min( ) / (8 ) [ ] ,j d maksy q q gl F y (2.73)

čia ld – atstumas tarp atraminių ritinėlių m.

Transportuojant vienetinius ir gabalinius krovinius pasirenka-

mos minimalios leistino įlinkio reikšmės. Kai skaičiuotinas juostos

įlinkis viršija leistinas reikšmes, pagal (2.73) lygtį apskaičiuojamas

būtinas minimalus juostos įtempimas darbinėje juostos šakoje. Šiuo

atveju juostos įtempimą būdinguose taškuose būtina patikslinti įverti-

nant apskaičiuotą juostos minimalų įtempimą darbinėje (apkrautoje)

šakoje.

5. Pasirinktos juostos stiprumas tikrinamas pagal šią lygtį:

/ ( ) [ ]sl maks slK F Bz K , (2.74)

čia [K]sl – maksimali leistina darbinė gumuoto audinio sluoksnio ap-

krova N/mm (žr. 2.7 lent.);

z – sluoksnių skaičius.

6. Nustatomas juostos lyginamasis spaudimas į labiausiai apkrau-

tą būgną (žr. 2.58 formulę).

7. Apskaičiuojama reikaliama elektros variklio galia:

/sk tP KFv , (2.75)

čia K – atsargos koeficientas, įvertinantis nenumatytus pasipriešini-

mus, perkrovas. K = 1,1-1,2;

v – juostos judėjimo greitis m/s;

η – transporterio pavaros naudingumo koeficientas;

Ft – apskritiminė būgno traukos jėga N.

( ).t p užb nubF K F F (2.76)

Iš elektras variklio katalogų parenkamas bendrosios paskirties

elektros variklis, kurio galingumas Pev ≥ Psk.

8. Projektuojami transporterio mazgai, parenkama rėmo konst-

rukcija.

59

9. Pasirenkama juostos įtempimo mechanizmo konstrukcija, pa-

gal žinomas mašinų elementų stiprumo lygtis apskaičiuojami pagrindi-

niai mechanizmo detalių parametrai.[12,18]

10. Transporterių velenai ir guoliai projektuojami pagal žinomus

mašinų elementų projektavimo principus, kai žinomos veikiančios ap-

krovos apskaičiuotos šiame skyrelyje [15].

2.2.5. Grandiklinių transporterių projektavimas

Grandiklinį transporterį sudaro nejudamas atviras arba uždaras

lovys, išilgai kurio juda begalinė grandinė su pritvirtintais grandikliais,

pavara, varančioji ir varomoji žvaigždutės, įtempimo įtaisas, krovinio

pakrovimo ir iškrovimo angos. Kartais grandiklinių transporterių konst-

rukcijose naudojamos nukreipimo žvaigždutės, rankinės arba automati-

nės krovinio išleidimo sklendės, grandinę su grandikliais palaikančios

dalys, apsauginės sklendės kroviniui išpilti ir t. t.

2.12 pav. Grandiklinio transporterio bendras vaizdas: 1 – motore-

duktorius (pavara); 2 – rėmas su privirtintu loviu; 3 – transportuojamo krovinio

išleidimo sklendė; 4 – grandinė su grandikliais; 5 – sraigtinis grandinės įtem-

pimo mechanizmas; 6 – krovinio pakrovimo anga; 7 – krovinio iškrovimo an-

ga; 8 – grandinę su grandikliais palaikantis ritinėlis; 9 – apsauginė sklendė

kroviniui išpilti [19]

6

7

8

9

60

Klasifikacija. Grandikliniai transporteriai skirti biriems krovi-

niams transportuoti, tačiau specialios konstrukcijos naudojami vieneti-

niams kroviniams gabenti. Konstrukcijos paprastumas ir galimybė pri-

taikyti įvairius techninius sprendimus lemia grandiklinių transporterių

universalumą, įvairovę ir paplitimą. Šiuo metu tai vieni iš dažniausiai

naudojamų ir plačiausiai paplitusių transporterių. Jie klasifikuojami

pagal įvairius požymius:

pagal padėtį erdvėje: horizontalūs, pasvirę ir kombinuotos kon-

figūracijos;

pagal naudojamų grandinių skaičių: su viena arba dviem lygia-

grečiai dirbančiomis grandinėmis;

pagal konstrukciją: paprasti ir specialios konstrukcijos arba pa-

skirties (skreperiniai-grandikliniai, strypinis-grandiklinis, vamzdiniai-

grandikliniai, plokšteliniai-grandikliniai ir t. t.);

pagal naudojimą: stacionarūs, pervežami, įmontuoti į kitas ma-

šinas.

Lyginant su kitais transportavimo įrenginiais, grandikliniams

transporteriams būdingi privalumai:

• paprasta konstrukcija;

• nesudėtinga eksploatacija;

• gali būti įvairios paskirties ir konfigūracijos;

• pigūs.

Grandiklinių transporterių trūkumai:

mechaniškai žaloja lengvai pažeidžiamą krovinį;

triukšmingi;

savaime neišsivalo;

ribojamas transporterio ilgis – retai gaminami ilgesni kaip 50–

60 m.

Grandikliniuose transporteriuose transportuojamas krovinys per-

stumiamas uždaru arba atviru loviu. Dažniau naudojami uždari loviai.

Jie yra saugesni, mažesnis pavojus užteršti krovinį, apsaugo nuo kritu-

lių, transportavimo nuostolių (išsibarstymo). Transporterio loviai suvi-

rinami arba štampuojami iš 3–6 mm storio lakštinio plieno, o transpor-

teriuose su apvaliais grandikliais naudojami standartiniai vamzdžiai.

Gaminamos 2–4 m ilgio lovio sekcijos, iš kurių vėliau surenkamas

transporteris.

61

Krovinys gali būti uždedamas bet kurioje transporterio vietoje, o

iškaunamas per angą ties galine žvaigždute lovio pabaigoje arba per

lovio dugne specialiai įrengtas angas su rankiniu arba automatiniu būdu

valdomomis sklendėmis. Lovio viduje transportuojamas krovinys per-

stumiamas traukos elementu, kurį sudaro grandinė arba lynas su pritvir-

tintais grandikliais (2.13 ir 2.14 pav.).

a b

c d

e f

2.13 pav. Grandiklinių transporterių traukos elementai: a – plokšte-

linė grandinė su ištisiniais grandikliais; b – ritininė grandinė su guminiais

grandikliais; c – įvorinė grandinė su gembiniu grandikliu; d – grandinė su kon-

tūriniais grandikliais; e – transporterio su dviem grandinėmis fragmento sche-

ma; f – lynas su vamzdinio-grandiklinio transporterio grandikliu

62

Slinkdami lovio dugnu grandikliai stumia krovinį link iškrovimo

angos. Tuo pačiu metu viršutine lovio dalimi traukos elementas grįžta

atgal. Tokios konstrukcijos grandikliniuose transporteriuose krovinys

perstumiamas lovio dugnu, apatine traukos elemento šaka. Tačiau kro-

vinys taip pat gali būti transportuojamas lovio viršutine dalimi, kai kro-

viniui perstumti naudojama viršutinė traukos elemento šaka, arba vienu

metu lovio viršutine ir apatine dalimis, kai krovinys tuo pačiu metu per-

stumiamas viršutine ir apatine traukos elemento šakomis. Šitaip trans-

portuojamas gali būti vienas krovinys arba du skirtingi kroviniai.

Grandikliniuose transporteriuose dažniausiai naudojamos plokšte-

linės, kablinės ir išardomos grandinės, rečiau suvirintos grandinės ir

lynai. Atsižvelgiant į transporterio plotį, traukos elementas būna su vie-

na arba dviem grandinėmis. Ne platesniuose kaip 400–500 mm pločio

transporteriuose rekomenduojama naudoti vieną grandinę, o didesnio

pločio transporteriuose – dvi grandines. Suvirintos grandinės ir lynai

yra lankstesni. Todėl jie dažniau naudojami kombinuotos konfigūraci-

jos transporteriuose. Traukos elementams su lynais prioritetas taip pat

suteikiamas mažo skersmens vamzdiniuose-grandikliniuose transporte-

riuose, nes lynas užima mažesnę vamzdžio skerspjūvio ploto dalį nei

grandinė.

a b

2.14 pav. Skreperinio-grandiklinio (a) ir strypinio-grandiklinio (b)

transporterių traukos elementai. Pastaba: traukos elementas su grandikliais

atlieka slenkamąjį-grįžtamąjį judesį, kiekvieną kartą pastumdamas krovinį į

priekį transportavimo kryptimi.

Transportuojamam kroviniui perstumti prie grandinės arba lyno

tvirtinami ištisiniai ir kontūriniai grandikliai. Ištisiniai grandikliai esti

63

aukšti ir žemi. Aukštų grandiklių aukštis mažai skiriasi nuo lovio aukš-

čio, o žemų – 3–6 kartus mažesnis už lovio aukštį. Jie gaminami iš plas-

tiko, gumuoto diržo, plieno, medžio ir pan. Grandiklio tipas pasirenka-

mas atsižvelgiant į transportuojamo krovinio savybes ir transporterio

ypatumus. Nuo to priklauso krovinio judėjimo lovyje būdas. Transpor-

teriais su aukštais grandikliais krovinys perstumiamas atskiromis porci-

jomis, o transporteriais su žemais ir kontūriniais grandikliais – ištisiniu

srautu, užpildančiu beveik visą lovelio skerspjūvį. Tačiau traukos ele-

mento su žemais arba kontūriniais grandikliais judėjimo greitis yra di-

desnis už krovinio perstūmimo greitį. Dėl šios priežasties šių tipų gran-

dikliai naudojami birioms medžiagoms transportuoti, kurios nelinkusios

sukibti ar sulipti.

Grandikliai. Grandiklinių transporterių grandikliai yra ištisiniai,

kontūriniai ir plieniniai, gumuoto diržo arba standžios gumos. Reko-

menduojami grandiklių matmenys: h/B = 1/(2,5 - 4); grandiklių išdės-

tymo žingsnis a = (1 - 3)B. Transportuojant gabalines medžiagas

B ≥ 2 a’maks. Grandikliai dažniausiai tvirtinami prie grandinės, kuri

traukiama žvaigždutės, kurios krumplių skaičius ne mažesnis, kaip

zmin = 6–10. Žvaigždutės dalijamojo apskritimo skersmuo:

Dd = p/(sin π/z), (2.77)

čia p – grandinės žingsnis.

Pradiniai duomenys, projektuojant grandiklinius transporterius, es-

ti našumas, transportuojamo krovinio savybės, transportavimo atstu-

mas. Atliekant projektinius skaičiavimus nustatomi lovio skerspjūvio

matmenys, apskaičiuojamos grandinės įtempimo jėgos būdinguose taš-

kuose, parenkama grandinė, apskaičiuojama reikiama variklio galia ir

parenkama pavara, atliekami pagrindinių transporterio elementų stip-

rumo skaičiavimai.

Grandiklinius transporterius rekomenduojama projektuoti tokiu

nuoseklumu:

Grandiklinio transporterio pagrindinių technologinių matme-

nų nustatymas. Jo metu apskaičiuojami grandiklio lovio ir grandiklio

matmenys. Grandiklinio transporterio lovys projektuojamas atsižvel-

giant į transporterio našumą. Todėl lovio skerspjūvio matmenys – plotis

ir aukštis – nustatomi pagal grandiklinių transporterių našumo skaičia-

vimo lygtį:

64

,3600 2

1 vkhkQ (2.78)

čia Q – transporterio našumas t/h;

k – lovio pločio ir aukščio santykio koeficientas:

4..21

1 h

Bk ; (2.79)

1B ir 1h – lovio vidinis (darbinis) plotis ir aukštis m;

– lovio užpildymo koeficientas (2.18 lent.);

k – transporterio posvyrio kampo koeficientas (2.18 lent.);

v – rekomenduojamas grandinės su grandikliais judėjimo greitis:

grūdams – iki 1,0 m/s, šakniavaisiams – 0,3–0,5 m/s, miltams ir mėš-

lui – 0,5–1,0 m/s;

– krovinio tankis t/m3.

2.18 lentelė. Koeficientų ir k reikšmės

Krovinys k , kai transporterio posvyrio kampas laipsniais

0 10 20 30 35 40

Birus 0,5–0,6 1,0 0,85 0,65 0,5 - -

Mažai birus,

gabalinis 0,7–0,8 1,0 1,0 1,0 0,75 0,6 0,5

Rekomenduojama, kad projektuojamos grandiklinio transporterio

lovio aukštis būtų ne mažesnis kaip 80–100 mm ir 2–4 kartus mažesnis

nei pasirinktas lovio plotis. Neatitinkant šių sąlygų, keičiamas pasirink-

tas grandinės su grandikliais judėjimo greitis, lovio plotis arba kiti pa-

rametrai ir skaičiavimai kartojami.

Vamzdinių-grandiklinių transporterių našumas ir vamzdžio vidinis

skersmuo: 23600

;4

vD vQ

(2.80)

4,

3600v

QD

v

(2.81)

čia vD – vamzdžio vidinis skersmuo m;

– vamzdžio užpildymo koeficientas: = 0,8–0,9.

65

Pagal 2.81 lygtį apskaičiavus vamzdinio-grandiklinio transporterio

vamzdžio vidinį skersmenį, parenkamas standartinio skersmens vamz-

dis, artimiausias apskaičiuotai reikšmei.

Traukos elemento skaičiavimai. Traukos elementą sudaro gran-

dinė arba lynas ir grandikliai. Jį projektuojant apskaičiuojamas grandik-

lio plotis ir aukštis, išdėstymo žingsnis ir preliminariai parenkama

grandinė.

Pirmiausia nustatomi grandiklių matmenys. Jie apskaičiuojami at-

sižvelgiant į grandiklinio transporterio lovio matmenis:

1 25...50 ;gh h (2.82)

1 10...20 ;gB B (2.83)

10...15 ,g vD D (2.84)

čia hg – grandiklio aukštis m;

Bg – grandiklio plotis m;

Dg – vamzdinio-grandiklinio transporterio grandiklio skersmuo m.

Transporterių su aukštais grandikliais ir atviru loviu grandikliai ga-

li būti aukštesni arba žemesni už transporterio lovį. Todėl 2.82 lygtyje

yra „“ ženklas.

