РАСЧЕТ ПЫЛЕОСАДИТЕЛЬНОЙ КАМЕРЫ

 

Задание: В соответствии с заданным вариантом (табл. 1) рассчитать пылеосадительную камеру с горизонтальными полками.

Таблица 1 Исходные данные

Номер варианта	Материал	Плотность материала частицы, , кг/м3	Диаметр частиц, d, м	Расход газа, Q, м3/с
	Зола		50 × 10-6	0, 2
	- « -	- « -	- « -	0, 4
	- « -	- « -	- « -	0, 6
	- « -	- « -	- « -	0, 8
	- « -	- « -	- « -	1, 0
	Известняк		80 × 10-6	0, 2
	- « -	- « -	- « -	0, 4
	- « -	- « -	- « -	0, 6
	- « -	- « -	- « -	0, 8
	- « -	- « -	- « -	1, 0
	Мел		60 × 10-6	0, 2
	- « -	- « -	- « -	0, 4
	- « -	- « -	- « -	0, 6
	- « -	- « -	- « -	0, 8
	- « -	- « -	- « -	1, 0
	Песок		100 × 10-6	0, 2
	- « -	- « -	- « -	0, 4
	- « -	- « -	- « -	0, 6
	- « -	- « -	- « -	0, 8
	- « -	- « -	- « -	1, 0
	Цемент		70 × 10-6	0, 2
	- « -	- « -	- « -	0, 4
	- « -	- « -	- « -	0, 6
	- « -	- « -	- « -	0, 8
	- « -	- « -	- « -	1, 0
	Уголь		90 × 10-6	0, 2
	- « -	- « -	- « -	0, 4
	- « -	- « -	- « -	0, 6
	- « -	- « -	- « -	0, 8
	- « -	- « -	- « -	1, 0
Для всех вариантов: 1) газовая среда – воздух; 2) плотность воздуха ρ = 1, 293 кг/м3; 3) динамическая вязкость воздуха μ = 0, 0185× 10-3 Па∙ с.

 

Схема пылеосадительной камеры с горизонтальными полками представлена на рис. 1.

1 – корпус; 2 – полки; 3 – отражательная перегородка; 4 – бункер

Рис. 1. Схема пылеосадительной камеры

 

Критерий Рейнольдса Re определяется из выражения [1]:

, (1)

где ω _ос – скорость осаждения шарообразной частицы, м/с; d – диаметр шарообразной частицы, м; ρ – плотность среды, кг/м³; μ – динамический коэффициент вязкости среды, Па с.

С другой стороны критерий Рейнольдса можно найти по уравнению Тодеса

, (2)

где Ar – критерий Архимеда.

, (3)

где ρ _ч – плотность материала частицы, кг/м³.

По известному значению критерия Рейнольдса (2) определяется скорость осаждения , для чего используется выражение, полученное из уравнения (1)

. (4)

Если число Архимеда для частиц удовлетворяет условию Аr < 3, 6, то скорость осаждения можно рассчитать по формуле Стокса, соответствующей ламинарному режиму осаждения шарообразных частиц в неподвижной газовой среде под действием силы тяжести

. (5)

Необходимая площадь осаждения F_ос, м², пылеосадительной камеры определяется следующим образом

, (6)

где Q – объемный расход газа, м³/с; – действительная скорость осаждения, м/с.

Для приближенных расчетов принимают .

Расстояние между полками h, м, пылеосадительной камеры определяется следующим образом

, (7)

где τ – время пребывания газа в камере, с.

, (8)

где L - длина пылеосадительной камеры, м; ω _Г - линейная скорость газа между полками, м/с.

Длину камеры L, м, определяем, исходя из площади осаждения F_ос, задаваясь шириной камеры В, м

. (9)

При неудовлетворительном соотношении длины L и ширины В пылеосадительной камеры изменить ширину камеры, исходя из конструктивных соображений (L/В ≈ 2) и произвести пересчет.

Линейную скорость газа между полками можно найти по формуле

, (10)

где Q – расход газа, м³/с; В – ширина камеры, м; Н – высота камеры, м.

Высоту пылеосадительной камеры Н принимаем равной длине камеры, т.е. Н = L.

По формуле (7) находим расстояние между полками h.

 

Содержание отчета

 

Отчет по практической работе должен содержать:

1) титульный лист (приложение А);

2) задание с исходными данными;

3) схему пылеосадительной камеры;

4) расчет пылеосадительной камеры;

5) выводы.

Практическая работа № 4

РАСЧЕТ ЦИКЛОНА

 

Задание: Рассчитать циклон в соответствии с заданным вариантом (табл. 1).

