Пневматический транспорт измельченной древесины

 

 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 

П. П. ДОМРАЧЕВ 

 
 
 
 

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ТРАНСПОРТ 

ИЗМЕЛЬЧЕННОЙ ДРЕВЕСИНЫ 

 
 

Учебное пособие 

 
 

Издание второе, исправленное и дополненное 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Йошкар-Ола 

ПГТУ 
2015 

УДК 674:[621.928.9+621.547] 
ББК  43.90+43.904 

Д 68 

 

Рецензенты: 

департамент лесопромышленного и топливно-энергетического комплекса  

Республики Марий Эл (директор департамента лесопромышленного  

и топливно-энергетического комплекса РМЭ Н. А. Бороухин); 
кафедра ТМ, ДМ и ПТУ Санкт-Петербургской лесотехнической  

академии (зав. кафедрой проф., д-р техн. наук В. Е. Воскресенский) 

 

Печатается по решению 

редакционно-издательского совета ПГТУ 

 
 

Домрачев, П. П. 

Д 68        Пневматический транспорт измельченной древесины: учебное посо
бие / П. П. Домрачев. – 2-е изд., испр. и доп. – Йошкар-Ола: Поволжский 
государственный технологический университет, 2015. – 144 с. 
ISBN 978-5-8158-1551-3 

 

Приведены основные определения и расчетные зависимости по теоретиче
ским основам перемещения сыпучих материалов в воздушном потоке. Изложена 
методика проектирования систем аспирации методом динамических давлений. 
Представлены общие сведения и этапы проектирования высоко- и низконапорных 
систем пневматического транспорта.  

Для студентов направления подготовки «Технология лесозаготовительных и 

деревоперерабатывающих производств». 

 

УДК 674:[621.928.9+621.547] 

ББК 43.90+43.904 

 
Учебное издание 
ДОМРАЧЕВ Петр Павлович 
ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ТРАНСПОРТ ИЗМЕЛЬЧЕННОЙ ДРЕВЕСИНЫ 

 
Учебное пособие.  
Издание второе, исправленное и дополненное 

 
Редактор Л. С. Журавлева. Компьютерная верстка и дизайн обложки Е. А. Рыбакова 

 
Подписано в печать 30.06.2015. Формат 60×84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. 
Усл. печ. л. 8,37. Тираж 60 экз. Заказ № 5631 
Поволжский государственный технологический университет. 424000 Йошкар-Ола,  
пл. Ленина, 3 
Редакционно-издательский центр ПГТУ. 424006 Йошкар-Ола, ул. Панфилова, 17 

 
 
ISBN 978-5-8158-1551-3 
© Домрачев П. П., 2015 
© Поволжский государственный 
технологический университет, 2015 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

 

В современных условиях бурного развития частного предпринима
тельства и малого бизнеса особую актуальность приобрели высокие 
требования к условиям труда и охране окружающей среды, в связи с 
чем четко обозначились проблемы выбора и оптимизации проектирования внутризаводского и производственного транспорта. 

Содержание в чистоте воздушных бассейнов на промышленных 

предприятиях во многом определяется эффективностью локализации, 
удаления и очистки образующихся отходов и вредностей производства. 

Эти функции в лесной и деревообрабатывающей промышленности 

наиболее эффективно выполняют системы аспирации (СА), которые служат для удаления опилок, стружек и пыли от режущих головок деревообрабатывающего оборудования и автоматических линий. 

Эффективность работы СА в значительной мере зависит от пра
вильности расчета, монтажа и условий их эксплуатации. Настоящая работа дополняет имеющуюся литературу по расчетам параметров СА 
методом динамических давлений. 

В данном пособии рассмотрены основные теоретические положе
ния, расчетные зависимости, способы увязки (уравнивания) потерь давления в параллельных трубопроводах, использование ПЭВМ для получения решения в среде FoxPro, предложены вопросы и задания для самостоятельной работы студентов. 

Издание содержит богатый справочный материал, в нем приведены 

таблицы значений динамических давлений, значений /d для прямых 
участков воздуховодов, характеристики пылеулавливающих сооружений, коэффициенты для определения частот вращения колеса пылевых 
центробежных вентиляторов и их кпд. 

Кроме того, в программе, разработанной в среде FoxPro, создана и 

заполнена база данных справочного характера по деревообрабатывающему оборудованию, содержащая сведения, необходимые для расчета 
параметров СА. 

Главное внимание в учебном пособии уделяется вопросам опти
мального проектирования СА с применением метода динамических 
давлений. 

ВВЕДЕНИЕ 

 
Прототипы некоторых транспортирующих машин были известны 

еще в глубокой древности. Появились они впервые в области водоснабжения, строительства укреплений и горного дела. В Древнем Египте и 
Китае были известны водоподъемные устройства, которые можно считать прототипом современного ковшового элеватора. В качестве водоподъемных устройств известны также цепные скребковые машины 
(прототипы скребковых конвейеров) и архимедов винт (прототип винтового конвейера). Позднее, в XV-XVI веках, деревянные винтовые 
конвейеры начали применять на мукомольных предприятиях. 