Grandiklių išdėstymo žingsnis priklauso nuo transportuojamo kro-

vinio, naudojamo grandiklio tipo, transporterio konfigūracijos ir gran-

dinės žingsnio. Pirmiausia yra nustatoma grandiklių išdėstymo žingsnio

orientacinė reikšmė:

2...4 ,g gp h (2.85)

čia pg – grandiklių išdėstymo žingsnis m.

Tuomet preliminariai iš katalogų parenkama grandinė. Grandiklių

žingsnis privalo būti kartotinis grandinės žingsniui:

,gp k p (2.86)

čia p – preliminariai parinktos grandinės žingsnis m;

k – sveikas skaičius, k = 1, 2, 3, 4 ir t. t.

Iš 2.85 lygties apskaičiuojama faktinė koeficiento k reikšmė:

.gp

kp

(2.87)

Gauta reikšmė suapvalinama iki artimiausio sveiko skaičiaus ir

pagal 2.85 lygtį patikslinamas grandiklių žingsnis.

66

Projektuojant vamzdinius-grandiklinius transporterius, grandiklių

žingsnis apskaičiuojamas pagal parinkto vamzdžio vidinį skersmenį

arba preliminariai parinktos grandinės žingsnį: '

1 2 ,g vp k p k D (2.88)

čia D‘v – parinkto vamzdžio vidinis skersmuo m;

k1 ir k2 – koeficientai, priklausantys nuo transporterio konfigūraci-

jos: transporterių su tiesialinijine trasa (horizontalių ir nuožulnių) –

k1 = 2–6, k2 = 2–3; transporteriams su vertikaliais ruožais ir su kombi-

nuotomis trasomis – k1 = 2–4, k2 = 1.

Lyginamųjų apkrovų nustatymas. Projektuojant grandiklinius

transporterius įvertinamos dviejų tipų lyginamosios apkrovos – krovi-

nio ir judančių dalių. Jos parodo, kokia krovinio ir traukos elemento

masė tenka vienam metrui transporterio.

Krovinio lyginamoji apkrova skaičiuojama pagal šią lygtį:

  ,3,6

Qq

v

(2.89)

čia q – krovinio lyginamoji apkrova kg/m.

Transporterio judančių dalių (traukos elemento) lyginamoji apkro-

va, kai naudojami aukšti grandikliai:

  ,j jq k q (2.90)

čia qj – judančių dalių lyginamoji apkrova kg/m;

kj – proporcingumo koeficientas: transporteriams su viena grandi-

ne – kj = 0,5–0,6; transporteriams su dviem grandinėmis – kj = 0,6–0,8.

Transporterio judančių dalių lyginamoji apkrova, kai naudojami

žemi grandikliai:

( )6 ,

30

grand h

j

B L Hq

(2.91)

čia Bgrand – grandinės grandies plotis m;

– krovinio tankis t/m3;

Lh – transporterio projekcijos ilgis horizontalioje plokštumoje m;

H – krovinio kėlimo aukštis m.

Vamzdinio transporterio judančių dalių lyginamoji apkrova qj pasi-

renkama nuo 8 iki 18 kg/m, kai dalijamasis vamzdžio skersmuo 108–

219 mm.

67

Pasipriešinimo judėjimui jėgų skaičiavimas. Transporterio pasi-

priešinimas judėjimui įvertinamas apėjimo apie kontūrą metodu. Tai-

kant šį metodą transporterio trauklės kontūras būdingais taškais, žymint

juos skaitmenimis, suskirstomas į atkarpas. Dažniausiai žymėjimas

pradedamas nuo ten, kur grandinė nubėga nuo varančiosios žvaigždutės

(2.15 pav.) (čia pažymimas pirmasis taškas). Kiti būdingi taškai žymi-

mi ten, kur keičiasi traukos elemento judėjimo kryptis, apkrova, gran-

dinė užbėga ant žvaigždutės arba nubėga nuo žvaigždutės. Baigus

skirstyti transporterio trauklę į atkarpas, pažymimi atstumai tarp bū-

dingų taškų. Tolesniuose skaičiavimuose nustatomos grandinės įtem-

pimo jėgos visuose pažymėtuose būdinguose taškuose (prie naudojamų

simbolių rašomas indekso skaičius reiškia transporterio traukos elemen-

to vietą (būdingą tašką)).

2.15 pav. Grandiklinio transporterio principinė skaičiavimo schema

Pirmiausia pasirenkama minimali grandinės įtempimo jėga Fmin

mažiausiai apkrautame taške, t. y. pirmajame būdingame taške. Pasi-

renkama, kad F1 = Fmin = 2,5–3,0 kN. Projektuojant vamzdinius-

grandiklinius transporterius minimali grandinės įtempimo jėga pasiren-

kama F1 = Fmin = 0,5–2,0 kN.

Atsižvelgiant į projektuojamo transporterio konstrukciją, grandinės

įtempimo jėgose skaičiuojamos kituose pažymėtuose būdinguose taš-

kuose:

2 1 1 2  ;F F W (2.92)

3 2 2 3  ;F F W (2.93)

4 3 3 4  ,F F W (2.94)

68

čia F1, F2, F3 ir F4 – grandinės įtempimo jėgos charakteringuose taš-

kuose N;

W1-2, W2-3 ir W3-4 – pasipriešinimo judėjimui jėgos atitinkamose at-

karpose: 1–2 – tuščioje (neapkrautoje) transporterio atkarpoje, 2–3 –

gaubiant žvaigždutę, 3-4 – apkrautoje transporterio atkarpoje N.

Apkrautoje transporterio atkarpoje pasipriešinimo judėjimui jėga

apskaičiuojama pagal lygtį:

  ,a h k j g jW g L q w q w g H q q (2.95)

čia Wa – pasipriešinimo judėjimui jėga apkrautoje transporterio atkar-

poje N;

Lh – skaičiuojamos transporterio atkarpos projekcijos ilgis horizon-

talioje plokštumoje m;

q – krovinio lyginamoji apkrova kg/m;

qj – judančių dalių lyginamoji apkrova kg/m;

wk – krovinio pasipriešinimo judėjimui transporterio lovyje koefi-

cientas (2.19 lentel.);

wg – traukos elemento pasipriešinimo judėjimui transporterio lovy-

je koeficientas (2.19 lentel.);

H – krovinio kėlimo aukštis m.

2.19 lentelė. Krovinio ir grandinės pasipriešinimo judėjimui koefi-

cientai [12]

Grandiklinio

transporterio tipas

Pasipriešinimo judėjimui koeficientai

wk wg

Su ištisiniais

aukštais ir žemais

grandikliais

1,1·f‘ (f‘ – krovinio

trinties koeficientas

judant, žr. 1.1 lent.)

0,1–0,13 – grandinės su ratu-

kais;

0,25–0,4 – grandinės be ratukų

Vamzdiniai-

grandikliniai

0,6–0,7 – horizontalaus

ruožo;

2,5–3 – vertikalaus ruožo

0,3–0,5 – plieninio vamzdžio ir

plieninio arba plastmasinio

grandiklio;

0,5–0,6 – gumuoto grandiklio

Tuščioje (neapkrautoje) transporterio atkarpoje pasipriešinimo ju-

dėjimui jėga nustatoma pagal šią lygtį:

  ,t j g hW g q w L H (2.96)

čia Wt – pasipriešinimo judėjimui jėga tuščioje (neapkrautoje) transpor-

terio atkarpoje N.

69

Formulėse 2.95 ir 2.96 ženklas „+“ rašomas, kai krovinys ir trau-

kos elementas juda nuožulniai aukštyn, o ženklas „–“ – nuožulniai že-

myn. Jei krovinys transportuojamas horizontaliai, tai H = 0.

Gaubiant trauklei žvaigždutę, pasipriešinimo judėjimui jėga įverti-

nama pagal šią lygtį:

  1 ,ž užb žW F K (2.97)

čia: Wž – pasipriešinimo judėjimui jėga gaubiant žvaigždutę N;

Fužb – grandinės įtempimo jėga būdingame taške, simbolizuojan-

čiame žvaigždutės gaubimo su traukte pradžią N;

Kž – vietinių pasipriešinimų koeficientas: Kž = 1,05–1,07, kai

grandinė gaubia žvaigždutę 180o kampu; Kž = 1,03–1,05, kai grandinė

gaubia žvaigždutę 90o kampu.

Apskaičiuojama transporterio varančiosios žvaigždutės apskritimi-

nė jėga – jėga, reikalinga traukos elementui patraukti:

4 1 ,t užb nub ž žF F F W F F W (2.98)

čia Ft – apskritiminė jėga, N;

Fužb ir Fnub – grandinės įtempimo jėga būdinguose taškuose, simbo-

lizuojančiuose varančiosios žvaigždutės gaubimo su traukte pradžią ir

pabaigą (4.2 paveiksle pateiktoje schemoje atitinkamai grandinės įtem-

pimo jėgos taškuose 4 ir 1), N;

Wž – pasipriešinimo judėjimui jėga gaubiant varančiąją žvaigždutę,

N. Apskaičiuojama pagal lygtį 2.97.

Traukos elemento projektavimas baigiamas anksčiau preliminariai

parinktos grandinės arba lyno patikrinamaisiais skaičiavimais. Nusta-

čius traukos elemento įtempimo jėgas charakteringuose taškuose, yra

žinomos grandinę (lyną) veikiančios jėgos. Todėl galima įvertinti jos

stiprumą ir atlikti trūkimo tikrinamuosius skaičiavimus:

1 2 ;tr skaičF K K F (2.99)

1 2 max ,skaič dinF K K F F (2.100)

čia Ftr – grandinės (lyno) trūkimo jėga (jos reikšmės nurodytos parin-

kimo kataloguose (standartuose)) N;

K1 – grandinės (lyno) stiprumo atsargos koeficientas: K1 = 5–8, kai

transporteris horizontalus; K1 = 8–10, kai transporteris nuožulnus;

K1 = 10–15, kai transporterio trasa kombinuota;

70

K2 – grandinių (lynų) kiekį traukos elemente įvertinantis koeficien-

tas: K2 = 1, kai traukos elemente yra viena grandinė (lynas); K2 = 0,6,

kai traukos elemente yra dvi ir daugiau grandinių (lynų);

Fskaič – grandinę (lyną) veikianti jėga N;

Fmax – didžiausia grandinę (lyną) veikianti statinė jėga, t. y. didžiau-

sia traukos elementą charakteringame taške veikianti įtempimo jėga N;

Fdin – grandinę veikianti dinaminė jėga (ji įvertinama tik tuomet,

jei traukos elemente yra naudojama grandinė ir jos judėjimo greitis

v > 0,2 m/s) N: 2

2

60 ( );

j

din

v L q K qF

z p

(2.101)

čia L – transporterio ilgis m;

K – transporterio ilgį įvertinantis koeficientas: K = 2, kai L < 20 m;

K = 1,5, kai L = 20–60 m; K = 1, kai L > 60 m;

z – varančiosios žvaigždutės krumplių skaičius;

p – grandinės žingsnis m.

Jei neatitinka 2.99 sąlyga, preliminariai parinkta grandinė (lynas)

yra per silpna, tuomet parenkama stipresnė grandinė (lynas) arba trau-

kos elementas komplektuojamas su daugiau nei viena grandine. Patikri-

namieji grandinės (lyno) stiprumo skaičiavimai pakartojami.

Transporterio galios nustatymas. Žinant apskritiminę jėgą, nu-

statoma reikiama elektros variklio galia:

,tsk

K F vP

(2.102)

čia Psk – reikiama elektros variklio galia W;

K – galios atsargos koeficientas: K =1,2;

v – traukos elemento judėjimo greitis, m/s;

– transporterio pavaros naudingumo koeficientas. Apytiksliai

pasirenkamas atsižvelgiant į pageidaujamą transporterio pavaros konst-

rukciją ir sudėtį: η = 0,97 – vienlaipsniam krumpliniam reduktoriui;

η = 0,96 – dvilaipsniam krumpliniam reduktoriui; η = 0,95 – atvirai

grandininei pavarai.

Tuomet apskaičiuojamas transporterio varančiosios žvaigždutės

kampinis greitis ir sukimosi dažnis:

2 ;ž

v

z p

(2.103)

71

30 ,ž

žn

(2.104)

čia ž – varančiosios žvaigždutės (veleno) kampinis greitis rad/s;

z – varančiosios žvaigždutės krumplių skaičius: pasirenkamas

z = 6–13;

p – grandinės žingsnis m;

nž – varančiosios žvaigždutės (veleno) sukimo dažnis 1/min.

Pagal katalogą parenkamas motoreduktorius arba elektros variklis

su reduktoriumi. Motoreduktorius renkamas atsižvelgiant į apskaičiuotą

elektros variklio galią Psk ir varančiosios žvaigždutės (veleno) sukimosi

dažnį nž. Faktinis parinkto motoreduktoriaus varomojo (išeinančio) ve-

leno sukimosi dažnis negali būti didesnis arba mažesnis už apskaičiuotą

reikiamą varančiosios žvaigždutės (veleno) sukimosi dažnį nž daugiau

kaip 5 , o komplektacijoje esančio elektros variklio galia – mažesnė

už apskaičiuotą reikiamą elektros variklio galią Psk.

Įtempimo įtaiso projektavimas. Grandikliniuose transporteriuose

dažniausiai įrengiami sraigtiniai įtempimo įtaisai. Jų konstrukcija ana-

logiška kaip ir juostiniuose transporteriuose.

Įtempimo įtaisą veikianti jėga ir mažiausia eiga apskaičiuojamos

pagal šias lygtis:

;įt užb nubF K F F (2.105)

1,6 ,S p (2.106)

čia Fįt – įtempimo įtaisą veikianti jėga N;

K – atsargos koeficientas: pasirenkamas K = 1,1–1,3;

Fužb ir Fnub – traukos elemento įtempimo jėga būdinguose taškuose,

simbolizuojančiuose varančiosios žvaigždutės gaubimo su traukle pra-

džią ir pabaigą, N;

S – mažiausia įtempimo įtaiso eiga m;

p – grandinės žingsnis m.

