Uwagi dotyczące wyliczania wydajności pneumatycznej obróbki strumieniowo-ściernej, wielkości zużycia ścierniwa i kosztów oczyszczania powierzchni - część II
Zużycie ścierniwa jest odwrotnie proporcjonalne do wydajności obróbki strumieniowo–ściernej, a natężenie przepływu strumienia ściernego przez daną dyszę jest stałą proporcjonalności, zależną od ciężaru nasypowego danego ścierniwa, który jest pośrednio uzależniony od gęstości właściwej i wielkości ziaren ściernych; z drugiej zaś strony zależy od ilości wydatku powietrza i jego ciśnienia a pośrednio od wielkości dyszy.
S = V · C [kg/h] (1)
Z1 = ZC · N [kg/m2] (2)
S = W · Z1 = W · (ZC · N) [kg/h] (3) czyli:
V · C = W · (ZC · N) [kg/h] (4)
S - wielkość strumienia ściernego w kg/h;
V - objętość strumienia ściernego w dm3/h;C - ciężar nasypowy danego ścierniwa w kg/dm3;
W - wydajność oczyszczania powierzchni w m2/h;
Z1 - wielkość zużycia ścierniwa przy jednokrotnym użyciu
ZC - zużycie danego ścierniwa na oczyszczenie danej powierzchni w kg/m2, uwzględniające krotność jego ponownego użycia;
N - ilość zawróceń danego ścierniwa. Przemnożenie objętości strumienia powietrza V (m3/h) przez ciężar nasypowy stosowanego ścierniwa C (kg/m3) daje wartość strumienia ściernego S danego ścierniwa o danej granulacji (kg/h).
Z drugiej strony iloczyn wydajności czyszczenia W - w m2/h, przez zużycie ścierniwa ZC - w kg/m2 oraz przez krotność jego użycia N (wartość niemianowana), także daje wielkość strumienia ściernego - S (kg/h).
Omówienie poszczególnych wielkości
Ilość sprężonego powietrza V przepływającą przez dysze wraz ze ścierniwem określa się na podstawie tablicy załączonej na końcu artykułu, zależnie od ciśnienia powietrza docierającego do dyszy i jej wielkości. Według doświadczenia firmy RESIN, należy też uwzględniać w wyliczeniach większe zużycie powietrza przez oczyszczarkę, w wyniku zużycia (rozkalibrowywania się średnicy wewnętrznej dyszy). Powiększa się wtedy do wyliczeń średnicę dyszy o wartość przekraczającą wielkość średnicy nominalnej, a po odczytaniu wartości przepływu powietrza z tabeli, daje się jeszcze 10% naddatku powietrza dla zniwelowania turbulencji wypływu powietrza z dyszy o nieregularnym przekroju, jaki posiada dysza zużyta.
Wydajność kompresora rotacyjnego 16,8 m3/min. Oczyszczarka ciśnieniowa pojemności 300 litrów. Orurowanie zbiornika 32 mm. Dysze długie typu „venturi”.
a) Przewód powietrzny - 19 mm długości 15 m, przewód ścierniwa - 32 mm, długości końcówki 3,5 m średnicy 25 mm.b) Przewód powietrzny - 32 mm długości 15 m, przewód ścierniwa - 32 mm, długości końcówki 3,5 m średnicy 25 mm.
c) Przewód powietrzny - 32 mm długości 15 m, przewód ścierniwa - 32 mm, bez zwężonej końcówki.
Wartości podane w kolumnie c – dowodzą, że zwężanie końcówki węża ścierniwowego nie jest celowe. W przypadku długości węży większych niż 15 m wylicza się straty według proporcji:
Strata ciśnienia = ——————— X
faktyczna długość węża (5)
Dla każdej średnicy węża straty oblicza się osobno. Według danych firmy CLEMCO i EMPIRE na przewodzie powietrznym i materiałowym o średnicy 1”, przy ciśnieniu ok. 0,7 MPa (7 barów) występują następujące straty ciśnienia na: Kolanie 900 – 21 kPa, Kolanie 450 – 10 kPa, trójniku - 34 kPa, redukcji 50% - 14,2 kPa, zaworze wahadłowym – 124 kPa (8), zaworze kątowym - 78,6 kPa, szerokim łuku – 3,3 kPa, zamknięciu powrotnym – 31,7 kPa.
Potrzebne do wyliczeń wielkości strumienia ściernego ciężary nasypowe C niektórych ścierniw kształtują się następująco:
- elektrokorundu zwykłego 95 A - 1450–1900 g/dm3 (g/l);
- żużla pomiedziowego ~ 1500 g/dm3 (g/l);
- piasku kwarcowego – 1500–1600 g/dm3 (g/l)
- granatu almandynowego ~ 2436 g/dm3 (g/l)
- śrutów staliwnych - 2900–4500 g/dm3 (g/l)
Jak kształtuje się ciężar nasypowy w zależności od wielkości ziaren ściernych i jego kształtu pokazuje tablica 2.
Ciężary nasypowe śrutów staliwnych ostrokrawędziowych G i okrągłych S w g/dm3 (g/l) Po prawej stronie równania – 1, mamy trzy zmienne, których wielkości nikt dokładnie nie precyzuje, gdyż zależą one od zbyt wielu czynników ubocznych opisanych w cz. I tego artykułu. Trwałość ścierniwa N definiuje się jako tę ilość cykli pracy ścierniwa, która powoduje zmniejszenie wielkości nominalnej ziaren ściernych w 50 proc. Krotność użycia ścierniw jednokrotnego użytku takich, jak piasek czy żużel wielkopiecowy wynosi 1, a żużla pomiedziowego średnio 1,5. Można w przybliżeniu założyć, że krotność użycia ścierniwa elektrokorundowego zależy w pierwszym rzędzie od wielkości ziaren ściernych, wysokości zastosowanego ciśnienia i twardości obrabianej powierzchni. Podczas obróbki stali zwykłej, gdy stosuje się do powyższych opisanych uwag, N najczęściej wynosi:
Śruty żeliwne łamane GH - ~ 50 razy,
Śruty staliwne łamane utwardzone cieplnie GH - ~ 200 razy.