В России создание и использование транспортирующих машин 

началось в XVIII веке. В 1764 году русский механик Е. Г. Кузнецов соорудил на руднике около Нижнего Тагила многоковшовый водоподъемник, который в дальнейшем был использован для подъема руды и земли. В 1788 году механик и гидротехник К. Д. Фролов на Алтае построил 
грандиозную для того времени комплексную установку для подъема 
руды. Основой установки были рудоподъемники непрерывного действия – ковшовые элеваторы, поднимающие до 10 тонн руды в час на 
высоту до 70 метров. В 1860 году русский изобретатель А. Лопатин 
предложил и внедрил на сибирских золотых приисках систему ленточных конвейеров для транспортирования песка и гальки. В качестве несущего органа первоначально был применен холст, затем кожа и листовая сталь. 

В деревообрабатывающей промышленности установки для удале
ния стружки, опилок и пыли от станков стали применяться еще в начале 
столетия. В 20-х годах такие установки уже были распространены довольно широко. В последующие десятилетия была создана научнотеоретическая база для разработки методик инженерного расчета установок пневматического транспортирования различных сыпучих материалов, в том числе и отходов деревообработки. Внедрению таких установок в деревообрабатывающую промышленность способствовали работы 
Л. С. Клячко, С. Н. Шемякина, Г. Я. Трайтельмана и др. 

В 60-е годы ХХ столетия сформировались основные принципы кон
струирования и методика расчета аспирационных и пневмотранспортных систем. Во многом этому способствовали работы С. Н. Святкова и 

разработки отечественных проектных институтов Гипродрев, Гипродревпром и Гипролеспром. 

В последние годы существенно изменились условия конструирова
ния и расчета систем аспирации и пневмотранспорта измельченной древесины и полуфабрикатов на деревообрабатывающих предприятиях. 
Прежде всего определилось четкое разграничение аспирационных и 
пневмотранспортных систем. 

Инженерные системы, удаляющие от режущих головок технологи
ческого оборудования отходы производства, подающие их к пылеулавливающим сооружениям и осуществляющие их очистку, относятся к 
системам аспирации (СА) технологических процессов и оборудования. 

При создании и эксплуатации систем аспирации решаются задачи 

эффективной и надежной очистки воздуха в производственных помещениях и охраны атмосферного воздуха от загрязнения древесной пылью с 
минимальными капитальными и эксплуатационными затратами. 

Проектирование СА сводится в конечном итоге к решению в опре
деленной последовательности задач исходя из технологических условий 
и требований государственных и отраслевых стандартов. Цель проектирования – разработка проектно-сметной документации, необходимой 
для заказа материалов и оборудования, финансирования и производства 
строительно-монтажных работ по реализации проектных решений. 

К системам пневматического транспорта на деревообрабатывающих 

предприятиях относятся системы, состоящие из комплекса оборудования, сети трубопроводов и строительных конструкций и предназначенные для передачи измельченных материалов по воздуховодам как внутри одного, так и между различными технологическими процессами. 

Конструирование и расчет пневматического транспорта технологи
ческого назначения обусловлены особенностями того или иного производства. При проектировании пневмотранспорта решаются следующие 
основные задачи: получение исходных данных, выбор трассы и принципиальных конструктивных решений, гидравлический расчет. 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 

 
В деревообрабатывающих производствах источники выделения 

пыли бывают двух видов. К первому виду относится технологическое оборудование, при работе которого пыль, опилки и стружки 
образуются в качестве отходов механической обработки древесины 
и древесных материалов. Ко второму виду источников относится 
технологическое оборудование, в том числе конвейеры, в которых 
измельченные материалы являются полуфабрикатами в технологических процессах или конечным продуктом. 

Применяемые в этих случаях устройства называются системами 

аспирации. Аспирационные системы (см. рисунок) служат для удаления опилок, стружек, волокна и пыли от технологического оборудования в местах их образования и одновременно 
выполняют две функции – 
санитарно-техническую 
(обеспыливание 
оборудо
вания) 
и 
транспортную 

(удаление 
образующихся 

опилок, стружек и пыли на 
небольшие 
расстояния). 

Они имеют ограничения по 
производительности и преимущества в простоте и 
компактности решения. В 
этих установках имеется 
коллектор (небольшой резервуар), к которому подключаются ответвления от 
приемных устройств технологического оборудования. 
Статическое давление по 
сечению коллектора постоянно, поэтому во всех от
Схема универсальной установки 

с коллектором-сборником:

1 – присоединительный патрубок приемника 
технологического оборудования; 2 – рукав; 

3 – коллектор-сборник; 4 – тягодутьевая 
машина; 5 – пылеулавливающий аппарат

5

4
3

1

2

ветвлениях одна и та же разность давления, т.е. такие установки 
универсальны и могут обслуживать всю расчетную площадь производственного помещения вне зависимости от расположения единицы технологического оборудования. 

Принцип работы СА заключается в создании одинакового раз
ряжения (статического давления) перед местами подключения всех 
трубопроводов – ответвлений к коллектору, что дает возможность 
менять оборудование местами, заменять его новым, при этом изменяется только соответствующий трубопровод – ответвление. 