2.2.6. Kaušinių elevatorių projektavimo pagrindai

Kaušiniai elevatoriai skirti biriems ir smulkiagabaritiniams krovi-

niams transportuoti vertikalia kryptimi arba didesniu negu 70° posvyrio

kampu. Elevatoriais transportuojami birūs kroviniai (miltai, grūdai, dur-

pės, šakniavaisiai smėlis ir pan.). Lentyniniais ir lopšiniais elevatoriais

72

transportuojami vienetiniai kroviniai. Kaušinių elevatorių paprasta konst-

rukcija, yra galimybė transportuoti birius krovinius vertikalia kryptimi,

galima pasemti birius krovinius iš sampilo, atvira apatinė galvutė.

Trūkumai: netinkami transportuoti lipnias medžiagas, nepatogus

pavaros mechanizmo, sumontuoto viršutinėje dalyje, aptarnavimas.

Klasifikacija. Pagal konstrukciją elevatoriai skirstomi į kaušinius,

lentyninius ir lopšininius (2.16; 2.17 pav.). Pagal naudojamą elevatoriu-

je traukos elementą – juostinius, grandininius su viena grandine, gran-

dininius su dviem grandinėmis. Pagal iškrovimo būdą – greitaeigiai su

išcentriniu iškrovimu ir lėtaeigiai su gravitaciniu iškrovimu. Pagal pa-

skirtį elevatoriai skirstomi į stacionarius, pervežamus ir įmontuojamus į

kitas mašinas.

a b

2.17 pav. Elevatorius principinė schema: a – lentyninis elevatorius,

b – lopšinis elevatorius

Kaušai. Elevatoriuose kaušai (2.18 pav.)dažniausiai varžtais su

paslėpta galvute arba kniedėmis tvirtinami prie gumuoto audinio juos-

tos arba plokštelinės grandinės. Grandinės paprastai naudojamos di-

delio našumo elevatoriuose, kuriais transportuojami smulkūs gabaliniai,

taip pat ir karšti kroviniai. Elevatoriuose naudojami gilūs, seklūs ir

smailiakampiai kaušai. Kaušų matmenys pateikti 2.20 ir 2.21 lentelėje.

73

Pagrindiniai kaušų parametrai:

• talpa – i, l;

• sėmimo kampas – α;

• nupjovimo kampas – β;

• gylis – h;

• plotis – b;

• išsikišimas – l.

Transportuojant gabalinius krovinius l ≥ x amaks;

b ≥ 1,5 amaks ;

x =2 – 2,5 (nerūšiuotų krovinių);

xrūš.= (4 –5) (rūšiuotų krovinių)

2.18 pav. Elevatoriaus kaušai ir jų tvirtinimas prie juostos

Kaušai gali būti prikraunami keliais būdais: krovinys kaušais se-

miamas iš krūvos; krovinys semiamas iš elevatoriaus galvutės, gau-

biančios apatinį būgną (žvaigždutę); kaušai pripildomi tiesiaeigiame

kelyje, krovinys semiamas iš galvutės kaušais. Juostos dažniausiai nau-

dojamos greitaeigiuose elevatoriuose milteliniams, grūdiniams ir smul-

kiagabaliniams kroviniams, kurių pasipriešinimas sėmimui nedidelis,

gabenti. Elevatoriaus kaušo tipai ir kaušų greitis parenkami priklauso-

mai nuo transportuojamo krovinio charakteristikos(2.20 lentelė).

2.19 pav. Greitaeigio kaušinio elevatoriaus juosta su atvirais kau-

šais, skirta gerai byrantiems kroviniams. Kas dešimtas kaušas daromas

uždaras, t. y. įprastos konstrukcijos. Žymėjimai kaip ir 2.18 paveiksle.

Pradiniai duomenys, projektuojant kaušinius elevatorius, yra

našumas, transportuojamo krovinio charakteristikos, transportavimo

aukštis. Atliekant projektinį skaičiavimą, parenkamas elevatoriaus tipas,

74

nustatomas kaušų iškrovimo būdas, kaušų matmenys, būdinguose taš-

kuose apskaičiuojamos juostos su kaušais (grandinės) įtempimo jėgos,

parenkamas traukos elementas, apskaičiuojamas reikiamam variklio

galingumas, parenkama pavara, stabdis, atliekamas svarbiausių trans-

porterio elementų stiprumo skaičiavimas.

Kaušinio elevatoriaus našumas. Q kg/s Apskaičiuojamas pagal

2.107 lygtį:

Q = ψρv i/pk, (2.107)

čia i – kaušų talpa l;

ψ – kaušų pripildymo koeficientas (žr. 5.1 lent.);

ρ – krovinio tankis t/m3 ;

pk – kaušų išdėstymo žingsnis m.

2.20 lentelė. Elevatoriaus tipo ir traukies judėjimo greičio parin-

kimo rekomendacijos

Krovinio tipas Rekomen-duojamas

elevatoriaus tipas

Kaušo tipas

Kaušo pripildymo

koeficientas

Greitis m/s

juostos grandi-

nės

Sausas dulkantis Lėtaeigis, gravita-cinio iškrovimo

Gilus 0,85 – 0,63–0,8

Greitaeigis išcent-rinio iškrovimo

Gilus 0,8 1,25– 2,3 _

Greitaeigis išcent-rinio iškrovimo

Seklus 0,85 1,0–1,4

Dulkantis ir smulkiagrūdis, drėgnas ir lipnus

Greitaeigis išcent-rinio iškrovimo

Seklus 0,6 1,0–2,0 0,8–2,0

Grūdinis ir smulkiagabalinis, mažai abrazyvus

Greitaeigis išcent-rinio iškrovimo

Gilus 0,8 1,25–2,0 1,0–1,6

Grūdinis ir smul-kiagabalinis, abrazyvus

Lėtaeigis gravita-cinio

Smailia- kampis

0,8 0,4–0,8 0,4–0,63

Greitaeigis išcent-rinio iškrovimo

Gilus 0,8 1,0–2,0 –

Vidutinio rupumo Greitaeigis išcent-rinio iškrovimo

Gilus specialus

0,6–0,8 0,6–0,4 0,5–0,2

Jeigu našumas žinomas, apskaičiuojama kaušų talpa litrais ir pagal

tai iš 2.22 lentelės parenkami kaušai:

75

v

pQi k

. (2.108)

Rekomenduojamas kaušinių elevatorių projektavimo nuoseklumas.

2.21 lentelė. Elevatorių kaušų tipai ir pagrindiniai parametrai [4, 10, 11]

Kaušai

Kaušų

žymėjimas

tipas

Kaušų vidiniai matmenys Talpa iki

x-x lini-

jos

Kaušų

žingsnis

mm b l h r

Gilūs

G 100

75 80 20 0,2 200

125 90 95 30 0;4 320

160 105 110 35 0,6 320

200 125 135 40 1,3 400

250 140 150 45 2.0 400

320 175 190 55 4,0 500

400 195 210 60 6,3 500

500 235 255 75 12,0 630

650 250 265 85 16,8 630

Seklūs

S 100 50 65 25 0,1 200

125 65 85 30 0,2 320

160 75 100 35 0,35 320

200 95 130 40 0,75 400

250 120 160 55 1.4 400 320 145 190 70 2,7 500

400 170 220 85 4,2 500

500 195 250 100 6.8 630

650 225 285 115 11,5 630 Smailiakampiai

Sm 160 105 155 - 0,65 160

200 125 195 - 1,3 200 250 141 195 - 2,0 200 320 165 245 - 4.0 250

400 225 310 - 7,8 320

Apskaičiuojami kaušinių elevatorių pagrindiniai parametrai ir nu-

statomas reikiamas galingumas sukimui apėjimo apie kontūrą metodu:

1. Priklausomai nuo krovinio 2.20 lentelėje pasirenkamas elevato-

riaus tipas, kaušų tipas ir jo greitis, kaušo pripildymo koeficientas Ψ.

2. Apskaičiuojamas varančiojo būgno (žvaigždutės) skersmuo.

3. Apskaičiuojamas būgno sukimosi kampinis greitis rad-1

,

76

ω=2v/D.

4. Apskaičiuojama kaušo talpa ir parenkami kaušai, jų išdėstymo

žingsnis (žr. 2.21 lentelė). Jei transportuojami gabaliniai kroviniai, pa-

tikrinama, ar kaušų iškyša atitinka sąlygą 1 amaxKa, čia amax – didžiau-

sias krovinio gabalo matmuo; Ka – į gabalų dydį atsižvelgiantis koefi-

cientas: Ka = 2,0–2,5, kai krovinys nerūšiuotas; Ka = 4,0–4,0, kai krovi-

nys rūšiuotas.

5. Parenkamas juostos arba grandinės tipas. Juostų techninės cha-

rakteristikos pateiktos 2.22 ir 2.23 lentelėse. Juosta turi būti 25–50 mm

platesnė už kaušus. Kai elevatoriuje naudojama grandinė, tai grandinės

žingsnis parenkamas pagal kaušų žingsnį. Elevatoriuose, kurių kaušų

plotis iki 250 mm, naudojama viena grandinė, o kai kaušų plotis dides-

nis – dvi grandinės.

2.22 lentelė. Gumuotų juostų audinio sluoksnių skaičius

Juostos plotis

mm

Sluoksnių skaičius, kai sluoksnio nominalinis stiprumas N/m

55 150 200 300

150; 160

200; 250; 315

400; 450; 500;

560

400

3–6

3–6

3–6

–

3; 4

3; 4

3–5

3–5

3; 4

3; 4

3; 4

3; 4

–

4

–

3; 4

2.23 lentelė. Gumuotų juostų audinio sluoksnių storis

Juostos rodiklai Kai sluoksnio nominalinis stiprumas N/m

55 150 200 300

Juostos sluoksnio mm :

su gumuotu tarpsluoksniu;

1,2 1,3 1,4 1,5

be gumos tarpsluoksnio. 1,0 – – –

Didžiausia leistina sluoksnių

apkrova N/mm

5,5

15

20

30

6. Apskaičiuojama transportuojamo krovinio masė viename metre

q = Q/v kg/m.

7. Nustatoma transporterio traukos elemento su kaušais vieno

metro masė qt kg/m.

77

8. Transporterio traukos elemento kontūras skirstomas į charakte-

ringas atkarpas, pažymint juos skaitmenimis (2.20 pav).

9. Apskaičiuojamos pasipriešinimo jėgos apėjimo apie transporte-

rio kontūrą metodu nustatant traukos elemento įtempimo jėgas pažy-

mėtuose taškuose, nubraižoma traukos elemento apkrovų epiūra. Ma-

žiausia įtempimo jėga veikia taške 2.

F2 ≥ Fmin. (2.109)

Rekomenduojama pasirinkti:

Fmin ≥ 50qg. (2.110)

10. Apskaičiuojame traukos elemento įtempimas būdinguose taš-

kuose 3 ir 1:

F3 = F2kp + c q g, (2.111)

čia kp – vietinių pasipriešinimų koeficientas (1,03–1,05);

c – koeficientas, įvertinantis pasipriešinimą krovinio pasėmimui

(2.24 lentelė).

F4 = F3+(q+qt)gH, (2.112)

čia H– transportavimo aukštis m.

F1=F2+ qt g H. (2.113)

2.24 lentelė. Koeficiento c apytikrės reikšmės

Krovinio rūšis

Elevatoriaus tipas

Juostinis ir vienos grandinės Dviejų grandinių

Kai kaušų greitis m/s

0,5 0,75 1,0 1,25 1,6 0,5 0,75 1,0 1,25 1,6

Dulkantis, milte-

linis, grūdinis 1,5 2,0 2,0 2,5 3,0 1,0 1,2 1,3 1,5 2,0

Vidutinio stam-

bumo ir stambia-

gabaritinis

2,5

3,0

3,0

4,0

5,0

1,5

1,7

1,7

2,5

3,0

Patikrinama, ar juosta nebuksuos ant varančiojo būgno. Turi ati-

tikti šią sąlygą:

F4≤F1eμα

, (2.114)

čia μ – trinties koeficientas tarp juostos ir būgno;

α – varančiojo būgno gaubimo kampas radianais.

78

F2

4

1

3

2

F 3

F

H

3 F1

įt

F4 = Fužb = Fmax

2.20 pav. Kaušinio elevato-

riaus skaičiavimo schema ir trau-

kos elemento apkrovimo epiūra

11. Apskaičiuojama reikiama elektros variklio galia W:

Psk=( F4 – F1)v K/η , (2.115)

čia K – galios atsargos koeficientas;

η – pavaros naudingumo koeficientas.

Parenkamas ne mažesnės galios nei paskaičiuotasis elektros variklis.

2.2.7. Sraigtinių transporterių projektavimas

Klasifikacija. Sraigtinį transporterį sudaro: besisukantis sraigtas

su jį gaubiančiu vamzdžiu (loveliu) ir galios šaltinis (dažniausiai elekt-

ros variklis su pavara) (2.21 pav.). Sraigtinis transporteris skirtas trans-

portuoti birias medžiagas tiesia arba kreivalinijine trajektorija. Trans-

portavimo metu sraigtinis transporteris gali maišyti birias medžiagas,

jas dozuoti ir presuoti.

Tai lengvai montuojami įrenginiai. Uždaro tipo transporteriai tinka

dulkančioms medžiagoms transportuoti. Tačiau sraigtiniai transporteriai

mechaniškai pažeidžia transportuojamą produkciją, yra triukšmingi ir

imlūs energijai.

79

Pagal veikimo principą sraigtiniai transporteriai skirstomi į lėtaei-

gius, kai transportuojamo krovinio dalelės, tarpusavyje maišydamosi

apatinėje lovelio dalyje, sraigto stumiamos slenka išilgai sraigto suki-

mosi ašies, ir greitaeigius, kai transportuojamo krovinio dalelės išcent-

rinių jėgų prispaudžiamos prie transporterio vamzdžio paviršiaus ir

sraigto stumiamos išilgai jo sukimosi ašies. Greitaeigiai sraigtiniai

transporteriai esti vertikalūs arba pasvirę bet kokiu kampu.

Pagal konstrukciją sraigtiniai transporteriai skirstomi į: perneša-

mus; pervežamus ir įmontuotus į kitas mašinas

Pagal padėtį erdvėje sraigtiniai transporteriai skirstomi į: horizon-

talius (lėtaeigiai); pasvirusius; vertikalius (greitaeigiai) ir keičiamo po-

linkio.

