ВЗАЄМОДІЯ СИПУЧИХ БУДІВЕЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ З ПОВІТРЯНИМИ ПОТОКАМИ У ПНЕВМОТРАНСПОРТНИХ ТА АСПІРАЦІЙНИХ СИСТЕМАХ
DOI:
https://doi.org/10.31650/2786-6696-2026-17-85-91Ключові слова:
аеродинамічні параметри, перевантажувальні ділянки, ежекція повітря, струмінь сипучого матеріалуАнотація
У статті розглянуто особливості взаємодії потоків сипучих будівельних матеріалів із повітряними потоками у пневмотранспортних та аспіраційних системах підприємств будівельної індустрії. Актуальність дослідження зумовлена тим, що процеси приймання, транспортування та перевантаження сипучих матеріалів супроводжуються інтенсивним пиловиділенням, яке значною мірою визначається характером взаємодії матеріальних і повітряних струменів. У сучасній практиці проєктування приймальних пристроїв і систем аспірації ці процеси здебільшого розглядаються окремо, без урахування їх взаємозв’язку, що призводить до зниження ефективності роботи аспіраційних установок і погіршення умов експлуатації виробничого обладнання. На основі проведених досліджень визначено кінематичні закономірності приєднання повітряних мас до потоків сипучих матеріалів під час їх гравітаційного переміщення у самопливних трубопроводах. Отримано аналітичні залежності для визначення ежекційного тиску, об’ємів і швидкостей повітря, що виникають у процесі транспортування матеріалу. Показано, що величина ежекційного тиску та об’єм повітря, яке переміщується по самопливних трубопроводах, залежать від геометричних параметрів трубопроводів, фізико-механічних властивостей матеріалу, масової витрати та ступеня герметичності системи. Встановлено закономірності розподілу статичного тиску вздовж транспортних елементів і визначено умови формування зон надлишкового та зниженого тиску, що впливають на процеси пиловиділення. На основі отриманих результатів запропоновано науково обґрунтований метод розрахунку аеродинамічних параметрів аспіраційних відборів, який враховує ежекційні властивості сипучих матеріалів та умови їх транспортування у самопливних трубопроводах і перевантажувальних вузлах. Запропонований підхід дозволяє визначати необхідні об’єми аспіраційного повітря, оцінювати параметри пилоповітряних потоків і підвищувати ефективність роботи аспіраційних систем. Результати дослідження можуть бути використані при інженерному розрахунку та проєктуванні систем пиловидалення і пневмотранспорту на підприємствах будівельної індустрії.Посилання
[1] O.O. Lapshyn, V.A. Shapovalov, M.V. Khudyk, O.L. Shepel, "Industrial research on dust trapping efficiencyby the fiber filter in aspiration shelters of reloading units", Naukovyi Visnyk NHU, no. 2, р. 101-106, 2018. https://doi.org/10.29202/nvngu/2018-2/11.
[2] O.A. Mukha, I.O. Luts, A.A. Yurchenko, D.V. Saveliev, "Obgruntuvannia ulashtuvannia aspiratsiinoho ukryttia pry perevantazhenni hirnychoi masy na konveierakh", Zbirnyk naukovykh prats NTU "Dniprovska Politekhnika", no. 66-06, pp. 63-71, 2021. https://doi.org/10.33271/crpnmu/66.063.
[3] O.O. Lapshyn, M.V. Khudyk, "Rozrobka volokonnoho filtra dlia pylovykh kamer", Naukovyi visnyk Natsionalnoho hirnychoho universytetu, no. 1, pp. 100-105, 2020. https://doi.org/10.33271/nvngu/2020-1/100.
[4] M.V. Danichenko, E.A. Geraskina, O.I. Khomenko, S.V. Semenov, V.O. Makarov, "Opredelenie aerodinamicheskikh parametrov peregruzochnykh uchastkov na predpriiatiiakh stroiindustrii", Visnyk ODABA, no. 63, pp. 202-207, 2016.
[5] D.S. Pustovoi, "Rozrobka aspiratsiinoi systemy z vysokym rivnem ochyshchennia povitria vid melkodysperсnoi pylu", Zbirnyk naukovykh prats Natsionalnoho hirnychoho universytetu, no. 51, pp. 209-218, 2017. https://doi.org/10.20998/2413-4295.2017.53.02.
[6] Hui Ma, Guanguo Ma, Zhenjiao Sun, Kang Gao, Lianjun Chen, "Study on flow characteristics of pneumatic conveying of stiff shotcrete materials by CFD-DEM", Results in Engineering, 26, р. 1-12, 2025. https://doi.org/10.1016/j.rineng.2025.105129.
[7] P. Beaulac, M. Issa, A. Ilinca, J. Brousseau, "Parameters Affecting Dust Collector Efficiency for Pneumatic Conveying", Energies, 15(3), 916, 2022. https://doi.org/10.3390/en15030916.
[8] C. Wang, W. Li, B. Li, Z. Jia, S. Jiao, H. Ma, "Study on the Influence of Different Factors on Pneumatic Conveying in Horizontal Pipe", Applied Sciences, 13(9), 5483, 2023. https://doi.org/10.3390/app13095483.
[9] A.-N. Huang, K. Ito, T. Fukasawa, K. Fukui, H.-P. Kuo, "Effects of particle mass loading on the hydrodynamics and separation efficiency of a cyclone separator", J. Taiwan Inst. Chem. Eng., 90, pp. 61-67, 2018. https://doi.org/10.1016/j.jtice.2017.12.016.
[10] P. Beaulac, M. Issa, A. Ilinca, R. Lepage, F. Martini, "Improving the Energy Efficiency of Cyclone Dust Collectors for Wood Product Factories", Open J. Energy Effic., 10, pp. 97-119, 2021. https://doi.org/10.4236/ojee.2021.103007.
[11] G. Ma, Z. Sun, H. Ma, P. L., "Calibration of contact parameters for moist bulk of shotcrete based on EDEM", Adv. Mater. Sci. Eng., 2022. https://doi.org/10.1155/2022/6072303.
[12] Hui Ma, Guanguo Ma, Zhenjiao Sun, Kang Gao, "Flow characteristics of coarse particles in horizontal pneumatic conveying: A CFD-DEM study", Powder Technology, 10.1016, vol. 482, 2026. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2026.122715.
[13] A. Kokolenko and V. Turyk, "Filtration systems of aspiration, ventilation and pneumatic transport in industry: features of operation, aerodynamic problems and ways to solve them", Mech. Adv. Technol., vol. 9, no. 2(105), pp. 144-156, 2025. https://orcid.org/0009-0007-0923-2173.
[14] M. Zhang, W. Qin, X. Ma, A. Liu, C. Yan, P. Li, et al., "An Environmentally Friendly Technology of Metal Fiber Bag Filter to Purify Dust-Laden Airflow", Atmosphere, vol. 13, no. 3, p. 485, 2022. https://doi.org/10.3390/atmos13030485.
[15] V. A. Shapovalov, V. I. Lyashenko and A. O. Gurin, "A Cleaning of Internal Surfaces of Bunkers without the Presence of Operating Personnel inside the Bunker", Mining Revue, vol. 30, no. 1, pp. 78-85, 2024. https://doi.org/10.2478/minrv-2024-0009.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 СУЧАСНЕ БУДІВНИЦТВО ТА АРХІТЕКТУРА
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