В настоящее время деревообрабатывающее производство – от 

крупных специализированных предприятий, насчитывающих сотни 
единиц оборудования, до небольших – не может функционировать 
без систем аспирации, так как конструкция деревообрабатывающего 
оборудования должна предусматривать наличие специальных 
устройств (аспирационных кожухов, укрытий, отсосов), оканчивающихся патрубками для подключения их к системам аспирации. 

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ  

И РАСЧЕТНЫЕ ЗАВИСИМОСТИ 

 
Прежде всего следует отметить, что при расчетах параметры воз
духа (воздушного потока) рассматриваются при стандартных условиях: атмосферное давление Ра=760 мм ртутного столба (10330 мм водного столба; 10,1×105 Па); температура окружающей среды Т=293 К  
(t = 20oC); относительная влажность воздуха  =0,5 (50%). Расход 
воздуха (производительность), т.е. его количество, проходящее через 
сечение трубопровода за единицу времени, определяется по формуле 

F
Q


,   
 
 
 
 
 
      (1.1) 

где   – скорость воздушного потока, м/с; F – площадь сечения трубопровода, м2; для круглого сечения: 

4

2
d
π
F 
,  
 
 
                        (1.2) 

где d  – диаметр трубопровода, м;   3,141592. 

При заданных величинах Q  и   диаметр равен: 



Q
d
4

.  
 
 
                          (1.3) 

 

1.1. Статическое, динамическое и полное давление 

 
Статическое давление в резервуаре, трубопроводе – давление 

между частицами воздуха, его можно также рассматривать как давление на стенки трубопровода. Статическое давление оценивает потенциальную энергию воздушного потока. 

Динамическое давление Pдин, или скоростной напор, оценивает 

кинетическую энергию воздушного потока и определяется по формуле 

,

2

2υ
ρ
P
в
дин 
  
 
                             (1.4) 

где   – скорость воздушного потока в трубопроводе, м/с; 


в
 плотность воздуха, ρв = 1,2 кг/м3. 

Полное давление – давление, оценивающее полную энергию воз
душного потока. 

В зависимости от начала отсчета статическое давление и полное 

давление могут быть относительным или абсолютным. Если за начало отсчета принять абсолютный вакуум, то такое давление будет 
называться абсолютным; если за начало отсчета принять атмосферное давление, то такое давление будет называться относительным. 

Взаимосвязь между тремя видами давлений следует рассматри
вать для двух гидравлических режимов: 

• нагнетательный режим работы системы аспирации: 

Р
Η
Η
дин
ст 

, 
 
 
 
                 (1.5) 

где H – относительное полное давление, Па (в дальнейшем будем 
называть полным давлением); Η ст  – относительное статическое 

давление, Па (в дальнейшем будем называть статическим давлением); Ρдин  – динамическое давление, Па; 

• всасывающий режим работы системы аспирации: 

Р
Η
Н
дин
ст


.  
 
 
                 (1.6) 

 
 

1.2. Сопротивления давлению воздуха в системах аспирации 

 

1.2.1. Потеря давления в местных сопротивлениях 

 
К местным сопротивлениям относятся фасонные части цеховой 

аспирационной установки: приемники деревообрабатывающего оборудования, коллекторы, пылеулавливающие сооружения, отводы, 
тройники, крестовины, переходы, диафрагмы, зонты, обратные клапаны, шиберы, лючки для прочистки. 

Потери давлений в местных сопротивлениях вычисляются по 

формуле 

,
Δ
дин
м.с.
м.с.
P
ξ
P

 
 
 
 
                   (1.7) 

гдеξ м.с.  – коэффициент местного сопротивления, определяется по 

справочным материалам или устанавливается опытным путем. 
 

1.2.2. Потери давления на трение на прямолинейном участке 

трубопровода (воздуховода) 

 
Потери давления на трение на прямолинейном участке трубо
провода (воздуховода) зависят от коэффициента сопротивления трения  , скорости воздушного потока , длины прямолинейного 
участка трубопровода   и диаметра трубопровода d . Потери давления на трение на прямых участках воздуховодов определяются по 
формуле Дарси-Вейсбаха: 

,

2
2
υ
ρ
d
λ
P
 в
mp



  
 
                       (1.8) 

где λ  – коэффициент сопротивления трения; d  – диаметр воздуховода, м;   – суммарная длина прямых отрезков расчетного участка, 
м, имеющих диаметр d ; υ  – скорость воздушного потока на расчетном участке, м/с. 

Коэффициент сопротивления  можно определить по формуле 

Блесса: 

d
λ
0,0011
0,0125 

, 
 
 
                  (1.9) 

где d  – диаметр трубопровода, м. 

Для инженерных расчетов систем аспирации деревообрабатыва
ющих производств коэффициент сопротивления трения  следует 
принимать по формуле Альтшуля: 

0,25

Re
68
0,11



















d
К
λ
э
,  
 
                (1.10) 

где Re – число Рейнольдса; К э  – абсолютная эквивалентная шеро
ховатость стенок трубопровода, мм.