2.21 pav. Sraigtinis transporteris

Prie sraigtinių transporterių priskiriami taip pat sraigtiniai trans-

portavimo vamzdžiai (2.22 pav.), nes jų darbinis elementas irgi yra

sraigtinė vija, tik ji pritvirtinama ne prie veleno išorinio paviršiaus, o

prie besisukančio vamzdžio vidinio paviršiaus. Sraigtiniai transporta-

vimo vamzdžiai esti horizontalūs arba pasvirę iki 20º.

2.22 pav. Sraigtinis transportavimo vamzdis: 1 – vamzdis; 2 – palai-

kymo ritinėlis; 3 – ašinio fiksavimo ritinėlis; 4 – variklis; 5 – reduktorius;

6 – krumpliaračiai

80

Pagrindinė sraigtinio transporterio detalė – sraigtas. Juo transpor-

tuojami kroviniai. Sraigtiniuose transporteriuose gali būti ištisiniai,

juostiniai, mentiniai ir spiraliniai sraigtai (2.23 pav).

a b

c d

2.23 pav. Sraigtai: a – ištisinis sraigtas su velenu; b – juostinis sraigtas

su velenu; c – mentinis sraigtas su velenu; d – spiralinis sraigtas ( p – sraigto

žingsnis; D – sraigto skersmuo; d – spiralės skersmuo)

Vienpradžiai sraigtai naudojami horizontaliuose transporteriuose,

dvipradžiai – dažniausiai pasvirusiuose ir vertikaliuose. Sraigtas esti

kairinis arba dešininis.

Labai svarbi sraigto charakteristika – sraigto žingsnis. Jis parodo

kokį atstumą nustumiamas krovinys sraigtiniame transporteryje, jo ve-

lenui apsisukus apie savo ašį vieną kartą. Vienpradžio sraigto žingsnis:

p = π D tg α , (2.116)

čia p – sraigto žingsnis mm;

D – sraigto skersmuo mm;

α – sraigtinės linijos kilimo kampas.

Projektuojant sraigtinius transporterius sraigtinės linijos kilimo

kampas parenkamas didesnis už trinties kampą tarp sraigto paviršiaus

medžiagos ir transportuojamo krovinio.

Žingsnio koeficientas:

Ψ = p / D. (2.117)

81

Projektiniam skaičiavimui rekomenduojamas Ψ = 0,6–1.

Sraigtas sraigtiniame transporteryje sukasi po gaubtu. Gaubtu stu-

miamas krovinys, jis apsaugo transporterio sraigtą nuo sulaužymo, ne-

leisdamas patekti pašalinėms medžiagoms, apsaugo aplinką nuo dulkų,

transportuojant dulkančias medžiagas. Lėtaeigiuose transporteriuose

gaubtas – lovinio profilio, greitaeigiuse – vamzdinio.

Rekomenduojamas tarpas tarp gaubto ir sraigto nuo 4 iki 12 mm.

Velenai sraigtiniuose transporteriuose projektuojami ištisiniai,

tuščiaviduriai, vientisi arba montuojami iš 2–4 m sekcijų.

Ilgų transporterių, skirtų birioms medžiagoms ir pusiau skystiems

mišiniams transportuoti, velenai daromi su tarpiniais guoliais, tuščiavi-

duriai, iš standartinių plieninių besiūlių kraštai valcuotų vamzdžių.

Sraigtinio transporterio našumas. Krovinio transportavimo grei-

tis m/s sraigtiniame transporteryje:

v = p ω/(2 π), (2.118)

čia p – sraigto žingsnis mm;

ω – sraigto veleno sukimosi greitis rad/s.

Lėtaeigio sraigtinio transportero sraigto veleno sukimosi greitis pa-

renkamas 6–30 rad/s, greitaeigio – 10–60 rad/s.

Išreiškus sraigto žingsnio p reikšmę per žingsnio koeficientą ir

sraigto skersmenį (2.117 lygtis) gaunama:

p = Ψ D. (2.119)

Išsprendus 2.36, 2.41, 2.18 ir 2.19 lygtis apskaičiuojamas transpor-

terio našumas kg/s:

Q = (D3/8) ρψ c Ψ ω , (2.120)

čia D – transporterio sraigto skersmuo m;

ρ – transportuojamos medžiagos tankis kg/m3;

ψ – užpildymo koeficientas; ψ= 0,3–0,4 – grūdams, trąšoms – 0,5;

c – koeficientas įvertinantis transporterio polinkį. Kai polinkio

kampas β kinta nuo 0 iki 90º, c = 1–0,3;

Ψ – žingsnio koeficientas. Projektiniam skaičiavimui Ψ = 0,6–1.

Žinant transporterio našumą, kuris nurodytas projektavimo techni-

nėje užduotyje, apskaičiuojame transporterio sraigto skersmuo m:

.2 3

c

QD (2.121)

82

Transporterio skersmuo priklauso nuo veleno sukimosi greičio.

Lėtaeigio transporterio atveju veleno sukimosi greitis neturi būti dides-

nis už wmax:

D

A1,0max , (2.122)

čia A – koeficientas, priklausantis nuo transportuojamo krovinio (žiūr.

2.25 lentelę);

D – sraigto išorinis skersmuo.

2.25 lentelė. Koeficientų A reikšmės

Kroviniai A

Lengvi ir neabrazyvūs (grūdų produktai, miltai, pjuvenos) 65

Lengvi ir mažai abrazyvūs (sausas mėšlas, durpės, kreida) 50

Sunkūs ir mažai abrazyvūs (bulvės, druska, gabalinė anglis, sausas

molis) 45

Sunkūs ir abrazyvūs (cementas, pelenai, smėlis, mineralinės trąšos) 30

Greitaeigio sraigtinio transporterio sraigto veleno sukimosi greitis

ω – neturi būti mažesnis už kritinį wkr:

1

2

21,0

tg

fD

g

a

kr, (2.123)

čia Da – apdangos vidinis skersmuo m;

f2 – krovinio trinties į apdangą koeficientas;

α – sraigtinės linijos kilimo kampas, α = arctg(p/πDs);

φ1 – krovinio trinties į sraigto vijos paviršių kampas.

Sraigtinio transportavimo vamzdžio sukimosi dažnis turi būti tam

tikrose ribose:

vD

K43,4 , (2.124)

čia K = 0,5–0,65;

Dv – vamzdžio vidinis skersmuo.

Jeigu skaičiuojant sraigės skersmenį transporterio sraigės veleno

sukimosi greitis parinktas kitoks, nei apibrėžta 2.122–2.124 formulėse,

tai sraigto skersmens nustatymo uždavinys sprendžiamas nuoseklaus

priartėjimo būdu.

83

Sraigtinio transporterio galia. Ji paprastai nustatoma apskaičia-

vus apkrovas, veikiančias veleną ir guolius. Skaičiuojamoji schema

pateikta 2.24 pav.

2.24 pav. Sraigtinio transporterio skaičiavimo schema: Q – trans-

porterio našumas; Fa – sraigtą veikianti ašinė jėga; Fa‘ – guolio ašinė apkrova;

Ft – apskritiminė jėga; Dvid – sraigto vidutinis skersmuo; q – transportuojamo

krovinio masė transporterio metre

Apskaičiuojama transportuojamo krovinio masė transporterio met-

re kg/m:

q=Q/v, (2.125)

čia Q – transporterio našumas kg/s;

v – krovinio judėjimo greitis m/s. Randamas pagal 2.118 formulę.

Ašinė jėga, veikianti sraigtą:

Fa = q g L (sinβ +f2 cos β), (2.126)

čia L – transporterio ilgis m;

f2 – krovinio trinties į apdangą koeficientas;

β – transporterio posvyrio kampas o;

g – laisvojo kritimo pagreitis m/s2.

Pasipriešinimo momentas sraigtu perstumiant krovinį Nm:

Ts =Ft Dvid/2 = Fa tg (α + φ) Dvid/2. (2.127)

Radialinė jėga, veikianti sraigtą:

22)cos( tr FqgLF . (2.128)

Trinties momentas guoliuose:

Ttr=(Fa+ G sin β) μ1 d/2, (2.129)

čia G – veleno sunkio jėga N;

μ1– riedėjimo trinties koeficientas guoliuose;

84

d – guolių vidutinis skersmuo.

Pasipriešinimo transporterio sukimui momentas Nm:

T = Ts +Ttr. (2.130)

Skaičiuotina reikiama transporterio galia:

Psk = k T ω /η, (2.131)

čia k – galingumo atsargos koeficientas, projektuojant rekomenduo-

jama priimti 1,2–1,25;

η – pavaros naudingumo koeficientas. Projektuojant η = 0,7–0,8.

Elektros variklio parinkimo sąlyga

Pev ≥ Psk. (2.132)

Pavaros perdavimo koeficientas

up= ωev/ω, (2.133)

čia ωe – elektros variklio veleno kampinis greitis rad/s;

ω – sraigto kampinis greitis rad/s.

2.2.8. Pneumatinių transporterių projektavimas

Klasifikacija. Pneumatiniais transporteriais vadinamas įrengimų

kompleksas, kuriame birūs kroviniai (milteliniai, grūdėtieji, pluoštiniai)

arba specialiosios transporto priemonės ( konteineriai, kapsulės ar gaba-

liniai kroviniai) gabenami suspausto arba išretinto oro srautu. Pneuma-

tiniai transporteriai plačiai naudojami daugelyje pramonės šakų ir že-

mės ūkyje. Čia analizuosime pneumatinius transporterius, skirtus bi-

riems kroviniams transportuoti.

Pagrindiniai pneumatinių transporterių elementai yra šie: orapūtės

(ventiliatoriai, kompresoriai, rotorinės orapūtes), krovinio tiekikliai,

transportavimo vamzdžiai, užsklandos, oro filtrai, iškrovimo įtaisai

(ciklonai, kameros), resiveriai ir kiti.

Privalumai:

1. Galima lengvai keisti transportavimo trasos konfigūraciją;

2. Lengvai automatizuojami, nesudėtinga priežiūra, paprastas te-

chninis aptarnavimas;

3. Transportuojant vėdina ir vėsina krovinį.

Trūkumai:

1. Didelės lyginamosios energijos sąnaudos.

85

2. Transportuojant abrazyvinius krovinius, su kroviniu besilie-

čiančios trasos dalys intensyviai dyla.

3. Mechaniškai žalojami kroviniai.

4. Aplinka teršiama dulkėmis – reikia specialių technologinių

priemonių atidirbusiam orui valyti.

Pagal krovinio judėjimo būdą pneumatiniai transporteriai skirstomi

į pernešančius krovinius skrajumo fazėje; pernešančius krovinius aera-

cijos metodu (krovinio dalelės juda sutankintoje arba tankioje fazėse);

pernešančius krovinius konteineriuose.

Pagal konstrukciją pneumatiniai transporteriai skirstomi į staciona-

riuosius ir mobiliuosius.

Pneumatinai transporteriai, pernešantys krovinius skrajumo fazėje,

skirstomi į:

• siurbiamuosius;

• spaudiminius;

• kombinuotuosius.

Siurbiamieji pneumatiniai transporteriai sudaryti iš tiekiklio 1 (2.25

pav.) siurbiančio krovinį kartu su oru iš sampilo 9 , siurbiamojo vamz-

džio 2, kuriuo krovinio ir oro mišinys tiekiamas į iškrovimo kamerą 3.

Jame krovinio dalelės atskiriamos nuo transportuojančio oro. Šliuzine

užsklanda 8 krovinys iškraunamas iš transporterio.

Dulkėmis prisotintas oras orapūte 5 siurbiamas į dulkių atskyrimo cik-

loną 6, kur išvalomas ir per orapūtę pašalinamas lauk. Siurbiamieji pneu-

matiniai transporteriai patogūs iškrauti transporto priemones, aruodus ir

kitas talpas, kai transportuojamas atstumas ne didesnis kaip 150 metrų.

2.25 pav. Siurbiamojo pneumatinio transporterio schema: 1– siurb-

iamasis tiekiklis; 2 – vamzdis su transportuojamu kroviniu; 3 – iškrovimo įtai-

sas; 4 – oro vamzdis; 5 – orapūtė; 6 – dulkių atskyrimo ciklonas; 7– dulkių

išleidimo sklendė; 8 – šliuzinė užsklanda; 9 – krovinys

86

Spaudiminiame pneumatiniame transporteryje orapūtė (ventiliato-

rius) suspaudžia ir įpučia orą į vamzdį, į kurį tuo pat metu per krovinio

tiekiklį (ežektorių arba šliužinę užtvarą) iš talpos patenka transportuo-

jamas krovinys. Toliau krovinys suspausto oro sraute pernešamas į kro-

vinio nusodinimo cikloną (2.26 pav.) .

a

B

b

2.26 pav. Spaudiminis pneumatinis transporteris: a – schema,

b – bendras vaizdas [10]

Spaudiminius pneumatinius transporterius patogu naudoti techno-

loginėse linijose, kai reikia krovinio srautą pernešti sudėtinga trajektori-

ja ir paskirstyti į vieną ar keletą technologinių įrengimų. Krovinys gali

būti transportuojamas dideliais atstumais (iki 1500 m).

Skiriami žemo, vidutinio ir aukšto slėgio pneumatiniai spaudimi-

niai transporteriai. Žemo slėgio transporterių orapūte sukuriamas nuo

0,15 iki 0,2 MPa slėgis, vidutinio – 0,2–0,3 MPa, aukšto slėgio – 0,3–

0,4 MPa.

Kombinuotieji pneumatiniai transporteriai turi visus siurbiamųjų ir

spaudiminių transporterių privalumus (2.27 pav.). Jie gali įsiurbti kro-

vinius iš transporto priemonių (vagonų, laivų, sunkvežimių), aruodų ir

kitų talpų bei pernešti dideliais atstumais ir sudėtinga trajektorija.

Kombinuotieji pneumatiniai transporteriai sudaryti iš siurbiamojo

tiekiklio, siurbimo linijos, kuria tiekiamas krovinys į nusodinimo ciklo-

ną, kuris taip pat yra kaip tiekiklis spaudiminei transporterio atšakai.

Spaudiminė transporterio dalis baigiasi nusodinimo ciklonu. Tokie

transporteriai dažniausiai konstruojami mobilūs. Orapūtei sukti naudo-

jamas elektros variklis arba vidaus degimo variklis.

87

2.27 pav. Kombinuoto pneumatinio transporterio schema

Sutankintos fazės krovinio dalelės transportuojamos aerolatakais.

