Расчет пылевой камерой

 

м/с

При скорости в пылеосадительной камере 0,5 м/с имеем и по номограмме (из [1] стр. 23) получаем при плотности частиц   3800   кг/м³  d₅₀=  82  мкм.

3. Для определения зависимости выбираем дополнительные значения

Этим  значениям относительных скоростей витания отвечают диаметры частиц 70 мкм   и 86 мкм.

4. Среднюю концентрацию частиц на выходе из камеры можно определить как среднюю из концентраций в 5 точках сечения. Задаемся пятью значениями h/H: 0; 0,25; 0,5; 0,75; 1

      Значения  х₁ и х₂ в свою очередь определяются из выражений

      Где h – расстояние от потолка камеры,

      D_t – коэффициент турбулентной диффузии частиц,

 – скорость  витания частиц  того размера, для которого  находят значение 

      Коэффициент турбулентной диффузии частиц совпадает  с коэффициентом турбулентной диффузии потока и может определяться по формуле  Шервуда и Вертца:

         где l=0,03 – коэффициент трения потока.

Результаты  расчетов удобно представить в следующем  виде:

      n_ср = 0,74

      Для пылеосадительных камер с     значения парциальных коэффициентов очистки, %, можно найти достаточно точно на основании расчетов средней концентрации частиц соответствующего размера в выходном сечении пылеосадительной камеры по формуле:

      Парциальный коэффициент очистки газа для  частиц с размером

      d_ч= 70 мкм             η_п = 100∙(1–0,74)=26% 

      n_ср = 0,26

      Парциальный коэффициент очистки газа для частиц с размером

      d_ч=86 мкм               η_п = 100∙(1–0,26) = 74% 

        Таким образом, в результате  расчета получены три значения  парциальных коэффициентов очистки  газа (26, 50, 74%) при трех значениях  0,4; 0,5; 0,6. Задаваясь другими значениями , необходимо построить кривую . 
 
 

5. Общая степень  очистки

, где

_{Фi – % содержание фракции от общей массы частиц} 
 
 

η_об = (26∙21+50∙19+74∙17)/100 = 27,5%

      Данная  пылевая камера удовлетворяет требованиям, т.к. ее КПД находится в пределах 20-60%, что соответствует удовлетворительной степени пылеулавливания. Для увеличения эффективности газоочистки пылевой  камеры необходимо изменить её габаритные размеры, т.е. можно уменьшить высоту камеры до 2 м и увеличить ширину до 6 м. 

Циклон

     Принцип их работы основан на использовании центробежных сил, возникающих при вращательно-поступательном движении газового потока в корпусе циклона, которое обеспечивается при тангенциальном вводе очищаемого газа в циклон. Конструктивно всякий циклонный аппарат должен состоять из трех частей: циклона, бункера и газосборника, как показано на рисунке.

     

     Запыленный  газовый поток подается во входной  патрубок, расположенный по касательной  к корпусу циклона или в  виде улитки. Частицы пыли под действием  центробежных сил отбрасываются  к стенкам корпуса и опускаются вместе с частью газа в бункер, где происходит отделение пыли от газа, который затем через центральный газоотводящий патрубок выходит с основной массой очищенного газа в газосборник. Пыль из бункера выводится через затворный аппарат, в качестве которого может быть использован клапан-мигалка.

     В настоящее время разработано  большое количество различных конструкций  циклонных аппаратов, один из них  – вид ЦН.

       ЦН - циклоны конструкции НИИОГАЗ типа ЦН-15, ЦН-15 У, ЦН -11, ЦН-24, отличающиеся винтообразной крышкой и наклонным входным патрубком. Угол наклона входного патрубка к горизонтальной линии составляет 11, 15 или 24 градуса в соответствии с указанным типом циклона.

     Конические  циклоны типа СКЦН, СДКЦН имеют  удлиненную коническую форму и малое отношение диаметра выхлопной трубы к диаметру цилиндрической части циклона. Они отличаются повышенным гидравлическим сопротивлением и большей эффективностью очистки. Недостатком конических циклонов являются большие габариты, из-за которых их не рекомендуется применять в групповых установках.

     

     Циклонные пылеуловители составляют наиболее массовую группу среди всех видов  пылеулавливающей аппаратуры и применяются  во всех отраслях промышленности.

     Степень очистки в циклоне сильно зависит  от дисперсного состава частиц пыли в поступающем на очистку газе (чем больше размер частиц, тем эффективнее очистка). Для распространённых циклонов типа ЦН степень очистки может достигать:

     - для частиц с условным диаметром  20 микрон 99,5%

     - для частиц с условным диаметром  10 микрон 95%

     - для частиц с условным диаметром  5 микрон 83% 

     C уменьшением диаметра степень  очистки возрастает, но увеличивается  металлоёмкость и затраты на  очистку. При больших объёмах  газа и высоких требованиях  к очистке газовый поток пропускает  параллельно через несколько циклонов малого диаметра (100—300 мм.). Такую конструкцию называют мультициклоном или батарейным циклоном.

     Показатели работы:

     

     Циклоны просты в разработке и изготовлении, надёжны, высокопроизводительны, имеют  довольно низкое гидравлическое сопротивление, могут использоваться для очистки агрессивных и высокотемпературных газов и газовых смесей. Недостатками являются невозможность улавливания пылей с малыми размерами частиц и малая долговечность (особенно при очистке газов от пылей с высокими абразивными свойствами). 

Расчет  эффективности очистки  газа циклоном

ВАРИАНТ №11

      Выбрать циклон типа ЦН-24, определить его гидравлическое сопротивление, эффективность и  конечную запыленность газа при следующих  исходных данных: расход газа при н.у.V₀=6500м³/час, плотность газа при н.у., , температура газа, Т=250°С, барометрическое давление, Р_бар=101,3 кПа., разрежение в циклоне, Р_ц=8 кПа, начальная концентрация пыли в газе, Z₀=29 г/м³, средний размер частиц пыли , плотность пыли, . Циклон должен работать без раскручивателя.

      Нормальные  условия – Т=273°К, Р=101,3кПа 

      Решение:

1. Плотность газа при рабочих условиях,

      

      

 кг/м³

2. Расход газа при рабочих условиях,

      

      

 м³/с

3. Диаметр циклона при оптимальной скорости =4,5 м/с,

      

      

 м

      Принимаем ближайший стандартный диаметр, 1000 мм, и находим действительную скорость газа в циклоне, м/с

      

      

 м/с

      Действительная  скорость должна отличаться от оптимальной  менее чем на 15%.

4. Коэффициент сопротивления циклона (коэффициенты принимаем из [1] стр. 34-36)

      

5. Гидравлическое  сопротивление циклона, Па

      

 Па

6. Размер частиц , улавливаемых выбранным циклоном при рабочих условиях с эффективностью 50%, мкм

      

       - величины, соответствующие определенным  условиям,