Таблица 1 Исходные данные

Номер варианта	Материал пыли	Плотность частиц , кг/м3	Степень поли-дисперсности пыли lg	Расход газа Q, м3/с	Концентрация пыли на входе циклона Свх, г/м3
	Зола		0, 527	0, 2	11, 234
	- « -	- « -	- « -	0, 4	- « -
	- « -	- « -	- « -	0, 6	- « -
	- « -	- « -	- « -	0, 8	- « -
	- « -	- « -	- « -	1, 0	- « -
	Известняк		0, 384	0, 2	0, 780
	- « -	- « -	- « -	0, 4	- « -
	- « -	- « -	- « -	0, 6	- « -
	- « -	- « -	- « -	0, 8	- « -
	- « -	- « -	- « -	1, 0	- « -
	Мел		0, 422	0, 2	23, 269
	- « -	- « -	- « -	0, 4	- « -
	- « -	- « -	- « -	0, 6	- « -
	- « -	- « -	- « -	0, 8	- « -
	- « -	- « -	- « -	1, 0	- « -
	Кварц		0, 405	0, 2	1, 830
	- « -	- « -	- « -	0, 4	- « -
	- « -	- « -	- « -	0, 6	- « -
	- « -	- « -	- « -	0, 8	- « -
	- « -	- « -	- « -	1, 0	- « -
	Цемент		0, 468	0, 2	16, 230
	- « -	- « -	- « -	0, 4	- « -
	- « -	- « -	- « -	0, 6	- « -
	- « -	- « -	- « -	0, 8	- « -
	- « -	- « -	- « -	1, 0	- « -
	Уголь		0, 334	0, 2	5, 240
	- « -	- « -	- « -	0, 4	- « -
	- « -	- « -	- « -	0, 6	- « -
	- « -	- « -	- « -	0, 8	- « -
	- « -	- « -	- « -	1, 0	- « -
Для всех вариантов: 1) газовая среда – воздух; 2) плотность газа ρ = 1, 293 кг/м3; 3) динамическая вязкость газа μ = 0, 0173× 10-3 Па∙ с.

 

На предприятиях применяют циклоны различных типов. Наибольшее распространение получили цилиндрические и конические циклоны НИИОГАЗ.

К цилиндрическим циклонам НИИОГАЗ относятся аппараты типа ЦН-11, ЦН-15, ЦН-15У и ЦН-24. Отличительной особенностью этих аппаратов является удлиненная цилиндрическая часть корпуса. Входной патрубок расположен под углом 11, 15 и 24^о к горизонтали.

К коническим циклонам НИИОГАЗ относятся аппараты типов СДК-ЦН-33, СК-ЦН-34 и СК-ЦН-34М. Они отличаются от циклонов типа ЦН длиной конической части и наличием спирального входного патрубка.

Цилиндрические циклоны относятся к высокопроизводительным, а конические – к высокоэффективным аппаратам.

Диаметр цилиндрических циклонов обычно не превышает 2000 мм, а диаметр цилиндрической части конических – 3000 мм.

Цилиндрические циклоны НИИОГАЗ характеризуются следующими особенностями:

- ЦН-24 (входной патрубок расположен под углом α = 24^о); этот тип обеспечивает повышенную производительность при наименьшем гидравлическом сопротивлении; предназначен для улавливания крупной пыли;

- ЦН-15 (α =15^о); этот тип обеспечивает хорошую степень улавливания при сравнительно небольшом гидравлическом сопротивлении;

- ЦН-11 (α =11^о); этот тип обеспечивает повышенную эффективность и рекомендуется в качестве унифицированного пылеуловителя.

Схема цилиндрического циклона представлена на рис. 1.

Запыленный газ вводится в цилиндрическую часть корпуса 1 через входной патрубок 2 тангенциально со скоростью 20-30 м/с. Благодаря тангенциальному вводу он приобретает вращательное движение вокруг выхлопной трубы 3. Частицы пыли под действием центробежной силы отбрасываются к стенкам корпуса и под действием гравитационных сил спиралеобразно опускаются в сборник пыли (на схеме не показан). Очищенный газ выбрасывается из циклона через выхлопную трубу 3 и направляется в трубопровод для отвода очищенного газа.

Очищенный газ

 

3 2

 

Запыленный газ

 

 

Пыль

1 – корпус; 2 – входной патрубок; 3 – выхлопная труба

Рис. 1. Схема цилиндрического циклона

 

Расчет циклонов ведут методом последовательных приближений в следующем порядке [2].

1. Выбирают тип циклона (ЦН-24, ЦН-15, ЦН-11).

2. Выбрав тип циклона, определяют оптимальную скорость газа _опт, м/с, в сечении циклона (табл. 2).

3. Определяют диаметр D, м, циклона по формуле:

, (1)

где Q – объемный расход очищаемого газа, м³/с (табл.1).

С учетом числа циклонов n выражение (1) примет вид:

(2)

Полученный диаметр циклона округляют до ближайшего типового значения внутреннего диаметра циклона из ряда: 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000, 2400 и 3000 мм.