Praeinant orui pro poringą pertvarą (žvyninį sietą didesniu, kaip 1,05–

1,2 m/s filtracijos greičiu, virš sieto esanti biri medžiaga yra kunkuliuo-

jančios būsens. Tarp atskirų medžiagos dalelių bei medžiagos ir porin-

gos pertvaros (sieto) susidaro oro „pagalvė“, kuri sumažina trintį tarp

medžiagos dalelių bei medžiagos ir sieto. Krovinys veikiamas oro srau-

to, o pertvarai naudojant žvyninį sietą kryptingo oro srauto ir gravitaci-

nių jėgų juda išilgai latako.

Transportuojant krovinius sutankintoje fazėje naudojami atviro ir

uždaro tipo aerolatakai.

2.28 pav. Aerolatako principinė schema: 1 – ašinis ventiliatorius;

2 – pastovaus statinio slėgio oro tiekimo kamera; 3 – žvyninis sietas; 4 – trans-

portuojamo krovinio nusodinimo ciklonas; 5 – grūdų sampilas

Pastaruoju metu vis dažniau kroviniams transportuoti naudojami

konteineriniai pneumatiniai transporteriai. Jų panaudojimo galimybės

yra labai didelės. Galima transportuoti bet kokių fizinių mechaninių

savybių krovinius norimu atstumu norima trasa.

88

Krovinio tiekikliai. Krovinio tiekiklio paskirtis – tiekti krovinį į

transportavimo vamzdį. Siurbiamuosiuose pneumatiniuose transporte-

riuose svarbu užtikrinti laisvą oro patekimą į transportavimo vamzdį

kartu su kroviniu. Siurbiamuosiuose pneumatiniuose transporteriuose

dažniausiai naudojami siurbiamieji pneumatiniai tiekikliai (atviro ir

uždaro tipo) ir mechaniniai tiekikliai (sraigtiniai, grandikliniai ir diski-

niai), skirti paimti biriems kroviniams technologinėse linijose ir iš atvi-

rų talpų paimti.

Siurbiamieji pneumatiniai tiekikliai, skirti imti krovinius iš sampi-

lo, gaminami įvairiausių formų. Labiausiai paplitę plyšiniai tiekikliai

(2.29 pav.). Plyšiniame tiekiklyje krovinio įsiurbimo angoje oro greitis

nustatomas 1,5–1,8 karto didesnis negu transporterio vamzdyje. Kiti

matmenys parenkami konstruktyviai.

Imant iš sampilo lengvai susigulančias medžiagas: cementą, kal-

kes, saulėgrąžų lukštus, smėlį, naudojami mechaniniai siurbiamieji tie-

kikliai. Jie būna diskiniai, sraigtiniai arba grandikliniai.

2.29 pav. Siurbiamojo

pneumatinio plyšinio tiekik-

lio, imančio krovinius iš

sampilo, schema: 1 – oro įsi-

urbimo plyšinis ortakis; 2 –

krovinio įgreitinimo ortakis; 3 –

transporterio siurbiamasis

vamzdis; 3 – sampilas

Rotoriniai tiekikliai (2.30 pav.) naudojami mažai abrazyvinėms ir

nesulimpančioms medžiagoms tiekti į pneumatinių transporterių vamz-

džius, kai perteklinis slėgis yra nuo 0,025 iki 0,15 MPa. Rotorinis dozato-

rius atskiria aukšto slėgio sritį esančią vamzdyje nuo tiekiklio bunkerio.

Rotorinio dozatoriaus rotorius sukasi dozatoriaus korpuse ir tiekia

transportuojamą medžiagą į pneumatinio transporterio vamzdį.

89

2.30 pav. Rotorinis tiekiklis

(šliuzinė užtvara): 1 – oro vamzdis;

2 – rotorinis dozatorius; 3 – bunkeris;

4 – rotorius; 5 – aeromišinio transpor-

tavimo vamzdis [10]

Rotorinio tiekiklio našumas:

,60 prvrt kVnQ (2.134)

čia Qrt – rotorinio tiekiklio našumas t/h;

V – visų rotorinio tiekiklio rotoriaus narvelių tūris m3;

ρk – transportuojamos medžiagos tankis t/m3;

n – rotoriaus sukimosi dažnis aps/min;

kpr – rotoriaus narvelių pripildymo koeficientas. kpr pasirenkamas

0,6–0,8. Grūdams kpr= 0,5.

Tiekiklio rotoriaus sukimosi dažnis pasirenkamas 18–45 aps/min.

Reikiama galia rotoriniam tiekikliui sukti apskaičiuojama pagal šią

formulę:

,1272

1

2

rtp

hk tgnKDdlgP

(2.135)

čia P – rotoriniam tiekikliui sukti reikiama galia kW;

g – laisvojo kritimo pagreitis m/s2;

lh – medžiagos aukštis bunkeryje m;

φ – krovinio nuosavo byrėjimo kampas laipsniais;

D – rotoriaus skersmuo m;

K1 – koeficientas įvertinantis energiją sunaudojamą medžiagos

smulkinimui. Grūdams K1=2,2, miltiniams kroviniams K1=1;

ηp – pavaros naudingumo koeficientas. ηp=0,7–0,9;

ηrt – rotorinio tiekiklio naudingumo koeficientas. ηp=0,9–0,95;

d – dozatoriaus užpylimo angos ekvivalentinis skersmuo m.

90

Angos ekvivalentinis skersmuo parenkamas konstruktyviai, pagal

skliauto nesusiformavimo sąlygą:

,8 abd (2.138)

čia a – transportuojamo krovinio didžiausios dalelės ilgis m;

b – transportuojamo krovinio didžiausios dalelės plotis m.

Rotorinio tiekiklio didžiausi trūkumai – dideli oro nutekėjimai,

medžiagos smulkinimas, galimi rotoriaus įstrigimai. Todėl rotorinio

tiekiklio pavaroje būtina numatyti apsauginę movą. Šių trūkumų neturi

inžekciniai tiekikliai (2.31 pav.).

2.31 pav. Inžekcinis

tiekiklis: 1 – perėjimas iš apva-

laus skerspjūvio vamzdžio į

keturkampio skerspjūvio; 2 –

vožtuvas; 3 – inžektoriaus regu-

liavimo varžtai; 4 – bunkeris;

5 – perėjimas iš keturkampio

skerspjūvio vamzdžio į apvalaus

skerspjūvio.

Inžekcinis tiekiklis: naudotinas – žemo slėgio pneumatiniuose

transporteriuose. Šiame tiekiklyje oro srautas įgreitinamas tiek, kad ties

krovinio įpylimo anga gaunamas išretėjimas ir krovinys įsiurbiamas į

vamzdį. Oro srauto greitis siauriausioje inžekcinio tiekiklio vietoje ap-

skaičiuojamas pagal šią formulę:

,2

o

in

hv

(2.139)

čia vin – oro srauto greitis inžektoriaus tiekiklio susiaurėjime m/s;

h – pilnas slėgis pneumatinio transporterio vamzdyje, tiekiklio pas-

tatymo vietoje Pa;

ρo – oro tankis kg/m3. ρo=1,24 kg/m

3.

Vamzdžio skerspjūvio plotas inžekcinio tiekiklio susiaurėjime pa-

skaičiuojamas pagal šią formulę (m2 ):

,in

oin

v

VA (2.140)

čia Vo – į pneumatinį transporterį įpučiamas oro srautas m3/s.

91

Iškrovimo įtaisai, užsklandos, filtrai. Iškrovimo įtaiso paskirtis –

atskirti krovinio daleles nuo oro srauto ir pašalinti jas iš pneumatinio

transporterio. Paprastai iškrovimo įtaisas susideda iš trijų pagrindinių

elementų: iškroviklio 1 (2.32 pav.), užsklandos 2 ir oro filtro 3. Iškro-

viklyje 1 transportuojamo krovinio dalelės atskiriamos nuo oro srauto.

Pagal veikimo principą iškrovikliai klasifikuojami į tūrinius ir išcentri-

nius. Tūriniame iškroviklyje (2.32 pav., a) oras ir krovinio dalelės at-

skiriami cilindriniame rezervuare, kurio skersmuo D yra 8–10 kartų

didesnis už pneumatinio transporterio vamzdžio skersmenį dv. Dėl to

oro greitis rezervuare sumažėja iki 0,2–0,8 m/s ir yra daug kartų ma-

žesnis už kritinį vk. Medžiagos dalelės veikiamos sunkio jėgos krenta

žemyn. Oras pro filtrą 3 pašalinamas į aplinką.

2.32 pav. Iškrovimo įtaisų schemos: a – tūrinio iškroviklio schema;

b – išcentrinio iškroviklio schema: 1 - iškroviklis; 2 – užsklanda; 3 – dulkių

atskyrimo įtaisas

Oro greitis tūrinio iškroviklio rezervuare turi būti nedidesnis kaip:

,)1,005,0( krr vv (2.141)

čia vr – oro greitis tūrinio iškroviklio rezervuare m/s;

vkr – medžiagos dalelių kritinis greitis m/s.

a b

92

Pritaikę masės tvarumo dėsnį tarp oro kiekio transporterio vamz-

dyje ir tūrinio iškroviklio rezervuare, galime parašyti tokią lygtį:

,22

ovr vdvD (2.142)

čia vo – oro greitis transporterio vamzdyje m/s;

dv – transporterio vamzdžio skersmuo m.

Tuomet

.)5,41,3(kr

ov

v

vdD (2.143)

Rekomenduojamas tūrinio iškroviklio aukštis .)3,11,1( DH

Išcentriniame iškroviklyje (ciklone) medžiagos dalelės atskiriamos

veikiant išcentrinėms ir gravitacinėms jėgoms. Tokio iškroviklio pa-

grindiniai matmenys apskaičiuojami pagal formules (2.32 pav., b):

;)065,005,0( 01 vD ;)0,26,1( 1DDc ;4,0 12 DD

11 25,1 DH ; );(5,0 1DDb c .75,1 bh (2.144)

Pneumatiniuose transporteriuose naudojami medžiaginiai, inerci-

niai ir drėgni filtrai. Medžiaginiuose filtruose oras praeidamas pro tan-

kios medžiagos sluoksnį išvalomas nuo smulkių priemaišų. Priemaišos

lieka filtre. Todėl ilgainiui dėl priemaišų filtras užsikemša ir padidėja jo

aerodinaminis pasipriešinimas. Tokį filtrą reikia reguliariai valyti. Leis-

tina medžiaginio filtro apkrova nuo 1 iki 2,5 m3/s oro 1m

2 audinio.

Inerciniuose filtruose lengvos priemaišos nusodinamos ciklonuose,

kurių konstrukcija ir veikimo principas analogiškas išcentriniam iškro-

vikliui. Ciklonai parenkami pagal išvalomo oro srautą.

Drėgnuose filtruose smulkiausios medžiagos dalelės paskandina-

mos skystyje (dažniausiai vandenyje) oro srautu staigiai keičiant judė-

jimo kryptį.

Iškrovimo įtaisuose naudojamos rotorines ir plokščiosios užsklan-

dos. Rotorinės užsklandos projektavimas analogiškas rotorinio tiekiklio

projektavimui (2.134 – 2.138 lygtys).

Ortakiai. Pneumatinių transporterių ortakiai skirti oro srautui bei

oro ir krovinio mišiniui nukreipti reikiama kryptimi. Ortakiai turi būti

hermetiški, mažo pasipriešinimo oro ir medžiagos judėjimui, nebran-

gūs, patikimi ir ilgaamžiai. Žemo slėgio (iki 1MPa) pneumatiniams

transporteriams jie dažniausiai gaminami iš lakštinės skardos, plieni-

93

nių, plastmasinių arba aliuminio lydinių vamzdžių. Ortakių skersmuo

kinta nuo 75 iki 600 mm. Aukšto slėgio pneumatinių transporterių ga-

mybai naudojami besiūliai plieniniai vamzdžiai, kurių skersmuo nuo 50

iki 300 mm, o sienelių storis nuo 2 iki 10 mm. Ortakiams sujungti nau-

dojami varžtais sujungiami flanšai su minkštos medžiagos tarpikliu ar-

ba jų sujungiami greitai nuimamomis sąvaržomis su guminiais tarpik-

liais. Ortakiams prijungti prie judančių orapūčių ar kitų mašinų dalių

naudojami lankstūs sujungimai. Jie gaminami iš besiūlio gumuoto au-

dinio rankovių, sujungiamų su vamzdžiais ir orapūte sąvaržomis.

Oro ar medžiagos srauto krypčiai pakeisti naudojamos alkūnės. Jų

apvalinimo spindulys yra 0,75; 1,0; 1,5; 2,0 arba 3,0 karto didesnis už

vamzdžio skersmenį. Kuo didesnis apvalinimo spindulys, tuo mažesnis

ortakio dilimas ir aerodinaminis pasipriešinimas.

Orapūtės. Orapūtės skirtos orui į pneumatinį transporterį tiekti.

Pagal veikimo principą jos skirstomos į išcentrines ir stūmoklines. Iš-

centrinėse orapūtėse oro srautas tiekiamas veikiant išcentrinėms jė-

goms, kurias sukuria besisukančios ventiliatorių sparnuotės. Stūmokli-

nėsė orapūtėse oro srauto dalelės išstumiamos veikiant mechaninėms

priemonėms: stūmokliams, plokštelėms, sraigtiniams arba krumpliara-

tiniams rotoriams. Išcentrinėms orapūtėms priskiriami ventiliatoriai ir

turbokompresoriai.

Orapūtės parenkamos pagal orapūtės aerodinamine charakteristiką.

Orapūtės aerodinaminė charakteristika – tai orapūtės išvystomo viso-

minio slėgio h priklausomybė nuo pučiamo oro srauto Vo: ).( oVfh

Paprastai orapūčių aerodinaminės charakteristikos pateikiamos orapūtės

techniniame pase.

Pneumatinių transporterių projektavimas remiasi pagrindiniais

aerodinamikos dėsniais. Projektavimo tikslas – nustatyti pagrindinius

transporterio matmenis ir pagrįsti projektuojamo transporterio darbo

režimus.

Pradinės projektavimo sąlygos yra: transporterio našumas Q,

transportavimo trasa (maksimalus ilgis, trajektorija), transportuojamas

krovinys, energijos šaltinis.

Techninėje literatūroje randama arba eksperimentais nustatomos

transportuojamo krovinio fizinės mechaninės savybės.