Если расчетный диаметр циклона превышает его максимально допустимое значение, то необходимо применять два или более параллельно установленных циклона, диаметр которых определяется по формуле (2).

4. По выбранному диаметру циклона находят действительную скорость газа в циклоне , м/с:

, (3)

Действительная скорость газа в циклоне не должна отклоняться более чем на 15 % от оптимальной скорости ω _опт.

5. Определяют коэффициент гидравлического сопротивления ξ циклона или группы циклонов:

, (4)

где k₁ – поправочный коэффициент, зависящий от диаметра циклона (табл. 3); k₂ – поправочный коэффициент, учитывающий запыленность газа (табл. 4); k₃ – коэффициент, учитывающий дополнительные потери давления, связанные с компоновкой циклонов в группу (для одиночных циклонов k₃ = 0); - коэффициент гидравлического сопротивления одиночного циклона диаметром 500 мм (табл.5); направление выхлопа принимается исходя из требований охраны окружающей среды, безопасности, технологии и др.

6. Определяют потери давления в циклоне , н/м²:

, (5)

где ρ - плотность газа, проходящего через циклон, кг/м³ (табл. 1).

7. Определяют диаметр частиц, улавливаемых на 50 %, d₅₀:

, (6)

где индекс “T” означает стандартные условия работы типового циклона

[2]:

- находится по табл. 2;

- диаметр циклона D_T = 0, 6 м;

- средняя скорость газа в циклоне = 3, 5 м/с;

- плотность частиц = 1930 кг/м³;

- динамическая вязкость газа = 0, 022× 10^-3 Па∙ с.

8. Определяют эффективность очистки газа в циклоне η :

= 0, 5 [1 + Ф(х)], (7)

где Ф(х) – табличная функция от параметра х (табл. 6).

Параметр х можно найти следующим образом:

, (8)

где - дисперсия функции фракционной степени очистки (табл. 2); - степень полидисперсности пыли (табл. 1).

В зависимости от значения х находят функцию распределения Ф(х) по табл. 6.

Таблица 2 Параметры, определяющие эффективность циклонов [2]

Параметр	Тип циклона
ЦН-24	ЦН-15	ЦН-11
d50т, мкм	8, 50	6, 00	3, 65
lg σ η	0, 308	0, 352	0, 352
ω опт, м/с	4, 5	3, 5	3, 5

 

Таблица 3 Значения поправочного коэффициента k₁ [2]

Тип циклона	Диаметр циклона D, мм
ЦН-11	0, 94	0, 95	0, 96	0, 99	1, 0
ЦН-15, ЦН-24	0, 85	0, 90	0, 93	1, 0	1, 0

 

Таблица 4 Значения поправочного коэффициента k₂ [2]

Тип циклона	Концентрация пыли на входе циклона свх, г/м3
ЦН-11		0, 96	0, 94	0, 92	0, 90	0, 87	-
ЦН-15		0, 93	0, 92	0, 91	0, 90	0, 87	0, 86
ЦН-24		0, 95	0, 93	0, 92	0, 90	0, 87	0, 86

Таблица 5 Значения коэффициентов сопротивления циклонов ξ ₅₀₀ (D = 500 мм)

Тип циклона	Коэффициент сопротивления ξ 500
при выхлопе в атмосферу	при выхлопе в гидравлическую сеть
ЦН-11
ЦН-15
ЦН-24

 

Таблица 6 Значения нормальной функции распределения Ф(х) [2]

х	Ф(х)
- 2, 6	0, 0047
- 2, 4	0, 0082
- 2, 2	0, 0139
- 2, 0	0, 0228
- 1, 8	0, 0359
- 1, 6	0, 0548
- 1, 4	0, 0808
- 1, 2	0, 1151
- 1, 0	0, 1587
- 0, 8	0, 2119
- 0, 6	0, 2743
- 0, 4	0, 3446
- 0, 2	0, 4207
	0, 5000
0, 2	0, 5793
0, 4	0, 6554
0, 6	0, 7257
0, 8	0, 7881
1, 0	0, 8413
1, 2	0, 8849
1, 4	0, 9192
1, 6	0, 9452
1, 8	0, 9641
2, 0	0, 9772
2, 2	0, 9861
2, 4	0, 9918
2, 6	0, 9953

 

Содержание отчета

 

Отчет по практической работе должен содержать:

1) титульный лист (приложение А);

2) задание с исходными данными;

3) схему циклона;

4) расчет циклона;

5) выводы.

Практическая работа № 5

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Из портов клапана. Если растворитель утечки в прошлом любой клапан в зону камеры сгорания клапан шлифовальные работы на этот клапан должен повторить.
2. ИЗМЕРЕНИЕ ОБЪЕМА КАМЕРЫ СГОРАНИЯ
3. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ТОПОЧНОЙ КАМЕРЫ.
4. Ямные пропарочные камеры с интенсивной циркуляцией греющей среды. Элементы камеры, принцип действия, характеристики.