94

Oro greičio nustatymas. Oro greitis pneumatiniame transporterio

vamzdyje parenkamas didesnis už kritinį.

Kritinis greitis. Patalpinus medžiagos dalelę į vertikalų ortakį, į

kurį iš apačios pučiamas oras, galima pasiekti tokį oro srauto greitį,

kuomet medžiagos dalelė pakimba oro sraute. Oro srauto greitis verti-

kaliame ortakyje, kai medžiagos dalelė yra stabilios skrajumo būklės,

vadinamas kritiniu greičiu vkr. Kritinį greitį galime rasti parašius pu-

siausvyros sąlygą medžiagos dalelės, esančios vertikaliame oro sraute.

Rutulio formos medžiagos dalelę veikia sunkio jėga Fs ir oro srauto

pasipriešinimo jėga Fp. Sunkio jėga apskaičiuojama pagal šią formulę:

,6

3

gd

F kk

s

(2.145)

čia dk – medžiagos dalelės skersmuo m;

ρk – medžiagos dalelės tankis kg/m3;

g – laisvojo kritimo pagreitis g=9.81 m/s2.

Oro srauto pasipriešinimo jėga apskaičiuojama pagal šią formulę:

,2

)( 2

koомp

vvАF

(2.146)

čia ρo – oro tankis kg/m3;

vo – oro greitis vertikaliame vamzdyje m/s;

vk – nešamos krovinio dalelės greitis vamzdyje m/s;

ξ – vietinio pasipriešinimo koeficientas;

Am – Midelevo skerspjūvio plotas m2.

Rutulio formos medžiagos dalelės, esant turbulentiniam oro srau-

tui, vietinio pasipriešinimo koeficientas 48,0 ,o Midelevo skerspjū-

vis randamas pagal formulę:

.4

2

km

dA

(2.147)

Medžiagos dalelei esant pusiausvyros būklės vk = 0, o vo = vkr. Tuomet

.ps FF (2.148)

Arba

.24

48,06

223

krokk

k vdg

d

(2.149)

95

Išsprendę šią lygtį kritinio greičio atžvilgiu, gauname:

.3,5o

kkkr dv

(2.150)

Medžiagos dalelės, kurios forma skiriasi nuo rutulio, pritaikomas

formos pataisos koeficientas kF, nustatomas eksperimentiniu būdu.

Tuomet

.3,5o

kkFkr dkv

(2.151)

Formos pataisos koeficientų reikšmės, taikomos įvairioms trans-

portuojamoms medžiagoms, pateiktos 2.26 lentelėje.

2.26 lentelė. Įvairių transportuojamų medžiagų formos pataisos

koeficientai

Medžiagos

pavadini-

mas

Dalelės

ekviva-

lentinis

skersmuo

Formos

pataisos

koefi-

cientas

Medžiagos

pavadini-

mas

Dalelės

ekviva-

lentinis

skersmuo

Formos

pataisos

koefi-

cientas

mm kF mm kF

Amonio

salietra

1,47 0,88 Kvietiniai

miltai

0,1–0,163 0,65

Antracito

granulės

4,4 0,64 Linų

sėklos

1,2–4 0,63

Avižinės

kruopos

3,7 0,76 Manų

kruopos

Iki 0,4 1,00

Avižos 2,5–4 0,78 Miežiai 3,5–4,2 0,91

Cementas 0,1 0,11 Prosai 2–2,3 1,21

Cukrus 0,51–1,5 0,76 Pupos 10–15 0,78

Garstyčių

sėklos

1,6 1,59 Ryžiai 3–6 0,60

Grikiai 3–3,5 0,93 Rugiai 3–3,5 0,91

Kalio

trąšos

0,93 0,75 Smulkinti

šiaudai

1,5-2 0,65

Kukurūzai 8–8,5 0,81 Sojos

pupelės

7–7,2 1,13

Kviečiai 4–4,5 0,89 Žirniai 6,5 0,83

96

Formos pataisos koeficientas įvertina transportuojamos medžiagos

orientaciją srauto atžvilgiu ir dalelės formą.

Oro greitis. Kaip parinkti optimalų oro greitį pneumatinio trans-

porterio vamzdyje – vienas iš sudėtingiausių uždavinių projektuojant

pneumatinius transporterius.

Parinkus per mažą oro judėjimo greitį, transporteris užkemšamas

trumpalaikės perkrovos metu vertikaliose jo atkarpose arba alkūnėse.

Pernelyg didelis greitis sukelia neprognozuojamą kreivinių transporte-

rio ruožų dilimą, energijos pereikvojimą ir transportuojamo krovinio

trupinimą. Oro greitį transporterio vamzdyje galima apskaičiuoti pagal

šią formulę [4]:

),57,05,10( kro vKv (2.152)

čia K – atsargos koeficientas (K=1,3–1,5);

vkr – kritinis greitis m/s;

vo – oro greitis transporterio vamzdyje m/s.

Daugumos žemės ūkio produktų oro greitis transporterio vamzdyje

negali būti mažesnis kaip 18 m/s ir didesnis kaip 22–25 m/s.

Mišinio koncentracijos koeficientas. Mišinio koncentracijos koe-

ficientas apskaičiuojamas pagal šią formulę:

,oV

Qk

(2.153)

čia Q – transporterio našumas kg/s;

Vo – oro srautas kg/s.

Transportuojant skrajumo fazės krovinius transportuojamo krovi-

nio dalelės tolygiai pasiskirsto transportuojamo vamzdžio skerspjūvyje.

Oro srauto judėjimo greitis tokiame transporteryje yra didesnis už me-

džiagos kritinį greitį, o mišinio koncentracijos koeficientas ne didesnis

kaip 22. Taigi vienas kilogramas oro perneša ne daugiau kaip 22 kg

medžiagos.

Nustatyta, kad kuo sudėtingesnė pneumatinio transporterio trasa,

tuo mažesnis turi būti mišinio koncentracijos koeficientas. Transporte-

rių, transportuojančių skrajumo būklės krovinius, mišinio koncentraci-

jos koeficientas pasirenkamas nuo 0,3 kg/kg iki 40 kg/kg priklausomai

nuo transporterio tipo ir transportuojamos medžiagos (2.27 lentelė).

97

2.27 lentelė. Mišinio koncentracijos koeficientas kµ, kg/kg.

Krovinys Transporterio tipas

Mišinio koncentracijos

koeficientas kµ, kg/kg

Optimalus Naudojamas

Grūdai Siurbiamasis 15–25 1–25

Grūdai Spaudiminis žemo slėgio 25–40 1–50

Miltai Transportavimas skrajumo būklėje 15–25

Pupos Transportavimas skrajumo būklėje 1,5–4

Smėlis Transportavimas skrajumo būklėje 3–20

Šiaudai Siurbiamasis nedidelio ir vidutinio

vakuumo

0,3–2 0,3–5

Šiaudai, šienas,

medvilnė

Transportavimas skrajumo būklėje 0,3–0,8

Kroviniui transportuoti reikiamas oro srautas Vo m3/s paskaičiuo-

jamas pagal šią formulę:

,o

ok

QV

(2.154)

čia Q – transporterio našumas kg/s;

kµ – mišinio koncentracijos koeficientas kg/kg;

ρo – oro tankis kg/m3. Normaliomis sąlygomis ρo= 1,24 kg/m

3.

Transporterio vamzdžio skerspjūvio plotas paskaičiuojamas pagal

šią lygtį:

,o

ov

v

VA (2.155)

čia Av – transporterio vamzdžio skerspjūvio plotas m2;

Vo – oro srautas m3/s;

vo – oro greitis m/s.

Apskaičiuojamas apvalaus skerspjūvio vamzdžio skersmuo:

.4

v

v

Ad

(2.156)

Parenkamas standartinio skersmens plonasienis vamzdis artimiau-

sias apskaičiuotam.

Slėgio nuostoliai. Oras ir oro bei transportuojamo krovinio miši-

nys pneumatinio transporterio vamzdyje juda veikiamas slėgio skirtumo

98

h tarp orapūtės sukuriamo slėgio pv (išretėjimo) ir atmosferinio (baro-

metrinio) slėgio p0:

.ov pph (2.157)

Slėgio nuostolius pneumatiniame transporteryje patiriami tiekiant

krovinį į vamzdyną (reikiamas slėgis krovinio įgreitinimui), nugalint

oro ir krovinio trintį vamzdžiuose, keliant orą ir krovinį į tam tikrą

aukštį ,alkūnėse, atsišakojimuose, iškrovimo įtaisuose, filtruose. Orapū-

te išvystomas pilnas slėgis:

,std hhh (2.158)

čia hd – dinaminis slėgis Pa;

hst – statinis slėgis Pa.

Dinaminis slėgis naudojamas oro ir krovinio inercijos jėgoms nu-

galėti, statinis – trinčiai ir pasipriešinimams vamzdyno alkūnėse ir

aukščių pasikeitimams įveikti.

Dinaminis slėgis, būtinas nugalėti oro ir krovinio inercijos jėgas,

įgreitinant oro srautą iki reikiamo oro greičio vamzdyje vo ,o krovinį –

iki greičio vkr , apskaičiuojamas pagal šią lygtį:

,12

22

o

kroо

dv

vk

vh

(2.159)

čia ρo – oro tankis, kg/m3.

Krovinio judėjimo greitis pneumatiniame transporteryje yra ma-

žesnis už oro judėjimo greitį. Horizontalioje transporterio atkarpoje

santykis 85,0o

kr

v

v.

Tuomet

k

vh oо

d

72,012

2

. (2.160)

Statinis slėgis naudojamas nugalėti trinčiai vamzdynuose, vietinius

pasipriešinimus ir krovinio pakėlimui į reikiamą aukštį.

Statinio slėgio nuostoliai trinčiai nugalėti apskaičiuojami pagal šią

formulę:

99

,12

2

kk

v

d

lh c

oo

v

tr

(2.160)

čia λ – trinties koeficientas;

l – tiesios atkarpos ilgis m;

kc – koeficientas, priklausantis nuo oro judėjimo greičio;

kµ – mišinio koncentracijos koeficientas, kg/kg. Kai vamzdžiu juda

tik oras, kµ = 0.

Trinties koeficientas λ yra Reinoldso skaičiaus funkcija. Jį galima

apskaičiuoti pagal šią formulę:

,Re

3164,025.0

(2.161)

čia Re – Reinoldso skaičius.

,Re

vo dv (2.162)

čia ν – oro kinematinė klampa. 6109,14 m2/s.

.0285.005,1 oc vk (2.163)

Slėgis, reikalingas vietiniams pasipriešinimams nugalėti apskai-

čiuojamas pagal šią lygtį:

,12

2

kk

vh c

oov

(2.164)

čia ξ – vietinio pasipriešinimo koeficientas. Jis randamas priklausomai

nuo oro judėjimo režimo ir vietinio pasipriešinimo pobūdžio.

Nuožulnioms ir vertikalioms transporterio atkarpoms skaičiuoja-

mas slėgis hk , sunaudojamas kroviniui į pakėlimo aukštį lk pakelti:

,kok lgkh (2.165)

čia g – laisvojo kritimo pagreitis m/s2. g = 9,81 m/s

2.

Pilnas slėgis h, Pa, kurį turi išvystyti pneumatinio transporterio

orapūtė:

, kvtrd hhhhh (2.166)

čia hd – dinaminis slėgis Pa;

100

htr – atskirų transporterio atkarpų slėgio nuostoliai sunaudojami

trinčiai nugalėti Pa;

hv – vietiniai pasipriešinimai Pa;

hk – slėgis, sunaudojamas kroviniui pakelti Pa.

Pneumatiniuose transporteriuose visuomet galimi oro nutekėjimai

ir pasiurbimai. Todėl apskaičiuotas slėgio reikšmes siūloma padidinti

3–5 % .

Orapūtės parinkimas. Orapūtė parenkama pagal apskaičiuotą

pilną slėgį ir reikiamą oro srautą. Orapūtės techninėje charakteristikoje

paprastai nurodomas, jos darbinis slėgis ir sukuriamas oro srautas. Ora-

pūtė parenkama taip, kad sukuriamas oro slėgis ir oro srautas, nurodyti

orapūtės techninėje charakteristikoje, esant didžiausiam naudingumo

koeficientui, būtų didesnis už apskaičiuotas reikšmes. Faktinis į vamz-

dyną įpučiamas oro srautas randamas orapūtės ir tinklo aerodinaminių

charakteristikų susikirtimo taške A (2.33 pav). Tinklo aerodinaminė

charakteristika – pilno slėgio h (Pa) priklausomybė nuo praeinančio pro

transporterio vamzdyną oro srauto V (m3/s):

).(Vфh (2.167)

2.33 pav. Orapūtės ir

tinklo darbas: 1– tinklo aero-

dinaminė charakteristika; 2 –

orapūtės aerodinaminė charakte-

ristika [12]

Dekarto koordinačių sistemos, abscisių ašyje pažymint oro srautą,

o ordinačių – slėgį nubraižoma transporterio aerodinaminė charakteris-

tika. Tame pačiame grafike nubraižoma orapūtės aerodinaminė charak-

teristika. Jų susikirtimo taškas, atitinka faktinį oro srautą ir slėgį, kurį

išvystys pasirinkta orapūtė projektuojamajame transporteryje. Orapūčių

aerodinamines charakteristikas galima rasti gamyklos gamintojos tei-

kiamoje informacijoje arba žinynuose.

101

Transporterio galios nustatymas. Orapūtei sukti reikiama galia

apskaičiuojama pagal šią formulę:

,1000 vp

vvv

hVP

(2.168)

čia Pv – orapūtės variklio galia kW;

Vv – įpučiamas oro srautas m3/s;

hv – orapūte išvystomas pilnas oro slėgis Pa;

ηp – orapūtės pavaros naudingumo koeficientas;

ηv – orapūtės naudingumo koeficientas.

Pavaros naudingumo koeficientas ηp=1, jei orapūtės rotorius mon-

tuojamas ant elektros variklio veleno. Orapūčių konstruktyviniai mat-

menys pateikiami jų gamintojų techninėje literatūroje.

Kontroliniai klausimai ir kontrolinės užduotys

1. Kokie yra medžiagos smulkinimo būdai?

2. Nuo kokių veiksnių priklauso valcų našumas?

3. Išvardinkite Jums žinomas transportuojamų krovinių savybes?

4. Koks leistinas transporterio juostos judėjimo greitis, transpor-

tuojant grūdus?

5. Nuo kokių veiksnių priklauso transporterio našumas?

6. Kaip parenkama orapūtė pneumatinam transporteriui?

7. Paskaičiuokite dėstytojo nurodytam transporteriui našumą.

102

3. Šiluminių procesų projektavimas

Savaiminis šilumos plitimas erdvėje, esant nevienodai temperatū-

rai įvairiuose jos tašuose, yra vienas iš labiausiai gamtoje paplitusių

reiškinių. Šis reiškinys vadinamas šilumos mainais arba šilumos perne-

šimu. Šilumos mainų procesai plačiai taikomi maisto pramonėje, kai

norima įvairius perdirbamus arba laikymo produktus įkaitinti arba at-

šaldyti.

Šiluma gali plisti trimis būdais: laidumu (kondukcija), konvekcija

arba spinduliavimu.

Šilumos perdavimas laidumu vyksta tada, kai liečiasi medžiagos

dalelės, kurių temperatūros yra skirtingos. Pavyzdžiui keptuvė uždėta

ant įkaitinto elektrinės plytelės pado įkaista dėl kondicijos poveikio.

Karštesnės medžiagos molekulės perduoda savo kinetinės energijos tam

tikrą dalį šaltesnėms molekulėms jas įkaitindamos.

Konvekcijos būdu šilumą perneša dujos ir skysčiai. Judant karš-

toms dujoms arba skysčiams įkaitinami kūnai, kuriuos apiplauna judan-

tys skysčiai arba dujos.

Šilumos mainai spinduliavimu (radiacija) vyksta erdvėje. Karštes-

nis kūnas dalį šilumos išspinduliuoja elektromagnetinėmis bangomis, o

išspinduliuota energija sklinda į visas puses. Kitam kūnui, ją sugėrus,

šis įkaista.

3.1. Šiluminių procesų teoriniai pradmenys

3.1.1. Šilumos laidumas

Kūno temperatūrą bet kokiu laiko momentu galima išreikšti kūno

taškų koordinačių x, y, z ir laiko funkcija:

T=f(x, y ,z,). (3.1)

Šia funkcija apibūdinamas nagrinėjamo kūno temperatūros laukas.

Žinodami taško koordinates x, y, z bet kurios pasirinktos koordinačių

pradžios atžvilgiu laiko momentu , galima sužinoti to taško tempera-

tūrą.

103

Šildomo kūno temperatūra įvairiuose taškuose keičiasi, sklindant

šilumai laidumo būdu temperatūros mažėjimo kryptimi.

Jei kūno temperatūra nekinta, tai toks temperatūros laukas vadi-

namas stacionariniu ir jam galioja ši lygybė:

T=f(x, y ,z,), .0

T (3.2)

Jei tam tikru laiko momentu kūno taškų temperatūros yra vieno-

dos, tai sujungus šiuos taškus, gaunami izoterminiai paviršiai. Izotermi-

niai paviršiai tame pačiame kūne niekada tarpusavyje nesikerta, nes

vienas kūno taškas negali vienu metu būti dviejų skirtingų temperatūrų.

Vadinasi, temperatūra kūne gali keistis tik izoterminius paviršius ker-

tančiomis kryptimis. Intensyviausiai temperatūra kinta normalės n-n

kryptimi (3.1 pav).

3.1 pav. Temperatūrinio gradiento samprata

Dviejų izotermų, kurių temperatūros yra T ir T+T oK, atstumas

normalės kryptimi yra n, tai temperatūrinis gradientas randamas pagal

šią lygtį:

,lim0 n

T

n

TgradT

n

(3.3)

čia gradT – temperatūrinis gradientas K/m;

T – temperatūrų skirtumas tarp dviejų izoterminių paviršių K;

n – atstumas tarp dviejų izoterminių paviršių m.

Temperatūrinis gradientas savo fizikine prasme parodo temperatū-

ros kitimo spartą normalės kryptimi. Tai vektorius statmenas izotermi-

niam paviršiui ir nukreiptas temperatūros didėjimo kryptimi.

104

Furje (Jean Baptiste Joseph Fourier 1768–1830), nagrinėdamas

kietųjų kūnų šiluminį laidumą, nustatė, kad šilumos kiekis, pernešamas

per izoterminį paviršių, yra proporcingas temperatūriniam gradientui,

plotui A ir laikui, per kurį vyksta šilumos pernaša . Furje dėsnio ma-

tematinė išraiška:

,

A

n

TQ (3.4)

čia Q – šilumos kiekis J;

A – paviršiaus plotas m2 ;

– laikas s.

Padalijus 3.4 lygties abi puses iš dydžio A gaunamas šilumos

srautas praeinantis pro sienelę:

,n

T

A

Qq

(3.5)

čia q – šilumos srautas W/m2;

λ – šilumos laidumo koeficientas W/(mK).

Šilumos laidumo koeficientas – tai šilumos kiekis, pernešamas per

1 m2 plotą per sekundę, esant 1 K/m temperatūriniam gradientui. Jis

priklauso tik nuo medžiagos, kurioje vyksta šilumos mainai, savybių.

Kai kurių medžiagų šilumos laidumo koeficientų reikšmės pateiktos 3.1

lentelėje.

3.1 lentelė. Kai kurių medžiagų šilumos laidumo koeficientai [20]

Medžiaga Šilumos laidumo koeficientas

W/(mK)

Sidabras 400–410

Aliuminis 200–230

Varis 360

Anglingasis plienas 45–55

Legiruotasis plienas 17–45

Betonas 1,3

Raudonosios plytos 0,5–06

Asbestas 0,1–0,2

Šlako vata 0,07

Stiklo vata 0,04

Oras 0,02–0,07

105

Tarkime, yra plokščia sienelė, kurios storis m (3.2 pav). Sienelė

pagaminta iš homogeninės medžiagos, kurios šilumos laidumo koefi-

cientas – pastovus (l = const). Ant sienelės vidinio paviršiaus tempe-

ratūra Ts1, ant išorinio – Ts2. Tegul Ts1>Ts2. Sienelė nubraižoma T-x ko-

ordinačių sistemoje.

3.2 pav. Šilumos laidumas per

plokščią sienelę

Šilumos srauto vektorius q nukreiptas x ašies kryptimi. 3.5 lygtis

pertvarkoma temperatūros atžvilgiu:

.dxq

dT

(3.6)

Tuomet ši lygtis suintegruojama:

0

2

1

dxq

dTs

s

T

T

, (3.7)

.21

ss TТ

q

(3.8)

Dydis

yra vadinamas sienelės šilumine varža ir žymimas R.

Tuomet:

R

TТq ss 21 , (3.9)

čia R – sienelės šiluminė varža m2K/W.

106

3.1.2. Konvekciniai šilumos mainai

Dažnai šilumos mainai vyksta tarp paviršiaus ir jį apiplaunančių

dujų ar skysčių. Namo šildymo sistemoje karštas vanduo juda vamz-

džiais ir perduoda ją radiatoriaus sienelėms. Atitinkamai radiatoriaus

sienelės šiluma perduodama kambario orui. Abiem atvejais vyksta kon-

vekciniai šilumos mainai. Skysčiai ir dujos vadinami fluidu, o proce-

sas – konvekciniu šilumos atidavimu.

Tai sudėtingas fizikinis procesas, priklausantis ne tik nuo medžia-

gų, dalyvaujančių procese, šiluminių savybių , bet ir hidrodinaminių

fluido savybių. Fluido judėjimas atsiranda dviem atvejais: dėl fluido

tankio skirtumo tarp karštų ir šaltų fluido masių (laisvoji, natūrali kon-

vekcija) arba dėl išorinio poveikio priemonių – ventiliatorių, siurblių,

veikimo (priverstinė konvekcija). Judant fluidui prie kieto kūno pavir-

šiaus atsiranda konvekciniai šilumos mainai. Šilumos kiekis , kurį gau-

na arba atiduoda kūno paviršius per laiko vienetą, apiplaunamas fluido,

yra proporcingas paviršiaus ir fluido temperatūrų skirtumui. Šį dėsnin-

gumą apibendrina Niutono dėsnis:

,)( ATTQ fs (3.10)

čia Q – šilumos kiekis J;

Ts – kietojo kūno sienelės temperatūra K;

Tf – fluido temperatūra K;

A – sienelės paviršiaus plotas m2;

– laikas s;

α – šilumos atidavimo koeficientas W/(m2K).

Šilumos srautas:

),( fs TTA

Qq

(3.11)

čia q – šilumos srautas W/m2.

Šilumos atidavimo koeficientas parodo šilumos kiekį, perduodamą

tarp fluido ir kietojo kūno per vieną sekundę, esant 1 m2 sienelei ir 1

lapsnio temperatūrų skirtumui. Šilumos atidavimo koeficientas nusta-

tomas remiantis tyrimų rezultatais ir sprendžiant kriterines lygtis:

,)PrGr(Nu nc (3.12)

107

čia Nu – Niuselto kriterijus;

Gr – Grashofo kriterijus;

Pr – Prandtlio kriterijus;

c ir n – pastovūs dydžiai, nustatomi pagal tyrimų rezultatus.

Plačiau apie 3.12 lygtyje nurodytus kriterijus žiūrėti 1.1 lentelėje.

Orientacinės šilumos atidavimo koeficiento reikšmės pateiktos 3.2

lentelėje.

3.2 lentelė. Orientacinės šilumos atidavimo koeficiento reikšmės [20]

Fluidas

Šilumos atida-

vimo koeficien-

tas W/(m2K)

Fluidas

Šilumos atida-

vimo koeficien-

tas W/(m2K)

Oras 1–50 Verdantis vanduo 500–45000

Tepalas 50–1500 Besikondensuojantys

vandens garai

5000–100000

Vanduo 200–10000

Šilumos atidavimo koeficientų reikšmės labai priklauso nuo apte-

kamojo paviršiaus formos, fluido tekėjimo krypties ir režimo, fluido

tankio, temperatūros ir daugelio kitų veiksnių.

3.1.3. Šilumos mainai spinduliavimu

Energija iš vieno kūno į kitą gali būti perduodama elektromagneti-

nėmis bangomis. Jeigu elektromagnetinių bangų ilgis yra nuo 0,8 iki

800 mikronų, tai šiluma perduodama infraraudonaisiais (šiluminiais)

spinduliais. Šiluminis spinduliavimas priklauso tik nuo kūno temperatū-

ros ir optinių aplinkos savybių.

Ne visas šiluminių spindulių nešamas energijos kiekis patekęs ant

kūno per vieną sekundę kaitina kūną. Dalis spindulių atspindima nuo

kūno, dalis praeina pro kūną. Bendras spindulinės energijos balansas:

Q=Qs+Qa+Qp, (3.13)

čia Q – ant kūno paviršiaus patenkantis šiluminių spindulių srautas W;

Qs – sugeriamas šiluminių spindulių srautas W;

Qa – atspindimų šiluminių spindulių srautas W;

Qp – praėjusių pro kūną šiluminių spindulių srautas W.

108

Padalijus abi lygybės puses iš Q ir priėmus, kad

SQ

Qs , AQ

Qa , PQ

Qp , (3.14)

gauname:

S+A+P = 1. (3.15)

Čia dydžiai S, A ir P vadinami sugėrimo, atsispindėjimo ir pralei-

dimo koeficientais. Priklausomai nuo kūno savybių S, A ir P gali kisti

nuo 0 iki 1.

Kai S=1, o A = 0 ir P = 0 – kūnas sugeria visus ant jo krintančius

spindulius. Toks kūnas vadinamas absoliučiai juodu kūnu.

Kai S = 0, o A = 1 ir P = 0 – kūnas atspindi visus ant jo krintančius

spindulius. Tai veidrodinis arba absoliučiai baltas kūnas.

Kai S = 0, o A = 0 ir P = 1 – kūnas praleidžia visus spindulius. Tai

absoliučiai skaidrus kūnas.

Absoliučiai juodų, baltų ir skaidrių kūnų gamtoje nėra. Tačiau ži-

noma, kad naftos suodžiai sugeria iki 98 % visų krintančių šiluminių

spindulių. Jų S = 0,98. Poliruoto aukso А = 0,97–0,98, o vienatomių ir

dviatomių dujų P artimas vienetui.

Nuo absoliučiai juodo kūno, kurio paviršiaus temperatūra – Tp iš-

spinduliuotos energijos kiekis apskaičiuojamas pagal Stefano-

Bolcmano dėsnio matematinę išraišką:

4

00100

pTCE , (3.16)

čia Eo – absoliučiai juodo kūno išspinduliuotos energijos srautas W/m2;

Tp – kūno paviršiaus temperatūra K;

Co – absoliučiai juodo kūno spinduliavimo koeficientas.

Co=5,67W/(m2K

4).

Realių (pilkų ) kūnų išspinduliuojamos energijos kiekis:

0ЕE , (3.17)

čia E – realaus kūno išspinduliuotos energijos srautas W/m2;

– kūno juodumo laipsnis.

Kūno juodumo laipsnis:

109

0C

C , (3.18)

čia C – realaus kūno spinduliavimo koeficientas.

Kai kurių kūnų juodumo laipsniai pateikti 3.3 lentelėje.

Pernešant šilumą spinduliavimo būdu nuo vieno kūno ant kito per-

nešamas šilumos srautas apskaičiuojamas pagal šią formulę:

4

2

4

1

0100100

pp

t

TTCq , (3.19)

čia q – šilumos srautas, krintantis nuo pirmojo kūno ant antrojo spin-

duliavimo būdu W/m2;

Tp1 ir Tp2 – pirmojo ir antrojo kūnų paviršiaus temperatūros K;

t – dviejų kūnų sistemos juodumo laipsnis.

3.3 lentelė. Kūno juodumo laipsnis [20,21]

Medžiaga Paviršiaus temperatūra

oC

Juodumo laipsnis

Poliruotas aliuminis 200 – 600 0,039 – 0,057

Poliruotas plienas 50 – 200 0,10 – 0,15

Šlifuotas lakštinis plienas 900 – 1100 0,55 – 0,61

Oksiduotas plienas 20 – 500 0,60 – 0,75

Molio plytos 20 – 100 0,80 – 0,90

Naftos suodžiai 40 – 400 0,945

Vanduo 0 – 100 0,95 – 0,96

Jeigu šiluminis spinduliavimas vyksta tarp dviejų lygiagrečių skir-

tingų paviršių temperatūrų plokščių, tai dviejų kūnų sistemos juodumo

laipsnis apskaičiuojamas pagal šią formulę:

111

1

21

t , (3.20)

čia 1 ir 2 – pirmojo ir antrojo kūnų juodumo laipsniai.

Jeigu spinduliavimo plokštumoms nėra lygiagrečios, kūnų siste-

mos juodumo laipsnis apskaičiuojamas naudojant specialia literatūra

[21].

110

3.1.4. Sudėtiniai šilumos mainai

Atvejai, kai, vyksta vienos rūšies šilumos mainai, reti. Dažniausiai

šilumos perdavimas vyksta sudėtingiau. Sienelę per kurią perduodama

šiluma iš abiejų pusių apiplauna fluidas (oras, vanduo, tepalai ir kiti).

Pavyzdžiui, skaičiuojant šilumos nuostolius per bulvių sandėlio sienas,

tarp lauko oro ir sienos vyksta konvenciniai šilumos mainai, sienoje

tarp sienos išorinio paviršiaus ir vidinio paviršiaus šiluma perduodama

laidumu, tarp ventiliuojančio sandėlio vidaus oro ir sienos vidiniu pa-

viršiumi – konvekcija. Tokie šilumos mainai, kai šiluma perduodama

nuo vieno fluido į kitą per sienelę (3.3 pav.), vadinami šilumos perda-

vimu.

Tarkime, yra sienelė, kurios storis m, paviršiaus plotas A m2. Iš

vienos pusės greičiu v1 sienelę apiplauna karštas fluidas, kurio tempera-

tūra Tf1, iš kitos , greičiu v2 – šaltas fluidas, kurio temperatūra Tf2. Sie-

nelės laidumo koeficientas l. Sienelės paviršiaus temperatūros Ts1 ir Ts2

nežinomos, tačiau žinomi šilumos atidavimo koeficientai a1 ir a2.

3.3 pav. Sudėtiniai šilumos mainai per sienelę

Jei šilumos perdavimo procesas stacionarus, tai jį galima išreikšti

šiomis lygtimis:

111

).(

),(

),(

222

21

111

fs

ss

sf

TTq

TTq

TТq

(3.21)

Pertvarkius reiškinius, gaunamos tokios lygtys:

.1

)(

,)(

,1

)(

2

22

21

1

11

qTT

qTT

qTТ

fs

ss

sf

(3.22)

Kadangi procesas stacionarus ir šiluma perduodama tik per sienelę,

tai šilumos srautai q W/m2 visose lygtyse lygūs. Sudėjus kairiąsias ir

dešiniąsias lygties puses, gaunama:

21

21

11

qTT ff

. (3.23)

Arba:

),( 21 ff TTkq (3.24)

čia q – šilumos srautas pernešamas per sienelę, esant sudėtingiems

šilumos mainams W/m2;

k – plokščios sienelės šilumos perdavimo koeficientas W/(m2K).

Kaip matyti iš 3.23 ir 3.24 lygčių,

21

11

1

k . (3.25)

Daugiasluoksnės sienelės:

,11

1

211

n

i i

i

k (3.26)

čia i – sluoksnio eilės numeris;

n – sluoksnių skaičius.

112

3.2. Šilumokaičiai ir jų klasifikacija

Šilumokaičiu (arba šilumos mainu aparatu) vadinamas įrenginys,

kuriame vienas šilumnešis perduoda šilumą kitam [20]. Pagal veikimo

principą šilumokaičiai yra trijų tipų: rekuperaciniai, degeneraciniai ir

maišymosi.

Šilumnešiais gali būti dujos, skysčiai ir kietosios medžiagos. Jeigu

šilumokaitis šildo šilumnešį, toks šilumokaitis vadinamas šildytuvu, jei

garina šilumnešį – garintuvu, jei aušina – aušintuvu.

Dažniausiai naudojami rekuperaciniai šilumokaičiai, kuriuose ši-

luma nuo karštesnio fluido šaltesniajam yra perduodama per sienelę.

Taip kaitinamas pieno pasterizatorius, ataušinamas pienas pieno tan-

kuose, sušildomas vanduo karšto vandens tiekimo sistemose, šildomas

oras elektros kaloriferiuose ir kitur.

Regeneraciniuose šilumokaičiuose šildantysis fluidas įkaitina kietą

kūną, kuris šilumą akumuliuoja ir atiduoda šildomajam fluidui. Regene-

racinio šilumokaičio pavyzdys – rotorinis patalpų oro pašildymo reku-

peratorius [22].

Maišymosi šilumokaičiuose šiluma nuo šildančiojo fluido perduo-

dama šildomajam jiems maišantis [20]. Taip galima įkaitinti vandenį į jį

leidžiant vandens garus.

Pagal fluido judėjimo kryptį visi šilumokaičiai skirstomi į pasrovi-

nius, priešsrovinius ir skersasrovinius. Pasroviniuose šilumokaičiuose

abu šilumnešiai teka viena kryptimi, priešsroviniuose – priešinga, o

skersasroviniuose – skersai vienas kito atžvilgiu. Tyrimais nustatyta,

kad efektyviausi yra priešsroviniai šildytuvai, o blogiausi – pasroviniai.

Atskirą ir labai svarbią rekuperacinių šilumokaičių grupę sudaro

kaloriferiai. Jie skirti orui pašildyti. Pagal šilumnešio tipą skirstomi

vandens, dujiniai ir elektriniai kaloriferiai.

3.3. Šilumokaičių technologinis projektavimas

Projektuojant technologinius įrenginius maisto ir perdirbamajai

pramonei, šilumokaičių skaičiavimas apsiriboja standartinių šilumokai-

čių parinkimu. Projektavimui reikalingi šie pradiniai duomenys: įkaiti-

namo fluido kiekis, šilumos sunaudojimas, leistinos šildančiojo fluido ir

šildomojo fluido temperatūros. Pavyzdžiui, skaičiuojant kaloriferį yra

113

apskaičiuojamas oro srautas reikalingas patalpai ventiliuoti nustatant

reikiamą oro apykaitos koeficientą ir patalpos tūrį. Tuomet oro srautas:

36000

oapp kVm

, (3.27)

čia mo – oro srautas kg/s;

Vp – patalpos tūris m3;

kap – reikalingas oro apykaitos koeficientas 1/h;

ρo – oro tankis kg/m3.

Džiovinant grūdus aktyviosios ventiliacijos aruode

3600

olyggr

o

qmm

, (3.28)

čia mgr – džiovinamų grūdų masė tonomis;

qlyg – lyginamasis oro tiekimas m3/(ht).

Šilumos srautas, kuris perduodamas orui kaloriferyje

)( 12 ttcmQ o , (3.29)

čia Q – šilumos srautas W;

c – oro šiluminė talpa J/(kgK);

t2 – karšto oro temperatūra (po pašildymo) K;

t1 – šalto oro temperatūra (prieš kaloriferį) K.

Pagal šilumos srautą ir oro srautą iš gamintojo katalogų parenka-

mas standartinis kaloriferis. Nustatomas kaloriferio kaitinamo pavir-

šiaus plotas m2:

tK

QAk

, (3.30)

čia K – kaloriferio šilumos perdavimo koeficientas W/(m2K);

t – vidutinis temperatūrų skirtumas K.

Vidutinį temperatūrų skirtumą galima apskaičiuoti kaip aritmetinių

vidurkių skirtumą:

2

)()( 2121 ttTTt

, (3.31)

čia T1 ir T2 – šildančiojo fluido (vandens kaloriferyje – vandens) tem-

peratūros K;

114

t2 – karšto oro temperatūra (po pašildymo) K;

t1 – šalto oro temperatūra (prieš kaloriferį) K.

Jeigu santykis 6,011

22

tT

tT , tai 3.30 formulėje, skaičiuojant kaiti-

namojo paviršiaus plotą, įrašomas ne vidutinis temperatūrų skirtumas,

o vidutinis logaritminis temperatūrų skirtumas:

12

21

1221

ln

)()(

tT

tT

tTtTt

. (3.32)

Kaloriferio šilumos perdavimo koeficientas priklauso nuo kalorife-

rio konstrukcijos, oro ir vandens greičių kaloriferyje, fluido tekėjimo

režimo ir daugelio kitų veiksnių. Paprastai jis nustatomas eksperimen-

tais ir pateikiamas kaloriferio techninėje charakteristikoje.

Kontroliniai klausimai ir kontrolinės užduotys

1. Nurodykite, kuris fluidas turi didesnį šilumos atidavimo koefi-

cientą: oras ar vanduo?

2. Kaip įvertinamas kūno juodumas, perduodant šilumą spindulia-

vimu?

3. Kokia šilumokaičio paskirtis?

4. Paaiškinkite kaip apskaičiuojamas vidutinis temperatūrų skirtu-

mas, nustatant kaloriferio kaitinamo paviršiaus plotą?

115

Literatūra

1. Aukšto slėgio ventiliatoriai. Tekstas liet.k. – http://www.orom

eistrai.lt/auksto_slegio_ventiliatoriai (2009-03-25).

2. Elektror airsystems gmbh. – Tekstas angl.k. – http://www.elektror.de

(2011-03-07).

3. HRD_Katalog.pdf. Tekstas angl.k. http://www.elektror.de/

fileadmin/user_upload/Kataloge_deutsch_englisch/HRD_Katalog.pdf (2009-

03-25).

4. Справочник по транспортирующим и погрузочно разгрузоч-

ным машинам / Ф.Г. Зуев, Н.А. Лотков, А.И. Полухин, А.В. Тант-

левский. - Москва: Колос, 1983. - 319 с.,ил.

5. Čerškus E. Kėlimo ir transportavimo mašinos žemės ūkyje: Vado-

vėlis ž.ū. aukšt. m-lų ž.ū. mechanizacijos spec. studentams. – Vilnius:

Mokslas, 1978. – 204 p. iliustr.

6. Зенков Р. Л. и др. Машины непрерывного транспорта:

Учебник для студентов вузов, обучающихся по специальности

“Подъемно-транспортные машины и оборудование”/ Р. Л. Зенков, И.

И. Ивашков, Л.Н. Колобов. - Москва: Машиностроение, 1981. - 432 с.:

ил.

7. Пневмотранспортное оборудование: Справочник / М. П. Кали-

нушкин, М. А. Коппель и др. - Ленинград: Машиностроение, 1986. -

286с .: ил.

8. Ajit K. Srivastava, Carroll E. Goering, Roger P. Rohrbach.

Engineering Principles of Agricultural Machines: ASAE Textbook

Number 6. – Published by the American Society of Agricultural Engineers.

Pamela DeVore-Hansen, Editor Books& Journals, June 1993. 601 p.

9. А. Ф. Заборсин, Т. К. Васильева. Пневмотранспорт сахара в

пищевой промышленности. – Москва: Пищевая промышленность,

1979. - 280с .: ил.

10. Красников В. В. Подъемно-транспортные машины / И.И. Крас-

ников, В.Ф. Дубинин, В.Ф. Акимов... [и др.]. - Москва: Агро-

промиздат, 1981. - 269 с.: ил.

11. Подъемно-транспортные машины в сельском хозяйстве: атлас

конструкций: учебное пособие для студентов вузов / [В.В. Красников

116

[и др.] / под общей редакцией В.Ф. Дубинина. - Москва: Машино-

строение, 1990. - 124, [1] p.: brėž.

12. В.Ф. Дроздов. Вентиляция. - Москва: Выцшая школа, 1984. -

264 p.: iliustr

13. Вайсман, Моисей Рафаилович и др. Вентиляционные и

пневмотранспортные установки: учебник для учащихся средних

специальных учебных заведений / М.Р. Вайсман, И.Я. Грубиян.-

Москва: Колос, 1984. - 366 p.: iliustr.

14. Vilimas V., Martinkus M. Mikroklimato formavimas augalinin-

kystės produktų sandėliuose: Mokomoji knyga. – Kaunas–Akademija:

LŽŪU Leidybos centras, 2006. – 98 p.

15. Mašinų detalių projektavimo pagrindai: vadovėlis respublikos

aukštųjų m-klų žemės ūkio mechanizavimo specialybės studentams // Jo-

nas Dromantas, Viktoras Ramutis Atstupėnas, Algirdas Raila, Edvardas

Ulickas. – Vilnius: Mokslas, 1985. – 296 p.: iliustr., lent.

16. Chemijos inžinerija. I knyga: vadovėlis aukštųjų mokyklų studen-

tams // A. Balandis, A. Kantautas, B. Leskauskas, G. Vaickelionis, Z. Va-

lančius. – Kaunas: Technologija, 2006. – 474 p.

17. Transporterių skaičiavimo metodika: žemės ūkio mechanizacijos

fakulteto studentams / V. Atstupėnas, J. Dromantas, H. Novošinskas,

A. Raila, E. Ulickas; Lietuvos žemės ūkio akademija. Mašinų detalių kated-

ra. – Kaunas–Noreikiškės: LŽŪA redakcinis-leidybinis skyrius, 1985. –

64 p.: iliustr.

18. Novošinskas H., Raila A., Zvicevičius E. Pneumatiniai transporte-

riai: papildoma mokomoji medžiaga. – Akademija: ASU, 2011.

19. Cimbria. – http://www.cimbria.com/en-GB/Home/Solutions/

Introduction.aspx

20. Švenčianas P., Narbutas T. Šiluminė technika. – Kaunas: Techno-

logija, 1997. – 212 p.

21. Milenskis N. Bendroji šiluminė technika. – Vilnius: Mintis, 1974. –

570 p.

22. Vėdinimo, orinio šildymo,kondicionavimo sistemų projektai įvai-

rios paskirties patalpoms. – Tekstas liet.k. – http://www.orocentras.lt/

gyvenamuju-namu-vedinimas.html. (2012.08.02).

117

Henrikas Novošinskas

Inžinerinių technologijų projektavimas. Mokomoji knyga.

Akademija, 2012. UDK 629.1:631.374

ISBN 978-609-449-042-2

SL 399. 2012.10.29. Aut. sp. l. 4,15. Užsakymo Nr. 49. Leido ASU Leidybos

centras – 2012. Studentų g. 11, LT-53361 Akademija, Kauno r.